顶管施工技术方案.docx

1、顶管施工技术方案顶管施工技术方案一、施工部署1、材料准备1.1材料应本着保证工程质量和进度，加速周转，降低消耗，节省费用的原则进行控制，严格按照相关标准的要求进行检验，各项指标应满足相关要求，各种质量证明文件应齐全准确，确保工程施工质量。1.2在工程开工前，从材料厂家或供货方采购满足本工程需要的各种材料，且其性能满足甲方要求及相关标准、规范要求。1.3根据业主对材料的控制要求和我公司ISO9001：2000质量体系文件中关于材料控制的相关要求进行，严格材料控制的全过程管理。1.4材料进场后，报甲方现场监理工程师进行验收，若对某中材料的质量有疑惑，可抽样到当地的质量检验部门进行二次化验，合格后方

2、准投入本工程使用。1.5材料控制（1）材料的采购必须验证材料生产厂家生产资质及相关产品质量证明书。主材应具备产品合格证（标明生产工期及有效期）、由技术质量监督部门出据的技术质量检验报告、产品标准、使用说明书及本批产品检验报告等文件。如果对材料质量有疑问时应委托有检验资质的部门进行抽样检查，检验结构不符合要求的材料或超过存储期的材料不得使用。（2）材料的采购应严格按照甲方及相关技术要求进行采购，材料性能规格必须满足工程要求。（3）所有材料的采购验收应接受业主及监理机构的监督并取得认可后，方可投入工程施工。2、施工器具准备2.1按照施工机具的需求计划在工程开工前，从公司范围内调遣施工机具进场。所有

3、进场机具在进场前，要进行彻底的检查、调试，确保其工作性能和安全性能。2.2所有的施工机械、检测仪器，使用前必须进行有关的性能测试、检验，并设置采购、领用、回收台帐。2.3拟投入本工程的施工器具的名称、数量及规格型号详见附表拟投入本工程的机械工具一览表3、技术准备3.1进行图纸资料的自审、专业审工作，及时取得发包方的书面确认资料，作为今后施工依据。3.2听取设计技术交底，做好施工技术交底。3.3结合本工程特点，本单位技术素质，组织施工人员技术培训工作，要理论与实践结合，进行考核发证使参加培训人员持证上岗。3.4对施工所用材料进行抽样检查，杜绝不合格材料使用。3.5组织调整设计技术要求工程特点，同

4、时进行各种施工技术资料的准备，和发包方明确质量控制程序等要求。3.6编写施工方案和操作方法。备齐本工程所需各种施工记录，质检记录，隐蔽工程记录，中间交接记录，气象记录等施工表格。4、现场条件准备现场条件准备主要有：施工临时设施、施工机具、施工材料、检测仪器、施工用水电气以及必要的消防救护器材等。4.1工人休息更衣间，按施工高峰人数计算，要与作业间、存料间隔离设置，可借用永久性建筑，也可设置临时性建筑。4.2仓库中材料按材料品种分类存放，不得混放；室内设置防爆型照明；保持良好的送排风设施；易燃品应隔离存放；存放的物品要下垫，并防止日光直射。4.3机械设备应单独设置在工作棚内，要保证供电、供水方便

5、；用电设备应设置在半露天工作棚内，上方应有防雨设施。4.4施工现场应保证足够的施工用水电气，应能满足连续施工的需要。4.5各类设施和机械供电等应符合安全标准，并分别设有明显安全标志。4.6配备足够的中间检查和最终检查的各种检测仪器和工具。5、劳动力准备5.1专业技术工人的来源与岗前培训（1）专业技术工人主要从我公司参加过类似工程建设的工人中抽调，挑选技术水平高、责任心强的人员参加本项目施工。（2）施工前应请有关方面的专家授课指导，对全体施工人员进行有关技术的培训。5.2专业技术工人的组织（1）充分考虑本标段工程的特点，综合考虑工期目标和施工工艺方法等，以结构合理、高效精干、技术素质高、专业对口

6、、施工经验丰富、各工种搭配科学合理的原则进行劳动力配备。（2）各施工队均以联合体下属各专业公司的施工队伍组成，其主要人员以参加过建筑装饰的施工队伍为主，并根据专业技术特点，由各公司选拔抽调技术水平高的人员组成。所有参加人员都必须参加过类似工程施工。劳动力数量根据标段工期要求及工程数量确定。（3）对施工采用的新工艺、新设备的操作人员，先通过聘请外方专家进行培训和操作指导，并取得上岗合格证后再进行本工程的施工操作。5.3岗前培训（1）为确保本标段工程施工安全和质量，所有施工人员进场前必须经过专业技术培训，并经考试合格后持证上岗。（2）各施工人员进场后，在正式施工前，由指挥部统一组织，针对施工人员施

7、工的具体工程项目，对施工人员进行岗前培训，明确设计标准、技术要求、施工工艺、操作方法和质量标准，施工人员经培训合格后上岗（3）针对本工程的特点、技术难点、技术要求、质量标准、操作工艺等，分专业制定岗前培训计划，组织全公司科技、安质等部门具有丰富施工经验的专家，对准备进场的管理人员和施工人员进行集中学习和培训。使所有管理和施工人员熟悉与本标段工程相关的安全生产知识、施工技术标准、质量要求、操作规程及有关规定，经理论和实践考核合格后方可进场。确保所有人员均能以饱满的热情、认真负责的工作态度、精湛的施工技术和安全优质高效的工作效率圆满完成施工任务。（4）施工过程中，在施工队伍中开展劳动竞赛，技术比武

8、和安全评比等活动，提高施工人员整体施工水平。（5）利用施工间隙进行法制宣传和环保教育，教育施工人员遵章守纪，保障社会治安，保护周边环境。（6）对于施工中采用的新工艺、新设备，必须在施工人员中挑选理论知识、实际操作能力都较强的专业技术人员到专门技术学校及专业厂家进行培训，待其熟练掌握操作技术后，才能进场。（7）作为储备的施工队伍在上场之前，先在单位劳务基地进行相关教育培训，根据现场施工需要时随时进场。5.4主要劳动力组织计划各施工队伍、各工种劳动力上场计划根据工程施工进度安排确定，施工人员根据施工计划和工程实际需要，分批组织进场。在施工过程中，由项目经理部统一调度，合理调配施工人员，确保各施工队

9、、各工种之间相互协调，减少窝工和施工人员浪费现象。工程完工后，在统一安排、调度下，分批安排多余施工人员退场。6、施工现场组织与管理为确保该工程总体目标的实现，充分发挥我公司人力、设备、管理等各方面的综合能力，满足施工的需要；本着“科学组织，精心施工”的精神，按照重点工程施工的要求；中标后组建保温工程项目经理部，配备高素质的各部门管理人员和技术实力雄厚的施工队伍，实行项目经理负责制。根据施工项目部的设置原则，施工项目部必须面向施工现场，组织机构的层次要少，人员要精干，一岗专职，本工程施工项目经理部拟设五部一室，并建立健全各部门岗位职责。6.1项目组织机构关系图。6.2项目组织机构配备情况拟投入本

10、工程的项目主要管理人员全部有三年以上的同类工程管理经验，公司将委派施工经验丰富的公司骨干分别担任本项目的项目经理和技术负责人，项目主要成员配备见第七项（项目管理组织机构）中的项目管理组织机构配备情况表。6.3项目部主要管理人员岗位职责：（1）项目经理岗位职责：1）组织现场的施工工作。2）组织监督现场召开每日工作会议，并做好会议记录。3）协调现场管理人与业主、监理单位及其它施工队的互相配合。4）监督工程进度，按计划保证工程质量，及时调配力量，确保施工正常进行。5）对施工过程中出现的问题及时与甲方联系，确保施工进度不受影响。（2）技术负责人岗位职责：1）对本工程质量全面负责，领导工人按施工组织设计

11、进行施工，使工程质量达到设计要求。2）认真推行全面质量管理，对施工人员进行“质量第一，用户至上”教育，开展创优质工程活动。3）严格按所制订的施工进度表组织施工，及时填写施工日记。收集质量记录，随时掌握工程质量情况。4）认真执行公司的质量规范及各种技术措施，组织自检、互检、主持质量的检查验评、督促工程验收手续的评定工作。5）严格按制订的奖惩规定，支持质检员的工作。6）认真组织贯彻落实安全生产规章，对所承担的工程安全生产直接负责。7）组织工人学习安全操作规范，教育工人严禁违章作业。8）发生安全事故积极采取措施，及时上报，并参加事故处理。（3）质检员岗位职责：1）负责工程的质量自检、互检，经常分析质

12、量情况，掌握质量动态。2）收集整理质量资料，及时填报工地数据报表，建立质量档案。3）按质量标准，及时对工程质量进行验证，对不合格的有权责令返工或停工，并将经济损失上报。4）验评工程质量时要在自检合格的基础上进行，发现问题要及时予以处理，对发生的质量事故及时上报。5）参加质量会议及质量检验，参加工程质量事故的分析、调查和处理。6）积极协助领导开展全面质量管理和指导质量攻关小组的活动，根据实际检验情况，经常提出质量研究课题。7）在工程质量的验评中，严格掌握质量标准，对检验评定的工程质量负责。8）坚持原则正确反映质量情况，对隐蔽质量事故的，有权越级反映情况。（4）技术人员岗位职责：1）在实际操作中不

13、断修正和完善施工技术，以确保工程质量达到设计要求。2）协助项目经理进行全面质量管理，向施工人员进行技术交底，并对工程的技术质量工作负责。3）掌握工作质量情况，参加质量检查，对质量验评给予评定。4）经常检查施工情况，对违反者有权制止，令其返工或停工。5）填写各种质量报表、搜集、整理、健全质量档案。6）协助项目经理组织有关人员学习推广新技术、新工艺，推行先进的施工方法。7）积极推行质量管理工作，及时在质量攻关小组中组织研究技术的疑难课题，解决实际工作问题。8）积极总结工程作业上的各种经验，及时向公司汇报。（5）安全员岗位职责：1）做好安全管理工作，研究贯彻执行劳动保护和安全生产方针、政策、法令及规

14、章制度。2）参加审查施工组织设计和编制安全技术措施计划，负责督促有关人员实施。3）深入施工现场进行安全检查，解决生产中的安全问题，制止违章指挥作业，遇有严重问题有权及时令其停工整顿。4）与有关部门共同做特种工人的安全培训和考核发证工作。5）开展安全宣传活动，总结和推广安全生产的先进经验，对职工进行安全教育。6）对工伤事故进行统计、分析及上报，参加事故的分析调查及处理工作。7）对不安全因素和隐患及时向领导如实反映，及时消除不安全因素，保证施工正常进行。8）参加工程验收，定期总结安全管理经验。（6）施工人员岗位职责：1）做到“四懂三会”。四懂：懂材料性能、懂机械性能、懂工程质量标准、懂操作规程；三

15、会：会操作、会检测、会修复。严格按规范施工，并做好自检。2）爱护各种机器设备，使其保持良好的状态。3）严把质量关，做到不合格的材料不使用，不合格的工程不交接。凡不按规范、技术标准施工而造成的窝工要负操作责任，自觉接受质检员、技术员的检查指导。4）自觉遵守建设方的各项规章制度，遵守公司的各项管理规定，做到文明施工。5）自觉遵守安全生产规章制度及安全操作规程，不违章作业。6）自觉遵守安全生产纪律，听从指挥。7）爱护施工中的各项设施及个人防护用品。二、施工技术方案泥水平衡顶管施工本标段的管道工程中，有需非开挖铺设的管道，施工方法采用机械式泥水平衡顶管施工，顶管管径DN800-1200,因此本节以DN

16、800管道为例，对泥水平衡顶管施工法进行叙述。（一）机械式土压平衡泥水加压顶管掘进机工作原理、特点机械式土压平衡泥水加压顶管掘进机从结构原理上能够保证安全、优质、高效地完成在粘土、粉质粘土及两层土体之间的顶进施工任务，该类顶管掘进机具有对土体和地下水的双重平衡作用，能够精确地平衡开挖面土体和地下水，将顶进对土体原始形态的影响降到最低。如在道路下且地下管道复杂的地段施工时，正常顶进无需采取任何施工预防措施，即可有效地保护管道和构筑物，节省大笔的辅助施工费用，产生较好经济效益。顶管掘进机正常工作时，刀盘按预先设定的压力紧贴在被切削的土体断面，在后方顶力作用下一方面旋转切削土体，一方面向前推进维持土

17、体的平衡。顶进中假设土体硬度增大，顶速不变时，刀盘受到的迎面阻力大于预设定的刀盘压力，刀盘渐渐向后缩回，保持刀盘对土体的压力不变。在刀盘缩回时，刀盘的切土口自动增大，切削土体的量（能力）增大，土体对刀盘的压力减小，使刀盘在新的位置仍然以预设定的压力与土体保持平衡。反之，当土体变软，刀盘向前渐渐伸出，刀盘的切土口变小，切削土体的量（能力）减小，土体压力增大，刀盘仍然以预设定的土压力与土体在新位置保持平衡。配合手动调节刀盘切土口和预设压力大小的调节功能，可以使土体侧压力得到非常精确的平衡。停机时手动关闭切土口，刀盘仍然保持预定压力紧贴土体，并且将泥水仓与开挖面隔离。无论土体过软或过硬，当自动调节范

18、围到达极限值时，刀盘报警装置报警，提醒操作人员注意，通过调节顶速、重新设定刀盘压力等手段，对土体进行新的平衡。这就是机械式平衡土体的原理。土体的精确平衡还包括土层中地下水的平衡，向开挖仓注入一定压力的泥浆，该泥浆除能够将土层中的颗粒带走外，通过控制出泥流量的大小，就可以简单而准确地控制泥水仓中的水压力，平衡地下水。所谓泥水加压就是这样。该顶管机从工作原理上能保证在掘进时，具有平衡开挖面侧向土压力和平衡地下水的双重作用，无论停机或挖掘时，都能控制正面土体的稳定，保证各种地面环境的安全，从而显示出和其它顶管机头施工方法所不同的独特方法。 该型号机头，人员在地面上操作，机头内的各种仪表，表示器能通过

19、的计算机屏幕，准确直观地反映到地面上来，通过读取刀盘的土压力、扭矩、切土口大小、偏差量、纠偏量、机头轴线的水平夹角等参数，判断机头运行情况。配以按钮式开关、全液压操纵系统，使机头控制方便易行。机头的挖掘、观察激光靶、分析机头偏差趋势、纠偏、控制地面沉降等关键作业，均由机头操作工程师完成，与其他人员关系较小，属中央控制型，容易保证顶管质量。（二）水泥顶管施工工艺（1） 顶进工艺流程1）顶管施工工艺过程分为顶进设备安装和顶进施工两大部分。2）设备安装：整套顶管机械由顶管机头（含纠偏系统）、主千斤顶系统、进排泥系统、触变泥浆系统、承力钢构件等组成。安装分井内、井外两部分。 顶进施工工艺流程如图 顶管

20、施工准备 机 头 进 洞 入 泥 顶 进 吊下管节、接管 顶进、测量、记录 纠偏、组对、焊接 接 中 继 间 顶 完 一 节 Yes No No 最 后 一 节 安 装 中 继 间？ Yes 竣 工 测 量 机头进洞、拆吊 结 束 (三) 顶管的顶力校核1）顶进力计算：污水DN800管道顶进距离最大为100m工作井后背顶力校核及最大顶力控制根据管径为DN1000mm，最大顶距按100米考虑。工具管切土顶管最大顶力计算F=3.1416D1Lfk+Nf F总顶力标准值（kN） D1工程管外径0.96 m L 管道设计顶进长度,100（m） fk 管外壁与土的平均摩阻力，取4KN/m2Nf迎面阻力（

21、kN）；Nf0.253.14DK2*H 式中：DK工具管外径1.0m; =土的重度取19.7KN/m3；H-管顶覆土厚度，取8m;各数据带入公式：Nf0.253.14DK2*H123.72（kN）顶进总阻力：F=3.1416D1Lfk+Nf1330.1（kN）相关参数依据经验值及给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-08。2）后背墙土抗力计算公式及数据取值见：顶管施工技术及验收规范 公式7.0.8 中国非开挖技术协会行业标准 R=a*r*H2*KP/2+2c*H*KP+r*h*H*KP式中：R总推力之反力 a系数，取1.5 B后背墙的宽度，（B为2.5m） r土的重度 18KN/m3

22、 H后背墙的高度 2.5m KP被动土压系数（2.46） c土的内聚力（10Kpa） h地面到后座墙顶部土体的高度，（取平均值8m）R=1.5*2.5*18*2.52*2.46/2+20*2.5*2.46+18*8*2.5*2.46 =3.75*（138.375+1490) =6106KN安全系数取0.8，后背墙总承载力为4885KN。3）顶力校核后背墙尺寸为宽*高*厚=2.5*2.5*1.0，土体（被动土压力）总承载力为4885 KN，井的被动土压力能满足顶力要求；施工图显示工作井（增加内衬混凝土壁厚及增大钢筋时）的允许承受顶力为：2500kN，顶管最大顶力值小于工作井允许承受顶力，结构满足

23、要求。由苏州水泥研究院的管道允许顶力推荐值表，可查得，DN800管节推荐可承受顶力为1500kN，管道结构满足顶力要求。经校核计算：本工程管道顶力计算后，能满足顶管工程的各项施工要求。（四） 顶管设备就位、安装、调试（1）安装导轨1）导轨安放在混凝土基础面上，导轨定位后必须稳固、正确，在顶进中承受各个方向的负载时不移位、不变形、不沉降。2）导轨安放前，应先复核管道中心位置。3）导轨设置坡度与设计轴线相同，导轨在顶进中应经常复核调整，确保顶进轴线的精度。4）顶进工作坑的混凝土底面的标高应为沟底标高减去导轨构造高度（约380mm）和10mm左右调整钢板的厚度。（2）设置承压壁1）承压壁应承受和传递

24、全部顶力，必须具有足够的强度和刚度，本工程承压壁的设计的承压能力为2500-3500kN。2）工作井在作承压壁时，将预留的洞口用砖封堵。安装另一侧承压壁时，可使已完成的管道承受顶力。为使承压壁受力均匀，在承压壁与井壁间浇筑找平的混凝土砂浆，砂浆强度宜在50-100#左右。3）承压壁的平面必须与顶进轴线相垂直，在顶进中随时检查，如有发现倾斜，则必须重新布置，以保证安全。（3）安装主顶设备1）主顶设备是指安装在承压壁前方，使顶管掘进机和管节向轴线方向顶进的加力组合装置。2）数台千斤顶应共同作用，规格一致，行程同步，每台千斤顶的使用压力不大于额定压力，油路必须并联，每台千斤顶均备有独立的控制阀，千斤

25、顶伸出的最大行程应小于油缸行程的10cm左右。3）油泵站设置在距离主千斤顶的近处，油路安装应顺直，减少转角，接头不漏油，油泵站应在井口操作间内工作。油泵的最大工作压力不大于32Mpa,应检查限压阀、溢流阀和压力表等指示保护装置，安装完毕后必须进行试车，在顶进中应定时检查维护。4）环形顶铁外径必须与管道直径一致，利用环的外部推动管节，为增加强度、刚度，可增加厚度和向内径方向的尺寸。马蹄形顶铁必须符合要求，刚度大，受力后不变形，相邻面垂直，排列不扭曲，不脱焊，与导轨的接触面必须平整。（4）顶管掘进机的安装1）顶管机的尺寸和结构应符合要求，先在地面上对整机应作详细检查。2）起重设备根据选择160kN

26、的汽车起重机，起吊前将钢丝绳试放到井内，确保钢丝绳够长度。起吊中应使用专用吊具，保证平稳、缓慢、严禁冲击、碰撞，并由专人指挥。3）掘进机安放在导轨上后，测定前后端的中心方向偏差和相对高差，做好记录。调整后应使掘进机机体与导轨面接触密实。4）再次对掘进机的电路、水路、油路、泥水管路和操纵设备进行逐一连接，各部件连接牢固，无跑、冒、滴、漏现象，对各部分分别调试并进行全面的试运行。（五）正常顶进施工一）顶管掘进机的出洞顶管过程中，无论是管子从工作井出洞或是接收井进洞，管道外壁与洞口之间都必须预留一定的间隙。如果该间隙不能够采取有效的密封措施，地下水和流砂就会从该间隙中流到工作井或接收井中。本工程中管

27、道埋深大于4.5m，大部分施工区域地下水丰富，流塑状的粉质粘土在土压、水压作用下，将会由预留的间隙中流出，处理措施不得当，势必会造成洞口处大面积塌陷。（1）洞口止水圈的设计本工程管道地质情况复杂，又是在已经确定的流砂层中开启洞口进行顶进作业，因此管道在设计施工方案时密封应可靠。在洞口密封设计中，采用主橡胶圈密封的密封结构，该结构的特点是：结构简单，经济可靠，并且经我单位多年使用的检验。橡胶圈洞口密封结构见图3-6-3. （2）洞口土体加固措施本工程进、出洞口位于地下4.5m,据地质资料显示为易液化的粉土，该部位土层无法成拱。这样就给拆除洞口封砖、掘进机出洞带来了很大困难。由于掘进机需要切削洞口

28、处的土体顶进，若将该处土体加固的太硬，势必增加掘进机的切削负荷。因此我们设计在洞口处注浆加固土体，或在洞口外侧按洞口直径打入相应宽度的钢板桩，利用已加固的土体（具体注浆加固土体的技术措施见3.1.3节）或钢板桩暂时支撑洞口处土体，待掘进机安装完毕，将封闭洞口的砖封门全部凿除且掘进机推入井壁内，井内的密封装置发挥作用后，再将洞门外侧的钢板桩拔出的施工方法解决该流砂中掘进机出洞的技术难题。（3）掘进机出洞时防止回退的措施本工程覆土较深、土层中有流砂、淤泥、水压力大，出洞初期还必须防止掘进机及前几节管节往后退的情况发生。这种情况是全封闭式掘进机的全断面上承受的主动土压力造成的，它使掘进机后退的力大于

29、掘进机周边的摩阻力，当主千斤顶的推力撤消后掘进机后退。上述情况发生后，掘进机前方的土体就会发生不规则的坍塌。在无法成拱的土层中，土体会延滑裂面坍塌，上部土体扰动后土压力变小，掘进机再次顶进时将向偏向压力较小的一侧，极易向上爬高。因此出洞的临时防退措施必须周密考虑。在此可使用两只100kN的手拉葫芦止退，顶进12m后方可将措施解除。二）管节的正常顶进技术（1）管道正常顶进时土体平衡的必要性：管道在正常顶进时，挖掘并排出土体的体积应为顶管掘进机体积的95%103%，在这个取土范围内，掘进机对土体的扰动，不会使顶进过程出现方向的偏差，不会出现地面沉降，土体是平衡的。如取土过多则造成土体坍塌，土体上部

30、压力减小，必然使掘进机上偏，地面沉陷。反之地面将隆起。因此保证土体的平衡，不但是保护地下设施的需要，同时也是顶进方向顺直的保证。因此掘进机操作者必须严格执行操作规程，充分利用掘进机可精确平衡土体、地下水的特点，认真操作。土压平衡泥水加压的掘进工法加上述技术措施，是保证顶进施工在流砂地段正常进行的关键。 （2）顶进中的测量与纠偏测量：将地面上的各点坐标、高程引入井下后，顶进管道水平、高程的偏差均由激光经纬仪测定，仪器固定在沉井的底板上，计算机控制的激光接收靶固定在机头前端，坐标中心在掘进机中轴线上。顶进时激光经纬仪常开启，机头操作人员通过观察计算机显示屏幕上的激光光斑移动数据及顶进的长度，分析偏差发展趋势，确定应采取的纠偏方法。激光经纬仪必须按规定的顶进长度或测量时间进行高程、水平方向校正，高程方向也可使用连通器在顶进中随时校正。纠偏：顶管的纠偏分两种情况。一是管节在初始顶进时的纠偏：初期顶进时除在安装导轨、出洞时应严格注意外，管道在顶出洞口的5-15