顶管施工沉降控制全套资料.docx

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顶管施工沉降控制全套资料

顶管施工中的沉降控制

　　产芝水库调水工程施工中，要穿越多条国、省道，必然要使用顶管施工。

产芝水库调水工程现场办公室要求,顶管施工要采用机械顶管,严格控制顶管过程中的地面沉降。

为此，莱西某标段在施工中，就顶管施工沉降控制技术在顶管机选型,压力的确定，泥浆套，土体最大沉降量的预测，监控点的布置，测量和纠偏，顶管进出洞口处理方面进行了有效控制，取得了良好的效果和经验:

（1）顶管机选型。

采用土压平衡式顶管机，该机型适用于多种口径在各种土层中掘进，通过合理的注浆方式,可改良土体，顶进速度均衡.

（2）工作压力的确定。

为防止地表的沉降和隆起%工作压力必须控制在1.1～1。

2P0（P0为静止土压力）。

如果地层对沉降和隆起有严格的要求时宜将工作压力P控制在P0±15KP范围内。

（3）泥浆套的设置。

泥浆套不仅起到减摩作用,同时也起到一定的土体稳定作用，减少顶管对沉降的影响.浆液的配制要求应满足粘滞度高，失水量小,稳定性好.

（4）压浆操作。

开顶后对全线管节进行压浆，重点在管道底部压浆，使管道很好地处于悬浮状态，减少摩阻力和因管道与土体摩擦而带走土体。

顶进过程中，机尾及其后的3节管道应及时压浆,以填充大于管节小于机头的环形空隙，控制沉降。

另外，每节管子顶进结束或因故停顿后，即对全线补压浆，主要对管顶压浆，及时充填由于管节在顶进中压缩管节周围土体而产生的空隙,控制沉降。

（5）土体最大沉降量的预测。

在顶管穿越特殊地段前，先安排一段调试段和一段模拟段布设一定数量的监测点，在顶管通过时根据监测点上的沉降数据对工作压力、注浆量、配比和顶管掘进速度等进行调整。

调试段布设在模拟段之前,在这段距离内根据监测点测得的沉降数据.

（6）监控测量的测点布置。

纵向：

设置4～6个排测点，测点排距3～5m。

横向：

管道中心线以及两侧各布置2个测点,两侧第一个测点离中心线2。

5～3.5m,第一个测点离第一个测点3~3。

5m,同时测点要全部布设在沉降影响范围内.调试段的测点数量可适当减少，横向上管道中心线两侧的测点可视情况减少或省去.

（7）顶管进、出洞口处理。

顶管在进出洞口时，山于工作井预留洞口与管道之间存在空隙，如果洞口土体处理不当，就会发生土体涌入工作井内,从而造成洞口附近地而发生塌陷。

通过实践总结如下预防措施：

在进、出洞口可采取压密注浆辅以井点降水的技术措施对土体进行加固（注意井点降水也会产生一定的沉降，使用时应谨慎），以提高土体的抗剪强度和减少土体渗透性，保持土体稳定，不渗水，不流泥，使顶管安全进、出洞。

成都地铁4号线一期工程110KV沙河东主变电所

外部电力通道

顶管沉降监测专项方案

成都地铁有限责任公司建设分公司

2021年11月12日

第一章工程概况

一、工程概况

本工程起点位于二环路东四段外，蜀都大道与汇泉路交叉口西南侧接入进双桥电站4。

5×3.0m的电力隧道。

起点桩号：

00+00.向东穿越汇泉北路、汇源北路、通桂路与古雅坡路2。

5×3。

0m的电力隧道相接，桩号7+31.712。

在桩号7+31。

81处塔子山公园内新建通道接原2。

5×3.0m的电力隧道向北穿越迎晖路进入塔山路东侧绿化地,沿东侧绿化带经地铁4号线盾构出口井17+40后折向西侧绿化地内，在17+80顺塔山路西侧穿越成洛路,经沙河东侧进入地铁4号线一期工程沙河东主变电所,桩号24+09.089.

二、顶管设计概况

1、穿越汇泉北路段

穿越汇泉北路段社会交通流量大，为成都市的主要交通要道，无法开挖，采用顶管施工。

0+00至1+59。

292段，管道深度在7。

5m、7.40m、6.80m。

顶管中心线距桥梁桩基础边缘4。

5m。

穿越汇泉北路段顶管平面示意图

穿越汇泉北路段顶管纵断面图

2、穿越迎晖路顶管工程

穿越迎晖路段，该段社会交通流量大，为成都市的主要交通要道，无法开挖，采用顶管施工。

1井检查井至4井检查井竖井深度在14。

0m、9。

22m、6。

82m、3.20m。

顶管管道中心线距桥梁桩基础边缘8.2m。

穿越迎晖路段顶管平面示意图

穿越迎晖路段顶管纵断面

第二章顶管施工方案

一、管前挖土

管前挖土是控制管节顶方向和高程、减少偏差和重要作业,是保证顶质量及管上构筑物安装的关键。

1、管前挖土

本顶管工程采用人工掘进顶管法。

即管前系人工挖土。

管前挖土是控制管节顶进方向和高程、减少管道偏差的重要作业手段之一。

是保证顶质量及管上构筑物安装的关键。

人工挖土在管内进行，安排一人挖土。

为加快工程进度，每班两个人,轮流作业，用特制小车水平运土至工作坑内，土方在工作坑用电动葫芦提升至地面,再运至安全地点堆置。

在一般地段，如果土质良好，挖土时可在管端前挖30～50㎝。

挖出的土方要及时外运，及时顶进,使顶机用力控制在尽可能小的范围内。

2、采用可调式液压掘进顶管法时，应符合下列规定

超挖示意

a——最大超挖量；b——允许超挖范围

（1）管头切入土层后，应自上而下分层开挖；管材迎面的超挖量应根据土质条件确定；

（2）在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135o范围内不得超挖;管顶以上超挖量不得大于1。

5cm；管前超挖应根据具体情况确定,并制定安全保护措施；

（3）在对顶施工中，当两管端接近时，可在两端中心先掏小洞通视调整偏差量。

工作坑向两侧顶进时先顶线长的,顶完后将就已顶的管子做后背墙,顶另一个方向.

（4）每次顶进的长度，应根据车斗的容积、起吊能力和地面运输条件综合确定；一般取0。

3-0.5米.

（5）临时停止顶进时,应将管口全部切入土层。

二、管前挖土的长度控制

一般是安排一个人挖土。

为加快工程进度，每班两个人,轮流开挖。

每次轮换时间不能超过2个小时。

土方在管内可采用小船槽盆下合轴承滚轮,土方装满后一人在顶进坑处用绳索牵引拉至基坑处，然后利用吊车集中将土方吊运出基坑。

三、顶进施工测量控制

1、测量

中线桩是工作坑放线和测设坡度板中线的依据。

测设时，根据设计图纸的要求，根据管道中线控制桩，用全站仪将顶管中线桩分别引测到工作坑内，距离顶管顶0.5m高处的井壁上，并钉以大头钉，以标定顶管的中线位置。

工作坑内设置临时水准点,水准点设在坑内顶进起点的一侧木桩上，使桩顶的小钉的高程与顶管起点管内底设计高程相同。

全段顶进完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，应测出错口的高差。

中线测量示意图

高程测量示意图

2、校正（纠偏）

顶管误差校正是逐步进行的，形成误差后不可立即将已顶好的管子校正到位，应缓缓进行，使管子逐渐得位，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果.

超挖纠偏方法:

偏差为10～20㎜时,可采用此方法，即在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到设计位置。

千斤顶纠偏法：

用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后,即可进行纠偏.

第三章对邻近市政设施、结构物可能引起变形监控措施

顶管施工时，应对邻近结构物可能出现的异常情况，高度警惕，做好防患。

一、计划落实

根据理论的沉降设计范围，在结构物附近纵横向每十米布置一个观测点,具体布置位置根据现场实际情况确定。

采用水平仪、塔尺测量，与相邻点比较。

观测时间：

每4小时观测一次，异常情况加密，正常情况每8小时依次，观测必须落实到专人，如实填写，并定期向相关部门汇报.

二、组织落实

成立观测组，项目负责人任组长，技术负责人任副组长,指派专人按要求设置检测点，定时监测。

按布点观测并作记录，计算分析,及时向相关部门汇报，出现异常，立即停工,立即上报业主并采取应急措施。

三、加强对施工地段的巡守

指派专职人员巡护，昼夜对结构物进行巡守，实行记录交接制，观测结构物有无超过允许范围的下沉、上拱、裂缝等异常，发现异常立即向有关负责人汇报、

四、顶管对地下管线及路面、建筑物的检测保护

顶管施工会造成对土层的扰动,使地面可能发生微量的下沉，故对周围建筑物应采取监测保护措施。

（1）监测

对有可能造成破坏的路面进行监测,其方法是在管道通过的路面上布设沉降观测点，定期进行水准测量观测，随时注意道路的变化，是否发生沉降。

（2）控制

在顶管施工中,采取措施控制地基土层沉降量，其措施方法主要有:

控制超挖、多挖土及土层的流失：

控制（调整）顶管偏差、控制注浆压力及均匀注浆：

控制顶进速度，以减少顶管对土层的扰动。

（3）保护

当建筑物地基和道路沉降过大,对建筑物和道路的安全危害时，必须对建筑物进行保护.保护措施常用的有两项：

其一是对建筑物和道路的地基土层进行注浆（水泥浆）；其二是在管道与建筑物之间施工一排帷幕桩对地基进行加固保护。

五、地面沉降控制

地表监控采用地表和深层观测相结合的方法。

沿顶进轴线的管线保护和重要区段应增加每天监测次数以致进行24小时跟踪监测。

正常情况下地面的观测点每天进行1～2次沉降跟踪观测,经数据处理分析，若路面出现沉降达到5mm以上时则与施工各相关方进行现场会商采取路面压浆等及时处置措施.

六、管线沉降观测

（1）测点布置与埋设

地下管线测点布置与埋设应满足以下要求：

地下管线沉降点要求尽量利用管线设施布设直接测点。

DN1000污水管、DN600给雨水管采用直接法布点,首先开挖至管道深度，将钢筋焊接于管线的顶部并引至地表，周围用砖砌筑成阴井。

（2）测量仪器：

地下管线沉降监测使用徕卡DNA03数字水准仪。

（3）观测方法：

地下管线沉降监测采用城市一等水准测量。

（4）测量精度：

地下管线沉降监测最小精度要求达到0。

1mm。

a）深埋地下管线观测点埋设示意图

地下管线监控量测测点布置图

顶管工程危险源辨识与控制

1、顶管施工流程图

安装导轨及后背

4、顶管设备安装

该项辨识详见“排水工程井下作业危险源辨识与控制”

顶

管

施

工

9、新旧管道衔接

8、顶管后期施工

拔桩

回填

砌井

7、顶管设备拆除

拆除支护

拆除顶管设备

拆除电控设备

2、危险源辨识

序号

分项

工程

作业活动

编

号

危险源分析

分级

控制

措施

危险源存在条件

危险源触发条件与监督点

可能导

至事故

（人/机/料/法/环）

顶管施工管理

编制施工组织设计

人/法/环

无冬季施工防护措施或措施不健全

冻伤

编制施工组织设计

人/法/环

无雨季施工防护措施或防护措施不健全

触电

淹泡

坍塌

编制施工组织设计

人/法/环

无火灾防范和初起火灾扑救措施

火灾

编制施工组织设计

人/机/法/环

无编制机械设备使用、调度防护措施

伤害

事故

编制专项施工方案

人/法/环

无临时用电专项施工方案

触电

编制专项施工方案

人/法/环

管道顶进专项施工方案无防毒防暴防燃防水淹措施

中毒

爆炸等

特种设备作业方案

人/法

无特种设备专项施工方案

机械

伤害

选择合格分包单位

人/法

不具备相应资质或资质证件漏检

各类

伤害

操作人员的操作资格

人/法

特种作业操作人员无操作证或证件失效

各类

伤害

安全技术交底

人/法

未进行安全技术交底

各类

伤害

ABC

安全技术交底

人/法

进行安全技术交底未按相关规定进行

各类

事故

ABC

安全技术交底

人/法

未将可能存在的安全风险对施工参建人员进行告知

各类

事故

ABC

现场勘

察

地质勘察

人/法/环

未进行地质勘察使得施工措施缺少针对性

坍塌

塌陷

ABC

地质勘察

人/法/环

未对地质结构、土层分类、土的参数、地层描述进行分析

防护

无效

ABC

物探勘察

人/法/环

未走访调查基坑周边地下管线产权或管理单位

各类

事故

ABC

物探勘察

人/法/环

地上架空供电线没依据电压等级进行安全距离确认

触电

ABC

物探勘察

人/法/环

地下电缆埋设深度及走向不明确或未做标识

触电

ABC

物探勘察

人/法/环

未判明地下是否有旧构筑物和其它埋藏

损毁文物

其他事故

ABC

物探勘察

人/法/环

未判明地下是否有工业构筑物或建筑垃圾

坍塌

塌陷

ABC

危险源辨识表

序号

分项

工程

作业活动

编

号

危险源分析

分级

控制

措施

危险源存在条件

危险源触发条件与监督点

可能导

至事故

（人/机/料/法/环）

顶

管

工作

坑

施

工

浇筑工作坑基础

人/机/法

混凝土搅拌机安全装置不健全

机械

伤害

浇筑工作坑基础

人/机/法

混凝土搅拌机安装及使用不规范

触电

机伤

浇筑工作坑基础

人/法

向基坑内输送混凝土通道不坚挺

通道

坍落

浇筑工作坑基础

人/法

向基坑内输送混凝土通道外围没有封闭

物体

打击

浇筑工作坑基础

人/法

向基坑内输送混凝土不设通道用小料车直接向下倾倒

高坠

浇筑工作坑基础

人/法

基础模板外沿支撑物设在排水沟内阻碍排水

基坑

淹泡

浇筑工作坑基础

人/法

基坑底部工作面周围没设排水沟

基坑

淹泡

浇注顶管后背墙

人/法

顶力计算值过小或不准确导致后背墙刚度和强度不够

后背墙碎裂

浇注顶管后背墙

人/法

后背墙浇筑密实度不够

后背墙塌陷

顶

管

设

备

安

装

安装导轨

人/法

未和基础做固定连接

移位

倾覆

安装导轨

人/机/法

两条导轨安装不等高、不平行

移位

倾覆

安装导轨

人/机/法

导轨间连接松动不牢固

移位

倾覆

安装导轨

人/机/法

每交接班没按规定检查导轨位置

移位

倾覆

电动控制设备

安装

人/机/法

没履行46—2005用电标准的规定（详见临时用电辨识）

触电

火灾

千斤顶和油泵的配置

人/机/法

没按最大顶力的1。

2倍配置

油管

爆裂

千斤顶的安装

人/机/法

千斤顶固定在支架上其合力的作用点没在管道中心垂直线上

顶偏

崩铁

千斤顶的安装

人/机/法

千斤顶对称布置但是其规格不同、行程不同步

顶偏

崩铁

千斤顶的安装

人/机/法

千斤顶活塞退回时油压过大、速度过快

机械

损毁

油泵的安装

人/机/法

油管不顺直或转角多

油管

爆裂

危险源辨识表

序号

分项

工程

作业活动

编

号

危险源分析

分级

控制

措施

危险源存在条件

危险源触发条件与监督点

可能导

至事故

（人/机/料/法/环）

顶

管

设

备

安

装

油泵的安装

人/机/法

油泵安装完毕未进行试运转

机械

伤害

顶铁的安装

人/机/法

顶铁的相邻面不互相垂直

顶偏

崩铁

顶铁的安装

人/机/法

顶铁的外形尺寸不相同

顶偏

崩铁

顶铁的安装

人/机/法

型钢顶铁焊缝高出表面

顶偏

崩铁

顶铁的安装

人/机/法

安装后顶铁轴线与管道轴线不平行

顶偏

崩铁

顶铁的安装

人/机/法

顶铁与导轨之间的接触面有泥或油污

滑脱

崩铁

顶铁的安装

人/机/法

顶铁整体组合时连接不紧密有翘曲变形

顶偏

崩铁

吊装顶管设备

人/机/法

超负荷吊装

人、机

伤害

吊装顶管设备

人/机/法

吊车起重臂回转半径内站人

物体

打击

吊装顶管设备

人/机/法

吊车液压支架垫板不能承载吊装负荷或地基较软

倾翻

机伤

吊装顶管设备

人/机/法

未对重物捆扎是否牢固进行检查和确认

物体

打击

吊装顶管设备

人/机/法

吊钩防脱扣板缺损

物打

机伤

吊装顶管设备

人/机/法

吊装索具不能承载负荷重量

物打

机伤

吊装顶管设备

人/机/法

配合作业人员在吊装重物距地面大于50公分时近前操作

打击

伤害

顶

管

作

业

安装平台

人/机/法

选用材料不符合安全要求

坍塌

倾倒

安装平台

人/机/法

平台主梁直接放置在坑壁主体上

坍塌

安装平台

人/机/法

平台方木未能满铺或梁方木固定不牢固

坍塌

安装平台

人/机/法

平台护栏高度低于1。

2米

高处

坠落

立架安装

人/机/法

立架安装完成后未经验收即行使用

塌陷

倾倒

危险源辨识表

序号

分项

工程

作业活动

编

号

危险源分析

分级

控制

措施

危险源存在条件

危险源触发条件与监督点

可能导

至事故

（人/机/料/法/环）

顶

管

作

业

立架安装

人/机/法

支架底角未能固定在梁上

塌陷

倾倒

立架安装

人/机/法

未设支架的横拉杆或少于规定数量（规定不少于4根）

塌陷

倾倒

工作棚的搭设

人/机/法

工作棚外沿搭设至工作坑防汛埂以内

淹泡

工作棚的搭设

人/机/法

工作棚搭设使用轻型材料苫盖不足抵御风载作用

掀翻

物打

下管吊装

人/机/法

管材堆放场所和运送管材的道路未做硬化处理

陷落

下管吊装

人/机/法

吊装前未对吊钩卡环索具支架平台等进行安全确认

机伤

物打

下管吊装

人/机/法

下管前未在平台上试吊

机伤

坍塌

下管吊装

人/机/法

吊装下管时在管材距坑底0。

3米以上时作业人员靠近

机伤

物打

下管吊装

人/机/法

管材在坑底放稳后摘钩作业人员尚未回避即行提升索具

物体

打击

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

顶进前未对所有设备及所安装的导轨等进行安全确认

各类

事故

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

后背墙体与管道顶进方向不垂直

顶偏

崩铁

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

封堵拆除后未能立即将机头顶入土层

坍塌

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

封堵拆除后未采取防止上方钢桩向下滑落措施

物体

打击

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

作业人员乘坐吊车料斗、土车、攀岩坑壁支撑物上下基坑

高处

坠落

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

管道内照明线路未按规定敷设散落于管底和导轨平行

触电

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

顶铁和管材接触部位未加柔性垫料

管口

碎裂

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

顶进阻力过大后背强度接近极限未使用中继间技术

各类

事故

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

管道顶进时作业人员在顶铁上方或侧面停留

物体

打击

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

顶进作业时未能对导轨、顶铁位置及设备运转声响进行观察监听

物打及

其它

危险源辨识表

序号

分项

工程

作业活动

编

号

危险源分析

分级

控制

措施

危险源存在条件

危险源触发条件与监督点

可能导

至事故

（人/机/料/法/环）

顶

管

作

业

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

顶进中油压突然增高未查明原因继续顶进

油管爆裂

机械损毁

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

没有采取防止流动土和地下水由洞口进入工作坑的措施

淹泡

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

管道顶进采用人工开挖时作业人员置身于管外

坍塌

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

管道顶进长度超过50米时未采取向管道内送风措施

窒息

管道顶进纠偏及过程控制

人/法

机头电源线没按规定敷设散落于管底与导轨平行

触电

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

管道内照明电压大于12伏

触电

管道顶进纠偏及过程控制

人/法

未对测量仪器进行校核可导致质量事故和安全事故

地面

隆起

坍塌

管道顶进纠偏及过程控制

人/机/法

使用不具备校核资质的单位或自行经验校核

地面

隆起

坍塌

掏

挖

土

方

、

垂

直

运

输

掏挖土方、垂直运输

人/机/法

掏挖作业人员遇到气味异常或发生流砂渗水未撤出管外

坍塌

中毒

掏挖土方、垂直运输

人/机/法

掏挖作业人员遇有不明物体擅自处理或解体

人身

伤害

掏挖土方、垂直运输

人/机/法

垂直运输时未对土车吊点、吊具挂钩进行安全确认

物体

打击

掏挖土方、垂直运输

人/机/法

垂直运输时坑底作业人员未躲避至安全地带起吊

物体

打击

掏挖土方、垂直运输

人/机/法

垂直运输时坑底有人穿行或使用工具等重物碰撞支撑物

物打

坍塌

掏挖土方、垂直运输

人/机/法

垂直运输时未设专人指挥或没有统一的指挥用语和信号

机械

伤害

顶

管

机

头

出

副

坑

检查副坑支护

人/法

未对副坑支护进行检查和强化加固

坍塌

清整副坑基础

人/法

在未对副坑支护检查加固前进入副坑作业

坍塌

拆除封堵

人/法

未对龙门口上方支撑物采取防止滑落措施

物打

坍塌

吊装机头出坑

人/机/法

吊装顶管机头未使用专用索具

物打

机械损毁

吊装机头出坑

人/机/法

机头起吊后副坑作业人员曝露于坑底部没采取回避

物打

机械损毁

危险源辨识表

序号

分项

工程

作业活动

编

号

危险源分析

分级

控制

措施

危险源存在条件

危险源触发条件与监督点

可能导

至事故

（人/机/料/法/环）

顶

管

设

备

拆

除

拆除电控

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