人工顶管施组

1、包头市昭南大道管廊工程钢筋混凝土套管顶管施工组织设计编制单位；包头市润福龙工程有限公司编制日期 ；2017年8月5日顶管施工组织设计一、工程概况包头市昭南大道管廊工程位于包头市滨河新区，工程设计由上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司承担。顶管位置位于K3+880-K6+520处，属于黄河冲积平原的黄河价地。该地区地下水位较高，稳定水位在-2.8米-9.8米之间。土壤结构为素填土厚度0.6-2.6米之间，层底标高1003.48-1005.89、粉质粘土厚度1.2-9.3米之间，层底标高994.42-1003.90、细沙厚度6.1-11.7米之间，层底标高985.58-989.95。根据图纸及

2、实测顶管施工范围的原地面高程在1005.82和1007.17之间。施工场地在管廊沟槽和管廊施工便道范围内，顶管穿越管廊施工便道。本施工组织设计根据现有地勘报告编制，在实施过程中如地下情况改变（如遇岩石、树根、泥结碎石、构筑物等）另行编制措施方案。二、施工简介顶管施工，是在顶管工作井内安装千斤顶，提供水平推力，将待顶管节，一节一节由工作井（起点端）顶推至接收井（终点端）。从而达到非开挖暗敷管道之目的。顶管施工作业在工作坑内进行，工作坑内顶管后靠背为顶管千斤顶提供支撑作用，采用钢筋混凝土、钢梁、枕木结合的方式提供支撑力，依靠液压千斤顶产生动力，后背提供反作用力，推动砼管向土体切入，管内的土由小车运

3、至工作坑处提升至地面，留做管廊回填土使用。边出土边顶进，顶入土内不大于1/2根时接另一根，直至顶入长度达到设计要求。施工中的主要难度是地下水位较高，根据地勘报告顶管主要穿越位置在地下稳定水位区顶管内。顶管过程容易发生塌方、管道下沉等事故。顶管挖土非常困难。故顶管施工降水非常重要，施工中必须保证降水不间断进行。三、施工部署我们将组织高素质精干队伍，强有力的管理机构，精良的施工机械设备迅速进场，建立健全施工所需相应职能部门，完善管理结构层，满足该工程的需要，确保完成该项目工程。计划投入顶管设备三套，能同时进行三趟顶管施工，安排管理人员、技术人员、技术工人20人，施工进度确保每天单趟顶进8米四、顶管

4、施工顺序及工作主要内容（一）施工准备（二）场地平整（三）测量放线（四）施工降水（五）工作坑开挖设置（六）设备安装（七）管道顶进（八）沉降观测（九）安全措施（十）文明施工（一）施工准备1、进场后迅速进行临时设施搭设，及时解决施工用电和生活用电。（因为现场比较狭窄我单位以最简单设置可移动临时设施，现场办公室30平方米、工人宿舍100平方米、工器具库房50平方米，在进场前还需根据甲方要求和具体位置大小进行详细规划）。2、了解顶进管道的实际长度，埋深，管道的设计要求和结构要求，掌握穿越段地质情况，管廊施工和顶管的交叉施工情况。确定工期、材料进场时间、种类，安排机械进场。与相关部门取得联系，办理有关手续

5、，了解穿越段地下管线，障碍物实际情况，确保施工正常顺利进行。配备相关的设备、材料及各种辅助设施。做好围护搭设，设置明显施工标志和安全警示标志，提醒过往车辆和行人注意安全。做好现场环境保洁措施，防止扬尘污染。（二）场地平整及设置安全警示围挡1、场地平整应在具备施工条件时进行，面积大小按照作业坑、临时工棚、堆土区域，材料放置等使用范围确定。同时应考虑到施工机械的摆放位置、占地面积大小、进出场道是否满足需要。2、在工作坑处进行全封闭围栏挡护，并设置明显标识、标牌，穿越处设置安全警示标志，提醒过往行人和车辆注意安全。3、夜间在每个警示点和隔离带处设置照明灯和信号灯，并使用26伏的安全电压。（三）,测量

6、放线1、按甲方、设计院提供的井位轴线控制桩定位。测量设备采用尼康全站仪测量。2、始发工作井施工结束后，按始发工作井顶进孔实际坐标与设计终点的坐标测量放线，定出管道顶进轴线并将轴线投放到始发工作井测量平台上和井壁上。在始发工作井四周建立测量控制网，并定期进行复核各控制点。始发工作井上下点的投放采用苏光 DZS2 水准仪。投放顶管测量始测点和1个后视点，始测点设在顶管后座专用测量平台上，后视点设于顶进孔上部的井壁上，定期互相校核。3、管道轴向测量施工管道轴向测量采用高精度激光经纬仪进行测量，测量主要用导线测量法，测量平台设在顶管后座处。测量光靶安装在第一节管道内部，测量时激光经纬仪直接测量第一节管

7、道内部测量光靶的位置，并根据计算结果计算第一节管道的实际状态进行正常与否判断。4、顶管水准测量高程测量，在地面上把永久性水准点引测至井边，通过垂直吊钢尺引测至井下，设临时水准点，再在工作井架设水准仪测后视工作井标靶，前视第一节管道标靶即可知道管道高程是否正常。闭合差按二级水准控制。（四）施工降水1、由于本工程土质情况差，水位高，顶管施工中容易发生塌陷、管道下沉等事故，所以应在顶管沿线单侧3米处（可根据套管位置调整）进行钻井降水处理。井位纵向间距8米，钻井深度18米，井内放置污水泵（井点间距根据实际情况确定），并至少预抽七天后，方可开始顶管施工。钻井采用回转钻机，成孔为500mm，清水钻进，成孔

8、后下入内径为300mm波纹管，填入厚度为100mm滤料，滤料为粒径3-5mm砾石，洗井采用1台空压机（6m³）进行，洗至水较清时为止。2、钻井内污水泵抽出的污水应用罐车拉运外弃，外弃运距预计15-20Km。（五）、工作坑开挖设置1、按照测量放线所确定的工作坑位置，设置工作坑，底面积为长8米x宽5米=40平方米。如果管廊工作面能够使用，我方根据工作坑高程确定临时下挖或填土形成40平方米工作坑底面，工作坑内现浇C30钢筋混凝土靠背长2米x高2米x厚0.5米。（注；管廊土方已开挖，靠背后没有支撑，设计为0.8米厚。管廊土方未开挖，靠背后有支撑，设计为0.5米厚。制作详图后附）靠背后可根据挖

9、填确定土方支撑。如果管廊没有施工土方工程，我方需在工作井周围布设井点降水并采取挖掘机挖土，深度根据图纸要求大约8.7米，按1；1放坡，中间设一道1.5米宽台阶。工作坑不设支撑可以正常施工。2、工作坑成型后净空尺寸为直径8米x5米=40平方米深度约8.7米。开挖时应注意原有管线不受破坏，尽量减少对顶坑周围土的扰动。作业坑挖掘完成后，立即进行围护，设置醒目警示标志，确保人员、车辆安全。并保证工作坑内干燥无水。5.3工作井施工完毕后，可进行工作井下的设备安装工作，（六）、设备安装1、顶背安装用截面积0.3x0.3方木码剁，前部用工字钢支撑。2、导轨设置是顶管工程的关键，要求牢固可靠，轨距，高程，必须

10、准确。首先将钢筋混凝土工作坑底清理，用预留地锚螺栓紧扣导轨，导轨安装完毕之间用DN80钢管连接，导轨方向应绝对和管轴线方向平行，且导轨中心间距轴线和所要顶进管道轴线的垂直投影线完全重合一致，导轨安装的允许偏差为：轴线位置：3mm；顶面高程：0+3mm；两轨内距：±2mm。安装应符合规范要求。3、主顶站千斤顶油缸固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底横梁上，千斤顶着力点应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。千斤顶最大顶力不大于8000KN。油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少。油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进行试运转。顶进开始时

11、，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顶进。4、顶铁应有足够的刚度。顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型；当采用型钢焊接成型时，焊缝不得高于表面，且不得脱焊。顶铁的相邻面应互相垂直。同种规格的顶铁尺寸应相同。顶铁上应有锁定装置。顶铁单块放置时应能保持稳定。5、顶进阻力计算Fp；D0Lfk+NF（1）式中：Fp顶进阻力（KN）D0管道外径（m）为1.22m；2m、2.2mL管道设计顶进长度（m）为45m；fk管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（KN/m2），取5.0KN/m2；NF管道迎面阻力（KN）NF=/

12、4Dg2P（2）式中：Dg顶管机外径，为1.22m；2m、2.2mP土仓压力。P=K0H0（3）K0静止土压系数，K0在0.330.7的范围内变化，一般取0.55土的容重(KN/m3)，层土壤容重为2.15g/cm3，折合21.5KN/m3 ；H0地面至管道中心的深度(m)，施工中取最深位置H08.7m。经计算：P=189.2KPa NF=334.18KN Fp= 4403.61KN主站最大顶力，按工作系数 K0.9 计算，P8000³0.97200KN，大于全程最大阻力。（七）管道顶进管材采用包头市青建水泥制品厂专门订做的钢承口带止水圈2米长DN1000，和2.5米长DN2000的

13、预应力钢筋混凝土III级管。（止水圈作用防止管道完工后地下水进入管道内、方案后附照片）因顶管路段属于包头市南部，地下水位较高。在顶管挖土施工作业中有地下水渗入工作面和管道的可能，因此在工作坑内设置集水井将管内余水收集到集水坑内用泵排出。顶管单趟约40米至74米，我施工单位采用最先进的500T液压千斤顶管机3套，25T吊车提管，可同时进行3趟穿越顶管。施工中采用人工挖土，用小车推出到工作井内用吊车吊斗提升至地面做管廊回填土，施工24小时不间断作业，中间停顿时间不得大于6小时，如因设备发生问题，即时更换备用设备。施工中先挖掘小于砼管外径的洞体，测量轴线找点修整，而后进行高程测量，符合设计要求时，再

14、进行顶进工作。修整时，下方135°内不得超挖、空挖，上方超挖不得大于20毫米。注（因管道在顶进时管壁外侧紧贴土层做剪切土层前进故不会造成空腔，所以不会有顶管后空腔塌陷发生）为保证轴线的准确，地面轴线引入作业坑内，并不少于2次的复测，无误后，引入作业坑内测量，测量所用线坠的两侧取平均值记入测量记录，测量记录每次开镐前进行,每镐完成后进行复测，但每节顶进测量不得少于一次。高程和轴线的正负偏差不得大于50毫米。顶管协会试行规范允许误差见下表 (mm) 项目允许偏差轴线位置D<1500<300D1500<500管道内底高程D<1500+100-200相邻管间错口钢管2

15、混凝土管道15%壁厚且不大于20对顶时两端错口50如果顶进中发生偏差，应在10毫米以内进行纠偏。顶管偏差校正要以预防为主，不能等产生明显超差时再进行校正。必须逐步由误差调整到正确，预防误差积累，纠偏应在顶进中采用小角度逐渐进行校正，其校正方法有：1、挖掘校正法：采用在不同部位调整挖土量的办法，以达到纠偏的目的，这种方法校正误差范围一般不大于10 20mm.施工中要不断总结经验，调整挖掘范围，保证顺利顶进，决不能盲目掏挖造成偏差，也不可盲目纠偏以产生隐患。2、强制校正法：偏差范围大于20mm 时，采取纠偏千斤顶纠偏法。3、衬垫校正法:当局部地基软弱、地基承载力不足而使管头低沉，这时应结合顶木校正

16、法同时在管底下衬垫，换填砂石加木板等以增加地基强度测量人员读仪器必须准确不得误读和误判。每镐完成后及时填写当班记录表。4、顶管设备DN1000mm、DN2000顶管选用3套500T的液压千斤顶。其它设备包括：导轨、千斤顶架、替顶分压环、后承压板、220挖机、25吨吊车、操作平台、爬梯等。（八）、沉降观测顶管施工会造成对土层的扰动，使地面可能发生微量的下沉，采取监测保护措施。1、对有可能造成破坏的路面进行监测，其方法是在顶管穿越路面上布设沉降观测点，定期进行水准测量观测，随时注意道路的变化，是否发生沉降。2、在顶管施工中，采取措施控制沉降量，其措施方法主要有：控制超挖、多挖及土层的流失；控制（调

17、整）顶管偏差；控制顶进速度，以减少顶管对土层的扰动。（九）、施工安全措施1、顶管工程安全施工要求1.1、工作坑开挖后注意地面排水，防止地面水及雨水流入坑内，如流入应及时排出。1.2、上下工作坑设置扶梯，并栓牢，防止扶梯倾倒伤人。1.3、工作坑周围设护栏，防止人员围观，以免发生意外。1.4、在起吊出土时，首先检查机具，钢绳，吊斗是否正常，方可开机进行施工操作。1.5、起吊过程中，坑下人员必须远离吊斗下方，以免发生吊落伤人。1.6、凡进入工作区域工作人员必须戴好安全帽，不得穿拖鞋和赤臂工作。1.7、土方运至地面外，必须运至指定地点，远离工作坑3米以外，以免造成侧压塌方，坑口处严禁有任何土石、杂物，

18、防止掉落伤人。2、顶管顶进操作安全规程2.1、顶管机专人操作，每次开工均要先作运行，符合安全要求后方准正式操作。2.2、坑内，管内照明设备，必须使用不能超过36伏的低电压源。2.3、管内操作人员随时注意空气质量，如管内空气恶劣，应及时通风。2.4、下管时应有专人指挥，坑下操作人员要处在安全角落，不得处在起吊的管下方，采用溜绳缓慢下管。管子吊起时，应拉住溜绳，待管子晃动停止后，再徐徐下到坑内。2.5、顶铁与管子必须保持轴线、重心一致，发现左右或向上有凸起现象，立即停镐，及时调整。2.6、搬运顶铁及胀圈要稳拿轻放，不准抛扔。2.7、管道掘土应在管内操作。2.8、机械顶管时，动力设备与电器线路必须绝缘良好，其他传动部分必须加防护罩，检修时必须先拉闸，机械开动必须先用试电笔测量是否漏电。2.9、严禁非指定人