顶管施工及支护专项方案.docx

1、顶管施工及支护专项方案河南省南水北调受水区周口供水配套工程穿 越 高 速 引 道 顶 管 施 工 方 案批准：审核：编制：二O一三年一月十日穿越道路（顶管）工程及管沟垂直开挖支护工程专项施工方案第一章、编制依据1、河南省南水北调受水区周口供水配套工程10号分水口门供水工程施工7标施工图；2、给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）；3、给水排水工程顶管技术规程（CECS246：2008）；4、顶管施工技术及验收规范（试行）。5、建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-1998）6、建筑基坑支护技术规程（JGJ120-1999）7、基坑土钉支护技术规程（CCECE96:9

2、7）8、锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）9、建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)10、建筑施工安全检查标准（JGJ59-1999）11、建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001）12、建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2001）第二章、工程概况 本标段为河南省南水北调受水区周口供水配套10号分水口门供水工程第七标段施工（合同编号：（NSBDZKPT/SG07），位于周口市川汇区境内，该标段包括干线与西区水厂支线，管线总长5.81km，其中干线长4.94km，支线长0.87km。干线起点为川汇区西里庄、干线桩号128+056.982

3、处，终点为商水支线分叉口、干线桩号133+000.000处。该段干线管径为DN2400和DN2200，管材均为PCCP，其中管径DN2400长度1.77km，管径DN2200长度3.17km。干线建筑物3座，分别为西区分岔口现地管理房1处；商水支线现地管理房1处；穿纺织二路顶管工程1座；阀井、镇墩工程及设备安装等。支线起点位于干线桩号129+828.031（支线桩号0+000）处，终点为周口西区规划水厂、支线桩号0+865.093处。支线管径为DN1000，管材为涂塑复合钢管；建筑物有现地管理房1处；调流调压室、阀井、镇墩及设备安装等。该标段的建筑工程、管线安装调试、电气设备工程、水利机械暖通

4、及消防工程、通信管道工程、水土保持及环境保护工程等全部建设工作。1、顶管工程起点桩号131+781.641，起点坐标为X=3718924.143，Y=557205.909；终点桩号为131+900.731，终点桩号坐标为X=3718927.110，Y=557324.231，全长119.09m。顶管采用DN3000钢筋混凝土管，单节长度3m，内套DN2400钢管，壁厚28mm，钢管管顶以下与混凝土管空隙部分采用自密实混凝土填充，端部采用M10水泥抹面。穿越型式为钢管外套钢筋混凝土管型式，输水钢管内径2200mm，外套管内径3000mm；输水钢管材料为Q235B级钢材，管道内采用焊接钢丝网非收缩水

5、泥砂浆衬砌防腐，管道外采用四油三布特加强级防腐。顶管采用顶进施工法用钢筋混凝土排水管JC/T640-2010中柔性接头C型钢承口管，管道壁厚290mm，许用顶力不超过该规范附录A规定的17100KN。2、管沟垂直开挖支付部分，从129+870.726至133+000.000，共计3.13km，开挖宽度4.61m。输水管道穿越公路的，开挖穿越道路后按原标准恢复路面。第三章、穿越道路工程（顶管）施工方案一、地质情况 场区地层结构为粘性土均一结构。建基面主要位于第层低液限黏土中，施工开挖边坡高度7m左右，组成边坡的岩土层主要为低液限黏土，低液限黏土开挖边坡坡比水上为1：11：1.25，水下为1：1.

6、251：1.5。该段地下水埋深为1.31.5m，建基面位于地下水位以下，需采取降排水措施；地下水对边坡稳定性不利，需采取支护措施；低液限黏土属中等透水性，透水系数k=2.0*10-4cm/s。场区低液限黏土、低液限粉土为普通土。二、施工部署1、根据河南省南水北调受水区周口供水配套工程10号分水口门工程施工7标穿越道路工程施工图，穿越纺织二路段为顶管工程。我项目部充分总结以往本公司在同类施工中取得的经验，结合本工程实际，全力以赴，精心组织队伍，采取切实可行的管理方法和手段，保质保量按期完成施工任务。调配公司精干的管理人员和技术人员，承担该项工程施工作业，设项目经理1人，技术负责1人，下设5个管理

7、组，2个施工队。项目部组织机构图如下：项目经理部组织机构图2、技术准备工作由项目技术负责人组织工程技术人员开会讨论该工程施工方案，并组织编写施工组织设计报业主及监理审查，经审定批准后的施工组织设计发至施工队，并组织作业人员认真学习、领会，使施工组织设计作为自己工作的依据，做到指导工程施工的作用。3、劳动力组织1）、根据本工程施工工程量，结合工期计划安排，我公司集中施工力量，配备两个施工队，保证在工期要求时间内完成顶管工程。开挖作业队负责完成2个工作井坑的开挖制作及后背座浇注等工作；顶管作业队二个班组完成顶管设备的安装、调试及砼管顶进工作。2）、施工人员配置：根据施工任务及施工工期，我公司对施工

8、力量作以下布置：设1个开挖作业队，1个顶管作业队。3）、劳动力计划配置劳动力计划表施工班组施工内容投入的劳动力情况开挖队工作井土方开挖、钢筋混凝土浇筑护壁等8顶管队顶管设备的安装调试、钢筋混凝土管顶进等104、施工主要机具设备根据场地地质条件，该工程选用手掘式工艺施工方法进行施工，其设备的选用如下：（1）顶管工具管：1台/套（2）主顶站油缸 额定油压: 35MPa 行 程： 1200mm 额定顶力： 200t 数 量： 2台（3）主顶站液压泵站功 率： 14kw额定压力： 30MPa流 量： 330L/min数 量： 2台/套（4）主要施工机械设备拟投入的主要施工机械设备表序号机械或设备名称型

9、号规格数量国别产地制造年份状态用于施工部位备注1主顶千斤顶200t2中国良好顶管2液压泵站30mpa1中国2009良好顶管3水钻2中国2011良好顶管4空压机1.8/51中国2011良好顶管5全站仪1中国2008良好6抽水泵雅马哈3中国2010良好7起重运输车HZC50901湖南2008良好下管8低压照明设备2中国2011良好10电焊机1中国2009良好11换气扇鼓风机1中国2010良好12少先吊1中国2011良好13插入式振捣棒D502成都2009良好5、主要工程量及主材1主要工程量（1）工作（接收）井共2座，工作（接收）井采用矩形，上部1.5m遇地层松散，井壁采用现浇砼支护，厚度0.3m，

10、由上往下分阶段开挖支护，每阶高度为1.5m。具体视地层的稳定情况作调整，工作井净空尺寸为长7.0m，宽5.0m，深度5.5m。工作（接收）尺寸的设计由于工作坑与检查井位置一致，故工作坑尺寸的设计应根据顶管设备操作技术要求综合决定。则应取其中较大的尺寸。 、工作坑底部的宽度 B =D+2b+2c 式中：B工作坑宽度； D顶进管节的外径尺寸；3.0m b工作坑内安好管节后两侧的工作空间，本工程采用每侧1.2m； c护壁厚度，本工程采用0.3m。工作坑宽度为： 6.0m 、工作坑底的长度 ： L=L1+L2+L3+L4+L5 式中：L工作坑底部开挖长度 L1 管节长度，取3.0m L2顶机长度，取2

11、.5m L3出土工作空间长度， 取1.0m； L4后背墙及垫板，取1.0m； L5已顶进的管节留在导轨上的最小长度，取0.5m。 工作坑长度为：8m。经计算并验证，本次顶管采用方形工作井，工作坑制作净尺寸为8.06.0m。（2）DN3000mm顶管总长85m。主要工程量见下表穿越纺织二路顶管主要工程量统计表序号工作项目单位数量备注1工作（接收）井石方开挖M3345.6土方开挖48.0m3/m、计7.2m2井壁支护（C25混凝土）M345按支护1.5m高度计，两个井3.0m,含底板混凝土浇注，厚0.25m3井壁支护（18钢筋）t1.94DN3000mm砼管m85平口管5DN3300mm钢环个29

12、钢板厚3mm6、现场准备工作正式开工前应首先作好场地的布置，协调租用临时占用土地面积，设备及混凝土管节可用汽车运到场地，使用吊车将其吊入施工场地；施工用电可在场地附近联系解决，无电源采用柴油发电机组解决电源、施工场地进行围栏，封闭式施工，修建临时用房堆放材料；进行导线点、水准的复测，建立施工控制网；与相关部门及单位配合，探明施工区域内的各种地下管网，联系施工所需的各类材料、办理相关施工证件及手续。 三、施工场地的布置1、根据本工程的工程特点、地理位置、周边环境等，本着实现标准化文明施工、节约的原则，在保证现场运转畅通，文明施工，进行施工总平面布置，考虑到如下原则：、施工临时用地以适当为宜，以能

13、满足生产和生活，不浪费资源为限。、生活、办公临时设施就近布置于交通方便处。、施工、生活设备在施工使用过程中不污染周围的环境。、交通较为方便，施工材料及钢筋混凝土管节的运输能运达施工现场。2、施工临设布置、施工场地2个工作（接收）井需各占用1520m，各300用于工作井施工、材料及弃土堆放，场地周围视情况可开挖0.30.3m排水沟，防止雨水、地表水渗入工作（接收）井中。、工地用电量约20kw的动力电。、根据施工现场的实际情况就近租赁民房作为生活、住宿用房。四、施工方案及技术措施管道顶进工艺的选择，应根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，本工程选用手掘

14、式顶管法施工。整个顶管施工工艺流程：施工准备测量放线设置施工标志和隔离带工作井制作设备安装顶管施工接收井开挖饮水管道安装。（一）、施工准备1、施工前，对施工用的顶管及其它设备应进行试运转，保证设备在施工时正常运转，同时应配备足够的消耗性配件，保证对故障设备的及时维修和更换。2、施工前，制订好质量计划，具体的质量目标，关键工序。3、工程用的材料设备外购件必须符合设计规定，供应、质检员应按规定检查验收，把好物资供应质量关。4、加强质量安全教育，增强责任心和质量安全意识。（二）、测量放线依据线路平面图、断面图、设计控制桩、进行测量放线，采用全站仪进行测量，确定顶坑位置。（三）、施工便道的设置因在工作

15、井场地相对较平坦开阔，有施工便道，交通较方便。（四）、工作（接收）井制作1、工作接收井确定在公路的两侧，两个井同时施工，场地交通方便。根据现场的实际情况，场区地层结构为粘性土均一结构。工作坑制作采用矩形井，长8m宽6m，上部1.5m如遇松散不稳定时采用钢筋砼护壁，钢筋采用单层双向20300布筋。砼厚0.25m，施工采用分层逆作法，每开挖深度1.0m即进行支护。2、施工工艺流程（见下图）井坑施工工艺流程图3、土石方开挖施工注意事项.开工之前，作好临时防雨设施的储备；.开挖过程中，应有专人注意边坡稳定情况，一旦发现危急情况及时疏散；.排水用泵的工作状态良好，排水系统畅通；.检查加固临时电路，电线距

16、地面高度在2.5米以上；.开挖出的土石方临时堆放于距井口5m以外，当数量大于3m3时立即转运出场。4、模板施工模板均采用钢模板；模板材料选用优质钢材；钢模厚度大于3mm，钢模表面无凹陷、皱褶及其它缺陷；模板在使用前进行清洗，并在模板表面涂刷防锈保护材料。钢模板采用现场安装。模板安装前，应清理表面，并涂刷脱模剂。当混凝土达到一定强度后才能拆除模板，拆下模板应及时清理。模板的加工、拼装均按要求进行，以确保模板的外型尺寸及表面平整度。5、钢筋绑扎钢筋绑扎注意事项a 钢筋表面清洁无损伤，油漆污染和铁锈等在使用前清洁干净，带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用；b 钢筋平直，无局部弯折；c 钢筋加工的尺寸符

17、合设计要求；d 钢筋的焊接和绑扎符合国家规范要求；e 箍筋末端弯钩长度箍筋末端弯钩长度箍筋直径（mm）受力钢筋直径（mm）25284051075901290105f 加工后钢筋允许偏差加工后钢筋允许偏差序号偏差项目允许偏差值（mm）1受力钢筋全长净尺寸的偏差102箍筋各部分长度的偏差53钢筋弯起点位置的偏差泵房构件20大体积混凝土304钢筋转角的偏差3钢筋绑扎钢筋进场时应检查质保书，并分批进行见证送检，检测试验报告合格后，方能进行施工。钢筋在加工场加工成半成品，分类进行堆存，根据现场的需要，由汽车运输至前场进行安装。为确保钢筋位置的准确，方便模板安装，沉井主筋安装或接高时采用定位骨架。钢筋绑扎

18、时，严格按设计要求实施。钢筋保护层采用混凝土垫块，其强度不低于结构混凝土强度。钢筋绑扎期间，按设计要求埋设预埋件，预埋件应埋设准确、固定牢靠。6、混凝土浇筑、混凝土浇筑注意事项a 浇筑井壁混凝土时，应分层浇筑，并使混凝土均匀上升；b 浇筑混凝土保持连续性，允许间隔时间根据试验确定，如间隔时间超过允许间隔时间，则应作为工作缝处理；c 混凝土分层浇筑应满足下表规定；混凝土浇筑层的最大厚度（mm）捣实方法和振捣器类别允许最大厚度插入式软轴振捣器振捣器头长度的1.25倍表面式在无筋或少筋结构中250在钢筋密集或双层钢筋结构中150附着式外挂300d 在施工缝上浇筑混凝土时，应保持表面清洁。为了与下一层

19、混凝土结合更好，将接缝混凝土面凿毛。处理时，一直要做到表面无松动，无灰浆浮渣，无浮皮及污染，但不得将骨料挖除。凿毛后用水将所有表面松散材料清洗干净。水平施工缝湿润后在表面铺2030cm厚与混凝土相同水泥标号的水泥砂浆，在垂直缝则应刷一层净水泥浆。e 如混凝土表面需进行修补，在修补前必须用钢丝刷和加压水将需修补部分清除，用比原混凝土强度等级高一级的砂浆进行修补，并抹平。修补的部位应加强养护，确保修补材料牢固粘结，色泽一致，无明显痕迹。f 在混凝土施工时，应将后续施工所需预埋件按照设计尺寸预埋，并座保护措施，防止预埋件松动、脱落。g 混凝土结构表面允许偏差混凝土结构表面允许偏差（mm）序号项目混凝

20、土结构部位外露表面隐蔽内面模板平整度1相邻两面板高差352局部不平5103结构物边线与设计边线10154结构物水平截面内部尺寸+205承重模板标高+56预留孔、洞尺寸及位置10h 混凝土养护时间混凝土养护期时间混凝土所用水泥种类养护期时间（d）硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥14火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥21、混凝土浇筑根据现场的实际情况，钢筋混凝土采用商品混凝土。混凝土浇筑前，应对支架、模板、钢筋及预埋件进行检查，合格后方可浇筑。浇筑过程，还需不断观察，发现问题，及时处理。混凝土入仓过程中，当自由倾落高度超过2m时，采用串筒布料。混凝土浇筑应分层对称平衡进

21、行，分层厚度控制在30cm左右内。混凝土振捣采用插入式振捣器。混凝土振捣应密实，不得过振、欠振和漏振。为防止井坑浇筑段顶部“松顶”，拟对顶层混凝土采取二次振捣。混凝土浇筑完成后及时洒水覆盖养护。（五）、顶管施工1、顶管工艺的选择本工程采用手掘式顶管工艺施工。根据工程的特点和地质情况，本工程选用手掘式工具管，工具管作为顶管的顶头，以便及时根据施工过程中测量成果及时纠偏，达到控向目的。挖掘主要采用风镐掘进。随着工具管的顶进，开挖面挖掘下来的泥土进入工具管内，通过管节排放到管外工作井，然后用少先吊将泥土运出弃土堆放。按顶管施工技术手册相关公式进行计算。2、选型原则设备质量优良可靠，操作方便，工作效率

22、高。设备能力留有充分富余，使用时的保险系数大。根据计算顶管总阻力要小于其顶进坑计算的后背土抗力，符合达到切实可行、满足施工的要求。3、砼管节控制顶力的计算依据顶进施工用钢筋混凝土排水管结构设计，考虑到在制管过程中管口可能产生的某些缺陷，并且考虑到一定的安全因素，计算控制顶力时，采用半园承压，砼设计抗压强度降低一级予以计算。4、顶管顶进施工措施整个顶管顶进施工工序包括后背坐制作、设备、导轨安装，砼安接，顶进，挖土运碴，测量及纠编等全过程。现将整个顶进施工措施分述如下：后背座制作：因工作井处于低液限黏土中，后背座的强度值基本满足顶管需求，顶进时只需加一块20mm厚的钢板就可满足施工要求。顶进工作坑

23、深度示图：H1顶进坑至坑底的深度(m)h1地面至管道底部外缘的深度(m)h2管道外缘底部至导轨底面的高度(m)h3基础及其垫层的厚度(m)挖掘出的碴土采用小型碴车在管内水平运输到工作坑内，用少先吊将碴石提升至地面，再用斗车运至临时弃土场。、油泵安装和运转应符合下列规定：油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进行试运转；顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进；千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。、导轨、设备安装导轨用型钢和P38

24、以上钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用螺栓紧固于钢横梁上，以便装拆。钢横梁置于工作井底板上，并与底板上的预埋铁板焊接，使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的、牢固的整体。导轨安装在顶管中至关重要，其安装精度甚至决定管道是否可顶好，故须达到如下要求：两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致导轨轴线偏差3mm；顶面高差03mm；两轨间距2mm。导轨形式示意图如下：将千斤顶、顶铁及分压环、工具管等分别放入工作井内导轨上并保证受力轴线与顶管轴线一致。连接油泵千斤顶液压设备管线，然后缓慢推动千斤顶，检查油缸在受力时伸缩速度是否一致，同时检查油压设备是否漏油等，待设备试运转正常后即可顶管作业。

25、主顶千斤顶布置示意图如下：、砼管安接首先在工具管或已顶进砼管之后挪出放预顶砼管的位置，将预顶进的砼管从地面缓慢下放至导轨上，同时在预顶砼管节后端安放分压环，缓慢推进伸展千斤顶油缸当一根砼管顶进完成后，首先用直径1cm麻绳将分压环与竖井前壁的固定预埋铁件连接牢，防止在回缩千斤顶或吊挪顶铁时分压环倾倒砸伤井下施工人员。顶管施工结束后，采用水泥砂浆及防水胶对已有管节接缝进行勾缝处理，从而保证无渗漏现象发生。、砼管的顶进当工具管前端用风镐凿石形成一略小于工具头的半球形空间后及时开动顶进油缸，伸出千斤顶油缸顶进，顶进过程中应均匀缓慢，每分钟顶进不得大于5cm， 严禁时快时慢，并随时注意顶进压力的变化，若

26、发现顶进压力突变时应及时停止工作，待查明原因后方可重新开顶，顶进压力不得超过额定油缸压力的80%，即25Mpa。同时工具管前方掏空的长度不得超过50cm，防止工具管前空间过大而发生垮塌、掉块等。砼管顶进前先在砼管上涂一层减阻剂，减小顶进时的磨擦阻力。涂刷要均匀。必要时根据顶管顶力的变化及时进行注浆（膨润土浆）以润滑管壁，防止顶管中管壁被抱死。顶管施工程序如下:、开挖运碴管前开挖是控制管节顶方向和高程、减少偏差的重要作业，是保证顶质量及管上构筑物安装的关键。本次顶管穿越的主要岩性为基岩层，采用水钻钻掘。挖掘的碴土用小型斗车在管内水平运输到工作井内，用少先吊提升至地面，再用斗车运至临时弃土场。、测

27、量与纠偏a 测量：在顶第一节管（工具管）时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过300mm，保证管道入土的位置正确；管道进入土后的正常顶进，测量间隔不宜超过1000mm。中心测量：顶进长度在600mm范围内，可采用垂球拉线的方法进行测量。要求两垂球的间距尽可能的拉大，用水平尺测量头一节管前端的中心偏差。高程测量：用透明胶管在工作坑内设置的水准点，标高（设两个），测头一节管前端管内底高程，以掌握头一节管子的走向趁势。全段顶进完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，应测出错口的高差。b 纠偏：顶管误差校正是逐步进行的，形成误差后不可能立即将已顶好的管子校正到位，应缓缓进行，使管子

28、逐渐到位，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果。常用的方法有以下3种：超挖纠偏方法：偏差为1020mm时，可采用此方法，即在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到设计位置。顶木纠偏：偏差大于20mm时，在超挖纠偏不起作用的情况下可用此方法。用圆木或方木的一端在管子偏向的另一侧内管壁上，另一端斜撑在垫有钢板或木板的管前土壤上，支顶牢固后，即可顶进，在顶进中配合超挖纠偏法，边顶边支，利用顶进时斜支撑分力产生的阻力，使砼管向阻力小的一侧校正。千斤顶纠偏法：方法基本与顶木纠偏法，只是在顶木上用小千斤顶强行将管慢慢移位校正。当管道顶通以后，拆

29、除千斤顶及各种辅件，外壳与管节内壁之间的间隙用细石混凝土填充。5、壁后注浆本次顶管均在公路下，顶管完成后如遇有空洞现象必须进行壁后注浆。注浆孔的设置：需注浆段在每间隔2根钢筋混凝土管节中部设置1根注浆管，相邻的钢筋混凝土管注浆孔布置按逆时针方向依次旋转90。首先将顶管两端用1：1水泥砂浆填缝封闭处理，钢筋混凝土管节间管缝用水泥砂浆填缝，然后封闭除中部管节中的注浆孔眼外的全部孔眼，采用挤压式注浆机将拌制好的水泥浆（水灰比为0.5：1，注浆稳定压力为0.5Mpa），通过32mm高压胶管连接顶管用钢筋混凝土管注浆孔眼，向管外注入膨润土水泥浆。以保证水泥套管与土层间无孔隙，从而确保地表不发生沉降。6、施工中可能出现的问题及采取的措施1）、管节错缝为防止顶进过程中出现错缝及在纠偏过程中砼管节间局部张缝而掉入砾石，导致顶管局部压力突增大，管节破裂、顶管失败的可能。为此在平口型的砼管节间安置外钢环2）、地面沉降或隆起控制措施a 精心操作，控制挖土与顶进的量与速度，避免土体超挖和顶管机的过