穿越渠道顶管施工专项方案.docx

1、穿越渠道顶管施工专项方案宝鸡市蟠龙新区污水处理厂至千河段排水工程三标段穿越顶管施工专项方案 编制：_审核：_审批：_ 陕西广宏建设工程有限公司2017年7月 1.1编制依据 3宝鸡市蟠龙新区污水处理厂至千河段排水工程穿引渭渠顶管施工专项方案1、工程概况及施工布置1.1、编制依据1）本工程的招投标文件2）本工程施工组织设计3）现场实际水文地质、地形及施工条件4）本工程施工图纸及设计交底。5）本公司企业管理手册及其它有关总承包管理、质量管理、安全管理、文明施工管理规定。6）给水排水管道工程施工及验收规GB50268-2008；7）混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2015；8）建筑基坑

2、支护技术规程JGJ 120-2012；9）建筑基坑工程监测技术规范GB 50497-2009；10）给水排水构筑物工程施工及验收规范GB50141-2008；11）给水排水工程顶管施工技术规程CECS 246：2008；12）施工临时用电规范JGJ46-201213）建设工程安全生产管理条例国务院令第393号14）建筑深基坑工程施工安全技术规程（JGJ311-2013）15）危险性较大分部分项工程安全管理办法建质【2009】87号文1.2编制目的本施工方案系宝鸡市蟠龙新区管委会投资建设的污水处理厂至千河段排污工程三标段，Y45至Y46排水工程顶管施工方案。该顶管段是图纸设计的Y45至Y46穿引

3、渭渠底施工段。在认真阅读和充分理解设计及对施工现场及周边环境作详细调查的基础之上，并结合我单位的施工经验，以信守合同、确保工期和质量、合理控制工程造价、优质高效文明施工为指导思想，编制本工程施工方案。在编制过程中，我们立足于专业化、科学化施工，重点工序重点安排，特殊部位特殊考虑，并结合工期和工程实际进行统筹，尽量做到现场布置合理，方案切实可行，施工组织科学得当，以便为优质高效完成该项工程奠定基础。1.3概述工程名称及相关单位工程名称：宝鸡市蟠龙新区污水处理厂至千河段排水工程三标段工程地点：宝鸡市陈仓区千河镇田胥崖村建设单位：宝鸡市蟠龙新区管委会监理单位：西安瑞君建设项目管理有限公司施工单位：陕

4、西广宏建设工程有限公司工程概况：该工程起点为污水处理厂东侧，桩号为K0+360,终点为千河，桩号为K4+436.72，途径底县公路、蟠龙大道上塬路、引渭渠至中国石油宝鸡分公司围墙、田胥崖村农田。根据设计要求本标段：Y46-Y45、Y49-Y48、Y54-Y53、Y55-Y54为顶管施工段，共长295m，管道直径D2000mm，管长2.50米。采用级钢筋混凝土钢承口管，橡胶圈接口。管道混凝土强度等级不低于C50，抗渗等级不低于P8。本项目采用人工钢格栅机械挤压式顶管施工工艺，顶管作业最长长度为100米，为Y55-Y54段。根据图纸设计要求，专用顶管工作坑2座，顶管接受坑2座，其余顶管工作坑和接收

5、坑由格栅消能井代替。由于该污水管道设计较深，穿引渭渠段设计埋深12米，其中引渭渠底至管道顶高度4.35米。引渭渠从拟建线路（K3+155K3+185）处经过，渠底已做防渗处理。顶管管径2米，此段无法进行开槽施工，根据此工程的设计要求，制定此段顶管施工方案。1.4 项目的工程量主要工程量表 表1-1项目名称顶进顶管坑混凝土管顶进58.47米专用顶管坑1座1.5 工程地质条件及评价（见附图纸说明部分）拟建管道沿线无地裂缝通过，此外，未发现其他不良地质作用，管道沿线场地均非自重湿陷性黄土，湿陷等级为-，施工段无地下水影响，无其余地表水系。适合顶管施工。1.6场内交通条件根据施工现场情况及施工需要，考

6、虑在施工线路新建 场内施工道路1条，宽度6米。施工道路从Y45消能池施工区域修至引渭渠岸公共交通主干道上相连接。1.7 施工供电施工用电电源点，利用Y46部位的低压配电接口供应Y45消能井的施工用电。 1.8施工供水 我方自行负责本工程施工和生活用水，施工供水生活用水，取自当地村民生活用水，我公司负责设计、施工、采购、安装、管理和维修施工区和生活区的供水系统，包括修建为保证正常供水的引水，储水、水处理和抽排水设施等。 1.9 混凝土生产系统本项目采用商品砼。1.0出渣场 本项目出渣场采用当地冲沟，平沟造田。1.11施工供风 采用空气压缩机供风、轴流通风机管道内送风二、顶管工作规划顶管施工方法：

7、本工程施工段，顶管距离较短，只有58米，计划用1套顶管设备作业；在管道下游末端开始向上游施工。顶管的时间选在引渭渠停水期，（顶管通过引渭渠底时，提前2天通知引渭渠管理站停水）确保施工更加安全，利用4个工作日完成施工。2.1、格栅机械顶管施工方案的选择因当地地质条件为黄土粘土，本项目采用人工钢格栅机械挤压式顶管施工工艺。（一）、采用格栅机械式挤压顶管的必要性和可行性1、格栅机械挤压式顶管采用先顶进、后出土的方式，作业人员在有格栅的工具管内出土，施工安全能保证；2、在工具管前端加入钢格栅，减小开口率，可有效防止挖掘面坍塌；3、由于个格栅机械挤压式顶管为敞口式顶管，遇地下障碍物时处置难度小；4、个格

8、栅工具管后段的纠偏装置可实现实时纠偏，确保中线及高程满足规范及设计要求，能够保证工程质量；（二）、格栅机械挤压式顶管施工原理格栅挤压式顶管是在混凝土管前端加设一个格栅工具管机头，机头由两段组成，前壳体主要由刃口、取土口和设在刃口与取土口之间的网格组成，用来切削土体和稳定挖掘面，以保证操作人员的安全及减少地表的沉降，后壳体装有四个液压千斤顶,用来挤压顶进和纠正顶进过程中的中线和高程偏差。施工时，主顶油缸或中继间油缸的推力把特制工具管前段先挤到土里去，被挤压的土则从工具管取土口排出，然后将切削的土体运出坑外。此法利用主顶油缸或中继间油缸的推力把格栅工具管挤入砂（土）层，而被挤压的砂土从工具管的格栅

9、排入工具管内，代替人工挖砂（土），确保人身安全；工具管内设置的纠偏装置，增加了即时纠偏功能，确保中线及高程满足规范及设计要求，保证了工程质量。2.2、施工现场平面布置3、 施工技术方案3.1、工作坑（跌水消能井）本工程Y45格栅跌水消能井和Y46顶管工作坑均采用逆作法施工，格栅消能池兼做顶管工作坑（接收坑）。施工中首先施工格栅跌水池上部3米，作为顶管工作坑，向上游Y44顶进，顶进完成后再向下开挖，施工格栅跌水消能池下部，作为顶管接收坑，接收下游Y46顶进管道。顶管工作坑采用钢筋砼护壁，平面尺寸9*5米。见附图3.1.1、 开挖浇筑基坑内土方开挖采用分层法，每层开挖深度不超过2.5米。根据设计图

10、纸要求，第一次挖土可按设计图示尺寸全面下挖到一定深度，绑扎钢筋，支模，浇筑混凝土，待混凝土强度80%设计强度后，方可进行下一节开挖。第一层开挖采用1.6m反铲挖掘机进行开挖，直接装上运输车运至弃渣场。第二节及以后向下挖土，均只能先开挖一侧，待此侧混凝土强度达到80%设计强度后再开挖另一侧土，循序渐进以防止井壁向下突然沉降。第二层及以下开挖采用0.3m反铲挖掘机进行挖掘，吊斗进行装渣，汽车吊进行出渣。格栅跌水消能池池壁及顶管工作坑池壁施工示意图（制图说明：格栅消能池顶板面自然地平填土需1米深，在开挖逆作法施工前需按坑尺寸外挖2米宽，深度根据各部位顶板高度再下挖0.5米，为防止在施工过程中雨水流入

11、坑内。）待各类深基坑外边线放完后，即可进行第一层土方开挖。机械无法直接挖掘的部位，采用人工开挖、清理、归堆；挖土机无法直接转运的土方采用汽车吊吊机吊土，至地面归堆，装车外运。井护壁第一节挖深2.5米时，安装池壁木模板，浇灌混凝土护壁及井口圈梁。以每5天一节作为一个施工循环（即挖好每节土后浇灌下一节混凝土护壁）。一般土层中每节高度2.5米，在不利地质区每节高度不宜大于2.0m。为保证井的垂直度，每浇灌完三节的护壁校核井中心位置及垂直度一次。垂直度校正方法是以井体顶对角拉出十字交点为井中心，再用铅垂线引入井下作一井中心，并以这一垂线测量垂直度。3.1.2、池壁钢筋绑扎将已加工好的钢筋吊入井下绑扎，

12、用预制小砼块作钢筋保护层垫块，保护层厚为40mm。 Y46顶管工作井为双层双向配筋，竖筋为16150，20150，水平筋为18150，架力钢筋为12600钢筋采用HRB400螺纹钢筋fsd=360MPa。3.1.3、护壁模板安装与拆除完成钢筋绑扎后，经监理工程师验收合格后，可进行模板安装，采用组合式木模板拼装。模板安装流程：模板立档横档板与板之间用螺栓初固定斜撑或水平撑支顶、调模定模。严格认真遵照图纸施工，做好墙内的构件预埋、孔洞预留工作，做到不漏、不错。拆除模板时，先拆除斜拉杆及斜支撑，再拆除组合螺栓，然后用撬棍轻轻撬动模板，使模板离开护壁，将模板逐块传到地面堆放。3.1.4、护壁混凝土浇灌

13、顶管坑护壁砼为C30，消能池护壁砼为C35、抗渗等级P10、抗冻等级F150。采用商品混凝土，泵车浇筑。混凝土浇注时浇注的自由高度不应大于2m，如超过2m应加串筒浇注。混凝土浇注时应对称平衡进行，采用分层平铺法，分层厚度控制在3050cm左右，振捣时防止漏振和过振现象，以确保混凝土的质量。每次浇注混凝土前充分做好准备工作，及时测定混凝土坍落度，每次浇混凝土根据规范做好抗渗、抗压的试验工作。钢筋、模板及各类预埋件经隐蔽验收合格。混凝土开浇前全面检查准备工作情况并进行技术交底，明确各班组分工、分区情况，混凝土入仓前清除仓内各种垃圾并浇水湿润，合格后方可浇注混凝土。施工中严格控制层差，杜绝冷缝出现，

14、混凝土振捣时振捣器应插入下层混凝土5cm左右，注意不漏振、过振，钢筋密集处加强振捣，分区分界交接处要延伸振捣1.5m左右，确保混凝土外光内实，钢筋工、木工加强值班检查，发现问题及时处理，保证正常施工，交接班时交清情况后才能离岗。3.2、顶管施工：3.2.1、格栅机械挤压式顶管施工工艺流程基础及导轨安装和后背安装 顶管设备安装 洞口止水 格栅工具管顶进 管道顶进 测量与纠偏 中继间顶进 接收井 接口处理 管外壁压降防沉3.2.2、施工准备工作 1、生产准备、进行施工测量和现场放线工作。、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树木及附近房屋等的准确位置，对管线有影响的障碍物在顶

15、管施工前全部进行拆除。、按施工平面布置图修建临时设施，安装临时水、点线路，并试水、试电。、进行顶管所用设备的采购与维修。、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。、根据材料计划，分期分批组织材料进场。2、技术准备、审查施工图纸和进行各专业图纸会审，进行施工技术交底工作。、做好标高点控制，施工测量和现场放线工作。、按照建设单位提供的永久水准点，引临时水准点至井下，施工中经常进行校核。3、顶管的顶力计算总顶力经验公式(钢筋混凝土管)：根据给水排水工程顶管技术规程CECS246:2008P=nGL=1.5*8.80*58.47=771.80KN 式中：P计算总顶力(kN)；G管子单位

16、长度管体自重(kNm)；L顶进管总长度(m)；n土质系数。当土质为粘土及天然含水量较小的亚粘土，管前挖土能形成土拱者，n可取1.52。当土质为密实的砂土及含水量较大的亚粘土，管前挖土不易形成土拱，但塌方尚不严重时，n可取34。需要77.18T 的千斤顶，本工程的顶管长度58.47m，本施工段计划采用2台50T的液压千斤顶进行顶进。3.2.3、平面布置（1）、工作坑施工区域布置地面布置有供电系统、管道存放场地、触变泥浆搅拌站、起重设备、材料间现场办公用房等。（2）、基坑内布置（3）、上下坑人梯布置 （4）、平台搭建工作平台主梁采用40号工字钢，次梁采用30号工字钢，平台口尺寸为3.5m2.0m，

17、其余位置满铺方木及大板，主梁两端与工作井侧墙接地长度不少于2m。（5）、防护栏工作井口设不低于1.2米的防护栏，护栏上挂密目网。工作井口外1.01.5m处设置高1.8m的彩钢板围挡。（6）、挡水墙工作坑开挖边线外1.01.5米处砌筑30厘米高的砖墙，并用M10的水泥砂浆抹面，以防止雨水流入工作坑内，影响施工。3.2.4、顶管工作井内设备安装1、导轨安装：严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。（1）、由于工作井底板浇筑了20cm的砼，地基稳定，导轨直接放置在工作井的底板上。（2）、严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。（3）、导轨采用浇筑砼予以固定，导轨长度

18、应大于管长的1.5倍，间距设置为60cm。（4）、导轨必须直顺，严格控制导轨的高程和中心。2、下管、顶进、出土和挖土设备：采用汽车吊进行下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、垂直牵引的卷扬机作为出土设备，用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。3、照明设备：井内使用电压不大于12V的低压照明。4、通风设备：人工挖土前和挖土过程中，采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。5、工作棚架：作为防雨及安装调运设备，工作坑上设活动式工作平台，平台用20#工字钢梁。在工作平台上设起重架，井旁边装置电动卷扬机。3.2.5、引入测量轴线及水准点1、将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上（两个点），作为顶管中心的测量

19、基线。2、将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。用经纬仪测定轴线方向，并作好控制点。如图示： 1 2 3 2 5 3 1 4 工作井预留孔中心 接收井预留孔中心 1.2.3 井外控制点 4.5 井内控制点 坡度测量：水准仪测量工作坑与接收坑预留孔中心高差h，由i=h/L（i为坡度，L为管线长）得出坡度。 工作井孔中心 接收孔中心 i H L1 h Lhh=H-L1 i (h:经纬仪望远镜中心距井底板高度) =arctgi在施工过程中，掘进方向由激光经纬仪导向。（经纬仪拨垂直偏角来控制坡度）。3.2.6、千斤顶和顶铁的安装1、千斤顶的高程及平面位置：千斤顶

20、的工作坑内的布置采用并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，采用人工挖运土方，管上部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/41/5处为宜。2、安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺。由于顶进长度较大，护口铁根据顶进情况选择U型或圆形护铁，以确保管体安全，保护管子端面，使端面受力均匀。顶铁选用矩形端面顶铁，结构为槽钢和工字钢焊接成的型钢。根据具体情况，可选钢制顶柱，顶柱均被可靠固定在U型顶铁支架上，有效防止崩铁。在顶进过程中，顶铁与千斤顶的行程长度配合传递顶力，在顶镐与管子之间陆续安放。3、千斤顶顶进30cm时加

21、放顶铁，每次退千斤顶加放顶铁时，应安放最长的顶铁，保持顶铁数目最少。4、顶进中，顶铁上面和侧面不能站人，随时观察有无扭曲现象，防止顶铁崩离。3.2.7、洞口止水圈安装 3.2.8、顶进施工1、工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态，即可进行试顶。首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具头，然后安装混凝土管节，再次测量标高，确定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进施工时，主要利用风镐在前取土，千斤顶在后背不动的情况下将污水管向前顶进，其操作过程如下：（1）安装好顶铁挤牢，工具管前端破取一定长度后，启动油泵

22、，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。（2）停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。（3）添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。（4）卸下顶铁，下管，用环形橡胶环连接混凝土管，以保证接口缝隙和受力均匀，保证管与管之间的连接安全。顶管示意图2、顶进施工中的重点工序（1）测量、测量次数：在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每顶进2030cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50100cm时，测量一次。、中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。、高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，以

23、控制顶进高程；同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校水准点，提高精度。、一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。（2）纠偏当测量发现偏差在1020mm时，采用超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。当偏差大于20mm时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用时，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，即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。（3）管前挖土要求、在道路和引渭渠下，不得超越管段以

24、外100mm，管周不得超挖，并随挖随顶。、在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300500mm，在管周上面允许超挖15mm，下面135度范围内，不得超挖。管前土质良好及正常顶管地段，管前开挖长度300mm500mm，在土质不良地段，管前挖土长度不得超越管端100mm，随挖随顶。道路下管前挖土长度不宜大于100mm，并随挖随顶，同时应遵守管理单位对挖掘、顶进的有关规定；土质不良地段，管前开挖长度不得大于300mm。 正常顶管地段管顶部位最大超挖量宜控制在15mm以内，管底部位135范围内不得超挖。在不允许土层下沉的顶管地段，管道周围不得超挖。（4）接口的处理由于顶管的管材为F型接口，顶管完毕后

25、，对于管与管之间的缝隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹。选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂，配合比（重量比）为：膨胀水泥：砂：水=1:1:0.3，随拌随用，一次拌和量应在半小时内用完。填抹前，将接口湿润，再分层填入，压实填抹平整后，在潮湿状态下养护。（5）在顶进过程中遇到下列情况之一时，即应停止顶进，迅速采取措施，处理完善后，再继续顶进。顶管前发生塌方或遇到障碍；后背倾斜或严重变形；、顶铁发现扭曲迹象；管位偏差过大，而且校正无效；顶力较预计增大，超过管口许可承受的顶力。每班均应填写施工记录。施工记录应包括顶进长度、顶力数值（或油泵压力表数值）、管位偏差及其校正情况、机械运转情况、土质变化以及出现的问题和

26、应注意事项。交接班时应将施工记录向下一班交接清楚。3.2.9、注浆减摩通过注润滑浆可以减少顶进管周边的摩擦阻力、增加顶进距离。注润滑浆也是顶管施工中最为有效的、最为经济的一种手段。顶管润滑浆注浆用的膨润土必须是天然钠基膨润土，浆液的调制也是一个必须引起重视的问题。调制浆液时，必须经过充分搅拌。调制好的浆液放置一段时间以后，用一枝木质铅笔插入，铅笔能自立于浆液中不倒则表示该浆液可以用了。注浆孔中，应设有单向阀。如果不设单向阀，当注浆停止时，管外的泥砂会顺着注浆管流向管内，沉淀下来会把注浆管堵塞。注浆效果的好坏与用和不用单向阀有很大的关系。注浆的程序也是一个应引起注意的问题。一般来讲，顶管机后的管

27、子应充分注足，让它形成浆套。后面的浆液是用以补充，使浆套完整。如果有较长时间停止下来不推，注浆也不能停止。注浆用螺杆泵为好，螺杆泵出来的浆液没有脉动，易于形成浆套，其他的泵效果较差。注浆压力一般只须比地下水压力略高一点即可。不过，这还要看土质而定。如果是粘土，渗漏系数很小，注浆压力也可小一些。如果是砂土,渗漏系数大，则注浆压力也应大一些，而且浆液也稠一些，唯有如此，浆液才能较好地形成二个包裹在管外的浆套。前5节管都必须注浆，以后每隔12节管放一节注浆管。此外注浆、调浆都安排有专人负责。而且，每一个班对注浆压力、注浆量以及注浆过程出现的一些问题都有完整的记录。4、 主要施工设备和劳动力计4.1、

28、主要施工设备见表所示。 施工主要施工设备计划表序号设备名称单 位型号数量备注1顶管机台15KW22装载机台1.5m13起重机台30t14自卸汽车辆10t15砼干喷机台4m316砂浆注浆机台0.5M327空压机台20m328梁式起重机台D5019风镐台1.2KW24.2 劳动力计划计划施工采用作业循环制，劳动力组合见所示。施工劳动力单班组合计划表 序号1234567工种管工吊装工司机电工修理工工长顶管作业业工人数22112265、 安全监测5.1、监测方案的编制依据制定本监测方案的主要依据为：（1）工程测量规范（GB50026-2007）；（2）建筑变形测量规范（JGJ 8-2007）；（3）城

29、市测量规范（CJJ8-99）；（4）城市地下水动态观测规程（CJJ/T76-98）；（5）岩土工程勘察规范（GB50021-2001）；（6）本工程招标、设计等有关资料。5.2、监测方案的编制原则根据本工程特点和对监测的技术要求并结合施工现场实际情况，监测工作应按以下要求进行：（1）顶管本身及其周围60角范围内的建筑物作为本工程监测对象；（2）设置的监测内容和监测项目必须符合有关规范及设计要求，并能结合现场实际全面反映工程施工过程中顶管本身和工程环境的变化情况；（3）采用的监测方法、仪器、材料和监测频率应符合设计和规范要求；（4）监测数据的测试、采集应做到全面、及时、准确；监测数据的整理和提交

30、应满足信息化施工的要求。5.3、施工监测内容和要求 现场施工中，要求通过适当的监测手段，随时掌握周边环境的变化以及顶管通过路面和引渭渠稳定状态，为设计和施工提供信息。通过反馈，及时修改，优化支护方案，改善施工工艺，预防事故，同时，监测资料还可作为检验和评价支护结构稳定性的依据。结合本工程实际，监测项目主要内容如下: 1.顶管通过引渭渠两侧的水平位移监测。 2.顶管通过引渭渠两侧的沉降监测。5.4、监测的方法和监测点布置5.4.1顶管施工通过路线路面的水平位移监测。对处于顶管施工影响范围内的地面直接埋设监测点进行监测，监测点固定好后，用水准仪测得监测点的初始标高。由于顶管的施工过程中受挤土效应，施工顶管会产生相应位移，故在顶管施工路线通过的引渭渠两侧直接进行水平位移监测，对判定顶管支护结构安全具