顶管工程施工方案.docx

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顶管工程施工方案

顶管工程施工方案

第一章工程情况

第二章施工总平面布置

第三章工作井施工

第四章顶进施工

第五章项目组织管理及劳动力配置

第六章施工机械设备和材料计划

第七章施工进度计划

第一章工程情况

1.1编制依据

1.中国非开挖协会《非开挖管线铺设工程技术规范》（试行本）；

2.《建筑基坑支护技术规程JGJ120-99》；

3.《工程测量规范GB50026-2007》；

4.《施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005》；

5.《建筑机械使用安全技术规程JGJ33-2001》。

6.《工程建设标准强制条文（城市建设部分）》（建标[2002]202号）

7.《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97

8.《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002

1.2工程概况

重庆龙湖时代天街顶管工程因原有污水管网堵塞，为了修复已破坏的管道，需要穿越土层，该段施工采取在地面以下使用非开挖液压顶管方式将直径DN800mm钢筋混凝土管安装埋设。

为了安全、优质、按期完成此工程任务，特制定如下施工方案。

第二章施工总平面布置

2.1施工总平面布置原则

1.合理规划施工用地

根据施工项目及施工特点合理规划，保证施工现场占地充分利用。

2.科学设计施工平面图

2.2临时设施布置

1.防护围栏

为保证施工现场不受干扰及确保过往行人的安全，本工程采取封闭施工，在本工程施工范围内沿线两侧各设置一排标准彩钢板防护围栏，将施工区域与社会交通通道隔离开。

采用标准彩钢板制作，总高1.8m，样板背面使用钢管支设，要求钢板围栏支设牢固、美观。

防护围栏四周悬挂施工重地，闲人免进、深基坑，注意安全、有电危险等安全标志。

2.施工用电

因施工临时用电量大，应尽量协调附近的工业用电。

保证施工用电，自备50KW发电机一台。

第三章工作井施工

3.1施工准备

1.进行施工前的施工现场调查，收集有关资料。

2.进行测量放线。

3.对施工班组进行技术交底和技术培训。

4.进行工程材料复试和配合比的试配。

3.2工作坑开挖

按照工作坑轴线控制桩在地面上放置工作坑井基坑。

工作井净空埋设深度根据设计深度确定（需考虑垫层、底板、导轨等深度）。

1、工作井的开挖采用人工开挖的形式进行，工作坑预计净空尺寸直径5米圆形砼井，深度约16米。

要求：

按照井壁支护结构的要求井壁的厚度100—400mm；砼强度等级不低于C30，钢筋配置主钢筋不宜小于Φ14mm，间距不大于200mm，竖向钢筋要求直径不小于Φ8mm。

本工程依据以上所求的侧向土压力强度验算，以及在此强度下所需钢筋面积取Φ14mm钢筋作为主筋，间距200mm，本工程的工作井的真正侧压力只有工作井周边范围300—800mm的回填土所产生的侧压力，综上所述，本工作井采用Φ14mm、Φ8mm单层双向，间距为250mm，厚度为250mm砼强度为C30的钢筋砼，能够保证其承担的工作内容。

3、3基坑施工

（1）应根据深井平面尺寸决定基坑底面尺寸，开挖深度及放坡大小，定出基坑平面的开挖边线，整平场地后根据设计图纸上的工作井坐标定出工作井中心桩以及纵横轴线控制桩，以上施工放样完毕后经技术部复核后方可开工。

（2）基坑第一层开挖采用人工开挖，先由测量人员按设计图放出工作井的边角线，施工人员按放出的边线开挖，通过计算得出最大开挖深度达到2.2米，现在挖1.5米，因土质状况良好无须放坡，施工人员可直接按边线下挖到1.5米。

（3）当施工人员挖到1.5米后，由测量人员再次对轴心线进行复核，如有误差应立即进行必要的修正，当确定无误后放出工作井一周的钢筋位置，然后按钢筋笼所处位置下挖200mm的槽沟。

（4）基坑挖好后按设计要求绑扎钢筋，钢筋的绑扎、焊接应严格按钢筋制作规范操作。

（5）钢筋绑扎到位后，用砂浆先将挖好的槽沟填平，并拍打密实，目的是预留下一层的钢筋搭接接头。

（6）支模：

在钢筋上绑好混凝土保护层垫块，拼装模板时先按照边线安装钢模，支模时要拉水平、竖向通线，并设竖向总垂直度控制线以保证模板水平、竖向位置准确。

（7）模板安装好后用钢管进行加固，加固间距水平方向750mm，纵向为1500mm，安装时水平拉杆和间距必须严格控制保证模板有足够强度、刚度和稳定性。

（8）钢模支撑好后，经过检验合格后方可浇筑混凝土，检验时模板轴线、支架、顶膛螺栓进行认真检查，复核，发现问题及时处理。

（9）混凝土采用C30混凝土，混凝土入模采用导筒。

（10）浇筑混凝土时下料要均匀，浇筑高度要控制在施工规范允许范围内（其砼的自由落差不得超过2m），浇筑混凝土时要保证混凝土振捣密实。

又要防止过分振捣引起的混凝土过振及模板变形。

（11）拆模：

混凝土浇筑完毕待混凝土达到终凝后方可拆模。

（12）模板拆除后，对浇筑的墙体进行浇水养护，然后继续向下开挖，开挖深为1.5米，并按照第一层混凝土墙的轴线向下开挖确保基坑的平面位置正确。

（13）在开挖至1.5米后按上诉中第3条操作，同样挖出一条深200mm的沟槽。

（14）绑扎第二层钢筋前，先将第一层预留的钢筋搭接头全部用水冲洗掉上面的泥土，然后用钢丝刷清楚上面的铁锈，打扫干净后绑扎钢筋，钢筋的搭接、绑扎、焊接严格按“钢筋制作”中的规范执行。

（15）最后支模，加固如上循环操作至工作井浇底。

2、工作坑出的土方及时运出工作场地，确保土方开挖远离基坑，降低基坑上部荷载，从而减少对基坑的影响。

3、工作井浇筑完成后，根据设计高程，先在底板浇筑10mm厚C20混凝土垫层，然后顺管道轴线方向两侧各200mm安装一根2.5米长钢轨固定，最后浇筑300mmC30混凝土固定，形成导轨。

第四章顶进施工

4.1顶管施工原理

液压顶管在顶进管道的两端按设计的方案设置工作井和接收井，工作井内设置坚固的后座，后座为现浇2*1.2*1米混凝土墙，内置Φ14mm钢筋网片两层，钢筋间距150mm，双向布置，C30混凝土。

后座墙正面布置5*10木方一层，然后置钢板一块。

吊进油压千斤顶以及要顶进的混凝土管，接好照明，油管等管线，然后用油压千斤顶缓慢顶进，通过人工挖掘的方式，将混凝土管顶进。

在顶进的过程中通过激光经纬仪测量顶管的方向，边顶进边排土边调整，直至将混凝土管顶至接收井内。

4.2施工工序

4.3顶进前准备阶段

1.测量放线

经相关部门审核、审批确认此专项施工方案以后，即可进行现场测量放线，从而确定出设计管线、工作井及接受井的确切位置。

具体是：

首先根据现场提供的、经复核无误的高程控制点，其次复核已给坐标点的位置和标高，当与设计无误时，即可进行设计管线、工作井、接受井的放线定位工作。

2.顶力计算与顶管后背墙

1）顶力计算

推力的理论计算：

（以Φ800mm计算）

F=F1十F2

其中F—总推力

Fl一迎面阻力  F2—顶进阻力

F1＝π/4×D2×P （D—管外径0.96m，P —控制土压力）

P＝Ko×γ×Ho

式中Ko—静止土压力系数，一般取0.55

Ho—地面至掘进机中心的厚度，取2.48m

γ—土的湿重量，取1.9t/m3

P＝0.55×1.9×2.48＝2.59t/m2

F1=3.14/4×（0.96）2×2.59＝1.87t

F2＝πD×f×L

式中f一管外表面平均综合摩阻力，取0.8t/m2

D—管外径0.96m

L—顶距，取值约25m

F2＝3.14×0.96×0.8×25＝60.288t。

因此，总推力F=1.87+60.288＝62.158t。

根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。

主顶油缸选用一台（根据现场实际情况定）300t（3000KN）级油缸。

油缸顶力控制在300t以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力300t。

2）后背的计算

后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。

当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。

这种弹性变形即象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。

后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。

否则，千斤顶在余面后背上，造成顶进偏差。

后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。

所以，应进行强度和稳定性计算。

本工程采用现浇整体式后座墙组合钢板结构，这种后背安装方便，安装时应满足下列要求：

使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3。

后背墙应承受和分散船体全部顶力，必须具备足够的强度和刚度。

后背墙的平面必须与顶进轴线相垂直，在顶进中随时检查，如有发现倾斜，则必须重新布置，以保证安全。

3.顶管导轨

导轨安放在基础面上，导轨定位安装后必须稳固，标高、位置正确，在顶进中承受各种负载时不移位，不变形，不沉降。

导轨安放前，应先复核管道中心位置。

滚轮接触钢管位置的标高应按管道设计标高调整，在顶进中应经常复核调整，确保顶进轴线的精度。

导轨设置坡度与设计轴线相同。

顶管导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合下列规定：

1）两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。

2）导轨安装的允许偏差应为：

轴线位置：

3mm；顶面高程：

0～+3mm；两轨内距：

±2mm。

3）安装后的导轨必须牢固可靠，严禁在顶管过程中产生位移或变形，并应经常检查校正。

3.千斤顶的安装

千斤顶的安装应固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；

4.油泵安装

油泵站设置在千斤顶附近，油路安装应顺直，减少转角，接头不漏油。

油泵的最大工作压力不大于32Mpa，应检查限压阀、溢流阀和压力表等指示保护装置，安装完毕后进行试车，在顶进中应定时检查维护。

油泵安装和运转应符合下列规定：

1）油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；

2）油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵，油泵安装完毕，应进行试运转；

3）顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；

4）顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。

5.顶铁

1）顶铁作用于管道口，将顶力均匀传送到管道上，使顶进正常进行，其质量应符合下列规定：

1　顶铁应有足够的刚度；

2　顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型，当采用焊接成型时，焊缝不得高出表面，且不得脱焊；

3　顶铁上应有锁定装置。

2）顶铁的安装和使用应符合下列规定：

1　安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和项铁之间的接触面不得有泥土、油污；

2　更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后应锁定；

3　顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁；

4　顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。

4.4顶管施工

1.测量复核

待顶管前期准备工作结束后，首先应精确放线并复查。

应根据业主提供的平面控制网点及水准网点，按照《工程测量规范》GB50026-93进行施工测量，测量工作是一切工作的先导，测量工作的好坏直接影响到以后工程质量的好坏。

因此，安排优秀测量人员，配置精密仪器，确保施工放样工作精准、及时、高效完成。

复核基准点时，如发现问题及时上报，并协商解决。

2.管节材质检查

该工程顶管管材均使用管径为Ф800mm的钢筋混凝土承插管，管道连接采用钢承插加密封胶圈的方式。

钢筋混凝土管规格尺寸、接口形式和外压荷载系列表

接口型式

管材内径（mm）

管材外径（mm）

承口外径（mm）

壁厚（mm）

有效长度（mm）

I级管

II级管

III级管

荷载

内水压（MPa）