立交工程污水管道顶管施工安全专项方案_精选

1、 精编范文 立交工程污水管道顶管施工安全专项方案温馨提示：本文是笔者精心整理编制而成，有很强的的实用性和参考性，下载完成后可以直接编辑，并根据自己的需求进行修改套用。立交工程污水管道顶管施工安全专项方案 本文简介：*北改B标建设北路北延线（蜀龙路五期）蜀龙立交工程污水管道顶管施工安全专项方案编制：审核：审批：日期:中交二航局*北改B标段项目管理部目录第一章编制依据1第二章工程概况22.1工程简介22.2水文条件32.3气候条件42.4地质条件42.5施工场地环境条件52.6工程重难点分析5第三章主要施工工立交工程污水管道顶管施工安全专项方案 本文内容：*北改B标建设北路北延线（蜀龙路五期）蜀龙

2、立交工程污水管道顶管施工安全专项方案编制：审核：审批：日期:中交二航局*北改B标段项目管理部目录第一章编制依据1第二章工程概况22.1工程简介22.2水文条件32.3气候条件42.4地质条件42.5施工场地环境条件52.6工程重难点分析5第三章主要施工工艺及方法63.1总体施工思路63.2总体工艺流程73.3顶力估算83.3.1顶进阻力估算83.3.2管道最大允许顶力验算93.3.3后背墙土抗推力验算103.4工作井、接收井及背墙113.4.1工作井、接收井及背墙设计113.4.2工作井、接收井开挖及坑壁支护123.4.3导轨安装123.4.4背墙施工133.4.5工作坑施工允许偏差133.5

3、顶进设备安装133.5.1主顶装置133.5.2顶铁143.5.3工作平台和防护棚架153.5.4工作坑防护153.5.5起重机械153.6顶进施工153.6.1总体施工步骤153.6.2工具管安装与始发163.6.2下管就位163.6.3管前挖土与出土163.6.4管内照明与通风173.6.5顶进及顶进测量183.6.6校正纠偏193.7管道接口193.8工具管出洞203.9管外空隙注浆封闭20第四章施工监测224.1监测的目的和意义224.2监测范围224.3监测点布设224.4监测内容的实施及测量方法234.4.1沉降测量234.4.2水平位移测量234.4.3变形监测控制网的布设244

4、.4.4测量技术及要求244.5投入的仪器设备244.6监测频率244.7监测报警值25第五章施工质量保证措施265.1本工程的质量目标265.2工程质量保证体系265.3工程质量技术控制265.4顶管施工质量保证26第六章顶管施工常见问题及应对措施286.1导轨偏移286.2后靠背严重变形、位移或损坏286.3测量仪器移动286.4管端破损296.5管接口渗漏296.6管壁裂缝与管壁渗漏306.7地面沉降306.8严重偏高306.9左右偏差较大316.10严重偏低316.11主顶推力过大31第七章施工安全保证措施337.1安全控制目标337.2安全保证体系337.3重大危险源识别347.4安

5、全保证措施34第八章安全应急预案368.1应急救援小组368.2应急救援领导小组368.3应急救援日常工作小组378.4事故应急处置与善后小组378.5常见事故的应急救援措施388.5.1坍塌388.5.2高处坠落398.5.3触电398.5.4中毒398.6应急物品和设备配备398.6.1应急物品398.6.2应急设备408.7应急响应408.7.1应急启动条件和分级408.7.2响应程序418.7.3应急结束418.8应急救援联络通信录418.9医院及联系电话42第九章环境保护、文明施工及各方协调449.1环境保护449.2文明施工449.3各方协调449.3.1协调工作涉及到的单位或人员

6、449.3.2协调措施45第十_大的分部分项工程安全管理办法的通知（建质200987号）；地下工程防水技术规范（GB50108-2002）；建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；混凝土结构设计规范（GB50010-20010）；地基与基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）；建筑工程施工质量验收（GB50300-2001）；市政地下工程施工及验收规程（DGJ08-236-1999）；建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001）；室外给水管道工程施工质量验收标准（DG/TJ08-310-2005）；给排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）；给水

7、排水工程顶管技术规程（CECS246：2008）；顶管工程施工规程（DG/TJ08-2049-2008）；顶管施工技术及验收规范（试行）；*地区基坑施工安全技术规范（DB/TJ08-2049-2008）；施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）；建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）；建设北路北延线（蜀龙五期）立交桥工程岩土工程勘察报告；建设北路北延线（蜀龙五期）工程设计一标段K3+500K4+500地面道路排水工程施工图；市政管道工程施工手册。第二章工程概况2.1工程简介建设北路北延线（蜀龙路五期）连接建设北路与蜀龙路四期工程, 起于二仙桥北路, 穿越成绵乐引入*枢纽联络线、

8、既有成渝线、成遂线、既有动车所动走线、*东至*北联络线等铁路工程, 终于三环路, 路线全长约4.4公里, 为城市主干道。项目总体平面布置示意见图2.1-1。图2.1-1建设路北延线（蜀龙路五期）总体平面布置示意图目前蜀龙路四期已修至东北三环路外侧, 与辅道形成丁字路口,蜀龙立交于东北三环处接蜀龙路四期。蜀龙立交平面见图2.1-3。图2.1-2蜀龙立交总体平面布置示意图蜀龙立交采用顶管工艺迁改施工的排污管道共计4条, 三环路南北侧各2条, 其布置位置见图2.1-3。图2.1-3蜀龙立交排污管道平面位置布置图改迁后的4条排污管道总长487m,排污管最小埋深约5.6米, 最大埋深约8米, 采用内径1

9、00010mm的三级C50钢筋混凝土管材, 共设计21个检查井。管道其主要参数见表2.1-1。表2.1-1蜀龙立交改迁排污管主要参数表序号排污管位置管内径(mm)管道长度(m)管道直线长度（m）最小埋深(m)最大埋深(m)穿越土层1三环内西侧10001281145.6026.091素填土层2三环内东侧10001231106.2707.967粘土层3三环外西侧10001271065.9066.700粘土层4三环外东侧10001091005.9207.505粘土层管道采用顶管工艺施工, 在每条管道角点设置方形工作井（始发井）, 其平面净空尺寸5m4m, 壁厚40cm, 在新旧管交界处设置圆形接收井

10、, 其内空尺寸2.5m, 壁厚30cm, 此外, 为减小顶进长度, 在每条长管线中部也设置1个砼接收井。工作井及接收井均采用钢筋混凝土结构, 顶管施工完毕后, 其作为检查井使用。2.2水文条件*平原阶地（台地）地下水一种为赋村与人工填土, 粘性土中的上层滞水, 靠大气降水及地表水下渗补给, 仅局部分部, 无统一的稳定水面, 水量较小, 但疏干困难, 对基础施工有一定的影响；另一种地下水主要赋存于下伏基岩裂缝隙中, 属基岩列缝隙水, 微具承压性, 其富水性、透水性差, 水量小、渗透系数一般在0.05-1.00/d。泥岩为相对的隔水层, 故疏干较缓慢。场地地下水无色、无味、透明, 水质较好。不考虑

11、对混凝土、钢筋的腐蚀性。PH值：7.617.64之间。2.3气候条件工程区属亚热带湿润气候区, 四季分明, 气候温和, 雨量充沛, 夏无酷暑, 冬无严寒。多年平均气温16.1, 极端最高气温39.43, 极端最低气温-4.6；多年平均降雨量894.4mm, 年降雨日104天, 最大日降雨量167.0mm, 降雨主要集中在6、7、8三个月, 降雨量约占全年总量的6080%；多年平均蒸发量871.7mm, 多年平均相对湿度83%；多年平均日照时间942.1h, 多年平均风速1.35m/s, 最大风速14.8m/s,极大风速27.4m/s,主导风向为NNE向。2.4地质条件场地各钻孔深度范围内所揭露

12、地层自上而下依次为第四系全新统人工填土层（Q4ml）、第四系中下更新统冰水堆积层（Q1+2fgl）及白垩纪泥岩层（K2g）组成。根据各地层的分布, 由上至下描述如下：（1）第四系全新统人工填土层（Q4ml）杂填土：杂色；主要为原先修建道路时回填土层, 由混凝路面, 砖瓦块、卵石混少量粘性土等建筑垃圾组成, 松散。素填土：灰色, 主要由粉质粘土组成, 混少量其它杂质, 均一性差, 为老填土。人工填土层分布连续厚度为0.56.0m。（2）第四系中下更新统冰水堆积层（Q1+2fgl）粘土：褐黄色。硬塑, 含铁锰质氧化物, 间有黄、灰白色粘土, 含白色高岭土, 摇震反应无, 稍有光泽, 干强度中等,

13、韧性中等, 具胀缩性。含粘土卵石：褐黄色。稍密, 卵石成分多为花岗岩及石英岩, 亚圆状, 卵石粒径3050mm, 夹有4045%的粘土。（3）白垩系灌口组泥岩（K2g）泥岩：紫红色。厚层状, 泥质结构, 以粘土矿物组成为主, 根据风化程度, 划分为两个亚层。强风化泥岩：具层厚状构造, 泥质结构, 风化裂隙发育, 岩质较软, 结构面不清晰, 岩芯破碎, 局部夹中等风化的泥质粉砂岩块, 直径1.02.2m, 强风化泥岩属软岩, 岩体较破碎, 岩体基本质量等级为级。中等风化泥岩：薄至中厚层构造, 块状结构, 风化裂隙较发育, 结构面较清晰, 岩芯较完整, 呈短柱状, 偶见少量的竖向构造节理, 中风化

14、泥岩属软岩, 岩体较破碎, 岩体基本质量等级为级。四条管道中, 除内三环内西侧管道穿越素填土层外, 其余3条管道均穿越粘土层, 其穿越土层示意见图2.4-1、图2.4-2。图2.4-1三环内西侧管道穿越地层示意图图2.4-2三环内东侧及三环外管道穿越地层示意图2.5施工场地环境条件（1）4条改迁后污水管道均位于三环路既有辅道边。（2）改迁后污水管与原有管道连接均在既有辅道上。（3）三环外侧蜀龙路四期与三环路形成丁字路口。（4）施工现场较为空旷, 临近无高大建筑物。（5）施工区域无统一地下水位, 管道穿越的地层主要为粘土, 透水性不强。（6）施工区域内位于三环路上, 设计单位已给出部分管线位置,

15、 可能存在部分未探明的地下管线。2.6工程重难点分析（1）由于三环内西侧管道位于素填土层, 夏秋季雨水较大, 在雨期管前开挖素填土容易坍塌, 因此, 管前开挖安全防护是重点, 也是难点。（2）素填土层雨期管前开挖可能造成管内积水, 将影响工人在管内施工。（3）每段长管线两端设置工作井（始发井）, 中部设置有一个接收井, 因此, 长管道从两端向中部顶进, 必然会造成某段管线从高处向低处顶进, 这样容易造成管内积水, 因此, 做好管内的排水是关键, 是重点。（4）地下可能存在未探明的某些管线, 因此顶进施工时不能采取机械出土工艺, 只能采取人工管前掘土, 管内新鲜空气的循环及有毒气体的排出是施工时

16、的重点。（5）管内照明时安全用电也是施工时考虑的重点。（6）管道位置纠偏控制是工作重点, 也是难点。（7）工作井及接收井作为检查井是永久结构, 其井壁接缝防水是重点。第三章主要施工工艺及方法3.1总体施工思路（1）本改迁管道位于三环路辅道上, 为减小施工对现场交通的影响, 采用顶管工艺施工。（2）改迁管道不顺直, 呈折线形, 因此, 折线拐角点均需挖井, 两条折线的交叉点处的井坑作为涵管顶进时的工作井, 见图3.1-1。图3.1-1井坑设置示意（3）由于直线管道长度在100114m, 其长度较大, 为减小管道顶进阻力、降低顶进设备的要求, 并利于工人管内出土, 考虑在直线管道线路中部设置1个接

17、收井, 见图3.1-1, 扣除工作井及接收井的尺寸后, 这样一次最大顶进距离实际不超过55m, 管道内也无需设置中继间（为控制工作井内千斤顶最大顶力而设置在管道中间的依赖后续管道管壁摩阻力使前节管道向前推进的续顶机构）。（4）工作井及接收井均采用人工挖孔工艺成孔, 钢筋砼护壁, 井坑底板浇筑砼封闭, 为防止雨天孔内积水, 在坑底设置集水井。（5）由于改迁管道位于三环路辅道上, 该区域地下管线较多, 无法排除存在的未探明的其它管线, 因此, 拟用人工手掘方式顶进施工工艺, 见图3.1-2, 即采用人工在管内超前掏空前端刃角, 待管内出土后, 采用液压千斤顶空顶（非吃土顶进）的方式顶进涵管。管涵顶

18、进过程中, 当遇见孤石等障碍物时, 可人工破碎凿除后继续顶进, 当遇见其它管道且不容许破坏时, 需设置中继井（作为本段管道的接收井及下段管道的始发井）, 并适当调整后续管道方向。（6）为防止人工管前掘土时扰动管顶土层造成坍塌, 管前拟用工具管进行挤压切土, 见图3.1-2, 一次切土约2030cm, 切除的土由人工在管前掘出。图3.1-2手掘式（带工具管）顶管工艺示意图（7）由于采用人工掘土, 为防止泥浆流入管内影响工人施工, 涵管外壁与土层间不使用泥浆套减阻工艺。（8）管前开挖时, 管内需持续送入减压后的新鲜空气至管前端进行空气循环, 由于管道较短, 可使用鼓风机而非空压机送风。（9）为保证

19、用电安全, 管内照明采用12V的低压防爆灯, 管内工人使用头戴式矿灯。（10）由于采用人工掘土顶进, 管顶与土层间存在一定空隙, 因此, 管道贯通后, 需注浆填充管顶空隙以保证管顶土层的稳定。3.2总体工艺流程总体工艺流程见图3.2-1。图3.1-1人工手掘式顶管施工工艺流程图3.3顶力估算及背墙抗推能力验算3.3.1顶进阻力估算污水管采用内径1000mm、壁厚100mm的C50钢筋砼管。管道直线段最长为114m, 在其中部设置一个接收井, 则最大顶进距离不超过55m, 在此, 顶进距离按55m考虑。管道顶力主要由两部分构成, 一是前端刃角处的正面阻力, 二是管壁外侧与土壤间的摩阻力。由于前端

20、刃角处已超前掏空, 前端正面阻力实际上较小, 甚至忽略不计, 为保证顶进过程中顶力足够, 在此, 不考虑超前开挖导致的正面阻力减小。由于超前开挖导致管顶与管壁间出现一定空隙（扩孔）, 因此, 管壁阻力不采用与土层厚度有关的计算公式（采用与土层厚度有关的计算公式将导致估算阻力过度偏大）。根据给排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）6.3.4条及给水排水工程顶管技术规程（CECS246：2008）12.4.1条, 顶管顶进阻力估算公式如下：其中, 为管壁外侧摩阻力, 为前端刃角正面阻力。式中, 顶管总阻力标准值, t；顶管外径, 取1.2m；管道设计顶进长度, 取55m；工具管外径

21、, 取1.2m；工具管切土刃口壁厚, 取0.1m；管道外壁与土的单位面积摩阻力, t/。与管道的埋设深度、土质、地下水位等因素有关, 估算本工程的综合摩擦力系数顶管刃角正面最大压强, t/。与土层密实度、土层含水量、地下水位状况有关。本工程管道处地质主要为粘土层, 估算顶管前端正面压强约为3050t/（即0.30.5MPa）, 这里按取值。因此, 求得顶管总阻力为：考虑到多台千斤顶顶进时同步较为困难, 因此, 选用2台不小于250t的液压千斤顶, 对称同步顶进。3.3.2管道最大允许顶力验算污水管内径1000mm, 管壁厚度100mm, 外径1200mm, 每节管长为2m, 顶管混凝土强度C5

22、0, 根据混凝土结构设计规范（GB50010-20010）, C50砼的抗压强度设计值。根据给水排水工程顶管技术规程（CECS246：2008）8.1.1条, 钢筋砼管容许最大顶力按下式计算：式中, 砼管允许顶力设计值, N；砼材料受压强度折减系数, 取0.90；偏心受压强度提高系数, 取1.05；材料脆性系数, 取0.85；砼强度标准调整系数, 取0.79；砼强度设计值, C50砼取23.1MPa；管道最小有效传力面积, ；顶力分项系数, 取1.3。为使管端面尽可能均衡受力, 拟用环形顶铁与管端面直接接触, 然后在环形顶铁后设置U形顶铁, 千斤顶通过U型顶铁顶进, 千斤顶实际作用点在顶管下半

23、部, 其合力中心比管中心低约12cm, 因此, 顶管端面实际是不均衡受压, U型顶铁与环形顶铁间的实际接触面积约为圆周长的3/4, 环形顶铁与管端面的有效接触面积按圆周长的4/5考虑, 即。因此, 钢筋砼顶管自身强度满足顶力要求, 不会顶碎。（注：为使砼顶管尽可能均衡受压, 防止局部应力过大, 在与顶管端面接触位置设置环形顶铁以扩散应力, 环形顶铁与千斤顶油缸之间设置U形顶铁。）3.3.3后背墙土抗推能力验算忽略钢制后座的影响, 假定主顶千斤顶施加的顶进力是通过后座墙均匀地作用在工作坑后的土体上, 为确保后座在顶进过程中的安全, 后座的反力或土抗力应为的总顶进力的1.21.6倍。根据顶管施工技

24、术及验收规范（试行）, 后背墙抗推反力可按下式计算：式中：总推力之反力, kN；系数, 取=1.52.5;后座墙的宽度, 取3m；土的容重, 粘土取18kN/m3；后座墙的高度, 取2m；被动土压系数, 粘土, 也可查表3.3.3-1；土的内摩擦角, 粘土取20, 见表3.3.3-1。土的内聚力, 粘土取10kPa；地面到后座墙顶部土体的高度, 取7m。表3.3.3-1主动土压和被动土压系数土的名称土的内摩擦角（o）被动土压系数主动土压系数软土101.420.702.03粘土202.040.494.16砂粘土252.460.416.00粉土272.660.387.00砂土303.000.339

25、.09砂砾土353.690.2713.67工作井内设置3m（宽）2m（高）的后背墙, 可计算得出后背墙土的抗推力：因此, 3m（宽）2m（高）的后背墙土层抗推能力满足要求！3.4工作井、接收井及背墙3.4.1工作井、接收井设计（1）总平面布置工作井及接收井由设计单位总体设计, 在工程完毕后作为检查井使用。工作井（始发井）共计8个,接收井共计12个, 其平面位置布置示意见图3.4.1-1。图3.4.1-1工作井及接收井总体平面布置示意图（2）工作井工作井为方形钢筋砼结构, 内空尺寸45m, 壁厚40cm, 底板厚30cm, 顶部设置盖板并预留孔口以后作为检查井使用, 检查井上设置钢爬梯共人员上下

26、通行。此外, 在井壁上设置穿墙孔, 其孔径1.4m。工作井结构及配筋见图3.4.1-2、图3.4.1-3。图3.4.1-2工作井平面结构及配筋图图3.4.1-3工作井立面结构及配筋图（3）接收井接收井为圆形结构, 净空尺寸2.5m, , 壁厚30cm, 顶部设置盖板并预留孔口以后作为检查井使用, 检查井上设置钢爬梯共人员上下通行。此外, 在井壁上设置接收孔, 其孔径1.4m。工作井结构及配筋见图3.4.1-4、图3.4.1-5。图3.4.1-4接收井平面结构及配筋图图3.4.1-5接收井立面结构及配筋图3.4.2工作井、接收井施工（1）总体施工步骤分为2步施工。第一步：井坑人工分节开挖, 分节

27、支护, 分节高度1m, 开挖内空尺寸为工作井（或接收井）的外包尺寸, 其示意见图3.4.2-1。图3.4.2-1井坑施工第一步第二步：在已挖好的井坑内绑扎工作井（或接收井）底板钢筋, 浇筑底板砼, 然后绑扎井壁钢筋, 浇筑井壁砼, 其示意见图3.4.2-2。图3.4.2-2井坑施工第二步（2）主要施工要点施工前, 先用全站仪在现场地面上准确放出管道铺设的中线控制桩, 控制桩必须保护好, 待工作井挖好后, 再用经纬仪将管道中线控制桩引至工作井内保护好, 确保施工使用时管道中线的准确度。井坑采用人工开挖, 分节开挖, 分节支护, 井圈高处地面30cm。每开挖1m, 及时浇筑坑壁混凝土, 开挖至设计

28、标高后, 及时绑扎底板钢筋、浇筑底板混凝土。开挖遇有地下水时, 采用强排水措施。顶管施工要求操作坑内无水作业, 基坑底面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥。护壁混凝土浇筑要高出原地面0.2m作为挡水埂拦水, 工作井内挖0.3m0.3m边沟, 将雨水以3坡率引往集水坑, 及时用50100mm口径污水泵排出, 不致浸泡边坡和影响作业。井坑底板砼浇筑完成后, 在坑内绑扎工作井（或接收井）井壁钢筋, 其外壁利用护壁砼作为模板, 内壁采用组合钢模板, 钢筋一次绑扎完成, 井壁砼一次浇筑, 井坑内支撑型钢埋置在井壁砼内。3.4.3导轨安装导轨是在基础上安装的轨道, 一般采用装配式。管节在顶进前先安放在导轨上

29、。在顶进管道入土前, 导轨承担导向功能, 以保证管节按设计高程和方向前进。两导轨应顺直、平行、等高, 其纵坡应与管道设计坡度一致保证管身在顶入之前位置符合设计要求。导轨的安装是否准确和牢固, 对管道顶进质量影响较大。导轨采用双拼工25型钢, 导轨安装前先在井坑底板上浇筑20cm厚C30导轨混凝土基础, 并预埋导轨支座。本工程两导轨中心间距按1m考虑, 见图3.4.3-1。图3.4.3-1导轨间距（单位：cm）导轨标高与导轨净距和管壁厚度有关。导轨安装应牢固、顺直、平行、等高, 其纵坡与管道设计坡度一致。在使用中经常检查较核导轨, 防止产生位移。（4）导轨安装的允许偏差轴线位移：左3mm, 右3

30、mm；顶面高程：0-+3mm；两轨内距：2mm。3.4.4背墙施工本次顶管施工利用井壁混凝土作为靠背, 为防止墙背混凝土在千斤顶反力作用下破坏, 在后座墙与墙背与主顶油缸之间垫一块厚度为20cm40cm的钢结构件, 即后靠板。3.4.5工作坑施工允许偏差应符合表3.4.5-1的规定。表3.4.5-1工作坑允许偏差序号项目允许偏差（mm）检验频率检验方法范围频率1混凝土抗压强度符合设计要求按坑检验2中线位移15每座2经纬仪检测或挂中心线钢尺检查3后背垂直度1%H1垂线与钢尺检查水平线与中线偏差1%L4导轨高程+3, 0水准仪检测中线偏位3经纬仪检测注：表中H为后背的垂直高度, L为后背的水平长度

31、。3.4.6工作坑内主要机具设备布置3.5顶进设备安装3.5.1主顶装置主顶装置由千斤顶、油泵、操纵台及油管等四部分组成。多台千斤顶顶进时, 由于千斤顶不能同步工作容易导致顶管偏位, 因此, 拟用2台不小于250t的千斤顶作为管道推进的动力。手掘式顶管施工时, 由于管顶土层与管壁有空隙, 而管底由于管子重力作用与土层咬合在一起, 因此, 顶力中心不应在管道中心, 而是偏向管道下半部, 根据给水排水工程顶管技术规程（CECS246：2008）, 要求顶力合力作用点在管中心下约1/81/10倍管径, 因此, 千斤顶安装时, 其着力点设置在顶管中心下约12cm处。千斤顶的压力由油泵通过高压油管供给,

32、 常用的压力在32MPa42MPa之间。千斤顶宜固定在支架上, 并与管道中心的垂线对称, 其合力的作用点应在管道中心的垂直线上下约10cm。千斤顶应对称布置, 油路应并联以使各千斤顶活塞的行程一致。每台主顶油缸应有进油、退油的控制系统。油泵宜安装在千斤顶附近, 油管顺直、转角少；与千斤顶相匹配, 并应有备用油泵, 油泵安装完毕, 应进行试运转；顶进中若发现油压突然增高, 应立即停止顶进, 检查原因并经处理后方可继续进行顶进；主顶油缸活塞退回时, 油压不得过大, 速度不得过快。3.5.2顶铁顶铁又称为承压环或者均压环, 其作用主要是把主顶千斤顶的推力比较均匀地分散到顶进管道的管端面上, 同时还起

33、到保护管端面的作用, 同时还可以延长短行程千斤顶的行程, 并且扩大管节端部的承压面积。本项目拟用“环形顶铁+U形顶铁”, 见图3.5.2-1。（a）环形顶铁（b）U形顶铁图3.5.2-1顶铁截面形状环形顶铁的内外径与混凝土管的内外径相同, 主要作用是把主顶油缸的推力较均匀地分布在所顶管子的端面上。从理论上讲, 管道端面和环形顶铁应平整接触, 无间隙, 而实际上由于管道制造和顶铁加工中都存在误差, 不可能实现密切接触, 为了补救这一不足, 在施工中需在两者之间加橡胶垫层。U形顶铁的作用有两个, 一是用于调节油缸行程与管节长度的不一致, 二是把主顶油缸各点的推力比较均匀地传递到环形顶铁上去。图3.

34、5.2-2顶铁实物图顶铁安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称, 顶铁的允许联接长度, 应根据顶铁的截面尺寸确定。顶进时, 工作人员不得在顶铁上方及侧面停留, 并随时观察顶铁有无异常现象。3.5.3工作平台和防护棚架工作平台搭设在工作坑的顶面, 主梁采用型钢, 上面铺设15cm15cm方木, 作为承重平台, 中间留出下管和出土的方孔为平台口；承重平台主梁根据荷载计算选用（管体中、操作人体重及其他附加荷载）, 主梁两端伸出工作坑壁搭地不得小于1.2m。棚架即起重架与防雨篷合成一体, 找一防雨篷布为工作棚, 起重用卷扬机、滑轮或电葫芦门式架或汽车起重机, 一起构成顶管施工的运输系统, 各设备的型号

35、、功率, 根据其中重量符合计算配备。3.5.4工作坑防护工作坑周围必须安装护栏, 护栏应用48mm钢管制作, 当在基坑四周固定时, 可采用钢管并打人地面5070cm深。钢管离边口的距离, 不应小于50cm。当基坑周边采用板桩时, 钢管可在板桩外侧进行焊接。工作坑四周采用1.0m1.2m封闭围挡。工作坑上下应配有梯子, 梯子必须有扶手, 其跨度尺寸不大于30cm, 工作坑在二步框架处应设置二次平台, 作业人员应从规定的通道上下, 不得从非通道进行攀登。3.5.5起重机械井坑设备的吊安采用25t汽车吊。井坑土方提升采用带卷扬机的扒杆吊或桁车。起重设备在正式作业前应进行试吊, 检查重物捆绑情况和制动

36、性能, 严禁超负荷吊装。3.6顶进施工3.6.1总体施工步骤工作井穿墙止水装置安装顶进机具及设备安装工具管下管检查及试顶工具管吃土顶进管内挖土首管下管、管前掘土首管顶进、测量管节偏差调整顶进速度至首管推进结束关闭顶进系统下管管前掘土重复以上步骤。3.6.2工具管安装与始发管前采用工具管切土, 工具管分为一段式和两段式工具管, 这里采用一段式工具管, 其结构见图3.6.2-1。图3.6.2-1一段式工具管结构示意图工具管安装完毕后, 在其顶进始发前需注意以下事项：（1）全部设备经过检查并试顶。主要包括液压、电器、压浆、气压、水压、照明、通讯、通风等操作系统是否正常工作, 各种电表、压力表、换向阀

37、、传感器、流量计等是否能正确显示其处于正常工作状态, 然后进行联动调试, 确认没有故障后, 方可准备顶管始发。（2）工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合规定。3.6.2下管就位下管采用25t汽车吊。下管前先对管道外观进行检查, 主要检查管道是否有破损、纵向裂缝, 管径符合规范要求, 管口无破损, 若修补合格处宜在正上方。检查合格的管道方可用起重设备吊至工作坑的导轨上就位。起重设备应预先进行鉴定；现场经检查、试吊、确认安全可靠方可下管。下管时工作坑内严禁站人。当所下管道距导轨小于50cm时, 操作人员方可进前工作。管道就位, 第一节管道下到导轨上, 测量管体中心及前后端的管底高程, 确认高程

38、合格后方可顶进。第一节管作为工具管, 顶进方向与高程的准确, 是保证整段顶管质量的关键。3.6.3管前挖土与出土（1）挖土管前土方由人工在管内开挖。管前挖土是控制管节顶进方向和高程、减少偏差的重要作业环节, 是保证顶管质量及管上构筑物安全的关键。对管前挖土顶进的一般要求如下：管前挖土一次进尺长度, 以千斤顶的一个行程长度为宜。在一般顶管地段, 若土质良好, 可超越管端2030cm开挖。不宜超前开挖过长, 以免引起管位偏差大和管端上方土层坍塌。管内掘土采用从上往下的顺序进行, 根据给排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）, 在一般顶管地段, 上弧面允许超挖1.5cm, 但在下弧面

39、135范围内不得超挖, 一定保持管壁与土基表面吻合, 见图3.6.2-1。a最大超挖量1.5cm；b允许超挖范围图3.6.2-1超前开挖示意图在不允许基土下沉的顶管地段（如地面上有重要构筑物或其他重要管道）, 管道周围一律不得超挖, 采用吃土顶进, 管内掘土。由于管径较小, 管前挖土安排1人操作, 由于工作环境恶劣、工作强度较大, 为加快施工进度, 可以安排多人轮流挖土。（2）出土管内出土采用自制的运土小车, 土方运至工作井处, 由带卷扬机的扒杆吊或桁车提升至地面。3.6.4管内照明与通风管内空间狭小、黑暗, 为保证管内工人照明用电安全, 需使用12V的安全低压防爆灯照明, 操作工人使用头戴式

40、矿灯。由于管道较长、埋置深度大, 管内空气质量不好, 并可能含有有毒气体, 因此, 需持续不间断往管内送入新鲜空气, 新鲜空气需送至管道前端刃角处进行空气循环。由于空压机直接送入压缩空气风压太大导致人体不适, 因此, 需设置储气罐, 由空压机将压缩空气送入储气罐, 并通过阀门减压后以正常压力送至管前刃角处。若果不使用储气罐, 则可使用鼓风机向管前刃角处送风。为防止出现安全意外, 管前挖土工人可配备对讲机与工作井内人员进行通信联络。3.6.5顶进及顶进测量（1）顶进顶进时应先挖土后顶进, 随挖随顶。应组织连续作业, 不宜中途停止, 增加顶进的难度。安装顶铁应平顺, 不得歪斜, 每次加放顶铁时,

41、使顶铁连接块数最少为宜。顶进的工作步骤如下：安装顶铁开动油泵顶镐活塞伸出一个行程关油泵顶镐停止运行活塞收缩在空隙处加上顶铁再开动油泵。如此循环。顶进开始时, 应缓慢进行, 待各接触部位密合后, 再按正常顶进速度顶进；顶进中若发现油路压力突然增高, 应停止顶进, 检查原因并经过处理后方可继续顶进, 回镐时, 油路压力不得过大, 速度不得过快；挖出的土方要及时外运, 及时顶进, 使顶力限制在较小的范围内。顶进过程中, 发现下列紧急情况时应采取措施进行处理：工具管前方遇到障碍物；后背墙变形严重；顶铁发生扭曲现象；管位偏差过大且校正无效；顶力超过管端的允许顶力；油泵压力表指针升高异常。（2）顶进测量在

42、顶第一节管时, 以及在校正偏差过程中, 测量间隔不应超过30cm, 以保证管道入土的位置正确；管道进入土层后的正常顶进, 测量间隔不宜超过100cm, 测量应在管前挖土后进行, 根据偏差量修整管前土弧。中线测量：顶进长度在60cm范围内, 可采用垂球拉线的方法进行测量, 要求两垂球的间距尽可能地拉大, 用水平尺测量头一节管前端的中心偏差。一次顶进超过60cm应采用经纬仪或激光导向仪测量（即用激光束定位）。高程测量：用水准仪及特制高程尺（用于小管径）, 根据工作坑内设置的水准点标高（设两个）, 测第一节管前端与后端管内底高程, 以掌握第一节管道的走向趋势。测量后应与工作坑内另一水准点闭合。激光测

43、量：用激光经纬仪（激光束导向）安装在工作坑内, 并按照管线设计的坡度和方向调整好, 同时在管内装上标示牌, 当顶进的管道与设计位置一致时, 激光点即可射到标示牌中心, 说明顶进质量无偏差, 否则根据偏差量进行校正。全段顶完后, 应在每个管节接口处测量其中心位置和高程, 有错口时, 应测出错口的高差, 以衡量全段高程与纵坡, 高程与中心偏差应在允许值之内。3.6.6校正纠偏顶管误差校正是逐步进行的, 形成误差后不可能立即将已顶好的管道校正到位, 应缓缓进行, 使管道逐渐复位, 不能猛纠硬调, 以防产生相反的结果。常用的方法有以下三种。超挖纠偏法偏差量1-2cm时, 可采用此法, 即在管道偏向的反

44、侧适当超挖, 而在偏向侧不超挖甚至留坎, 形成阻力, 使管道在顶进中向阻力小的超挖侧偏向, 逐渐回到设计位置。顶木纠偏法偏差大于2cm, 在超挖纠偏不起作用的情况下, 可用圆木或方木的一端顶在管道偏向的另一侧内管壁上, 另一端斜撑在垫有钢板或木板的管前土壤上, 支顶牢固后, 即可顶进, 在顶进中配合超挖纠偏法, 边顶边支。利用顶进时斜支撑分力产生的阻力, 使顶管向阻力小的一侧校正。千斤顶纠偏法方法基本同顶木纠偏法, 只是要顶木上用小千斤顶强行将管慢慢移位校正。3.7管道接口本工程顶管用的钢筋混凝土管节的管口形式为凸口式, 见图3.7-1。图3.7-1管节接口实物图管道接口的处理分两个阶段进行。

45、第一阶段：在一节管子顶进以后, 另一节管子下到工作坑里时, 将两节管子的管口对齐, 并在凸缘处填塞一圈浸过沥青的麻辫。管内壁的接口处用金属内胀圈将管子撑紧, 使顶管过程中管子接口处不致产生错口。管口连接示意见图3.7-2。图3.7-2管道接口连接示意图第二阶段：管节全部顶进后, 拆除内胀圈, 再在接口处填水泥砂浆并与管内壁抹平, 接口完成。为加固管节接口, 通常在管口外侧安装外套环, 再安放橡胶圈, 增加防渗效果, 见图3.7-3。图3.7-3管节加固示意3.8工具管出洞掘进机（工具管）出洞时由于接收井出洞口（接收孔）周围土体被破坏造成出洞时掘进机因自重太重而下磕, 为防止这一现象产生, 采取

46、以下措施：（1）掘进机就位后, 将机头垫高5mm, 保持出洞时掘进机有一向上的趋势。（2）调整后座主推千斤顶的合力中心, 出洞时观察掘进机的状态, 一旦发现下磕趋势, 立即用后座千斤顶进行纠偏。（3）对洞中外侧进行土体注浆加固, 也进一步防止了磕头现象的产生。3.9管外空隙注浆封闭管节设置有注浆孔, 一般每管设置有3个注浆孔, 环向对称布置, 见图3.9-1。图3.9-1注浆孔注浆封闭管外空隙示意由于管前超前开挖, 管壁与土层间必然存在一定空隙, 特别是管顶空隙相对较大, 通过往注浆孔注入水泥浆填充管壁与土层间的空隙来防止管顶土层塌陷。第四章施工监测4.1监测的目的和意义基坑开挖过程中, 必须

47、保证支护结构的稳定性, 以确保基坑施工安全。为此施工过程中必须采取相应的监控保护措施, 监测的目的主要是：（1）了解围护结构的受力变形及坑周土体的沉降情况, 对围护结构的稳定性进行评价；（2）通过获得的围护结构及周围环境在施工中的综合信息, 进行施工的日常管理, 对设计和施工方案的合理性进行评价, 为优化和合理组织施工提供可靠信息, 并指导后续施工；（3）积累资料, 为类似工程提供参考。（4）管道顶进施工中监测地面道路和构筑物的沉降, 保证道路的行车安全和结构的稳定性。4.2监测范围（1）工作井及接收井基坑围护结构水平位移及基坑周边地表沉降监测；（2）施工区域的路面沉降变形监测；（3）监测项目

48、将根据现场情况物探资料进行适当的调整。4.3监测点布设（1）基坑监测点布设见图4.3-1、图4.3-2。图4.3-1工作井基坑监测点布设图图4.3-2接收井基坑监测点布设图（2）施工区域路面沉降变形监测点布设测点前用全站仪在现场按设计里程及坐标放样出顶管轴线位置。在现场顶管轴线上部地表布置沉降监测点, 沉降监测点一般情况每1015米布设一点轴线点, 顶管施工中若发现新裂缝应增加监测点。顶管施工时周边的土体将产生一定的扰动, 对周边的地面的沉降产生一定的影响, 从而影响周施工区域道路；为了更好的估算顶管施工可能引起的地面沉降量, 同时可及时地采取措施把影响控制在允许范围内；垂直于顶管轴线的沉降监

49、测点每50米布设1组小断面, 每组均为5点。在顶管出、进洞时要加密测点, 在顶管出、进洞5米、10米、20米、30米处各增加一监测横断面, 每组断面5点。4.4监测内容的实施及测量方法为确保监测工作的可靠性、稳定性及连续性, 在整个监测区域设立完整的沉降变形监测控制网, 由控制网来控制日常的沉降监测。4.4.1沉降测量采用相对高程系, 利用建立的水准测量监测网, 参照等水准测量规范要求用水准仪引测。历次沉降变形监测是通过高程基准点间联测一条闭合或附合水准线路, 由线路的工作点来测量各监测点的高程。各监测点高程初始值在施工前测定（至少测量2次取平均）。某监测点本次高程减前次高程的差值为本次沉降量

50、, 本次高程减初始高程的差值为累计沉降量。4.4.2水平位移测量采用视准线法进行。在施工区域每边设立2点参照点, 建立一条基准线, 用经纬仪投影至地面, 尽量在基准线上布设水平位移点, 用钢尺量测位移点到轴线的偏距E, 从而了解水平位移的情况。某监测点本次E值与前次E值的差值为该点本次位移变化量, 本次E值与初始的E值之差值即为该点累计位移量。4.4.3变形监测控制网的布设（1）变形监测控制网的起算点或终点要有稳定的点位, 为了减少观测点误差的累积, 距观测区不能太远。（2）为便于迅速获得观测成果, 变形监测控制网的图形结构应尽可能的简单。（3）在确保变形监测控制网具有足够精度的条件下, 控制

51、网应尽量布设一次全面网。根据以上布网原则, 在整个监测区域布设沉降变形监测控制网。主要在各路口布设较稳定的控制网点, 采用往返观测附和线路, 算出各点高程, 作为测量时的起算点。在监测工期内应对控制网定期复核。4.4.4测量技术及要求（1）基准点的复核每月一次对水准控制网进行联测, 修正其水准高程。为确保测量的精度, 整个沉降测量参照二等水准测量进行。（2）测量仪器的检校水准仪送检, 水准仪必须在法定计量部分出具的有效检验日期内使用。每天工作开始前检查标尺水泡、仪器气泡, 发现异常应停止工作检查仪器, 改正合格后方可施工。水准仪i角不得大于15。（3）测量要求观测参照二等水准测量要求采用单路线

52、往返测量, 同一人观测；同一仪器测量；同一标尺；同一道路进行。测站的设置视线长度不得大于40m。4.5投入的仪器设备仪器名称仪器型号数量仪器精度全站仪LeicaTCRA11011台1.5；22ppm*D水准仪DSZ21台0.7mm经纬仪J21台2计算机1套2m铟钢尺国产珠峰1付4.6监测频率为确保施工安全, 监测点的布设立足于随时可获得全面信息, 监测频率必须根据施工需要跟踪服务, 每次测量要注意轻重缓急, 在顶管进出洞时要加密监测频率直至跟踪监测, 监测频率表一般如下：（1）基坑变形监测频率正常情况下2天一次, 如遇暴雨及变形速率较大时一天2次。（2）施工区域路面变形监测频率施工工况一般监测

53、范围监测频率加密监测出洞出洞20m3次/天视施工需要跟踪监测正常推进中间段1次/天视施工需要跟踪监测进洞进洞20m3次/天视施工需要跟踪监测监测测量的周期应满足观测到测点变形达到相对稳定时为止。4.7监测报警值a顶管掘进期间沉降日变量报警值为3mm累计沉降量控制在+10mm-30mm。b基坑墙顶水平位移累计变形值50mm, 变化速率4-6mm/天。c基坑墙顶竖向位移累计变形值30mm, 变化速率3-4m/天。第五章施工质量保证措施5.1本工程的质量目标100%工程（产品）合格率100；隐蔽工程质量：合格率100%；分项工程质量：合格率100%, 优良率95%；分部工程质量：合格率100%, 优良率95%；工程竣工验收：确保合格工程。5.2工程质量保证体系贯彻GB/TI19002-ISO9002系列标准；落实施工过程控制, 测量和试验设备的控制, 不合格品的控制。把质量职责落实到各个部门, 要素落实到人, 使施工工程质量处于受控状态。为保证施工质量, 在施工过程中建立以项目经理为核心的管理网络, 以优质工程为目标, 实行工程质量目标管理, 明确部门的工作岗位职责, 形成一个行之有效的质量保证体系。5.3工程质量技术控制1、班组认真按图纸, 按规程操