金环路顶管施工方案最新.docx
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金环路顶管施工方案最新
金乡县城区雨污分流改造工程金环路（青年路-金济河）道路改造工程排水工程
顶管施工方案
编制人：
审核人：
审批人：
邢台市政建设集团股份有限公司
2018年4月
一、工程概况…………………………………………………….2
二、编制依据…………………………………………………….2
三、施工组织机构……………………………………………….2
四、施工方法…………………………………………………….4
五、质量保证措施……………………………………………….14
六、安全文明施工措施………………………………………….15
七、扬尘治理保证措施…………………………………………..16
附图一……………………………………………………………..18
附图二……………………………………………………………..19
一、工程概况
本工程范围内金环路西起金济河，东至青年路，全长约556米，其中金济河-春秋路段雨水深度约6米，金环路道路较狭窄，开槽施工影响居民通行安全隐患较大且施工进度缓慢，为了保证安全及施工进度，经研究决定采用泥水平衡机械顶管进行施工。
二、编制依据
1、金环路（青年路-金济河）施工图设计
2、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）
3、《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836-2009）
4、《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93）
5、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
6、《工程测量规范》（GB50026-93）
7、国家及地方相关规范、规定
三、施工组织机构
本工程顶管机采用泥水平衡式机械顶管机顶进施工，顶管施工长度315米，深约6米，计划安排两班倒进行施工，每班顶进40米。
根据工程实际情况，采用设备泥水平衡式工具头2个，中继环若干个，泥浆泵2台，输泥输浆管路2套，吊车2台，后座泵站2套，整体式顶进构架2套，泥水处理系统2套，水准仪2台，全封闭运输车2台，挖掘机2台及必要的通用设备等。
主要工程量见下表：
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
接收井（内径4.5m*4m*4.9m）
座
1
C40抗渗泵送，壁厚40cm，封底50cm。
10cm厚C15垫层3.6m3，模板729.6m2，砼24.5m3，Φ22、Φ16钢筋3.6t
2
工作井（内径6.5m*4m*4.9m）
座
1
C40抗渗泵送，壁厚60cm，封底50cm，10cm厚C15垫层4.2m3，模板646.4m2,砼56.35m3，Φ22、Φ16钢筋2.16t
3
沉井挖方
m3
390
人工配合机械，人工5%，机械95%
4
外运土方
m3
500
系数0.8，运距15km
5
Φ1350雨水管道
m
265
国标III钢筋混凝土管
6
膨润土
t
20
7
顶后注浆
m3
435
8
罐车外运泥浆
m3
2752
Φ1350管道一边留宽30cm，加管道横截面共2.1m，泥浆泵装车，土：
泥水为1：
3，运距15km
9
矩形直线混凝土雨水检查井
座
2
与图纸一致
10
回填中粗砂
m3
237.65
针对本工程的实际情况，我项目部选派施工经验丰富、责任心强、有施工经验的作为施工负责人，选派专业顶管施工的施工队伍进行施工，确保工程高效、高质量的完成。
施工组织机构框图如下：
四、施工方法
顶管施工是以顶管工作井为起始点，在工作井内安装主顶千斤顶系统提供水平推力，先将安装在导轨上的顶管机头从前墙预留的出洞口破封门推入土中，由入顶口导向，然后将钢筋混凝土管跟随前端一节一节地向前顶进，与此同时，切削下的泥土通过泥水系统直接由运输车运至指定弃土场，采用24h连续施工，直至机头进入接收井回收，完成顶管管道铺设。
施工工艺流程图如下：
1、施工准备
临建设施及施工用水用电的安装，测量放线与复测，地下管线的确定，进场的机械设备安装调试等。
2、工作井、接收井预制，沉井
根据施工图纸及现场实际情况决定设置两个工作井、三个接收井。
工作井与接收井采用C40钢筋混凝土预制，壁厚50cm，内径分别为6.5m*4m和4.5m*4m，深6米，采用沉井法施工。
沉井位置由测量人员定位后，先进行地下管线的物探和坑探，确定无地下管线和公共设施后方可沉井。
沉井采用人工配合机械的方式挖土，开挖遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，挖出的土方直接外运。
在沉井施工中时刻注意标高，平缓下沉，严禁一侧挖土过深，防止井室倾斜。
下沉到设计标高后，进行井室封底。
封底混凝土厚50cm。
为了车辆及行人的安全，在工作坑四周采用围挡全封闭施工，并配备警示标识和反光标识。
质量验收标准：
①工作井结构的强度、刚度和尺寸应满足设计要求，结构无滴漏和线流现象；
②混凝土结构的抗压强度等级、抗渗等级符合设计要求；
③顶管顶进工作井的后背墙应坚实、平整；后座与井壁后背墙联系紧密；
④两导轨应顺直、平行、等高，导轨与基座连接应牢固可靠，不得在使用中产生位移；
⑤工作井施工允许偏差：
检查项目
允许偏差
检查数量
检查方法
范围
点数
1
井内导轨安装
顶面高程
+3,0
每座
每根导轨2点
用水准仪测量、水平尺量测
中心水平位置
3
每根导轨2点
用经纬仪测量
两轨间距
±2
2个断面
用钢尺量测
2
井尺寸
每侧长宽
不小于设计要求
每座
2点
挂中线用尺量测
3
进出井预留洞口
中心位置
20
每个
竖、水平各1点
用经纬仪测量
内径尺寸
±20
垂直向各1点
用钢尺量测
4
井底板高程
±30
每座
4点
用水准仪测量
5
工作井后背墙
垂直度
0.1%H
每座
1点
用垂线、角尺量测
水平扭转度
0.1%L
顶进阻力计算
根据《给水排水管道工程施工及验收规范》中6.3.4式计算
FP=πDoLfk+NF
式中FP————顶进阻力（kN）
Do————管道的外径（m）
L————管道设计顶进长度（m）
fk————管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（kN/m2）,本工程顶进土质为粉质粘性土，所用管材钢筋混凝土管，取值5.0kN/m2
NF————顶管机的迎面阻力（kN）
NF=Dg2Pπ/4
P————控制土压力kN/m2
Dg————顶管机外径（mm），其值取管道外径
P=K0*γ*H0
K0————静止土压力系数，一般取0.55
γ————土的湿重度，取19kN/m3
H0————地面距挖掘机中心的厚度，取最大值7.12m
带入数据得P=74.404kN/m2
本工程施工过程中设置两个工作井，采用中间向两端顶进，最大顶进力出现在下表对应的区间中
区间
管道内径（mm）
壁厚（mm）
管道外径（mm）
顶进长度（m）
拟建检查井—Ws5
1350
135
1620
265
将以上两段区间对应的数据分别带入上式中，得
FP1=247.61tFP2=674.78t
其中FP=FP2=674.78t为施工过程中的最大顶力。
考虑到突发事件，取1.3的安全系数，
FP==674.78t*1.3=877.214t
后背墙允许顶力计算
工作井中的后背墙结构形式和尺寸相同，均为钢筋混凝土结构，高4.9m，长4m，宽4m，厚度0.6m，混凝土强度等级为C40,通过查阅《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004），C40标准抗压强度为26.8N/mm2,顶管过程中后背墙按受力均匀计，其承载力为F=σbh
其中:
σ——混凝土标准抗压强度
b——后背墙宽度
h——后背墙高度
带入数据得：
F=26.8N/mm2*4000mm*4900mm=52528t。
3、地面设备安装
①安装导轨：
导轨采用钢制材料，其强度与刚度应满足施工要求，先符合管道中心位置，计算导轨轨距，两根导轨必须相互平行、等高。
导轨面的标高根据设计沟底标高设置。
坡度与设计管道坡度一致。
顶铁的强度、刚度应满足最大允许顶力要求，安装轴线与管道轴线平行、对称，顶铁在导轨上滑动平稳、且无阻滞现象，以使传力均匀和受力稳定。
②安装主顶设备：
将主顶千斤顶对称布置，固定在千斤顶架上做整体吊装。
每台千斤顶规格一致，行程同步，油路并联，共同作用。
均备有独立的控制阀，伸出的最大行程小于油缸行程10cm左右。
油泵设备设在距离千斤顶的近处，并设置防雨棚，油路安装顺直，减小转角，接头不漏油，油泵必须装有限压阀、溢流阀和压力表等指标保护装置。
安装完毕后进行测试。
在顶进中定时检修维护，及时排除故障。
③安装前做止水圈：
为了防止顶管机头进出工作坑洞口流入泥水，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不致流失，必须事先安装好前墙止水圈。
④安装顶管机头：
顶管机头的尺寸和结构要符合要求，根据设计图纸选用φ1400的机头，顶管机头在吊顶入坑前要做详细检查，起重机卸机头时要平稳缓慢，避免冲击、碰撞。
并由专人指挥，确保安全可靠。
机头安放在导轨上后，测定前后端的中心方向偏差和相对高差，并做好记录。
机头与导轨的接触面必须平稳、吻合。
工具管和挖掘机按设计要求，准确定位，两边对称。
机头必须对电路、油路、水路、泥浆管路和操作系统等设备进行逐一连接，各部件连接牢固，不得渗漏，安装正确，并对各分系统进行认真检查和试运行。
⑤安装起重机械：
顶进工作坑配备一台汽车吊进行垂直运输作业，其起重能力满足顶管工具管和顶进设备的拆卸及其他材料的垂直运输。
正式作业前要先试吊，确认安全可靠，方可使用。
⑥安装土方运输设备：
采用泥水平衡顶管机，以水力机械方式将泥浆通过与管路连接的吸泥泵输出并与排泥旁通装置直接运输到地面外运。
4、顶进施工
①出坑：
出洞前对所有设备进行全面检查，确认没有故障后方可准备出洞，如存在问题要及时调整、维修或更换。
洞口止水圈与机头外壳的环形间隙均匀，密封、无泥浆流入。
洞外地面无明显沉陷后，方可拆除封门，拆除后，在确保人身安全的前提下，立即清除洞口外的障碍物，而后将机头随即切入土层中，避免前方土方松动坍落。
②顶进：
掘进系统起动前要确保液压泵组中的液压油充分，液压油软管和泥浆管路的每一接头可靠，接口对号，所有电缆和电气配线都牢靠连接，供电电源额规定值，电动机的回转方向准确无误。
③停机操作：
在掘进工作完全结束后，关闭开关。
5、注浆减磨及砂浆置换
①长距离顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆，注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，在施工中选择优质的触变泥浆材料，对膨胀土取样测试，主要指标为造浆率、失水量和动塑比。
②在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。
③压浆方式主要以同步注浆为主，补浆为辅，在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况。
④注浆设备和管路要安全可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能，在注浆孔中设置一个单项阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响注浆效果。
⑤注浆泵选用脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相匹配。
⑥顶进结束，对已形成的泥浆套的浆液进行置换，置换浆液为标号不小于M10的水泥砂浆，在管内用单螺杆泵压住，压浆体凝结后拆除管路换上封盖，将孔口用环氧水泥封堵抹平。
6、测量
按照设定的管道中心线和工作井、接收井位置建立地面与地下测量控制系统，控制点设在不宜扰动、视线清楚、方便校核的地方，并加以保护。
出顶进工作井进入土层，每顶进300mm，测量不少于一次；正常顶进时，每顶进1000mm测量不少于一次。
进入接受工作井前30m应增加测量，每顶进300mm，测量不少于一次。
全段顶完后，在每个节管接口处测量其水平轴线和高程，有错口时，测出相对高差。
如发生偏移，可采取调整纠偏千斤顶的方法进行编组操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩的方法，反之亦然。
如同时有高程和放线偏差，则先纠正偏差大的一面，发生较大偏差要分析发展趋势，采用分次逐步纠正，勤调微纠。
7、管段连接
①管节采用C40III钢筋混凝土管，管节在下井前再次做外观和尺寸检查，若发现有管端破坏，管端面不平整，尺寸误差较大的，禁止下井。
②将检查过的管节在安放橡胶圈的位置上涂一层涂膜橡胶后安装橡胶止水圈。
③用吊车将管节平稳卸入井底轨道上。
④安装环形顶铁。
8、顶后处理
顶后须进行管头处理和土层加固，管头处理时采用水不漏修补管内管头破裂处，并填实两管之间的缝隙。
土层加固时注入水泥浆，水灰比为1：
0.5。
9、检查井砌筑与回填
检查井砌筑前须将管连接至检查井位置，检查井采用预制井。
有预留支管时，按要求管径、方向、高程施工，管与井壁衔接处应严密。
本工程采用中粗砂回填，用小型震动夯，20-25cm一层，对于井壁周围局部狭窄处，如不方便使用夯实机具，使用换填材料，一定要严格控制回填密实度。
在管道安装完毕后，要对管道主体结构的质量检查验收，然后尽快回填。
质量验收标准：
①管节及附件等工程材料的产品质量应符合要求；
②接口橡胶圈安装位置正确，无位移、脱落现象；
③管道的管底坡度无明显反坡现象；
④管道接口端部应无破损、顶裂现象，接口处无滴漏；
⑤管道内应线形平顺、无突变、变形现象；一般缺陷部位，应修补密实，表面光洁，管道无明显渗水和水珠现象；
⑥管道与工作井出、进洞口的间隙连接牢固，洞口无渗漏水；
⑦管道内应清洁、无杂物、油污；
⑧顶管施工贯通后管道允许偏差：
检查项目
允许偏差（mm）
检查数量
检查方法
1
水平轴线
50
范围
点数
用经纬仪测量或挂中线用尺量测
2
管内底高程
+30，-40
每节管
1点
用水准仪或水平仪测量
3
相邻管间错口
15%壁厚，且≤20
用钢尺测量，见本规范第4.6.3条的有关规定
4
对顶时两端错口
50
五、质量保证措施
1、为了保证达到质量标准，实现质量“三检制”，即“自检、互检、交接检”，确保工程质量。
2、项目部成立以项目技术负责人为首的质量管理小组，对整个工程质量负全面责任，质检员负具体检查责任。
3、班组长认真执行质量标准，按规程作业，对工序质量负责。
4、开工前，落实各级人员岗位责任制，做好技术交底，使每个施工人员对工程总体要求明确，对岗位职责、岗位技术要求及质量要求，有深刻了解，使人人都有很强的质量意识。
5、要积极配合业主、监理对施工质量的检查验收，积极听取其意见和建议，有问题及时纠正。
6、与地下管线管理部门保持联系，确保穿越地带管线安全。
管线探测要结合人工进检查井或坑探进行确定。
7、工作井、接收井的位置、深度、中线要由质检员和监理工程师确认。
六、安全文明施工保证措施
1、文明生产
对所有入场人员进行三级安全教育，告知危险源，设置必要的安全警示标志，保持现场整洁、卫生；与建设单位及其他协作的兄弟单位，互相帮助，以礼相待。
2、防跌落
夜间施工要有足够照明；进入井室检查前要有安全绳，不要时佩戴防毒面具，泥浆池上设置防护板，坑四周设置封闭的围栏，下坑梯子固定牢固。
3、防物体打击
施工人员进入现场应佩戴好安全帽，工作坑在开挖和支护时勤观测，确保安全，现场各种机电设备专人负责，非操作人员不得擅动设备，禁止现场人员在设备附近睡觉，起重作业时，要有专职安全人员在地面指挥协调。
现场交叉作业要注意相互配合，听从指挥，发现问题及时解决，禁止坑上下随意抛、扔物体。
4、安全用电
电工、电焊工必须持证上岗，设备吊装与高压线保持必要的安全距离，重点区域设立醒目的安全标志和标牌，供电线路严格执行三相五线制，各种电器设备维修时一定要停机、断电；电闸箱断电后要上锁挂牌或专人看护；电闸箱要符合安全规范。
设置漏电保护装置，用电设备应周期性进行绝缘情况检测，电器线路和设备应由电工负责架设检修，其他人不准私自动用，施工现场使用碘钨灯及支架时，必须有良好的接地保护，电夯、振捣器应有专人操作，佩戴好绝缘防护用品，使用电夯时，注意保护电缆线不被夯砸到。
5、环境保护
泥浆外运时，车辆必须进行全封闭，泥浆不得洒落至地面。
安排专人对施工现场进出口位置进行打扫。
七、扬尘治理保证措施
为了使工程顺利施工，充分体现我公司扬尘治理的决心，我公司严格执行建筑工地的8个100%，即“施工现场100%围挡；路面100%硬化；驶出车辆100%冲洗；运输车辆100%密闭；裸露物料100%覆盖；特殊作业及扬尘地块100%喷淋洒水；出入口路段100%清扫洒水；暂不开发土地100%绿化”。
并制定了以下保证措施：
1、扬尘治理管理组织机构
①成立以项目经理为组长，项目副经理、项目总工为组员的扬尘治理领导小组，组织领导施工现场的扬尘治理工作。
②落实扬尘治理责任制，公司对项目、项目对施工班组层层签订扬尘治理责任书，使扬尘治理落实到人。
2、扬尘治理措施
①工地出入口按要求设置高压冲洗设备、排水沟和泥浆沉淀池，进出车辆必须冲洗干净方能放行，并保持出入口通道及道路两侧50米范围内的整洁。
②施工中产生的物料堆采取遮盖、洒水等防尘措施，防止尘土飞扬。
③施工过程中产生的建筑垃圾、渣土及时清运，不能及时清运的，在施工场地内设置临时性密闭堆放设施进行存放或采取其它有效防尘措施。
④工程高处的物料、建筑垃圾、渣土等采用袋装垂直清运，禁止凌空抛掷，施工收尾阶段清扫出的建筑垃圾、渣土应当装袋扎口清运或用密闭容器清运。
⑤施工场地内及周边随时洒水进行湿润作业。
⑥禁止在施工现场从事消化石灰、搅拌石灰土和其它有严重粉尘污染的施工作业。
⑦平整场地、清运建筑垃圾和渣土等施工作业时，采取边施工边洒水防止扬尘污染的作业方式。
在建筑物四周设置密目网，防止和减少施工中物料、建筑垃圾和渣土等外逸。
3、扬尘治理检查制度
①建立扬尘治理例会制度，每周召开一次扬尘治理工作例会，总结上周扬尘整治情况，布置下周扬尘治理工作计划。
②建立扬尘治理值班制度，项目部及施工班组安排负责人员在现场值班，不得空岗、失控。
③执行日检查，月评估制度，保证扬尘整治工作稳步提高，实现各项管理目标。
附图一：
施工总平面图
附图二、施工纵断面图：
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