丰台郭公庄机械顶管方案.docx
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丰台郭公庄机械顶管方案
第一章编制依据及说明
1.1工程设计图纸
《葆李沟、黄土岗灌渠及老凤河治理工程（丰台区）》施工图
1.2规范、规程
序号
规范、标准名称
编号
1
工程测量规范
GB50026-2007
2
地下工程防水技术规范
GB50108-2001
3
混凝土质量控制标准
GB50164-92
4
建设工程施工现场供用电安全规范
GB50194—93
5
建筑地基基础工程施工质量验收规范
GB50202-2002
6
砌体工程施工质量验收规范
GB50203-2002
7
混凝土结构工程施工及验收规范
GB50204-2002
8
钢结构工程施工质量验收规范
GB50205-2001
9
地下防水工程质量验收规范
GB50208-2002
10
给水排水管道工程施工及验收规范
GB50268-2008
11
地下铁道工程施工及验收规范
GB50299-1999
12
建设工程项目管理规范
GB/T50326—2001
13
建筑基坑支护技术规程
DB11/489-2007
14
绿色施工管理规程
DB11/513-2008
15
北京市建筑工程资料管理规程
DBJ01—51—2003
16
北京市建筑工程施工安全操作规程
DBJ01—62—2002
17
北京市建筑工程施工现场生活区设置和管理标准
DBJ01—72—2003
18
北京市市政工程施工安全操作规程
DBJ01-56-2001
19
市政基础设施工程工程资料管理规程
DBJ01-71-2003
20
城市测量规范
CJJ8-99
21
钢筋焊接及验收规程
JGJ18-2003
22
建筑变形测量规程
JGJ/T8—97
23
顶管施工技术及验收规范
2007年3月1日
24
给水排水工程顶管技术规程
CECS246:
2008
1.3主要法规、文件
类别
文件名称
文件编号
国
家
《中华人民共和国建筑法》
主席令第91号
《中华人民共和国安全法》
/
《中华人民共和国环境保护法》
/
《建筑工程质量管理条例》
国务院令第279号
《建筑工程安全生产管理条例》
国务院令第393号
部委
关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》
建质[2009]87号
地方
《北京市建设工程见证取样和送检管理规定（试行）》的通知
京建质【2009】289号
第二章工程概况
2.1总体概况
本工程为葆李沟、黄土岗灌渠及老凤河治理工程（丰台区）段，位于丰台区郭公庄路。
2.2顶管段工程概况
本工程共含葆李沟西（3标）1+560.3倒虹吸及穿越郭公庄路倒虹吸2段顶管。
根据工程特点及现场情况，计划将进口竖井作为顶管工作井，出口井作为接收井。
均采用逆作法钢格栅支护+锚喷混凝土结构。
顶管坑净空尺寸11m×8.5m，深度10.45m、9m；接收坑净空尺寸11m×6.5m，深度9.95m、8.5m。
根据现况地质及现场情况，为顺利、圆满、安全的完成此项顶管施工任务，采用土压平衡顶管掘进机施工。
2.3工程地质和水文地质情况
根据以往在附近施工经验可知，地下主要以粘土、砂土为主，详见地质勘查报告。
本方案暂不考虑地下水对施工的影响，如在工作坑施工过程中发下地下水，施工时考虑工作坑降水，再采取降水措施。
2.4选用土压平衡顶管掘进机原则
1、使用本顶管机安全性高，能充分保证施工中的人身安全。
2、本顶管机适用土质范围广，在软土、硬土、砂土、砂卵石及卵石等土质中都可采用，是全土质的顶管掘进机。
3、使用本顶管机稳定性好，且有优良、科学且实用的纠偏系统，能很好的保证施工质量。
4、通过合理的注浆方式，可改良土体，保持控制面稳定及地面沉降，变形极小，在保证了安全距离的基础上，对比其它顶管工艺，能最大限度的保证所穿越的顶管段上方的建筑物、构筑物等安全。
5、弃土的运输和处理方便、简单，作业环境好，操作安全、方便，适合大口径、长距离顶管。
第三章施工部署
3.1施工部署原则
3.1.1合理安排施工顺序，保证在劳力、物资以及资金消耗量最少的情况下按规定工期和质量目标顺利完成任务。
3.1.2施工期间根据气候特点，安排好生产计划。
3.1.3制定有针对性的技术措施来保证工程质量，做到三同步：
（1）在保证安全生产、控制噪音，减少环境污染为前提组织施工，保证质量。
（2）施工安全生产与环境保护同步；
（3）工程进度与施工资料同步实施。
严格制定有利的措施，满足合同及招标人的要求。
3.2施工组织机构
见后附图。
3.3施工工期及进度计划
本施工段计划工期70个日历天。
详见进度计划横道图。
3.4施工组织协调
3.4.1建立例会制度
（1）每周召开全体员工安全会议，经理部所有员工及劳务队班、组长以上参加。
解决施工中安全问题，制定并监督落实安全防范措施。
（2）每月召开月度工作会议，项目部全体管理人员和各施工队主要负责人参加。
对当月施工进度、工序情况、人员、施工机械等进行安排和协调。
3.4.2与业主、监理及设计的沟通与协调
（1）及时准确的以周报、月报的形式汇报工程进度和生产情况，实行PDCA持续改进的管理措施；
（2）使用科学的信息化管理办法和管理思想，优化施工管理过程，保证工程顺利进行。
（3）配备多渠道、现代化的通讯联络手段和工具（包括手机、电话、对讲机、传真、网络），确保与各方信息交流的畅通和快捷。
施工组织机构
3.4.3项目部实行全过程目标管理和过程控制相结合的管理模式，力求监理放心、业主满意。
3.4.4及时准确的以日报、周报、月报的形式向业主及监理汇报工程进度和生产情况，了解跟踪监理对生产过程的要求及变化，实行持续改进的管理措施，以提高工程的优良品率。
3.4.5对于监理通知必须认真核实、调研分析、制定切实可行的方案，并且在监理通知下发后24小时以内给监理以书面的形式予以答复。
3.4.6设专业资料员，对报送各方的文件进行分类管理、记录、分发和保管。
3.5主要项目工程量：
顶管工作坑2座
接收坑2座
Φ2200管道顶进162米
3.6劳动力计划、机械设备
根据本施工段的实际情况，经测算需劳动力、机械设备计划如下。
劳动力计划表
序号
工种
工作坑施工
顶管施工
结构施工
1
普工
15
12
16
2
砼工
5
0
5
3
技工
5
5
16
4
电焊工
8
4
6
5
钢筋工
10
0
12
6
电工
2
2
2
7
测量工
2
2
2
8
司机
2
2
2
9
机械工
5
5
5
10
信号指挥员
2
2
2
11
合计
56
34
68
施工机具设备配备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
顶管机
Φ2200DK型
台
1
2
注浆泵
UB3C或G35-1
台
1
3
空气压缩机
VY-12／7-b
台
2
4
砼喷射泵
PZ-5
台
2
5
电焊机
BX1-500F-3
台
4
6
搅拌机
JZ350
台
2
7
装卸机
ZL40
台
1
8
平板车
25T
台
1
9
自卸车
12T
台
1
10
吊车
50T
台
1
吊机头
11
吊车
25
台
1
吊管、出土
13
主顶镐
YDT3138
台
2
14
U型顶铁
块
8
15
护口铁
O型
块
1
16
发电机
200kw
台
1
17
风镐
个
2
18
砼电钻
D24
台
1
19
水钻
D40
台
1
20
气焊设备
套
1
21
激光指向仪
台
1
22
经纬仪
J2
台
1
23
水准仪
S3
台
1
第四章施工准备
4.1技术准备
4.1.1开工前组织全体管理人员对现场进行全面考察，审阅施工图纸，学习有关施工技术规范和招标文件，做好方案交底和技术交底，为开工做好技术保障。
4.1.2组织作业人员熟悉图纸，明确质量、安全要求，做好技术交底及安全交底；对入场工人进行三级教育和安全技术交底，
4.1.3提前做好特殊工种（如：
电工、焊工等）的培训工作，做到持证上岗，新入厂职工要做好三级安全教育工作和安全技术交底，未进行教育培训者严禁上岗；
4.1.4根据所掌握的工程情况和施工图纸，编制详尽可行的施工方
案，报监理单位进行审批。
4.1.5按北京市地方标准《市政基础设施工程资料管理规程》DBJ01-71-2003进行收集整理，资料一式四份：
城建档案馆一份，建设单位一份，监理单位一份，施工单位保存一份。
（1）技术资料要求齐全、真实、字迹清楚。
（2）表格应使用正确，填写格式符合要求。
（3）签字手续齐全，横向竖向交圈。
（4）技术资料与施工进度同步进行，并及时收集整理。
4.2现场准备
4.2.1施工用水布置
施工用水主要是锚喷用水、消防用水、场地洒水、道路降尘用水。
与有关部门协商就近从自来水管线接入。
4.2.2施工用电布置
竖井施工使用临电，就近接入五芯电缆至各施工口的配电箱。
顶管施工使用200KW发电机供电。
4.2.3材料准备：
开工前做好管材、附件、设备等原材料的采购和有设备关厂家的资质审查工作，保证各种材料及时供应，确保工程顺利进行
4.2.4施工机械准备：
所有施工人员和计划投入的机械设备分期分批进场以便节约施工场地。
对机械设备进行妥善保养、调试，保证按时开工。
4.3施工围挡
施工场地实行封闭式管理，采用硬式围挡，围挡板统一采用标准钢性围挡，围挡板采用φ48钢管固定，管间用扣件连接。
将施工作业区与社会车辆、行人隔离，其长度沿管线两侧与管线平行布置。
开挖前先将施工场地围挡与交通道路隔开，围挡两端设置红色标志灯、标志牌并安排安全员负责巡视，以保证安全。
第五章主要施工方法
5.1地下障物勘探
5.1.1对地下市政管线的探明的保护分二步走的控制原则，即第一步从图纸查找分析；第二步进场后会同当地有关部门现场查找确认。
5.1.2进场后在核对图纸的基础上进一步了解施工范围内地下市政管线及其它障碍物的规格、型号及位置情况，进一步了解河道位置及标高。
5.2工程测量
5.2.1交接桩
开工前做好交接桩工作，并提前拟定好交接桩计划，交接过程中理清各种图表及数据，包括基线桩、辅助基线桩、水准基线桩、构筑物中心桩以及个桩的控制桩及护桩示意图等。
5.2.2测量复核及测量放线
（1）交接桩完成后进驻场地，开工前先进行测量复核，在测量复核满足规范要求的前提下，测量放线，准备开工。
在施工过程中主要对以下工序进行测量控制：
管道中心位置、设备安装位置、路面恢复高度等。
（2）测量技术要求：
为确保工程顺利进行，测量采用两极复核，施工过程中成立专项测量小组，固定人员，固定仪器，固定观测线路。
根据技术交底要求，把开挖线，管道中心线，高程点，管道折点，地下障碍物标住好并认真做好纪录。
（3）测量控制点的设置必须符合有关规范规定，在施工过程中应建立地面及地下测量控制点，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便控制、易于校核处，并且每班开工前校核一次。
精度指标如下表：
等级
导线
长度
（km）
平均
边长
（km）
测角中误差（″）
测距中误差（mm）
测距相对
中误差
测距相对闭合差
方位角闭合差（″）
一级
4
0.5
5.0
15
≤1/30000
≤1/15000
二级
2.4
0.25
8.0
15
≤1/14000
≤1/10000
高程的精度要求：
高程点首级控制由甲方提供，加密点采用五等水准。
精度指标如下表：
等级
每公里高差全中误差（mm）
路线
长度
（km）
水准
仪的
型号
水
准
尺
观测次数
往返较差、附合或环线闭合差
与已知点联测
附合或环线
平地
（mm）
四等
10
≤16
DS3
双面
往返各一次
往一次
五等
15
——
DS3
单面
往返各一次
往一次
5.2.3施工测量
（1）控制点的复核
进场后测量控制点进行复核，复测结果上报监理。
内容含轴线点，坐标点和高程点控制点。
（2）施测方法
竖井高程引测：
将地面高程引到井底，为顶管定位提供依据。
由于竖井底在地面超过8m深，用普通水准尺很难进行施测，故施测时常常借助于30m钢尺来完成地面到井下的高程联测。
首先竖井边用于传递高程的水准基点引测时，往返不符值应小于30
，引测高程用的钢尺必须经过鉴定，钢尺悬吊所挂的重锤重量必须与钢尺鉴定时施加的拉力相同。
引测最好选在上午10点～12点、下午3点～6点之间进行，以减小温度变化对观测值的影响。
竖井上下往返测量时间不应长于20分钟。
当环境温度与钢尺鉴定时的温度相差10℃时，需进行尺长温度改正。
钢尺应悬挂在龙门架的适当位置，固定要牢固，吊挂钢尺的吊钩最好焊在龙门架上。
引测高程时，电葫芦不能工作，以保证引测的精度。
进行井上与井下高程传递时，两次往返高差较差不大于4mm。
井下水准基点布置两个，一个布置在竖井一角，远离出土区，另一个布置于洞内。
竖井内水准点选用型钢或预埋铁件。
洞内水准点最好与中线点预埋铁板放在一起，即在铁板上加一条螺栓作为水准点。
变坡点处必须设置水准点。
。
水准点做好后应在边墙上做标记，以便于保护。
（3）导流及改移测量
若遇特殊情况需对现有管线进行导流或改移的，应按设计人员制定的导流及改移方案，测定出各管线的改移位置。
对于重力流管线要实测两端头的标高，按改移管线长度重新设计坡度，施工时严格控制流水坡度，严禁改移段内出现流水面反坡。
5.3施工顺序
顶管工作坑施工→顶管施工→二衬施工。
5.4顶管工作坑施工
5.4.1竖井设计
本工程顶管坑净空尺寸为11*8.5m,接收坑尺寸为11*6.5m。
5.4.2锚喷工作坑的施工顺序
施工准备及测量放线→开挖土方→圈梁施工→圈梁上部挡土墙施工→土方开挖→安装钢格栅挂钢筋网片→喷射混凝土→重复以上两步直到竖井底板→竖井封底。
5.4.3锁口圈梁施工
1）测量放线：
测量人员根据结构尺寸，经计算放出井口圈梁结构外边线，打出四个角桩和圈梁底口高程线。
2）圈梁处采用机械开挖、人工清底，挖至设计圈梁底面高程后，将圈梁底部和边坡土面清理平整。
测量人员打出圈梁内边线和圈梁底高程。
3）圈梁主筋采用12根Ф22（20）主筋，箍筋采用Ф12@300双支箍,圈梁结构尺寸为1000mm*600mm。
井圈钢筋绑扎完成后，打入竖井竖向联接筋Ф18@500，竖向联接钢筋在梁内锚固长度符合设计要求。
4）圈梁模板采用组合钢模板拼装，要求拼缝严密，模板外侧用方木顶牢固，要求线条顺畅，模内尺寸符合设计要求。
在模板上口弹出圈梁上口线。
5）圈梁混凝土采用C30商品混凝土，运到现场后用溜槽入模，振捣棒振捣密实，达到设计高程后用木抹子压实，铁抹子赶光。
6）圈梁混凝土强度达到30％设计强度后，在圈梁上部砌挡墙，墙厚250mm，高出现况地面100mm。
最后安装安全护栏并挂网，护栏采用D32钢管加工，高出地面1.2m，表面刷红、白漆，护栏上安密目网封闭。
5.4.4土方施工
竖井初支土方开挖施工时，采用对角开挖，施工开挖步距同水平格栅间距，格栅间距为600mm，开挖完成后分段放入竖井格栅（挂双层φ6@150×150钢筋网）并喷射混凝土。
见下图【竖井土方开挖顺序图】，先开挖核心土，施工时注意土方开挖边线距离竖井边线的尺寸应大于1.0m。
然后进行3#拱架部分（竖井对角线部分）的土方，挂网锚喷完成后，最后施工施工2#拱架部位的土方及格栅。
竖井钢格栅形成封闭后，方可继续下一循环施工。
5.2.5钢格栅及网片制作及安装
钢格栅在场外制作，主筋为4Φ25，箍筋及架立筋为Φ12。
首榀钢格栅经监理验收合格后，才能成批加工。
格栅钢架施工间距必须满足设计要求；安装时一定要校正垂直度，螺栓必须上齐拧紧。
内、外挂双层网片，网片之间相互搭接一个网孔，网片必须绑扎牢固。
延井筒每3m在侧墙预留背后注浆管。
Φ18纵向连接筋间距1000mm，呈梅花型布置。
连接筋采用单面搭接焊连接，焊缝长度≥180mm。
5.4.6喷射混凝土
1）喷射混凝土概述
喷射混凝土拌制：
初衬采用湿喷混凝土，强度等级C20，为加快凝固速度，需掺加速凝剂。
设计配合比通过计算、试配选定，设计必须满足强度、和易性、耐久性和经济要求，根据设计的配合比及施工所采用的原材料，在与施工条件相同的条件下，拌和少量混凝土作试件试验。
当水泥、骨料和外加剂的来源、质量变动时，都必须重新进行配合比设计。
2）施工要求
施喷前的准备：
喷射作业应认真清除受喷面上浮土，回弹物等松散积料，用高压风吹净，调整好喷射机的风压、水压，做好准备。
喷射作业：
施喷应由下而上，从低向高地依次进行，按螺旋轨迹均匀分层喷射，喷头直对受喷面，距离为0.6～1m，喷射压力控制在0.12～0.15Mpa，一次喷射厚度，约70～100mm，每喷完一遍均需有一定的间歇，一般为前一层砼终凝后进行，在格栅钢架处，喷嘴应避开钢筋密集点，以免产生空洞，对悬挂在网筋上的砼结团应及时清除，保证喷射砼的密实度。
喷射砼应将钢筋全部覆盖，喷射手应严格控制水灰比，注意喷层无干斑和滑移流淌现象。
顶管坑喷射厚度为300mm、接收坑为250mm。
3）施工程序
钢格栅安装完毕→（渗水引排）→喷混凝土厚度标志→工程隐蔽验收→喷混凝土施工→混凝土养护
4）施工工艺要求
在施工过程中，一般以有无渗水分两种情况而采取的施工方法。
在有渗水的情况下，在施喷过程中，可正常施工，在施喷过程中，喷角90度，喷枪的移动速度比在无渗水情况下稍慢些，一般施喷两次也能达到设计要求。
如果渗水量较大，如有大面积滴水且局部有线状漏水现象，则首先要做好渗水的引排施工。
通常采用“深孔排水法”即在有线状漏水处或附近钻孔（1～3个），孔深为2.5～4.0m，并把长30cm的钢管插入孔内20cm，露出岩面10cm，且用棉纱和砂浆把钢管与孔壁之间的间隙封堵好（先用棉纱封堵5cm，再用掺有适量速凝剂的水泥砂浆封堵15cm），让大部分渗水先从钢管集中排出，并用塑料管引走，然后再进行喷混凝土施工，一般施喷混凝土2～3次便可符合设计要求。
如果有大面积滴水但没有线状漏水现象，一般采取先施喷混凝土一次（厚约3cm），再在个别渗水较大的部位处钻孔，采取上述的“深孔排水法”后，再进行施喷混凝土两次即可。
5）混凝土养护
从实践来看，一般喷混凝土结束后约40分钟开始养护较为适宜，如果气温较高或者天气比较干燥，则养护时间还须适当提前，一般为20～30分钟。
前两天每隔三个小时养护一次，之后养护次数可适当减少，连续养护7天。
养护时人工用喷雾器洒水保持湿润。
5.4.7竖井进料出碴
竖井出土及材料采用25T吊车提升。
5.4.8竖井施工人员通道及竖井护栏
在竖井周围设立1.2m高竖井护栏，刷好红、白警戒漆，并围密目网以防止石头等其它杂物滚入竖井中伤人。
在竖井一角安设垂直梯，梯宽0.76m,并装设防护栏，以确保施工人员上、下井的人身安全。
5.4.9竖井质量要求
竖井是为了给顶进提供空间，是为顶进服务的。
但本工程竖井深度较浅、考虑到安全因素，只在施工过程中对混凝土强度及竖井尺寸进行控制，不留置混凝土试块进行复试，质量允许偏差如下：
序号
项目
允许偏差
检查频率
检验方法
范围
点数
1
工作坑每侧宽度、长度
不小于设计
每座
2
2
底板高程
±15
每座井
2
3
构筑物厚度200～600
±8
4
4
墙面垂直度
≤15
4
5
预埋件位置
≤10
1
5.4.10顶管后背加固
为确保竖井结构安全，锚喷混凝土墙钢筋加强，竖井底板以上3米范围内连接筋加密至0.3m,格栅主筋加大，由原设计Φ22改为Φ25，顶镐后钢格栅密排。
5.4.11爬梯安装
施工人员上下竖井需架设爬梯。
爬梯随竖井临时支撑安装，逐节安装。
爬梯宽60cm，由4mm厚钢板加工，参考小室斜梯形式加工，爬梯沿竖井侧墙中部设置，利用临时支撑作平台。
5.4.12竖井封底
竖井封底钢筋采用Φ20@200双层双向钢筋网片，混凝土采用C20预制混凝土。
5.5顶管施工
5.5.1施工工艺流程
施工放线→后背、导轨、设备安装→顶进→纠偏→注浆（减阻）→取顶管机→压浆加固。
5.5.2工程测量
（1）测量放线及水准点的引入
管线轴线和水准点由总包单位进行交桩（点）。
竖井附近确定管线中心，同时高程要求设置1个临时水准点，水准点必须设在相对稳定坚固的构筑物上，以免影响测量精度。
（2）定线复核
复核定线是否与设计图纸相符，如复测偏差符合规范要求，将定线成果报监理审批。
（3）水准点复核
对三个临时水准点进行闭合测量，闭合公差应不大于±
，复核不合格不得使用，合格后报监理审批。
（4）管道中心控制
中心复测合格后，及时设置中心线控制桩（点），做明显标志。
（5）管道高程控制
水准点复测合格后，应在竖井内各设2个临时水准点供顶管施工中使用。
顶进过程中用水准仪、经纬仪测量。
（6）对中心、高程复测
顶管施工开始后，每天复测工作坑内中心线和高程桩一次，以防顶管反作用力使井中心偏移。
（7）测量仪器核检
测量用水准仪、经纬仪校核合格后方可使用，要定期校核，在检定期内使用。
5.5.3工作坑长度及宽度核算
（1）工作坑底的宽度计算
B＝2D+2b+E
式中：
B——工作坑底净宽（m）
D——钢管外径（m）
B——管一侧操作空间（1.2～1.6m）
E——双排管净距2.96m
B＝2.64+2×1.3+2.96＝10.84（m）
设计B＝11m能满足要求。
（2）工作坑底的长度计算
L＝L1＋L2＋L3＋L4
式中：
L——工作坑底的长度（m）
L1——顶管机长度（5.2m）
L2——户口铁长度（m），取0.5m
L3——顶镐长度（1.3m）
L4——后背所占工作坑长度0.8m
L＝5.2+0.5+1.3+0.8＝7.8m
设计L＝8m能满足要求。
（3）工作坑的深度复核
设计管道外缘至结构内底为0.98-1.28米，能满足施工要求。
5.5.4后背、导轨安装
（1）顶管后背墙利用竖井喷射墙壁，壁前设置横铁、竖铁（详细作法见附图）。
（2）由于设计管道距竖井底板间距较大（0.98-1.28m），竖井封底后需回填级配砂石，在砂石上铺设枕木，枕木截面：
150*150mm，间距500mm～600mm，（枕木上露20mm～30mm）导轨选用长5m的重型钢轨。
（3）安装导轨以及顶镐，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，在井四周作出4~6个临时水准点，保证轴线标高-临时水准点高程=h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临时水准点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴
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