顶管方案市政道路污水顶管专项施工方案附CAD图顶管现场布置图.docx

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顶管方案市政道路污水顶管专项施工方案附CAD图顶管现场布置图

【顶管方案】市政道路污水顶管专项施工方案（附CAD图）:

顶管现场布置图

XXX区XXXXX路一期（（XXX段））市政工程

0DN1200污水顶管专项施工方案

XX

XXX路工程项目部

第一章

编制原则、依据

一

、编制原则

1、严格按照规范化，规范化管理。

确保工程结构强度，使用功能，外观整洁美观。

2、严格执行国家及行业有关规定，规范标准及法规。

3、符合施工区域总体规划和环境保护、文明施工的要求。

4、在保证工程施工安全、质量的基础上，确保工期，降低造价。

5、采用成熟的施工管理方法，施工工艺、施工设备和施工材料，增加科技含量，使本工程做到安全可靠，经济实用。

二

、编制依据

1、XX公司设计图纸；2、施工区域的水文、地质勘查资料；3、《埋地塑料排水管道施工》（04S520图集）；4、《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；5、《市政排水管道工程及附属设施图集》（06MS201）；6、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ10-99）；7、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；8、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）；9、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；

10、《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》（JGJ167-2009）。

第二章

工程概况及平面布置图

一

工程概况

11、一般事项1）、工程名称：

陕西省XX区XXXX路一期（XX以北段）市政工程2）、工程地点：

XX区XX3）、建设单位：

陕西省XX区XX管委会4）、设计单位：

XX公司5）、监理单位：

XX公司6）、施工单位：

XX公司22、工程概要

本标段污水管道工程，北起XX大道,由北向南铺设,南至拟建的XX南路与已设计污水管道接通，最终进入规划的XX第二污水处理厂,根据图纸所示，污水管总长度约4300米，管径DN400~DN1200。

本工程原地面高程386.3~393.8m间，污水管内底高程378.3~385.2m，基坑开挖6~8米深。

本工程的顶管整体位于黄状土层中，同时管道整体位于慢车道下，对路面沉降要求严格。

我施工项目部已成功完成多个顶管施工工程，对顶管工程进行了不断的的摸索和实践，积累了许多宝贵的经验。

1）、污水管具体井位段施工划分如下：

①、W1~W37井位段采用大开挖形式进行管道铺设，管材采用DN400~DN600HDPE双壁波纹管（环刚度SN12.5），承插式胶圈接口，长度约为1839米。

②、W37~W52井位段采用大开挖形式进行管道铺设，管材采用DN800玻璃钢夹砂管（环刚度10000KN/m2），承插式胶圈接口，长度约为845米。

③、W52~W67井位段采用顶管施工，管材采用DN1200钢承口III级钢筋混凝土管道，F型接口，长度约为900米。

④、W67~W78井位段采用大开挖形式进行管道铺设，管材采用DN1200玻璃钢夹砂管（环刚度为10000KN/m2），承插式胶圈接口，长度约为690米。

2）、工作坑及接收坑数量根据图纸所示，全线共计8座工作井，8座接收井。

3）、顶管平面位置顶管位于西侧慢车道上，管中心距路中心14.5米处，渠化段管中心距路中心17.0米处。

4）、污水检查井形式①、W1-W36、W57-1检查井采用￠1000砖砌圆形污水检查井，合计37座。

②、W37-W42采用￠1500砖砌圆形污水检查井（盖板式）,合计6座。

③、W43-W52采用￠1500圆形混凝土污水检查井,合计9座。

④、W52检查井采用竖槽式混凝土跌水井,计1座。

⑤、W53-W77采用2700*1100矩形钢筋混凝土检查井,合计25座。

⑥、W78检查井采用阶梯式混凝土跌水井,计1座。

5）、井筒采用M10水泥砂浆浆砌预制混凝土砌块。

位于车行道范围内的检查井盖采用￠700重型自调式球墨铸铁井、框盖。

检查井砌筑严格按照国家标准图集及设计图纸进行。

二、施工总平面布置图11、现场布置

根据场地实际情况合理的进行布置，生活区、办公区与施工场地分开，设施设备按现场布置图规定位置存放。

工作坑及接收坑施工区域均用彩钢板围护，全封闭施工。

22、道路和场地

工作区内道路通畅、平坦、整洁，不乱堆乱放，无散落物；场地平整不积水，排水成系统，并畅通不堵；施工废料集中堆放，及时处理。

33、材料堆放

砂石分类堆放，砌体料归类成垛，管材堆放整齐，标识清晰。

44、周转设备存放

施工钢模、机具、器材等集中堆放整齐。

专用钢模成套放置，专用钢模及配件、脚手扣件分类分规格，集中存放。

55、施工总平面布置图见附图

三、地质、地下水分布情况

现场地质情况，根据地质勘察报告，层底深度3.20～-9.70m间,普遍分布为黄土状土（粉质粘土），同时土层分布均匀，其土层物理力学性质良好，是理想的基础持力层，本次施工的顶管埋深介于6.0~8.0m间，土层满足顶管的施工的要求。

但粉质粘土容易产生坍塌等现象，同时管道直径较大，管道埋设较深，纠偏困难，给施工过程增加了难度，并对施工质量控制和安全控制提出了更高的要求。

2011年12月底地下水勘察期间，实测场地地下水稳定埋深介于6.00~8.20m之间，相应标高为383.31~387.70m，属潜水类型，地下水位呈北高南低的趋势，表示场地地下水向南侧XX方向会流，根据现场情况，本次施工的顶管埋深介于6.0~8.0m间，处于地下水范围内，顶管施工时必须进行降水才能进行顶管的施工。

四、基坑周边环境分布情况

本工程的污水顶管基坑位于西侧慢车道上，距XX路路中心14.5m，周围建筑物离开挖作业点较远，基坑对周边建（构）筑物基本无影响。

第三章、施工方案

一、

施工准备工作

11、施工放线与测量1）、根据开工前由业主组织勘测和设计人员到现场进行放线与测量交底，测量人员接到桩点后，做好桩位记录工作，并对施工范围内的测量标志采取可靠的保护措施，防止移位，下沉和损坏。

2）、根据甲方提供的水准点，在施工范围内引测、设置临时水准点，引测的水准点闭合、复测并交监理复核。

22、临时设施

1）、根据现场实际情况在施工区域内设置一材料仓库，堆放施工工具，水泥，注浆材料等，仓库底面高于地面标高，防止雨水浸泡材料。

2）、管材堆放场地管材堆放地要求平整，场地内部管节运输方便。

3）、配电间配电间设在施工现场区域干燥的地方，并远离人员操作场所，避免触电事故发生，用电与作业区附近村庄配电站协商接入电源。

4）、施工排水主要是生活废水及施工排水产生的水，一般可经简单的沉淀处理后直接排入附近的水体。

5）、其它根据现场施工需要，可设立其它临时设施以确保施工顺利进行。

33、沿线障碍物及地下管线的前期调查

本工程为新建工程，施工时应对现场进行现况调查，了解场地内各种地上、地下障碍物的情况，对地上、地下妨碍施工的线路进行标识，拟定方案，

并办理必要的书面手续。

沿线电力及通讯杆多而密，同时又临近村庄，地下管线也多，在基坑开挖及管道顶进过程中，基坑开挖土方坍塌容易对临近杆线造成碰坏，同时由于地下管线的隐蔽性，如果施工不加注意，很容易引起挖断、碰伤各种管线，从而引发燃气、自来水泄漏或者电力、通讯中断等事故。

1）、施工前，根据工作坑的位置以及管道的走向，对沿线影响施工的各种管线进行调查，并向当地的各电力、通讯等部门询问，并记录备案。

2）、防止挖断各种管线事故的基本安全要求：

施工前，组织相关技术交底。

明确地下管线走向及位置，并且对在施工范围内的管线作醒目、详细的标识。

3）、做好地下管理线的保护工作，地下管线的物探，主动请有关单位到施工现场监护指导，对公用管线做到施工人员个个心中有数，并在有管线的地方竖立标牌，做好对新埋设的管线的保护工作。

二、材料的控制

本次施工所用管材为DN1200Ⅲ级钢筋混凝土钢承口管，顶管施工时会发生一些不可预见的因素，如遇见硬土层等，造成顶力的急剧上升，为了防止管道顶进时出现顶进不动现象，留有注浆口的管材按30%控制进场（施工时管节按2:

1进行，隔2节放入1节有注浆口的管材）。

现场各种原材料及施工所需的材料、配件应准备充分，并已到达现场。

工程所用材料根据现场实际情况灵活组织，按施工进度分期分批组织进场。

三、施工原理大口径机顶顶管施工原理主要是根据施工管道管径的大小，用3cm厚钢板卷成跟管道外径同样大小，并焊接成圆桶，用制作好的锋利的铁板在铁圆桶前方焊接成米字型，在设置好的工作坑中用液压顶将该铁桶往前顶，机械

切割顶管土方，减少人员施工强度和危险性，同时减少大开挖对路面的破坏，在市政建设中得到广泛应用。

四、工艺流程1、基坑开挖流程：

准备工作─放线─基坑开挖3m-5m深─抄平放线、验线─支护─挖土─支护─观测─纠偏─支护─挖至设计标高。

22、设备安装流程：

基坑底基础及后靠背安置─安装导轨──设置承压壁──安装主顶设备──安置起重机械──安置土方运输设备──安放顶进机头。

33、顶进工艺流程：

井中心线测量放样──安装顶进机头与主顶装置──顶进管顶进，吊下一节管节──管节顶进──顶完第一节管，吊下一节管──管节拼装──顶力接近许用力──吊放中继环──同上继续再顶──出洞，顶管机与管节分离。

五、工作井、接收井施工

11、顶管工作坑的选择和受力分析

1）工作接收井的选择：

根据顶进机具的性能以及管材强度及设计图纸要求等因素，确定每段顶进的长度及工作坑位置与数量。

本工程每个井段最长约70米，每个工作坑可进行双向顶进，即由两个工作坑对顶，中间间隔一个接收井。

根据我公司以往顶管施工的成功经验，在确保安全的前提下充分考虑工程进度、成本和对周围环境影响条件，根据本工程的特点，我们选择顶管工作井采用钢筋混凝土进行支付，接收井也采用逆作法钢筋混凝土进行支护。

22、工作井接收井尺寸计算

1）、工作井8座7m*4m工作井深为6.58.0m，工作井底部浇筑C20砼底座。

为防止土机头下叩，待机头顶进1米时，连接第一节砼管，然后再继续顶进。

因此工作坑长度计算如下：

工作井总长7m，钢筋混凝土后靠背厚1.0m，钢板后靠0.33m，油缸2.45m，环形顶铁0.3m，机头1.65，操作余量（接拆管线、安装环形顶铁等）1.0m。

工作井总宽4m：

管外径1.44m，管两侧操作余量1m。

工作井深度应符合下列要求：

H1＝h1＋h2＋h3H1工作坑地面至坑底的深度（m）

h1地面至管底部外缘的深度h2管道外缘底部至导轨底面的高度h3基础及其垫层的厚度，但不应小于该处井室的基础及垫层厚度。

2）、接收井8座

接收井深6.58.0米，工作井总长5.5m，宽为4.0m，接收井尺寸主要考虑机头取出以及检查井砌筑，计算尺寸如下：

双向接收坑：

因机头1.65m，前后进洞管按各0.5米计，操作余量0.55m，井内要砌筑检查井，检查井底板宽2.2m，两侧操作余量各0.5m。

接收井深度：

H2＝h1＋h3H2接收坑地面至坑底的深度（m）

33、工作井、接收井施工技术

工作井、接收井（逆作法钢筋混凝土支付）制作

1）、场地平整

首先将工作井现场场地进行平整、测量、放线、确定井区范围的障碍物与表层土挖出。

2）、工作井、接收井的制作工作井、接收井井壁采用两层14@15cm钢筋制作，厚40cmC30商品混凝土现浇而成，钢筋混凝土连续墙分两次浇筑而成，每层高度控制在3.0m左右。

3）、基坑开挖

在工作井及接收井施工位置放样定位后，并开挖深约4.0米深的基坑,，工作坑内挖土采用人工配合机械进行挖掘，挖土须分层、对称、均匀地进行，一般在工作坑中间开始逐渐挖向四周，人工修整边坡，并保持基坑内平整，挖至一定深度后，将钢筋及模板平稳吊入，随即用人工钢筋绑扎，模板支护，模板支护应牢固，并保证钢筋的保护层厚度，支护完毕后随即采用C30商品砼进行浇筑作业，待混凝土强度达到设计强度的70%以后，随即开挖基坑井当中的土方，挖土也采用人工配合机械进行挖掘，挖土须分层、对称、均匀地进行，一般在工作坑中间开始逐渐挖向四周，每层高0.3-0.5m，沿井壁周围保留0.3m宽的土堤，然后沿井壁，向对面方向逐层、全面、对称、均匀的削薄土层，挖至设计标高时，随即进行钢筋绑扎，模板支护，支护完毕后随即采用C30商品砼进行浇筑作业，待混凝土强度达到设计强度的70%以后，随即开挖另外侧立面的土方，开挖完成后也随即进行钢筋绑扎，模板支护，C30商品砼浇筑作业。

待混凝土强度达到要求后，钢筋混凝土支付也完成。

在挖土下沉过程中，工长、测量人员、挖土工人应密切配合，加强观测及时纠偏。

开挖过程中，随时注意基坑四周的土质情况。

当基坑沿顶面裂缝、坑壁松塌等影响基坑稳定时，立即加固支护。

工作井及接收井施工过程中地下渗水，采用污水泵抽水，确保工作面无水，防止浸泡塌方。

基坑底设置集水坑，工作坑外部四周采用深井井点截水

的同时，在工作坑内部开挖明沟、集水井，采用潜水泵进行明排水，以此保证降水效果。

周围外设置围栏，并用密目网封闭。

同时在基坑周边以及施工临时便道设置警示标志。

基坑开挖及进行基础施工过程中，运土自卸汽车必须按既定的马道行走，基坑其他方向10米范围不许任何机动车辆通过，防止动荷载引起坑壁塌方。

10米外车辆通过时，需加强对坑壁监测。

4）、工作井壁施工工作井壁的施工采用逆作法钢筋混凝土支付，井壁的安装从上到下分层次安装（用吊车协助井壁钢筋的焊接、模板拼装）。

5）、钢筋及模板吊装时，先用两根等长的钢丝绳采用吊车用活扣在物件中央平稳吊起，吊起后平稳安放到挖好的基坑中，工作井应调放平整，保证工作井的垂直度以及平整度。

6）、底板施工井壁制作安装完毕后，即可进行底板的施工。

底板施工时，先在井底部铺设10cm厚的碎石垫层，再浇筑20cm厚的C20砼底板，底板施工可视现场地质情况而定，土质较差时，可采用钢筋砼浇筑底板，底板用钢筋分上下两层钢筋网，分布筋与受力筋分别为12和14螺纹钢。

原地面

4.0m

6.0m

7.0m

4.0mC30水泥砼墙2层14@15钢筋C30水泥砼墙，厚40cm

工作井平面图图一

工作井井剖面图图二7）、坑外挡水埂设置

工作坑成型后，应在工作坑外侧挖一圈排水明沟，并设3~4个集水井，同时应在工作坑四周修筑一道高约30cm的挡水土埂，防止坑外水流入坑内，土埂应用粘土踩踏密实，坑外集水井内的积水由小型水泵排至工作坑外。

8）、锚杆设置在第一层钢筋制作完成后，应在工作坑四周沿坑壁下方向呈15角斜插入40cm长14螺纹钢筋，固定钢筋网片，防止钢筋网片及工作井壁下坠。

上部钢筋混凝土墙由下向上浇筑至原地面上20cm。

六、顶管施工

11、顶管设计

1）、管线具体位置，走向，坡度，埋深等均以设计图纸为依据。

2）、考虑该工程所处地段的地质条件及施工的安全性和可靠性，通过与其它顶管方法的比较，决定采用机顶人工辅助的施工工艺。

3）、因顶管处于潜水位中，实际施工时，顶管由下游向上游顶进，防止地下水倒涌。

22、挤密式顶管施工优点

1）、使用土质范围广，使用的土质为粘土，粉质粘土以及部分粉质粉土。

2）、能保持挖掘面的稳定，底层损失小，从而减小地面沉降，可用于地面沉降较小的场合。

3）、适用管径：

小中大管径都适用。

33、管节

1）、管节采用专业厂家制作的管节，管节接口为F型接口。

2）、管节吊运、装车、下管均采用特制的吊具进行，管节起吊时严格遵

守起吊规范，管节必须轻吊轻放。

3）、留有注浆口的管材按30%（2:

1）控制进场，既按每隔两节放入一节有注浆口的管材计算进场数量。

44、顶管主要施工工艺见流程图

测量放样导轨安装后座顶板安装后座千斤顶安装洞口止水装置安装顶进设备试运行割开封板后座千斤顶顶进出泥准备偏差测量出土顶进纠偏接口检查施工准备顶进设备安装顶进设备井内就位顶进机头顶进管道顶进管节安装轴线、高程控制管节进场检查

图3顶进结束

55、顶管设备安装1）、安装导轨

导轨采用装配式轻型导轨，由钢轨、横梁和垫板组成。

安放在砼基础面上，导轨定位后，必须稳固正确，在顶进中承受各种负载时不位移，不变形，不沉降，导轨安放前应先复核管道中心位置。

二根导轨必须互相平行，等高，导轨面的中心标高应按设计沟底标高设置，在顶进中必须经常复测调整，以确保顶进轴线的精度。

导轨的坡度应与设计管道坡度相一致。

导轨轴线偏差3mm，顶面高差0-3mm，两轨间距2mm。

2）、设置后背为满足本工程顶管的要求，后背设计为长3500㎜、高2000㎜、厚1000㎜的水泥砼长方体结构。

后靠背稳定性验算主要考虑后靠背被动土承受的压力是否大于最大顶力。

3）、顶力计算⑴、推力的理论计算：

（GB500268-2008P78）

Fp=*D*L*fk+NF

式中Fp顶进阻力（KN）；D管道外径（KN）；L顶进长度（KN）；fk管道外壁与土的单位平均摩阻力，取6.0（KN/m2）；NF＝/4*Dg2（1-e）*R

（Dg管外径1.44米e开口率取90%

R顶压阻力300~500KN/m2，取400）本工程d1200顶管顶力（取最长一段）L=70mNF＝3.14*1.442*（1-0.9）*400/4=65.11KN，取阻力中值计算。

Fp＝3.14*1.44*70*6+65.11＝1964.2KN。

根据顶力计算，顶进后座选用2台200t（2000KN）千斤顶。

因此，总推力Fp＝1964.2KN。

根据总推力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。

1200mm顶管设计允许承受的最大顶力为8000KN，管材轴向允许推力7000KN，主顶油缸选用2台200t（2000KN）级油缸。

每只油缸顶力控制在1600KN以下（油缸的80%计算），这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力3200KN。

因此无需增加额外的顶进系统即可满足要求。

4）、后背土体稳定计算：

后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。

当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。

这种弹性变形现象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。

后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。

否则，千斤顶在余面后背上，造成顶进偏差。

为了保证顶进质量和施工安全，施工时应有后背的强度和刚度计算。

后背设计长3500㎜、高2000㎜、厚1000㎜的C30水泥砼。

后背土体稳定计算式：

PFp/KFp工作井后壁被动土压力强度P后靠背最大承受压强K工作井为稳定系数（取1.2）

Fp=1/2rH2Kp+2CHKp=tg2（45+Ф/2）r土的天然重度

（取18.5KN/m3）Kp被动土压系数，H工作井高度C土的粘聚力（取16.3Kpa）Ф土的内摩擦角（取16）则：

顶管工作井，井深6.5-8.0米Fp=1/218.56.52tg2（45+Ф/2）+216.36.5tg（45+/2）=969.4（KPa）Fp/K=969.4/1.2=807.9（KPa）顶进后背压强计算P=3591.96/（3.5*2.0）=513.1KPa由以上计算得知：

P=513.1Fp/K=807.9，满足后被土体稳定性验算条件。

按上式计算，工作井加护套后土体稳定性能承受807.9受力＞实际顶力513.1T。

完全能满足要求。

七、顶管中继间的设置

11、中继间的设置

经计算得出设计主顶油缸的总推力大于顶管的总推力，在实际施工中，由于顶管顶进时，会发生一些不可预见的因素，如遇见硬土层等，造成顶力的急剧上升，故需设置中继间进行中间接力顶进，同时可利用中继间顶压站上安置的千斤顶来调节和控制管路的导入方向。

因此，必须在顶管中安装中继间。

启动待用的中继间主要视顶力的上升速度而定。

因此，顶管过程中的不间断监测非常重要，以免贻误中继间安放时机，造成顶管失败。

顶进时，为确保安全，当顶力达到中继间设计推力的70%时，即需设置中继间，当顶力达到中继间设计推力的80%时，即需启动中继间，中继间设计总推力F=600T，工作高效率为80%。

（由12只10t小千斤顶组成）。

22、中继间距离及数量确定设置中继间的距离（工作坑距中继间的距离）

：

L=40.0m。

推力验算：

Fp=*D*L*fk+NF

NF＝3.14*1.442*（1-0.9）*400/4=65.11KN，取阻力中值计算。

Fp＝3.14*1.44*30*6+65.11＝880.0KN。

Fp顶进阻力（KN）；

根据顶力计算，中继间选用12台10t（1200KN）千斤顶，满足要求。

故工作坑距中继间的距离40m设中继间1套。

八、龙门架安装作业

11、龙门架安装

1）、首先检查地基是否符合规范要求，龙门架的基础，应符合下列要求:

①、土层压实后的承载力应不小于80kPa。

②、浇筑C30号混凝土厚度500mm。

③、基础表面应平整，水平偏差不大于10mm。

④、基础四周应有排水措施，不得有积水浸泡基础。

2）、安装前，首先检查龙门架体的直线度，导轨的平行度，导轨对接点的错位差。

3）、安放电动葫芦在门架横梁上。

4）、架设好门架体。

5）、进行门架的支撑加固。

22、调试

1）、空载提升装置在全行程范围内作升降、平移、运行三次，验证架体

的稳定性，不允许有振颤冲击现象。

2）、进行静载试验，将额定静载物悬挂离地面100200mm，检查制动夹持的可靠性，起吊物不下滑。

3）、升降额定载荷物，使其试运行三次，进行模拟断绳试验，其滑落行程不能超过100mm。

4）、取额定起重量的125％（按5％逐级加量）作提升、下降、平移试验（此时不做断绳试验），要求动作准确可靠，无异常现象，金属结构不变形