顶管及工作坑施工方案.docx
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顶管及工作坑施工方案
第一章编制依据及说明
1．编制依据
（1）、《施工图纸》
（2）、现场踏勘所掌握的情况资料。
（3）、适用于本工程的标准、规范、规程
《北京市市政工程施工安全操作规程》（DBJ01-56-2001）
《北京市市政基础设施工程暗挖施工安全技术规程》（DBJ01-87-2005）
《地下铁路工程施工及验收规范》（GB50299-1999）
《地下工程质量验收规范》（GB50208-2002）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2002）
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）
《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-96）
《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-96）
《带肋钢筋套筒挤压连接技术规程》（JGJ108-96）
《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46-88）
《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93）
《混凝土质量控制标准》（GB50164-92）
《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107-87）
《建筑安装工程质量检验评定统一标准》（GB50300-2001）
《建筑工程质量检验评定标准》（GB50210-2001）
（4）、国家、北京市相关施工的法规、法律及北京市地方管理单位的要求
（5）、我单位现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力。
（6）、我单位多年从事城市轨道交通工程、顶管工程及市政工程的施工经验。
2.编制原则
（1）.施工方案遵循经济合理，切实可行，并采用先进的设备和施工工艺。
（2）.科学管理、合理组织、优化配置、强化监督，确保结构工程达到国家、北京市现行工程质量验收标准。
本工程一次验收合格率达到100%，优良率达到90%以上。
（3）.施工项目进度按设计要求进行合理安排，以求能满足工期要求。
（4）.各种措施能满足施工安全、环境保护和文明施工的要求。
3.工程概况
3.1概况
本工程需顶两根DN219钢管，钢管采用无缝钢管，在钢管最前端用高强度钢板焊接锥形封帽，要求将管口堵死，顶管采取闷顶的方式，即不挖除管道范围内的土体，由于顶管工作坑尺寸的限制，钢管每节长度控制在3m，因此接口需要焊接，焊接时，除满圈焊接外，还需在接口位置加抱箍，抱箍同样在两侧都需要焊接到钢管上。
本工程需设置顶管工作坑及接收坑各一个，其中工作坑净空尺寸为3*7m，接收坑净空尺寸为3*3m，深度均为4.5m，其中顶管工作坑需要封底，接收坑不需要封底，顶管工作坑与接收坑均采用钢筋格栅+网喷混凝土形式，根据地勘情况，下部1.5m范围为流砂层，需采取注浆止水措施进行施工。
3.2地质情况
根据地勘，3m范围内为杂填土、粉质粘土层，3-4.5m范围内为流砂层。
第二章施工组织及施工方案
1．总体部署
根据设计要求及现场情况，本工程先采用倒挂井壁法施做施工竖井，及顶管工作坑，竖井完成后，在采用顶管法施做管道。
其中竖井工程只施做初期支护。
初期支护施工顺序如下：
首先进行锁口圈梁施工，锁口圈梁完成后，采用倒挂井壁法进行初期支护的施工。
管道顶进的施工顺序如下图：
顶管总体施工流程图
1.1人员组织
根据本工程的特点，我公司选派具有丰富暗挖及顶管工程施工经验和较强协调能力的精干人员组建本工程的项目经理部，承担本工程的施工任务。
在项目组织机构上设项目经理一名，项目副经理一名，项目技术负责人一名，项目经理部下设工程部、安质部、计划合同部、财务部、物资设备部、和综合办公室，下设木工班、钢筋加工班、混凝土班、综合班、机械班、修理班、土方外运班、管道顶进班、土方开挖班等专业班组。
详见（图1.1-1施工组织机构图）。
图1.1-1施工组织机构示意图
1.2施工进度安排
计划开工日期：
2014年11月30日
计划竣工日期：
2014年12月30日
1.3场地布置
根据施工现场情况，搭设施工围挡，作为施工区，将水泥、砂、石料场及搅拌站放在施工区内，钢筋加工厂、项目部办公区以及生活区均不设在施工现场，就近建房作为办公区及生活区，与施工区分开。
施工场地内的水、电由就近的市政自来水井及配电箱内接入施工现场。
1.4劳动力配置计划
施工高峰期在2012年8月份，人员安排约90人。
根据各施工阶段工程进度要求随时对劳动力进行调整，并满足施工需要。
投入劳动力情况见下表：
模板工10人，钢筋工10人，杂工5人，防水施工10人，砼工8人。
劳动力配置详见（表1.4-1劳动力配置表）。
工种
普工
钢筋工
混凝土工
焊工
电工
司机
木工
架子工
管道顶进工
其它
合计
人数
20
10
8
8
2
1
10
10
18
5
82
表1.4-1劳动力配置表
1.5机械设备
为完成本工程共需机械设备见（表1.5-1施工机械设备表），所有机械设备在工程正式施工前到位。
表1.5-1拟投入竖井施工的主要施工机械表
序号
机械名称
规格型号
场牌及出
厂时间
数量（台）
主要目的、用途
1
空压机
4L
-20/8
西安空压机厂2002
2
初期支护、高压送风
2
混凝土喷射机
TK961
蜀蓉建工2000
2
初期支护、喷射混凝土
3
千斤顶
YCD-200
天津巨力2000
1
应急物资
4
双液注浆泵
2TGZ60/120
葫芦岛建工2000
2
初期支护、超前加固注浆
5
单液注浆泵
BW250
长沙探矿2000
2
后背回填注浆
6
制浆机
ZJ-400
浙江杭州钻探机械厂2002
2
制作浆液
7
水平钻机
SH-1030
徐工2003
1
土体加固（备用）
8
锚杆钻机
MYT-140
石家庄煤矿机械2004
2
土体加固（备用）
9
砼搅拌机
JS500
成都建工2003
1
初期支护、搅拌混凝土
10
通风机
PF-120SW55
沈阳通风机厂1997
1
洞内通风
11
风镐
G20型风镐
河北枣强劈山2000
20
破除
12
砼输送泵
HBT60B
中联2000
1
二次衬砌、混凝土浇注
13
钢筋弯曲机
WJ-40-1
牡丹江北山2001
2
钢筋加工
14
钢筋调直机
GT12-20
牡丹江北山2003
2
钢筋加工
15
钢筋切断机
WQ6-J40
牡丹江北山2001
2
钢筋加工
16
钢筋对焊机
UN100
温州东升2002
2
钢筋加工
17
电焊机
BX300
温州东升2001
5
钢筋加工及安装
18
混凝土切缝机
HQF-12
台州建设工程2004
1
破除路面
19
电焊机
NB200
温州东升2003
2
钢筋加工及安装
20
木工机械
XT
河北顺通2000
1
二次衬砌、模板及支撑
21
插入式振捣器
ZN50
郑州建工2002
10
二次衬砌、混凝土振捣
22
附着式振捣器
EW-10
郑州建工2002
5
二次衬砌、混凝土振捣
23
钢筋套丝机
SZ-50A
杭州宏士2003
1
钢筋加工
24
吊车
16T
郑州重工2004
2
土方及材料垂直运输
管道顶进施工机械设备表
设备名称及型号
制造年份和使用年限
现状和数量
自有、租赁
反铲挖掘机CAT-320
2005年，3年
良好，1台
租赁
汽车吊QY-16T
2005年，8年
良好，1台
租赁
手工掘进式顶管机
2008年，2年
良好，2台
自有
主顶液压动力站
2008年，2年
良好，2台
自有
主顶双冲程等推力油缸
2008年，2年
良好，4台
自有
柴油发电机组50KW
2004年，9年
良好，1台
自有
平板式振动器ZB15
2010年，3年
良好，1台
自有
载重汽车EQ104
2009年，5年
良好，2台
租赁
油压千斤顶YD200
2008年，3年
良好，2台
自有
砂浆机
2011年，1年
良好，1台
自有
蛙式夯机WH-01
2011年，4年
良好，1台
自有
交流电焊机ZX400
2009年，4年
良好，1台
自有
1.6施工运输
暗挖施工垂直运输采用2台吊车进行运输，暗挖施工主要需垂直运输的项目为开挖土方、钢格栅、临时支撑、小型构件。
为满足垂直运输需求，在竖井的东北及西北侧各配备一台16T吊车。
顶管施工水平运输采用人推车运输，运输至施工竖井中的土斗内，把土倒入吊土斗采用吊车起吊至地面，由于现场不具备设置堆土场条件，因此，土斗吊至地面后，存入土场内，在用载重汽车外弃至渣土场。
1.7施工准备
1.7.1施工技术准备
（1）.测量依据：
①《工程测量规范》（GB50026-93）；
②测绘院给定的平面、高程测量成果；
③工程施工图纸。
（2）测量准备：
对所有进场的仪器设备及人员进行初步调配，并对所有进场的仪器设备重新进行检定，施工测量人员均持证上岗，并对施工测量人员进行有关的技术交底。
根据测绘院提供的平面、高程控制点成果经复核无误后，依据设计施工图纸条件及工程内部结构特征确定平面控制网形式及组成。
（3）.测量控制网的建立
.平面控制测量网
平面控制网布设原则：
a.平面控制应先从整体考虑，遵循先整体、后局部，高精度控制低精度的原则；
b.布设平面控制网首先根据设计总平面图，现场施工平面布置图；
c.选点应选在通视条件良好、安全、易保护的地方；
d.桩位必须用混凝土保护，需要时用钢管进行围护，并用红油漆作好测量标记；
.平面控制网的布设：
a．首级控制网的布设：
根据北京市有关部门的规定，建筑物定位桩必须由北京市测绘院测定。
因此，首级控制网由测绘院所定桩位组成。
b．轴线控制网的测设：
首级控制网布设完成后，依据结构平面图上有关墙体、洞口详细位置关系确定建筑物须定位的主轴线，然后以首级控制网为基准，采用极坐标或直角坐标定位放样的方法定出建筑物主轴线的控制桩，经角度、距离校测符合点位限差要求后，作为该建筑的轴线控制网。
轴线控制网的精度等级根据《工程测量规范》要求，控制网的技术指标必须符合下表的规定。
轴线控制网精度技术指标表
等级
测角中误差（″）
边长相对中误差
一级
±5
1/30000
地下结构施工平面控制采用外控法，进场并办理控制点移交手续后，首先对场区内平面控制点进行复核。
经核对无误后，依据施工图及控制点进行施工主要轴线的测设，并将控制轴线向外偏移1m，在其延长线上适当位置设立轴线控制桩（轴线控制桩位置不宜离建筑物太近，以防基坑位移造成控制桩位置偏差）。
.高程控制测量
1）高程控制网的布设原则
a.为保证建筑物竖向施工的精度要求，在场区内建立高程控制网。
高程控制的建立是根据甲方提供的水准基点（至少应提供三个），采用0.3mm级精度的ZeissDini-10电子精密水准仪对所提供的水准基点进行复测检查，校测合格后，测设一条闭合或附合水准路线，联测场区平面控制点，以此作为保证施工竖向精度控制的首要条件。
b.高程控制网的精度，不低于三等水准的精度。
c.在布设附合水准路线前，结合场区情况，在场区与甲方所提供的水准基点间埋设半永久性高程点，埋设3-6个月后，再进行联测，测出场区半永久性点的高程，该点也可作为以后沉降观测的基准点。
d.场区内至少应有三个水准点，水准点的间距应小于1公里，距离建筑物应大于25米，距离回填土边线应不小于15米。
2）高程测量
高程测量包括地面高程控制、高程联系测量、基坑高程控制和点位放样。
高程联系测量是暗挖工程的高程测量的关键。
由于施工竖井深度大，因此采用悬吊钢尺传递高程为理想的高程传递方案。
一方面可以免除由于测站过多而引起的误差，另一方面又可不受钢支撑密集的影响。
在进行传递高程之前，首先将高程引测到基坑外方便使用且牢固的水准点上。
在传递高程时，同时用两台水准仪，两根水准尺和一把经检验的钢尺。
高程传递布置如下图所示。
高程传递布置示意图
将钢尺悬挂在钢架上，其零端放入基坑中。
一台水准仪放置在地面上，另一台则放置于基坑中。
由地面上的水准仪在地面水准点的水准尺上读取a，而在钢尺上读取读数r1，由基坑内水准仪在基坑水准点的水准尺上读取数b，而在钢尺上读数r2，r1和r2必须在同一时刻观测。
基坑内水准点的高程H2可用如下公式计算：
H2=H1+a-[（r1-r2）+△t+△K]-b
上式中H1─地面水准点高程；△t─温度改正数；△K─尺长改正数。
△t＝（t-20℃）×α×L
传递高程时用3个仪器高进行观测，由不同仪器高所求得的地下水准点高程的不符值不超过±3mm。
测得基坑底水准点的高程作为本工程施工中高程放样的基准。
3）轴线投测方法
a.暗挖及顶管施工一般采用经纬仪方向线交会法来投测轴线、引测投点误差不应超过±3mm，轴线间误差不应超过±2mm。
b.首先依据场区平面轴线控制桩和施工平面图，测放出垫层、底板边线，并定出控制桩指导垫层和底板施工。
待垫层、底板打好后，根据基坑边上的轴线控制桩，将经纬仪架设在控制桩位上，经对中、整平后、后视同一方向桩（轴线标志），将所需的轴线投测到施工的平面层上，在同一层上投测的纵、横轴线不得少于2条，以此作角度、距离的校核。
一经校核无误后，方可在该平面上放出其它相应的设计轴线及细部线。
并弹墨线标明作为支模板的依据。
模板支好后，用两经纬仪架设在两条相互垂直的轴线上检查上口的位置。
施工放样技术要求如下表：
建筑物
结构特征
测距相对中误差
测角中误差
（"）
测站测定高差中误差（mm）
起始与施工测定高程中误差
竖向传递轴线点中误差（mm）
钢筋混凝土
结构、高度10-50m
1/20000
5
1
6mm
4
c.在施工过程中，每当施工平面测量工作完成后，进入竖向施工，在施工中，每当墙体浇筑成形拆掉模板后，在墙体侧立面投测出相应的轴线以供下道工序的使用。
d.当每一层平面或每段轴线测设完后，必须进行自检，自检合格后及时填写报验单，报送报验单必须写明层数、部位、报验内容并附一份报验内容的楼层放线记录表，以便能及时验证各轴线的正确程度状况。
1.7.2沉降观测
根据中华人民共和国国家标准《工程测量规范》（GB50026-93）的有关沉降观测的规定，按《工程测量规范》规定的二等水准测量作业要求进行。
观测仪器采用精密水准仪，配合铟瓦数码条形尺作业，采用相同观测路线和观测方法，使用同一仪器和设备，并要固定观测人员，在基本相同的环境和条件下工作。
1.7.3.测量的精度
a.精密导线测量的精度
导线全长3～5km，平均边长350m，测角中误差为≤±2.5″；测距相对中误差1/60000，每边测距中误差±6mm，相邻点相对点位中误差±8mm，方位角闭合差±5×√
n″。
测量仪器使用Ⅱ级全站仪测6测回。
b.精密水准测量的精度
附合线路平均长2～4km，往返较差和闭合差≤±8×√
Lmm
水准测量仪器用DS1级，水准尺为铟瓦尺。
采用往返观测，观测方法和视线长度、视距差、视线高及测站观测限差等均严格按测量规范（GB50308-1999）的规定执行。
1.7.4.施工放样测量
平面点放样使用J2经纬仪，高程放样使用S3级水准仪加普通水准尺。
平面点使用TC302莱卡全站仪进行复核，高程使用S3级水准仪加普通水准尺进行复核。
1.7.5.保证测量精度和质量的措施
①为确保顶管工程测量的精度，安排专业测量工程师和经专业培训持上岗证的测量人员负责本站的测量工作，测量人员保持相对固定。
②测量所用仪器在使用前按计量法规进行检定。
在经测量仪器鉴定单位检验校正后，将检定报告报送监理工程师，得到批准后，方可投入使用。
测量仪器配备见下表。
测量仪器配备表
序号
仪器名称
型号
精度
数量
1
全站仪
莱卡TC402
2+2ppm、2″
1台
2
经纬仪
ET-02
2″
2台
3
自动水准仪
苏光JDA2
0.02mm
1台
4
水准仪
DZS3-1
0.2mm
2台
5
钢卷尺
50m、30m
各2把
6
对讲机
2部
③测量仪器、测量成果资料和测量资料由专人负责保管。
④每月上旬进行导线和水准控制点的复测及与相邻标段进行联测并将复测、联测成果报监理工程师审批。
⑤每次进行施工放样结束后，填写施工测量放线报验单，报请监理工程师复核无误后方可开始施工。
施工过程中加强对桩位的复核和保护。
测量质量保证体系框图
2.竖井施工方案
本工程采用倒挂井壁法施工，由钢格栅+喷射混凝土的初期支护构成。
主要施工步序及流程如下：
步序说明：
开挖竖井土方、架立格栅钢架、安装临时支撑、喷射混凝土→开挖下一榀土方、架立格栅钢架、安装临时支撑、喷射混凝土；待初期支护完成后，进行顶管施工，待燃气管线铺设完毕后，将工作井及接收井回填。
2.1、结构参数
初期支护为：
格栅钢架（竖向间距0.5m，纵向连接筋为Φ20钢筋间距1.0米内外双层梅花布置）；φ6.5、150mm×150mm钢筋网；C20喷射混凝土，厚300mm。
2.2、开挖
喷射砼前，进行开挖面轮廓线检查，并做好检查记录，绘制轮廓线图，合格后施喷砼。
否则，修整至合格。
在开挖过程中，防止超挖，以设计轮廓线为标准制作样板，随挖随量，确保不出现超欠挖。
如因其他原因造成超挖，采用同标号、同数量的喷射混凝土回填。
2.3、初期支护
设置钢栅钢架，格栅钢架间距为0.5米，φ6.5、150×150mm钢筋网片，C20喷砼厚350mm。
2.3.1、格栅钢架
（1）格栅钢架加工
格栅钢架钢筋均在加工场加工成型。
在加工场设置1：
1工作台，按1：
1比例放样，进行冷弯或热弯加工，格栅钢架的主钢筋不设接头，分段制作。
加工成型的格栅钢架，验收合格后运至工地现场安装。
二衬钢筋采用在钢筋制作现场进行加工成型，验收合格后运至工地现场进行绑扎和焊接安装。
格栅钢架和钢筋加工成型后经检查合格并做好记录，经监理工程师检验认可后方可用于工程安装。
（2）格栅钢架安装
格栅钢架安装前，首先要标定出线路中心线，确定高程，然后再测定其横向位置：
保证每榀的位置定位准确，上下、左右偏差小于±5cm，斜度<2°。
钢架之间用纵向钢筋联接，拱脚放在牢固的基础上，或用垫板垫实。
格栅钢架紧贴初喷混喷土面。
格栅钢架架设时，在支护与围岩之间打楔块；除在拱顶及拱脚必打外，其它部位按120cm间距打设。
保证土压传给钢架，防止围岩松动范围扩大。
安装时严格控制安装方向、位置、垂直度，并确保法兰连接螺栓全部牢固联结，使法兰盘密贴。
初支施工时，预留初支背后压浆管，注浆管为φ42钢管，长600mm，每榀3根，待初支闭合成环后，即对初支背后注水泥砂浆，注浆压力为0.2~0.5MPa。
（3）施工要求及控制标准
所有进场钢筋须有质保书和试验报告单的合格产品，各项指标符合规范标准。
施工中严格按设计要求进行下料，钢筋级别、数量、直径等符合设计。
任何情况下，同截面内的接头数量与钢筋总截面面积的百分比必须满足：
绑扎接头：
受压区不超过50%，受拉区不超过25%；焊接接头：
受压区不限制，受拉区不超过50%。
同一根钢筋上长度在30d且小于500mm的范围内只准有一个接头。
绑扎或焊接成形的骨架或网片必须架立牢固，在安装及浇筑混凝土时不得松动或变形。
绑扎钢筋或焊接接头与钢筋弯曲处相距长度不小于10倍主筋直径，也不宜位于最大弯矩处。
2.3.2、网喷混凝土
（1）施工准备
清除松动岩块和岩碴，并用风、水冲洗受喷面，如有渗漏水，应予以妥善处理；检查开挖断面尺寸，设置控制喷射混凝土厚度的标志；检查机具设备和风、水、电等管线，并试运转合格。
（2）作业过程控制
喷射混凝土作业在围岩开挖后立即进行。
为保证喷射混凝土的质量，降低回弹率，减少粉尘，采用湿喷法进行喷射混凝土的施工。
喷射机的工作风压要满足喷头处的压力，约0.1MPa左右。
喷射混凝土分段分片依次进行；喷射作业自下而上，先喷钢架支撑与拱墙壁间混凝土，后喷两拱架之间混凝土。
如岩面凹凸不平时，应先喷凹处，然后向上喷射。
喷射时喷嘴料束呈旋转轨迹运动，一圈压一圈，纵向按蛇行进行。
转动半径一般为15cm左右，每次蛇行摆幅1.5～2.0m。
喷射纵向第二行时，依次顺序从第一行起点处开始，行间须搭接2～3cm。
料束旋转速度要均匀，不宜太慢或太快。
喷射混凝土作业应保持供料连续均匀。
喷射混凝土喷头宜垂直于受喷面，喷头距受喷面距离以0.6～1.0m为宜。
分层喷射砼，初喷作用为封闭工作面，防止风化。
一般喷层厚度为3～5cm，在开挖后立即进行。
后一层喷射应在前一层砼终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射，必须先用水清洗喷层表面。
正常情况下，喷射混凝土的回弹量，边墙不大于15％，顶部不大于25％。
喷射作业紧跟开挖面爆破开挖时，砼终凝到下一循环放炮时间不应小于3小时。
喷射混凝土终凝2小时后开始养护。
（3）网喷工艺流程
网喷混凝土工艺流程见（图2.3.2-1网喷混凝土工艺流程图）。
图2.3.2-1网喷混凝土工艺流程图
（4）湿喷工艺
喷射机安装好后，先注水、通风、清洁管道内杂物。
同时用高压风吹扫受喷面，清除受喷面上的尘埃。
有条件时，宜将喷头固定在机械手上进行喷射作业；条件不许可，需采用人工掌握喷头时，应由两人共同操作喷头。
喷射混凝土的混合料采用强制式混凝土搅拌机拌和，搅拌时间不少于2min，出料坍落度控制在10～18㎝为宜，应保证连续供料。
喷射混凝土的喷射路线应自下而上，呈“S”形运动；喷射时，喷头作连续不断的圆周运动，并形成螺旋状前进，后一圈压前一圈三分之一。
喷射机喷头处的压力要求在0.1Mpa左右，喷头与距受喷面影垂直。
喷头与受喷面保持垂直，如遇受喷面被钢筋网片、格栅钢架覆盖时，可将喷头稍微偏斜10°～20°。
喷射混凝土作业在满足《锚杆喷射砼支护规范》有关规定的基础上，遵守以下几点：
初喷混凝土紧跟掌子面，复喷前先按设计要求完成超前小导管，钢筋网、格栅钢架的安装工作。
喷射施工前先进行试喷，试喷合格后投入喷射施工，并按规定喷射大板，制作检验试件。
每次喷混凝土完毕后，即时检查厚度，若厚度不够需进行补喷达到设计厚度。
坚决禁止将回弹料做为喷射料使用。
坚决实行“四不”制度，即喷混凝土工序不完，掌子面不前进；喷混凝土厚度不够不前进；混凝土喷射后发现问题未解决不前进；监测结果表明不安全不前进。
以上制度责任到人，并在工程施工日志中做好记录以备检查，项目经理负责监督。
湿喷混凝土就是按照配合比，把喷射混凝土用的原材料加水拌制成混凝土，送入喷射机料斗，喷射机活塞将混凝土送入混合室，与压缩空气混合后进入喷射管，在喷嘴处加入液态速凝剂，再次混合后的料束从喷嘴射到受喷面。
施工工艺见（图2.3.2-2湿喷混凝土工艺流程图）：
图2.3.2-2湿喷混凝土工艺流程图
（5）质量控制标准
材料控制：
水泥：
优先选用普通硅酸盐水泥，也可先用矿碴硅酸盐或火山灰质硅酸盐水泥，标
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