市政顶管 工程安全专项方案80m.docx

1、市政顶管 工程安全专项方案80m建华东路排水工程过308国道顶管施工方案编制： 审核： 审批： 年 月 日一、工程概况二、编制依据三、施工计划四、主要措施及控制要点（一）工作坑及顶进中的测量（二）工作坑、接收坑施工方案（三）基坑支护设计（四）工作坑施工（五）顶管施工五、安全环保施工措施（一）组织保证措施（二）技术保证措施（三）应急预案（四）监测监控六、劳动力计划七、施工图纸一、工程概况1.工程概况：建华东路（体育南大街东二环南延）道路工程，全长约4.3公里，为东西向城市主干路，规划断面为三幅路型式，道路红线宽50m，本次施工内容为南北两侧雨、污水管道。过308国道污水、雨水顶管分别采用DN12

2、00和DN2400玻璃钢纤维增强塑料管。管上顶覆土污水7m左右，雨水6m左右，顶管长度污水为82.4m，雨水顶管两道中心间距4m，每道雨水顶进长度为73m，两道共计146m。2.地质情况：5m以内为粘土、亚粘土，超过5m为粉砂土，为保证工作坑的稳定性，坑壁支护采取“钢筋榀架+钢筋网片+锚喷混凝土” 的倒挂施工支护结构。3.主要工程量:污水管道D=1200mm 82.4m污水锚喷工作坑：8.9m3.5m6m 一座污水锚喷接收坑：8.9m3.5m3.5m 一座雨水管道D=2400mm 73*2=146m雨水水锚喷工作坑：8.5m6m9m 一座雨水锚喷接收坑：8.5m6m9m 一座4. 施工部署（1

3、）施工总目标工程质量目标：合格。工程安全目标：杜绝重大伤亡事故。一般事故发生率4以下。（2）施工组织机构我公司近年来先后承建了多项同类工程，积累了许多成功的施工经验，并培养了一批组织施工的管理技术人员。为确保该项目优质高效地完成，该工程列为我公司的重点工程，并实行项目法施工，抽调我公司技术精、组织能力强的人员组成项目经理部，建立完善的该项目施工生产、技术、质量保证体系，本工程由国家一级建造师陈永江任项目经理。（3）施工平面布置顶管工作坑布置在308国道东侧，接受坑布置在西侧。办公室、库房、料场布置在308国道与建华东路交叉口东北角。具体位置详见施工平面布置图二、编制依据建筑基坑支护技术规程DB

4、11/489-2012混凝土结构设计规范GB50010-2002市政工程施工计算手册工程测量规范给水排水构筑物工程施工及验收规范（GB50141-2008）建设工程安全检查标准JGJ59-2011本项目设计图纸施工组织设计三、施工计划1工期目标总工期20日历天。2.具体施工进度计划横道图详见附录1具体设备计划见附录2具体劳动力计划详见附录3四、施工工艺技术（一）工作坑及顶进中的测量1.施工前须将管线的中线点及水准点引至工作坑附近，并作上标记。工作坑施工完成后，将地面管道中心桩用经纬仪引入工作坑两侧坑壁上或支撑上，作为顶管中心的测量基线。2将地面的临时水准点用水准仪引入工作坑的底部，每一个工作坑

5、须设置三个水准点，选择不易碰撞及不遮挡测量的地方设置。3.工作坑的中心桩与水准点设置必须牢固可靠，要经常校对并保证准确。4.每镐顶近300mm，每顶进一镐用经纬仪测设管中心线位置、水准仪测量流水面高程一次。下完一根管后用经纬仪及水准仪核测一次中心及管高程。每天做好现况地面沉降施测，早晚一次做好测量记录。5.全段顶完后，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。（二）工作坑、接收坑施工方案1.工作井尺寸设计工作竖井应有足够的工作面，顶管坑尺寸应按下式计算： 底宽=D1+2S 底长=L1+L2+L3+L4+L5式中：S-操作宽度（m），一般取0.81.2米，本工程雨水取1

6、.2米；污水取1米。D1-管外径（m），本工程中雨水为双管，总尺寸为4+2.4=6.4米；污水为1.2米。L1-管子顶进后，尾部压在导轨上的最小长度（m），一般取0.30.5m，本工程取0.5m；L2-管节长度,本工程中为2m；L3-出土工作间长度，根据出土工具而定，宜为1.01.8m，取1.2m；L4-液压缸长度, 本工程中取1.5m；L5-后背所占工作坑长度，包括横木、立铁、横铁，取0.85m。雨水工作坑：底宽6.4+1.228.8m 施工时取9.0m底长0.5+2.0+1.2+1.5+0.856.05m 施工时取6.0m雨水接受坑：雨水接收坑根据设计图纸底宽取9.0m，底长取6.0m。污

7、水工作坑：底宽1.2+123.2m 施工时取3.5m底长0.5+2.0+1.2+1.5+0.856.05m 施工时取6.0m污水接受坑：污水接收坑根据设计图纸底宽取3.5m，底长取3.5m。2.工作井净深度的设计竖井深度公式如下： H1=h1+h2+h3 H2=h1+h2式中：H1-顶进坑地面至坑底的深度（m）；H2-接受坑地面至坑底的深度（m）；h1-地面至管道底部外缘的深度（m）；h2-管道底部外缘至导轨底面的深度（m）；h3-基础及其垫层的厚度，不应小于该处井室的基础及垫层厚度（m）；本次施工井底基础及其垫层的厚度h3=0.50m，管道底部外缘至导轨底面的深度取h2=0.2m。雨水顶管坑

8、、接受坑深度约8.5m； 污水工作坑、接收坑深度约8.9m。（三）基坑支护设计1.基坑支护形式的选择根据本工程地质条件，基坑周围环境及支护结构的使用功能，结合目前同类施工条件下，基坑开挖及支护所采用的较为成熟、可靠的施工工艺，为能够最大限度地减少基坑开挖对周边环境的影响，并保证施工过程的安全操作，同时考虑顶管施工的需要，本工程采用“钢筋榀架+钢筋网片+锚喷混凝土”的倒挂施工支护结构，并在井口处设置闭合的冠梁。2.倒挂支护的结构形式（1）坑体结构形式雨水顶管坑和接收坑平面净空分别为9m6m、9m6m，为确保基坑稳定和安全提高支护结构刚度，在满足顶管施工操作需要的前提下，尽量减少支护结构长度，在位

9、于长边中心位置垂直于基坑长边方向，每隔2米增设一45a工字钢支撑，具体见附图。（2）支护结构的做法1）冠梁采用C30模筑混凝土结构，断面尺寸为1000X600mm，主筋采用820，箍筋采用12300。在冠梁内预埋纵向连接筋20，梁内锚固长度1m，并打入地下土层内30cm。2）雨污水工作坑、接受坑壁厚度均为300mm，采用喷射C25P8防渗混凝土。3）雨污水工作坑、接受坑壁钢隔栅外形尺寸为20*20cm，隔栅主筋为425，箍筋采用12150。在冠梁以下07.2m范围内，钢格栅竖向间距为0.6m,7.2m以下竖向间距为0.45m。为了加强结构的强度，在每榀钢隔栅转角部位设置228的加强筋，与25钢

10、筋焊接连接。钢隔栅之间采用4M25螺栓连接。所有钢格栅均采用现场加工，安装时，第一榀钢隔栅必须紧贴冠梁底部。4）考虑雨水工作坑的整体稳定性，在长边中间位置，锁口圈梁下2m设第一道顶撑，顶撑采用45a工字钢，两边和锚喷墙预埋铁焊接，每隔2m设一道顶撑，共4道。5）工作坑壁钢隔栅内外两侧均满铺设置6100X100钢筋网格。6）上下层钢隔栅采用201000的竖向连接筋连接。内外层竖向连接钢筋须穿过钢隔栅内部，内、外连接钢筋环向布置间距为500mm，并与钢隔栅焊接牢固。上下层竖向连接筋之间采用焊接连接，焊接长度不小于200mm。7）钢隔栅锚杆内打设32.53.25锚杆，沿向下15角打入，每隔一榀设置一

11、层。锚杆水平间距为1.0米，长1.5米，锚杆外露25cm。上下两层锚杆梅花状布置。锚杆固定后注入改性水玻璃浆液。8）结构底部采用内外双向16200钢筋网格，C25预拌混凝土，结构厚度为300mm。顶管坑、接收坑具体结构见附图（四）工作坑施工1.混凝土地圈梁 在工作坑外边尺寸范围内挖土深l.1m，施做钢筋混凝土冠梁。冠梁顶要在地面下0.6米深处，冠梁上砌砖墙（内抹面）0.6m（即高出地面0.1m），待竖井使用完后方便拆除。2.土方吊装土方采用8t吊车出土，吊车安置在坑深1倍距离以外。如不能满足要求吊车安置在基坑拐角处。3.支护墙体施工（1）土方开挖1）待混凝冠梁强度达到90%后进行基坑土方开挖；

12、2）开挖顺序由上至下、对角开挖、中间留核心土的方式进行，每一循环挖深与刚隔栅竖直间距相等，土方开挖顺序见下图：3）开挖出的土方用土斗及时运出工作坑。4）土方开挖后进行钢隔栅安装、混凝土锚喷施工。待上一层锚喷混凝土达到设计强度70%后进行下一循环的土方开挖、钢隔栅安装、混凝土锚喷施工。5）挖至设计标高施做封底，最终形成整体支护。（2）锚喷和支护1）基坑壁用20连接筋与混凝土圈梁下部骨架连接，并在混凝土圈梁底部安装第一层钢格栅，钢格栅各部分之间采用螺栓连接，与预留竖向连接筋焊接牢固。2）每榀钢架固定锚杆环向间距1m，上下钢架的锚杆水平错开，锚杆排列方式为梅花形，锚杆采用钢管，钢管选用323.25的

13、普通钢管，钢管长1.5米，斜向下15。每层锚固钢管采用梅花状布置，并通过锚固钢管向土壁注入改性水玻璃浆液。3）基坑施工时分部位进行挖土、安装钢格栅、钢筋网片及锚喷混凝土，依次向下逐层交叉施工，钢格栅层与层间用连接筋焊接连接，外挂钢筋网片。4）喷射混凝土施工与要求 锚喷混凝土为C25P8防渗混凝土，采用干料法施工，干料法是将水泥、砂石及少量速凝剂组合而成的混合料用压缩空气从混凝土喷射机中经高压胶管吹送到喷枪头，再与高压水混合，进行高速喷射。喷射混凝土所用原材料采用4 2.5普通水泥，粗骨料最大粒径为2cm，含水量控制在46之间，速凝剂采用J85速凝剂，掺量为水泥重量的4，防水剂采用QBZ-B1多

14、功能型高效防水剂，掺量为水泥重量的3.8%。喷射混凝土的配合比为水泥：砂：石1.2：2：2。分2至3次喷射混凝土达到厚度要求，待上一层混凝土强度达到设计强度的70%后，进行下一步混凝土施工。逐层重复施工直至达到深度，最终形成钢筋混凝土锚喷护壁。5）在每一层基坑壁钢隔栅安装时，同步安装工字钢支撑在相应的钢隔栅。（3）封门顶管过程中，管从工作坑进洞、还是出洞，管子与洞口之间都必然会有间隙，间隙必须做好封闭，如封闭不严，回填注浆就会从该间隙中流到坑中，影响坑内作业，严重时会造成洞口的塌落，造成事故，故洞口必须做好止水。根据设计高程在施做工作坑锚喷护壁时，将预制好进出洞口的圆拱形钢格栅（钢隔栅主筋采用

15、428钢筋，箍筋为12150,洞内径尺寸略大于管子外径810 cm），与横向钢格栅连接，洞口部分的钢格栅及锚喷混凝土在管子就位后再拆除，另做止水洞口。（4）封底工作坑混凝土封底在挖深达到设计管底高管壁厚设备底座安装尺寸导轨高后进行。打底板混凝土要注意与设备安装的予埋相配合。坑底部一角施做与底板混凝土浇筑成一体的集水坑。（5）接收坑施工接收坑施工方法同顶管工作坑。（五）顶管施工本次顶管施工采用人工掘进顶管施工，工作坑工作平台采用工字钢+方木+搭板搭设，工作坑处吊运设备用架子采用工字钢龙门架。顶进前采用改性水玻璃浆液进行土壤固化，顶进后采用水泥浆液填充。1.设备安装工艺流程工作平台安装垂直起重运输

16、设备安装导轨安装顶进设备安装检查验收2.工作平台的安装工作平台承重主梁应根据管重及其他附加载荷计算选用。主梁两端支搭在工作坑壁外不小于1.2m。必须根据起吊设备能力及起吊物质量核算起重架。支搭于工作平台上的起重架，应安装牢固，并设有防雨棚。工作坑上的平台口必须安装护栏，并设专用人行爬梯。3.垂直起重运输设备安装安装前必须对卷扬机、电动葫芦等起重设备进行全面检查，设备完好，方可安装。电动葫芦起重能力应与行走梁匹配。 起重设备安装后在正式作业前必须试吊，吊离地面10cm左右时，检查重物、设备有无问题，确认安全后方可起吊。起重设备设专人检验、安装并必须遵守安全操作规程。4.导轨安装在槽底用C20混凝

17、土铺一层20cm基础，宽度较枕木长50cm，在混凝土内部埋设15cm15cm枕木，埋深13cm。枕木长度应比导轨外缘两边各长出30cm，间距40cm。枕木埋入混凝土的面需包油毡。顶管坑的支护以及平台搭设完成后，进行导轨安装。1）两导轨的间距 图14 导轨间距示意图 A0两导轨的中距A两导轨上部的净距a导轨的上顶宽度，采用起重机钢轨QU100，a=100mmD管外径.h导轨高度,采用起重机钢轨QU100，h=150e管外底距枕木的距离，取25mm。2）导轨安装质量检验标准导轨应直顺、平行、等高，安装牢固，其纵坡与管道设计纵坡一致。安装导轨高程及内距允许偏差为2mm；中心线允许偏差为3mm；顶面高

18、程允许偏差为0+3mm。5.顶进设备安装施工安装前应对液压缸、高压油泵、液压管路控制系统进行检查，设备完好方可安装。应根据顶管坑的施工设计，安装高压油泵、管路及控制系统。油泵宜设置在液压油缸附近；油管应直顺、转角少；油泵应与液压油缸相匹配，并备有备用油泵。液压油缸的油路应并联，每台液压油缸应有进油、退油的控制系统。 液压油缸的着力中心应位于管总高的1/4处，且不小于组装后背高度的1/3。工具管应在导轨、工作平台、垂直起重设备安装完成后进行安装，安装前应对设备进行检查，使其处于完好状态。顶铁应放置在工作坑内顶进方向的两侧，摆放整齐，方便安装。顶铁应有足够的刚度，长短搭配满足顶进需要，外形尺寸规整

19、，顶面与轴线垂直，安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污。更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；顶铁的允许连接长度，应根据顶铁的截面尺寸确定。顶进设备安装后应试车运行。导轨及设备的安装质量应符合下列要求：1）枕木的安装高程应低于管外高程12cm，间距均匀，其铺装纵坡应与管道纵坡一致。两根导轨应直顺、平行、等高，导轨安装牢固，其纵坡与管道设计坡度一致。2）导轨、高程及内距允许偏差为2mm，中心线允许偏差为3mm，顶面高程允许偏差为0+3mm。3）顶进设备液压系统应符合施工设计要求，管路连接不得漏油，压力表应经过校验合格。4）起吊设备各连接部件应牢固可靠，

20、电葫芦应检验合格，限位装置齐全有效，起吊索具（吊钩、钢丝绳）经过检验合格，安全可靠。6.顶管坑后背设置后背壁应平整，并与管道顶进方向垂直。在平直的锚喷墙壁前横排20cm20cm方木，方木前放置立铁，立铁前横向叠放15cm40cm横铁。方木及立铁应埋至工作坑底以下50cm。后背墙见下图：(1)顶进时总顶力P=nGL P计算总顶力（kN） G管子单位长度管体自重（kN/m） L顶进总长度（m） n土质系数，取3.0。雨水管径为2.4米，每道顶进长度为73米，每延米管重10KN/mp=37310=2190KN 污水管径为1.2米，顶进长度为82.4米，每延米管重8KN/mp=382.48=1977.

21、6KN (2)后背墙允许抗力EpEp后背墙的允许抗力（KN）B后背墙的宽度，取2.0米K安全系数，取2.0后背土体的重力密度，取20(KN/m)H后背墙高度，施工中坑壁采用钢筋混凝土锚喷护壁，保守雨水污水都取H8米。Kp被动土压力系数，Kptan2(45+/2)C后背土的粘聚力（KN/m2）,取15土壤的内摩擦角（度）取25度Kp= tan2(45+/2)= tan2(45+/2)= tan2(45+25/2)=2.464Ep22（0.520642.464+20822.464+2158）2742.2KN2190KN（计算最大顶力）结论：后背墙能够满足要求。(3)后背坑壁横排方木的面积FP/ F

22、横排方木的面积（m2） P计算顶力（kN） 土的允许承载力（kN/m2），取150kN/ m2 。锚喷混凝土结构能够允许承载力（KN/）：400F=21904005.5后背墙高度为4m，宽度为2m。就能满足要求。7.管道顶进（1）作业条件全部设备已经检查，并经过试运行确认正常；首节管在导轨的中心线、坡度、高程应符合导轨设备安装规定。（2）工艺流程 测量放线土体加固首节管空顶就位初始顶进管道顶进回填注浆检查验收 （3）土层加固地面5米以下为粉砂土、砂土为保证施工安全，开挖时设小导管注水泥玻璃水浆液加固土体。做法：小导管采用直径42mm的无缝钢管制作，长度2500mm，间距500mm，梅花形布置。

23、 在小导管的前端做成约10cm长的圆锥状，在尾端焊接径6直8mm钢筋箍。距后端100cm内不开孔，剩余部分按30cm梅花形布设直径6mm的溢浆孔。在砂层中宜采用劈裂注浆法；注浆压力0.51.0MPa；水泥浆水灰比W:C=1:1，水玻璃模数2.4，水玻璃浓度30Be。现场施工时浆液参数可根据地质及水文地质条件进行调整。单孔注浆量为0.21m。施工时，当每孔注浆量达到设计注浆量时，可结束注浆。当顶管开挖面及管顶部位遇有粉细砂及砂砾石土层时，注浆加固土层，防止顶进过程管前产生坍塌。加固范围，管线为全线加固。加固方式为在管道内采用钻孔方法15cm形成梅花状，钻孔高度距顶管上管壁15cm为宜，然后采用1

24、0cm花管伸入孔内，便可注液加固土壤。（4）顶管操作工艺首节管空顶就位后，拆除洞口封门应符合要求：根据管道中心、和高程，确定洞口的位置，封门拆除前，先进行对管顶上方180范围内的土壤加固（超前小导管），防止在开启洞门时管上顶塌方。洞口开启完成后，把管顶入洞口。初始顶进封门拆除后，初始顶进510m范围内，应增加测量密度。首节管允许偏差为：轴线位置3mm，高程0+3mm。当接近允许偏差时，应采取措施纠偏。管前挖土长度：土质良好，在正常顶管地段，可超越管端3050cm；在不良地段开挖超越管端距离不得大于30cm。在正常顶管地段，管顶部位最大超挖量宜控制在1.5cm左右，管底部位135度范围内不得超挖

25、。在不允许土层下沉顶管地段，管子周围不得超挖。人工挖土顶管时，管前挖土人员应在管内操作。土质不良，管前应加工具管。严禁挖土人员在工具管外进行作业。人工挖土前，应先将工具管刃口部位切入周边土体中。挖土应根据地层条件，辅助以必要的降水或注浆加固等措施。（5）填充注浆顶管终止顶进后，应对管外壁与土层之间形成的空隙进行充填，保障被穿越的地面构筑物安全，注浆应符合下列要求：在顶进过程中，将对管外壁的土壤造成松动和空洞。顶管施工完毕，为不造成今后的事故需对管外壁压入填充物。本次压入物选定为水泥粉煤灰液，其配比为10：1，使用定量水稀释水泥粉煤灰，置入压力罐中，使用高压空气压入，压入口还使用触变泥浆孔管。如

26、在压浆孔加固不当的，采用从地面打孔的方法压浆加固。具体详见下图。（6）顶进过程、顶铁拆装及使用要求顶铁应无扭曲现象，安装应顺直；每次退回液压缸活塞换放顶铁时，应换用可能安放的最长顶铁。在顶进过程中，顶铁上方及侧面不得站人，并随时观察。顶铁有错位、扭曲现象时，必须采取措施，防止崩铁。（7）质量标准管道接口必须密实、平顺、不脱落。管内不得有泥土、石子、砂浆、砖块、木块等杂物。管外壁与土体间的空隙，采用雷达探测，并填充处理完毕。顶管允许偏差见下表：序号项目允许偏差（mm）检验频率检验方法范围点数1中线位移D150030每节管1测量并查阅测量记录，有错口时测量2点D1500502管内底高程D1500+

27、10，-20每节管1用水准仪测量，有错口时测量2点3D1500+20，-404相邻管间错口D150010每个接口1用尺量5D1500206对顶时管节错口30对顶接口1用尺量（8）应注意的问题顶进应昼夜三班连续施工，除不可抗拒情况外，不得中途停止作业。应严格执行测量放样复核制度，每次测量前，要先检查测量标志点是否移动。为防止管端破损，应在顶进过程中认真控制好方向，纠偏不得大起大落。为防止接口管渗漏，在吊装过程中应采用专用吊具，严禁用钢丝绳直接套入管口吊运，以防损坏管口及钢套环。为防止地面沉降，应严格控制超挖量，顶进完成后要及时进行注浆。（9）中心线与高程纠偏当测量结果发现管道顶进中出现偏差趋势，

28、应开始进行纠偏。纠偏过程中应增加测量密度，每1020cm测量一次。不得硬性纠正调整。根据土质及偏差数值，可采用挖土法、支顶法等纠偏方式。顶铁与管口之间应采用缓冲衬垫。顶力作用下，管节承压面的应力接近其设计抗压强度时，应采用U形或环形顶铁等措施，减少管节承压面的应力。（10）应立即停止顶进并及时采取措施的情况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，且矫正无效。顶力较预计大，接近管节端面可承受的顶力。五、安全施工保证措施（一）组织措施“百年大计，质量第一，工程建设，安全为本”，安全施工始终是工程项目管理的头等大事，必须认真贯彻国家的安全方针和有关安全施工的各项规定，

29、加强工程建设中安全施工的领导和管理，以保证建设者的安全与健康，促进施工。 1、本工程建立的安全施工保证体系见“安全施工保证体系框图”。成立以项目经理为组长的安全施工领导小组，全面负责并领导本项目的安全施工工作。2、本项目实行安全施工三级管理，即一级管理由项目经理负责，项目经理是施工项目安全管理第一责任人，二级管理由项目部专职安全员负责，三级管理由施工作业队班组长负责。3、落实各级管理人员和操作人员的安全施工负责制，全员承担安全施工责任，做到纵向到底，横向到边，一环不漏，人人做好本岗位的安全工作。4、开工前项目经理部组织有关人员编制实施性安全施工组织设计，对工作坑开挖、回填、支撑作业、混凝土结构

30、施工、机械施工、运输、垂直起吊、土方外运等作业项目，编制和实施专项安全措施设计，确保施工安全。5、实行逐级安全技术交底制，由项目经理部组织有关人员进行详细的安全技术交底，凡参加安全技术交底的人员要履行签字手续，并保存资料，项目部专职安全员对安全技术措施的执行情况进行监督检查，并作好记录。6、加强施工现场安全教育（1）针对本工程特点，对所有从事管理和生产的人员，施工前进行全面的安全教育，重点对专职安全员、班组长、从事特殊作业的起重工、电工、焊接工、机械工、机动车辆驾驶员等进行培训教育。（2）特殊工种的操作人员的安全教育、考核、复验，严格按照特种作业人员安全技术考核管理规定考核合格，获取操作证方能持证上岗。对已取得上岗证的特种作业人员要进行登记，按期复审，并要设专人管理。（3）通过安全教育，增强职工安全意识，树立“安全第一，预防为主”的思想，并提高职工遵守施工安全纪律的自觉性，认真执行安全检查操