水库二期顶管工程安全施工专项方案培训资料(doc 83页).doc

新华水库环境提升工程（二期）施工组织设计 编制人： 审核人： 审批人： 四川广安建设集团有限公司新华水库环境提升工程二期项目部2017年 5月 1 日四川广安建设集团有限公司目录第一章 工程概况51.1 工程概况51.1.1 顶管分项工程概况51.1.2 气象与水文条件、地形地貌61.1.3 地质构造71.1.4 地层岩性71.1.5 水文地质条件81.1.6 不良地质现象91.2 施工平面布置91.3 施工要求91.4 技术保证条件101.5 本工程重点、难点101.5.1 工期非常紧迫101.5.2 DN2000顶管段紧邻河边111.5.3 有部分管道持力层弱、土体自稳性差12第二章 编制说明132.1 编制依据132.2 编制原则15第三章 施工进度计划163.1 施工准备及施工进度计划163.1.1 施工准备工作163.1.2 施工进度计划163.2主要材料计划173.3主要机械设备、仪器计划17第四章 施工工艺技术204.1 施工技术参数204.2 工艺流程204.2.1 整体工艺流程204.2.2 工作井（接收井）工艺流程214.2.3 顶管工艺流程214.2.4 检查井制作工艺流程224.3 施工方法234.3.1 工作井（接收井）施工方法234.3.2 顶管施工方法（敞开式掘进法）294.4 质量控制及验收424.4.1、符合管道的既定功能要求：42第五章 施工安全保障措施445.1、安全组织保障措施445.1.1、安全生产目标445.1.2、安全施工组织机构与保证体系445.1.3、安全生产职责465.2、安全技术保障措施495.3 监测监控515.3.1 监测目的515.3.2 监测内容和要求525.3.3 监测监控要求525.3.4 报警值535.3.5 险情出现时的应急措施545.3.6 监控监测点平面布置图545.4 重大危险源的识别和控制545.4.1 高处坠落和物体打击预防措施545.4.2 安全用电的控制措施565.4.3 坍塌预防措施575.4.4 机械伤害预防措施575.4.5 火灾及压力容器爆炸预防措施585.4.6 中毒窒息预防措施595.4.7起重伤害的预防措施595.4.8车辆伤害的预防控制措施595.4.9 淹溺的预防控制措施605.4.10中暑的预防及控制615.4.11 流砂及管涌的预防和控制615.5 施工应急救援预案625.5.1 启动程序625.5.2 具体救援方法635.5.3 应急结束675.5.4 信息发布675.5.5 后期处置675.6施工现场消防安全应急演练方案675.6.1指导思想和法律依据685.6.2 消防安全事故应急救援的基本任务695.6.3 组织与安排705.6.4 过程与方法725.6.5加强消防安全管理、落实消防措施735.6.6救灾、救护人员的培训和演练735.7 季节性施工安全措施745.7.1夏季施工防暑降温措施745.7.2大风、汛期和雨季施工措施755.7.3防雷击及防触电措施765.8 临时性暂停施工时的安全措施76第六章 劳动力计划776.1 专职安全施工管理人员776.2 特种作业人员776.3 主要劳动力计划表77第七章 计算书及相关图纸787.1 顶管总顶力计算及设备选择787.1.1 总顶力计算公式787.1.2 主顶油缸的选择797.1.3 后背墙反力计算807.2 起重系统验算807.2.1针对DN2000顶管管材807.2.2针对DN3000顶管管材807.3 管内通风量计算817.4 相关图纸及附图827.4.1施工进度计划横道图827.4.2监控监测点平面布置图827.4.3 单轨龙门吊示意图827.4.4 顶管（工作井）施工平面布置图827.4.5 顶管线路平面图827.4.6 顶管纵断面图827.4.7 工作井、接收井纵断面剖面图82IV第一章 工程概况1.1 工程概况1.1.1 顶管分项工程概况为保障新华水库及溉澜溪水库的水质，在进行内源污染治理（水库清淤）的同时，在新华水库旁设置应急引流箱涵至海尔路桥下，主要用于对上游箱涵来水进行疏导引流，排至库区下游，减少上游来水对库区水环境的影响。引流管道管径DN2000，采用顶管法进行施工，位于溉澜溪水库库区，管道沿南侧堤岸敷设，坡度取i=0.3%，应急引流管道总长0.73km，本工程实施的是渝北区段，长度257m。其中顶管长度为241m。文慧路3#水池现场情况：东侧为已建成保利香槟花园F组团，临街商铺已全部运营，西侧为公园置尚在建小区，且临近文慧侧地块已开挖深基坑（10m左右），故文慧路处初期雨水调蓄池选址为靠西侧，建于文慧路下。初期雨水调蓄池（3#水池）采用顶管施工工艺，管径为DN3000，顶管长度94米。应急引流管道DN2000顶管段井号为Y2Y5。其中Y3、Y4为工作井，Y2、Y5为接收井，Y2Y3Y4Y5段长度分别为120m、68m、53m。井深在6.0712.03之间。顶管工作井设计为顶管工作井设计为6.0m的圆形井，接收井为4.5m的圆形井。文慧路3#水池DN3000顶管由2座D=8m工作井、1座D=5.6m接收井及94m顶管通道组成，井深约9m，管道坡度0.3%，顶管工作井设置在两头，接收井设置在中间。根据地勘报告的描述及结合现场环境、重庆地区同类工程的施工经验等实际情况，本工程的顶管拟采用敞开式手工掘进法（即人工顶管）工艺进行施工。工作井及接收井均采用人工逆作法施工。为保证施工安全，工作井和接收井开挖过程中以每米一段进行一次浇筑；如土质特别好的情况下可加高至1.21.5米每段；如遇岩层，则视情况可不浇筑护壁。其中，D=8m工作井护壁在-2.0m以内厚300mm；-3.0m以下厚500mm；D=5.6m接收井护壁厚200 mm；D=6m工作井护壁厚250mm； D=4.5m接收井护壁厚200 mm顶管工作井及接收井在顶管工序实施完成后，应立即施作永久性检查井。深型检查井为钢筋混凝土井，井室采用C30砼现浇。拟建DN2000、DN3000顶管管道分别位于重庆渝北区鲁能星城南侧、龙头寺公园北门附近，周边交通便利。1.1.2 气象与水文条件、地形地貌拟建工程场地属亚热带湿润季风气候区，气候温和、四季分明、雨量充沛，具冬暖、夏热、秋长的气候特点。多年平均气温17.72，极端最高气温41.7（2006年8月15日），极端最低气温-1.8（1975年12月15日）；多年无霜期314.9天，雾日平均3040天；多年平均降雨量1163.3mm，主要集中于每年410月，多呈大雨或暴雨，占全年总降雨量的76%左右。区内多年平均最大日降雨量93.9mm，最大日降雨量178.3mm（1971年6月1日），多年年平均降雨量为1357.7mm。年平均降雨日为168天。春冬多雾，雾日最长达148天。因大气污染，时有酸雨、酸雾发生。常年风速较小，年平均风速1.1m/s，最大风速28.4m/s，以偏西北风为主。场地气候全年可施工作业。场地位于新华水库内，水库水域面积约3.3万m2，平均水深约1.5m，因鲁能星城小区修建时对其进行景观改造，水库现分为两个台阶：其第一个台阶水位标高为223.58m(最高水位224.00m)， Y1Y21位于该段库内，沿线水底高程220.78m(ZK37)222.48m(ZK8)；第二个台阶水位标高为219.86m(最高水位220.00m)，Y23Y27位于该段库内，沿线水底高程218.36m(ZK40)218.86m(ZK45)。拟建工程场地位于重庆市渝北龙塔街道，根据原始地形图及钻探揭露：区内总体呈现出南北两侧较高，中间低的槽谷地形，槽谷展布方向西北-东南向，且西北高，东南低。谷内即为新华水库，南北两侧为鲁能新城小区。DN2000顶管段位处新华水库内，其穿越地段现状地形标高219.86(ZK45)225.47m(ZK1)，相对高差5.61m。拟建工程场地地貌上总体属湖泊侵蚀-堆积地貌。1.1.3 地质构造拟建道路地质构造上位处金鳌寺向斜东翼。岩层呈单斜产出，岩层产状29013，地层较平缓。场内及邻近未发现有断层，地层连续，岩层产状稳定。在场地邻近基岩露头处砂岩中测得两组裂隙，其特征分述如下：组产状12573，间距1.02.0m，延伸长3.04.5m，面平直，裂隙呈微张闭合状，局部充填泥质，结合差；组产状20978，间距1.22.0m，延伸长23m，面平直，呈微张闭合状，局部充填泥质，结合差。结构面为硬性结构面；层面产状29013，层厚0.40.6m，面平，多闭合，结合差，为硬性结构面。1.1.4 地层岩性据区域地质资料及钻探揭露，场地上覆土层有第四系全新统人工填土（Q4ml）、第四系全新统湖积层（Q4l）淤泥质粉质粘土；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组粉砂质泥岩和砂岩。现由上至下分述：1.1.4.1第四系全新统（Q4）人工素填土（Q4ml）：灰褐色、暗紫色等杂色，由砂、泥岩块碎石、砖块及粉质粘土组成。土石比一般7:3，碎块石粒径一般20300mm，稍湿，部分为很湿，稍密，透水性较强，为鲁能小区建设时机械抛填，回填时间大于5年。该层广泛分布于新华水库沿岸岸坡地段，本次钻探仅ZK1和ZK39两个钻孔有揭露，揭露厚度4.80（ZK39） 7.60m（ZK1）。淤泥质粉质粘土（Q4l）：灰色，灰黑色，软塑可塑状，部分流塑状，局部夹有机质，韧性低，干强度低，无摇振动反应，有腐味。夹少量建筑垃圾及生活垃圾，勘探揭露厚度0.90（ZK35） 5.50m（ZK24）。1.1.4.2侏罗系中统沙溪庙组（J2s）粉砂质泥岩：紫红色，局部灰绿色，粉砂泥质结构，中厚层状构造，主要由粘土矿物组成，局部砂质含量较高或夹砂质条带及团块。分布于整个场地，为场地主要岩性之一，本次勘察揭露最大铅直厚度8.90m(ZK30)。砂岩：青绿色、青灰色，主要矿物成份为长石、石英、云母等，细中粒结构，中厚层状构造，钙泥质胶结，局部含泥质较重或夹泥质结核。该层主要与泥岩互层状产出，为场地主要岩性，本次勘察钻探揭露最大铅直厚度17.25m(ZK43)。1.1.5 水文地质条件场地地表人工填土呈松散稍密状，孔隙度大，为强透水层；淤泥质粉质粘土层属隔水层；强风化基岩风化网状裂隙发育，呈微张张开状，为弱透水含水层；中等风化粉砂质泥岩裂隙多呈闭合状，少数微张，为弱含水层；中等风化砂岩为主要含水层。场地地下水类型主要为孔隙潜水及基岩风化裂隙水。拟建工程场地（DN2000顶管）位处新华水库里面，受地表水(水库水)的影响。地下水补给条件较好。场地地下水主要接受大气降水和水库水的补给，向地形较低的东南方向迳流并排入场外水库下游。1.1.6 不良地质现象根据现场地质调查及钻探揭露，场内及邻近未发现滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象。1.2 施工平面布置Y2Y5段顶管（DN2000）地处鲁能新城南侧地带，现状为荒坡。需从临近市政道路修葺施工便道方能抵达施工区域，在平坦的地势搭设活动集装箱作为该段顶管分项工程的办公生活设施。文慧路3#水池段顶管（DN3000）位于市政道路一侧，交通便利，场地平整，拟在不影响施工的区域搭设活动集装箱作为该段顶管工程的办公生活设施。施工用电拟将二级配电箱迁至每一个工作井或接收井附近，施工用水在邻近施工单位或居民区搭接。水电线路布置在管道中心线一侧。钢筋临时加工场、堆料场等设置在每个工作井（接收井）旁，施工现场（工作井及接收井区域）及生活区设置彩钢板围蔽，并保持围蔽的整洁、连贯。做好文明施工工作。 施工平面布置图详见附图：顶管施工平面布置图（总图、例图）。1.3 施工要求1）工作井及接收井拟采用人工逆作法施工。顶管施工完成后，顶管工作井（接收井）需改建成污水检查井。2）顶管管材采用DN2000mm、DN3000mm顶管专用高强度级钢筋混凝土管。顶管接口采用钢承口接头，钢承口接头的钢套管与混凝土的接缝应采用弹性密封填料勾缝，接头钢套管应有良好的防腐措施。接口橡胶圈应采用品质优良、防老化，且正常使用年限不得低于结构设计使用年限的产品。1.4 技术保证条件我司选派并组建有类似项目施工且经验丰富的项目班子，实行项目法管理，结合动态管理组织施工，确保安全目标和质量合格目标。1）、作好图纸会审与交底的技术准备了解和掌握图纸的内容，摸清顶管机械施工工艺，审核施工图纸及其各组成部分间有无矛盾和错误，平面图与其相关的尺寸、坐标、标高和说明方面是否一致，技术要求是否明确。2）、做好现场测量控制点、水准点。3）、对现场地貌进行断面测量，向业主及监理提供断面测量成果。4）、预先完成所有材料样品的性能检测实验及混合材料的配合比实验。5）、组织技术交底和技术培训使各级人员熟悉工作情况，了解设计意图，熟悉施工工艺流程，掌握规范及技术标准要求和施工方法。在施工中做到心中有数，确保工程质量，全面完成任务。1.5 本工程重点、难点1.5.1 工期非常紧迫针对业主提出的2017年6月30日前全部完工的工期要求，已剩余不足两个月时间，工期相当紧迫，因为顶管工艺的特殊性作业面有限、无法采取人海战术、遇岩层进尺缓慢、遇不良地质时处理措施比较费时等因素的影响，必须结合公司及项目部的优势力量对其进行攻坚战，加大投入使具备施工条件的工作面全部同时开工，平行流水作业，并争取在条件允许的情况下24小时不间断作业，争取达成工期目标。1.5.2 DN2000顶管段紧邻河边根据新华水库二期补充勘测报告结合新华水库环境提升工程二期（应急引流管道部分）图纸以及现场查勘得出：应急引流管道（DN2000顶管段）Y2号顶管接收井开挖边缘临堤岸不足3m、Y4Y5段掘进面临堤岸最近处也不足3m。且管底设计高程低于场地北侧河沟水位约2.5m。特别是K0+016K0+091段管道掘进开挖断面有部分位于人工填土层，所以该段顶管在掘进施工前应加强截排水措施在管道临河一侧增加止水帷幕，防止因河水倒灌而造成管涌、崩塌等严重安全事故。为保障施工安全，结合地勘资料、现场实际情况以及顶管工艺的特性，我项目部建议对K0+016K0+257整段顶管临河一侧选用合适的工艺进行止水帷幕施工。表1：施工中常用的几种止水帷幕适应范围、优缺点对比表工艺名称适应范围优点缺点深层搅拌桩软土（淤泥、粘土）和流沙地质成本低、工效高适应土层有限、对场地要求较高高压旋喷桩除岩层外的所有土层均适用适应土层广、施工方便、对场地要求低、成幕质量好造价较高压力灌浆法所有土层适用适应土层广、施工方便、对场地要求低，注浆可控性差、难以形成完整帷幕综合分析以上表格可得出：本工程的止水帷幕宜采用高压旋喷桩（双管）的施工工艺，桩径D=600mm，单排布置，施工线路长度约280延米。1.5.3 有部分管道持力层弱、土体自稳性差文慧路3#水池（DN3000顶管）全段、应急引流管道（DN2000顶管）有部分位于人工填土层，土体自稳能力均很差，开挖过程中极易发生坍塌；再加上填土层不能直接作为拟建管道的持力层，需采取必要的支护措施高压注浆硬化加固土体。为保障顶管掘进的施工安全和管底持力层达到设计要求，我项目部建议对文慧路DN3000顶管全段以及DN2000顶管K0+016K0+091段管道掘进断面、管顶以上3m，底板以下3m的土体进行高压注浆加固处理后才实施顶管施工；第二章 编制说明2.1 编制依据1、新华水库环境提升工程（二期）和新华水库环境提升工程设计图纸、地质勘察报告、设计变更及设计交底等。2、给排水管道工程施工验收规范（GB50268-2008）；3、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002（2011版）；4、建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2013）；5、给水排水工程顶管技术规程（CECS 246-2008）；6、建筑基坑支护技术规程（JGJ1202012）；7、湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程（JGJ1672009）；8、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）；9、建设工程安全管理条例国务院令第393号；10、关于印发危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知（建制【2009】87号文）；11、建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）；12、建设工程施工临时用电安全规范（JGJ46-2005）等国家、行业及重庆市颁布施行的现行有关技术规范、验收标准和法律、法规；13、中国非开挖技术协会批准的顶管施工技术及验收规范；14、龙门架及井架物料提升机安全技术规范(JGJ88-2010)；15、工程测量规范（GB500026-2007）；16、顶进施工法用钢筋混凝土排水管（JC/T640-2011）；17、建筑施工土石方工程安全技术规范（JGJ180-2009）；18、一般用途钢丝绳（GB/T 20118-2006）；19、顶管施工技术及验收规范(试行)；20、建筑深基坑工程施工安全技术规范(JGJ311-2013)；21、公路工程施工安全技术规程(JTG F90-2015)；22、生产过程中危险和有害因素分类与代码（GB/T13861-2009）；23、企业职工伤亡事故分类标准(GB6441-86)；24、生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则（GB/T29639-2013）；25、建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2012）；26、建筑施工安全检查标准(JGJ59-2011)；27、建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91)；28、建设工程施工现场消防安全技术规范(GB50720-2011)；29、建筑施工非特种升降设备设施检测 （渝建2014334号）30、建筑桩基础设计与施工验收规范（DBJ50-2014）31、关于遏制市政工程、人工挖孔桩施工（维护）中毒事故的通知（建安办 200510号）；32、关于进一步加强基础施工安全的规定（渝建安发200321号）；33、关于防止施工坍塌事故的紧急通知（建质1999173号）；34、已审批完善的详勘地质资料和设计图纸、施工组织设计；35、各相关管理部门对本工程的具体要求；36、重庆市危险性较大的分部分项工程安全实施细则渝建发201416号；37、国家现行施工技术规范、规程、技术标准；38、结合本公司的技术、施工经验、管理水平、工程技术人员、工人素质及机械设备配置等情况；39、同类工程施工经验。2.2 编制原则1、全面、充分响应施工合同，严格执行技术规范；2、实事求是，施工方案力求经济、适用、可行并结合实际；3、推行标准化管理工程，做到安全、优质、文明、高效。第三章 施工进度计划3.1 施工准备及施工进度计划3.1.1 施工准备工作收到施工图后，项目总工程师立即组织顶管工程技术人员进行图纸会审，形成图纸会审记录，同时提交现场监理工程师备案。设计单位对需要澄清、修改的问题书面答复后，工程按照修改的施工图及设计变更图纸进行施工。组织技术交底，由项目总工程师向顶管施工班组交底。组织技术人员熟悉施工技术规范、质量检验评定标准和有关环保文明施工等文件。根据本工程的设计内容和设计特点，为便于组织和管理，拟将整个施工过程大致划分为五个施工阶段：（1）、施工准备阶段：包括人、材、机准备和技术准备，施工临时设施布置，临时用水用电的临建搭设。（2）、平整地面阶段：清除表土、平整场地、修建便道、布置临时排水设施等。（3）、工作井及接收井施工阶段。（4）、管道顶进施工阶段。（5）、检查井施工、验收、场地清理。3.1.2 施工进度计划为了按时完成本工程的工期目标，我项目部准备采取所有工作井同时平行施工的方法保证顶管工程的施工进度。本工程计划工期为61天。计划于2017年5月1日开工，2017年6月30日完工。计划DN3000顶管段两个工作井、一个接收井同时开始施工，DN2000顶管段两个工作井，两个接收井也同时开工。于2017年5月30日前完成所有工作井施工。工作井施工完成后开始3个接收井施工，并开始顶管施工。计划于2017年6月20日前完成接收井施工；所有管道顶进在2017年6月25日前完成；检查井施工及回填在2017年6月30日完成。在施工的具体过程中，我项目部通过分析每月（或每周）的进度完成情况，对滞后的工程进度通过加强管理、加大投入等具体措施进行补救。施工计划横道图详见顶管施工进度计划横道图（附图1）。3.2主要材料计划主要材料计划表序号材料名称单位数量计划进场时间1DN2000级钢筋混凝土顶管m2412017.5.302DN3000级钢筋混凝土顶管m942017.5.303C30砼m5102017.5.34钢筋T452017.5.15井圈井盖套62017.6.156模板M21002017.5.1748钢管m30002017.5.18水泥（42.5R、注浆用）T552017.6.159单轨龙门吊型材(固定桁架式)T502017.5.1010型钢、钢板（轨道、油缸架、后背）T202017.5.1011液压油L12002017.5.303.3主要机械设备、仪器计划表3.2主要机械设备、仪器计划表序号设备名称数量种类型号计划进场时间备注1顶管工具头4套敞开式2017.5.25自制2龙门吊（电动葫芦）6套320T2017.5.25河南中原3主顶千斤顶16台20005000KN2017.5.25四平英力4纠偏千斤顶24台100KN2017.5.25四平英力5柱塞式高压油泵4台ZB-500，62Mpa2017.5.25四平英力6高压油管及套件4套13、48Mpa2017.5.25四平英力7备用发电机2台50kw2017.5.1潍柴8环形顶铁4套D8002017.5.25自制9应急救援软梯4套12m2017.5.1自有10轴流风机7台DZ-13-2.5D2017.5.1自有11汽车吊1台16T2017.5.1租用12空压机5台3.5/5立方2017.5.1开山13卷扬机5台23T2017.5.1自有14自卸汽车2台10T2017.5.1租用15装载机1台50型2017.5.1租用16电焊机2台500型2017.5.1自有17水泵20台1.53KW2017.5.1自有18水平向水钻机6套5.5KW2017.5.25自有19灰浆搅拌机1台1立方2017.5.1自有20手提式砼振动棒1台1200W2017.5.1自有21防坠器6套SFT-152017.5.1自有22低压照明变压器6台中科SG-30KVA2017.5.1自有23钢筋爬梯（带防护圈）6套18、102017.5.1现场制作24钢筋弯曲机1台GW40/3Kw2017.5.1自有25切割机1台J3G-400/3Kw2017.5.1自有26冲击电钻4台Z2C-DW-26G22017.5.1博世（自有）27注浆泵1台BW-2502016.5.25万达（自有）28手提式水钻机10台110型2016.5.25金都(自有)29曲线锯2台TST-8000E2017.5.1博世（自有）30立式水钻机10台5.5KW2017.5.1自有31全站仪1台南方测绘312R+2017.5.1自有32水准仪1台南方测绘2017.5.1自有33电脑2台SONY2017.5.1自有34红外线指向仪6台南方测绘、400m2017.5.1自有35主电缆1000m主电缆150mm22017.5.1自有36二、三级配电箱8套备案专用2017.5.1自有37测毒仪6套RIKEN GX-20092017.5.1自有第四章 施工工艺技术4.1 施工技术参数本顶管段总长335米，共设四座工作井, 三座接收井。顶管工作井设计为6.0m8.0m的圆形井，采用人工逆作法施工。为保证施工安全，工作井开挖过程中以每米一段进行一次浇筑（视土质情况可适当增加至1.5m一段），护壁厚度250500mm；顶管接收井设计为4.5m5.6m的圆形井，亦采用人工逆作法施工，护壁厚度200250mm。工作井及接收井在顶管工程完工后，改为检查井其井室采用C30砼现浇；地面下1m以内井身采用C25砼砌块砌筑。待检查井施工完毕，检查井与工作井（接收井）之间的采用夹石土回填压实。工作井及接收井砼强度等级为C30钢筋砼，钢筋等级为HPB300和HRB400。顶管管材采用DN2000、DN3000级钢筋混凝土专用顶管。4.2 工艺流程4.2.1 整体工艺流程根据现场的实际情况和设计要求，综合考虑各分部分项工程的施工工艺要求、雨季施工等，确定本顶管分项工程的整体工艺流程如下：施工准备场地围挡封闭、“三通一平”、搭建临设测量放样工作井，接收井施工工作井设备安装及进洞准备掘进及顶管出洞取工具头管节密闭检查井制作工作井、接收井回填闭水试验、竣工验收。4.2.2 工作井（接收井）工艺流程图4.1工作井（接收井）工艺流程图4.2.3 顶管工艺流程图4.2顶管工艺流程图4.2.4 检查井制作工艺流程图4.3检查井施工工艺流程图4.3 施工方法4.3.1 工作井（接收井）施工方法1、工作井（接收井）采用人工逆作法施工。开挖前应对施工范围地下管线进行探测，工作井围护边线3m范围内及沿线的范围均应进行探测，探测深度应至地面以下3.0m范围，如有地下管线做好标记，以便在开挖土方时注意保护。开挖前对顶管井工作范围场地进行平整，并修建施工便道，保证材料及土石方运输通道。2、工作井（接收井）土层采用人工用铲、镐等工具开挖，较好岩层采用水钻工艺开挖。施工时，运土渣采用桁吊吊铁桶上下运输，桁架起重设备必须检测合格后才能投入使用；同时，在垂直运输土渣时，井下挖土人员需避开一边，以免发生安全事故。3、井护壁第一节挖深约1.0m，安装井壁模板，浇筑井壁混凝土、井口圈梁混凝土，完成第一节后，从第二段开始，基坑土方逐层开挖，每层厚度11.5米左右循环。即挖好每一节土后接着浇筑混凝土井壁；下层开挖需等上层护壁混凝土强度达80%以上强度后方可进行。护壁接头不能留在岩石分层、土石分界处；当井壁土层稳定性差时，缩短井壁分节高度，采用0.5m一节，必要时加密钢筋、加厚护壁，确保施工安全。如遇中风化等较好的岩层，报监理工程师认可后，可不进行支护。为保证井的垂直度每浇筑三节的井壁校核井中心位置及垂直度一次，垂直度误差不得超过40mm，平整度不大于50mm。护壁采用C30钢筋混凝土，钢筋采用HPB300和HRB400，钢筋连接采用绑扎或焊接。浇筑混凝土时要加强振捣，确保混凝土与孔壁间联结密实。4、钢筋制作、安装（1）将钢筋表面的油渍、漆皮、铁锈清除干净后调直，按下料长度切断并弯曲成型。（2）钢筋安装。按设计图纸先安装竖向钢筋并固定，在竖向钢筋上画出钢筋分布标记，然后绑扎横筋。钢筋搭接长度及位置符合设计和规范要求，搭接处两端用铁丝绑牢。5、模板安装。（1）模板采用钢模板，模板支撑系统如下图示：图4.4护壁墙模板支撑示意图（2）模板支撑应牢固、不得有松动，跑模等现象。模板表面平整，拼缝严密，模内必须洁净。6、浇注护壁混凝土。（1）护壁混凝土采用C30混凝土。根据实际情况，混凝土加入适量的早强剂。（2）混凝土采用铁桶装料、桁吊吊放至模板顶，采用木制小梭槽送混凝土入模。（3）每节护壁墙混凝土应连续浇筑，混凝土采用插入式振捣器振捣，振捣时间宜为1030s，并以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。（4）每节间混凝土应相互咬住，确保相临两节间混凝土连接良好。（5）混凝土的养护。混凝土浇筑完毕达到终凝后，进行浇水养护。每日浇水的次数以能保证混凝土处于足够的湿润状态为标准。混凝土养护至设计强度的80%以上时，方能拆除支撑。7、工作井（接收井）施工注意事项（1）基坑开挖注意事项a、在基坑顶四周设置截排水沟，严禁地表水流入基坑。b、施工期间密切留意天气预报，如果报告有台风暴雨应暂停施工。如施工期间遇一般小雨，已开挖的井壁位置应用防雨布遮盖，并开泵抽水，避免雨水长时间浸泡基坑。c、设置监测点，做好井的水平位移及沉降监测、邻近构筑物的变形监测、地下水位监测、土体竖向变形监测等。d、如果施工时发现地质情况与勘察资料相差较大，需立即会同业主、监理、设计等单位共同协商解决。e、基坑开挖过程中设置避险棚，保证施工安全。（2）工作井基坑顶部及基坑内排水基坑顶部设计有锁口圈梁，比自然地面高30cm。沿圈梁外侧设置一条环形截水沟，内孔尺寸300mm*300mm，确保雨天地表水不倒灌进井内，以利于井内抽排水，并作为地面排水通道最终排入市政雨水系统。为确保顶管安全与顶进质量，要求工作井内不应有积水。工作井井底四周设置施工排水沟，由排水沟把工作井内积水引入宽0.5m长0.5m深0.8m集水坑内，再用潜水泵抽排到地面排水沟内；排水作业结束，必须在切断潜水泵电源后，作业人员方可进入井内作业。 （3）工作井（接收井）井口临边防护工作井和接收井的四周自然地面应比井壁锁口低300mm，以便防止土石和小杂物落入井内。工作井和接收井的四周必须设置1.2米高的防护栏杆并挂密目式安全网，采用48mm钢管或20mm以上钢筋制成防护栏杆，立杆间距1.5m，横杆间距0.4m，钢管（或钢筋）打入地面20cm深，钢管离基坑边口的距离，取1m；并在工作井和接收井四周挂安全警示标语。工作井和接收井挖土施工时必须设置爬梯，供人员上下井使用，爬梯采用钢筋焊接成型，踏步间距30cm，对深度大于5m的井，爬梯需设置防护圈，保证施工人员上下安全。作业人员必须从规定的通道上下，不得从非通道进行攀登，也不得任意利用吊车臂架等施工设备进行攀登。在井内壁设置防坠器（必须固定牢实、可靠），安装在爬梯顶部，作业人员上下井必须拴住防坠器。安全爬梯示意图如下：图4.5安全爬梯示意图8、安全注意事项（1）做好防水工作，保证工作井井内处于干燥状态。（2）井孔开挖及支护应连续作业，不宜中途停顿。支护必须按要求边支边挖，严禁马虎行事或不作支护，造成井壁坍落埋人事故。（3）顶管井基坑和顶管施工整个过程中，需进行有毒气体检测和通风。采用测毒仪对深基坑和管内进行检测，确保安全后才能进行施工；每个工作面采用1台轴流风机（风量7m3/min）进行连续送风。按同时最多6个工作面计算，总共需配备6台轴流风机。（4）人工挖孔要十分注意施工安全：操作人员必须佩戴安全帽。运输土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、桁架等机具须每天检查。井口围护要高出地面0.3m，井四周不得堆土、石等物。施工暂停时，井口必须遮盖；在井下有人作业时，井口处一定要有人配合。4.3.2 顶管施工方法（敞开式掘进法）4.3.2.1、顶管施工工艺流程及关键工序简述（1）生产准备审查施工图纸，进行设计及施工技术交底，作好顶管施工操作人员的再培训工作。（2）后背墙结构后背墙是顶进管道时为千斤顶提供反作用力的结构，后背墙采用C40以上钢筋砼，配筋为20150双层双向钢筋，墙厚01.5米，高度为2.54米，沿工作井长边满浇，和护壁施工一起浇筑，并安装整块块5cm厚的钢板作垫板。后座墙应满足如下要求：要有足够的强度和刚度，材质要均匀，表面要平直，并垂直于顶进管道的轴线。（3）工作坑导轨设置导轨的作用是引导管节按设计的中心线和坡度顶进，保证管节在出洞之前位置正确。另一作用是让环形、弧形顶铁工作时能有一个可靠的托架，导轨安装牢固和准确与否对管节的顶进质量影响较大。因此，安装导轨必须符合管节中心、高程及坡度的要求。导轨安装的允许偏差：轴线位置：3mm，顶面高程：0+3mm，两轨内距：2mm。本工程采用4米长双排22#槽钢作导轨，用两根槽钢相背焊接在轨枕上制成。导轨面标高与管子内管底的标高相等D2000顶管两导轨间的宽度取0.85m；D3000顶管两导轨间的宽度取1.26m。（4）管节吊运及堆放管道到场后的卸车、吊装采用单轨龙门吊进行。管节起吊时严格遵守起吊规范，管节轻吊轻放；管节堆放时需堆放整齐排列有序以便于节省施工中的场地占用。（5）顶进掘进机洞口处止水圈封门施工顶管进程中，无论是管节从工作坑中出洞还是在接收井中进洞，管节与洞口之间都会有一定的间隙，此间隙如不把它封住，地下水和泥砂就会从该间隙流到坑中，轻则会影响工作坑内的作业，重则造成洞口上部地表的塌陷而造成事故，殃及周围的建筑物和地下管线的安全。因此，必须要认真、仔细地做好此项工作，本工程洞门止水采用前止水墙，预埋槽钢、螺栓，钢压环及橡胶圈组成止水系统。在洞口外侧，要设置钢封门，钢封门采用22#槽钢，密排布置。顶管掘进机出洞口处必须进行止水圈施工，以防漏水。洞口止水装置下图：图4.7洞口止水装置示意图（6）顶进设备顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、工具头及运出土设备等。1）千斤顶主顶千斤顶是掘进顶管的主要设备，根据本工程实际情况以及公司现有设备配置情况，本工程DN2000顶管设备拟采用2台400T液压千斤顶,行程为1.1m；DN3000顶管设备拟采用4台400T液压千斤顶,行程为1.1m。千斤顶在工作坑内的布置采用并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止顶进时产生受力不均，造成顶进偏差。纠偏千斤顶安装在顶管掘进机（工具头）后面，采用48个顶力为100KN的千斤顶进行纠偏，用以调整高程和轴线的偏差。2）高压油泵由电动机带动油泵工作，选用额定压力62MPa的ZB500柱塞泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致。3）顶铁顶铁是传递和分散顶力的设备。要求它能承受顶压力而不变形，并且便于搬动，本工程拟采用U形顶铁和顺顶铁。U形顶铁安放在管子端面，顺顶铁作用其上，它的内、外径尺寸需和管子端面尺寸相适应。其作用是使用顺顶铁传递的顶力均匀地分布的到顶管端断面上，以免管端局部顶力过大，压坏混凝土管端。4）工具头根据有关图纸、土质勘察资料以及现场实际情况综合考虑采用敞开式工具头，工具头与管子尾部连接，采用8个纠偏千斤顶进行纠偏。5）其它设备（吊土、下管等垂直运输设备）工作坑上设置固定式单轨龙门吊作为出土和下管的垂直运输及短距离水平运输设备，DN2000顶管使用的固定式单轨龙门吊支腿及横梁采用28#a型的工字钢，主梁采用36#b型的工字钢，考虑到每节管材重6T左右，故选用10T的电动葫芦作为起重设备；DN3000顶管使用的固定式单轨龙门吊支腿及横梁采用36#a型的工字钢，主梁采用45#b型的工字钢，考虑到每节管材重15.5T左右，故选用20T的电动葫芦作为起重设备。单轨龙门吊安装完毕后，必须经相关部门（重庆市特种设备检测中心）进行检测，检测合格后才能投入使用。（7）顶进设备布置图工作井内顶管设备布置见下图：图4.7顶进设备布置图4.3.2.2、顶管施工（敞开式人工掘进法）（1）钢筋砼管钢筋砼管满足JC/T640-2011顶进施工法用钢筋混凝土排水管的要求，每节长为2m，由专业厂家进行生产。选定两家信誉好，规模大的制管厂由业主、监理最终选比确定专用顶管管材供货商。（2）挖土与顶进工作坑内设备安装完毕，检查各部处于良好状态，即可进行开挖和顶进。1）挖土与运土首先将管子下到导轨上，就位以后，装好顶铁，校测管轴线和管底标高是否符合设计要求，合格后即可进行管前端挖土。挖方采用人工配合小型机械（钻机）进行，即先在围岩壁上放出管硐开挖边线，然后采用小型钻机沿管硐边线连续不间断钻孔，将所有钻孔连成圆圈，使管硐边线内外两侧的围岩分开，以减小围岩应力，再在管硐边线内侧围岩表面均匀布孔，采用液压破碎机将岩石剥离下来。管前挖出的土、石及时外运，采用拖泥船将土运至管外，再用桁吊吊至坑外，然后由渣车外运至业主指定的弃渣场。松软土层中顶进时，开挖前，先将顶管掘进机的刃口部分切入周边土体中，并在管前安设管檐，挖土程序按自上而下分层开挖，防止坍塌伤人。必要时可辅以降水或注浆加固施工措施，保证土体的稳定。开挖时，管前周围超挖应严格控制。本工程前20米工具管周围欠挖2cm，后剩余管端上方可有不大于1.5cm空隙，以减少顶进阻力，管端下部135中心角范围内不得超挖，保持管壁与土壁相平，根据情况可预留1cm厚土层，在管道顶进过程中切去，防止管端下沉。管前取土深度视土质而定。在杂填土土层中顶进时，尽可能按上述标准来控制超挖，但遇到孤石回填区，鉴于土质的特殊性，开挖尺寸不可能控制在如此严格的范围内，甚至会出现局部范围的小型坍塌，故需在顶管完成后尽快进行管内注浆作业，防止路面塌陷或沉降。图4.8顶管开挖示意图在泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、砂岩等岩石硬度较高的岩层中顶进时，采用水钻开挖工艺。水钻工装设备：主要由取芯钻头、电机、水平支架、垂直支架组成。 图4.9水钻结构简图水钻取芯钻头长度为0.6m，孔径为150mm，专用工装支架由开挖洞的大小而定制，根据不同尺寸的顶管定制不同的专用水钻工装支架。本工程水钻施工段岩层稳定性较好，为防止钻孔间的部分岩层侵入顶管界限，每个钻孔要孔孔相连并且要有15mm20mm交叉，水钻取石边线需比管道外径大20cm30 cm，且水钻开挖时需向顶管外缘适当倾斜一定的角度。图4.10水钻施工简图水钻施工工艺：首先由测量人员根据开挖管线的方向和高程放出水钻取石边线和管道外径边线由水钻技工安装调整水钻水平和垂直支架，使水钻取芯钻头外缘与水钻取石边线一致方可开钻钻周边孔，每个钻孔要孔孔相连并且要有1520mm交叉钻孔钻完，取出岩芯，使开挖部分岩石与围岩石分离，形成隔离带再用36钻孔机在被开挖部分岩石上钻出300300mm呈梅花型的破碎孔，把楔形销放入破碎孔中用人工破碎。在采取水钻工艺掘进时，因为架设水平向水钻机需要占用较大的洞内空间，故不能严格按照规范要求3050cm顶进一次，必须在开挖面前端留出34m的操作空间，方便工人操作水钻机械。2）顶进施工安放管节的施工程序如下：主顶千斤顶回缩松开管道内部轨道、电缆、油路、注浆管道接头等吊开顶铁退出承插口钢环安放顶进管段安放橡胶止水圈接口安装顶铁连接管道内部轨道、电缆、油路、注浆管道接头等顶进油缸伸出，继续顶进。管硐挖出后及时顶进，顶进利用千斤顶出镐后在后背不动的情况下将管节推向前方，操作过程如下：安装好顶铁并挤牢，管前端有一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个行程，将管节推向一定距离。停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。卸下顶铁，下管，用钢套连接砼管，在砼管接口处放一圈环形橡胶圈，以保证接口缝隙和受力均匀，保证管与管之间的连接安全。3）挖土及顶进时注意事项：在垂直运输土渣时，井下井上都必须有人配合，且井下人员应避开一边，以免发生安全事故。管内挖土工作条件差，劳动强度大，必须组织专人轮流操作，并选派经验丰富、技术熟练的工人操作。顶进时遵照“先挖后顶，随挖随顶”的原则。应连续作业，避免中途停止，造成阻力增大，增加顶进的困难。如不得已需停止顶进时，管道需进行封堵，防止坍塌、泥沙进入管道及工作井。开始顶进的510m范围顶进的方向和高程，关系到整段顶进质量，应勤测量，勤检查及时校正偏差。安装顶铁应平顺无歪斜扭曲现象，每次收回活塞加放顶铁时，应换用可能安放的最长顶铁，使连续的顶铁数目为最少。顶进过程中，发现管前土方坍塌，后背倾斜，偏差过大或油泵压力表指针骤增等情况，应停止顶进，查明原因，排除故障后，再继续顶进。注意设备的保养与检查、维修，避免影响连续顶进作业。在软土、岩层中顶进混凝土管时，为防止管节飘移，需将前35节管体与顶管机联成一体。掘进过程中严格量测监控，实施信息化施工，确保开挖掘进工作面的围岩稳定和围岩压力平衡；并控制顶进速度、挖土和出土量，减少岩体扰动和地层变形。