钢管顶管方案.docx

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钢管顶管方案

工程名称：

深圳市深南东路（金塘街～新秀立交）改造工程

WS32WS32-1：

过人民南路路口DN1000污水顶管段

施工组织设计及技术措施

（方案）

编制单位：

深圳市道路工程公司

审批：

编制：

编制日期：

一九九九年四月十二日

一.施工组织设计的编制依据

二.工程概况和技术措施

三.施工组织

四.顶管的施工方法

五.保证施工质量的措施

六.保证施工安全的措施

七.降低成本措施及文明施工措施

八.雨季施工的工作安排

一.施工组织设计的编制依据

1.我公司的顶管管材的生产情况。

2.污水管道防腐的特殊要求。

3.有关施工规范。

4.我单位在深圳地区的施工经验。

5.现场考察收集的资料。

6.本工程无沿管线的地质报告，将对顶管施工产生决定性的影响。

7.密切注意工作井开挖的土质情况，工作井开挖的土质作为顶管施工的依据。

二．工程概况和技术措施

㈠．本工程的基本情况：

本工程为：

人民南路路口过路顶管：

WS32WS32－1；管径DN1000，长度L=40米。

工作井：

数量：

1座；

结构形式：

工字钢、木板支撑；

位置：

现场确定；

尺寸：

A×B×H=7×7×5米3；

施工方法：

分层开挖，分层支撑。

接收井：

数量：

1座；

结构形式：

分层开挖，分层支撑；

位置：

现场确定；

尺寸：

A×B×H=4×4×4.5米3；

检查井：

Φ2000圆形砖砌检查井1座。

按国标S231施工，作内外水泥砂浆抹灰；

㈡．本方案拟采用的技术措施：

1．顶管工作井和接收井采用：

工字钢、木板支撑。

2．工作井和接收井采用：

分层开挖，分层支撑的方法施工。

3．当遇不良地质情况时，采用触变泥浆减阻措施，以减少顶进过程中的阻力。

4．工作井开挖时：

密切注意其土质情况并作好记录。

5．本工程地质的假设情况：

按砂质硬塑性的淤泥土质，含砂量为10%至30%左右，涌水量在10升/分内的情况考虑。

本工程顶管的基本工艺宜为：

机械顶进，人工挖掘。

并应充分考虑Φ1000管径内作业空间窄小的因素以及作业的安全保证措施。

6.本工程不宜采用降水法施工，

本工程的质量目标为：

优良。

本工程的安全目标为：

达到“五无”标准。

本工程的计划工期为：

40天。

三．施工组织：

1．施工总平面布置、临时设施设备：

临时施工用水就近接取，临时用电考虑设2台30KW柴油发电机，设临时移动式工棚2×20米2。

施工现场所有作业点均采用H=1.8米七合板围护。

工人上下班采用汽车接送形式。

施工现场不设材料、管件加工厂。

加工厂和固定式工棚设在距施工现场较近的滨河工地。

材料、设备的进场采用办许可证的车辆运进，土方采用进口10吨自卸汽车在晚上运至指定的弃土场，运距25公里。

土方外运和路面恢复工作的费用问题，与甲方另行协定。

2．施工领导管理机构：

按项目经理负责制进行工程的领导机构。

工地的施工负责人（项目经理）、技术负责人和安全负责人均应与公司经理签订合同，以明责任和权力。

工地现场设有工地现场施工领导管理机构、工地质安领导小组、工地防火小组和工地ISO9000标准推行小组（详见附表）。

3．劳动力、材料、机械计划：

按机械化施工的要求组织劳动力；按施工图、施工进度计划和施工网络图安排材料进场，按一个顶管工作点施工的要求组织施工机械（详见附表）。

4．施工进度计划、施工网络图：

本工程计划工期为60天。

按此要求进行施工进度安排、作业点的设置和设备的进场。

施工进度计划表详见附表。

四．顶管的施工方法：

㈠．顶管工作井的设置：

顶管工作井设在指定的位置上，数量：

1座。

顶管工作井尺寸：

A×B×H=7×7×5米3。

1．结构形式：

工字钢和木板。

2．施工方法：

人工分层挖土，支撑体系随挖随击下沉。

从而保证工作井的安全和附近道路的安全。

3.工作井内设置：

钢制顶管基座：

2.5吨；

钢制顶管平台，后座：

3.5吨；

钢制顶铁：

3.0吨；

钢制桁架：

4.5吨。

㈡．顶管施工方法：

1．顶管的前提条件和施工中需注意的问题：

⑴．顶管施工时必须具备的条件：

临时施工便道利用现有道路通至作业现场；顶管工作井施工完毕；顶管设备安装完毕。

根据工作井的开挖情况，土质情况和地下水的涌出情况。

决定顶管的施工方法和施工工艺。

根据工程现场情况，该工程的顶管基本工艺宜为：

机械顶进，人工挖掘。

其施工步骤如：

遇不良地质情况的顶管工艺流程图所示。

⑵．施工中应注意的问题：

a．施工排水：

顶管工作井的支撑系统要高出地面0.5米，以防止雨水和泥水冲入。

b．小车轨道安装：

小车轨道是顶管开始时保证管子中心位置和标高准确性的关键装置，必须严格按照规范要求找正顶进的方向和标高，轨道与井底的预埋件要焊牢，以防止顶进过程中出现松动变形。

c．顶进设备和运输设备：

必须按照设计要求选择合理的顶进设备。

针对本工程的工程量和工期特点，本工程拟投入一套顶进设备，每套设备配备2台700毫米行程的200吨液压千斤顶及相应的油泵和管路，顶坑垂直运输及短距离水平运输采用Φ200钢管支撑而成的四角龙门吊。

管内土方运输采用四轮小车。

d．管材选用：

管材采用DN1000×12卷焊钢管。

外防腐采用环氧树脂加强级防腐；内防腐采用水泥砂浆人工内涂。

e．发电照明设备齐全并有备用。

2.顶进：

拆除管口砖墙，将工具管放在轨道上，开动千斤顶将工具管顶入孔内，当工具管进入土中后，边挖边顶进，每次挖土不超过0．5m，逐步把工具管顶入土中，然后吊下钢管，钢管对接、焊接顶进。

然后再重复前面过程。

挖土时要注意修圆，不要超挖，保持切土顶进，不可空头。

顶进过程必须连续，不能中断。

当工具管顶进接收井时，应立即凿开井内管口砖墙，使机头慢慢进入接收井。

整个过程中要做到勤测量、勤校正、缓慢纠偏。

正常顶进时每顶进一米即测一次，测量记录要及时、准确，若条件许可要换人测量，以便校对结果。

3．顶进力的计算：

由于无详细的地质资料，无法确定顶管所在地的地质情况，这是顶管施工的重要前期条件，将影响到顶管施工的成功与失败。

我单位按两种情况考虑本工程的施工方法：

按天然含水量的砂质硬塑性淤泥土质考虑。

管外壁正常情况下不注浆。

如遇流沙层、软土层，我公司拟采取注触变泥浆的减阻措施，管外径DH=1020毫米。

根据本工程特点，顶进长度：

L=40米。

A=π×DH×L=π×1.02×40=128.2米2。

f─采用不注浆工艺的磨阻系数，取f=15（KN／m2）

最大顶进阻力：

F=Ａ×f

=128.2×15

=1922.7（KN）

每个工作井配备千斤顶：

2台。

千斤顶单台顶力：

2000KN；

总顶力：

P=2×2000

=4000（KN）＞F=1922.7（KN）

工作井配备：

a．ZB15-A型电动油压泵1台；出油速度：

13升／分钟；油压：

63MPa；功率：

15KW。

b．BW250／50型注浆泵1台，压力为30～50公斤／厘米2；排量：

150～250升／分。

4．顶管施工工艺流程图：

本图按：

不降低地下水，机械顶进，人工掘进，机械运土，采取顶管注触变泥浆的减阻措施的情况考虑：

遇不良地质的顶管施工工艺流程见下图。

遇不良地质情况的顶管施工工艺框图

顶管设备安装

拆封墙、始顶

安装钢管、焊接

人工出土、顶进

嵌油膏

安止水环

管材运进

工作井

施工

测量

控制

注触变泥浆

5．顶进：

由于本工程无详细的地质报告，正常土质情况下可以不采取的减阻措施；

如遇流沙层、软土层等不良地质情况时，我公司拟采用触变泥浆作为减阻剂，并选用杭州临安膨润土化工总厂生产的国家优质膨润土，其配法可根据产品性能结合现场试验而制定。

泥浆系统由泥浆搅拌机、泥浆泵、输浆主管（DN50）、输浆分管（DN25）、注浆孔和注浆管组成。

当泥浆经注浆管注入砼管外壁与土壤之间后，即在管外壁四周形成个完整、连续的泥浆外套，从而起到减阻的作用。

为防止触变泥浆被吸收或硬化，而造成顶管阻力增加，每次顶管时间间距不能超过12小时。

⑴．顶进准备工作：

a．稳导轨：

导轨38千克／米钢轨，导轨间距：

B=700毫米。

工作井底板混凝土上预埋钢板，采用δ=12mm钢板，间距为500毫米，与钢轨焊接。

b．打掉工作井管口临时封口。

c．安装顶进设备。

d．检查所有管子型号是否正确，焊缝质量、外防腐是否合格，检查合格后方可使用。

⑵．前封闭及第一节管顶进：

前封闭及第一节顶管由电动葫芦吊至导轨上组装，组装后不加泥浆顶进。

当前封闭管全部出顶管坑后安装后封闭密封圈；当顶进到第一节管脱离轨道500毫米时，向第一节管管底注入1:

1早强水泥砂浆；填充前封闭与混凝土管管径之差值以防管子出顶坑后跳坑，然后注入触变泥浆。

⑶．顶进：

a．焊接作业必须由合格的焊工操作，本工程拟采用V型坡口，α=700±50，间隙b=1～3mm，电焊条采用Φ3.0、T422型焊条。

每条焊缝外侧焊3遍，内侧焊1遍。

b．顶进时昼夜三班不间断施工，以防止因中途停置而增大压力，造成顶进困难。

c．管前人工挖土不得超过管口腔100毫米，同时在管径方向留不少于500毫米的土，顶进时用前封闭刃角切下，以防止超挖或泥浆漏浆。

6．顶进纠偏：

顶进过程中出现中心偏30毫米或高程20毫米及有偏差趋势时应考虑纠偏。

纠偏用纠偏千斤顶调正前封闭与管中心线偏角达到纠偏目的。

纠偏时应每顶进200～300毫米测量一次，并注意管子前进的趋势，严防纠偏过急。

7．触变泥浆置换：

顶管就位后立即进行泥浆置换。

置换浆液用1:

2水泥、粉煤灰浆液。

加浆设备用隔膜泵，加浆压力控制在0.2～0.3MPa。

置换时按照由后向前，交错压水泥粉煤灰，交错放触变泥浆的方法（即后面管左侧注浆孔压浆，前面管对面再做出浆孔）。

8．管口处理：

全部换浆工作完成后，管道与检查井接口，可采用水泥砂浆抹接口。

9．施工检验标准：

顶管允许偏差（按市政排水管渠工程质量检验评定标准CJJ3-90）。

管内底高程：

＋30～－40毫米；

中心线位移：

50毫米；

相邻管间错口：

20毫米；

10．顶管测量：

顶管高程测量是用水准仪，在正常情况下每顶进500～1000毫米测量一次；在顶进第一节管和纠偏时每顶进200～300毫米测量一次，以便及时掌握纠偏情况。

中心测量：

顶进长度在50米以内用经纬仪测量，在50米以上采用红外线经纬仪测量，每天至少校核二次。

总之，顶管工程必须做到五勤，即：

勤挖土、勤顶管、勤注浆、勤测量、勤纠偏。

五．保证施工质量的措施：

1．以达到优良标准为本工程的质量目标。

2．建立强有力的现场指挥领导机构，组织足够的人力和机械，按图纸和施工规范要求的标准购进所需的材料。

3．选用的原材料或成品必须有出厂检验合格证。

4．做好隐蔽工程记录和工序的中间验收。

及时报请监理工程师审批；严格执行质量交底和自检、互检等制度。

5．做好测量放线工作，控制好管道的高程和平面位置，发现偏差及时纠正。

6．当遇不良地质情况时：

做好触变泥浆的注浆工作，确保管道顶进的顺畅和地面沉降的控制。

7．做好接口的焊接质量控制，以及钢管的防腐工作。

8．采用切合实际的施工方法，注意工种之间的配合，以保证施工质量。

9．管道顶进过程中，每次停止顶进时间不得超过12小时，以防止触变泥浆环被土层吸收和固化。

10．将ISO9000质量控制体系结合到每个工序中去，确保工程质量。

六．保证施工安全的措施：

1．以达到“五无”标准为本工程的施工安全目标。

2．建立安全生产责任制度，工地施工负责人、技术负责人、安全负责人和防火负责人均必须与公司经理签订责任书，以明确责任权力。

3．施工现场作业必须穿工作鞋，戴安全帽。

4．工地显眼处设置安全标志，定期检查工地的安全工作。

5．临边防护采用Φ40钢管双层防护，H=1.2米，水平钢管间距为1.5米。

6．当挖深或高差大于2米时，均为高处作业，均按高处作业的标准作安全防护措施；在控制粗砂层时，要有效进行井点降水以防止流砂塌方，保证施工人员的生命安全。

7．顶管挖土工作点设5.5KW进口鼓风机1台，出口压力为P=0.46公斤／厘米2。

风管采用Φ100镀锌钢管，安装于管道内壁，接头用Φ100法兰螺栓连接。

挖土作业点设12伏安全电源。

8．工地设专职安全员1名，专职电工2名。

9．设备、机械保证一机一闸，并有可靠的接零、接地、漏电保护装置。

10．管道、设备吊装时，必须有专人指挥，吊装物件下面严禁站人，工作人员必须在两侧操作，并注意高压电线的安全。

11．做好顶管前的降水工作，顶头后部设钢封门各一个，以防止流砂涌入管内危及作业人员的生命安全。

12．做好安全防火工作，顶管工作点设泡沫灭火器2个，顶头设1211型灭火器1个；严禁在易燃品附近用火或吸烟。

13．本工程的施工位于闹市区，必须严格按天健集团公司制定的《工地现场文明施工管理若干规定》文件条款执行。

施工现场所有作业点均采用H=1.8米七合板围护。

14．经常对职工进行安全教育，强化安全生产意识。

七．降低成本措施及现场文明施工：

㈠．降低成本措施：

1．加强材料采购、入库、出库管理，实行限额领料。

2．加强现场用料管理，特别对钢材、模板的使用上坚决杜绝乱用乱锯。

3．进一步提高触变泥浆的质量，严格控制顶管标高，以减低触变泥浆层厚度，降低材料消耗。

㈡．现场文明施工：

1．成立施工总平面图管理小组，加强材料、半成品、机械设备的堆放，管线布置和场内运输等工作的协调与控制，发现问题及时处理。

2．施工现场做到无污水、积水，通道口、出入口畅通无阻。

施工污水要经沉淀后再外排，并严格按深圳市建设局下发的“文明工地要求”，做好其他各项工作。

八．雨季施工的工作安排：

本工程的施工工期从1999年4月至6月，正值深圳雨季。

必须注意收集天气预报信息，以便及时安排工地排水，以免工作井浸水而影响施工质量。

1．所有露天配电箱、盘、必须有良好的防护门及防护盖，遇到大的雷雨和台风时，必须拉掉总闸，停止施工，平时要做好防台风准备工作。

2．在砼浇筑过程中，必须准备足够防雨棚布，覆盖砼，防止雨水冲刷，同时要根据砂石含泥量随时调整配合比以保证砼的水灰比及坍落度。

3．雨天禁止在钢管架上高空作业，以防滑落。

4．仓库要防雨防水，特别是水泥库，地面必须垫高，防止受潮。

露天电动设备要有防雨罩，工作井四周用砂袋构筑防洪堤。

工程名称：

东门路、人民南路DN1000污水顶管工程

顶管工作井施工工艺框图

适用规范和标准

1．土方与爆破工程施工及验收规范GBT201-83

2．市政工程施工及验收规范（上海市政工程管理局1993年版）

3．混凝土结构工程施工及验收规范GBT50204-92

4．混凝土质量控制标准GBT50164-92

5．建筑安装工程质量检验评定统一标准JGJ46-88

6．施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-88

7．建筑施工安全检验评分标准JGJ59-88

8．给排水管道工程施工及验收规范（试行）

9．防腐蚀工程施工操作规程YSJ411-89

10．建筑工程质量检验评定标准GBJ301-88

11．市政排水管渠工程质量检验评定标准CJJ3-90

12．混凝土强度检验评定标准GBJ107-87