顶管施工方案.docx
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顶管施工方案
一、工程概况
二、施工部署及施工前准备工作
三、顶管井施工
四、顶管施工技术措施及注意事项
五、质量保证措施
六、文明施工措施
七、安全保证措施
一．工程概况
（1）工程名称及地点地址：
（2）建设单位：
（3）设计单位：
施工单位：
监理单位：
（二）地质水文条件
勘探最大控制深26.0m。
对揭露的岩土体，据其成因时代、物理力学性质指标的差异，本场地划分为3个工程地质层，1层为新近填土，素填土；3层为更新世沉积层，土体强度较高，主要为粉质黏土，硬塑为主，局部可塑；5层为基岩，主要为泥质粉砂岩。
各岩、土体特征详见表1.2。
岩、土体分布与特征描述一览表表1.1
层号
地层名称
颜色
状态
特征描述
层底埋深
平均值
（m）
地层厚度
平均值
（m）
1-2
素填土
灰黄～
灰色
松散
以粉质黏土为主，混少量碎石，非均质，低强度，偶夹灰黑色淤泥质土，堆填时间小于20年。
4.70-6.50
5.44
4.70-6.50
5.44
1-3
淤泥质填土
黑色
流塑
淤臭味较重，含大量有机质和少量垃圾，局部含碎砖块，分布不均匀。
5.90-7.50
6.45
0.90-1.80
1.25
3
粉质黏土
灰黄～
黄褐
硬塑
局部可塑，含铁锰质结核，见靑灰色高岭土团块，切面有光泽。
中压缩性，韧性及干强度高。
13.30-14.70
13.60
6.10-8.80
7.46
5-1
强风化泥质粉砂岩
紫红色
中密
～
密实
强烈风化，呈密实砂土、硬粘土混碎石状，局段碎块状，岩芯采取率较低，遇水软化崩解，为极软岩。
岩体基本质量等级为Ⅴ级。
19.30-20.60
20.01
5.10-7.20
6.41
5-2
中风化泥质粉砂岩
紫红色
密实块状
取出岩芯呈短柱状、柱状为主，局部碎块状，泥质胶结，取心率约95%，RQD约90%，砂质结构，块状构造，裂隙较发育，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
揭示最大厚度5.90m。
岩体工程地质评价
岩石风化程度分类表1.2
层号
岩石名称
风化程度
野外特征
5-1
泥质粉砂岩
强风化
钻孔揭露，基岩结构大部分破坏，经强烈风化呈砂土状、碎石状。
风化裂隙很发育，手捏易碎，遇水极易软化、崩解，用镐可挖，φ75麻花钻不可钻进。
5-2
泥质粉砂岩
中风化
钻孔揭露，岩块较完整，组织结构、矿物成分基本未破坏，风化裂隙较发育，锤击声哑，遇水极易软化、崩解，用镐不能挖掘，岩芯钻方可钻进。
岩石坚硬程度分类表1.3
层号
岩石名称
单轴抗压强度
坚硬程度
5-1
泥质粉砂岩
---
极软岩
5-2
泥质粉砂岩
frk=1.00Mpa（天然状态下标准值）
极软岩
岩体完整程度分类表1.4
层号
岩石名称
完整
程度
结构面发育程度
结构面结
合程度
主要结
构面类型
结构
类型
组数
裂隙平
均间距
（m）
5-1
泥质粉砂岩
极破碎
无序
结合很差
散体状结构
5-2
泥质粉砂岩
较完整
2-3
1.0-0.4
结合一般
裂隙、层面
中厚层状结构。
岩体基本质量等级分类表1.5
层号
岩石名称
坚硬程度
完整程度
岩体基本质量等级分类
4-1
泥质粉砂岩
极软岩
极破碎
Ⅴ
4-2
泥质粉砂岩
极软岩
较完整
Ⅴ
（三）、主要工作量
项目名称
单位
数量
备注
顶管沉井
座
12
顶管Φ800mm
米
890
（四）、注意事项：
沿线部分顶管要穿越城市地铁，要注意安全。
二、施工部署及施工前准备工作
1、总体安排：
计划工期为97天。
2、施工设备的选择
根据本工程的具体施工条件，工作井采用钢筋混凝土沉井施工；顶管设备选用人挖机顶顶管工艺。
机头选用敞开土压掘进机头。
三、顶管井施工
（一）、工程概述：
1、工程概况：
本工程计有7个工作井，5个接收井。
2、工程特点；
本工程特点是位于郊区，车流量不大。
但一定要做好各方面的安全方案，确保施工安全。
（二）、施工部署：
1、施工安排：
根据工程特点，采取先制作井后下沉。
先地下后地上，一次制作，一次下沉。
2、施工顺序：
沉井采取一次制作一次下沉。
施工顺序为：
施工准备施工放样基坑开挖垫层制作制作沉井井底井字架拆模凿除垫层挖土下沉沉井封底
3、施工准备阶段：
施工准备工作重点是调查场地内所有市政管线，确定合理的沉井位置，并做好围挡及安全警示。
对该工程范围内所有分项工程进行测量放样，引测水准点龙门板，并将其进行妥善保护处理。
（三）、施工工艺：
1、基坑开挖：
1）根据地下水及土质情况，第一次开挖至基底坑地标高，在自然水位线上0.5米以上，可不进行专业排水。
2）考虑到撤除垫层，支模，脚手架操作的需要，基坑宽比沉井宽2米，四周挖排水沟，集水井，基坑底不得积水，浸泡。
3）挖土用1台抓斗挖土机挖土，配合人工修坡和平整场地。
挖出的土方除部分在周围修筑0.3米高，8米宽的护道，挡地面雨水，剩余土方汽车短驳至弃土场地。
4）基坑进行1：
1.5放坡。
2、分节高度的确定：
根据一般经验，本工程沉井高度小于10米，不需分节，一次下沉。
3、刃角支垫：
1）刃角支设模板，有垫架法，半垫架法和无垫架法。
本沉井面积较大，重量重，地基强度较低，因此本沉井垫层用黄沙基层上浇筑混凝土垫层，垫层只作刃角及低部隔梁，混凝土层上刷隔离剂，然后在其上支设刃角及井壁模板浇筑混凝土。
2）铺设砂垫层
砂垫层应选用级配较好的中粗砂，且分层洒水夯实，每层层厚控制在200至300
4、模板支设
1）沉井井壁采用规格为钢木组合模板拼装。
2）在刃角内侧，圆井壁以及墙壁对穿螺栓处，均采用非标准木模板。
3）在刃角架垫上模板应分段安装，以便垫架坼除，刃角上部井壁模板采用4套钢木模板进行循环周转。
4）考虑浇筑速度快，对模板产生很大的侧向压力，用2根8#槽钢圈以¢16毫米对拉螺栓固定，穿螺栓部位采用1500（1000）*100*55毫米木模，螺栓纵横间距均为1米，中间设止水片。
与螺栓接触的一圈满焊，相应也在靠混凝土一面以小方木等距离支顶，槽钢圈按井壁曲率制作，用螺栓连接。
5）外壁支模和混凝土浇筑，在井架外搭设双排钢管脚手架，内壁模板支设，采取在上节沉井上预埋铁件的办法焊悬脚手架。
对于井壁上预留管孔，为防止下沉时质量不等。
产生重力偏移而让泥水涌入井内，施工中采取在洞内外预留钢框和螺栓用钢板和木版封住，中间填与孔洞重量相等的砂石级配重量。
5、钢筋的绑扎：
1）钢筋用15T覆带吊车进行垂直吊装就位人工绑扎。
2）为保证钢筋位置正确，垂直钢筋间距采用开槽的木卡控制，水平筋间距选用一批竖筋按间距焊上短钢筋头控制。
6、混凝土浇筑：
1）混凝土采用C30.P6商品混凝土，垂直水平运输采用混凝土泵车。
2）混凝土采用分层平铺法，每层厚度控制在30厘米---50厘米均匀浇灌，一次连接浇灌完毕。
灌筑混凝土时沿着井壁四周匀称进行，避免混凝土面高低相差悬殊，压力不均而产生基底不均匀沉降，每层混凝土要求在2小时内浇捣完毕。
3）混凝土采用自然养护，为加快坼模下沉，在混凝土中添加浞凝剂，减水剂。
4）混凝土外表面如有蜂窝，麻面等缺点，应用水泥砂浆仔细修补整平。
7、刃角垫架拆除
1）沉井拆除模板在混凝土强度达到25%即可拆除，刃角垫架在混凝土达到100%强度始可拆除下沉。
2）在破碎混凝土垫层之前，应对封底及底板接缝部位混凝土进行凿毛处理，凿毛应在专人指挥下分区，依次，对称，均匀的进行。
3）拆除方法是将转胎膜挖去，使垫层架空，利用空压泵气汽锤或人工重磅榔头破碎，刃角下应随即用砂或砂乐回填夯实。
在刃角内外侧应用夯筑成小土堤，以承担部分井筒重量，接着破碎另一段，如此逐点进行。
破除垫层时要加强观察，注意下沉是否均匀，如发现倾斜，应及时处理。
8、排水方法
基坑内雨水排水采用明沟集水井排水，由水泵现场抽入排水明沟内，使地下水位降到比基坑面低0.5米。
9、挖土下沉
1）沉井每层挖土量较大时，挖土采用机械和人工配合进行，根据土质情况，采用碗型挖土，自重破土方式。
采用覆带挖铲抓斗1台，在井外挖土，从中间开始挖向四周，均衡对称地进行，使其能均匀下沉。
每层挖土厚度为0.4---1.5米，在刃角处留1.2—1.5米宽土台，用人工逐层切削，每人负责2—3米一段，方法是按顺序分层逐渐往刃角方向削薄土层，每次削5—15厘米。
使沉井均匀下沉。
2）沉井下沉至上口离基坑底50厘米高，即应该停止下沉，继续接高或采取安全措施。
3）在沉井开始下沉时和将沉至时设计标高时，周边开挖深度应该小于30厘米，避免发生倾斜，尤其在开始下沉5米以内时，其平面位置与垂直度要特别注意保持正确，否则继续下沉不易调整，根据现场土质情况在设计深度距离设计标高0.5米左右应停止取土，依自重下沉至设计标高。
4）下沉完毕，挖掘机体与臂铲解体，用起重机吊出井外。
10、测量控制与观测
沉井位置的控制，在井外地面设置十字控制线，水准基点。
下沉时在井壁上设十字控制线，并在四侧设水平点。
于壁外侧用红铅笔油画出标尺，以测沉降。
井内中心线与垂直度的观测系在井筒内壁纵横四等分标出垂直轴线，各吊垂直线一个，用经纬仪观测来控制。
挖土时随时观测垂直度，当垂球偏离50毫米，或者达到允许值的1/4时，即应该进行纠正，采取措施。
沉井下沉过程，每班至少观测2次，并应在每次下沉后进行检查。
当沉至离设计标高2米时，对下沉与挖土情况加强观测。
11、下沉倾斜.位移.扭转的预防及纠正：
沉井下沉过程中，会出现倾斜，位移，扭转等情况，应该加强观测，及时发现并采取措施纠正。
对倾斜产生的可能原因有：
刃角下土质软硬不均；坼刃角垫脚，不对称进行，或未及时回填；挖土不均使井内土面高低悬殊；刃角下掏空许多，使沉井不均匀忽然下沉；排水下沉，井内一侧出现流砂现象；刃角局部被大石块埋设或搁住；井内弃土或施工荷重对沉井一侧产生偏压；操作中可针对原因预于预防，及时进行校正。
12、封底
当沉井沉到设计标高，应该预留沉降量。
经2-3天下沉已稳定，或在8小时内累计下沉量部小于10毫米时，即可进行沉井封底。
本沉井采取排水封底法，分两部进行，第一步进行土形整理，使至成为锅底形填以级配块石，同时要抛石回填。
自刃角向中心挖放射形排水沟，填以石子做成滤水暗沟，在中部设1-2米集水井，插入直径0.5M周围有孔的钢套管，管外浇至水环，四周填以卵石，使井底的水都汇集到集水井中，用水泵排出。
使地下水位保持底于井底面30～50CM。
刃角砼凿毛处应洗刷干净。
然后在井底对称均匀浇一层0.2M的砼垫层。
强度达到70%后，绑扎底板钢筋，浇筑防水砼底板。
浇筑应在整个沉井上分层，由四周向中间进行，每层的厚度控制在30～40CM。
并振捣密实。
砼养护14天期间，在封底的集水井中应不间断的抽水，封底板砼强度达到70%后。
进行第二部，对集水井逐个停止抽水，逐个进行封底。
四、顶管施工技术措施及注意事项
（一）、机头选型：
本次施工中我们选用敞开土压掘进机头。
这种机头的优点是在顶进时便于人工操作，遇到障碍物时可以人工排除，常用于粘土层，特别是含砂砾石的粘土层的施工。
为避免在顶进时遇到流沙无法控制沙土流失，在制作机头时，我们在机头切削刃口后方法兰板上预先焊好六个16mm的螺栓，沿圆周方向六等分布置，同时预制一块挡板，当顶进过程中遇到流沙时，立即装上挡板，并根据需要重开出土口。
附机头及挡板示意图。
机头剖面示意图（与管道连接）
机头挡板示意图
（二）、设备配置（单套配置）
现场配置主要设备有：
航吊一台，
BX1-315电焊机一台
60KW配电箱一只
顶进导轨一副
1.5m*2m*0.03m后靠背铁板一块
420吨顶力主顶油缸两只
420吨顶力主顶油缸动力泵一台
经纬仪一台
水准仪一台
7.5kw泥浆泵一台
4kw污水潜水泵两台
φ800圆形顶铁一个
φ800半圆顶铁四个
（三）、设备安装
1、放样：
用经纬仪沿工作坑洞口中心点和接收井洞口中心点，方向把管道铺设中心放好，并在井壁上确定两点
2、用吊线锤把井壁上两点引到井下，挂好中心线
3、把导轨沿中心线方向安装固定好，使轨道和中心线方向平等，并沿中心线方向两侧对称。
在安装轨道时要保证管道在横向水平，纵向块度由设计管道块度来确定。
4、安装好后靠背，主顶油缸。
5、把主顶油缸和油泵动力站的油管接好。
6、固定好测量仪器架，装好顶进时测量用的仪器。
附工作坑内平面布置图
（四）、管道顶进
1、把调试好的机头下到井内轨道上，下一节管，在轨道上把机头尾套和管连接好。
2、打开洞口，把顶进时用的圆形顶铁和半圆顶铁吊到井内，把机头顶到洞口位置，调整好纠偏油缸。
3、开动主顶油缸，向前顶进50cm，通过切削口的切削和挤压，机头前方的土体会挤到机头仓内来，然后人工把土运到井内，用航吊把土吊到井边地面上。
5、待机头仓内泥土清理干净后，放下测量板，用经纬仪测量顶进轴线方向偏差数据，用水准仪测量高程偏差数据，若无偏差（或偏差小于0.5cm）,则可朝前继续顶进50cm。
若发现机头偏差较大，则在偏差方向用纠偏油缸进行纠偏。
如此连续不断的向前顶进，直到全线贯通。
（五）、测量与方向控制要点
1、有严格的放样复核制度，并做好原始记录。
顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：
施工组测量员→项目管理部→监理工程师，确保测量万无一失。
2、布设在工作井后方的仪器座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。
3、顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10’～20’不得大于0.5°。
并设置偏差警戒线。
4、初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。
5、开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。
（六）、注浆减磨
顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。
注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，我们在注浆时做到以下几点．
1、选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。
主要指标为造浆率、失水量和动塑比。
2、在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。
3、膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供应商的建议但都必须按照规范进行，使用前必须先进行试验。
一般性能
见下表：
膨润土
纯碱
掺加药剂
漏斗粘度
视粘度CP
失水量ml
终应力
比重
稳定性
8％
4‰
Cmc、PHP
l’19”2
21
12.6
80
1.048
0~0.001
4、压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。
在顶进过程中，要经常检查各推进段的桨液形成情况。
5、注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。
在注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响这浆效果。
6、注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。
7、注浆泵选择脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相应配。
五、质量保证措施
要把好“六大关”
1、把好人员管理关：
建立人员管理网络，配备有理论基础、实践经验并善于管理的人员进行工程质量跟踪和监督，发现有达不到优良级的结构物和产品，坚决返工重来。
推行TQC管理体系，层层交底，层层把关，加强职工的技术培训，树立全员质量意识，加强工程质量法律、法规意识教育，提高责任感。
2、把好图纸关：
图纸是施工的重要依据，每个单位工程、分项分部工程开工前都认真阅读和审核图纸，发现问题及时向建设方和设计方反映。
对图纸中的几何尺寸、工程量及材料规格和技术要求都“吃透再干”。
对设计变更单设专人管理，及时下达到施工班组，避免人为因素造成工程质量问题。
3、把好测量关：
测量、放样工作是将图纸变为工程实体的关键环节，本次施工拟采用全站仪按座标定轴线，用高精度经纬仪和水准仪测细部。
测量工作中要严格真实地填写实测数据，及时请复测人员和监理人员进行复核，降低测量误差。
4、把好材料关：
严格按图纸要求采购砂石料、水泥等原材料以及成品和半成品。
按材料质量检验要求定期定量取样送质检站测试有关指标。
不合格的材料不得进场，一经发现坚决退回。
重要材料要核查质保单。
5、把好机械设备关：
进场的设备一定配备适时的机械检测证书，操作人员配有上岗证，对机械设备定时保养维修，大型机械由专人指挥，不违章操作。
6、把好施工技术和操作关：
施工技术和操作是影响工程质量的主观因素。
施工中一定严格履行“三级交底”制度，对违反技术操作规程的人员采取思想教育和经济制裁相结合的措施。
六、文明施工措施
1、本工程施工，按工程进度进行分段设置围栏，施工区域与非施工区域严格分隔。
施工区域或危险区域设置醒目的警示标志，并采取安全保护措施。
2、建筑材料在固定场地整齐堆放，施工现场道路畅通，场地平整，无大面积积水。
3、确保防汛设施和地下管线的畅通、安全，降低施工过程中产生的噪声，防止施工中产生的废弃物、杂物飘散，减少施工对市容、绿化和环境的不良影响。
4、施工人员按照工地文明施工的要求进行作业。
施工中产生的泥浆和浑浊废物未经沉淀不得排放；施工中产生的各类垃圾应堆置在规定的地点，不得倒入河道和居民生活垃圾容器，施工中不得随意抛掷建筑材料、残土、旧料和其它杂物。
5、运输建筑材料、垃圾和工程渣土的车辆，采取有效措施，防止建筑材料、垃圾和工程渣土飞扬、洒落或流溢，保证行驶途中不污染道路和环境。
6、工程的主要出入口设置工程概况牌及工地总平面图。
7、采取有效措施，确保沿线单位、居民的出入口道路畅通，并召开交通配合会议，落实好施工期间的交通配合措施。
8、工地内设置醒目的环境、卫生宣传标牌和责任区包干图。
按照卫生标准和环境卫生作业要求设置相应的厕所和生活垃圾容器，并落实专人管理，按规定时间清除。
按照卫生、通风和照明要求，设置茶亭、更衣室和其他必须的职工生活设施，并建立定期清扫制度，食堂应符合上海市职工食堂管理的有关规定，落实各项除四害措施，控制四害孳生。
七、安全保证措施
（一）、承诺:
1、整个施工期间不发生人员伤亡事故
2、争创市文明建设工地
（二）、保证措施：
1、安全生产措施：
（1）、牢固树立“安全为生产，生产必须安全”的思想，落实各级安全责任制，充分发挥专职安全员与班组安全员的作用，建立一个有层次的负责的安全管理监督网。
（2）、建立健全工地安全生产管理制度。
每天上岗前进行安全交底，每星期进行一次安全活动，每月进行一次安全大检查，发现问题及时整改。
经常进行安全生产教育，做到工人入场必须进行入场教育和岗位教育。
特殊工种必须进行相应的安全教育和技术训练，经考核合格后，方可上岗操作。
分部分项工程施工前要结合具体工程特点，有针对性地进行技术安全交底和安全操作规程的教育。
（3）、施工人员必须按安全生产操作规程进行作业，严禁违章指挥，违章作业；树立安全第一思想，坚持班前安全交底，发现事故隐患及时整改。
（4）、进入施工现场必须穿戴好规定使用的劳防用品，不准赤膊、赤脚、穿拖鞋、裙子等；上班前及上班中不准喝酒，严禁带小孩进入施工现场。
（5）、不准驾驶或玩弄与本人工作无关的车辆、机械及其它设备。
（6）、施工现场有危及行人及施工人员安全的洞、坑、槽要及时填平或设置安全隔离措施，挂好安全警告牌，夜间须点红灯，不得随便拆除各种安全标志及安全装置。
（7）、生活区、木工间、食堂、油库等应设置消防器材，消防器材附近不准堆放障碍物，不准随意玩弄消防器材。
（8）、所有的电动设备，必须设有各自的控制开关，开关的容量规格与设备的容量相适应。
必须有行之有效的安全接地、接零，有良好的绝缘。
手持电动工具有漏电保护装置。
各类电动设备实行定人、定机、定岗位管理。
（9）、各种机械设备工作前要检查线路、传动、润滑、钢丝绳、电机接地及各种保护装置是否完好、正常，并进行空载运行达到正常后方可工作。
工作中应经常检查机械运转情况，严禁带病动作，工作完毕后，一定要切断电源，清理好现场。
（10）、开动机械时，要高度集中思想，不准与他人说笑。
人离机停，切断电源，对各种机械必须做到“四勤”，即：
勤检查、勤加油、勤保养、勤维修，不准机械超负荷使用，发现违章，机械操作工有权拒绝操作。
（11）、使用木工机械禁止戴手套，操作时必须集中思想，认真操作，不得与人谈笑，锯木时前推进度不能太快，不能锯过短木料及小条子材料。
（12）、使用振动机械应先检查电源线路是否良好，机械运转是否正常，机械移动时，不能硬拉电线，更不能在钢筋和其他锐物上拖拉，防止割破拉断电线造成触电伤亡事故，使用单相手提式振动机时，必须戴好绝缘手套，以防触电伤人。
（13）、沟槽开挖时要支撑牢固，防止塌方造成事故，开挖时要保护地下管线不受破坏。
（14）、卸管用的吊车应专人指挥，操作人员应集中思想，听从指挥。
要根据机械性能合理选用起吊设备，严禁超载超吊。
吊臂回转半径的影响范围内不得有障碍物或站人，操作人员上下沟槽时，应采用扶梯，扶梯应高出地面1m，上下人员应密切配合。
（15）、中小型机械进入施工现场前，由公司机械设备员向机械操作人员进行设备完好率交底验收和安全操作交底。
被交底操作人员确认设备完好无疑和安全操作交底明确，方可使用。
九、施工进度计划
1、施工进度计划
我公司对工期的安排为97天。
拟定开工日期：
2014.11.6
拟定竣工日期：
2015.2.10
2、我公司将及时组织施工，具体开工日期由业主下达的开工令确定，我公司保证本工程的施工总工期保持不变。
3、施工进度计划
施工阶段
工期
开始时间
结束时间
施工准备阶段、测量放样
5天
2014.11.6
2014.11.10
工作井施工
66天
2014.11.11
2015.1.15
顶管施工
77天
2014.11.21
2015.2.05
收尾工作
5天
2015.2.05
2015.2.10
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