顶管施工方案.docx
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顶管施工方案
深圳市地铁龙岗西延段工程３１５４标段
污水管穿越笋岗西路顶管专项施工方案
一、编制依据
1-1施工图：
深圳市地铁龙岗西延段工程,3154标段中心公园停车场给排水及消防施工图纸，图号:
SZM3W-CREEC-SMCO-GD305ZX-BS300-301009-A。
1-2根据深圳市务（集团）有限公司管网分公司《关于地铁三号线西延段七站一场给排水工程审图意见》发文
1-3四川铁科建设监理公司深圳地铁龙岗线3552标监理部会议纪要（川铁监专纪J11【2010】3-010号）。
1-4《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）、《室外给水管道附属构筑物》（05S502）。
1-5有关市政工程施工技术规程。
1-6根据现场调查了解的地质及综合管线情况。
二、工程概况
2-1本工程基本情况：
本工程为深圳市地铁龙岗西延段3154标中心公园停车场污水管道穿越笋岗西路接驳市政管网工程，采用顶管施工工艺，管道材料采用钢筋混凝土管。
（Φ1000约80米）
2-2有关单位：
建设单位：
深圳市地铁三号线投资有限公司
设计单位：
中铁二院工程集团有限责任公司
施工总承包：
中铁二局股份有限公司
2-3项目平面布置情况如下：
三、顶管设计要求
3-1本污水管设计要求埋深3.1米。
3-2顶管材料计划采用DN1000预制砼（顶管专用管），管长1.5米一节。
接口采用凹凸企口接口。
3-3工作井采用2500X4500规格，深度低于设计管底标高1000mm。
工作井采用钢筋砼剪力墙结构。
3-4因顶管另一方向为现有污水管井，且在人行道附近，中间为现有公路，无条件做中继井。
3-5接收井计划设计在污水管井附近，平面规格为2500X2500。
四、施工资源计划
4-1施工机械配置：
主要施工机械设备的种类和数量受现场实际情况、工期以及施工方案等多方面因素影响。
本工程施工机械主要
（1）主要机械配置：
序号
名称
单位
数量
性能
备注
1
反铲挖土机
台
1
良好
自有
2
钢筋切割机
套
1
良好
自有
3
钢筋弯曲机
套
1
良好
自有
4
木工机具
台
1
良好
自有
5
振动棒
个
3
良好
自有
6
顶管设备Tcz600
套
1
良好
自有
7
卷扬机
个
1
良好
自有
8
三角支架
套
1
良好
自有
9
手动葫芦
套
1
良好
自有
10
斗车
辆
2
良好
自有
11
潜水泵
台
2
良好
自有
12
鼓风机
套
1
良好
自有
13
注浆机
套
1
良好
自有
（2）测量仪器一览表
序号
名称
型号
数量
生产年份
性能
备注
1
全站仪
宾得W—800
1
2009
良好
自有
2
水准仪
NA700
1
2008
良好
自有
3
经纬仪
ET02/05
1
2008
良好
自有
4-2人员动员计划
（1）主要管理人员配置：
项目经理1人、专业工程师1人，材料员1人，预算员1人。
（2）专业工程队伍配置：
顶管施工队、混凝土施工队、钢筋施工队、模板施工队、土石方施工队。
（3）主要劳动力配置：
序号
工种
数量
1
顶管工
10
2
架子工
2
3
模板工
3
4
钢筋工
4
5
砼工
3
6
吊车司机
1
7
管道工种
4
8
杂工
4
五、进度控制管理
5-1前期准备
（1）施工图图纸会审、施工方案确定与编制、工程造价编制与审定、技术交底工作准备、工程资料收集工作准备、现场调查与安排工作准备、预先办好占道施工审批等施工手续，力争早日开工。
（2）对必需的工程材料、成品及半成品早日定货并检验合格，保证及时供货，杜绝停工待料现象。
（3）对各种机械和设备进行保养、检修，确保进场施工后发挥最大工效。
（4）对在工程中所必需的混凝土及砂浆配合比，应予先做好试验，待开工后即可申报监理工程师批准使用。
（5）合理计划安排足够的劳动力投入施工，并还应保证突击施工的人员抽调。
（6）合理安排机械设备和劳动力，发挥最大的施工工效。
5-2工期安排
（1）测量放线1天
（2）工作井、接收井施工7天
（3）顶管设备进场及顶管施工22天
（4）工作井覆盖及管井接通10天
总工期：
40天
六、工作井、接收井施工
6-1采用钢板桩施工工艺。
6-2钢筋加工采用场外加工运输至现场安装的方式。
6-3砼采用C30商品砼。
6-4工作井构造设计做法如下：
七、顶管施工方法
7-1工艺流程
7-2机头选型
本工程由于一次顶进距离较长，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以住施工经验，决定采用日本ISEKI公司生产的UNCLEMOLE型TCZ600具有封闭式气压平衡顶管掘进机。
如下图所示。
7-3顶进设备及顶进工艺
（1）主顶
采用1台200吨／台千斤顶作为主顶，千斤顶行程为1.4米。
千斤顶动力由
油泵提供。
千斤顶后端用道木和分压环将反力均匀作用于工作井，前端顶进分压环，顶铁将顶力传至管节。
分压环制作具有足够的刚性，与管端面接触相对平整，无变形。
（2）接口
管节接口主要由外套环（钢套环）橡胶止水带和软土衬垫组成。
钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中，橡胶带不移位、不翻转，确保管节的密封性。
同时，钢环套在进场前还必须做好防腐处理。
橡胶止水带应保持清洁、无油污，并存放在阴暗处，防止老化。
施工中，将橡胶止水带用强力胶水粘贴于混凝土管口凹槽处，并粘贴牢固，在管节对接前涂无腐蚀性润滑油以减少摩阻，防止止水带翻转、移位和断裂。
软木衬垫采用多层胶合板（厚度1cm左右），将其夹于前后管节钢套环间，以均匀管节间的相互作用力，减少接口损坏。
管道顶通后，管道须作内接口处理，将管节间的胶合板凿至同样深度（深度2～3cm即可），并用沥青弹性嵌缝膏或水泥砂浆抹平。
（3）测量仪器:
轴线测量采用2"激光经纬仪、高程测量采用DS3"水准仪。
（4）顶管准备工作
①根据设计轴线、高程、进行顶管中线、高程放样，以确定导轨的安装高度和方向，测量放样严格按三级放样制度进行测放复核，确定无误后，放可进行下道工序施工。
②安装洞口止水橡胶板。
③根据测放效果,安装导轨,导轨安装要求平稳、牢固，中线、高程与设计无误，偏差符合设计要求规范要求。
④主顶设备安装
在主顶千斤顶安装要求位移中线两侧,且两边等距,千斤顶坡度符合设计坡度。
主顶油泵车安装到位后,需对油泵车进行调试,调试完成后,用高压油管与主顶千斤顶连接,并对主顶千斤顶进行调试。
如发现问题及时调换或检修。
工具管安装,工具管吊入工作井接通电源,对工具管开顶前作最后一次检测,并作好记录。
（5）进出洞口加固
由于地质条件较差而工具管自重相对较重,因此在进出洞口区域需进行土体加固。
在洞口进行压密注浆，以防止土体工具管出洞时，工具管发生下沉而直接造成顶管的质量发生问题。
（6）顶进施工
①工具管等主顶设备检修完毕,确认无故障后,方可破预留孔封样,把工具管顶入土中。
②顶力控制
最大允许顶力计算,一般取沉井后座的被动土压力作为最大允许顶力,估算最大顶力为600t。
掘进机方向控制：
保证顶管机严格按设计轴线推进,不偏离设计轴线方向,必须及时观测顶管动态数据,从而调整顶管各施工参数,指导顶管正确、安全推进。
在工作井后靠背前设置一牢固的测量平台，平台高度与轴线标高相匹配，并可作不量调节，经纬仪安置在平台上，调整经纬仪方向、高度与设计轴线一致。
在机头后壳体圆心处有一测量尺，根据经纬仪的观察即可读出尾部的实际偏差，现场结合机头前后壳体间隙角、机头滚动角、二维倾斜读数即可算出机头的现存偏差及发展趋势，从而进行纠偏操作。
（7）纠偏
顶管允许偏差值：
中心线位50mm；高程+30mm，-40mm。
设置报警中心线：
中线±25mm，高程+15mm，-20mm。
在顶管中，由于周围穿越土层的变化，顶力的不均匀，管道联接的误差等因素，均可能造成顶管中线偏离设计中线位置，当管道偏差超过10mm时，需采取纠偏措施。
★纠偏工作操作要点：
①纠偏前，要根据机头本身已存在的斜率和轨迹综合分析，确定校正方向及纠偏千斤顶的伸出量。
②纠偏时要坚持勤测、勤调、微动的原则，每次纠偏一般情况不大于0.5，切忌猛纠、硬调。
③纠偏操作必须在顶进中进行，严禁在停止时纠偏。
当进行主动纠偏时，应会同技术人员共同研究进行。
为消除测量基准的误差，在顶进50m处还要对测量基准作一次全面复测。
机头进洞前25米处，对机头的偏差进行一次精确的测量，确定纠偏控制措施，以确保机头以尽可能小的偏差进洞。
④纠偏时指导思想是“减缓发展，稳慢回归，平行找顺，纠偏一半，反曲靠线，主动微调”。
⑤发现误差时，不能急于归位，找出原因，减缓误差发展。
第一步，找出误差大的一面进行纠偏工作，纠偏千斤顶在原基础上的伸出量不超过2-4mm，这时误差虽仍在增加，但已有回归趋势。
第二步，经过一段顶程后（3m左右）出现顶进轴线与设计中心线平行时，可多顶一段距离（5～10m）。
管体在顶进中会接顺一些已弯曲的土洞，第三步向设计中心靠拢，仍将千斤顶继续伸出2mm左右，本着稳慢原则，每顶2-3m可向设计中心靠近5mm，当误差已校正1/2时，反向纠偏千斤顶开始伸出（2mm），这时的机头仍然向设计中心靠拢，但其轨迹可能已向反方向演变，故称“反曲靠线”，只有这样才能避免“矫枉过正”，轨迹忽左忽右。
7-4辅助施工
混凝土管内的辅助管道设置于管道内壁，用钢架将其有序地固定在混凝土管壁上。
（1）通风设施:
由于管道顶进距离长，埋置深度深，管道内的空气不新鲜，加上土体中会产生有害气体，因此，必须设置供气系统。
通风设施用一台9.3的柴油空压机将压缩空气输入空气滤清器，再进入储气桶，经过气压调节阀，将压缩空气传输至管道最前端，并将管道最前端的空气排出，以此进行空气循环。
（2）电源布置:
在顶管过程中，主要的电源为动力用电和照明用电。
（3）动力用电:
由于管道内的电机采用380V动力电，因此，进入管道的动力电必须做到二级保护和接地保护措施，动力电源线设置在操作人员不易接触处，并在电源线外增设护套，保证用电安全。
（4）照明用电:
由于管道内的空气湿度较大，因此，采用36V低压照明电，低压电须通过变压器降压。
灯具采用防水防爆灯具。
（5）施工用电:
施工用电为150KW／h。
7-5针对性技术措施
（1）顶管施工地面沉降控制措施
采用先进的进口泥水平衡掘进机施工，并专人定时跟踪测量路面沉降情况，确保笋岗西路不被损坏。
在顶管施工前，必须与业主联系好，摸清管线、标高、位置。
制订切实可行的保护措施，并取得对方的认可才能施工。
在施工场地附近地下管线复杂，采用泥水平衡掘进机，地表沉降控制精度比较好，但是为保证管线的绝对安全，要制订必要的监测措施。
①地面监测，优化掘进机参数;②注浆稳定措施;③置换泥浆措施;④加强对管线的监测措施。
（2）洞口地基加固
顶管进洞是顶管施工中较重要的工序。
考虑本次顶管在笋岗西路旁施工，为控制洞口土体稳定，在顶管进洞前先进行洞口压密注浆地基加固措施。
①压浆注浆施工工艺流程：
下管 注浆 提管 分层注浆 拔管 再重复以上流程。
对于不宜用清水冲洗的场地，可考虑用纯水玻璃或陶土浆灌满阀管内。
②施工方法：
根据压密注浆影响半径600mm，有效半径500mm，确定注浆孔的布孔原则为排距和孔距均为１m。
工作井及接收井洞口加固范围：
洞口前0.5m处设置一排（四个）注浆孔。
注浆深度确定为管道埋深处至地面高度。
施工工艺：
采用振动法下管。
注浆时采用先上围、后内部的注浆施工方式，以防止浆液流失。
每孔注浆时，自下而上逐段注浆，每次拔管间距不大于0.5m，注浆压力为0.25～0.35Mpa。
先将注浆管压入土层至设计深度，然后接上压浆机，边向上拔起注浆管边向土层内注浆。
通过控制注浆量和注浆压力来达到设计要求。
注浆材料：
强度为0.15Mpa。
注浆浆液采用425#普通硅酸盐水泥浆，水灰比0.6，水泥掺量8％。
（3）二次补浆
在顶进过程中加强二次补浆是有效降低周围环境影响的手段之一。
要选择触变性能良好的膨润土制浆材料及时足量地填充孔隙，尽可能将膨润土泥浆套随机向前移动，形成连续的环状浆套，以使管道外周孔隙始终充满有一定压力的触变泥浆。
在管道顶进过程中，应特别注意保证二次补浆的注浆量。
地面上有建筑物、公用管线的，还应注意多补压浆。
（4）换泥浆措施
顶进结束后，立即用纯水泥浆置换膨润土泥浆，以减小后期沉降。
八、工程质量控制
8-1建立质量管理体系
8-2完善质检制度，严把质检关
在施工过程中实行三级检验和交接班质量签证制度。
由各班组的质量员对上一班的工程质量进行逐步验收，合乎要求后，签字接收。
二个不同工种之间的交接亦需要各工种质量员进行检验，如浇捣混凝土时，应对钢筋和模板进行检验，签字予以认可后，方可进行浇捣混凝土工作。
各工种质量员需对本工种的每道工序检查签证，并上报项目经理，经复验合格后，报监理工程师检查。
8-3切实做好施工交底工作
整个工程的施工过程，每个工序的施工方法、要求和注意事项，都使每个职工心中有数，并积极动员和发挥全体职工的经验，定期召开小组会互相交流，对施工过程中的操作方法，就有关质量、安全、工程进度等方面提出合理的建议。
开展劳动竞赛活动，比质量、比技术、比文明施工、比安全，并由公司实现奖励。
8-4认真做好测试工作
原材料的测试结果必须符合设计要求。
对钢材、管材、水泥、砂石等材料进行必要测试。
凡尺寸不符、质量不符、型号不符及测试结果不合格者，严禁进场和使用。
对在施工中的加工质量，如钢筋对焊、调直及弯曲、混凝土及砂浆试块等也进行及时测试，其结果必须符合设计要求。
对在施工过程中的工后效果也应进行测试，如沉井的工后沉降、顶管管道的沉降、管道轴线的位移等进行测试，其结果应满足验收要求。
在测试工作中发现问题应及时追究原因，进行改进，不能让不合格的材料用于工程建设。
8-5各类专职人员持证上岗
各类专职及特殊工种人员必须持证上岗，并经常进行技术教育和专业知识再教育，使职工从实践中提高业务水平，为在施工中保证安全、保证质量、保证工程进度作出贡献。
九、安全技术措施与文明施工
为保证施工安全，防止安全事故发生,根据“安全生产，预防为主”的指导方针、深圳市地铁龙岗西延段3154标段工程的实际情况制定安全施工保证措施，确保工程安全施工。
9-1项目经理部成立“安全施工领导小组”，加强对施工现场的安全管理工作。
9-2严格执行国家《安全技术操作规程》、《施工现场安全检查、文明施工检查评定标准》进行施工。
9-3建立、健全各种安全生产岗位责任制度，加强职工队伍的安全教育工作，提高全员安全生产意识。
9-4项目经理部设专职安全员一名，监督、检查、指导施工现场的安全生产情况。
9-5定期召开安全生产会议，定期、不定期对施工现场的安全生产情况进行检查。
9-6施工前班组进行安全技术交底，明确具体的安全保证措施，杜绝违章操作，违章指挥。
9-7顶进设备和辅助装置使用前必须进行仔细检查、经试运行确认合格；电气设备及施工器械非专职人员不得上岗使用和管理。
9-8现场施工人员安全防护用品配备齐全，按规定佩戴。
9-9施工用电应使用完好无损的电线、电缆，电线应架空或埋地铺设，所用设备必须设漏电保护器及接地，并做好防雨防护。
顶管机应设棚，有防雷装置。
夜间照明灯具应有灯罩和防护设施。
9-10横穿地下时，如有与其它市政管线交叉情况应注意进行保护，以保证施工的正常进行。
9-11密切注视气象动态。
施工人员务必做到心中有数，有备无患，科学合理有序的组织施工。
雨季来临前，结合施工现场的具体情况及时做好排水防淹、现场加固、设施设备的防护等准备工作。
9-12过路和有人通过地段顶管机旁应设有防护拦、警示牌和夜间红色示警灯，同时应设专人看护。
9-13工程施工期间，对管线进行巡回检查，及时发现安全隐患，及时整改。
9-14建立、健全文明管理制度，并定期召开文明施工大会，对成绩突出者予以奖励，对屡教不改者予以重罚。
9-15工地材料及机械应堆放整齐，既有利于施工取用，又可保证周边环境卫生的清洁。
9-16顶管施工中，渗漏、遗洒的液压油和清洗废液等应及时清理，保持环境清洁，做到工毕场清，减少最后的清理时间。
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