泥水平衡顶管施工设计方案.docx

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泥水平衡顶管施工设计方案

一、编制说明

1.1编制依据

1、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；

2、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）；

3、《天津市市政工程施工技术规范（排水工程部分）》（DB29-76-2004）；

4、《建筑工程施工现场供用电安全规范》（GBJGJ46-2005）；

5、xx（xx~xx）提升工程施工图纸；

6、《工程测量规范》（GB50026-2007）；

7、xx（xx~xx）提升工程实施性施工组织设计；

1.2编制原则

1、认真贯彻党和国家对工程建设的各项方针和政策，严格执行建设程序。

2、全面规划，统筹安排，确保工期。

3、积极采用新材料、新设备、新工艺和新技术。

4、充分利用现有机械设备，扩大机械化施工范围，提高机械化程度，改善劳动条件，提高机械效率。

5、采用网络技术及流水施工方法、科学安排施工进度计划，保证施工能连续、均衡、有节奏地进行。

6、施工方案、方法及工艺先进、科学、合理、可靠，确保文明环保。

1.3编制范围

xx（xx～xx）改造工程起点为xx，桩号为K2+220.933，终点为规划xx（现状振国南道），桩号为K3+097.936，全长877.003m。

雨污水主干管道（管径≥d800mm），挖深大于6.0m，拟采用顶管施工方案。

1、雨水管道：

xx西侧（xx～xx）：

雨水管道管径为d1800～d2200mm，采用顶管施工；

xx东侧（xx～闸薇北道）：

雨水管道管径为d1200mm，采用顶管施工；

xx东侧（闸薇南道～xx）：

雨水管道管径为d2000mm，采用顶管施工。

2、污水管道：

xx西侧（xx～xx）：

污水管道管径为d1200mm，采用顶管施工；

xx东侧（闸薇南道～xx）：

污水管道管径为d800mm，采用顶管施工。

二、工程概况

2.1项目概况

xx（xx～xx）提升工程全长877.003m，城市主干路标准，双向六车道，平面、纵断面以及横断面设计均按规划实施，由现状约17m-24m车行道加宽到50m红线宽度。

在现状车行道两侧各新建2.5m侧分带+6.5m辅道+4m人行道。

xx（xx—xx）施工共分为六个部分，即道路工程、基坑工程、排水工程、景观工程、照明工程、交通工程。

现场施工环境比较复杂，交通量繁重，无法完全阻断交通，人流穿梭也无法控制，施工安全方面隐患较大，同时影响施工进度。

基坑施工时，基坑开挖较深，地下水位较高，不得不进行深井或者井点降水，在地下水位下降到适宜高度后方可施工作业，这在一定程度上给施工质量控制带来困难。

排水工程施工时，采用顶管施工，因地下管线种类繁多，互相交叉，且很多实际管线与图纸所示位置并不相符，这就需要设计院给出所有管线的确切位置，否则施工过程中难以对既有管线进行保护，同时长距离的顶管，管线位置精度难以控制。

xx技术标准

序号

项目

主线

1

道路等级

城市主干路，主线双向6车道

2

路线长度

877.003m

3

设计速度

50km/h（主线），30km/h（辅道）

4

红线宽度

50m

5

行车道宽度

2×3×3.5m

7

荷载等级

路面设计荷载标准：

BZZ－100

8

路面类型

沥青混凝土路面

9

沥青路面设计使用年限

15年

2.2施工条件

2.2.1区域地形

施工场地现状为既有道路和两侧土路，场地地势总体较平坦，局部有轻微起伏。

2.2.2地质情况

根据勘察资料本工程范围内地质条件如下：

①人工填土层（Qml）全场地均有分布，厚度1.20m～3.6m，底板标高为1.70m～0.70m，该层从上而下可分为2个亚层。

①1杂填土：

厚度一般为0.30m～l.40m，呈褐色，松散状态，含碎砖石子生活垃圾，及少量黏性土组成。

①2素填土：

厚度一般为0.80m～3.30m，呈褐色，软塑状态，以黏性土为主，含碎砖石子，属中压缩性土。

④全新统上组陆相冲积层（Q43al）

厚度0.90m～1.00m，顶板标高为l.70m～l.52m，主要由黏土组成，呈灰黄～黄灰色，软塑～可塑状态，含铁质，属高压缩性土。

本层土水平方向上土质较均匀，分布稳定。

⑥全新统中组海相沉积层（Q42m）

厚度l6.90m～18.80m，顶板标高为1.60～-0.70m，该层从上而下可分为5个亚层。

⑥1粉质黏土：

厚度般为1.40m～6.40m，呈灰色，软塑状态，土质不均，夹粉土薄层，属中压缩性土。

⑥2淤泥质黏土；厚度一般为1.80m～8.40m，呈灰色，流塑～软塑状态，土质不均，夹粉质黏土，属高压缩性土。

⑥3粉质黏土：

厚度一般为2.10m～6.60m，呈灰色，流塑～软塑状态，土质不均，含有机质，含贝壳碎片，属高压缩性土。

⑥4粉土：

厚度一般为0.70m～4.40m，呈灰色，中密状态，土质不均，含贝壳碎片，局部为粉质黏土，属中压缩性土。

⑥5粉质黏土：

厚度一般为2.50m～3.70m，呈灰色，可塑状态，土质不均，含有机质，夹粉土薄层，属中压缩性土。

本层土水平方向上土质较均匀，分布尚稳定。

⑦全新统下组沼泽相沉积层（Q4lh）厚度0.80m～l.60m，顶板标高为-l7.20～-18.20m，主要由粉质黏土，粉土组成，呈浅灰色，粉质黏土为可塑状态，粉土为中密状态，土质不均，含有机质，姜石，属中压缩性土。

本层土水平方向上土质较均匀，分布较稳定。

⑧全新统下组陆湖相冲积层（Q4lh+a1）本次勘察钻至最低标高-22.25m，末穿透此层，揭露最大厚度3.70m，顶板标高为-18.10m～-19.30m，该层从上而下可分为2个亚层。

⑧1粉质黏土：

厚度一般为l.60m～3.50m，呈褐黄色，可塑状态，土质不均，夹粉土薄层，含锈染，属中压缩性土。

⑧2粉土：

本次勘察未穿透此层，揭露最大厚度3.70m，呈褐黄色，密实状态，土质不均，属中（偏低）压缩性土。

本层土水平方向上土质较均匀，分布稳定。

表2.2.2-1地质情况统计表

种类

厚度（m）

状态

主要成份

人工填土层

杂填土

0.30～l.40

褐色、松散状态

碎砖石子、生活垃圾、少量黏性土

素填土

0.80～3.30

褐色，软塑状态

以黏性土为主，含碎砖石子

全新统上组陆相冲积层

0.90～1.00

呈灰黄～黄灰色、软塑～可塑状态

以黏土为主，含铁质

全新统中组海相沉积层

粉质黏土

1.40～6.40

呈灰色，软塑状态

土质不均，夹粉土薄层

淤泥质黏土

1.80～8.40

呈灰色，流塑～软塑状态

土质不均，夹粉质黏土

粉质黏土

2.10～6.60

呈灰色，流塑～软塑状态

土质不均，含有机质，含贝壳碎片

粉土

0.70～4.40

呈灰色，中密状态

土质不均，含贝壳碎片，局部为粉质黏土

粉质黏土

2.50～3.70

呈灰色，可塑状态

土质不均，含有机质，夹粉土薄层

全新统下组沼泽相沉积层

0.80～l.60

呈浅灰色，粉质黏土为可塑状态

主要由粉质黏土，粉土组成

全新统下组陆湖相冲积层

粉质黏土

l.60～3.50

呈褐黄色，可塑状态

土质不均，夹粉土薄层，含锈染

粉土

未穿透此层，最大厚度3.70m

呈褐黄色，密实状态

土质不均

按层位及标高提供地基土承载力特征值如下表：

表2.2.2-2地基土承载力特征值表

地层编号

岩性

fak（kPa）

④

黏土

90

⑥1

粉质黏土

100

⑥2

淤泥质黏土

70

⑥3

粉质黏土

70

⑥4

粉土

120

⑥5

粉质黏土

110

⑦

粉质黏土，粉土

120

2.2.3水文地质条件

勘察期间测得场地地下潜水水位如下：

静止水位埋深0.7m-1.0m，相当于标高2.12m-1.8m。

表层地下水属潜水类型，主要由大气降水补给，以蒸发形式排泄，水位随季节有所变化。

一般变幅在0.5-1.0m左右。

本场区标准冻结深度0.60m。

2.2.4周边环境

表2.2.4-1周边环境调查表

名称

图片

高度

结构形式

备注

东沽加油站

一层

框架

渤海石油公司停车场

围墙

砖砌

海晶集团厂房

围墙

砖砌

军事用地

围栏

铁丝网

需要联系军方

金泰隆磅房

一层

砖混

车辆维修商铺

一层

集装箱

轮胎商铺

一层

集装箱

洗车商铺

一层

集装箱

大型运输车

临时停放

2.2.5地上地下管线

依据本工程地下管线资料，在机动车道外现状管线较多，情况复杂，xx西侧（xx-xx）：

拟建雨污水管道附近埋设2-DN500mm热力管道、6孔通信、电力等现状管线；xx东侧（xx-xx）拟建雨污水管道附近埋设6孔通信、D300mm天然气、DN800中水等现状管线。

图2.2.5-1xx现状管线图（横向）

图2.2.5-2xx现状管线图（纵向）

图2.2.5-3xx现状管线（纵向）1

图2.2.5-4xx现状管线（纵向）2

图2.2.5-5xx现状管线（纵向）3

图2.2.5-6xx现状管线（纵向）4

图2.2.5-7xx现状管线（纵向）5

2.2.6顶管工作坑

xx道路提升工程顶管工作基坑共19处，其中工作井9处，接收井10处，开挖深度为5.492m～8.421m，采用明挖法施工，围护结构采用工字钢桩或Φ850SMW工法桩。

工作基坑支护方案汇总表

井号

基坑尺寸

坑深

支护方式

W1、Y1

平面异形

面积127m2

7.918

卸载2m，SMW工法桩φ850@600内插HN700x300型钢密插，型钢长21m，设一道混凝土冠梁+混凝土支撑和一道钢腰梁+钢支撑。

W3、Y3

9mx9m

7.99

卸载2m，SMW工法桩φ850@600内插HN700x300型钢密插，型钢长21m，设一道混凝土冠梁和一道钢腰梁+钢支撑。

W6、Y5

9mx9m

8.132

卸载2m，SMW工法桩φ850@600内插HN700x300型钢密插，型钢长21m，设一道混凝土冠梁和一道钢腰梁+钢支撑。

W9、Y7

9mx9m

8.258

卸载2m，SMW工法桩φ850@600内插HN700x300型钢密插，型钢长21m，设一道混凝土冠梁和一道钢腰梁+钢支撑。

W11、Y9

9mx9m

8.366

卸载2m，SMW工法桩φ850@600内插HN700x300型钢密插，型钢长21m，设一道混凝土冠梁和一道钢腰梁+钢支撑。

Y’2

9mx5m

5.492

卸载2m，工字型钢I40b@300，型钢长18m，设两道钢腰梁+钢支撑。

Y旧2

9mx5m

6.681

卸载2m，工字型钢I40b@200，型钢长18m，设两道钢腰梁+钢支撑。

W旧2

9mx5m

6.234

卸载2m，工字型钢I40b@200，型钢长18m，设两道钢腰梁+钢支撑。

W’3、Y’5

9mx9m

6.748

卸载2m，工字型钢I40b@200，型钢长18m，设两道钢腰梁+钢支撑。

接收基坑支护方案汇总表

井号

基坑尺寸

坑深

支护方式

W0、YO

6.5mx7.5m

7.88

SMW工法桩φ850@600内插HN700x300型钢密插，型钢长22m，设一道混凝土冠梁和一道钢腰梁+钢支撑。

W2、Y2

平面异形

面积76m2

7.929

卸载2m，SMW工法桩φ850@600内插HN700x300型钢密插，型钢长21m，设一道混凝土冠梁和一道钢腰梁+钢支撑。

W5、Y4

9mx9m

8.072

卸载2m，SMW工法桩φ850@600内插HN700x300型钢密插，型钢长21m，设一道混凝土冠梁和一道钢腰梁+钢支撑。

W7、Y6

9mx9m

8.192

卸载2m，SMW工法桩φ850@600内插HN700x300型钢密插，型钢长21m，设一道混凝土冠梁和一道钢腰梁+钢支撑。

W10、Y8

9mx9m

8.312

卸载2m，SMW工法桩φ850@600内插HN700x300型钢密插，型钢长21m，设一道混凝土冠梁和一道钢腰梁+钢支撑。

W12、Y10

6mx8m

8.421

卸载2m，SMW工法桩φ850@600内插HN700x300型钢密插，型钢长21m，设一道混凝土冠梁+混凝土支撑和一道钢腰梁+钢支撑。

Y’1

6mx5m

5.439

工字型钢I40b@200，型钢长18m，设两道钢腰梁+钢支撑。

Y旧1

6mx5m

5.544

卸载2m，工字型钢I40b@300，型钢长18m，设两道钢腰梁+钢支撑。

W’2、Y’4

8mx10.5m

6.708

卸载2m，工字型钢I40b@200，型钢长18m，设两道钢腰梁+钢支撑。

W’4、Y’6

6mx8m

6.788

卸载2m，工字型钢I40b@200，型钢长18m，设两道钢腰梁+钢支撑。

2.2.7顶进区间长度汇总

（1）xx西侧

基坑

管道类型

管道直径（mm）

顶进距离（m）

W0、YO～W1、Y1

雨水管

1800

61

污水管

1200

64

W1、Y1～W2、Y2

雨水管

1800

19

污水管

1200

18

W2、Y2～W3、Y3

雨水管

1800

105

污水管

1200

100

W3、Y3～W5、Y4

雨水管

1800

125

污水管

1200

132

W5、Y4～W6、Y5

雨水管

1800

107

污水管

1200

100

W6、Y5～W7、Y6

雨水管

2000

102

污水管

1200

100

W7、Y6～W9、Y7

雨水管

2000

108

污水管

1200

110

W9、Y7～W10、Y8

雨水管

2200

92

污水管

1200

90

W10、Y8～W11、Y9

雨水管

2200

90

污水管

1200

90

W11、Y9～W12、Y10

雨水管

2200

90

污水管

1200

92

（2）xx东侧

基坑区间

管道类型

管道直径（mm）

顶进距离（m）

Y’1～Y’2

雨水管

1200

76

Y’2～Y旧1

雨水管

1200

76

Y旧2～W’2、Y’4

雨水管

2000

55

W旧2～W’2、Y’4

污水管

800

19

W’2、Y’4～W’3、Y’5

雨水管

2000

80

污水管

800

80

W’3、Y’5～W’4、Y’6

雨水管

2000

80

污水管

800

80

2.3主要工程量

雨水管道工程数量

序号

类型

管径（mm）

数量（m）

1

钢承口钢筋混凝土管

1200

198

2

1800

417

3

2000

428

4

2200

275

污水管道工程数量

序号

类型

管径（mm）

数量（m）

1

钢承口钢筋混凝土管

800

184

2

1200

901

2.4顶管技术标准

1、本工程雨水主干管道管径d≥1200mm，污水管道管径d≥800mm，挖深大于6m，管材采用钢承口钢筋混凝土顶管专用管材（Ⅲ级）。

2、地面沉降应满足下列规定：

（1）顶管造成的地面沉降不应该造成道路开裂，大堤及地下设施损坏或渗水。

（2）顶管造成的地面沉降量不应超过下列规定：

1）土堤小于或等于30mm；

2）公路小于或等于20mm；

3）顶管穿越铁路、地铁及其他对沉降敏感的地下设施时，累计沉降量尚应符合国家相关的规定。

（3）当检测数据达到沉降值70%时，应及时报警并启动应急事故处理预案。

3、本工程承插口钢筋混凝土管道、d＜2000mm柔性企口钢筋混凝土管道及钢承口钢筋混凝土管道均采用氯丁橡胶圈（楔型）接口，滑动安装；胶圈的外观应光滑平整，不得有气孔、裂缝、卷褶、破损、重皮等缺陷；安装过程中胶圈不得翻转、扭曲，并应满足满足下表相关规定：

橡胶圈性能指标

项目

单位

级别

30

40

50

60

70

公称硬度

IRHD

30±4

36～45

46～55

56～65

66～75

拉伸强度（≥）

MPa

9

9

9

9

9

扯断伸长率（≥）

%

400

400

375

300

200

压缩永久变形（≤）

23℃×72h

70℃×24h

（-10）℃×72h

%

12

20

40

12

20

40

12

20

40

12

20

50

15

20

50

压缩应力松弛（≤）

23℃×7d

%

13

13

14

15

16

耐水性（蒸馏水）

70℃×7d体积变化

%

-1～+8

接头结合强度

（拉伸度100%）

拼接区无分离现象

热空气老化70℃×7d

硬度变化

拉伸强度变化（≤）

拉断伸长率变化

IRHD

%

%

-5～+8

-20

-30～+10

耐酸碱系数（20%浓度）

20℃×24h

0.8

耐臭氧

试样无裂纹

橡胶垫性能指标

项目

单位

级别

65

75

85

硬度及公差

IRHD

65±5

75±5

85±5

拉伸强度（≥）

MP0

14

13

12

拉断伸长率（≥）

%

225

175

125

压缩永久变形（≤）

（常温×70小时）

%

35

35

35

热空气老化（100℃下老化24h）

硬度变化

IRHD

+10～0

+10～0

+8～0

拉伸强度变化（≤）

%

-15

-15

-15

拉断伸长率变化（≤）

%

-40

-40

-40

低温脆性-25℃

试样不断裂

2.5施工目标

1、本工程的质量目标为：

全部分项工程质量达到该工程施工验收标准的合格标准。

我单位将坚决贯彻执行国家发布的《建设工程质量管理条例》和天津市关于建筑工程的各项技术标准、规程和要求，按照各项要求组织施工生产，全面提升管理水平和工程质量，百分之百达到合同文件要求的质量标准。

2、在施工中，始终贯彻“安全第一、预防为主，综合治理”的安全生产工作方针，保证职工在生产过程中安全与健康，严防各类事故发生，以安全促生产。

强化安全生产管理，通过组织落实、责任到人、定期检查、认真整改，实现零死亡事故目标，严格控制重伤事故及轻伤事故频率，做到“五无”工程，即“无死亡、无重伤、无火灾、无中毒、无倒塌”。

3、严格按照施工组织设计及有关文明施工要求组织施工，创建文明安全工地标准。

4、采取一切合理措施，保护现场内外环境，避免由施工作业引起的粉尘、有害气体、噪音等环境污染，或其他由于环境污染的原因造成的人身伤害和财产损失，确保气体排放、地面排水及排污不超过规定数值，同时满足国家及工程所在地方政府主管部门颁布的法律规定的数值。

三、施工准备

3.1组织准备

1、建立项目指挥系统和项目经理部，组建项目管理团队，完善项目管理网络，为项目的开展打好基础。

2、制订总体施工进度计划、总平面布置计划，对施工现场进行规划和使用，对项目各阶段施工进行安排。

3、针对工程实施中的重点和难点进行分析，提出相应的技术改进措施。

3.2技术准备

1、由项目技术负责人组织有关人员认真学习、研究图纸等工作，以便熟练、准确地施工。

2、通过学习，熟悉图纸内容，了解设计上要求施工达到的技术标准，明确工艺流程。

3、进行自审，组织施工管理人员对有关图纸进行审查，掌握和了解图纸中的细节。

4、组织图纸会审，由设计方进行交底，理解设计意图及施工质量标准，准确掌握设计要求。

5、组织施工人员认真学习施工技术文件，了解施工范围，管道沿线的地形、地貌、地址水文条件及各种原有设施。

6、掌握施工工期，顶管施工技术规范，质量标准及要求，安全措施等，并向施工队伍进行顶管施工技术交底。

3.3材料准备

根据施工组织设计中的施工进度计划和施工预算中的工料分析，编制工程所需的材料用量计划，作好备料、供料工作和确定仓库、堆场面积及组织运输的依据。

根据材料需用量计划，做好材料的申请、订货和采购工作，使计划得到落实。

组织材料按计划进场，按规定地点和方式存放或堆放，并做好组织和保护措施。

主要施工材料如下：

1、管材：

管材由具有相应资质的生产厂家提供，进场时应具有出厂合格证及出厂检验报告；管材外表面应该平整，无蜂窝麻面，回弹检测强度应不小于该管道混凝土设计要求，承插口处不得有棱角缺失。

2、工字钢：

进场工字钢型号必须与施工方案中要求的型号相同。

3、水泥：

应采用合格厂家的符合设计要求的水泥，进场后应对水泥进行取样试验，合格后方可使用。

3.4施工机械准备

根据施工组织设计中确定施工机械、设备的要求以及施工进度的安排，编制施工机械设备需用量计划，落实施工机械设备需用量计划，确保按期进场，准时开工。

按施工平面布置图的要求，组织施工机械设备进场，机械设备进场后按规定地点和方式布置，并进行相应的保养和试运转等工作。

主要机具：

千斤顶，油泵，顶铁，与管材相应直径护口铁，导轨，枕木，卷扬机，水泥浆搅拌机，压浆机。

3.5施工队伍的准备

根据确定的现场管理机构建立项目经理部，选择高素质的施工作业队伍进行该工程的施工。

根据该工程的特点和施工进度计划的要求，确定劳动力需用量计划。

对工人进行技术、质量、安全交底和思想、法制教育，教育工人树立“质量第一、安全第一”的正确思想；遵守有关施工和安全的技术法规；遵守地方治安法规。

生活后勤保障工作：

在大批施工人员进场前，做好后勤工作的安排，对职工的衣、食、住、行、医等予以全面考虑，充分调动职工的生产积极性。

为了保证施工进度，在施工过程中我项目采用两个高素质的顶管施工队伍分四个工作面，同时施工。

四、主要资源配置计划

4.1施工机械、设备使用计划

本工程顶管出土的土石方量不大，根据实际情况安排一台铲机，两台自卸汽车就可以满足顶管出土外运要求，下面所列为顶管专用机械。

本工程所列施工机械的数量仅为计划，可随时根据施工进度情况进行调整。

4.2施工设备、机具表

序号

名称

规格

单位

数量

用途

1

铲车

920小铲车装载机

台

1

装土

2

自卸汽车

罗曼QR10

台

2

运土

3

液压千斤顶

320t

台

4

顶管穿越

4

液压泵站

11KW

台

1

动力

5

柴油发电机

20KW

台

3

动力源

6

动力配电箱

台

1

配电

7

离心鼓风机

7000L/min

台

2

送风用

8

电动吊葫芦

3t

个

1

出土用

9

手动吊葫芦

5t

个

1

出土用

10

手动液态千斤顶

2t

个

2

纠偏用

11

水泵

3KW

台

2

抽水用

4.3材料用量表

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

若干

支撑

3

电子水准仪

LeicaDNA03

套

1

测量

4

全站仪

L