顶管施工方案.docx
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顶管施工方案
安全生产文明施工组织设计申报表
工程名称：
桃花镇柏堰雅苑二期道排及附属工程编号：
致：
安徽中亚监理工程有限公司
我方已根据施工合同的有关规定完成了桃花镇柏堰雅苑二期安全生产文明施工组织设计的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。
附：
施工方案
承包单位（章）：
项目经理：
日期：
2008年10月20日
专业监理工程师审查意见：
专业理工程师：
日期：
总监理工程师审查意见：
项目监理机构：
总监理工程师：
日期;
工程顶管施工方案
第一章工程 概 况
一、工程概况
1、工程内容：
桃花镇柏堰雅苑二期顶管工程施工，管道施工采用顶管法，污水管道轴线位于绿化带中心线上。
管径为￠800Ⅲ级钢筋混凝土管,F型钢承口,橡胶圈接口。
设计2个工作坑，，砖砌检查井2座。
2、施工技术关键：
①开挖前工作坑选址定位准确；
②倒挂井施工时要及时排出井内积水；
③施工中要做好工作坑的支护；
④顶管偏差须控制在设计要求及规范允许范围之内。
第二章施工准备
一、施工准备
1、根据现场情况，工程特点进行现场布置临时设施，按照设计图纸进行现场工作坑放线，以及工作坑范围内的管网调查和测量布设同步进行，另外施工机械、设备、材料、人员按计划有序进场。
2、进场时解决工地的用水、用电、文明施工等方面的准备工作。
3、组织技术人员审图，编制施工计划和材料设备的供给计划，施工技术交底等。
二、施工现场布置
本工程施工路段交通车流量大，施工现场半封闭，在保证施工安全前提下，尽量减少施工对交通的影响。
工作坑采用彩色钢板围护长30M、宽15M。
施工现场总平面布置图如下：
顶管现场施工平面布置图
三、技术准备
1、严格按照标准以及有关程序文件的要求组织技术等相关人员进行进一步的勘查现场及对施工图会审，有问题及时与建设单位、设计单位和监理单位联系澄清。
2、组织技术人员及时办理交接桩手续，对业主提供的水准点及导线控制点进行复核，发现有问题时，及时联系，并根据工程需要，对点位进行加密，建立施工高程控制网和导线控制网。
四、原材料供应方面
对自购材料的产地、厂家、质量严格把关，按规范要求使用前分批量抽检，合格的才能使用，并经业主、监理工程师认可，有必要的质保资料和复检报告。
所有材料均经现场取样试验合格后方可用于工程。
根据设计要求，顶管管材采用F型管材，质量按国家建材局JC/T640—1996的要求，并有破坏性试验报告。
对于成套管材，要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。
五、设备供应方面
为确保工程质量，保证工程进度要求，考虑到工期的紧迫性，准备工作均提前安排，所需设备均提前到位，并在数量、状况上予以保证。
具体机械设备供应状况见下表
投入本工程机械设备表
名 称
规 格
数量
进退场时间
千斤顶
500T
2台
2008．11～
油 泵
50MPa
2台
2008．11～
顶 铁
5套
2008.11～
卷扬机
2台
2008.11～
吊车
25T
1
2008.11～
水泵
2台
～
测量设备
水准仪经纬仪
各1套
～
蛙夯
1套
～
第三章施工进度计划
一、工程进度
我公司根据工程量及人员、材料、设备能力及该工程的具体特点，尽量缩短施工时间，工程计划30工作日完工，组织施工队伍交叉平行作业施工，按时或提前完成预定进度目标。
一般情况下，一个工作坑的作业时间分四个阶段。
第一阶段为工作坑开挖支护为4～8天左右；第二阶段为管道顶进，Φ800管每天顶进4～5m左右，工作坑单向顶进约10天，加上掉头顶进约5天，每工作坑顶进约为10天；第三阶段为检查井砌筑阶段，该过程需4～8天；第四阶段为工作坑回填土，大约2～3天。
第四章主要施工方法及技术要求
一、顶管施工方法及技术要求
1、测量放样
ａ、交桩程序
在甲方提供完整的导线点和水准点后，组织技术人员对甲供导线点、水准点进行闭合测量，确认无误后，引测/布置各单位工程导线控制网和水准控制网，导线网允许偏差；即角度闭合差为±40√n，n是测点数；坐标相对闭合差为±1/3000；水准网允许偏差：
±12√N㎜。
依据单位工程导线网测设各附属构筑物定位线和沟槽开挖线，并标出与管线冲突的地上、地下构筑物位置，核对永久水准点，建立临时水准点，测量管线的地面高程，以确定挖深。
ｂ、施工控制桩的测设
设计阶段所测设的中线桩至开始施工时一般均有被碰动或丢失的现象，为保证施工中线桩位置准确可靠，施工前根据原定线条件复核，并将丢失的交点桩和转点桩恢复和校正好。
确认无误后，引测、布置各单位工程导线控制网和水准控制网，依据单位工程导线网测设各构筑物定位线。
测设控制桩的方法：
平行线法、延长线法及根据已有交桩和导线点引测在道路外增设布置临时控制点的方法。
2、顶管施工顺序
3、最大顶力计算
根据GB50268-97规范中顶管顶力的计算公式：
P=frD1[2h+（2h+D1）tg（45°-￠/2）+W/rD1]L+P1
P：
计算的总顶力（KN）
r:
管道所处土层的重力密度（KN/m3）
D1:
管道的外径（m）
h:
管道顶部以上覆盖土层的厚度（m）
￠:
管道所处土层的内摩擦角（°）
W:
管道单位长度的自重（KN/m）
L:
管道的计算顶进长度（m）
f:
顶进时管道表面与周围土层之间的摩擦系数
P1:
顶进时迎面阻力（KN）
以本标段最大管径为例进行最大顶力计算,D1=+=2.4m,最大顶距L=75m,最大覆土深度H=9.8m。
由于是人工挖土后开顶,故管道表面与周围土层之间的摩擦系数很小取f=,正面阻力P1=0,其余参数根据当地土质取Y=16KN/m3,￠=30°,W=m。
以上个参数代入顶力公式:
P=*16**[2*+（2*+tg300+16*]*75=7718KN
4、机械施工
在管道铺设地区，必须掌握地下管线情况，对影响管线的设施，主动与有关单位和个人联系及时处理。
倒挂井、顶管工作坑周围采用脚手架和彩钢板等围护封闭，避免施工机械与外部车辆、人员的相互干扰，保证周围居民和行人的安全。
5、工作坑
本工程共设置2个顶管工作坑，每个工作坑按下列顺序进行施工：
确定工作坑设计中心桩，了解工作坑开挖位置范围内的地下管网、土质情况，以便确定工作坑可行的具体位置和工作坑开挖施工方案，依据工作坑所在位置的土质情况及工作坑开挖深度确定工作坑上口开挖断面。
人工挖土→砖砌倒挂井（3.5m）→安装上部框架→机械竖四脚扒杆→安装卷扬机→砖砌倒挂井（0.5m）→人工挖土→砖砌倒挂井循环至坑底高程→浇筑砼底板→浇砼后背墙→安装后背→安装校正顶进导轨→安装顶进设备与下口平台→试顶→正式顶进→检查井砌筑→土方工作坑回填。
由于工作坑深度超过4ｍ，管径较大，为保证工作坑的整体安全性，工作坑3.5m以下采用37㎝砖砌体，在管头上30㎝位置加设一道钢筋砼梁，钢筋砼梁长5ｍ、厚50㎝、宽50㎝。
a、顶管工作坑尺寸计算
顶管工作坑坑的尺寸应满足以下要求：
下口直径：
D=L1+L2+L3+L4+L5
L1——工具管长度（m）
L2——管节长度（m）
L3——运土工作间长度（m）
L4——千斤顶长度（m）
L5——后背墙的厚度（m）
D=L1+L2+L3L+L4+L5=+2+++=4.3m
确定顶管工作坑土口直径：
D=4.5m
深度：
按设计及施工需要开挖
b、工作坑结构验算
荷载强度Q＝rHtg=18×H×1/3=6H（KN/㎡）
每m宽度N计算N=1/2frqsin￠d￠=qr=15H（KN）
验算5m深处的NN＝15×5＝75KN
δ＝N/×1=75/=㎡=
机砖M10砂浆砌筑〔Ra〕＝,显然δ＜〔Ra〕，满足要求。
验算10m深处的N，N15×10=150KN
δ＝N/×1=150/=405KN/㎡=
机砖M10砂浆砌筑Ra＝Mpa，显然δ＜〔Ra〕，满足要求。
c、工作坑位置选定
首先应确定工作坑的设计位置，然后分析该工作坑位置的地下管网情况、土质及地下水状况以及交通条件，便于施工安全。
d、工作坑土方开挖
工作坑土方，原则上均采用人工挖土，如能用机械施工，可在上部3.5m土方用机械开挖。
待上部框架安装、四脚扒杆安装好以后，再采取人工分层对称先后挖土、卷扬机配合吊土的方法开挖工作坑土方，在砌筑砖砌圆形墙，直至坑底。
工作坑采用直径￠4500圆形倒挂砖砌井，后背墙采用30cm厚C30砼。
e、工作坑底板
工作坑底板采取10cm碎石垫层和20cmＣ20砼。
特殊情况下如底板土质比较差，可用片石作为底板垫层。
其长度和宽度依据横铁宽度、顶镐长度、管节长度和管外径而定，在浇筑底板砼时，应预埋间距1.5m的20#槽钢作焊接导向轨用。
设集水坑￠70cm×50cm，便于工作坑排水。
f、工作坑后背
后背是整个顶管工程的关键工序，在浇筑后背前应依据土的种类，土的物理力学性质，覆土深度，管材的管径等，从而计算出顶力，再根据顶力和后背土质的被动土压力设计后背的结构及其尺寸，在后背墙浇筑施工中，应确保后背墙的水平方向和垂直方向与管轴线90°，确保顶进质量符合优良标准。
一般后背墙的结构是30cmC30砼，3.0m*3.0m*3cm钢板。
g、顶管后背结构验算
根据总顶力计算结果，最大顶力为7718KN,设计顶管后背为2.5m×2.5m,其后背承载力为P=PA+PB
倒挂井砖砌体抗剪力PA=A×Rj
A——抗剪力面积（㎡）
Rj——砖井抗剪极限（m）
A=周长×砖厚＝㎡
机砖M10砂浆砖砌Rj＝Mpa
PA=×=3452KN
后背的总被动土压力：
PB=〔1/2rh2tan2（45。
+￠∕2）+2chtan（45。
+￠∕2）〕×B式中：
——土壤的重度（KN/㎡）
h——天然土壁后背的高度（m）
￠——土壤的内摩擦角（○）
C——土壤的粘聚度（m）
B——后背的宽度（m）
r=16KN/M3Ｈ=9.8m￠=30○C=
PB=〔1/2×16××tg2（45○+30○/2）+2×××tg（45○+30○/2）〕×=6925KN
后背承载力P＝3452+6925＝10377KN＞7718KN后背承载力满足顶力要求。
h、导向轨的安装与校正
导向轨用2根3m长的轻型铁轨，导向轨被焊在底板的预埋槽钢上。
6、顶管施工
a、试顶：
导向管的高程和方向制约着顶进质量，因此，在正式顶进前，我们都采取试顶，导向管落轨及入土和脱轨的高程和方向应严格控制在3mm范围内。
b、正式顶进：
正式顶进时，必须严格遵守“勤挖、勤顶、勤测、勤纠偏、勤出土”的顶管操作工艺，应严格控制挖土长度在50cm-60cm，管径较大顺管端加帽沿的方式以确保管顶覆土的稳定。
在顶进过程中，当顶进偏差比较大时，应采取“顶测同步法”施工，以便有效地纠偏。
顶管采用“F”型接口，承插式橡胶圈柔性接口。
承口为钢套管与钢管节一端连成一体，形成承口；管节的一端制成插头，插头上有密封圈凹槽，相邻管段连接时，先在插头上安装好密封圈，在承口内安装好垫片，然后将插头插入插口即可。
管道顶进时，承口始终朝后，顶管的顶铁做成插头式，以便与插口能均匀牢固的接触。
接头垫片的作用是传递顶力，使顶力传递均匀，垫片的宽度要比管壁小，安装时至少要留出20cm，以防止管道的边缘开裂。
7、测量监控
ａ、前期测量：
顶管前，应在工作坑处设置管道轴线控制桩和临时水准点、工作坑护桩，测放出顶管轴线，确定导轨、后背的轴线位置及高程，也以便顶进过程中随时复核顶管轴线和工作坑位置是否移动。
开始顶进的第一节管测量非常重要，第一节管平稳进洞，位置正确，即为以后管子顶进的基础保证。
ｂ、顶进测量：
主要是对中心轴线及高程进行测量，此种测量观测频繁重复，正常顶进时每顶进30—40cm应测量一次，顶进第一节管时，测量的顶进间隔应更小些。
每顶进40—60cm还需对整个顶进管段进行复测，主要是检查中间管节有无下沉现象。
测量仪器安放在工作坑的后部独立固定的专用架子上，并在工作坑内建立临时测量系统，顶管过程中通过测量仪器控制管道高程和中心偏差，并做好记录。
发现偏差应立即纠正。
记录交工程师审核确认，测量仪器随时校正，每一次交接班时相互交底。
ｃ、工程竣工测量：
工程完工后，对过程测量记录进行认真整理，竣工后再进行一次至二次稳定性测量，确认符合规定的标准。
8、纠偏校正
顶管偏差产生的原因是多种多样的，其偏差校正要以预防为主，不能等产生明显偏差时再进行校正，超偏差校正也不会产生明显的效果，所以必须逐步由误差调整到正确。
ａ、挖校正法
采用在不同部位调整挖土量的办法，以达到纠偏的目的，这种方法校正误差范围一般不大于10～20mm。
施工中要不断总结经验，调整挖土范围，保证顺利顶进，决不可盲目掏挖造成超偏差，也不可盲目纠偏以产生隐患。
ｂ、强制校正法
这种在偏差大于20cm时，采取的杠杆或千斤顶纠偏法，一般在施工中应力求避免，因为这种方法纠偏往往不能彻底消除“病源”而效果不佳。
ｃ、衬垫校正法
当局部地基软弱、地基承载力不足而使管头底沉，这时应结合顶木校正法同时在管底下衬垫，换填砂石加木板等以增加地基强度。
二、检查井砌筑与工作坑回填
1、砖砌检查井：
砖砌检查井，其尺寸应严格按照标准图集施工，同时，应注意砂浆标号和饱满度，确保砌体质量。
遇土质较差或地下含水量较大时检查井需采用水泥砂浆内粉面。
井墙用Ｍ水泥砂浆抹面、沟缝、座浆均用１：
2水泥砂浆，遇地下水进井外壁抹面至地下水位以上50cｍ厚2cｍ，井墙与管材相接处发砖券，井壁不得有通缝，保证灰浆饱满，灰缝平整，保证没有空鼓，裂缝现象，流槽做应平顺。
2、工作坑回填：
工作坑土方回填前清除淤泥、积水，选择含水量适当的好土分层回填，土壤含水量控制在最佳含水量的±2％以内，对于回填土质含水量较大的情况，过湿进行翻晒。
采用小型夯实机械逐一夯实，每层填厚不宜大于20cm，选细土且无硬块，两侧等高回填，回填前，槽内不得有积水，在管顶以上50cm内，不能回填大于10cm的石块，砖块等杂物，对于拐角铁夯难以夯到的地方采取手夯夯实。
并按规定分层检测密实度，确保工作坑坑填土质量符合《市政工程质量检验评定标准》CJJ3-90第3.8.3条规定要求。
第五章雨季施工措施
雨季施工以预防为主，采取防雨措施，确保雨季生产正常进行，不受季节性气候的影响。
1、施工场地
①对施工现场及构件生产基地的排水系统进行疏通，以保证水流畅通、不积水，并防止周边水流入场内。
②现场内主要运输道路两旁应做排水沟，保证雨季通行不陷。
2、机电设备及材料防护
①对机电设备的电闸箱采取防雨、防冻、防潮措施，并安装接地装置。
②对怕雨淋的材料，采取防雨措施，并保持良好通风。
ｃ、设施检修及停工围护
对现场临时设施进行全面检查，对危险建筑物进行全面翻修、加固或拆除。
第六章安全文明施工
一、安全文明机构
工程的项目经理为安全第一责任人，对工程生产、安全、文明施工负领导责任，逐级建立安全生产责任制，形成有力的安全生产保证体系，杜绝一切不安全因素。
二、安全保证措施
1、设立安全文明施工领导机构，建立健全以项目经理为中心的安全生产责任制，严格按照安全生产规章制度、安全操作规程组织施工。
2、对于工作坑设置安全标志和防护设施，注意交通安全以及现场交通安全疏导。
对已明确的电线杆以及施工中发现的其他电缆、水管或其他市政设施均采取必要的保护措施，防止其位移或损坏，施工前办理有关的手续。
3、现场临时用电线路的架设必须按《施工现场临时用电安全技术规范》的布置要求，设置必要的接零保护装置，电源设漏电保护装置或低压线路，保证工作坑内用电安全。
4、特殊工种的操作人员经安全培训合格后，持证上岗，不得随意调用无证人员上岗。
所有人员上岗前要参加安全操作细则的培训，合格后才能上岗。
5、所有机电设备安装漏电保护装置，实行电机线路一机一闸一漏，三级保护，配电箱上锁，专人操作，电线不随意顺地拖拉，防止意外触电。
6、各种施工机械、设备必须有技术熟练、经验丰富的专人操作和驾驶，使用前要认真检查，经试运转正常后方可使用。
多种机械共同操作时，注意相互影响，防止意外事故。
7、准备好防火消防器材，并进行有关消防知识宣传、教育，做好防盗工作，并教育职工不扰民。
8、与各班组签定协议时，明确有关安全责任，并不准在班组内或与其他工种、个人间发生打斗，否则一律给予重罚。
9、做好顶管施工的环境监测和保护工作，依靠监测数据，对挖土范围、深度、地下水位、顶管中的推力、速度等施工参数进行不断优化，减少对土体的扰动。
10、机械、电力设备需采取有效防护措施，防漏电、防引爆和防雷击。
三、文明施工保证措施
1、按照施工总平面布置图，结合现场实际情况设置各项临时设施，堆放各种材料、成品、半成品和机具设备的地方，不得侵占交通主干道及安全防护等设施，场内布置合理，各种材料堆放整齐、有序。
2、施工现场设置醒目的文明安全施工标语牌、警示牌。
在行人、车辆通行的地方设置安全标始和安全防护设施。
3、现场垃圾集中存放，及时清运，交口、路口专人清扫，渣土在规定时间路线清运，倾倒，沿途不得泼洒，并做到施工现场车辆、行人通行和排水畅通。
4、施工现场的临时设施应符合安全、卫生通风，照明要求并保持清洁。
5、各施工机具设备有序停放，并持证操作，杜绝野蛮施工。
6、施工现场用电线路和设施的安装、使用必须符合有关用电安全技术规范和安全操作规程要求，用电设备由专人操作，夜间照明良好，施工用水有组织排放，并经处理后入窨井。
7、对施工现场的杆、管线进行必要的加固保护，确保各杆、管线正常运行。
8、做好施工现场的治安保卫工作，采取必要的防盗、防火、防毒措施和必要的现场周边的围护措施。
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