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人工顶管施工方案 第一章 工程概况1.1 工程简介 i5hD# yC- GBJ141-90 给水排水构筑物施工和验收规程 a7H0!9h j St mS2n GB50194-93 建筑工程施工现场供用电安全规范 ZIxRyo-i GBJ208-83 地下防水工程施工及验收规程 Dai.T%n GB5002693 工程测量规范 7rqJ7$% 第二章 编写依据 P#v*TD 本施工方案编写依据如下： #6Xs.*b5C 3Oijl 0 1、给水排水管道施工及验收规范GB50268-97； v+6 cC 2、混凝土质量控制标准GB5016492； Dje?Y 3、市政道路工程质量检验评定标准CJJ1-90； vUC!fIG 4、市政排水管渠工程质量检验评定标准CJJ3-90； NV4g+n l? #xAZx&_ cIXwiC8t 第三章 施工部署 GAmgmO 2.1 施工组织安排 vM0_1nN 本工程需要采用人工顶管的管段为计划用4 套顶管设备，分成两个阶段顶进，第一阶段为工作坑、接收坑的施工，第二阶段为人工顶管的实施，其中工作坑、接收坑的施工可以交叉作业，速度较快，设备也能得到充分的利用。 P1_BD( 2.2 顶管施工工艺流程 Z-Wfcnk 工作坑施工 c cG7 设备安装 P;foK)AM 管吊装就位施工准备 X BI;Lg 开机顶进回收掘进机头结束测量控制及纠偏复核废泥外运施工下一节 zzJx8#R 2.3 施工顺序 75FpQ- 施工顺序为： 工作坑施工 顶进设备安装调试 吊装砼管到轨道上 连 a;sV!S 接好工具管 装顶铁 开启油泵顶进 出泥 管道贯通 拆工具管 砌检查井。顶管施工工艺流程图见上图所示。 XARSGAuw 2.4 顶管工作坑内布置工作坑内沿顶管轴线方向在临时后座墙上装刚性后座，主顶千斤顶、导轨、刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备。工作坑边侧设置下井扶梯供施工人员上下。管内供电及工作坑内电力配电箱均位于工作坑内。管内测量起始平台，安装在主顶千斤顶之间轴线上，独立与砼底板连接，与千斤顶支架分离，确保顶进时测量平台的稳定。沿工作坑坑壁依次安装1寸压浆管、4寸供水和出泥管、供电管线。坑内二侧工作平台布置配电箱、电焊机、泥水旁通装置、后座主顶油泵车和顶铁堆放。顶管工作坑允许方差序号项目允许偏差检验频率检验方法1工作坑每侧宽度、长度不小于设计规定范围点数每座2挂中线用尺量2后背垂直度0.1%H每座1用垂线与角尺水平线与中心线的偏差0.1%L13导轨高程3mm每座1用水准仪测0中线位移左3mm1用经纬仪测右3mm2.5 顶管管道内布置进、排泥管及压浆管设置在管道底部，管内供电及管内照明用36伏低压照明灯设置在管道偏下的一侧，通风管安装于管内偏下的另一侧。管内照明用36伏低压照明灯每20m布置1只。施工期间在工作井坑及管道内应配置足量的排水设备。2.6 顶管工作坑地面范围平面布置在工作坑范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施。地面指挥监测中心（即操作处）、料具间、仓库、配电间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。坑的东南侧布置一台12t汽车式起重机负责钢管、顶铁吊运和坑内、地面的吊装工作。自动控制台、通讯、中央控制均设置在顶管控制室内进行集中操作。由于顶管为24小时连续作业施工，在现场四个角及泥浆箱位置各安装錪钨灯一座，供夜间现场照明。第四章 施工准备工作 sL , 3.1 生产准备 .HDebi 1、进行施工测量和现场放线工作。 zua- F 2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树 ak.$ 木及附近房屋等的准确位置。 %JaE4& 3、按施工平面布置图修建临时设施，安装临时水、电线路，并试水、zn+7pw 电。 yUj;4vd 4、进行顶管所用设备的加工制作。 JchA=n 5、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。 &08 Tns 6、根据材料计划，分期分批组织材料进场。 3:AFV 3.2 技术准备 _we3jzMW 1、审查施工图纸和进行各专业图纸会审，进行施工技术交底工作。 P69gBZYD 2、做好标高点控制，施工测量和现场放线工作。 w04Wa 3、按照规划局提供的永久水准点，引临时水准点至井下，施工中经常进 WY3_7k8u 行校核。 DZFdxH 第五章 主要工程项目的施工技术方案 vr2 FAi., 2.0。 Omp i （2） 土质为中粗砂及含水量较大的粉细砂，管前挖土不易成拱者，取34。 1kbT 取n 为2.0。 e4-rknhl P0为顶进管子全部自重。顶进的每节管自重约为2 吨，最长段以60 米计，每 jsK|Dm? 节管长2 米，共要顶进33.5 节管，则P02*33.560 吨。 DPdsk 则总的顶力为：P=n P0 2.0*60120 吨 #rSasucr 考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.3 倍左右的储备能力，设备 ;Puy A 顶进应力为156 吨, 取总的顶力F200 吨，选用两个千斤顶作为顶进动力设备，每个 )nf=eU4| 千斤顶的顶力应为100 吨。 J dk3) （二）对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方的，可采用先顶后挖 _QC?:mv6- 的方法施工。 zN?$Sxttx 根据顶管工程力学参数确定，先顶后挖时，顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻 a2(D!_dZR 力，主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。 ;PP_3 工具管正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有 CPFMp# 关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。大于 ZgXh F1=S1K1 i ECCg a 其中 BCa90 F1-顶管正阻力(t) 4acP*LkkQ S1-顶管正面积(m2) ,m;DR1 K1-顶管正阻力系数(t/m2) cPoxf F1=S1K1=r2K13.14*0.85*0.85*3579.40 吨 l7D4i.! 其中 J4 ! F2顶管侧摩擦力（t） l;QZV S2顶管侧面积（m2） ,G!_ SZ K2顶管侧阻力系数（t/m2） 5Ky9Pz F2=S2K2=DLK2=3.14*1.7*60*0.5=160.14 吨 H/v37%p7 顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度按最长管段60 米计算，总顶力：F=F1+F2 6_eTL=G 239.54 吨 |qudJucV 因此，取总的顶力F300 吨，选用两个150 吨的千斤顶作为顶进动力设备。 Bc9|rlV, 5.2 工作井和接收井的施工 2sd=G7! 工作井和接收井的施工方法采用人工挖孔护壁法施工。工作井和接收井的结构设计见附图。 6Nd_YX 5.2.1 工作坑施工 zM90$6 工作井采用人工挖孔护壁支护结构。工作井尺寸净空为4.54 米，开挖深度为 ,9l!fT?iH 4.58.5 米左右，壁厚30cm，具体配筋方案见附图。 2QuypVC （一）、施工工艺 B& f.UH 采用分层开挖，分层浇注井壁的方法施工，每节开挖护壁的高度最多不超过100cm。 D2d(7 （二）、施工流程 TXk,:H （三）、施工技术要求 G?/8&%8 1、每层开挖深度不大于1.0 米。 zmp7&ak$ 2、钢筋搭接长度不小于35d。 x?k |iQ 3、模板拼装要平整，牢固。 l=OC?d*m 4、层与层之间搭接部分的泥土要清洗干净，并凿毛。 PL B=% 5、护壁的下一节和上一节的搭接长度不小于10cm。 9mtCM 6、钢筋的配置必须按照有关标准和规范进行，浇注的砼必须使用震动棒进行振捣，要浇注混凝土 _xwfzlb+ 是否到设计标高 tp 3N5I 回填300mm 厚碎石垫层 mp$II?hZ* 底板浇注 CTRPH 测量控制 Q+5M/8 绑扎钢筋 ) W7H# 立护壁模板 NNV.x7 放线定位 9 nrS9) 开挖一节土方 g6p#S=n 人工顶管施工方案 b 2、严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。 suSIz 7: 3、导轨采用浇注砼予以固定，导轨长度采用23m，间距设置为60cm。 S.=j oI 4、导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。 EBa K&T 扬机作为出土设备，用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。 w5Z3eg （三）照明设备：井内使用电压不大于12V 的低压照明。 ShP V!$0 （四）通风设备：人工挖土前和挖土过程中，采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。 cPS pPx 风量的计算： S b* 1、按洞内同时工作的最多人数计算： &iivSc;# Q=kmq b7/4_s 式中：Q所需风量，m3/min; N 2,6 k风量备用常用系数，常取k=1.11.2 I nk76- m洞内同时工作的最多人数 .McN q洞内每人每分钟需要新鲜空气量，通常按3m3/min 计算。 ekf5T lE kmq=1.123=6.6 m3/min v#QQ8 2、漏风计算 Ru/3n Q 供PQ %O-wMl 式中：Q计算风量 3JwmLGj P漏风系数 q;+qIV&.: 采用200PVC 管，每百米漏风率一般可控制在2以下。取P1.02，则Q 供PQ6.61.026.73 m3/min oPi)#|jcb 取风量大于7000L/min 离心鼓风机（或高压空气压缩机）作为通风设备则可以满足要求。 CR*=rI （五）工作棚架：作为防雨及安装吊运设备。工作坑上设活动式工作平台，平台用20#工字钢梁。在工作平台上设起重架，井旁边装置电动卷扬机。 )+Z,6 5.4 引入测量轴线及水准点 nZmG （一）将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上（两个点），作为顶管中心的测量基线。 U7O2.y+ （二）将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。 U.$k-|k 5.5 下管 +:D0tYk2B （一）下管前，要严格检查管材，不合格的严禁使用。 I;=9 （二）第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程，以校核导轨 P )-cfg 安装的准确性。 7p|Pv;wp| （三）要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。 o|*,J0 5.7 顶进施工 pfbOjtR 工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态。即可进行试顶。首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具头，然后安放混凝土管节，再次测量标高，核定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进施工时，主要利用风镐在前取土，千斤顶出镐在后背不动的情况下将污水管向前顶进，其操作过程如下： / F9BbG （1）安装好顶铁挤牢，工具管前端破取一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。 $Ry6U : （2）停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。 #Mrof9 （3）添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。 ?)IPRv?yF （4）卸下顶铁，下管，用环形橡胶环连接混凝土管，以保证接口缝隙和受力均匀，保证管与管之间的连接安全。 lhU,/ 5.8 顶进施工中的重点工序 TZ3u 06 （一）测量 67?OjbG 1、测量次数：在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每顶进2030cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50100cm 时，测量一次。 rUmaKh?v|X 2、中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。 dv1Y2 3、高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，以控制顶进高程； V （四）接口的处理：由于顶管的管材为F 型接口，顶管完毕后，对于管与管之间的缝隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹。选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂，配合比（重量比）为：膨胀水泥：砂：水=1:1:0.3,随拌随用，一次拌和量应在半小时内用完。填抹前，将接口湿润，再分层填入，压实填抹平整后，在潮湿状态下养护。 4m1lnjp 5.9 工作井内管道施工 v#6SDg 管道完成后，按设计图在井内用砖砌筑检查井，井内外批防水砂浆。待砂浆达到一定强度后，回填石屑至管顶面，用水冲实。 6v?tZ&, G 5.10 遇到流砂时的施工技术措施 ,829yEq 顶进时若遇到流砂较多，且流砂流动性较强，则要在管内准备足够的砂包、稻草， +&!;Jj, 用来阻挡流砂的流动。或用改装后带网格的工具头配合施工。以防万一,确保施工人员的生命安全. #b,! N 第六章 施工计划 -AhNYK 6.1 施工进度计划 4 D)M_O 由于本工程工期较紧，因此在开工前一定要做好施工前期的准备工作：首先要落 JoK) ! 实挖掘机、吊机、槽钢、管材等关键设备和材料以及人员，保证工程开工能够即刻到位；测量人员根据甲方提供的控制点加密导线点水准点、测放中线点标高点以及探测地下管线、构筑物等，根据中线点确定开挖范围以及范围内的拆迁物，在现场和平面图上作标记；搭好工地办公室、小型仓库、工棚以及清理停车场等前期工作。 =xjt PmZ5X 6.2 主要施工机具设备 w&e q *q 主要施工机具设备一览表 MU kX 机具名称 规格、性能 单位 数量 用途 hB0rVQia 工具头 台 6 纠偏，掘进 KBI36=UV 空压机 3 立方 台 6 破岩 1q(Pn2 四角架 6 米 副 6 出土 ZMEYF!j N 斗车 部 12 运土 P6/L 水泵 1.1-2.2 千瓦 台 10 基坑排水 hsLOM 电焊机 BX-330 台 2 型钢焊接 m!WDXt 气割 套 2 型钢切割 QV8;cEZ 卷扬机 1.5T 台 6 竖井提升 J qK-vvI 千斤顶 150T 台 12 顶管 iza. Mm 高压油泵 ZB-50 台 6 顶管 :?$r 2、顶管前，项目部向作业班组进行详细的技术交底工作，每道工序开工 t_iZ_8 和员工上岗前进行简短的质量要求和技术交底，由各专业工程人员负责实施， U/:xlJbqM 3、摸清施工沿线的地下管线的详细情况，并制定详细的技术措施。 C/!8NV1:4 4、做好施工资料管理工作，及时填写原始记录和隐蔽工程记录（含照片）， 33w(Pw 及时完成竣工资料。 fc9gi4y9 5、认真做好施工计划，保证施工作业连续均衡、紧凑，从而有效可靠地 f2FGodCzN 控制质量，保证工程质量。 E3E$_ 8、作好地质勘察及资料整理工作，认真编制好施工方案和通过不同土层 zWVM1j 的技术措施及纠偏措施，确保管道的顺利顶进。 0!,)7 9、加强操作控制，使顶管均匀平稳，受力均匀，尽可能减少顶进过程中 rI By 的倾斜、偏移、扭转，防止管壁出现裂缝、变形。 Am4do 第八章 安全文明施工及环保措施 G0eJD$ 2、挖土施工时工作井必须设置爬梯，供人员上下井用。使用的卷扬机等 q Akq 应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。 ;inhiySN 3、挖出的土石方应及时运离工作井，不得堆放在工作井四周1 米范围内。 $h LhYz- 4、顶管作业人员必须戴硬安全帽。 :=tPC A= 5、顶管施工区域沿线采用标准围蔽。 PaFJw5f 6、严格遵循土方开挖程序，控制均匀挖土，防止发生偏位，严重倾斜或管涌等现象，做好作业前和施工中的通风换气工作，每次进入管道时，保证管内通风，以免导致人身事故。 +mT;-TS 7、吊车、起重设备由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞。 c)b?dJ* 吊车靠近工作井边坡行驶时， 加强对地基稳定性检查， 防止发生倾翻事故。 %zyM WC 吊管下工作井时，注意安全。 1tGQ cg 8、加强机械设备维护、检查、保养。机电设备由专人操作，认真遵守用 KFgU 7g 电安全操作规程，防止超负荷作业。 | pp 9、开挖前详细了解沿线管线资料，做好沿线管线保护措施。 /X,Cf 10、作业人员轮换制。每个作业人员在管内作业时间不得超过1 小时， %g $ 避免劳动强度过大引起危险。 FV$= l % 11顶进过程中，施工人员必须使用安全带，洞口必须有施工人员照应， 9 MLvHrB; 洞内用不大于12 伏照明灯照明，每班作业时必须有合格的电工当班。 GGF;T&DWad 12、利用轴流式抽水泵在工作井设置的集水井内进行抽水， 保持井内无 Xx|&%br 积水，抽水时，施工作业人员不得站立在积水范围内。 9zO3KT2 13、采用卷扬机垂直牵引出土时， 井下不能站人， 工作井上平台的作业 z d*_ 人员出土时必须使用安全带。 |xwvTl J 14、自制木板小车，用于放置压缩空气呼吸器和运载进管人员，并在车尾部拴上绳子，在万一发生意外的情况下由管外监护人员迅速将管内人员拉出管外进行抢救。 LL&ggV? 15、利用鼓风机并购买48 米长的软管，用于输送空气进入管道，加强管 SERC7 内空气的流动和循环。工作挖掘面的工人要佩带含氧量探测仪， 经常检查该 38q4U=aiw 处含氧量必须超过18 。 N D/n 16、管外配备专职监护人员， 密切注意入管作业人员状态， 每一分钟对 eF8an5S 管内人员进行呼喊， 或用一条绳子每隔一定时间拉一下作业人员， 在得不到 JlnO BQ/ 安全的反馈情况下立刻采取相应应急措施。 h* O9O 19、电动卷扬机必须设置防冲顶装置。 jVAa 20、施工过程中使用的有关机械设备必须严格按照各机械的安全操作规 &1h3o K 程进行操作，全部用电设施必须符合施工现场临时用电安全技术规范。 kH&ZPAI 8.2 采用空气压缩机带风镐机挖土时的安全措施 .K,EM!-h 1、作业环境内保持清洁和干燥，贮气罐放在通风良好的地方，半径15m 7k7G=