顶管工程安全专项施工方案.docx
《顶管工程安全专项施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《顶管工程安全专项施工方案.docx（56页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
顶管工程安全专项施工方案
龙岗河流域上游雨污分流项目
EPC（设计采购和施工）
顶管工程
安全专项施工方案
编制人：
__________
审核人：
__________
审批人：
__________
施工单位：
中国十九冶集团有限公司
编制日期：
2018年7月24日
1工程概况
1.1顶管工程概况
本工程顶管工程量较大，规格繁多，分布在①保安社区、②荷坳片区、③大康社区、④回龙埔社区、⑤新联片区、⑥爱联片区等6个区域的路段，周边多有民房和商铺。
共计顶管3556m、工作井34座、接收井32座。
其中：
ND400顶管193m，最大顶管单元段长为50m；
ND500顶管1051m，最大顶管单元段长为70m；
ND600顶管361m，最大顶管单元段长为70m；
ND800顶管1890m，最大顶管单元段长为80m；
ND1000顶管61m，最大顶管单元段长为61m。
工作井：
φ4m圆形井21座、φ7.5m圆形井6座、6.5×7.5m圆形7座；接收井：
φ3m圆形井19座、φ5m圆形井13座。
本次设计顶管管段采用III级钢筋混凝土F型专用顶管管材，管段接口形式采用钢承口接口，管段采用三层环氧煤沥青涂料（普通级三油）内防腐层。
工作井、接收井为沉井和人工挖孔施工。
四周均设计有高压旋喷桩围护结构。
结构混凝土为C30，抗渗等级P6；封底为C20水下砼；钢筋为HPB300、HRB400。
1.2设计技术要求
1.2.1钢筋制作
钢筋的连接应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015的要求执行。
水平环向钢筋必须采用焊接连接或机械连接。
底板、井壁撑铁纵横向间距为1000毫米,撑铁的直径、形式由施工单位自行决定。
本施工图钢筋表中未计入超长钢筋的搭接长度和撑铁的数量。
1.2.2模板制作
模板制作必须符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）的相应规定。
池壁模板如采用对穿螺栓固定,应按《给水排水构筑物施工及验收规范》GBJ50141-2008的规定执行。
1.2.3抗渗混凝土的制作
（1）应采用普通硅酸盐水泥。
（2）混凝土的最小水泥用量不得少于250Kg/m3，最大水泥用量不宜超过360Kg/m3；混凝土水灰比不得大于0.50。
（3）混凝土配制中采用外加剂时,应符合《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）的规定；并应根据试验,确定其适用性及相应的掺入量。
（4）混凝土内氯离子含量不应超过0.2%；含碱量不应超过3.0Kg/m3。
（5）除施工缝外,每层混凝土必须在前一层混凝土初凝前浇筑完成。
（6）冬季施工时不得掺用氯盐类防冻剂,不得用明火提高环境温度。
（7）混凝土湿润养护不得少于14昼夜。
（8）底板及池壁的结构混凝土中，要求加入适量的复合型微膨胀剂。
（9）根据《深圳市预拌混凝土和预拌砂浆管理规定》，本工程禁止使用袋装水泥，禁止在施工现场自行搅拌混凝土和砂浆，必须按图中混凝土和砂浆强度等级使用预拌混凝土、预拌砂浆。
1.2.4沉井施工
（1）沉井可分段制作，一次不排水下沉，C20混凝土封底。
在顶管结束后再浇后浇段和顶板。
（2）浇筑沉井前应清除表面虚土，筑捣砂垫层。
沉井下沉过程中，内外水位差控制在2.0m以内。
（3）沉井混凝土应达到设计强度的100%后方可下沉，下沉前井壁预留孔洞可采用砖砌体封堵，槽钢加固；顶管用预留孔周边的预埋件（止水用）均由施工单位自行考虑埋设。
（4）沉井下沉到设计标高时，其刃脚下的土不允许挖空。
（5）各井封底后至井顶覆土完成前，必须采取降水措施，在整个顶管施工期间，距沉井外表面10米范围内，地下水水位应降至底板底面以下；在顶管完成后，覆土未完成前，沉井底板范围内，地下水水位应降至顶板顶面以下3.0米；
（6）施工过程中，沉井内挖出的土应远离沉井堆放，距井壁外边大于15米。
顶管预留孔的尺寸，可由施工单位根据各自顶管工具头大小进行适当调整；在沉井制作前，必须将调整情况通知设计单位，以便对结构设计进行复核与调整。
（7）沉井在下沉时要均匀下沉，下沉过程中采取有效措施避免产生突沉、倾斜等不良现象。
（8）施工缝：
沉井分段制作，每段高度不小于4.0米，且不宜大于7.0米；每段之间的施工缝采用镀锌钢板（宽400，厚3mm）止水。
施工缝是井易于产生渗漏的薄弱环节,故必须严格按《给水排水构筑物施工及验收规范》GBJ50141-2008的规定施工.
（9）预埋件及预留孔洞
1）凡预埋件及预留孔洞均需按设计图纸,并对照各专业相关图纸所标定的标高及尺寸事先预埋及预留,不得事后凿洞.
2）钢筋遇孔洞应尽量绕过，必须截断时，截断钢筋应加弯钩与孔洞加强钢筋焊接。
3）用振捣器捣实预埋件周边混凝土时,应尽量避免碰撞预埋件,并应辅以人工振捣,确保预埋件周边混凝土能振捣密实.
1.2.5顶管
（1）管道材料：
钢筋砼管：
必须符合《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836-2009）中的III级管，对管道覆土厚度超过III级管的最大允许厚度的管段，订货时应向制管厂申明，请制管厂根据管道设计覆土厚度将管壁加强。
（2）顶管宜采用泥水平衡或加泥式土压平衡顶管法，并采取有效的防止地面隆陷的措施。
（3）顶管在顶进过程中必须严格控制顶管轴线上所有点的偏差：
1）纠偏应有记录；2）施工过程中应绘制工具管偏差轨迹；3）竣工资料中应有竣工管轴线实测图。
（4）顶管在顶进过程中必须加触变泥浆进行减阻，触变泥浆的配比应根据现场的土质、地下水水质试配确定。
顶管顶进过程中工具管压浆应超前于顶进，管外泥浆不能倒流，应保持泥浆套的压力，对中长距离顶管全线应设补浆孔。
（5）顶管在顶进过程中，施工单位依据工程情况确定顶力，对中长距离顶管应根据现场实际情况加设中继环。
（6）为保护顶管位置其他地下管线的安全，施工时应“低速顶进、压住机头、客服上翘、防止地面隆起”。
1.3顶管所处的地段，周边的环境
顶管所处的地段，周边环境统计表
序号
所处区段
井点编号
顶管直径（mm）
长度（m）
顶管埋深（m）
顶管通过处的地层
周边环境
1
保安社区
1.1
红棉路
WB1~WB2
DN400
26.1
4.13~4.28
粉质粘土
现状道路
1.2
信义路
WB44~WB45
DN400
30.1
4.22~4.31
强风化石英砂岩
现状道路
1.3
坳背路
WA48~WA52
DN500
126.4
5.73~6.65
粉质粘土
现状道路
WA52~WA59
DN500
317.7
5.61~7.33
粉质粘土
强风化石英砂岩
现状道路
WA59~WA64
DN500
197
5.56~5.92
粉质粘土
强风化石英砂岩
现状道路
1.4
沙荷路
WA82~WA83
DN600
36
4.71~4.98
素填土
有建筑物
1.5
信义路
YB8~YB9
DN1000
58
3.12~3.63
强风化石英砂岩
现状道路
2
松柏华桥新村
3
荷坳片区
3.1
金源路
WB12~WB13
DN400
38.3
3.76~3.88
素填土
有建筑物
WB118~WB119
DN400
50
2.87~3.1
素填土
有建筑物
WB120~WB121
DN400
27.2
2.96~3.27
素填土
有建筑物
4
大康社区
4.1
沙荷路
WK1~WK8
DN500
364
3.2~6
人工填土
粉质粘土
有建筑物
5
回龙埔社区
5.1
龙平西路
WC2~WC9
DN800
370
5.27~6.83
粉质粘土
强风化石英砂岩
现状道路及绿化带
WC9~WC18
DN800
450
5.05~6.22
粉质粘土
强风化石英砂岩
现状道路及绿化带
WC18~WC24
DN800
470
5.37~5.97
粉质粘土
强风化石英砂岩
现状道路及绿化带
6
新联片区
6.1
爱南路
WB2~WB8
DN600
324.6
4.53~4.92
粉质粘土
砂砾土
有建筑物
6.2
龙腾二路
WB20~WB25
DN800
200.2
4.97~6.02
粉质粘土
砂砾土
有建筑物
WB25~WB37
DN800
479.7
4.28~5.5
素填土
粉质粘土
有建筑物
7
爱联片区
7.1
龙城街道怡翠路
WB32~WB33
DN400
21
2.81~2.86
粉质粘土
有建筑物
2编制依据
（1）工程设计施工图、岩土工程勘察报告、地下管探测报告，以及经批准的施工组织设计。
（2）深圳市建设委员会颁发的有关建筑规程，安全、质量及文明施工等文件。
（3）本方案引用规程、标准
《工程测量规范》GB50026-2007
《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
《混凝土和钢筋混凝土排水管》GB/T11836-2009
《给水排水工程顶管技术规程》CECS246-2008
《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008；
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50210-2015
《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013
《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005；
《生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则》GB/T29639-2013
《深圳市基坑支护技术规范》SJG05-2011
《深圳市建设工程安全文明施工十项标准》和《深圳市建设工程安全文明施工十项禁令》深建质安[2017]112号
《深圳市建设工程施工围挡改造提升工作方案》深建质安[2017]264号
《深圳市建设工程扬尘污染防治专项方案》深建质安[2018]70号
3地层岩性特征
3.1地层岩性特征
依据本次勘察揭露的地层类别，场地内分布的地层主要有人工填土层（Qml）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系全新统残积层（Q4el）、风化层、石炭系下统大塘阶测水组砂岩（C1c），各地层岩性特征自上而下分述如下：
（1）人工填土层（Qml）
人工填土（层序号1）：
褐灰色、褐红色，稍湿，稍密状，主要由粘性土、块石、砼等回填而成，硬杂质含量大于25%，大部分地段上覆20～40cm的砼路面，堆填时间>10年。
（2）第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）
粉质黏土（层序号2）：
褐灰色~褐黄色，可塑~硬塑状态，局部软塑或坚硬，土质不均，局部含砂颗料，无摇振反应，切面稍有光泽，干强度及韧性中等。
砾砂（层序号2-1）：
灰色~灰白色,稍湿,稍密~中密,砂质不纯,含内含云母、长石、粉黏土团块、卵石，颗粒呈圆形，细粒含量为60%。
（3）第四系全新统残积层（Q4el）
砂质粘性土（层序号2-2）：
褐黄色，可塑，局部软塑，以黏性土为主，含砂颗粒，基本结构以破坏。
（4）石炭系下统大塘阶测水组（C1c）砂岩
全~强风化砂岩（层序号2-3）：
褐黄色、灰褐色或褐红色，岩石风化呈土状或碎块状，形状为亚圆形，具微弱结构强度，一般粒径为3cm，最大粒径为5cm，主要矿物为长石、石英，泥质胶结，胶结程度一般。
3.2各岩土层设计参数
各岩土层设计参数表
4施工部署
4.1施工总体布置
制定专项围蔽、交通疏解方案，在不影响施工的情况下，密切配合相关拆迁部门，严格执行协议合同的内容，并做好文明施工的一切程序，范围内设置照明灯光、护板、围蔽、警告信号标志和组织专门的交通指挥人员，对工程进行保护，确保公众安全、方便出行。
在施工期间维持周边的环境功能不中断，保证施工安全和地下管线及其邻近构造物的安全，采用切实有效的措施控制施工噪音、环境污染等不利影响。
（1）高压旋喷桩按各工区项目部配置1个班组，共计3个班组。
（2）沉井制作与下沉施工按工作井、接收井各工区项目部配置1个班组2套模板，共计3个班组6套模板。
（3）顶管施工各工区顶目部配置1个班组，共计3个班组。
4.2施工管理组织机构
4.2.1组织机构
根据本工程的特点，按项目法管理的原理，组建以项目经理为核心的施工管理机构，任用技术、管理水平高的技术人员、管理人员和专业人员组建项目经理部。
项目经理在项目总负责人的领导下，履行工程合同中的权利与义务，负责对施工进行全面管理。
各工区、队和部室负责人保证全面执行各项管理制度，对工区的施工负直接领导责任。
各施工作业班班长为兼职安全员，在项目部各部室和专职安全主任的指导下开展班组的安全工作，对本班人员在施工过程中的安全和健康全面负责，确保本班人员按照业主的规定和作业指导书、安全施工措施进行施工，不违章作业（施工管理组织机构框图如下）。
4.2.2项目管理班子配备
项目管理班子配备表
姓名
专业分工
职位
资格证书号
备注
鄢斌
市政工程
项目经理
0038159
王超
市政工程
项目负责人
2822020
孟利军
工程管理
项目综合协调负责人
2822001
叶忠勤
给排水专业工程
给排水专业工程师
2422004
刘平
工业与民用建筑
工业与民用建筑
201522005
沈燕康
电气工程
钢结构与管理工程
2422016
董荔苇
道路与桥梁
道路与桥梁
201222001
曹康武
机械
机械
2222001
孙高军
建筑工程
建筑工程
201322005
刘缉江
机械
质量安全负责人
0038064
晏兴文
高级工程师（给排水）
给排水工程师
0052437
4.3施工现场临时道路、围闭
施工道路：
本工程各沉井井点均沿路道布置，因此均有城市道路能够到达施工现场，工程区域内外交通便利，施工车辆通行可充分利用现有道路进入施工场地。
临时围闭：
因施工区域均在已建城区，必须与现况交通用围挡严格分离，围挡应严格按设计图纸施工，搭建应牢固、整齐、美观、安全，尽量少占车道。
围挡搭建时将路口留出，并在出入口修建洗车池，减少对市班道路的污梁，以及保证沿线居民的正常出行。
，
5施工进度计划
5.1工期及施工进度安排
计划开工日期2017年7月24日，完工日期2018年12月31日，历时526天。
施工强度为：
高压旋喷桩日平均强度为：
150m/天·班组。
沉井日平均强度为：
1个/45天·班组；
接收井日平均强度为：
1个/15天·班组；
顶管日平均强度为：
15m/天·班组。
5.2主要资源投入计划
（1）机械设备配置表
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
1
地质钻机
SP-5
台
3
高压旋喷桩
2
灰浆搅拌机
Y112M－6
台
3
高压旋喷桩
3
压浆泵
UB－34KW
台
3
高压旋喷桩
4
顶管机
NPD400
台
1
顶管
5
顶管机
NPD500
台
1
顶管
6
顶管机
NPD600
台
1
顶管
7
顶管机
NPD800
台
3
顶管
8
顶管机
NPD1000
台
1
顶管
9
顶进配套系统
套
3
顶管
10
起重机
25t
台
3
顶管
11
长臂挖掘机
台
3
沉井
12
潜水泵
台
6
沉井
13
混凝土汽车泵
JG350
台
3
混凝土垂直运输
14
电焊机
BXI-330
台
3
钢筋作制
15
钢筋切断机
QJ40-1
台
3
钢筋作制
16
钢筋弯曲机
WJ40-1
台
3
钢筋作制
17
钢筋调直机
TQ4-14
台
3
钢筋作制
18
挖掘机
小松PC200
台
3
土方开挖
19
电动蛙夯
H-201型
台
3
回填夯实
（2）主要管理及施工人员配置表
序号
职务
数量
备注
1
项目经理
1
2
技术负责人
1
3
质检员
3
4
测量员
3
5
施工员
3
6
安全员
3
7
材料员
1
8
电工
6
9
电焊工
6
10
高压旋喷桩施工
15
11
顶管施工
24
12
沉井施工
24
合计
6顶管施工工艺
6.1顶管机选型及参数
根据管道穿越土层的物理力学特性和有地下水，以及地面、周边建筑物沉降控制要求严格等因素，经技术经济比较后确定采用泥水平衡顶管机施工。
各型号顶管机参数如下表：
NPD泥水平衡顶管机参数表
型号
外径×总长
mm
重量T
切削刀盘
纠偏油缸
纠偏角度
纠偏泵站kw
进排浆管径mm
驱动电机kw×get
转矩T×m
回转数rpm
推力t
数量
NPD400
540×3000
2.4
15×1
2.9
5
15
4
2.5°
0.55
80
NPD500
650×3100
3
15×1
2.9
5
15
4
2.5°
0.55
80
NPD600
760×3200
3.6
15×1
2.9
5
10
4
2.5°
0.55
80
NPD800
980×3400
5
15×2
2.9
5
26
4
2.5°
0.75
80
NPD1000
1220×3600
6.5
15×2
9
3.3
42
4
2.5°
1.5
100
6.2顶管机配套布置
泥水平衡顶管主要由中央控制室、顶管掘进机、泥水处理系统、顶进设备等四大部分组成（如下图）。
除顶进设备需在现场安装外，其它设备现场组装即可。
顶管施工示意图
6.2.1导轨安装
（1）导轨支架应采用钢材制作。
固定在工作井底板上的导轨在管道顶进时不可产生位移。
其整体刚度和强度应满足施工要求。
（2）导轨对管道的支承角宜为60°，导轨的高度应保证管中心对准穿墙管中心。
导轨的坡度应与设计轴线一致。
（3）导轨安装的允许偏差应满足下列要求：
1）轴线位置：
3mm；2）顶面高程：
0~3mm；两轨净距：
±2mm。
6.2.2主顶站千斤顶安装
（1）千斤顶应安装在支架上，行程宜不小于1m，并能同步运行。
（2）千斤顶设置在管道两侧，并与管中心左右对称。
每只千斤顶均应与管轴线平行。
（3）千斤顶的合力中心应低于管中心，其尺寸宜为管道外径的1/10~1/8。
6.2.3主站没泵安装
（1）油泵应与千斤顶性能相匹配。
油泵流量宜满足顶进速度100mm/min的要求。
（2）油泵宜设置在千斤顶附近，没管应顺直、转角少。
6.2.4顶铁安装
（1）顶铁应满足传递顶力、便于出泥和人员出主的需要。
（2）顶铁的两个受压面应平整，互相平行。
（3）宜采用U形或弧形刚性顶铁。
（4）与管尾接触的环形顶铁应与管道匹配，顶铁与混凝土管之间应加木垫圈。
6.3现场布置
（1）作业范围内实行全封闭围挡，并在现场周边安装三个照明灯，供夜间现场照明。
井圈周围安装防护栏。
（2）配置一辆25t吊机（或组装桁车），负责井内、地面的吊装工作。
配置1个20m3储水箱，供给拌制减阻泥浆和补充泥水用水。
（3）工作井一侧为顶进中央控制室和集装箱办公室、工具间，控制操作台、通讯设备等均在中央控制室内。
另一侧为泥水处理系统和管节等材料料堆放场。
6.4施工流程
顶管施工工艺流程图
6.5后座设计
为了使分散的各顶进油缸推力的反力变成均匀地作用在工作井壁和工作井壁后方土体上，应设置后座墙。
本工程工作井为沉井，主顶站千斤顶与反力墙之间采用拼装式后座。
（1）装配式后座采用方木、型钢和钢板等组装。
（2）组装的后座面积应使反力墙后土体的承载能力满足顶力要求，后座刚度应能保障顶进方向不变。
（3）后座应与后背墙紧贴，各层间的接触紧贴，并层层固定。
（4）后座应与管道轴线垂直，允许不垂直度为5mm/m。
6.6顶进施工技术
（1）主要施工技术参数的控制
1）正面土压力的设定：
作为土压力的最初设定值。
在实际顶进后，通过顶进参数、地面沉降监测数据，将设定土压力值调整到0.12Mpa左右时，出土量、地面沉降情况较为理想。
2）出土量控制：
在顶进过程中，应精确地统计出每节管节的出土量，尽量使之与理论出土量保持一致，以保证正面土体的相对稳定，减小地面沉降量。
3）顶进速度：
顶管顶进速度是保证切口土压力稳定、正面出土量均匀的主要手段。
所以在顶进时，应不断调整顶进速度，找出顶进速度、正面土压力、出土量三者的最佳匹配值，以保证顶管的顶进质量，确保顶进设备以最佳状态工作。
4）各施工参数的相互关系为：
减小正面土压力可适当减小刀盘扭矩，但同时将增大地面沉降量。
增加润滑泥浆压注量，可减小顶进阻力，同时适当提高顶进速度。
（2）顶进轴线的控制
顶管在正常顶进施工过程中，必须密切注意顶进轴线的控制。
在每节管节顶进结束后，必须根据顶管机的姿态，做到随偏随纠，且纠偏量不宜过大，以避免土体出现较大的扰动及管节间出现张角。
1）高程控制：
考虑到顶管上部道路行车较多，在顶进过程中一旦顶管上抛过量，不宜采取降低地面土压力、增大出土量、过量向下纠偏等动作。
在顶进时，将高程始终控制在负值，这样即使在顶管机下沉过量时，应采取的纠偏措施也和地面沉降控制要求相统一。
2）平面控制：
由于受第一条顶管顶进时挤压、压浆等影响，在已成管道周边土体强度较原状土大，以至在第二条顶管顶进时，平面将偏离已成管道。
顶进时将平面始终控制在靠已成管道方向，以利于顶管轴线控制。
3）转角控制：
由于排污管道要顺畅，因此对管道的横向水平要求较高。
在顶进过程中需密切注意顶管机的转角，一旦出现微小转角，就应立即采取刀盘反转、加压铁等措施往加纠。
4）形成良好导向：
在顶进时每隔1m对顶管机姿态进行复核，随偏随纠。
在出洞段就形成一个与设计轴线相吻合的顶进轨道，使顶管始终沿此导向向前延伸，减小顶管轴线控制的难度。
5）注浆纠偏：
如管节轴线偏离后不及时纠正，导向一旦形成，会造成顶管机更大的偏离。
在管节不同部位注浆，起到纠偏效果。
在整个顶进过程中，轴线严格控制在质量标准以内。
顶管机切口及尾部偏离轴线最大值为轴线位置3mm，高程±3mm。
6.7顶管穿墙、进洞技术措施
6.7.1穿墙技术措施
（1）穿墙管周围为粘性土且水较高时，闷板开启后管道应迅速顶进，并及时安装好穿墙管止水装置。
（2）穿墙管周围为粉土时，应降低地下水，并缩短穿墙时间。
（3）防止顶管头部下沉措施
1）导轨前端应尽量接近穿墙管，减少顶管机的悬臂长度。
2）穿墙作业应迅速连续不可停顿。
3）应在穿墙管内设置定心环。
6.7.2进洞技术措施
（1）顶管机进洞的3倍管径范围内，应减慢顶进速度，减小管道正面阻力对接收井的不利影响。
进洞口的临时闷板宜加水平支撑便于顶管机接近闷板。
接收孔轴线上可安装临时支架，防止顶管机头下落。
管道进洞后应按设计要求封闭接收孔，
升级会员 