顶管施工方案.docx
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顶管施工方案
顶管施工法
1.1 方法简介：
顶管穿越施工设备主要包括液压千斤顶、高压泵站、顶铁、运土设备及其它辅助设备等。
施工前开挖工作坑，将设备安装就位，调装套管、安装顶环，利用液压千斤顶顶推套管，每顶进一定行程，退回顶缸，操作人员进入套管内挖土外运，然后加入顶铁或套管继续顶进，循环作业，直至套管顶至对面接收坑；拆除设备，清理套管内余土，进行主管穿越。
1.2 施工流程：
2. 主要施工步骤
2.1 施工准备
2.1.1 施工前和各相关管理部门取得联系，了解穿越路段地下的情况，编写非开挖穿越施工方案，经批准后，方可施工。
2.1.2 施工前，对拟参与本穿越施工的人员进行详细的技术交底，让所有人员熟悉图纸要求、施工方案、规范标准以及主管部门的要求。
2.1.3 根据图纸要求，提前备全穿越施工所需要的材料、机具及设备，提前预订上合格的套管，并按照要求进行报验。
2.2 测量放线
2.2.1 根据设计图纸、标准、文件及标桩，测放出管道中心线，并做好明显而持久的标记。
2.2.2 线路轴线和施工作业带边界线定装后，用白石灰（或警示带）沿桩放出边界线。
施工作业带边界线在作业带清理前放出，线路轴线在布管前或管沟开挖前放出。
2.2.3 如发现线路走向与图纸不符或设计不合理时，及时向业主、监理、设计反映，求得妥善解决。
4.2.4测量放线的同时，按照要求放出操作坑与接管坑的位置和开挖边线。
3.3 作业坑开挖
3.3.1 根据设计要求，在穿越道路路由的两端各开挖一个工作坑，一个作为作业顶进工作坑，另一个作为接收首节管的工作坑。
3.3.2 操作坑宽度为5m,工作坑的长度与管节长度、千斤顶长度及后背墙的尺寸有关，还与顶进方法和运土工具，现场和所使用的千斤顶的尺寸而定，项目部结合实际情况，确定操作坑长度为 m。
3.3.3 工作坑的深度由设计管底高程及基础厚度而定，即管底高程加上轨道及基础厚度，就是坑底标高。
3.3.4 根据设计要求作业坑的深度将达到m。
在开挖作业坑时，应加大放坡系数，并分层开挖。
根据实际情况，在必要的时候增加支撑。
3.3.5 在挖作业坑时，后背墙的原土层不得破坏，后背墙具体要求如下：
A） 要考虑有充分的强度，在顶进中能承受液压千斤顶的最大反作用力而不破坏。
B） 要有足够的钢度，当受到千斤顶的反作用力时，应使压缩变形小，当反作用力取消时，应基本恢复原位，以充分发挥千斤顶的有效冲程。
C） 根据土质情况，必要时后背墙要采取相应的支撑措施，例如加道木，加止推平台，选材要均匀坚固，以承受较大的后座力，避免造成后背墙受力不匀，发生倾斜现象。
4.3.6 接管工作坑根据实际情况，现场确定，以便于人员上下、取土和安全不 塌方为原则。
4.4 顶管设备安装就位
4.4.1 设备吊装下坑前，要对已挖好的坑基进行测量找平，符合技术要求。
4.4.2 作业坑处理完毕，用汽车吊安装后靠背挡板，支撑托架及推进轨道等，测量校正导轨面，保证套管中心线与设计中心相吻合，保证施工精确度。
4.5 套管顶进安装
4.5.2 套管进场前应先进行外观检查包括管端面的平直度。
并根据监理规范要求，准备好套管的各种质量证明书，进行报验，在监理同意进场使用后，方可进行安装。
4.5.3 套管的厚度必须达到图纸规定的厚度。
4.5.4 将检查合格的管子用吊车吊到顶管工作导轨上，准备连接顶进。
4.5.5 千斤顶着力点被顶管端面上的部位是离管底1/3管径处。
故千斤顶下面需要搭台，千斤顶可一只或多只，但要按管中线对称布置。
管道顶进时所用顶铁包括环形顶铁，方顶铁和横铁。
（1） 环形顶铁安放在管端面处，它的内、外径尺寸要与管端面尺寸相适应，厚度300-500毫米。
它的作用是使方顶铁传来的顶力较均匀地分布到被顶管端面上，以免管端面顶坏。
（2） 方顶铁是在顶管过程中调节间距的垫铁，因此方顶铁的长度要根据千斤顶的冲程，管节长度而确定。
方顶铁的两端面严格要求平整与平行，若达不到这一要求时不可使用。
因为顶端间不平行，在作业时容易发生顶铁外弹。
（3） 顶管横铁安在千斤顶与方顶铁之间，将多只千斤顶的顶推力传递到两侧的方顶铁上。
横铁断面尺寸300*300毫米，长度按被顶管口径及千斤顶数量确定。
制做时，要求工作面要平行和平整，特别是中间一条焊缝要避免凸出。
4.6 顶管作业
4.6.1 顶进也就是把管节沿导轨推顶到已挖好的土洞内的作业，顶进操作要坚持“先挖后顶，随挖随顶”的施工原则。
（1） 千斤顶顶进一个冲程后，千斤顶复位，在横铁和环形顶铁间装进合适的顶铁，然后继续顶进。
（2） 顶铁安装应平直，顶进时严防偏心，以免使顶铁崩出伤人。
顶进时注意油压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检查原因。
千斤顶活塞伸展长度应在规定范围内，以免损坏千斤顶结构。
在整个顶进操作中应坚持连续作业，若顶进间隔时间过长，土供容易下榻，使顶力增大。
4.6.2 管道接口
管道接口采用承插的方式。
4.6.3 挖土
顶进管节的方向和高程的控制，主要取决于挖土操作，工作面上挖土不但影响顶进效率，更重要影响质量控制，这就要求对挖土有严格的要求。
（1）必须在规定的范围内开挖，不得超挖，罐底土基弧度120°-135°范围内一定要保持管壁与原土层表面吻合。
（2） 在人工挖土时，不得搅动管底下部的地基土。
（3） 根据土质情况，工作面向前挖至0.5米时，顶进一 次，挖出的土要及时外运。
（4） 开挖后要及时顶进，及时测量，可以顶力限制在较小的范围内。
4.7 设备吊拆
当套管顶进至对面接管坑时，套管穿越完毕，吊拆设备，清除管内余土，进行误差测量。
5.质量保证措施
5.1 质量控制
5.1.1 顶管的质量要求
a） 上下偏差：
顶进长度在30米以内的套管，偏差不应大于100MM；顶进长度在30-42米以内的套管，偏差不应大于150MM；顶进长度在42米以上的套管，偏差不应大于200MM。
b） 水平偏差不应大于套管长度的2%。
c）顶管中心线允许偏差不得超过顶进长度的1.5%，顶进位移纠偏时，每次纠偏角度不宜过大，可根据管径、顶进长度和土质情况确定，一般在5´-20´之间为宜。
5.1.2 顶管质量的检测
a）管节在顶进时，必须对顶进管段中线的方位及高程严格控制，以保证顶管的质量。
顶管时的中线容易产生方位和高程上的偏差。
其原因有如下几个方面：
*由于两侧千斤顶的顶力不对称，或后背发生倾斜，造成中线左右偏离。
*由于顶力作用点和管中线不一致，造成中线左右偏差。
在前方挖土时,
管底超挖而是高程起伏的不均现象。
*导轨安装有较大误差。
*顶管制造质量差，受力后变形。
b） 根据设计要求，工作坑的方位、高程、标定管道中心线、设定临时水准点等，都要进行精心测量，开始顶进的首节测量非常重要，首节管顶进的好坏、方位是否正确直接关系到顶进的质量。
C） 对每节管吊装下坑组队时，要及时进行相关的测量，并在正常顶进1-3米时就应测量一次，管线位置发生丁偏移时，要及时采取校正措施。
5.1.3 顶管质量的控制
a） 顶管高程的控制，可在顶坑中悬空固定水准仪，在顶管首端设立十字架。
每次测量时，若十字架在管首端的相对位置不变，水准仪的高程也固定不变，只要量出十字架交点偏离的垂直距离，就可读出顶管的高程偏差。
若水准仪从坑外引进绝对高程，那么顶进管段的各点高程也可以推测出来。
顶管时的方位偏差，可在坑上面引出中线，在中线方位的两点向坑内吊设两根垂球线，若管首端通过中心点的垂球线和上两垂球线在一条直线上，则顶管方位是准确的，否则存在偏差。
b） 对管内工作面已挖成形，要由专检人员进行质量符合要求后，方准进行顶进作业。
c） 对含水量大的粉土、砂土、砂砾土挖土后不能形成土拱，可采取润滑处理，以减少管壁与土壤的摩擦。
d） 如果土质不稳定，可在顶进完成后必要时采取注浆处理。
6.2 顶管偏差校正
在顶管过程中校正偏差是保证顶管质量的有力措施，偏差是逐渐积累起来的，也只有逐渐校正过来，偏差过大校正就很困难，因而在顶管过程中应勤校测，发现偏差及时校正。
校正的方法分坑内和管端面纠偏这两类方法。
具体做法如下：
6.2.1 挖土校正法：
在管子偏向设计中心的一侧适当超挖，而在相对的一侧不超挖或留坎，使管子在继续顶进中，逐渐回到设计位置，校正中不得猛纠硬调，以防产生相反结果。
当管前土方被切削形成一定的土洞孔隙时，利用顶力设备。
当偏差为10-20毫米时，可采用此法校正。
6.2.2 顶木校正法：
当偏差大于20毫米或者用挖土法校正无效时，可用圆木或方木一端顶在管子偏离设计中心的一侧管壁上，另一端装在垫有钢板或木板的管前土壤上，支架稳固后开动千斤顶，利用顶进时顶木斜支管子所产生的分力，使管子得到校正。
6.2.3 千斤顶校正法:
这种校正法基本上等同顶木校正法，即用小千斤顶接一端顶木，利用小千斤顶的顶力使管位得到校正。
6.2.4 加垫块校正法：
即在顶管末端与顶铁间的适当位置垫上一块相应厚度的楔形钢板，使顶铁和管间形成一角度，顶进时可使被顶管得到纠正。
7.主要施工机具及手段用料
7.1施工设备、机具表
序号
名称
规格
单位
数量
用途
1
液压千斤顶
500吨
台
2
顶管穿越
2
液压泵站
11KW
台
1
动力
3
单斗挖掘机
PC-220
台
1
挖土方
4
汽车吊车
16T
台
1
吊装
5
柴油发电机
20KW
台
2
动力源
6
动力配电箱
台
1
配电
7
空压机
3KW
台
1
风稿动力
8
风稿
台
1
挖硬质土时使用
9
吹风机
2.5KW
个
2
送风用
10
行吊
套
1
出土用
11
电动吊葫芦
3吨
个
1
出土用
12
手动吊葫芦
5吨
个
1
13
液压千斤顶
10吨
个
1
纠偏用
7.2手段用料表
序号
名称
规格
单位
数量
用途
1
吊管带
根
2
吊装砼管
2
道木
250×250×20000
根
20
支撑
3
经纬仪
DJ6-2
套
1
测量
4
水准仪
DSZ3-32
套
1
测量
5
电缆
三芯
米
200
电源线
6
小推车
台
2
推土
7
安全灯
盏
4
照明
8
靠背板
2m×2m
付
1
止推
9
制作轨道
6m
付
1
运行导轨
10
顶铁
300×300×3000
付
1
推进
11
顶铁
300×300×1500
付
2
推进
12
顶铁
300×300×1200
付
1
推进
13
顶铁
300×300×600
付
2
推进
14
顶铁
300×300×300
付
1
推进
15
自制护帽
付
1
保护套管
16
尼龙绳
∮20
米
200
牵引
17
救生梯
个
1
下沟
18
铁锹
把
20
除土
19
出土斗
副
1
出口
20
碘钨灯
盏
6
照明
7.3人员配备
序号
工种
人数
工种
人数
1
项目经理
1
电工
1
2
测量
1
电焊
1
3
技术、质量、安全
1
炊事员
1
4
机械维修
1
5
司机
1
6
排土工
3
7
共计
8人（以上人员可兼职）
8.安全文明施工措施
严格按照公司制定的有关安全、文明施工措施执行。
（1） 施工现场建立安全网络，设立专职安全员每周进行一次安全检查，分析研究安全生产。
（2） 建立安全生产责任制，做到安全工作责任到人。
（3） 建立健全班前安全技术交底制度，建立安全奖惩制度。
（4） 开展安全检查活动，对查出的安全隐患，必须定人定时定措施整改，使安全工作横向到边，纵向到底。
（5） 加强电器安全检查，现场电气设备严格实行接地和三相四线制，电动机械及电动工具设置漏电开关。
（6） 加强吊装作业安全，吊车垂直运输不得用“一点吊”，严格执行“十不吊”规程。
（7） 施工现场实行全封闭隔离，井边上设置安全护栏，上下扶梯必须设置扶
手，严禁井上下抛物品。
（8） 夜间施工增加照明，安放红灯示警。
（9） 搞好环境卫生，排水通畅。
（10） 夜间施工尽量降低躁声
伊犁锐坤管道工程有限公司
2018年9月1日
应急预案
一、应急响应
（1）本工程施工地点位于。
施工过程中施工现场或驻地发生无法预料的需要紧急抢救处理的危险时，应迅速逐级上报，次序为现场、应急抢险小组、上级主管部门。
由现场组员收集、记录、整理紧急情况信息并向小组及时传递，由小组组长或副组长主持紧急情况处理会议，协调、派遣和统一指挥所有车辆、设备、人员、物资等实施紧急抢险和向上级汇报。
事故处理根据事故大小情况来确定，如果事故特别小，根据上级指示可由施工单位自行直接进行处理。
如果事故较大或施工单位处理不了则由施工单位向建设单位主管部门进行请示，请求启动建设单位的救援预案，建设单位的救援预案仍不能进行处理，则由建设单位向建委或政府部门请示启动上一级救援预案。
（2）紧急情况发生后，现场要做好警戒和疏散工作，保护现场，及时抢救伤员和财产，并由在现场的项目部最高级别负责人指挥，在3分钟内电话通报到组长或副组长，主要说明紧急情况性质、地点、发生时间、有无伤亡、是否需要派救护车、消防车或警力支援到现场实施抢救，如需可直接拨打120、119、110等求救电话。
（3）应急抢险小组组长接到险情电话后，组长组织讨论后在最短时间内发出如何进行现场处置的指令。
分派人员车辆等到现场进行抢救、警戒、疏散和保护现场等。
由组长在30分钟内以小组名义用电话向上一级有关部门报告。
（4）遇到紧急情况，全体职工就特事特办、急事急办，主动积极地投身到紧急情况的处理中去。
各种设备、车辆、器材、物资等就统一调遣，各类人员必须坚决无条件服从组长或副组长的命令和安排，不得拖延、推诿、阻碍紧急情况的处理。
二、应急预案
1、预防补发事故技术措施
（1）防止路面沉降、塌陷
①做好顶管施工前的施工准备工作，对施工人员进行施工技术、安全技术交底，从思想上首先确立质量和安全意识；
②选用优质的管材，对到场材料做好现场检查验收工作，对不合格产品坚决予以退回；
③做好材料供应，开始顶进前做好材料计划，并在现场备好足够的余量，在顶管工作开始前，保证所有管材到场。
④顶管施工前做好准备工作。
⑤在顶管的施工过程中，确实做好润滑减阻，根据场面变化和地下水位情况等因素及时调整压力和润滑浆量。
⑥委托第三方监测单位对顶管施工穿越高速进行第三方沉降监测。
第三方监测需在保证公路的运行安全情况下进行，分三个阶段进行监测。
A施工前监测：
在顶管施工前进行现状道路沉降点控制点布置、初始值测设、雷达探测形成记录并根据原道路设计单位的咨询报告设定沉降预警值。
B施工中监测：
在顶管施工过程（顶管期间）中，由第三方监测单位每天进行一次沉降监测，并将监测值及时通信施工单位，便于根据监测结果了解沉降值情况，对顶管施工进行相应的技术调整和相应的措施；
C施工后监测：
顶管施工完成后最后提交监测报告。
（2）防止地下管线破坏
①在顶管施工前由我单位牵头，与各相关部门联系，确认顶管施工范围内是否有管线通过；
②在确认后，及时调整顶管施工路线和高程，以避开管线相交；
③如在顶进过程中发现异常情况，及时与各相关部门联系。
（3）防止交通事故
①在本项顶管的施工中，除公路外其余均为绿地，所以防止交通事故主要为防止由于顶管作业导致路面塌陷而发生的交通事故；
②在顶管作业前，由专人与路政部门联系进行施工期间相关事宜的沟通；
③为避免路面荷重，如在顶管穿越路面发生交通事故或车辆发生故障，应及时拖走事故或故障车辆；
④对施工人员进行交通安全教育。
（4）防止触电事故、高处坠落、物体打击、机械伤害、起重伤害等事故。
①配电系统采用分级配电、三相五线抽的接零保护。
配电箱内保证电器可靠完好，其线形、定值要符合规定，开关标明用途，开关箱外观完整、牢固，满足防雨、防水、防尘的要求，统一编号外涂明显色标，停用必须顶闸断电，锁好开关箱。
②竖井施工前期应对竖井平台进行护栏安装（或立挂安全网封严），防护栏杆高度不低于1.2米，以防施工人员跌落。
③上下顶管竖井应走爬梯，扶梯采用钢筋制成并固定在墙体上，外设人身护栏，顶管竖井周边需设护栏。
④严禁自竖井平台上向竖井内抛物，定期对竖并平台周边杂物进行清理，以防止高空落物造成人身伤害。
⑤顶进前应检查千斤顶，液压站动力系统接头完好无泄漏，压力表、安全阀正常，电源电动机无漏电，接地牢固，触电保护器灵敏有效。
⑥吊装作业时必须有持证的起重指挥和司索人员，严禁在吊机臂杆的回旋半径内站立停留或通过，并有专人监护。
往竖井内下管时，吊钩应吊点牢靠，吊点下严禁站人并缓慢地将管子送入导轨就位，防止滑脱坠落，吊管材时当管子距导轨小于50厘米时，操作人员方可近前工作。
2、应急预案
（l）路面沉降应急措施
首先应从技术上和施工中避免路面沉降的产生和控制沉降量，在沉降发生时采取以下措施：
在顶管通过路面根据第三方监测单位的路面沉降监测进行相应的措施调整，如超出预警值时应立即停止作业，必须找出原因，及时调整方案并采取相应措施后才可继续施工。
②如沉降发生得到控制，则按调整方案继续施工。
③如沉降发生得不到控制，应停止顶管作业，马上进行注浆作业进行加固土体，地面注浆材料采用纯水泥浆，注浆压力0.5—1.Ompa，土体加固深度为8.0m，保证路面的稳定，并邀请相关专家进行方案调整，确保路面的安全。
（2）路面塌陷应急措施
首先应从技术上和施工中确保避免路面塌陷，并采取以下应急措施：
①与穿越路段路政部门协商确定临时应急道路路线，在发生路面塌陷情况下，作为应急通行路线；
②与交警部门联系，组织交通分流，确保在施工道路封道的情况下保证应急通行路线的畅通；
③以公司工程抢险队作为应急抢修单位第一时间抢修主力或与该路段路政部门协商，选用指定单位作为应急抢修单位为辅助抢修力量，保证在路面塌陷情况发生的第一时间进行路面抢修，保证该事故路段在最短时间内实现通车。
④路面塌陷处理
在道路顶进过程中或顶进完毕后，在管道顶进轴线位地面出现了路面塌陷情况，应对塌陷路面及时进行处理，措施如下：
用彩钢围挡板封闭塌陷部位路面，进行道路封闭或导行并设置警示标牌，并派专人指挥交通。
夜间在围板处设置警示红灯、照明灯。
措施1：
拆除塌陷部位路面，挖掘路基土至顶进管道的管顶。
再从管顶部位回填夯实至现有路基顶部。
按原路实际铺筑道路基层恢复路面。
措施2：
在塌陷部位路面顺管道顶进方向钻孔，至管道顶部。
孔径60mm，孔距500—1000mm，用1:
2.5细砂水泥砂浆灌注，填充因管道顶进时土体坍塌形成的空洞，稳固路基。
拆除塌陷部位路面，整理填平路基，再恢复路面。
路面恢复后，及时拆除围板，清扫路面，恢复交通。
（3）触电事故、高处坠落、物体打击、机械伤害、起重伤害、交通事故应急措施
根据要工程属非开挖地下施工的特点，施工工艺、施工环境复杂等实际情况，应对可能发生的触电事故、高处坠落、物体打击、机械伤害、起重伤害、交通事故类别进行辨识。
遇触电事故、高处坠落、物体打击、机械伤害、起重伤害、交通事故人身伤害时，首先由救护小组在现场组织紧急处置或抢救，然后由现场或应急抢险小组派车或联系救护车辆在最短时间内送到最近医院进行救护。
（4）其他应急措施
其他应急措施按已批准的施工应急预案实施。
三、恢复生产及应急抢险总结
抢险救援结束后，由监理单位主持、业主、设计、咨询等相关单位参加的恢复生产会，对生产安全事故发生的原因进行分析，确定下一步恢复生产应采取的安全、文明、质量等施工措施和管理措施。
施工单位主要从以下几个方面进行恢复生产：
1、做好事故处理和善后工作，对受害人或受害单位进行领导慰问或团体慰问。
2、认真学习应急预案，以项目经理为中心，将创优目标层层分解，责任到队，责任到人，从单位工程到分部、分项直至工序。
3、健全各组织机构，加强人员管理，建立矩阵管理。
完善安全、质量保证体系，健全安全、质量管理组织机构，整个项目形成一套严密完整的安全、质量管理体系，各级、各部充分发挥管理的机能、职能和人的作用。
4、依据安全、质量体系有关文件，制定安全、质量检查计划制度，形成安全质量管理依据，做到“有法可依”。
严格实施岗位责任制。
5、做好技术、试验、测量、机械、施工工艺、后勤等各项保证工作。
6、对恢复生产确保资金投入不受阻。
7、确保设计、施工方案可行，符合现场实际情况可利用现场存有的机械、设备和材料。
8、及时调用后备人员和机械设备补充到该现场，进行生产恢复，尽快达到正常生产。
抢险工作结束和生产恢复后，对应急预案的整个过程进行评审、分析和总结，找出预案中存在的不足，并进行评审及修订，使以后的应急预案更加成熟和完善，遇到紧急情况能处理及时，将安全、财产损失降低到最低限度。
伊犁锐坤管道工程有限公司
2018年9月1日
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