阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程顶管专项方案(PXL2014.9.8).doc

阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 编制人： 审核人： 审批人： 中国葛洲坝集团股份有限公司 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程项目经理部 二一四年九月 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 目目 录录 第一章、工程概况第一章、工程概况.1 1.11.1、工程简况、工程简况1 1.21.2、工程地质及水文、工程地质及水文1 1.31.3、施工准备及施工现场布置、施工准备及施工现场布置2 第二章、编制依据第二章、编制依据.4 第三章、施工计划第三章、施工计划.5 3.13.1、工程进度计划、工程进度计划5 3.23.2、进度保证措施、进度保证措施5 3.33.3、设备投入计划、设备投入计划6 3.43.4、人力资源投入计划、人力资源投入计划7 第四章、主要工程施工方案第四章、主要工程施工方案.8 4.14.1、沉井施工、沉井施工8 4.24.2、顶管施工、顶管施工14 4.34.3、检查井施工、检查井施工26 4.44.4、闭水试验、闭水试验27 第五章、安全管理保证措施第五章、安全管理保证措施.29 5.15.1、安全管理机构、安全管理机构29 5.25.2、安全保证措施、安全保证措施30 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 5.35.3、顶管施工安全措施、顶管施工安全措施31 5.45.4、消防措施、消防措施31 5.55.5、机电设备安全防护措施、机电设备安全防护措施32 5.65.6、临时用电安全措施、临时用电安全措施33 5.75.7、工程范围建筑物的保护措施、工程范围建筑物的保护措施34 5.85.8、安全生产应急预案、安全生产应急预案34 5.95.9、监测监控、监测监控38 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 1 第一章、工程概况第一章、工程概况 1.1、工程简况 本工程为阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程,污水管网北起润河 路，桩号：K1+381.516，南至竹园路，桩号：K2+219.9。本段污水管汇集润河 路的污水后向南接入竹园路污水管网排入城南污水处理厂，污水管道布置在道 路东辅道下距道路中心线24.5米处，交口拓宽段污水管布置在路东侧辅道下距 绿化分隔带外缘侧石1米处，除过保丰河段DN1000螺旋焊接钢管及横向聚乙烯塑 钢缠绕管外，其它DN1000三级钢筋混凝土管道均采用顶管施工，顶管施工总长 度842米，工作井设置两座，分别布设在K1+613（W4）处及K2+059（W14）处， 井深8.5m，内径4m*6m,壁厚0.5米，接收井设置4座，分别布设在 K1+381.516（工程起点） 、K1+841（W9）处、K1+890.3（W10） 处、K2+219.9（W17工程终点）处，井深8.5米，内径4.5m，壁厚0.35米；转弯 井两座，布设在K1+827、K1+902处，井深8.5米、内径7米、壁厚0.5米，刃脚地 面宽0.2m。 1.2、工程地质及水文 1.2.1、场地地形、地貌 拟建场地位于阜阳市城南，规划润河路与竹园路之间，地形除沟塘外基本 平坦，黄海高程在29.9430.47m，孔口最大高差约0.53m。场区宏观地貌属淮 北冲积平原，微观地貌单元为颖河阶地。 1.2.2、地基土的构成及其特征 根据钻探，现场原位测试及室内土工试验资料分析，拟建场地勘探深度范 围内地基土层，上部为填土(Q4Pd)外，下部为第四纪晚更新世冲积层（Q3al)， 按土的成因、物理学性质及工程地质条件，可将地基土层划分为5个自然层，现 自上而下叙述如下： 第一层填土：层底高程28.6529.98m，层厚0.40-1.50m，层底埋深0.40- 1.50m。灰黄色，稍湿-湿、松散状态，以粘性土为准，含砖渣等，局部地段耕 填土，植物根茎等，中-高压塑性，沟塘处为淤泥，层厚0.60-2.30m 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 2 第二层粘土：层底高程26.04-27.38m,层厚2.00-3.40m，层底埋深3.00- 4.00m,灰黄、黄褐色，可塑-硬塑，湿，含铁锰结核，干强度高，中等压缩性， 高韧性，摇振反应无，切面光滑。 第三层粉质粘土：层底高程24.45-25.48m，层厚1.00-2.80m,层底埋深 4.50-5.80m,黄，黄褐色，可塑，局部硬塑，湿，孔隙结构，含铁锰结核，夹钙 质结核，干强度中等，中等压缩性，中等韧性，摇振反应无，稍有光泽。 第四层粉质粘土：层底高程22.72-23.88m，层厚1.20-2.50m，层底埋深 6.50-7.50m,黄褐色，可塑-硬塑，湿，含铁锰结核，夹钙质结核，干强度中 等，中等压缩性，中等韧性，摇振反应无，稍有光泽。 第五层：粉质粘土夹粉土：该层未揭穿，揭示最大厚度0.80-3.50m,黄褐 色，可塑-硬塑，湿，空隙结构，含铁锰结核，夹钙质结核，干强度中等，中等 韧性，摇振反应无，稍有光泽。夹粉土，黄色，中秘-密实，湿，含钙质结核， 干强度低，中等压缩性，低韧性，摇振反应迅速，无光泽。 建设场地上部第一层土强度不均匀；下部各土层均具有较高的强度和较好 的均匀性。拟建场区除沟塘外无其他不良地质作用存在，属稳定场地。 1.2.3、地下水情况 勘探揭示的上部土层中的地下水为空隙潜水，由大气降水及地表水补给， 以蒸发和渗透为主要排泄方式。勘探期间测得稳定潜水位埋深为3.70-3.90m, 在高程25.84-26.44m。根据临近建设场地地下水分析资料，该地下水对砼基础 具微侵蚀性。 1.2.4地下管线情况 本工程位于阜阳市城南，拟建地段属耕田区及住宅区，无地下管线，污水 顶管施工穿过四处沟塘，沟塘深度较浅约2-3米，顶管覆土平均为6.5米，不影 响顶管施工。 1.3、施工准备及施工现场布置 1.3.1、技术方面 首先组织人员熟悉图纸，做好技术与质量、安全交底工作。组织有关人员 研究图纸和投标阶段施工组织设计，并在此基础上编制更为详细的施工组织设 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 3 计和各单项工程的施工技术交底，指导工程施工，并贯彻到管理人员和操作工 人。 1.3.2、材料供应方面 由于本工程质量要求高，所以对材料的产地、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，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，采用内径为 DN1000 的钢筋混凝土级管（F 型接口管） ， 柔性接头 A 型钢承口管（GB/T11836-2009）,钢套环采用 A3 钢，厚 6mm，长度 260mm。管材还应符合JC/T640-1994 顶进施工法用钢筋混凝土排水管及F 型承口钢筋混凝土管（顶管）（Q/AS2002-2003）。选用优良管材， 处理好 管子接口对顶管施工是十分重要的。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清除出场。 所有材料通过汽车运至施工现场，原材料供应从货源、规格、计划、用量、 采购办法、运输管理以及进场时间等方面列出周密详细的材料计划表，以确保 工程的顺利进行。 1.3.3、设备供应方面 机械设备为专业施工队伍自备，经检查性能合格，报监理审批后方可使用。 1.3.4、施工现场布置 合理布置施工场地，本污水顶管位于主线东侧辅道下，在主线中央分隔带 处修建一条 5 米宽临时便道，供应管道、泥浆或其他材料的运输，主线东侧先 施工顶管，再施工其它分部工程，泥浆池布设在人行道上，靠近景观带，若景 观带已征地，则布设在景观带中，泥浆池四周封闭，设置警示标语，根据阜阳 测绘院提供的测设基准资料和测量控制点，进行现场坐标、高程测量，并将测 量结果提交监理工程师核查，作为施工放样的依据，在此基础上建立施工控制 网，以便对整个标段的构筑物实行同精度控制，确保工程质量。 1.3.4.1、临时设施位置及搭建标准 工地布置时因考虑到施工方便，故在施工现场附近租用当地村民的房屋， 施工现场只搭设值班工棚，道路主线中央分隔带修建临时便道，施工平台布设 在工作井附近，泥浆池尽量布设在道路红线以外，我部将采用专业运输队伍对 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 4 泥浆剂土方进行外运处理。 1.3.4.2、标志牌设置 在主要施工段、井室及泥浆池附近设置标志标牌，必要施工危险区设立围 挡，全封闭施工。 1.2.4.3、施工用电 根据工程特点，主要用电设备有顶管机、潜水泵、搅拌机、现场照明等。 工作时最大用电量约 100KW，实际考虑用电量 1001.2=120KW。施工用电 在施工工作井附近从主电线杆 200KW 变压器处接配电箱。 线路布置时按三相五线制，每处均布设漏电保护器，并做到一机一闸，三 级保护，确保用电安全。 1.2.4.4、施工用水 施工中用水，由于机械顶管施工用水量较大，就近沟槽河道取水。顶管工 作坑、检查井施工，冲洗用水，养护、闭水试验及其它施工用水等废水，通过 沉淀后，排入附近的污水管线中，并将沉淀后的泥浆清理外运。 第二章、编制依据第二章、编制依据 1、依据阜阳城南新区阜王路二期道路及附属物工程给排水及弱电工程施工图 2、阜阳城南新区阜王路二期地质勘察报告 3、国家现行的施工技术规范、验收标准及安全技术规程，相关参考文献： （1） 建筑地基基础设计规范 （GB500072011） （2） 混凝土结构设计规范 （GB500102010） （3） 建筑地基处理技术规范 （JGJ792012） （4） 给水排水钢筋混凝土沉井结构设计规范 （CECS137: 2002） （5） 建筑地基支护技术规范 （JGJ792002） （6） 建筑抗震设计规范 （GBO500112010） （7） 地下工程防水技术规范 （GB501082008） （8） 施工现场临时用电安全技术规范 （JGJ 46-2005） （9） 给水排水管道工程施工及验收规范 （GB502682008） （10） 混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB502042002） 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 5 （11） 顶管施工技术及验收规范 （试行） 中国非开挖技术协会 （12） 顶管顶力计算公式的使用范围探讨北京市市政工程设计研究总 院，北京 100082（中国给水排水 ，2008 年第 24 期） 第三章、施工计划第三章、施工计划 3.1、工程进度计划 结合实际情况，本项目拟计划工期 60 天，完工时做到工完料尽场地清， 设备清，临时设施清。 根据工程量及人员、材料、设备能力及该工程的具体特点，仔细编制施工 计划，在施工中以总计划为目标，编制月、周作业计划，加强合理调度与管理， 尽量缩短施工时间，按时或提前完成预定进度目标。 施工进度计划详见附表：阜王路二期污水顶管施工进度计划 3.2、进度保证措施 3.2.1、组织措施 1、充分做好施工准备工作。提前完成临设，组织材料、加工机具，设备、 人员按计划进场，保证工程开工后连续不断按计划实施。 2、每周召开一次生产例会，由项目经理部统一指挥，加强各作业队，各专 业之间的协调平衡工作，定期检查计划实施情况。 3、建设单位、设计单位、监理单位、施工单位四方紧密配合，通力协作， 工程开工后，请求监理及甲方代表进驻现场，使工程中出现的各类问题得到及 时解决，确保各部位施工顺利进行。 4、组织精良的施工队伍。组织技术骨干，特别是参加过类似工程的人员， 以确保工程的质量及工期。 5、根据工程进度，周密计划采购各种材料，配备机具、安排劳动力，合理 使用资金，确保生产机制有序进行。 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 6 6、在满足工程总工期的前提下，编制各施工阶段的施工节点、施工计划， 并制定出完成计划的有效措施。 3.2.2、技术措施 1、配备精密的测量设备，及早进行测量定位，使工程不因测量的延期或定 位不准而耽误工期。 2、采用先进的施工技术和施工工艺，必要时可以在混凝土中掺加早强剂和 高效减水剂，提高混凝土早期强度。 3.2.3、经济措施 1、开展各作业队施工班组之间的劳动竞赛，明确操作人员的责、利、权， 每完成一个施工节点进度结算一次，并实行奖罚制度，对提前完成的进行奖励， 不能完成的则进行处罚，增强施工人员的工作效率。 2、我公司拥有雄厚的资金实力，能保证连续施工。 3、节假日不放假，根据国家规定给工人发放节假日补助金，保证施工正常 进行，确保工程按时完工。 3.3、设备投入计划 拟投入本工程的主要施工机械表 序号机械种类型号数 量 新旧 程度 备注（进退场时 间） 1 泥水平衡顶管掘进机 MEP 1 台套90随时 2 汽车吊车 25T 1 台70随时 3 挖 掘 机大宇2 台85随时 4 自卸汽车 15m 4 部80随时 5 泥浆罐车 10m 1 台90随时 6 千斤顶 400t 2 台85随时 7 油 泵 66L/min 1 台85随时 8 电 焊 机 ZX7-500G 2 台90随时 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 7 9 水 泵 40m/h 2 台90随时 10 钢筋加工设备1 台套85随时 11 模板加工设备1 台套85随时 12 振捣棒3 台85随时 14 砼切缝机1 台85随时 15 风 镐2 台80随时 3.4、人力资源投入计划 本次顶管工程计划安排 1 个机械顶管施工队，1 个工作井、接收井施工队， 1 个普工施工队。 人员组成： （1）管理人员：施工技术人员 5 人，后勤人员 2 人； （2）工作井、接收井施工：模板制作 8 人，钢筋制作 7 人，砼浇筑 5 人， 辅助工 5 人； （3）机械顶管施工： 顶管工程一般要求 24 小时连续施工，每台套顶管设备需人员配备如下： 序号工种数量职责 1 技术人员 2 施工技术、质量管理，数据收集分析， 发现并解决问题 2 机头操作员 2 操作机头运转、顶进，读取测量数据， 分析偏差、纠偏，记录顶进数据 3 控制台操作人员 2 操作主千斤顶、泥浆泵、压浆泵，调整 顶速、泥浆流量等 4 注浆工 2 拌浆，调整注浆量及注浆压力 5 电 工 1 设备及配套电器的供电及运行安全 7 吊车驾驶员 2 起重机械操作 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 8 8 辅助工 5 接、拆进排泥管，挂钩 合计16 人 （4）普工施工：瓦工 4 人，辅助工 10 人， 总计 62 人。 第四章、主要工程施工方案第四章、主要工程施工方案 4.14.1、沉井施工、沉井施工 根据设计图纸污水管平面布置、检查井布置及地质勘探报告，对工作井、 接收井位布置方案如下：工作井设置两座，分别布设在 K1+613（W4）处及 K2+059（W14）处，井深 8.5m，内径 4m*6m,壁厚 0.5 米，接收井设置 4 座，分 别布设在 K1+381.516（工程起点） 、K1+841（W9）处、K1+890.3（W10）处、 K2+219.9（W17 工程终点）处，井深 8.5 米，内径 4.5m，壁厚 0.35 米；转弯井 两座，布设在 K1+827、K1+902 处，井深 8.5 米、内径 7 米、壁厚 0.5 米，刃脚 地面宽 0.2m。 4.1.1、沉井施工 4.1.1.1 工作井施工工艺流程 浇筑 C30 钢筋砼底板 第二层立摸、扎筋、浇筑砼 第二层沉井下沉 第一层立摸、扎筋、浇筑砼 第一层沉井下沉 沉井基坑铺设 沉井基坑开挖 浇筑 C15 砼封底 沉井下沉到位 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 9 4.1.1.2 工作井施工工序 按照设计图纸要求，工作井井体深度为 8.5 米，分为两节制作，根据现场 施工条件，沉井墙体可分两次浇注混凝土、分两次下沉，第一节沉井 5 米，第 二节 3.5 米，每条施工缝均按照规范及设计图纸要求设置。 1、沉井基坑开挖 根据设计图纸的沉井坐标定出沉井中心桩及沉井井体外壁四个角点的控制 桩，基坑底四边尺寸比沉井结构外围尺寸沿周边各放宽 0.5m，依据沉井平面尺 寸确定基坑底面，沉井的基坑开挖深度为 2m，以基坑底部周边尺寸按 1：1 放 坡至地面标高，为基坑敞口形，可供立模板、绑扎钢筋搭设外模板。沉井基坑 采用挖掘机配合人工挖土并整平基底，井中设置大功率潜水泵抽水进行降水， 土方可随即用车辆外运。 2、井基坑铺筑 在人工休整之后，沿沉井墙体中心线铺设碎石垫层，垫层厚度为 200mm， 铺设宽度 1.2m（比刃脚宽度两侧各放宽 0.5 米） ，并用人工机具夯实平整；然 后在碎石垫层上填筑粗砂垫层，厚度为 100mm，用平板震动整平、密实。在垫 层上沿沉井刃脚四周浇筑素砼垫层带，厚度为 80mm，宽度比沉井墙体厚度内外 宽 200mm，沿砼垫层带周长相距 1.0m 设木条，供内外立模板，绑扎钢筋之用。 3、第一节沉井制作 A、模板钢筋制安 在铺筑的素砼垫层带上，铺设隔离层油毛毡，然后架立内模板，沉井内设 置满堂脚手架。内模板校正后绑扎钢筋，再立外模板和外脚手架，沉井内外模 封闭后，串拉杆螺丝、拉紧、清理井墙冲洗干净，复核验收立模扎筋均符合规 范规程要求。 B、混凝土浇筑 混凝土采用分层浇筑，每层厚度为 50cm，间隔时间少于 1 小时。制作带有 3050cm 颈口段的漏斗。商品混凝土通过混凝土运输搅拌车运到现场，检验出 厂单，现场做坍落度实验。放置漏斗，间距 4m，四个转角处均设漏斗。通过混 凝土泵把混凝土垂直运输到达模板顶部，再通过漏斗灌入井墙之中。用振动棒 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 10 进行震捣密实，保证沉井砼结构内外光洁度良好。 C、养生、拆模和下沉 当井体砼达到设计强度的 30以上，拆除模板。对井体进行覆盖洒水养生。 为了减少养生的时间，缩短工期，在使用的商品混凝土中添加早强剂。拆除井 内脚手架，沉井外壁涂上沥青油，减少土体摩擦力，再挖土下沉。 钢管脚手架 顶木 下一节沉井 钢模板及外脚手架搭设示意图 D、第二节沉井制作 在第一节沉井下沉至预定标高并稳定后，开始制作第二节沉井。模板钢筋 制安：重新架设井内脚手架，沿着第一节顶面部的拉杆螺丝上立第二节内模板， 模板应支撑在第一节沉井上，经校正后，绑扎钢筋，其后再立外模，串拉杆螺 丝和校正，同时接高外脚手架和顶面工作平台。混凝土浇筑、养生、拆模和下 沉同第一节。在第二节沉井制作好之后，在下沉之前，对工作井外壁土体进行 人工降土 2 米，并按照 1：1 的坡度放坡，减少工作井外壁的摩阻力。各节沉井 外壁均需涂上沥青油，减少土体的摩阻力。 4、沉井下沉 当第一节沉井刃脚混凝土达到设计强度的 100之后，其上达到设计强度 的 70以后，才允许下沉，下沉安全系数应大于 1.15。工作井沉井下沉根据地 下水位情况，第一节沉井的下沉采用排水下沉挖土方法，第二节沉井开始下沉 后，采用不排水挖土下沉方法；根据现场施工情况，沉井所处位置土质条件好 的采用排水抓土下沉方法。 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 11 A、排水下沉方法，采用抓斗挖土，先挖井内中央的锅底扩大锅底的范 围和一定深度让沉井体在自重作用下慢慢的下沉随后挖刃脚处的土体 （或者人工掏刃脚土体）让井平稳加快下沉，直至锅底土隆起，当沉井下沉减 速趋于稳定时再重复上述各道工序进行施工，让沉井在操作下达到设计标高为 止。 （在挖土过程中，可派 610 个人工井下配合挖刃脚土体，确保挖土均匀） B、不排水下沉方法，采用长臂抓斗挖掘井底中央部分的土，使沉井形成锅 底，沉井即可靠自重下沉，而将刃脚下的土挤向中央锅底，然后再由抓斗继续 抓土，沉井便可继续下沉。若刃脚下的土不易向中央塌落，则配以射水管松土。 5、沉井封底及底板浇注 沉井下沉至设计标高后观察其稳定性，在 8 小时内沉井自沉累计量不大于 10mm 和每小时观察自沉量，在沉井下沉已经稳定时，再进行封底。 由于地下水位高，本工程工作井、接收井封底均采用不排水封底，即在水 下进行封底。 A、由于沉井下沉到位时，井底呈锅底型，锅底深度比沉井底部深 23 米， 对这些超挖部分需回填碎石整平，之后在整个井底铺设 30cm 碎石。 B、 混凝土用混凝土泵车（导管法）灌注，水下混凝土的塌落度为 1520cm，需添加絮凝剂。灌注水下封底混凝土时，需要的导管间隔及根数根 据导管作用半径和封底面积确定，导管作用半径随导管下口超压力大小而异， 其关系如下： 超压力（kpa） 75100150250 导管作用半径（m） 2.53.03.54.0 数根导管灌注时的顺序：按照先低处后高处，先周围后中部为原则，使混 凝土保持大致相同的标高。混凝土浇筑完成之后，需安排人员对水下混凝土进 行检查并整平。 C、待水下混凝土达到设计强度后，方可从井中抽水。 D、抽干水之后，开始绑扎底板钢筋，两端深入刃脚上方的凹槽内，浇注 底板混凝土。浇注应在整个沉井面积上，同时不间断进行，由四周向中央推进， 并用振捣器捣实，混凝土采用自然养护。 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 12 4.1.1.2 沉井施工的质量标准 1、刃脚平均标高与设计标高的偏差不得超过 100mm。 2、沉井水平位移不得超过下沉总深度的 1%。 3、矩形沉井刃脚底面四角中的任何两角的高差，不得超过该两角间水平 距离的 1%，且最大不得超过 300mm。 4、下沉总深度是沉井下沉前刃脚底面标高与下沉结束后刃脚底面标高之 差。 4.1.1.3 质量控制的一些相关措施 1、沉井制作的相关要求 1） 、钢筋绑扎立模，浇注砼均要求严格按设计文件、规范等进行施工。 2） 、要求对角线距离相等，沉井尺寸准确。 3） 、要求钢模板拼装整齐、平直、漏缝嵌密实，防止漏浆。 4） 、要求模板内清洗干净，才允许浇灌砼。 5） 、串筒相距 3-4m，分层浇灌砼用振捣器振捣密实。 6） 、沉井施工允许偏差 序号检测项目允许偏差 1 长度 0.5% 2 宽度 0.5% 3 两对角线偏差 1.0% 4 倾斜度（不允许外斜） 1.0% 5 钢筋混凝土井壁厚 15mm 2、测量控制与观测措施 沉井平面位置与标高的控制是在沉井四周的地面上设置纵横十字控制线、水准 基点进行控制。沉井的垂直度的控制，是在井筒内按 4 或 8 等分标出垂直线， 以吊线锤对准下部标板进行控制。在挖土时随时观测垂直度，当线锤距离墨线 大于 50mm，或四面标高不一致时，应及时纠正。沉井下沉的控制，通常在井 壁上的两侧用白油漆或红油漆画出标尺，可采用水平尺或水准仪来观测沉降。 在沉井下沉中，应加强平面位置、垂直度和标高（沉降值）的观测，每班最少 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 13 观测两次，并作好记录，如有倾斜、位移和扭转，应及时通知值班负责人，指 挥操作负责人，及时纠偏，使偏差控制在允许范围之内。以上施工测量纠偏参 照点应设置在不受沉井下沉影响的点位上，并派人经常进行复核。 4.1.1.4 沉井施工的一些细部处理措施及纠偏措施 1、为了使沉井尽快达到可供下沉的强度时间，可在第一节沉井制作时， 添加适量的减水剂、早强剂、速凝剂； 2、沉井下沉过程中可能发生的不正常偏差的纠偏和处理措施。 沉井下沉过程中较容易出现沉降不均匀的情况，对于沉井下沉过程中发生 偏差的情况，根据情况采取以下措施： 调整井内的挖土量，对下沉较快的一侧减少挖土，增加下沉慢的一侧挖 土量； 一旦沉井发生过大的偏差，并且经过一段时间纠偏无效，已形成下沉的 轨道，此时不可运用井内调整挖土量的多少来纠偏，应该人为改变井外两侧的 土压力作用，改变其大小才能将沉井纠偏扶正，可以破坏井壁外的摩阻力，采 用射水方式，用高压水枪冲刷沉井高的一侧土体，减阻后让沉井高的一侧下沉 速率加快，低的一侧在固有摩阻力作用下，下沉速率减慢来达到纠偏扶正沉井； 沉井高的一侧顶面加外荷载压重造成高的一侧井壁下沉速率加快来达到 纠偏扶正； 结合以上的方法可同时组合运用，也能有效的达到沉井纠偏扶正。 3、底板砼浇注，防止收缩裂缝和渗漏的措施 底板砼浇注完毕后用草包覆盖洒水养生可防止砼裂缝产生，气温高的情况 下可向井内灌水淹没底板在水中进行养生，达到强度后可抽水,也是防止砼渗漏 的措施。井中的集水井要有明显的抽水效果，也就是所封底的各道工序做得完 善符合要求，封底部分砼要均匀平整，达到强度后足以对抗地下水压，则砼底 板始终不承受水压的作用砼底板达到设计强度后，就不会发生裂缝渗漏现象。 4.1.2、深井降水方案 因本工程顶管部位地下水丰富，稳定地下水位为 3.70-3.90 米，故需要采 取深井降水，保证工程施工安全及工程质量。 1、深井降水设施平面布置 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 14 根据现有水文地质情况及我部深基坑开挖降水经验，本顶管施工采用深井 降低基坑地下水位，其布置方案为：在距每个沉井外壁 6m 处对称布置 4 口深井， 见下图，井深为 20m。配置 4 台流量 40m/h 潜水泵抽水。 6 米 污水管道轴线 深井 2、深井井管高程布置和结构 为尽快降低地下水位，为顶管工作坑施工创造条件，工程开工后尽快实施 深井工程，因此，深井从地面开始施工。井底深度确定为 20m。沉井降水抽水 期间要采用有效措施防止粉土流失，造成沉井及顶管下沉。在下管时应检查井 管接头是否牢靠，井底亦采用土工布包裹好，井底及井管外壁均采用中粗砂回 填。在深井抽水期间，经常检查抽出水是否含有粉土成分。 4.24.2、顶管施工、顶管施工 4.2.1、泥水平衡式顶管的基本原理 本顶管施工分两段施工，第一段自 1#工作井开始向北 1#-1 接收井顶进， 再反向向 1#转弯井顶进，自转弯井向 1#-2 接收井顶进；第二段自 2#工作井向 2#转弯井顶进，自转弯井向 2#-1 接收井顶进，再反向自 2#工作井向 2#-2 接收 井顶进。 在泥水式顶管施工中，为使挖掘面上保持稳定，必须在泥水仓中充满一定 压力的泥水，泥水在挖掘面上可以形成一层不透水的泥膜，它可以阻止泥水向 沉 井 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 15 挖掘面里面渗透。同时该泥水本身又有一定的压力，可以用来平衡地下水压力 和土压力，从而保证周围地层和建筑物的稳定与安全。 泥水式顶管施工有以下优点： 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较大的条件 下，它也能适用。 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。因此 采用泥水平衡式顶管施工引起的地面沉降也比较小。 与其他类型顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土 层表现得更为突出。所以它适宜于长距离顶管。 工作坑内的作业环境比较好，作业也比较安全。由于它采用泥水管道输 送弃土，不存在吊土、搬运土方等容易发生危险的作业。它可以在大气常压下 作业，也不存在采用气压顶管带来的各种问题及危及作业人员健康等问题。 由于泥水输送弃土的作业是连续不断地进行的，所以它作业时的进度 比较快。 4.2.2、泥水平衡顶管机头、配套设备选择 根据工程区土质情况，采用 MEP 型刀盘可伸缩式泥水平衡顶管掘进机施工， 该机的主要结构为无铰式结构，对称分布 6 只 500kN 单作用油缸，既起连接两 端机头的作用，又起纠偏作用，机头前端一次组装有刀盘、泥浆仓、胸板、机 头倾斜仪传感器、变速箱、电动机等液压控制柜及操纵平台安装在机头后的管 节中，机头空间设计合理。 配套设备主要有： 进排泥泵：我们选用 r=1.3 以下的离心泵作为进排泥泵，不仅能泵送清 水，而且可泵送泥浆。 基坑旁通：基坑旁通可改变泥水循环方向，防止管内堵塞。 泥水管路系统：包括泥水钢管、泥水软管、手动明杆式闸阀、流量系统、 隔膜式压力表等。 顶管动力及照明配套：按其配套动力负载功率（如下表）选择电缆规格， 供电采用 TN-S 方式，三相五线制移动电缆。电缆接头采用电缆接头箱。 该机械施工特点：机头前端的挖掘装置由自动伸缩的全断面刀盘及随动刀 架组成。掘进时预调刀盘推力后，刀盘随土壤变化而前后移动，刀盘、刀夹相 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 16 互配合自动调节切土口大小，保持预定推力不变，达到自动平衡正面土体压力 的目的，机头前部还有与动力装置密封隔离的泥仓，调节泥仓内的泥浆压力即 可平衡地下水。该设备是一种具有自动平衡作用的顶管机头，是目前最适合软 土地层顶进，扰动土体最小的机种。 4.2.3、测量放样 顶管工程的测量工作是整个顶管工程质量的关键，它的实施好坏将直 接影响到管线线形的平顺，甚至影响到顶管的顺利贯通，因此需精心实施，确 保无误。 本工程测量包括高程测量和左右偏差测量两部分。 高程测量：在地面上把永久性水准引测至井边，通过垂直吊钢尺引测 至井下，设临时水准点，再在管道内架设水准仪测至机头内标靶，即可知道机 头高程偏差。 左右偏差测量：可在后座设一激光经纬仪，在满足通视的条件下，直 接看机头内标靶就可知道左右偏差。 根据接收井预留口间隙，考虑到沉井土建施工存在误差，机头操作也 存在误差，我们把管道内导线测量误差控制在25mm。导线测量测回数定为一 测回，必要时增加测回数。 4.2.4、施工工艺 1、顶管顶进阻力计算 顶管顶进阻力计算方法很多，且计算结果差异很大，现分别根据给水排 水管道工程施工及验收规范 、 顶管施工技术及验收规范 （试行） 、及余彬泉 法分别计顶进阻力。 给水排水管道工程施工及验收规范中顶进阻力计算公式为： Fp=D0Lfk+NF 式中 Fp顶进阻力（KN)； D0管道的外径（m)；本工程中为 1.2m； L管道设计顶进长度（m） ；根据本工程工作进布置，最长顶进长 度为 230m； fk管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（KN/m2)，通过试验确 定；对于采用触变泥浆减阻技术的宜按表 6.3.4-2 选用；本工程选 fk=4.0； 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 17 NF顶管机的迎面阻力（KN） ；不同类型顶管机的迎面阻力宜按表 6.3.4-1 选择计算式。本工程采用泥水平衡法，故选 NF=/4Dg2P；本项目 中 NF=3.14/4*1.32*150=199KN。 经查表计算得 Fp=3.14*1.2*230*4.0+199=3666KN3666KN。 根据顶管施工技术及验收规范 （试行）中顶进阻力计算公式为（此 公式为不考虑土拱效应的理论计算公式）： 10 m3 . 1 2 . 13 3 . 0 m230 m/46 . 8 10, m5 . 6 m2 . 1 m3/ 9 . 19 ) 2 45(tan)2(2 s s 1 1 2 11 据地勘取土的标准贯入指数，根 ；掘进机外径， 式中： 公式 ；面阻力，顶进时顶管掘进机的迎 。数，其取值按表选用周围土层之间的摩擦系顶进时，管道表面与其 ；管道计算顶进长度， 管道单位长度的自重， ；取角管道所处土层的内摩擦 ；的厚度，管道顶部以上覆盖土层 ；管道的外径， ；度，管道所处土层的重力密 ；计算的总顶力， 式中： N D NDP KNP f L KN H D KN KNP PL D DHHDfP S S S 计算结果：计算结果：P=39017KNP=39017KN 考虑土拱效应及泥浆减阻效果，采用余彬泉法计算（依据中国给水 3 排水2008 年第 24 期顶管顶力计算公式的使用范围探讨北京市市政工程 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 18 设计研究总院，北京 100082。考虑土拱效应的理论公式（余彬泉法） ） 。 公式：F=F0+BCL F0=B2C (+P) a 4 e P w P = + = q+ a C a ）（ tBc w 2 2 ）（查表取管与土之间的粘着力 ）（查表取管子法向土压力系数 管壁厚度， 管子法向土压力， 附加压力，一般为 米起算）下（设计地下水位在地面地下水的压力， 挖掘面前土压力，式中 45 . 0 C 6 . 0a m1 . 0t ak a20kp 5 . 1ak50 P ak150 ww ee t P P PP PPP )tan2a ( 12 1 k2 1 ) 2 45(cos ) 2 45(sin1 ) 2 ( q k2 e e HB iP P e B C BB C B c W pW e B e te e e e 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 19 713. 2e 45 m m 0i5 . 6i 0p 176 . 0 tan 1 3 . 11 . 0 m 9 . 19 1 ctt e e 车轮分布角度， 车轮接地宽度， 车身宽度， 米，冲击系数，因 汽车单只后轮荷载 动荷载地面的动荷载，地面无 土的摩擦系数， 系数，土的太沙基侧向土压力 土的太沙基荷载系数 挖掘的直径， 管顶土的扰动宽度， 土的单位体积的重力， ，顶管上方土的垂直荷载 式中 a B H P kPap KK C BBB B kPa kPaW e 泥水平衡法顶管中和 的经验数值。 aC 土质及地面荷载情况 aC 砂性土，一般荷载情况 下 0.75-1.100 砂性土，一般荷载情况 下 0.750 砂性土，较大荷载情况 下 1.50-2.700 砂性土，较大荷载情况 下 1.50-2.700 粘性土，一般荷载情况 下 0.50-0.800.2-0.7 粘性土，较大荷载情况 下 0.80-1.500.5-1.0 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 20 根据以上公式及查表系数计算得出：根据以上公式及查表系数计算得出：F=2891.4KNF=2891.4KN 顶进阻力计算结果分析：上述三种计算方法，顶进阻力计算结果分析：上述三种计算方法，第一种是根据给水排水 4 4 管道工程施工及验收规范计算结果为 3666KN，第二种是根据顶管施工技术 及验收规范 （试行）计算结果为 39017KN，第三种是根据余彬泉法计算结果为 2891.4KN。 第一种计算方法为经验公式，fk因暂未能通过现场试验确定其准确值，为 查表数值，对顶进阻力计算结果影响非常大，若取下限则其计算结果为 2799KN。待正式开工后，通过现场试验确定其准确值。则通过第一种计算方法 可计算顶进阻力的相对精确值。 第二种计算方法为未考虑粘性土层土拱效应的理论计算值，适用于砂性土 层顶进阻力计算。而本工程顶管均处于粉质粘土层中，根据地质堪探报告，土 的内聚力较大（15110KPa） ，土拱效应明显。 第三种计算方法为考虑土拱效应的泥水平衡法施工的理论计算公式，其计 算结果是根据土层特性及土力学参数计算而得，故在未取得现场经验数据前， 可暂按此结果进行验算。 2、混凝土管道的许用顶力计算： 满足计算顶力要求。，三级钢筋混凝土管道 计算得出： 安全系数，取 加压面积， 管体抗压强度， 许用顶力， 式中： r r r r FF KNF SS A KN KNF S A F 2 . 5529 0 . 35 . 2 346 . 0 /1040 3 c c 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 21 3、后背墙反力计算： Pp p KHhKHc K HBaR2 2 2 式中： R-总推力之反力（一般大于推力的 1.21.6）KN； a系数（取 1.52.5 之间） ，此处取 1.5； B后座墙的宽度（M） ，此处取 3.0 米 ； 土的容重 19.9（KN/m)； H后座墙的高度(m)，此处取 3.0 米,(埋入工作井底以下 0.5 米)； Kp-被动土压系数，此处 2.04； c-土的内聚力（kPa) 根据地勘报告取 13； h-地面到后座墙顶部土体的高度（M） ，此处取 4 米， （h=6.5-3+0.5=4m） ； 根据公式及查表系数得出：R=4101KN； 分析：R/P=4101/2891.4=1.418。 按照规范规定后背墙反力大于顶进力的 1.2-1.6 倍即符合要求，所以按此 设计能够满足设计强度、刚度等施工要求，无需增设中继间等施工技术措施。 4、工作坑设备的安装与拆除导轨安装的质量是保证管道顶进质量的重要一 环，导轨采用 50Kg/m 导轨，导轨与支架连接采用铁路防爬器，避免由于钢轨可 焊性差采用焊接时造成月光焊或断裂。导轨安装的标高，坡度、轴线位置必须 准确无误，导轨要牢固可靠，中间不得有接点，安装完毕后要认真对其安装尺 寸标高、轴线位置进行复核，符合规范要求后，方可进入下道工序施工。顶管 后背必须坚固，并对其强度进行顶力计算，如不能满足要求对其进行加固处理。 本工程顶进距离较长，采用 3.0m3.0m 钢筋砼后背。液压千斤顶及油泵的选择 应根据每个工作坑的顶进长度、土的内磨擦角、管道直径，管道重量进行计算， 合理选用千斤顶及油泵。液压千斤顶应对称布置，顶力中心应在管底以上 1/3 管径位置，其方向必须与管道顶进方向平行，千斤顶底部支承平台要搭设牢固， 确保千斤顶的稳定性。 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 22 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 20 工作坑内设备安装完毕后如图： 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 21 工作坑集水井内设 4 寸潜水泵一台，并备用一台，确保工作坑内不间断抽水。 顶管工作坑内应设置低压照明设施，其电压不超过 12V 安全电压。导轨和后背 安 装完毕要由安质部组织自检，自检合格后报验监理合格后方能开始顶进工作。 5、管道进、出洞措施 顶管工作中的管道进、出洞口工作是一项很重要的工作，施工中要充分考 虑到它的安全性和可靠性，要派专职安全员负责整个开洞的安全工作。进出洞 的成功是整个顶管工程顺利完工的关键。预留的管道进出洞口直径应比管外壁 大 150mm，预留的洞口处应预埋环形钢板，环形钢板上焊接螺栓，在管道进出 洞前安装止水橡胶板，橡胶板的安装如图： 1-预埋钢环 2-扇形压板 3-环形橡胶板 4-安装钢环 5-混凝土管 6-井 壁 阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程阜阳市城南新区阜王路二期道路及附属物工程 顶管施工专项方案顶管施工专项方案 22 6、管道顶进施工准备：顶管前要先将设备安装调试，安装好泥浆池，按泥 浆配制方式调配泥浆，检验注浆设备。检查施工材料的备料情况（包括管封、 胶