定向穿越顶管工程施工方案.docx
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定向穿越顶管工程施工方案
定向穿越顶管工程施工方案
锦州龙栖湾新区世博园污水强排
定向穿越顶管工程
施
工
方
案
建设单位：
监理单位：
施工单位：
辽宁中宇建设集团有限公司
审批：
审核人：
编制日期：
2013年2月5日
一、编制说明…………………………………………………………3
二、工程概况…………………………………………………………4
三、施工准备…………………………………………………………4
四、组织措施…………………………………………………………5
五、技术措施…………………………………………………………8
六、施工准备工作……………………………………………………12
七、顶管工程施工……………………………………………………12
八、施工计划…………………………………………………………16
九、质量保证措施……………………………………………………17
十、安全文明施工及环保措施………………………………………18
一、编制说明
1、编制依据
本施工方案是依据施工招标文件要求以及设计院设计的施工图、国家的各项施工验收规范，并结合本公司的施工能力进行编制的。
2、编制目的
本施工方案宗旨是按工程建设的基本规律、施工工艺规律和经营管理规律，制定科学合理的组织方案、施工方案，合理安排施工顺序和进度计划，有效利用施工场地，优化配置和节约使用人力、物力、财力、技术等生产要素，协调各方面的工作，使竞争取胜，经营科学有效、施工有计划、有节奏。
确保工程质量、进度、安全、文明施工并取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。
3、编制说明及内容
1、本施工方案的编制内容为：
污水强排管道定向穿越工程。
2、本工程施工方案严格按照工程招标范围和招标文件对施工组织设计的要求进行编制。
在人员、机械、材料调配、质量要求、进度安排等方面统一部署。
3、根据本工程的特点、功能要求，本着对甲方资金合理利用，对工程质量的高度负责的责任感，我们的编制原则是“经济、合理、优质、高效”。
4、实施目标充分发挥我公司优势，科学地组织施工，严格履行合同确保实现以下目标：
5、质量目标各分项工程一次验收100％合格，单位工程质量确保达到合格标准。
6、工期目标以我司的实际机械设备及施工能力，确保在甲方要求的总工期内竣工交付使用。
7、安全目标制定切实可行的方案，确保安全生产无事故。
8、文明施工目标我司将认真贯彻文明施工的要求，推行现代管理方法，科学组织施工。
二、工程概况
1、工作内容：
DN1200钢筋砼防水承口过路顶管7处。
2、工程地点：
锦州龙栖湾新区
3、坡度情况：
坡度为0.001～0.002之间。
4、工程情况：
DN1200顶管均采用钢筋混凝土承口柔性防水管，质量标准合格，施工日期2013年2月17日—2013年3月30日施工总工期为42日历天,顶管采用封闭式顶管设备，由于地质条件处于高水位、松散回填碎石层，过路顶管采用全液压式顶机、机械切削人工捣运施工方法。
5、施工参照标准
1）、《市政排水构筑物工程施工和验收规程》GBJ08-221-96
2）、《市政排水管道工程施工和验收规程》GBJ08-220-96
3）、《给水排水构筑物施工和验收规程》GBJ141-90
4）、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
5）、《工程测量规范》GB50026－93
三、施工准备
工程质量的好坏以及工程是否能够顺利进行与工程开始阶段的准备工作密不可分，为此、我们将进行如下的准备工作：
1、技术准备
（1）熟悉、审查施工图纸及有关设计资料；
（2）原始资料的调查分析
（3）编制本工程的施工方案
2、施工现场准备做好施工现场的控制网测量；安排好生产和生活基地建设：
安装调试施工机械；做好各种材料的储存、堆放：
做好现场安全设施工作。
四、组织措施
（一）、施工组织
1、施工组织机构的建立
我公司在本工程施工中严格实行“项目法”施工，由公司优秀的项目经理组建的项目经理部来负责此工程的具体施工管理。
实行项目经理责任制，项目经理将对质量、工期、安全、成本及文明施工全面负责。
各施工管理职能部门在项目经理部的指导下做到有计划的组织施工，确保本工程质量、工期、安全等方面达到目标要求。
2、施工组织机构的启动与高效运作
（1）、根据本工程的情况及特点，有针对性的组建项目班子，一旦经过甲、乙双方确认，全班人马将处于启动状态，未进场之前，可根据设计要求积极为本工程做好开工前的准备工作。
（2）、在劳动力调配上，组织优秀施工班组，具有丰富施工经验和施工技术水平的操作人员。
在物力上机具，发电设备等机械器具上优先解决，专人负责，确保机械器具的正常运转和使用。
3、施工组织机构
（1）、项目经理
A、贯彻公司为本工程制定的质量方针、目标，执行公司的各项规章制度并保障质量体系的有效运行，实现本工程的质量目标。
B、主持本工程质量计划的编制，并全面负责项目质量计划的实施。
C、严格履行工程承包合同，负责制订工程承包合同履行的具体计划。
D、负责监督、协调施工现场的施工、物资供应、劳力安排、财务等各方面的工作。
（3）、技术负责人
A、贯彻执行为本工程制定的质量方针、目标，实现本工程的质量目标
B、负责工程项目质量计划、施工方案、特殊过程专题方案的编制工作，与设计人员搞好联系工作。
C、协助项目经理搞好项目质量计划的全面实施工作。
（4）、施工负责人
A、贯彻执行公司制定的质量方针、目标，落实本工程的质量目标。
B、负责工程项目的审图、翻样及材料计划的补退工作。
C、全力完成项目部下达的任务，负责对班组的全面管理，做好班组的施工任务、劳力调配等工作安排。
（5）、项目安全员
A、负责工程项目的安全管理，做好进场施工人员的安全知识教育。
B、负责工程项目安全生产技术措施的制定，定期跟踪验证措施的落实情况
C、负责对施工全过程安全生产的指导、监督，参加班组施工安全技术交底期、不定期检查各班组安全生产执行情况。
（二）施工部署
1、施工部署的原则
（1）、符合施工条件的地段先施工，有地方矛盾的地段后施工。
沉井工作井、接收井是顶管施工的重点，我们将集中力量保重点、抢重点，在人力、物资、机具上予以充分保证，各专业管理工作应协助领导组织好施工，搞好各方面配合。
（2）、凡符合施工条件地段同步进行施工，按施工程序，合理安排施工。
2、施工顺序
（1）、本工程施工安排采用从下游向上游循序施工，保证工程按期完成。
3、主要施工部位划分
（1）、工作井、接收井项目施工；
（2）、顶管工程项目施工。
4、劳动力组织准备
由于本工程工期较紧、工作量大，为保证工程的施工进度，须投入较多的劳动力，在不扰民的情况下采取24小时作业，根据工程进度情况编制劳动力计划，根据施工阶段进行人员调整。
施工人员计划表
工种
人员数量
备注
电工
4
电焊工
4
测量
2
起重工
4
辅助工
40
注浆工
4
五、技术措施
（一）测量施工方案
施工测量采取“四固定”措施，保证测量精度。
测量仪器在施测前应检校，严格按测量操作规程施测。
1、施工水准控制网的建立
（1）、根据管线走向图，在施工前利用现场水准控制网点，采取闭合导线测量方法，将水准点引测到每一个工作井位置，并且固定在相邻的建筑物上。
（2）、在每一个水准点位置用红漆做好标志，写上高程。
（3）、绘好水准点点位记录图，便于施工时寻找。
（4）、做好水准点的保护工作，便于用时互相连测。
2、施工平面控制网的建立
（1）、根据管道设计图上井位坐标用经纬仪，在施工前将每一个用木桩落实到现场。
（2）、用经纬仪根据工作井、接收井的桩位放出工作井两侧顶管的方向轴线，并用木桩落实到工作井两侧。
（3）、以两侧顶管方向线为依据确定工作井的中心线，按工作井施工图的长宽作为基础放工作井施工线。
（4）、将控制点延伸到施工现场外，固定在相邻的建构筑物上，以防止施工破坏。
（二）、工作井施工方案
1、本工程顶管拟采用预制钢制密封沉井箱作为工作井，由于地下水位较高,先开挖沉井箱位置土方后（工作井、接收井放坡1：
0.5）,沉井箱吊至工作井位置下沉。
为防止在顶管时井体位移，因此在沉井箱的后靠背进行加固处理。
施工时我们将采取多台水泵井内排水，本工程工作井为矩形井深－4.0米，预制沉井箱尺寸为5.0米*4.0米*3.5米。
为防止井外水土从预留洞口与管道缝隙流入工作井内,预留洞口与管道间设有动密封装置。
2、洞口止水
顶管工程中，为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些（一般为100mm）的方式，顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭，否则地下水和泥砂就会从该间隙流到工作井内，会造成洞口上部地表的塌陷，甚至会造成事故，殃及周围的建筑物和地下管线的安全。
因此，顶管过程中洞口止水是一个不容忽视的环节，必须认真、仔细地做好此项工作。
目前，我们采用的洞口止水方法是在沉井制做时，预先在洞口焊接一个10mm厚钢法兰，在钢法兰上焊接螺栓，安装16mm厚橡胶法兰，用10mm厚钢压板压紧，详见附图1。
在我们完成的顶管中，采用16mm的橡胶法兰止水，未发现地下水和泥砂流入工作井内，同时橡胶法兰和压板可以加收，效果很好。
3、设备布置及安装：
工作井做好以后，接下来就要进行辅助施工设备的安装。
（1）、后靠背的安放：
后靠背的平面一定要与顶进轴线相垂直，后靠背后部离井壁100-200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心轴线重合。
（2）、导轨的安放：
导轨是顶进管线的定向装置，安装应牢固、可靠、设置在工作坑基础上，不能在使用过程中产生位移，两导轨应顺直、平行、其安装坡度与管道设计坡度一致。
安装时首先确定导轨间距和平面位置，测定轴线后，即可安装导轨，根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面与轴线的高差，用水准仪在井下做出4-6个临水点，保证轴线标高在同一水准面上，安放导轨时可用测量绳在相对的两个水准点拉出一条直线，使导轨顶轻触测量绳即可，然后根据轴线调整导轨在竖直方向上与已知直线的垂直，让其与投影线重合，导轨轴线方向调整好后在精调导轨的高程，最后把导轨用支撑设备固定到测定好的标高位置。
（3）、安放主顶油缸：
在安放主顶油缸之前，根据管材的直径设计油缸架，务必使主顶油缸的会力点作用在管径5%左右，油缸架不要与固定测量仪器的支架有接触，防止震动导致仪器读数的变化。
固定好油缸架后，即可安放主顶油缸，把它固定在油缸架上。
详见附图2、附图3
3、施工组织安排
本工程需要采用人工顶管的管段为计划用4套顶管设备，分成两个阶段顶进，第一阶段为工作井、接收井的施工，第二阶段为人工顶管的实施，其中工作井、接收井的施工可以交叉作业，速度较快，设备也能得到充分的利用。
3、
顶管施工工艺流程
4、施工顺序
施工顺序为：
工作井施工→顶进设备安装调试→吊装砼管到轨道上→连接好工具管→装顶铁→开启油泵顶进→出泥→管道贯通→拆工具管→拆沉井箱。
顶管施工工艺流程图见上图所示。
六、施工准备工作
1生产准备
（1）、进行施工测量和现场放线工作。
（2）、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树木及附近房屋等的准确位置。
（3）、按施工平面图修建临时设施，安装临时水、电线路，并试水、试电。
（4）、进行顶管所用设备的加工制作。
（5）、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。
（6）、根据材料计划，分期分批组织材料进场。
七、顶管工程施工
1、顶管工程力学参数确定
顶管过程是一个复杂的力学过程,它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科,但顶管计算的根本问题是要估算顶管的推力和后背承载能力。
顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力,包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力及工具管气水压力。
2、顶管施工：
工作坑及设备布设，安装完毕后，用主顶油缸将机头安放在安装牢靠的工作井导轨上，为拉使工具管更加稳定地进入土中，一般将第一节混凝土管和机头连接在一起。
利用主顶油缸将工具管从事先破好的洞口顶进，这时由于机头尚未完全出洞，可以利用水平尺在机头顶部检测一下机头的水平状态，然后便可以取土顶进。
顶进设备采用两只YCN型液压千斤顶、顶力为500T，顶程1.5m。
①、顶进时应使顶力的合力位置与顶进抗力处于同一轴线，以避免产生偏移。
顶进时，当管子上半部与坑壁间有间隙时，千斤顶在管端面的着力点应在管子垂直与地面的直径处的1/4-1/5处。
这是因为管子的水平直径以下部分管壁与土壁间产生摩擦。
其摩擦力阻力合力作用力点位于该处。
顶进时采用顶铁传递顶力，顶铁由型钢和钢板焊接而成。
应能可靠地传递顶力。
②、掘进采用土压平衡取土：
根据施工技术规范，每次顶进长度不的大于1.5m，不应大于千斤顶的最大顶程。
掘进断面应保证“切土顶进”以减少顶进误差。
掘进时，前方挖出的土方，应及时运出管外，避免管段前端堆土过多、造成扎头。
管内出土采用专用车，由起重设备等运出工作坑。
③、安装混凝土管的工作流程：
（1）安装顶管，用油泵将其挤紧，待管前挖土满足要求长度（≤50CM）开动泵车，使千斤顶顶出，将管子顶进。
（2）回镐、掘进、出土。
（3）安装顶铁重复上述操作。
掘土顶进时要连续作业尽量避免中途停止。
顶进过程后背倾斜偏差过大或油泵压力表读数骤变等情况，查明原因进行处理后，在开始顶进。
要点：
（4）为保证管子顶进位置的准确性，正常顶进时，管子上端可以有一定的间隙，以减少阻力。
管端下部少取土，保持管壁与土壁的相平，也可以让管子保持切土状态，以防止管端下沉。
（5）掘进时注意土质和土壤含水量的变化，遇到异常，必须查明原因，以防造成事故。
（6）根据土质和顶进长度：
应在顶进前完成胀圈的安装工作、应尽量保证每节管子的接头处和最前端有一个胀圈，以避免管子在顶进过程中发生变形。
（7）、顶进中的测量：
第一节管子在整个的顶进长度中起着导向的作用。
所以第一节管顶进过程中应保持每次顶进时都测量一次误差；正常顶进时每一米都要测量一次。
产生偏差进行纠正时就更应增加测量的次数。
在顶管施工中，使用的测量仪器为经纬仪和水准仪。
通过设计给出的点，确定井的位置，在工作井与接收井制作完成后，从地面把基准点引测至井下。
将进出洞的位置确定下来，并设定顶进方向，用经纬仪定出标准点。
使用水准仪来确定导轨的高度及抄平，在管道内架设水准仪测至标靶，测管道高程偏差。
左右偏差测量可在后座设经纬仪，依据事先测出的基准点，在满足通视的条件下，通过经纬仪射出的激光点，直接观察管道内的标靶，测的左右偏差。
④、纠偏系统：
出现偏差的原因有：
管道周围土质不均匀，工程性质差异较大、预挖的土洞方向、尺寸不正确、千斤顶顶出时间不一致。
由于本工程采用土压平衡法进行施工，所以在机头的里面有四个纠偏油缸，当机头偏离设计中心一侧，可让另一侧的两个纠偏油缸回缩，而同侧的两个纠偏油缸则要顶出，然后随时进行测量纠偏是否有效果，当返回到偏差数据一半时要停止纠偏，将伸出的纠偏油缸收回。
（a）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶的方法施工。
（2）管前挖土要求
（a）在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并随挖随顶。
（b）在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300～500mm，在管周上面允许超挖15mm，下面135度范围内，不得超挖。
（3）接口的处理：
由于顶管的管材为F型接口，顶管完毕后，对于管与管之间的缝隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹。
选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂，配合比（重量比）为：
膨胀水泥：
砂：
水=1:
1:
0.3,随拌随用，一次拌和量应在半小时内用完。
填抹前，将接口湿润，再分层填入，压实填抹平整后，在潮湿状态下养护。
（4）遇到流砂时的施工技术措施
顶进时若遇到流砂较多，且流砂流动性较强，则要在管内准备足够的砂包、稻草，用来阻挡流砂的流动。
以防万一,确保施工人员的生命安全。
八、施工计划
1施工进度计划
由于本工程工期要求参照施工组织计划要求，因此在开工前一定要做好施工前期的准备工作：
首先要落实挖掘机、吊车、槽钢、管材等关键设备和材料以及人员，保证工程开工能够即刻到位；测量人员根据甲方提供的控制点加密导线点水准点、测放中线点标高点以及探测地下管线、构筑物等，根据中线点确定开挖范围以及范围内的拆迁物。
（1）本工程施工分4组同时作业,第一组从海湾路向北施工,第二组从舟山东路向北施工，第三组从沧山路向北施工,第四组从乐山路向北施工,每道顶管工作井、接收井与各路段修一条运送材料、机械设备的通道,保证施工机械运至施工现场。
（2）2月17日进场做施工准备工作,2月24日—3月25日为施工周期。
每个工作井内采用3台4寸潜水泵24小时不间断排水，以确保施工工期顺利完成。
（3）本工程施工用电、由我公司自行解决,结合施工现场实际情况,准备3台发电机组、每台机组40千瓦,供3个工作井施工用电,办公室、生活区、材料机械堆放区设在舟山东路与沧山路之间。
详见附图4附图5、
2.主要施工机具设备
主要施工机具设备一览表
机具名称
规格、性能
单位
数量
用途
发电机组
50千瓦
台
3
高压油泵、水泵排水
空压机
3立方
台
2
破岩
注浆泵
L150
台
1
灌注水泥砂浆
手推斗车
部
12
运土
潜水泵
3.0千瓦4吋
台
32
基坑排水
电焊机
BX-330
台
4
型钢焊接
吊车
20T
台
2
竖井提升
千斤顶
500T
台
4
顶管
高压油泵
BZ-50-30
台
4
顶管
管线探测仪
SRM-ZT10
台
2
探测地下管线
经纬仪
台
2
施工测量
水平仪
台
2
施工测量
岩石破碎器
台
4
破碎岩石
自卸翻斗车
台
2
捣运土石方
自卸汽车吊
FSQ3SA212t
台
2
运管材
风镐
把
4
挖掘
挖掘机
220型
台
2
工作井土方
顶压装置
全套顶铁、垫座、滑道、千斤顶
套
4
顶管
九、质量保证措施
1顶管施工前编制顶管专项方案，提交监理和甲方审定才能进行施工。
2顶管前，项目部向作业班组进行详细的技术交底工作，每道工序开工和员工上岗
前进行简短的质量要求和技术交底，由各专业工程人员负责实施，使每个员工上岗前做到人人心中有数，以确保工程质量。
3摸清施工沿线的地下管线的详细情况，并制定详细的技术措施。
4做好施工资料管理工作，及时填写原始记录和隐蔽工程记录（含照片），及时完成竣工资料。
5认真做好施工计划，保证施工作业连续均衡、紧凑，从而有效可靠地控制质量，保证工程质量。
6顶进过程中，应严格控制顶力在允许的范围内，并留有足够的安全系数。
7顶管控制在质量标准范围以内，如果在顶进过程中，发现方向失控，应该立即停止顶进，逐级上报，经研究同意后，方可以继续顶进。
8作好地质勘察及资料整理工作，认真编制好施工方案和通过不同土层的技术措施及纠偏措施，确保管道的顺利顶进。
9加强操作控制，使顶管均匀平稳，受力均匀，尽可能减少顶进过程中的倾斜、偏移、扭转，防止管壁出现裂缝、变形。
十、安全文明施工及环保措施
1施工安全措施
1）、沿工作井四周设置1.2米高的固定护栏，护栏上挂安全网，工作井四周要挂相应的警示标语。
2）、挖土施工时工作井必须设置爬梯，供人员上下井用。
使用的卷扬机等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。
3）、挖出的土石方应及时运离工作井，不得堆放在工作井四周1米范围内。
4）、顶管作业人员必须戴安全帽。
5）、顶管施工区域沿线采用标准围蔽。
6）、严格遵循土方开挖程序，控制均匀挖土，防止发生偏位，严重倾斜或管涌等现象，做好作业前和施工中的通风换气工作，每次进入管道时，保证管内通风，以免导致人身事故。
7）、吊车、起重设备由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞。
吊车靠近工作井边坡行驶时，加强对地基稳定性检查，防止发生倾翻事故。
吊管下工作井时，注意安全。
8）、加强机械设备维护、检查、保养。
机电设备由专人操作，认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业。
9）、开挖前详细了解沿线管线资料，做好沿线管线保护措施。
10）、作业人员轮换制。
每个作业人员在管内作业时间不得超过1小时，避免劳动强度过大引起危险。
11）、顶进过程中，施工人员必须使用安全带，洞口必须有施工人员照应，洞内用不大于12伏照明灯照明，每班作业时必须有合格的电工当班。
12）、利用轴流式抽水泵在工作井设置的集水井内进行抽水，保持井内无积水，抽水时，施工作业人员不得站立在积水范围内。
13）、采用卷扬机垂直牵引出土时，井下不能站人，工作井上平台的作业人员出土时必须使用安全带。
14）、自制木板小车，用于放置压缩空气呼吸器和运载进管人员，并在车尾部拴上绳子，在万一发生意外的情况下由管外监护人员迅速将管内人员拉出管外进行抢救。
15）、利用鼓风机并购买50米长的软管，用于输送空气进入管道，加强管内空气的流动和循环。
工作挖掘面的工人要佩带含氧量探测仪，经常检查该处含氧量必须超过18％。
16）、管外配备专职监护人员，密切注意入管作业人员状态，每一分钟对管内人员进行呼喊，或用一条绳子每隔一定时间拉一下作业人员，在得不到安全的反馈情况下立刻采取相应应急措施。
17）、井上配备相应药品。
作业前要对施工人员进行紧急救援的培训，使全体人员懂得使用呼吸器和含氧量探测仪，懂得救人步骤，并进行实地现场考核合格后才施工。
18）、在人员进管前要用含氧量探测仪进行管道内氧气浓度的探测，利用毒气探测仪进行管道有毒气体浓度的探测。
19）、电动卷扬机必须设置防冲顶装置。
20）、施工过程中使用的有关机械设备必须严格按照各机械的安全操作规程进行操作，全部用电设施必须符合《施工现场临时用电安全技术规范》。
2采用空气压缩机带风镐机挖土时的安全措施
1）、作业环境内保持清洁和干燥，贮气罐放在通风良好的地方，半径15m以内不得进行焊接或热加工作业。
2）、曲轴箱内的润滑油量应在标尺规定范围内，加添润滑油的品种、标号必须符合规定。
3）、各联结部位应紧固，各运动部位及各部阀门开闭应灵活，并处于起动前的位置。
4）、起动空气压缩机必须在无载载荷状态下进行，待运转正常后，再逐步进入载运转。
5）、开启送气阀前，应将输气管道联接好，输气管应保持畅通，不得扭曲。
送气时，
在出气口前不准有人工作或站立。
6）、发现以下情况必须立即停机检查，找出原因待故障排除后，方可作业。
a、漏水、漏气、漏电或冷却水突然中断；
b、压力表、温度表、电流表的指示值超过规定；
c、排气压力突然升高，排气阀、安全阀失效；
d、机械异响或电动机电刷发生强烈火花。
7）、停机时，应先卸载，然后分离主离合器，再停止电动机的运转。
3环保与文明施工
1）、控制噪声，顶管设备施工作业、施工运输车辆特别是夜间施工所造成的对附近居民的影响，由于顶管进行连续顶进施工，采取必要的减噪措施，同时报经主管部门批准。
2）、加强环境保护，控制空气污染，对施工作业机械，运输车辆作业时所产生粉尘进行控制，
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