顶管专项施工方案

1、晋阳污水厂主干管工程顶管专项施工方案晋阳污水厂顶管专项施工方案一、编制依据相关施工图纸；相关地质勘察报告；城市排水工程质量检验标准（DB29-52-2003）；给排水构筑物施工及验收规范（GBJ141-90）；建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-1998）；给水排水工程顶管技术规程（CECS 246:2008）；给水排水管道工程施工及验收规范（GB 50268-2008）；工程测量规范（GB50026-2007）；顶管施工法用钢筋混凝土排水管（JC/T640-2010）公司现有施工管理队伍、技术力量、设备能力、施工能力及本企业标准； 我公司承建过相关类似

2、工程等成功的施工经验；二、工程概况晋阳污水厂主干管工程，即河西北中部污水处理厂和南堰污水处理厂场外干管终点至晋阳污水处理厂的污水主干管，其中、标段，主干管道全长7.554km,外接南堰污水处理厂支线管总长1.477km。工程起点（K0+00）为河西北中部污水厂，污水干管横穿新晋祠路，再沿新晋祠路西侧绿化带向南延伸至K7+775.4，工程主要包括钢筋混凝土沉井82座，DN1800mm钢筋砼顶管1639m（南堰污水厂支线）, DN2000mm钢筋砼顶管3045m, DN2600mm钢筋砼顶管4347m。工作井及接收井均采用沉井技术挡土，沉井下沉方法采用排水下沉。因本项目未提供地勘勘探资料，故参照相

3、关地质资料得出：地下水丰富，静止水位埋深为2.5m，有流沙现象。三、拟建项目施工组织机构及项目部人员安排该工程按照项目法组织施工。项目部计划设项目经理1名、项目书记1名、项目总工1名、项目副经理2名和8个业务科室，分别为：技术科、安质科、财务科、计划科、物资设备科、试验室、测量队、综合办公室（除技术科外其余科室计划与南内环项目合并）。项目部领导及业务科室人员安排计划如下：项目经理：1名项目书记：1名 项目总工：1名项目副经理：2名技术科：科长1名，技术员4名安质科长：科长1名，安全员2名 财务科长：科长1名，出纳1名计划科长：科长1名，计划员1名 物资设备科：科长1名，物资员2名 试验室：科长

4、1名，试验员3名 测量队：科长1名，测量员4名综合办公室：主任1名，司机2名，炊事员1名四、施工总体安排1、根据本项目工程特点，结合现场施工条件，项目计划以K0+00K3+900和南堰污水厂支线段为施工重点，该段为建筑密集区，施工干扰大，在该段落内按批次展开平行作业。剩余段落可根据工期要求进行施工布置。2、全线分两个责任区进行管理：第一责任区管段为主线K0+00K3+180；第二责任区管段包括南堰污水厂支线和主线K3+180K7+554。3、城市内施工，地方政府不容许建搅拌站，计划全部采用商品砼，项目部设试验室。4、结合该工程工期短、施工点分散、用电量相对较小的特点，工程用电原则就近使用当地既

5、有电力系统接驳，K3+180K7+554段若无就近电源，需接通施工专项用电。5、施工队伍计划安排如下：（1）顶管施工作业队5个，顶进设备15台，主要负责顶管施工；（2）土方队1个，负责施工土方外运及施工场地整理工作。五、施工准备1、项目组织机构质量部施工技术部物资设备部环境保护部综合办公室安全部中心试验室计划财务部项 目 经 理项目副经理项目总工程师2、项目部主要成员及部门职责 项目管理机构各岗位部门职责范围和授权：（1）项目经理职责项目经理是工程的第一责任人，全权负责该工程的指挥运行，对工程的安全、质量、进度、经济技术指标等负全面责任。 建立健全各项管理体系，制定和完善各项管理制度，保障项目

6、的高效、有序运转。 协调各部门、岗位的工作关系，监督考核其工作质量，奖优罚劣。 合理调配项目部各项资源，解决施工中的重大问题。 5.组织协调和业主、监理、地方部门及其它施工单位的关系。 6.对本岗位工作质量负责。 （2）项目副经理职责 协助项目经理全面实施项目的组织运行。 具体落实各项管理职能，保障整个管理体系的有效运转。 负责工程施工的现场指挥，组织运行项目部的日常工作。 协助项目经理处理好和业主、监理、地方部门及其它施工单位的关系。对本岗位工作质量负责。 （3）项目技术负责人职责 负责工程项目的全面技术管理，是工程技术第一责任人。 贯彻执行本工程各项技术标准和施工规范。 负责组织制定本工程

7、主要技术方案，组织编写施工组织设计。 组织项目重大技术问题的决策与处理，解决现场技术、质量及HSE问题。 组织编写和整理各项技术资料，负责工程的竣工验交。3、项目管理目标（1）工程工期目标： 确保合同工期内竣工完成。 （2）工程质量目标： 确保本工程质达到“优良”标准。 （3）安全文明施工目标： 工程实施过程中贯彻“安全第一、预防为主”的方针，确保工地一切建筑、安装、顶管的施工安全，施工设备运行的安全，第三方的人身安全、消防安全、物资材料安全，路面交通畅通，不发生重大安全生产事故，伤亡率O%，创建安全文明工地。 （4）环境管理目标： 严格执行国家和省市有关环境保护的法规法则。六、顶管施工1、施

8、工工艺流程泥水平衡式顶管泥水平衡式顶管机是利用泥水压力来平衡顶进工作面上的水压力和土压力，通过调节出泥舱的泥水压力稳定开挖面，弃土以泥水方式排放出顶管机，在不开挖地表的情况下，利用液压顶进工作站从工作坑将铺设的管道顶入，从而在顶管机之后直接铺设管道。 泥水平衡式顶管突出的优点：适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化范围很大的条件下，它都适用。 可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小，因而由顶管引起的地面沉降较小。 与其他类型的顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其在粘土层这种表现得更为突出，所以特别适用于长距离顶管。 

9、工作坑内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道，输送弃土，不存在吊土，搬运等危险的作业。 泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。施工工艺流程安装洞口止水装置安装导轨安装后座墙安装顶进油缸、油泵机头吊装就位操纵台就位安装激光仪、 测量仪、摄像仪接通电路、油路测量放样沉井施工安装进泥泵、排泥泵安装泥浆沉淀池设备进场安装进排泥管、旁通阀安装泥浆搅拌筒及泥浆泵接通电源试车顶进施工顶进到位测量引点工作井施工测量放样井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装地面辅助设施安装顶管掘进机吊装就位激光经纬仪安装掘进机出工作坑正常顶进顶管机进接收坑，如下图所示。2、顶力计算、最大顶距

10、确定和准备工作本工程顶管单元长度根据设计图纸的井室位置、地面运输和开挖工作坑的条件、顶管需要的顶力、后背与管口可能承受的顶力等因素确定单元长度。本工程土质参数基本相同，顶力计算时分不同管径取一个最大管径和最大单元长度进行计算。顶力的计算最大推力计算，采用经验公式，按最大顶距250米计算：F=F1+F2上式中：F总推力； F1端阻力； F2侧壁摩阻力；F1=/4×D×P=1/4×3.14×3.12×0.55×0.55×1.9×13=18.3T式中D管外径；P控制土压力；P=Ko··Ho式中：Ko静

11、止土压力系数，一般取0.55 Ho地面至掘进机中心的高度，取最大值13m 土的重量，取1.9t/m3F2=D·f·L=3.14×3.12×0.4×250=979.68T式中：f管外表面综合磨擦阻力，根据地质勘察报告，取值0.40T/m2 D管外径 L顶距F=F1+F2 =997.98 T工作井内设备顶进能力可达到2400T，采用6个400T的千斤顶完全满足要求（本工程顶管采用触变泥浆，顶力将远小于理论计算值，因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求，设计图纸最大顶距为250m是合理的经济距离）。地面准备工作在顶管顶进施工前，按要求进行施工用电

12、，用水，通道，排水及照明等设备的安装。施工材料，设备及机具必须备齐，以满足本工程的施工要求。管节等准备要有足够的余量。井上，井下建立测量控制网，并经复核报验监理认可。井下准备工作及井内布置工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。顶管基座为钢结构预制构件，顶管基座位置按管道设计轴线准确进行放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位安装固定。基座上的导轨按照顶管设计轴线并按实测洞门中心居中放置，并设置支撑加固，保证基座稳定不变形。3、后座墙后座墙是顶进管道时为千斤顶提供反作用力的一种结构，有时也称为后座、后背或者后背墙等。在施工中，要求后座墙必须保持稳定，一旦后座墙遭

13、到破坏，顶进工程就要停顿。后座墙主要有功能是在顶进过程自始至终地承担主顶工作站顶管前进时的后坐力。后座墙的最低强度应保证在设计顶进力的作用下不被破坏，要求其本身的压缩回弹量为最小，以利于充分发挥主顶工作站的顶进效率。在安装后座墙时，应使其满足如下要求。要有充分的强度在顶管施工中能承受主顶工作站千斤顶的最大反作用力而不至破坏。要有足够的刚度当受到主顶工作站的反作用力时，后座墙材料受压缩而产生变形，卸荷后要恢复原状。如压缩回弹量大，会导致大量行程消耗在后座墙压缩变形土，从而大在降低千斤顶的有效冲程，使顶进效率降低。故后座墙必须具有足够的刚度。后座墙表面要平直后座墙表面应平直，并垂直于顶进管道的轴线

14、，以免产生偏心受压，使顶力损失和发生质量、安全事故。材质要均匀后座墙材料的材质要均匀一致，以免承受较大的后从力时造成后座墙材料压缩不匀，出现倾斜现象。4、泥水系统泥浆系统有二个作用：送走被挖掘机的渣土和平衡地下水。泥浆系统是由密封的管道组成，通过机头循环，形成泥浆混合物，由排泥管送走，最后沉淀在地面上的泥浆池内，泥浆通过众多的排泥泵被排出。再由进水泵进水送入机头，排泥由变速的排泥泵进行控制。机坑旁通装置可控制进排泥浆的速度、方向，以防止泥渣堵塞管道，淤积现场。当挖粘土时，可能使普通粘土，有一定的粘合度，可以直接将泥浆排入泥浆池内，但是当挖沙土时，泥浆中必须添加一定的粘合剂（诸如膨润土等）以增加

15、泥浆粘度，以达到排渣的最终目的。夹带泥砂的泥浆，可通过振动筛、循环沉淀器、干燥器等，处理分离渣质，泥浆被再用，渣质被积累后处理。处理渣土用翻斗车，泥浆用罐车运出场区，堆置于郊外，处理时注意不得污染路面等环境。进排泥水系统起着第二个作用：在有地下水存在的地方，掘进机表面的压力可以降低到小于水中的压力。这样避免了抽地下水的需要。进排泥水系统中的压力感应器可测出地下水的压力。机内泥水循环系统，电磁阀，旁通装置及载水阀可以起到调节水压的作用。机内电磁阀和旁通系统，可以阻止水压的变化，保持水压，在加管道时，不至于减小机头的水压，保证内部压力平衡。5、操作控制系统 由一名受过高度训练的操作人员，

16、在地面控制室外内操作并仔细检测着整个操作系统、观察掘进机内的土压、油压、激光束位置。控制台提供操作数据和控制整套系统的电子按钮。控制板可以是人工控制方向和数据记录，或者是全自动控计算机控制方向和记录，其他的工作人员则负责井内管道和顶铁的更换以及进行、进排泥管和电缆的连接。当掘进机到达接收井时，挖掘会暂时中断，如果遇到有地下水或软土层时，还需有洞口止水圈安装在接收口墙上。最后，掘进机头从土层出来进接收井，就完成整个管道的铺装。这以后，掘进机被撤走，建造人工出口，接收井被关闭。一个工程常常有几个掘进段组成，这时，在工作井内的顶进设备变换方向，重新开始另一方的顶进工作，这个过程每过一个工作井重复二次

17、，最后铺设成了整个下水道或输送管道。 6、顶进施工拆除洞口封门顶进机头：当机头进入土体时，开动大刀盘和进排泥泵。机头入洞阶段速度控制在（35）mmmin，此阶段重点是找正管子中心、高程，偏差控制在±5mm之内，所以速度不要太快。机头顶进至能卸管节时停止顶进，拆开动力电缆、进排泥管、进排泥泵、控制电缆和摄像仪连接，缩回顶进油缸。 将事先安放好密封环的管节吊下，对准插入就位。接上动力电缆，控制电缆、摄像仪连接、进排泥管路并接通压浆管路。启动顶管机、进排泥泵、压浆泵、主顶油缸，顶进管节。初始顶进后500mm，顶进测量开始，每顶进300mm做一次中心、高程记录，并及时向技术负责人汇

18、报，以便采取措施。 管道减阻措施中大口径顶管（DN1200以上）应采取措施减少管壁摩擦阻力。石蜡、废油脂等可涂于管外壁减少外部摩擦阻力。通过在管外壁与土层环状空间注入润滑材料，可以减小施工管道与地层间摩擦力，有利于顺利顶进和长距离顶进。通过润滑减摩，避免跳动顶进，使顶力作用均匀，提高施工效率和质量。管节应有预留注浆孔，可以在几节管节间加入一节预留注浆孔管节。随着管节的顶进，不断观察机头轴线位置和各种指示仪表，纠正管道轴线方向并根据土压力大小调整顶进速度。纠偏原理是：全站仪发出不可见光到机头中心光靶，光靶把偏移反应到控制台，控制台控制纠偏千斤顶工作，具体方法如下：在大口径顶管施工中，一

19、般采用激光经纬仪或激光发射器进行顶管位置测量，这样可以保证在管道内黑暗环境中，比较准确地测量位置偏移。激光经纬仪进行顶管测量时，在工作井内安装激光发射器，并按设计要求，调整好坡度和方向，在机头位置安装接收靶标，靶标上有刻度线，当顶进管位置和设计数量一致时，激光点和靶标中心重合，若不重合即可通过刻度线知道偏移方向和程度。在操作室内通过摄像机可以清楚地观察到激光靶标的情况，通过激光点偏移中心点的刻度和方向，判断顶管偏离设计要求的位移量，操作顶管机头内置的四只纠偏油缸动作，及时调整至激光点和靶标中心重合。当一节管节顶进结束后，重复以上第2至第8项操作程序，实施继续推进。7、顶进到位顶进即将到位时，放

20、慢顶进速度，准确测量出机头位置，当机头到达接收井洞口封门时，停止顶进。 在接收井内安放接引导轨。拆除接收井洞口封门。 将机头送入接收井，此时刀盘的进排泥泵均不运转。 拆除动力电缆、进排泥管、摄像仪及连线和压浆管路等。 分离机头与管节，吊出机头。 将管节顶到预定位置。 按次序拆除中继环油缸并将管节靠拢。 拆除主顶油缸、油泵、后座及导轨。 清理场地8、管节连接顶完一段（接收井和工作井之间）距离后，检查完每一节项完整性和密封性符合设计要求后，对管接口处进行连接密封，根据管材不同材料采取不同的连接方式，确保接口质量及密封要

21、求。七、设备 主要机具设备见下表。序号设备名称单位数量备注1泥水加压平衡顶管掘进主机台10包括操纵台2后座顶进装置套10包括油缸、油泵、顶铁3吊车台104起排泥浆设备（泵）台105泥水管路及旁通阀套106压浆设备套207中继顶进装置套258污泥泵台10井内降水用9管道激光导向仪台2010定向测距仪台20测量控制八、项管施工过程中应注意的问题1、掘进机停止工作时，一定要防止泥水从土层或洞口及其它地方流失。不然，挖掘面就会失稳，尤其是在进洞这一段时间内更应防止洞口止水圈漏水。2、在掘进过程中，应注意观察地下水压力、泥水仓水压力的变化，并及时采取相应的措施和对策，只有这样才能保持挖掘面的平衡稳定。3

22、、在顶进过程中，随时要注意挖掘面是否稳定，要不时检查泥水的浓度和相对密度是否正常，还要注意进排泥泵的流量及压力是否正常。应防止排泥泵的排量过小而造成排泥管的淤泥和堵塞现象。4、压浆孔的处理，顶管顶进完成后，对管节上的压浆孔进行封堵措施。九、顶管施工测量和方向控制1、测量及控制指标为了保证顶进轴线控制在设计轴线允许偏差范围内，在顶进过程中要密切注意激光点的偏向。轴线测量的控制系统设在工作井内液压主顶装置中间。施工中需经常对控制台进行复测，以保证测量精度，控制台基础应用混凝土浇筑在沉井底板上。按独立坐标系放样后用测量控制台使它精确地移动至顶管轴线上，用它正确指挥顶管的施工方向。2、施工顶管测量和方

23、向控制在后顶观察台架设J2型激光经纬仪一台，通过后视测机头的光靶及后标点的水平角和竖直角各一测回，编排程序计算顶管的头部及尾部的平面及高程。测量与方向控制要点(1)有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员项目管理部监理工程师，确保测量万无一失。(2)布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。(3)顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在1020不得大于0.5°。并设置偏差警戒线。(4)初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。(

24、5)开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则3、注意问题顶管施工初次放样及顶进尤为重要，另外由于顶管后靠顶进中要产生变化，后台的布置应保持始终不变形、移位来确保顶管施工测量的正确性。十、质量要求质量控制标准顶管施工执行给水排水工程顶管技术规程CECS 246:2008、给水排水管道工程施工及验收规范GB 50268-2008等规程、规范。 顶管施工贯通后管道的允许偏差应符合下表的规定。顶管施工贯通后管道的允许偏差检查项目允许偏差(mm)检查数量检查方法范围点数1直线顶管水平轴线顶进长

25、度300m50每管节1点用经纬仪测量或挂中线用尺量测300m顶进长度1000m100顶进长度1000mL/102直线顶管内底高程顶进长度300mDi150030，-40用水准仪或水平仪测量Di150040，-50300m顶进长度1000m60，-80用水准仪测量顶进长度1000m80，-1003曲线顶管水平轴线R150Di水平曲线150用经纬仪测量竖曲线150复合曲线200R150Di水平曲线150竖曲线150复合曲线1504曲线顶管内底高程R150Di水平曲线100，-150用水准仪测量竖曲线150，-200复合曲线±200R150Di水平曲线1OO，-150竖曲线100，-150

26、复合曲线±2005相邻管间错口钢管、玻璃钢管2用钢尺量测，见本规范第4.6.3条的有关规定钢筋棍凝土管15壁厚，且206钢筋混凝土管曲线顶管相邻管间接口的最大间隙与最小间隙之差S7钢管、玻璃钢管道竖向变形0.03Di8对顶时两端错口50质量保证措施对进场的管材和配件进行外观等方面的检验，各项指标均应符合规范及设计要求，并应有产品出厂标记。管道的连接、止水圈的安装及接头密封处理，应符合设计要求及有关标准的规定，并应有材料出厂合格证明。顶管竣工后管道应进行闭水试验或渗水检验。十一、安全措施1、顶管施工中，应遵照国家、省市颁发的有关安全操作规程，及施工用电、机械设备安全规程，建立完善的安全

27、保证体系，加强施工中的安全检查，发现隐患及时排查，确保作业标准化、规范化。2、顶管施工前，应查明顶管沿线地下障碍物的情况，对管道穿越地段的管线及上部建构筑物等做好安全保护措施。3、在施工现场周围有警示挡板，悬挂警示牌。工作井上部设安全平台，周围设护栏杆，井下作业戴好安全帽。4、顶管后座安装时，如发现后背墙面不平或顶进时枕木压缩不均匀，必须调整加固，方可顶进。顶进过程中，不得站在顶铁两侧操作，以防止崩铁伤人。5、吊装顶铁或管道时，严禁吊臂工作半径内停留。往工作坑内下管时，应穿保险钢丝绳，并缓慢的将管子送入导轨就位，防止滑脱坠落。十二、建筑物及地下管线保护措施1、工程施工中需采取的保护措施事先调查地下管线的详细位置、标高等，如有冲突及时与有关部门联