污水管道顶管施工方案剖析.docx

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污水管道顶管施工方案剖析

冀州市绿园污水处理厂配套管网工程

顶

管

施

工

方

案

污水工程顶管施工方案

一、编制依据

1．根据河北省有关政策及法规；

2．给排水施工及验收规范；

3．设计图纸及要求；

4．线路沿线地质勘察资料；

5．现场实地考察情况；

6．我单位从事顶进施工的经验和技术能力。

二、工程概况

（一）工程概况

该工程位于东湖大街（人和大道-冀新路段），管道埋设最深处达到3.57米，管材d800mm，顶管施工，Ⅲ级钢筋混凝土钢承口管，橡胶圈密封。

WB-1-WB-5全长218.595米，WB-1坐标X=4157509.907、Y=509199.423，高程点=20.275,坡度0.8%。

（二）工程地质条件

（1）地理位置

该工程位于106国道东侧。

（2）地形、地貌

该段污水管顶管沿线，道路完整，地形较平坦，建筑物稀少，相对高度差0.8米左右。

三、施工部署

我们将组织高素质精干队伍，强有力的管理机构，精良的施工机械设备迅速进场，建立健全施工所需相应职能部门，完善管理结构层，满足该工程的需要，确保一个月之内完成该污水工程。

四、施工方案

根据该工程的特点，采用人工顶管，进行管道顶进施工方法。

首先对已经开挖工作坑进行沉井护壁，防护处理后进行管道顶进，完毕后对管道与砂层之间进行处理，防止原地层下沉，对穿越的路面造成破坏。

五、施工管理组织机构

施工管理组织机构图

六、主要施工方法

顶管施工主要工艺流程

施工准备——测量放线——场地平整——设置施工标志和隔离带——工作坑开挖设置——设备安装——管道顶进——闭水实验。

（一）施工准备

1、进场后迅速进行临时设施搭设，及时解决施工用电和生活用电。

2、熟悉图纸，了解顶进管道的实际长度，埋深，管道的设计要求和结构要求，掌握穿越段地质情况。

3、与相关部门取得联系，办理有关手续，了解穿越段地下管线，障碍物实际情况，确保施工正常顺利进行。

4、配备相关的设备、材料及各种辅助设施。

5、做好围护搭设，设置明显施工标志和安全警示标志，提醒过往车辆和注意行人安全。

6、做好现场环境保洁措施，防止扬尘污染。

（二）测量放线

1、测量方法，在工作井后座位置设置测量机座，测量基座由地面引入地下，避免工作井的变形引起的误差，将激光经纬仪放置在其上调平后，使激光经纬仪发射的激光沿着顶进方向水平射出，打在工具头的测量靶位上，通过望远镜读出工具头的偏差。

每隔0.5m记录一次。

（辅以人工测量校对）

2、纠偏办法，顶进中发现管位偏差5mm左右，即应进行校正。

纠偏校正应缓缓进行，使管节逐渐复位，不得猛纠硬调。

校正方法采用工具头自身纠偏法：

控制工具头的状态（向下、向上、向左、向右），这种方法纠偏方法良好，每次纠偏的幅度以5mm为一个单元，再顶进1m时，如果根据工具头的测斜仪及激光经纬仪测量偏位趋势没有减少时，增大纠偏力度（以5mm为一个单元），如果根据工具头的测斜仪及激光经纬仪测量偏位趋势稳定或减少时，保持该纠偏力度，继续顶进，当偏位趋势相反时，则需要将纠偏力度逐渐减少。

（三）场地平整

场地平整应在具备施工条件时进行，面积大小按照作业坑、临时工棚、堆土区域，材料放置等使用范围确定。

同时应考虑到吊车的摆放位置、占地面积大小、进出场道是否满足吊车需要，如果不能，需要特殊处理。

（四）设置施工标准和隔离带

1、在工作坑处进行全封闭围栏挡护，并设置明显标识、标牌，穿越处设置安全警示标志，提醒过往行人和车辆注意安全。

2、夜间在每个警示点和隔离带处设置照明灯和信号灯，而且使用26伏的安全电压。

（五）工作坑开挖设置

1、工作坑开挖设置

按照测量放线所确定的工作坑位置，采用人工开挖，卷扬机提升砂土，人力运至50米外集中堆放，每晚用汽车转运至弃土场，回填时将土方运至坑边后人工分层夯填。

由于顶管段场地狭小、地形受限，开挖时采用垂直开挖、钢筋混凝土沉井护壁。

污水管顶坑开挖成型后，工作坑护壁成型后净空尺寸为5.0米×4.0米，深度7.5米。

接收坑，护壁成型后净空尺寸为3米×3米，深度为7.2米。

工作坑采用钢筋混凝土沉井护壁。

管内出土采用卷扬机垂直提升。

开挖时应注意原有管线不受破坏，尽量减少对顶坑周围土的扰动。

作业坑挖掘完成后，立即进行围护，设置醒目警示标志，确保人员、车辆安全。

顶坑底四周设置0.3×0.3×0.3米集水沟，并设置集水坑随时抽水，保证工作坑内干燥无水。

2、工作坑支护

由于工作坑较深（7.2米），为确保施工安全坑壁必须进行可靠支护。

根据西安地区大量类似工程的施工经验，该段坑壁采用绑扎Φ18@150×150双层钢筋网、现浇30cm厚C25混凝土沉井护壁。

沉井为钢筋混凝土方形构筑物，净尺寸长5米，宽4米，壁厚0.30米，高度为7米。

沉井底部的构造要求为：

30cm厚度，C25钢筋混凝土封底。

挖土施工顺序：

一次性完成沉井护壁的挖土，后一次性绑扎钢筋支模板浇混凝土。

人工在井内挖土，挖孔土方人工装进吊斗、采用卷扬机吊出井内、提升上地面堆泥场后装车外运。

护壁钢筋绑扎：

将已经加工好的钢筋吊入井下绑扎，用砼块作钢筋保护层垫块。

安装护壁模板：

模板支撑要牢固，可在孔底下插入钢钎将模板脚固定，防止整套模板移动。

护壁砼浇注：

护壁砼采用商品混凝土，用吊斗将砼均匀地在模板的各个方向浇注，人工用钢筋把混凝土插均匀，防止模板受机械振捣而偏移。

3、垫层、底板、内衬墙、爬梯施工

垫层、底板、内衬墙详细尺寸配筋及其他技术要求如“工作井接收井图”，按以上顺序进行该部分钢筋混凝土结构的常规施工。

4、工作井上下设备安装准备

工作井施工期间，可进行工作井上的设备安装准备，包括砌好工具头系统的泥浆池砖墙及触变泥浆系统的泥浆池砖墙、安装好泥水处理系统、安装好进泥浆的渣浆泵及管道系统、压触变泥浆的螺杆式泥浆泵及管道系统、安装好地面操作系统及操作系统的防雨棚、接好水电。

工作井施工完毕后，可进行工作井下的设备安装准备，包括穿墙位置止水密封橡胶的安装、整体式顶进构架的安装、出泥浆的渣浆泵及管道系统的安装、测量系统的安装。

5、工具头吊装下井、全套设备调试

1、工作井上下设备安装完毕后，将运到现场的工具头吊装下井，将电力电缆、信号线、油管接好，对整机进行现场调试、对整体式顶进构架进行调试、对泥水处理系统进行调试、调好测量系统的激光经纬仪，调试工作必须全面细致，确保正式顶进时设备的万无一失。

2、顶背设置

由于管段不太长，管径较小，地质地层较好，因此选用一个顶坑一侧顶进施工，一端顶背设置采用50cm厚C20现浇钢筋砼，高度为1.5米，低于坑底0.3m，使之能承受顶进过程中产生的反推力。

（六）设备安装

1、导轨安装

导轨设置是顶管工程的关键，要求牢固可靠，轨距，高程，流水方向必须准确。

首先将工作坑底清理平整，夯实，然后浇注30cm厚C25垫层，并预埋螺栓，便于紧扣导轨。

导轨方向应绝对和管轴线方向平行，且导轨中心间距轴线和所要顶进管道轴线的垂直投影线完全重合一致，导致标高偏差应符合规范要求，不得大于3mm。

2、千斤顶安装

主顶站千斤顶选用油缸，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底横梁上，千斤顶着力点应在与水平直径成45°的顶管圆周上，即与管道中心的垂线对称，其合力作用点在管道圆心上，每个千斤顶的纵坡尖与管道设计坡度一致。

3、顶管机

管材自身重量及地面的摩擦力，经测算最大顶力约为260吨左右，故安装2台YET300型油缸和两台泵站联合作业，即可满足顶进力要求。

4、纠偏措施

1）、控制挖土：

挖土的一侧阻力小，另一侧可适当少挖土增加阻力，即可纠偏。

2）、及时调整顶镐位置，使两侧顶力不平衡而达到纠偏的目的，实施时应逐渐纠正，不得一次到位。

3）、采用不同的液压系统，用不等压力的方式形成纠偏力矩来进行纠偏。

4）、在管底前方适当向下超挖，可纠正管体“抬头”。

5）、预留坡度和加大管头下方阻力，可防止管体“扎头”。

6）、控制顶镐着力点，使顶镐的合力低于或高于摩擦阻力的合力，对防止管体“扎头”和抬头也能起到一定作用。

7）、已发生偏差的管体，用千斤顶结合方木、工字钢，内胀圈等在偏差的反方向加压顶管纠偏。

5、操作台及下管

操作台设置于平整结实的原地面上，如原地面松动可垫木板，下管采用12吨吊车吊装就位。

（八）管道顶进

1、管理接口密封防水

接口在顶进前先用粘得牢胶水将遇水膨胀止水圈粘贴在钢筋混凝土管口上，止水圈应于管厚度中间偏外放置，使顶紧后管里缝有2-3cm的深度，利用预机顶力将其压实，管里缝再用水泥砂浆勾缝填充密实，纯水泥浆抹内带压光，防止渗水。

为防止顶进过程中错口，两侧接口处安装钢内胀圈固定。

2、顶进作业

采用人工掘进，小斗车出土，集中后卷扬机提升外弃，每次开挖应根据地层实际情况确定，挖一节顶一节，最大顶程不得超过60cm，污水管顶进时刻控制在50cm以内。

3、轴线，高程控制

导轨安装按要求和规范进行，必须牢固可靠，不得发生位移，每次顶进要作观测记录，计算方位高程值，一旦发现有误，及时在下一轮挖掘顶进过程中纠偏，必须符合规范要求，纠偏作业可根据实际情况确定方法。

4、坡度控制

设计坡度在导轨安装时做好调整，导轨坡度应与管道设计坡度一致，固定两个测点，随时校正，正负高差不得大于10mm。

（九）闭水试验

为确保工程质量，砼管顶进完毕后，应对有污水管道作闭水试验，按照规范要求进行，达到设计要求后，方为合格，若不能满足要求，则重新检查整修，直至合格为止。

六、主要施工设备

为确保工程按时完成，拟投入以下设备

潜水泵2台

吊车12T1台

电焊机1台

砂浆机1台

发电机1台

鼓风机1台

顶管机YDG3002台

测量仪1套

七、施工组织

1、组织机构

为了统一协调，统一指挥，确保工程高效、有序的进行，本着高效精干、业务系统化管理原则，选用精明强干领导者任项目经理，选用懂业务、懂技术、会管理有各种职称的各类人员组成整体素质高、安全质量意识强、管理水平高的项目经理部，对整个工程进行运行施工。

项目经理部设项目经理1人，总工程师1人，土建施工队、顶进队、技安部、材料后勤保障部（见组织机框图）

2、劳动力组织

充分考虑各业务部门的需要，确保工程建设运转正常。

本着分工明确，职权到位，满足急需的原则。

根据本标段所含工程类别，工程数量，工程要求，工程项目分布，进行劳动力资源优化配置。

（见劳动力配置表）

3、施工进度计划及工期保证措施

①本着先重点后一般，全面组织平行流水作业的原则，结合本标段工程实物的工作量，合理安排，达到业主对本标段工程的工期要求。

②根据我单位实际施工能力，队伍素质及技术水平，机械状况，财务实力进行合理安排。

③针对本工程特点，选择先进、合理、安全、可靠的施工方案，科学安排工序衔接确保工程连续均衡施工。

④切实做好施工期间协调工作，保证工程顺利有序进展。

4、工期保证措施

①成立保工期组织机构

成立由项目经理任组长，有关人员参与的“保工期领导小组”，健全岗位责任制，从组织、制度和措施上保证工期目标的实现。

组织保证

1）就近调遣精兵强将，缩短施工准备期，平行作业，尽早进入施工。

2）建立岗位责任制，签订责任状，完善考核制度。

围绕工期目标，制定各阶段详细施工进度计划和具体措施，任务细划到班组。

层层落实。

3）根据工程进展情况，适时组织劳动竞赛，开展比进度、比质量、比安全的活动，调动职工的积极性和劳动热情，奖勤罚懒，不断掀起施工高潮，提高劳动生产率，加快施工进度，确保总工期的实现

4）强化施工调度与协调指挥，超前布局谋势，密切临控落实，发现问题及时解决。

重点项目工序，采取垂直管理，重点投入，重点扶持。

3劳动力保证

根据标段工程数量，施工进度安排，合理调集、安排和调整劳动力，及时解决民工工资，充分调动民工积极性，按形象进度计划、组织好，运用好劳动力资源，随时做出劳动力使用计划，保证劳动力充足。

4材料保证

按照施工进度安排，编制详细的周、旬材料使用计划，超前订货加工，同时严把材料关，防止不合格材料进场影响质量和工期。

⑤机械保证

施工中配备足够完好的机械和机具，并保证有足够的富余量，及时做好设备的使用，保养和维修工作，确保各种机械的正常运转，提高完好率和利用率。

⑥技术保证

1）提前做好图纸会审工作，对图纸中有疑问的地方时与设计单位联系，以免耽误工期。

2）技术人员认真审核图纸，做好各专业技术交底工作，提供正确数据，确保结构物尺寸、位置正确，避免返工现象。

3）提前做好各种材料的复查和检测工作，完善各种资料，做好各种记录。

4）根据本工程的技术难点和环境特点，精心细化实施性施工组织设计，实施网络计划，动态管理，合理安排工序，正确处理各工序之间的矛盾，做到环环相扣、井然有序，充分发挥科技生产力的作用，加快进度。

八、质量保证措施

完善而有效的质量保证体系，才能保证各项质量保证措施的落实和实施，我单位在长期工程实践中建立了一套完整的质量保证体系，并成功运用，建立了一大批优质工程。

（见质量保证体系框图），本工程严格按照以下规范操作规程施工。

1、《市政排水管渠施工操作技术规程》

2、《市政排水管渠工程质量验收评定标准》GJJ3-90

3、《给排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97

九、雨季施工措施

1、基坑开挖尽量避开雨天施工。

2、雨天来临时，在工作坑边清理截水沟和挖排水沟，确保雨水不得流入坑内和坑口边无积水现象。

3、雨季工作坑内开挖土石随挖随运。

4、及时听取气象部门的天气预报，以便采取各种有效防雨措施。

5、雨季期应预备足够的抽水设备。

6、开挖工作坑时可搭架支棚，覆盖施工，不受雨季和雨天的影响。

7、准备足够的防雨布，遇雨时及时覆盖工作坑口，确保雨后就能施工。

8、现场作业场、材料库等设施搭建严密，防止漏雨，设置排洪、排水沟渠，各种电器要装漏电保护装置、避雷装置，确保雨天施工不受影响。

十、施工安全措施

（一）操作依据

1、严格遵守国家、陕西省、西安市有关安全生产的法律、法规。

2、随时接受行业安全文明检查人员依法实施的监督检查。

（二）顶管工程安全施工要求

1、工作坑开挖后注意地面排水，防止地面水及雨水流入坑内。

2、上下工作坑设置扶梯，并栓牢，防止扶梯倾倒伤人。

3、工作坑周围设护栏，防止人员围观，以免发生意外。

4、工作坑开挖时每轮开挖深度，根据地质条件，由现场负责人确定，一经确定施工人员必须按要求执行，不得超挖。

5、在起吊出土时，首先检查机具，钢绳，吊斗是否正常，方可开机进行施工操作。

6、在起吊过程中，坑下人员与起吊人员配合好，由坑下人员发出起吊指令，方可起吊。

7、起吊过程中，坑下人员必须远离吊斗下方，以免发生吊落伤人。

8、凡进入工作人员必须戴好安全帽，不得穿拖鞋和赤臂工作。

9、如遇特殊地质或遇地下水时，不能盲目施工，必须向施工负责人汇报，再按要求确定施工。

10、如遇工作坑开挖时出现坍方倾向，坑内工作人员立即撤出坑外，在确定处理方案后，再行施工。

11、土方运至地面外，必须运至指定地点，远离工作坑3米以外，以免造成侧压塌方，坑口处严禁有任何土石、杂物，防止掉落伤人。

（三）顶管顶进操作安全规程

1、机上专人操作，每次开工均要先作运行，符合安全要求后方准正式操作。

2、坑内，管内照明设备，必须使用不能超过36伏的低电压源。

3、顶管操作时，必须建立交班制度。

交接的同时，要检查机械、吊链、照明及变压器等设备安全性是否符合安全规定，并作机械试运转合格后，方准交接班。

发现问题或上班未处理完的事宜，接班后继续处理。

4、坑下操作人员必须佩戴安全帽，如管内空气恶劣，应及时通风。

5、下管时应有专人指挥，坑下操作人员要处在安全角落，不得处在吊上的管下方，采用溜绳缓慢下管。

管子吊起时，应拉住溜绳，待管子晃动停止后，再徐徐下到坑内。

6、顶铁与管子必须保持直拉，重心一致，发现左右或向上有凸现象，立即停镐，及时调整。

7、搬运顶铁及胀圈要稳拿轻放，不准抛扔。

8、管前挖土一般应在管内操作，顶镐在开动时，管前方挖土必须进入管内进行。

9、机械顶管时，动力设备与电器线路必须绝缘良好，其他传动部分必须加防护罩，检修时必须先拉闸，机械开动必须先用试电笔测量是否漏电。

10、严禁非指定人员，乱动机械开关。

11、管前土方未挖好，严禁开动顶镐，以保证头管、顶机和操作人员安全。

12、起落土车、土斗，坑下人员必须躲开，严禁乘坐车、土斗上下工作坑。

13、降水必须按设计方案执行，严格控制出砂量，控制有效降水深度。

14、用电必须严格按规范操作，以免危及人身安全。

15、顶管作业必须24小时三班连续作业，快速推进，保证土体稳定，防止周围土体坍塌造成包管，影响顶进。

十一、环境保护措施

环境保证与治理是环保工作的重点，为保持和维护城市优美的环境，是我们的职责和应尽的义务，施工中为尽可能减少对周边环境的影响，特采取以下保护措施：

1、落实环境保洁责任制，所有施工现场以外的公用场地禁止堆放垃圾等杂物。

施工区内除按计划搭设临时设施和堆放材料外，对生活管理区和人员活动区进行场地绿化、美化环境、保持现场周围清洁卫生。

2、在工作场地内设置沉淀池，对施工废水进行沉淀净化，用于洒水降尘。

生活污水通过管道排入就近的市政地下管网内。

3、现场施工污水严禁乱排，严禁泥浆漫流污染环境。

4、报废材料立即从救灾通道运出施工现场，并进行处理，对施工中废弃的边角料、水泥袋、包装箱、生活垃圾等及时收集、清理，并搞好现场卫生。

十二、文明施工措施

1、严格遵守国家和冀州市有关文明施工的规定，把文明施工作为重点工作来抓，推行现场标准化作业，达到文明标准工地。

2、施工地段经常洒水，防止尘土飞扬，各工点严格执行工完场清制度。

3、机械停放井然有序，原材料堆放整齐。

在工地现场和生活区设置足够临时卫生设施，每天清扫处理，保护清洁。

4、施工地段采用封闭的彩色钢板进行围护，工作出入口设置交通指示牌和警示灯，保证车辆和行人安全。

合理安排时间，尽可能使低噪音设备，减少对环境的影响。

5、开展文明施工活动，规范现场管理。

6、做好通信、信号，各种管道保护工作，力争达到各方均满意。

7、加强施工现场的检查与监督，从严要求，持之以恒，是现场文明施工管理真正抓出成效，对不足之处及时整改，切实搞好文明施工。