DN2800顶管施工方案.docx

1、DN2800顶管施工方案1、工程概况-12、编制依据-33、管理目标-44、施工计划-55、人员组织-66、沉井施工工艺-87、管涵顶进施工方案及技术措施-98、管涵顶进工程监测-279、质量保证措施-2910、雨季保证措施-3111、交通维护方案-3112、安全保证措施-3113、文明施工措施-3314、环境保护措施-3415、施工阶段环境保护措施-3516、应急预案-3717、内业资料管理-42一、工程概况1.1、地理位置本工程为重庆路改造整治工程中的电力改造工程土建部分，设计的2m*2m的电缆隧道设计里程为K11+033（道路设计里程K15+950）处，位于中国红太阳加油站北侧，横穿现状

2、重庆路。1.2、电缆隧道概况设计电缆隧道编号为C5-C6，设计为双侧五层电缆隧道。隧道长67.5m，设计开挖深度6.1m。隧道内断面尺寸为2m*2m，垫层厚10cm，隧道底板、侧墙及顶板厚度均为30cm，设计垫层为C15混凝土，隧道主体混凝土为S6级C25混凝土。由于重庆路交通繁忙且地下管线众多，不具备开挖施工的条件，综合考虑环境及人流疏散的需要以及管线搬迁、保护的难度等因素，2*2m电缆隧道变更为直径为2.8m的圆管涵顶进施工。采用泥水平衡式机头进行施工。覆土深度约为8.1m，顶管由东向西推进，顶进坡度为0.5%。1.3、相关单位情况：建设单位：设计单位：监理单位：施工单位：1.4、管线影响

3、情况该处现状管线有DN1200自来水管线（青岛城市供水主管线）、DN1000自来水管线（青岛城市供水主管线）、DN1200自来水管线（新建）、DN1000自来水管线（新建）、DN1200自来水管线（新建）、DX40*30国防光缆、DN800自来水管线、DN400自来水管线、DN1200自来水管线、DX40*30光缆、DN500雨水管线、1200*1200雨水管线。以上管线均为重庆路主线方向管线，与新建2*2m电缆隧道正交，电缆隧道在其他管线底部通过。 重庆路现状物探图1.5、变更后顶进施工情况工作井和接收井均采用沉井法施工。工作井结构净尺寸为5.5m7.6m、深度13.7m、壁厚0.6m。接收

4、井结构净尺寸为4.5m4.5m，深度13.7m，壁厚0.5m。井壁混凝土强度为C40。工作井和接收井基坑开挖深度为13.41m。顶管结构全部采用预制圆形钢筋混凝土管涵节，管涵节混凝土强度为C40，抗渗等级为S8，直径净尺寸为2.8m，壁厚为0.255m。管涵节两端分别预埋钢套环和钢环，管涵节内还预留梅花形压浆孔、起吊孔及翻身孔。管涵节接口采用预埋钢板焊接连接形式，接缝防水装置采用密封膏密封，充分防止管涵节结合部的渗漏水。结合本工程顶管的施工，本工程顶管覆土约为8.1m，顶管施工时，尽可能减少对土体的扰动，软粘性土易粘着机头，造成堵塞；同时，应预防工作面坍塌、流砂、涌水等不良现象。1.6、水文地

5、质情况本工程顶管位于重庆路，沿线管线较多，根据地下管线资料，主要有电力电缆、信息管线、雨水管线、给水管线、污水管线、路灯线、煤气管等管线。相对于本工程施工，采取保护措施该处的地质条件为杂填土、粉质粘土、粗砂、粉质粘土，其中素填土深1m，粉质粘土深5m，粗砂深2m，粉质粘土2m，在以下没有地勘资料，地下水位深3.8m。粗砂（只在部分地段有）：黄褐色，稍密-中密，饱和，主要矿物质为长石、石英，分选一般，粘性土含量为10%左右，夹少量1-3cm碎石。天然坡角水上41.5，水下25，地基承载力0=260kpa，变形模量E0=15Mpa。粉质粘土：褐黄色，可塑-硬塑，具有中等压缩性，韧性较好。压缩模量E

6、s=7Mpa，内摩擦角14.6。黏聚力值Ck=30.6Kpa。二、编制依据2.1、编制说明按照危险性较大分部分项工程管理办法建质【2009】87号文要求，对地下暗挖工程、顶管工程、水下作业工程，由施工单位组织召开专家论证会。专项方案经论证后，专家组应当提交论证报告，对论证的内容提出明确的意见，并在论证报告上签字。该报告作为专项方案修改完善的指导意见。工单位应当根据论证报告修改完善专项方案，并经施工单位技术负责人、项目总监理工程师、建设单位项目负责人签字后，方可组织实施。2.2、规范依据：建筑施工组织设计规范GB/T50502-2009建筑施工土石方工程安全技术规范JGJ180-2009危险性较

7、大分部分项工程管理办法建质【2009】87号施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005土方与爆破工程施工及验收规范GB50201-2012顶管施工技术及验收规范（行业规范）建设变形测量规程JGJ8-2007顶进施工法用钢筋混凝土排水管JCT640-20102.3、施工现场踏勘及调查情况。三、管理目标3.1、质量目标确保本分部分项工程质量100%一次性通过合格验收。3.2、 安全及管理目标无人身伤亡事故；无重大设备、火灾和中毒事故；无环境污染和严重扰民事件；无道路、管线严重受损以及破坏事故；及时消除重大事故隐患，一般隐患整改率达到目标的不低于95%；施工现场安全检查达到JGJ59-2011

8、建筑施工安全检查标准合格以上标准；扬尘、噪声、职业危害作业点合格率应为100%。3.3、 施工现场文明施工管理目标施工现场符合青岛市文明施工统一标准，本工程环境保护、文明施工的目标为：争创“两型五化”施工现场，争创山东省建筑安全文明工地。3.4、 环境目标净化环境、文明施工、预防和减少环境因素的影响，满足环境规定要求。生活和施工排水符合环境要求，减少各种施工噪音，做好安民措施，无重大管线和构筑物受损事故。3.4.1、噪声控制围护结构阶段的施工：昼间75dB,夜间55dB。3.4.2、现场扬尘排放控制施工现场扬尘排放达到目测无尘的要求，现场主要运输道路硬化率达到100%，施工场地硬化率达到95%

9、。施工区域采用卫生包干负责制，对场地施工道路、场容场貌落实专人清扫整理，每天做好洒水降尘措施。3.4.3、运输遗洒控制确保运输无遗洒。3.4.4、生产及生活污水排放现场设置系统排水沟进行有组织的明水排放，定期清理沟池中的泥浆、污垢杂物，禁止泥浆污水未经沉淀的乱排、乱放的违法行为。保证清水排放至市政下水道内。3.4.5、施工现场夜间照明无光污染施工现场夜间照明不影响周围社区，夜间施工照明灯罩的使用率达到100%。四、施工计划4.1、 施工进度计划本工程施工计划需根据工作井、接收井的土建施工进度进行安排。当两井的混凝土结构浇筑完成，并经养护达到设计规定的强度指标后，即认为具备顶管进场施工条件。我方

10、将根据总包要求的时间组织人员进场进行场地布置，并随即进行设备的安装和调试工作。总工期60日历天。设备进场： 计划工期约为3天（日历天）。沉井制作下沉：计划工期约为25天（日历天）。顶进装置安装：计划工期约为5天（日历天）。机头出洞： 计划工期约为3天（日历天）。顶进施工： 计划工期约为10天（日历天）。机头进洞： 计划工期约为7天（日历天）。顶管涵贯通后续工作施工：计划工期约为7天（日历天）。4.2、机械设备计划根据工程量及施工需要，顶管顶进主要施工机械设备配备情况见表3.2-1。 主要施工机械设备配备表表3.2-1序号机械或设备名称型号规格数量国别产地制造年份额定功率kW1圆形顶管机及配套设

11、施2.8m (直径尺寸)1套中国20105002主顶装置自制1套中国20103注浆泵SYB50-50-11台中国200944汽车吊1台中国20115履带吊150T1台中国20096潜水泵2.2KW15台中国20092.27污泥泵NL100-162台中国200998电焊机ZXG-3002台中国2009219空压机3m31台中国200910全站仪GTS-61台日本200911经纬仪J21台中国200912水准仪S31台中国200913挖掘机CAT3201台美国20104.3. 材料供应计划 根据工程量和施工需要，圆管涵顶进主要材料供应见表3.3-1。顶管涵主要材料供应表表3.3-1序号主 要 设

12、备用 量1管涵节节2特殊管节（长度待定）节3袜套（橡胶帘布）根4止水带根5聚硫密封膏kg6水泥吨7膨润土吨820mm厚胶合板m292寸白铁管m101寸白铁管m五、人员组织5.1. 项目管理组织架构及管理人员情况表5.2. 项目管理人员一览表序号姓名职务持证情况1项目经理2常务副经理3项目总工程师4安全员5施工员6质量员7安全员8测量员9资料员5.3. 劳动力安排计划根据工期及顶管施工工艺要求，现场劳动力配置见表3.5-1。5.4安全管理人员名单： 根据安全规范规定要求我项目部配备3名安全人员，分别为：*,*,*劳动力配置表表3.5-1序号工种人数工作内容1工长2管理和指导各工种工作2电焊工4现

13、场焊接、切割等3起重指挥2指挥各类吊车4吊车司机2现场设备吊运和管涵节、土箱吊放5挖机司机2出土6拌浆工4拌制各类浆液7电工1电器和电路检修8机修工2负责机械设备维修保养9操作司机2负责操作顶管涵机10辅助工12负责配合顶管涵施工11测量人员2负责工程放样及测量合计六、沉井施工工艺工作井及接收井均位于重庆路两侧，且西侧为红太阳加油站，进出车辆较多且部分长途客车在此处上下乘客，为保证施工过程中安全及场地考虑需要，将工作井设置在重庆路东侧，将接收井设置在重庆路西侧红太阳加油站处。由于重庆路半幅封闭施工，且施工过程中各种管线同时施工，不具备设置中继站的条件，本工程中不考虑设置中继站。工作井和接收井均

14、采用沉井施工。由于沉井高度达13.7m，故分两段施工，第一段7米，第二段6.7米，采用长臂挖掘机进行下沉。沉井施工按以下步骤进行:基坑开挖刃脚钢筋制作刃脚模板安装刃脚砼浇筑井壁第一段钢筋制作安装井壁第一段模板安装混凝土浇筑井壁第二段钢筋制作安装井壁第二段模板安装混凝土浇筑养护下沉封底混凝土养护强度达到设计强度的75%的时候采用排水下沉的方式；挖土方式采用机械挖土人工配合；排水方式采用深井井点降水，工作井、接收井井壁外侧1.5m的位置各布置6座井点。深度在20m，保证地下水位在沉井刃脚0.5m以下。待下沉到位稳定以后及时浇筑底板。6.1、基坑开挖需要在井位处先开挖1m深的基坑，基坑底97m,采用

15、机械开挖。6.3、刃角垫层、刃角砖模垫层沿刃角范围铺设，宽度各超出沉井壁厚10CM，刃角垫层采用C10素砼垫层；完成后再在垫层上砖砌刃角模。6.3、沉井井筒预制本沉井分二段预制，在上段混凝土浇筑时，对接缝处砼进行凿毛处理后，再进行下一段预制。6.4、立模、扎筋施工时先立内侧模板，再扎钢筋，最后立外侧模板。模板采用木模板。井壁采用穿墙螺栓固定模板，为防止对拉螺栓处渗水，螺栓中间加焊钢止水环，施工完成后，井壁内外侧露出螺栓钢筋处凿深25mm，且从根部将螺栓钢筋凿除，再用高标号水泥砂浆抹平。钢筋进场后，按规定取样做一组原材料试验，需焊接的钢筋做焊接试验。6.5、沉井挖土下沉沉井分二段预制下沉，下沉前

16、，将井壁与封底、井壁与底板连接处凿毛，将预留孔洞封堵，封堵应严密牢靠，且便于拆除。当浇筑混凝土强度达到设计要求后，开始挖土下沉。沉井挖土分层、分块均匀对称进行，采用先中央后四周，即先在中部挖约40-50cm，并逐渐自四周均匀扩挖，至距刃脚1.0m处，再分层挖除刃脚内侧土台。沉井下沉过程中，采取统一的挖土顺序及挖土速度来控制沉井下沉速度及沉井下沉位置，决不超挖。并做好下沉测量记录，下沉到位时，做好定位措施。6.6、沉井封底及底板沉井下沉至设计标高，并在设计及规范规定的允许偏差范围内，且在8小时内累计下沉量不大于5mm时，采用C20素砼进行封底。当封底素砼强度达到一定程度时，再在上面铺设双层双向、

17、间距200mm的钢筋网，采用C30砼浇筑底板。七、 管涵顶进施工方案及技术措施7.1.管涵顶进施工工艺流程7.2. 顶进前的施工准备工作7.2.1 各类施工参数的控制（具体尺寸见施工图）7.2.1.1工作井及接收井的确定工作井高度确定沉井高度为12.2m工作井内径尺寸为：8.6m5.5m12.7m(壁厚0.6m)。沉井接收井尺寸确定：接收井内径尺寸确定为4.5m4.6m12.7m（壁厚0.5m）沉井砼强度及配筋确定：沉井为施工临时结构，满足施工使用即可，砼强度选用C40,配筋为18100双向双层布设。可以满足顶进施工需要。7.2.1.2顶进设备的确定正面土压力的设定本工程采用泥水平衡式顶管机，

18、是利用泥水压力平衡开挖面土体，达到支护开挖面土体和控制地表沉降的目的，平衡压力的设定是顶进施工的关键。土压力采用Rankine压力理论进行计算： P上K0Z上P下K0Z下 P上：管涵顶部的侧向土压力 P下：管涵下部的侧向土压力K0：软粘土的侧向系数（参考基坑开挖手册及本工程详堪资料），此处取0.57：土的容重，取17.7。Z：覆土深度。Z上约为5.38m，Z下约为9.58m根据以上理论计算，本工程初始土压力设定为P上0.057Mpa，P下0.10Mpa。以上数据为理论计算值，只能作为土压力的最初设定值，随着顶进施工，土压力值应根据实际顶进参数、地面沉降监测数据作相应的调整。主顶力的设定总拉力为

19、初始拉力与各种阻力之和。F0 ：总顶力标准值（KN）D1 ：管道的外径（m）Fk ：管道外壁与土的平均摩阻力（KN/m2），此处取5.0 KN/m2L ：顶进长度（m）：顶管机的迎面阻力（KN）=4.26.917.75.0=2565KN则总顶力F0=2（4.2+6.9）*36*5+2565=6561KN主顶力随顶进距离的增加而增大。顶管涵掘进机头出洞，在进入原状土且正面土压力没有建立之前，要控制主顶力不能过大。在正常推进中，要注意主顶力的增大应该是缓慢的，而不允许有突变。经计算，实际最大主推力为6564kN ，远小于顶管涵机额定主顶力（为24000kN），小于管涵道允许顶力（，取=0.309计

20、算，为23127KN）。7.2.1.3、后背墙受力验算千斤顶后背墙为沉井壁加型钢结构，均匀分散千斤顶的作用力，型钢结构作用面积24，沉井砼每平方米承受压力不足50t,，钢筋砼沉井满足工作要求。作用在沉井墙后土体上的推力为克服掉沉井重量和沉井与土体的摩阻力后的推力。后背土体受力验算（按“顶管施工技术及验收规范2012试行7.1.9后座反力常用的计算方法）在设计后座墙时，将后座板桩支承的联合作用对土抗力的影响加以考虑，水平顶进力通过后座墙传递到土体上，近似弹性的荷载曲线（如图7.1.9-1），因而能将顶力分散传递，扩大了支承面。为了简化计算，将弹性载荷曲线简化为一梯形力系(如图7.1.9-2)，此

21、时作用在后座土体上的应力可通过公式7.1.9进行计算： 公式7.1.9式中： pred作用在后座土体上的应力，kN/m2；顶进力，kN；后座宽度，m；后座高度，m。从图7.1.9-2中可以看出，为了保证后座的稳定，必须满足下列关系式：这里：被动土压力，安全系数，通常取1.5；工作坑的深度，m。土的容重，kN/m3；所以由上述公式经过整理可得后座的结构形状和允许施加的顶进力的关系如下：在不考虑后背支撑时： 在考虑后背支撑情况时：（Kp查表7.1.8得2.46）=2.461.8t/?411m（9m+22+1.5）/21.5=941.69t 656t结论：墙后土体允许施加的顶力941.69t，作用在

22、墙后土体上的最大推力为656t，满足需要。一般情况下钢筋砼沉井工作法时无需验算墙后土体允许推力。7.2.1.4降排水参数确定7.2.1.4.1基坑排水：在基坑开挖时，基坑内采用明沟排水，即在基坑四周挖0.5m0.5m排水沟，引入1m1m深1.5m集水井内，然后用水泵排除积水。7.2.1.4.1沉井下沉降水：每个沉井设六座直径700，深20m的大口井，降低地下水，保证沉井顺利下沉。7.2.1.4.3、顶进降水：在重庆路中心东半幅封闭施工场地内，管涵两侧设六座直径700，深20m的大口井，降低地下水，保证管涵顺利顶进。7.2.1.4.4、降水计算（依据“建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T1119

23、8计算）、降水井的深度可按下式确定H=h1+h2+h3+h4+h5+h67.2.3.2基座安装基座定位后必须稳固、正确，在顶进中承受各种负载不位移、不变形、不沉降。基座上的两根轨道必须平行、等高。后靠自身的垂直度、与轴线的垂直度对今后的顶进也至关重要。钢后靠根据实际顶进轴线放样安装时，与始发井内衬墙预留一定的空隙，固定后在空隙内填C20素砼，使钢后靠与墙壁充分接触。这样，管涵顶进中产生的反顶力能均匀分部在内衬墙上。7.2.3.3顶管机吊装下井顶管机头分为两段，吊装时选用性能优良的汽车吊来吊装机头，为了避免顶管机头吊装中工作井、路面及路面下管线的损坏，在起吊时，在四个支腿下方铺钢制路基箱（7m2

24、.2m0.43m）四块，降低吊车对地面的压强。顶管机头的吊装：顶管机从平板车上被吊起后，要作片刻的停顿，一是确定顶管机头的实际重量是否在吊车的起重范围内；二是观察吊车对路面及工作井的影响。在确定是安全的情况下，将顶管机头缓慢吊入工作井，准确地停放在基座的轨道上。先吊前段再吊后段，分两次吊装完毕。在顶管机头起吊过程中，加强对周围地面的观测，如发现路基变形，立即将机头放下，吊车移位，同时对井周围原有的混凝土地面下进行注浆加固。7.2.3.4主顶的定位及调试验收主顶的定位将关系到顶进轴线控制的难易程度，故在定位时要力求与管涵节中心轴线成对称分布，以保证管涵节的均匀受力。主顶定位后，需进行调试验收，保

25、证8个千斤顶的性能完好。7.2.3.5顶管机就位、调试验收为保证顶管出洞段的轴线控制，顶管机吊下井后，需对顶管机进行精确定位，尽量使顶管机轴线与设计轴线相符。在顶管机准确定位后，必须进行反复调试，在确定顶管机运转正常后，方可进行顶管出洞和正常顶进工作。7.2.3.6照明及通风设备电源布置：在顶管过程中，主要的电源为动力用电和照明用电。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。在工作井井口处，管涵节堆放场地及其它需要照明处设置场地照明。场地照明采用投光灯立杆架设，每杆

26、装设投光灯二个和相应电缆配线。井口照明采用DDG-3500镝灯，在井口安置二个。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，带隔离变压器和漏电开关，用蝴蝶绝缘夹子敷设电线。低压电须通过变压器降压，灯具采用防水防爆灯具。 施工用电：100KWh.（每台设备）。顶管涵施工用电负荷统计表 设备名称功率（Kw）动力设备500其它80合计580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9m3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

27、空气排出，以此进行空气循环,同时还能降低机头前端的温度。7.2.4 技术交底、岗位培训在顶管涵施工前，对参加施工的全体人员按阶段进行详细的技术交底，使施工人员全面了解施工中将可能出现的各种工程难点，并努力提供施工人员的质量和安全意识。参与施工人员需按工种进行岗位培训，考核合格后方可上岗操作。7.3. 顶管涵出洞段顶进施工顶管涵机顶出洞圈至顶管涵机切口距工作井2.65m范围为出洞段。7.3.1. 顶管涵出洞的施工步骤凿除出洞口范围内钻孔灌注桩设备调试顶管涵机头靠上旋喷桩封门 顶管涵机切削加固土体 机头切口进入原状土、提高正面土压力值至理论计算值。7.3.2. 出洞段顶进施工顶管涵机进入原状土后，为防止机头“磕头”，拉紧机头和前三节管涵节之间的拉杆螺丝，同时适当提高顶进速度，使正面土压力稍大于理论计算值，以减少对正面土体的扰动及出现地面沉降。7.3.4. 出洞段的各类施工参数顶管涵机从工作井出洞后，应尽量