顶管施工专项方案三工区.docx
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顶管施工专项方案三工区
陕建集团
陕建集团
第一章、编制依据…………………………………………………………第1页
第二章、工程概况………………………………………………………第5页
第三章、施工组织机………………………………………………………第6页
第四章、施工方案………………………………………………………第9页
第五章、顶管施工工艺…………………………………………………第10页
第六章、工作井、接收井………………………………………………第11页
第七章、管道顶进………………………………………………………第20页
第八章、质量验收标准…………………………………………………第26页
第九章、安全保证措施…………………………………………………第29页
第十章、应急救援预案…………………………………………………第32页
第十一章、事故调查………………………………………………………第36页
附后施工平面布置图………………………………………………………第37页
第一章、编制依据
1.1编制依据
1、《梁滩河整治工程（高新区西区段）截污干管工程施工设计图》和《梁滩河整治工程（高新区西区段）截污干管工程地质勘察报告》。
2、与市政管道施工相关法律法规。
3、与市政管道施工相关检验及评定标准。
4、本工程施工组织设计结合现场实际环境及有关施工条件。
5、地下管线勘察报告及现场实际勘测数据
6、国家、地方及行业颁发的现行工程设计和施工验收规范、标准、图集如下：
《工程测量规范》（GB500026-2007）；
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；
《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836-2009）；
《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；
《砼结构工程施工及验收规范》（GB50204-2015）；
《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》（JC/T640-2010）；
《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011）；
《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）；
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；
《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；
《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）；
《施工现场机械设备检查技术规程》（JGJ160-2008）；
《建筑施工安全技术统一规范》（GB50870-2013）；
《建筑施工土石方工程安全技术规范》（JGJ180-2009）；
《建筑工程预防坍塌事故若干规定》（建质[2003]82号）；
《国务院关于修改＜特种设备安全监察条例＞的决定》（国务院第549号令）；
《重庆市特种设备安全监察条例》（重庆市人民代表大会常务委员会公告（2008）23号）；
《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）；
《安全标志及使用导则》（GB/T2894-2008）；
《企业职工伤亡事故分类标准》（GB6441-1986）；
《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；
《建筑施工作业劳动防护用品配备及使用标准》（JGJ184-2009）；
《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》（GB29639-2013）；
《高处作业分级》（GB/T3608-2008）；
《生产过程危险和有害因素分类与代码》（GB/T13861-2009）；
《建设工程施工现场消防安全技术规范》（GB50720-2011）；
JGJ46-2012施工现场临时用电安全技术规范
《重庆市房屋建筑和市政基础设施工程现场文明施工标准》（渝建发[2008]169号）；
《关于加强人工挖孔桩作业安全工作的紧急通知》（渝建发[2011]95号）；
《关于印发起重机械、基坑工程等五项危险性较大的分部分项工程施工安全要点的通知》（渝建〔2017〕341号）。
《重庆市危险性较大的分部分项工程安全管理实施细则》（渝建发[2014]16号）；
《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246:
2008）；
《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523-2011）。
《关于印发城乡建设系统遏制建筑施工领域重特大生产安全事故实施方案的通知》（渝建〔2016〕476号）；
《重庆市建设工程安全生产管理办法》（重庆市人民政府令第289号）；
《关于进一步深化危险性较大的分部分项工程安全管理工作的通知》（渝建安发【2016】22号）；
《关于进一步加强危险性较大的分部分项工程安全管理的通知》（建质办[2017]39号）；
《关于加强我市建筑施工用脚手架钢管与扣件送样检测工作的通知》（渝建安发[2016]3号）；
《重庆市建筑地基基础工程施工质量验收规范》（DBJ50-125-2011）；
《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-2016）;
《建筑施工起重吊装安全技术规范》（JGJ276-2012）;
本工程的招标文件、施工合同及施工组织设计。
1.2编制原则
（1）采用成熟、可靠、先进、针对性强的施工方法、方案及施工组织形式。
（2）强调科学的组织管理，特别是施工组织设计以及施工部署要特别结合现场的实际情况，充分考虑本工程所涉及的各方面的有利及不利的影响因素。
（3）坚持在实事求是的基础上，力求技术先进、科学合理、经济适用的原则。
（4）坚持自始至终对施工现场全过程严密监控，以科学的方法实行动态管理，并按动静结合的原则，精心进行施工现场规划布置。
尽量压缩施工临时占地，严格组织、精心管理、文明施工，创标准化施工现场。
（5）严格贯彻执行国家及重庆市对工程建设的各项方针政策及工程建设施工强制性条文。
严格执行设计及施工验收规范。
（6）坚持“以人为本”建立健全安全保证体系，制定安全保证措施和防护措施，坚持标准化作业，确保安全生产。
（7）坚持施工与环境协调的原则，严格控制施工过程中的噪音、粉尘、污水、废物对周围的影响。
第二章、工程概况
2.1工程简介
重庆高新区开发投资集团有限公司（业主）拟在重庆市含谷镇梁滩高新区西区段修建“梁滩河整治工程（高新区西区段）”项目，工程主要包含清淤工程、市政管网、堤岸工程，我司对拟建范围内市政管网（截污干管工程）进行施工，
截污干管：
项目右岸白市驿菜市场以北与上游截污干管顺接，到黄金桥为止，管道长约1200米，管径为dl1400；左岸白市驿飞机场以北与上游截污干管顺接，到黄金桥为止，管道长约800米，管径为d1000。
拟建截污干管沿梁滩河分布，主要属河流堆积地貌，地形总体平缓，海拔高程一般288-295m间，高差一般不超过10m，地形坡度角一般小于5°，仅在梁滩河两岸由于清淤回填使部分地区形成高约3-8m的土质边坡。
局部边坡位置可达30～40°，整个场地高差不大。
本顶管工程中设置两个工作井及三个接受井。
工作井直径为5m，壁厚为450，井顶面设置锁扣，锁扣宽度为800，厚度为450；接受井直径为3m，壁厚为450，井顶面设置锁扣，锁扣宽度为500，厚度为450；工作井及接收井均为顶管施工所需的施工临时构筑物，采用C30防水钢筋混凝土现浇，施工完成后改为钢筋混凝土检查井。
（施工区域平面图附后）
2.2地质情况
根据地勘资料以及现场踏勘所得顶管施工段地形及地质情况如下：
由于该段顶管穿越含谷镇政府街道，顶管上游段为已征地拆迁的空地，下游为含谷绿化用地。
据现场勘察，含谷镇政府两侧已建管线较多，包括雨水污水、路灯、燃气、给水、通讯、电力等管线，但是埋设较浅，是对施工影响不大。
根据地勘资料及现场踏勘，顶管所经含谷镇政府街道0-8m为土石混合回填土，8-12m为原河道的软土，根据设计标高，顶管经过断面约在5-6m处，因此顶管施工断面为土石回填区域，地质较为稳定。
如果掘进过程中遇过于松散的土体，要事先压力灌浆，提高土层的稳定性，如果基础地基承载力达不到要求的地方可根据实际情况采用砂土换填或进行压实处理以满足地基承载力要求。
掘进施工过程中遇见有渗水时，采取挖集水坑进行抽水。
2.3顶管位置
本次设计沿河道两侧铺设的污水主管道，设计管径D1000~1400mm，顶管管道总长约200m,在局部情况复杂的地方采用顶管施工，其中W246-W249~1-W249段，长度131.11m，埋深3.59~4.88m铺设D1400三级钢筋混凝土钢承口管；W94-W95段，总长度49.68m铺设D1000三级钢筋混凝土钢承口管；采用顶管施工工艺，，埋深2.92~4.12m。
顶进完成后在工作井内现浇钢筋混凝土检查井.
第三章、施工组织机构
3.1施工组织机构
项目经理部包括现场施工管理、预算经营、材料设备、施工技术、质量安全等职能单元，具体负责工程的人员调配、后勤保障、施工策划、材料供应、技术管理、质量安全等工作。
项目组织结构图如下：
3.1.2施管人员选择
项目经理部的施管人员必须持证上岗，对工程质量、安全、进度和交工验收工作负责到底。
3.2、项目部主要岗位职责
2.1项目经理：
负责项目部所有的生产经营活动的组织、指挥，对工程施工中的质量、进度、安全、合同履约等负责，推行实施创建文明建筑工地。
2.2技术负责人：
全面负责项目的技术管理工作、具体指导和监控项目部的质量活动，对工程施工质量负责。
2.3施工员：
负责具体组织、指挥和实施各分部分项工程，为质量安全的直接责任人。
2.4技术内业：
负责工程文件和资料的管理及收集整理汇总工作，及时提供质量信息；兼管工程预结算协调。
2.5质检员：
负责工程各分部分项施工过程的质量监控和检查。
2.6安全员：
兼任文明监督员；负责该项目的安全生产、文明施工达标的监督检查工作及后勤食宿和治安保卫管理。
2.7材料员：
负责该项目的材料物资及机械设备的供应、管理、收发、使用、维护等工作。
3.3、班组建设及管理
3.1工人班组建设
选派一批成建制的、技术精、责任心强、素质较高的工种班组参加本工程施工。
抓好工人班组建设，班组长同时任兼职质安员。
开展劳动竞赛，实行记件工资加质量安全工资，奖优罚劣。
坚决执行特殊工种人员持证上岗制度。
3.2班组组建数量
本工程的施工工期短，工程量较少，分为2个顶管施工小组进行施工，W246-W249-1-W249为一个小组，W94-95为一个小组。
4.项目部人员名单
职务
专业/职称
姓名
备注
项目经理
一级建造师
张方
技术负责人
二级建造师
郑才飞
施工员
土建
张成海
施工员
土建
田丰文
施工员
土建
王大龙
预算员
土建
罗清田
资料员
土建
王晓
材料员
土建
黄建平
安全员
土建
陈晓川
测量员
测量
李进
协调管理员
汪健
后勤、应急
张问明
第四章、施工方案
根据施工现场土质开挖状况，地面约4-9米以上为粘土，以下为泥岩、砂岩，岩质成分较好。
结合我公司近年来相关顶管工程施工的成功经验，充分考虑到本工程地质情况，为减少对相邻地下、地上各类管线及构筑物的扰动，管道顶进拟采用泥水平衡顶管施工工艺。
工作井、接收井拟采用钢筋混凝土护壁墙形式，几何尺寸选用工作井7m*4m、接收井5m*3m。
选择W249-1一座检查井位置作为工作井；W246、W249两座检查井位置作为接收井。
W94为工作井，W95为接收井。
泥水平衡顶管施工工艺具有施工周期短，土方开挖量小，对周围建筑物及地下相邻管线影响小，工艺成熟，施工方便，安全可靠的特点。
施工工期控制在50天内。
第五章、泥水平衡顶管施工工艺
5.1泥水平衡顶管施工
微型掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接收井。
电动机提供动力，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层，挖掘的土质在转动的切削刀盘内被粉碎，然后进入泥水舱，在泥水舱与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。
在挖掘过程中，采用复杂的泥水平衡装置来维持水土平衡，以至始终处于主动与被动土压之间，达到消除地面沉降和隆起的效果。
掘进机完全进入土层后，吊下第一根管节，它被推到掘进机的尾套处，与掘进机头相连接，第一根管节顶进后，挖掘停止，液压慢慢收回，另一根管节吊入导轨上，套在第一根管节后方连接在一起，重新顶进，这个过程不断重复，直到所有管节被顶入土层完毕，形成一条永久性的地下管道。
掘进机在掘进过程中，采取激光导向控制系统。
位于工作后方的激光经纬仪发出激光束，调整好所需的标高及方向位置后，对准掘进机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像内，并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。
操作人员可以根据需要开启位于掘进机内置式油缸进行伸缩，调整切削部分头部上下左右高度，以达到纠偏的目的。
当工作井完成以后，经调试完毕的液压系统、顶管掘进机便通过运输到工地，并安装就位至导轨上。
微型掘进设备还包括操作室和遥控台、液压动力站、后方主顶、泥浆循环装置、激光定位装置、减摩剂搅拌注入装置、泥水处理装置。
5.2施工工艺流程
测量引点——工作井施工——测量放样——顶管后背墙制安——导轨安装——液压系统、止水圈等安装——地面辅助设备安装——顶管掘进机吊装就位——激光经纬仪安装——设备调试——掘进机出工作井——正常顶进——顶管机进接受井——设备转场
5.3泥水系统、注浆量
1、泥水系统
泥浆系统的作用是送走被掘进的渣土，它是由封闭的管道组成，通过机头循环形成泥浆混合物，由及排泥管送走，最后沉淀在地面上的泥浆池内。
泥浆通过排泥泵管排出，再由进水泵进水送入机头，排泥由变速的泥浆泵进行控制。
机坑旁通装置可控制进排泥浆的速度，以防止泥渣堵塞管道淤积施工现场。
本工程挖出的是沙土，泥浆中必须添加膨润土以增加泥浆粘度。
2、注浆量的确定
本工程每米注浆量计算如下：
V=3.14*2.4*0.1*1=0.75m3
（1）根据地质条件，一般压浆量为计算值的150%~200%，本工程在砂土中顶进，按照200%进行注浆量控制。
（2）为防止路面沉陷和地上、地下构筑物扰动，顶管结束后，应及时对管体四周的缝隙充填水泥浆，使其密实坚固，填充水泥浆所用设备与触变泥浆设备相同。
逐孔注浆，水泥浆液需搅拌均匀，无结块、无杂物。
（3）压浆填充材料:
在管顶间隙较小的管段，采用管内注浆，压浆填充材料为水泥粉煤灰浆，配合比为：
水泥：
粉煤灰=1:
3
第六章、工作井、接收井
6.1工作井、接收井的结构及几何尺寸
本工程土质情况较差，结合我公司相关顶管工程施工的经验，为减小工作井接收井开挖对周围建筑物及管线的扰动，以及施工的安全，工作井接收井拟采用钢筋混凝土护壁墙式。
该护壁墙式工作井接收井具有施工周期短、土方开挖量小、对周围建筑物及地下、地上相邻管线影响小、工艺成熟、施工简便、安全可靠的特点。
根据施工图纸及我公司施工经验，几何尺寸选用工作坑8m*6m，接受坑6m*5m
工作井、接收井开挖深度：
工作井、接收井开挖深度按下式计算确定：
H1=h1+h2+h3
H2=h1+h3
其中：
H1——工作井开挖深度
H2——接收井开挖深度
h1——自然地面距管道底部外壁的高度
h2——管道底部外壁至导轨底面的高度
h3——底板及垫层的厚度
6.2工作井、接收井施工
本工程工作井、接收井采用土方开挖，再进行钢筋混凝土现浇结构。
采用旋喷桩止水固沙，工作井、接收井进洞出洞洞口打两排。
土方开挖采用加长伸缩臂挖掘机（专业施工机械）及人工配合挖土，大型运输车运弃土的方式。
A、施工方法：
1、逆做法土方开挖及井壁施工：
（1）、施工顺序、方法：
逆做法施工顺序：
在开挖前，由测量工根据图纸尺寸进行桩位测放，经校核无误后，方可进行土方开挖施工。
采用长臂单斗伸缩臂挖挖掘机进行挖土，挖土顺序为先中间后周边。
按标出的桩心十字线吊线检查孔中心位置和孔径，然后进行井壁钢筋绑扎、支定型钢模板和浇筑砼，循环作业至设计要求深度。
为保证桩的垂直度，要求每灌柱三节井壁，就应校核该桩中心位置及垂直度一次。
（2）、施工中可能遇见问题及处理：
如遇局部回填土及淤泥质土层或地下水较大时（如构造蚀变带），出现塌方、流砂等现象，应采取井壁节高适当缩减到300~500mm、并在支模前先采取特殊的防护措施，如堵沙包、稻草、护壁砼加厚、钢筋加密等加固措施。
同时在坑底一侧挖一临时集水坑，加泵抽水，防止塌方加大，经加固处理后再进行挖土，所塌方后的孔洞应在浇捣护壁混凝土的同时，用混凝土填好。
（3）、井壁钢筋绑扎：
采用预先下料、井下绑扎的施工方法，工作井及接收井护壁钢筋配筋如下：
井壁C30混凝土厚500mm，每节护壁高度900mm，竖向钢筋下料加长200mm，便于搭接，水平钢筋及竖向钢筋采用二级螺纹钢筋，φ14@200单层双向网片配置，
绑扎好后，经质监站、甲方和监理验收合格后，方可支模浇筑砼。
（4）、井壁模板：
井壁模板采用加工好的定型钢模板，按井径分块拼装，安装时用U型扣件连接及固定，沿模板底打短钢筋加固，拼装中留一道接缝夹一根Φ48钢管，以便拆模，必要时采用Φ48钢管加固支撑对顶。
（5）、井壁砼浇筑：
井壁砼浇筑采用商品混凝土，强度为C30，厚度为500mm，加早强剂。
砼利用挖掘机斗下送，用建筑模板作布料台，砼应对称浇筑，防止模板侧移，砼采用人捣实，每次分层厚度100~200mm，防止漏捣。
首节井壁砼拆模后，放出中心线及标高于其上。
（6）、模板拆除：
井壁混凝土终凝8个小时后才能拆除支撑，强度达到1MPa以上时才能拆模，拆模时先拆除钢管，再撬模板；拆下的模板应及时清洁，变形的模板应及时修整。
接着进行下一节护壁施工。
（7）、井坑地表水及井坑排水
1、地面排水：
为防止地表雨水冲刷基坑，造成塌方，在基坑开挖前基坑四周地面设排水明沟，同时设置集水井，经沉淀后再将地表水排向地下管道。
2、井坑内施工排水，施工时在井底浇筑C20混凝土底板厚300mm，并设置集水坑，及时抽水，以免浸泡井底。
B、逆做法施工安全防护措施
在开工前，将现场踏勘情况进行分析，研究、设计安全、文明施工措施，具体措施如下：
（1）、要保持现状的交通，采用独个孔桩围护施工，采用封闭式施工每个井口用护栏独立围护，并设置工作门，工作门专门给作业工人及机械出入，以及做进口出料。
（2）、护横杆采用Φ60钢管@600mm，立杆采用Φ60钢管@2500mm，每支立杆用Φ60钢管以600支撑，并采用膨胀螺丝及电弧焊焊接固定。
高度为2.2m，栏板采用胶合板，并挂安全标识牌。
栏板下用砂灰砖砌400mm高120厚。
（3）、交叉路口部份的井口，设专人指挥交通，确保施工生产全。
（4）、挖井时，采用独节进深方法施工，每一节深度为900mm，在地质较差部份，每节深度应为300~500mm，每挖一节后应立即浇灌混凝土井壁。
地面节浇灌混凝土井壁应高于地面0.3mm，地面水才不会流入井内和地面上的杂物、泥土掉落井内，确保井下工作人员安全。
（5）、供电给井下的用电设备的线路必须加装漏电保护设置。
（6）、开挖井口2米范围内严禁堆放杂物，井口和四周围要装设护栏栅，井周围平台上发现有杂物要及时清除。
（7）、随作业面下移，在孔内上下递物和工具是严禁抛和下吊，必须严格用吊索系牢，孔口外围应安装安全示警灯。
（8）、进入施工现场的人员不准赤脚或穿拖鞋，必须戴好安全帽，上下井必须扎好安全带。
（9）、井下作业人员应穿绝缘鞋，戴绝缘手套，以免漏电伤人。
（10）、作好单井开挖、成型、井壁、井底岩层（土层）等有关技术资料的记录和汇总。
（11）、挖井过程中如遇意外，急需进行安全抢救或技术处理时，必须严密组织急救工作，要有相应的技术安全措施。
（12）、井口上电路的电缆、电线必须有防磨、防潮、防断等的防护措施。
（13）、施工用电必须一孔一个箱，配电箱离地1.4~1.6米。
（14）、施工作业照明应遵守《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的规定。
（15）、坚持安全检查制度。
规定每月由项目安质部长牵头对工地进行两次安全检查，安质部要不定期地组织人员进行检查，专职安全员必须天天检查。
对检查出的问题、隐患要做好文字记录，并落实到人，限期整改完毕，对危及人身安全的险情，必须立即整改。
对每项要整改的问题整改完毕后都要由安全员进行验证。
我公司组织每月一次的安全、消防、文明施工大检查，对工地安全状况进行监督。
6.3后背墙
后背墙是顶进管道时为千斤顶提供反作用力的一种结构，在施工中后起着至关重要的作用。
其主要功能是在顶进过程中至始至终地承担主顶工作站顶管前进的后坐力。
后背墙的最低强度必须保证在设计最大顶进力的作用下不被破坏，要求其本身的压缩回弹量为最小，以利于充分发挥主顶工作站的顶进效率，在设计和施工后背墙时，应满足如下要求：
（1）有足够的强度
即能承受主顶工作站千斤顶的最大反作用力而不被破坏。
（2）要有足够的刚度
当受到千斤顶的反作用力时，后背墙材料受压缩而产生变形，卸荷后要能恢复原状。
如压缩回弹量大，会导致大量行程消耗在后背墙变形上，极大的降低千斤顶的有效行程，降低顶进效率。
（3）后背墙表面应平直，并垂直于顶进管道的中线，以免偏心受压，造
成顶力损失和发生质量安全事故。
（4）后背墙材料的材质要均匀一致，以免承受较大的后坐力时，造成其材料压缩不均，出现倾斜现象。
根据我公司近年来顶管工程的成功经验，本工程拟采用4*3*0.5钢筋混凝土C30后背墙，水平钢筋及竖向钢筋采用二级螺纹钢筋，φ16@200单层双向网片配置。
（四）临时设施
（1）供电：
施工现场从路东侧电力技校院内引入电源，同时购置备用的150千瓦柴油发电机组一台，保证施工用电。
（2）排污及垃圾处理：
为达到保护环境、防止污染的目的，施工现场设置泥浆池，将沉淀后的污水就近排入朝阳五路现状污水管道内，并对生活与生产垃圾分类集中堆放外运处理，最大限度地保护施工区域自然环境不被破坏。
第七章、管道顶进
7.1、顶力的理论计算：
F=F1+F2
其中F——总顶力F1——迎面阻力F3——顶进阻力
F1=π/4*D2*P（D—管外径取2.4mP—控制土压力）
P=k0*r*H0
公式中K0—静止土压力系数，一般取0.55
H0—地面至掘进机中心的高度，取最大值7m
r—土的湿重量，一般取2.73t/m3
P=0.55*2.73*7.0=10.51t/m2
F1=3.14/4*2.4*2.4*10.51=47.52t
F2=3.14*D*f*L
公式中f—管外表面平均综合摩阻力，取0.6t/m2
L—顶距，取最大值72m
F2=π*D*f*L=3.14*2.4*0.6*72=325.6t
总顶力F=F1+F2=47.52+325.6=373.12t
故主顶油缸选用2台200t（2000KN）级油缸，可满足顶管需要。
2、机械顶管设备选型及安装
主顶千斤顶：
它是顶进系统中的主要设备。
为安全起见，顶力设备配置要小，以利间距平行顶进。
根据顶力计算，顶管主站拟配备2台200t（2000KN）油压千斤顶，按左右对称布置。
主油缸的油压由电动油泵供给，千斤顶行程1800mm。
其它设备：
包括导轨、千斤顶台架、顶铁、分压环、后承压壁、操作平台、爬梯等（如图），另外配备2台200t（2000KN）备用油压千斤顶。
当后背墙制完成及导轨精准安装牢固后，设置好安全围栏和爬梯，然后由工作井边的起重机将上述设备吊入井内按要
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