污水处理厂配套主管工程顶管施工组织方案

1、 污水处理厂配套主管工程顶管施工方案目录一、顶管施工方案编制依据（二）二、顶管施工简介（二）三、顶管施工方案（三）四、顶管施工设备及劳动组织（9）五、顶管施工中的安全措施（十）六、顶管施工安全应急预案（十二） 顶管施工方案编制顶管施工方案的依据：市城建研究院提供的某污水处理厂配套主管工程招标二标段全套设计施工图。某污水处理厂配套主管工程勘查地质详报由中建西南勘察设计研究院提供。顶管施工技术相关信息及该地区顶管施工应用调查资料。顶管施工区地理环境和水文状况调查J.顶管施工材料制造商提供的技术数据。顶管施工简介工程概要：工程地质概况：2-2-1。顶管施工区地形地貌为砂层。勘探资料提供43个详细勘察

2、孔，地下水位在0.64m至6m之间。2-2-2。顶管施工现场工程地质结构如下：(1)表层填充层：主要成分为杂填土，土层厚度在0.5-5.82m之间不均匀，属于孔隙大、压缩性高的松散结构土。(2)砂质粘性土层：主要分为中砂和砂质粘土组合，土壤结构极不均匀。砂层含中砂和细砂65%，砂质粘土35%，土层厚度5.1m11.45m。(3)砂层：以中粗砂和细砂为主，中粗砂占72%，细砂占28%。2-2-3。顶管施工区水文地质条件：(1)顶管施工区地下水较为丰富，主要分布在中砂层。该土层渗透系数为30m/d，为强渗透层。顶管施工区地下水与现有明渠排水系统形成相互影响的状态。雨季时，受降雨影响，水位上升较为明

3、显，对顶管施工会有一定影响。(2)顶管施工设计采用顶管材料混凝土管。顶管施工面积及数量：本招标段管线铺设施工位置主要分为田寮段、东坑段；江市段；天寮段顶管施工污水主干道设计图，直径d800；支管直径分别为d300和d200。建设里程数为：Z5K2+757Z5K4+181，全长约1409m。 中东坑段顶管施工污水主干道管径为d1400；支管的管径分别为d300和d200。施工里程桩号为：Z6K0+340Z6K1+239，总长约805米。石段顶管施工污水主干道设计图管径为d1500、d1400；支管的管径分为不要成为d300，d200。施工里程桩号为：Z6K1+239Z6K1+288，全长约104

4、9米。根据设计和施工图，本标段顶管施工有四个管径。施工类型多，工程地质条件复杂。这是选择和确定顶管工具、施工方法和施工工艺的一项重要工作。本方案的编制是顶管施工专项规划，是指导顶管施工的技术文件和施工依据。顶管施工方案管道施工方法的选择：顶管是一种非开挖地下管道施工。在国家城市建设不断发展的情况下，市政管道建设标准已趋于环保法制化。过去采用的管道铺设方式在城市建设规划中受到很大限制。 ，顶管施工是近年来市政管道施工新技术、新方法的应用。过去，地下顶管施工常采用机械开挖和人工开挖两种方法。机械顶管技术是引进和吸收国外一些设备制造工艺。由于设备制造材料和工艺缺陷，国产小型顶管机远远不能满足不同的工

5、程地质施工条件，具有很大的局限性。一般采用人工开挖施工技术。3-1-1。机械顶管施工机理分析：本标段原设计采用机械顶管施工。现场实践证明，对于松软的粉质土层、沙土层和含卵石、砾石的土层，机械顶管难度很大。在机械顶进过程中，出浆管常因无进尺堵塞，机械头卡在土层中。故障率频繁发生，直接影响工程进度，引发管道事故。机械顶管应用于软质粉土和砂层影响施工的机理分析：(1) 国产顶管机顶管施工中，在筒体结构前端设置动力旋挖切土的施力架，底部设置进浆口和出浆口。切割架。直径为50.0mm。顶管机头工作时，切削土通过排浆口排出孔外，土开挖后，用千斤顶同时顶升，完成分步顶管过程。这种顶钻作业方式非常适合一般粘土

6、层和砂层的施工，因为粘土和水混合后容易形成泥浆，而且很容易通过排料口连续排出，机械阻力很大。小，饱和粉砂颗粒比重小，容易被抽出孔外，从而达到钻孔顶进的效果。本项目施工段地质勘查报告明确告知，该段土体结构为中粗砂和细砂，顶管经过的中心端面约60%65%在沙层。系数钻切削时，沙子不能溶解成泥浆，连续的切削作用将大部分沙子分成块状附着在切削头上。另一部分堵塞出浆口周围，导流改质淤泥成为阻力，影响切割进度。列举一工程实例： 2005年7月，南沙污水系统DN1800地下管线建成。机械顶管用于软质粉土和砂层。施工失败，改为人工开挖施工。施工3个半月后，顶管工程完成。建造。（2）国内机械顶管设备设计制造中，

7、顶管动力切断部分缺乏高压注水和强泵送装置，钻井动力部分不具备碎石，使含有较大颗粒的原砂和鹅卵石不被使用。在土里施工难度很大，机头经常卡在洞里，造成事故。国外顶管机具有钻孔、搅拌、吸排功能，并在机头切割部分具有破碎和挤压功能，因此很容易通过相对较硬的土层。国产顶管机在结构设计和钻头材料的选择上都需要改进，才能在更多的土壤结构条件下使用。举个工程例子：2006年，沙井镇锦秀段污水处理厂配套主管工程施工中，原设计采用DN10001500壳层、砂石层机械顶管。一是采用国产顶管机施工。前进40m时，顶管卡入贝壳和沙石层，采用日本产顶管机施工。顶管机70m后，机械头磨损严重，因零件频繁损坏而延误工期，机械

8、顶管施工设备全部撤出。工地。采用手挖施工后，3个月完成了1.7km的顶管施工。（3）机械顶管机长度4.0m，总重量约2400kg，自重压力6KN/m（线荷）。管子顶入砂层时，管子的重量随着顶管长度的增加而增加，管底砂层的承载力仅为40KPa。如果不能满足管材的自重承载条件，管材会局部下沉，造成机械顶进偏差。少量。机械顶管本身没有纠偏能力，只能借助后液压千斤顶进行水平调整。垂直高度差无法控制。在粉质土层中，机头经常下沉，顶板向上抬，给工程质量留下严重隐患。机械顶管要求设备重量轻，并在粉质土层中配备方向调整和纠偏装置，以满足工程要求，但国家顶管机目前不具备此功能。综合以上分析，某污水处理厂配套主管

9、工程的地下顶管工程不宜采用机械顶管施工方案。3-1-2。手挖顶管施工机理分析：手挖顶管施工又称人工顶管施工，是目前顶管工程比较普遍的一种施工方法，特别是在基本采用这种方法进行顶管施工的地区。手挖式顶管施工采用人工开挖机械顶进的方法，顶管施工过程由人机结合完成。手挖式施工的特点是工程地质条件范围广。该条件可排除地下隐蔽物影响顶管施工的因素，直观了解土壤结构，及时处理顶管施工偏差。同时具有工艺简单、机械故障的特点，对控制施工进度和施工质量极为有效。人工开挖施工对工程地质条件也有特殊要求，如液化砂土、流塑粉土层等。由于地质条件的原因，在开挖过程中可能会出现施工作业的安全问题，可能会因有害气体对人体造

10、成伤害。只要在施工前和施工中采取有效的预防措施，人工顶管的正常施工就可以进行。有关问题在第5节“顶管施工中的安全措施”中有详细说明。3-1-3。通过对上述机械顶管和人工顶管施工机理的分析，结合工程实际情况，借鉴以往工程实践经验，采用手挖顶管施工是一种可行的方法。施工方法。开挖施工应在安全措施完备的情况下进行。手挖顶管施工程序及技术：手挖式顶管施工程序为：管道测轴定位顶管工作井施工顶管设备安装调试顶管安装顶进前安全试验人员入孔顶进接井取出工具室继续顶管至顶管接收井指定位置将顶管工作井和接收井改为检查井。3-2-1。测量并定位顶管施工的轴线。根据设计施工图要求的管线设置，使用全站仪进行测量定位。测

11、量控制点应根据国土局提供的平面坐标点引入施工区确定管线。施工坐标用于定位桩。工作井的施工必须经现场监理工程师重新测试确认后方可进行。测量数据必须准确，将测量结果报告提交监理工程师审核后方可施工。计量资料按市政工程计量表填写。测控点应固定保护，竣工验收后可拆除管道。3-2-2。顶管作业井的施工应按设计和施工图进行。沉箱施工井壁和底板混凝土强度C25，抗渗等级S6，垫层C20，铸石锅底平均1米左右。 .顶管施工必须在顶管工作井施工完成28天混凝土强度后才能进行。3-2-3。手挖顶管施工设备的安装调试，主要是主顶管的液压泵、管道、仪表和液压千斤顶的安装。顶管井起重运输机械设备的安装调试。顶管施工中的

12、起重设备应为门式起重机。当受施工条件限制时，也可采用钢管吊机进行吊装作业。但是，钢管架吊装设备必须按照钢管架吊装施工方案的要求进行现场制作和安装。经现场监理工程师确认后方可施工。检查。3-2-4。顶管安装是指在工作井内顶管设备安装完成并经过调试后，将混凝土管放置在孔口处进行顶管施工。顶管应水平平稳放置，管材中心线应与顶管中心线重合，同轴度误差应2mm4mm。同时，管道安装应置于千斤顶安装点的中心轴线位置，误差值应2mm4mm。管座上应设置导向槽，以保证顶管推入时不会出现偏差。3-2-5。顶进前安全试验的主要工作是：顶管顶管压力试验与检测，隧道开挖前有害气体试验，顶管压力应调整到初始顶进时的最大

13、负荷值，控制值34MPa。测试顶管在应力作用下的变形。根据工具室进入土层的位置，确定顶管段土层是否与工程地质调查报告中提供的土层结构相同。发现错误应立即报告监理工程师，确定处理方案后方可施工。千斤顶前的安全试验工作，应要求监理工程师站在现场旁，对每一台被测千斤顶的技术参数进行记录、归档和上报。有害气体的检测应在现场使用有毒气体检测仪器进行。当含气量达到安全指标时，可进行人工挖掘。当有害气体含量超标时，不能进行管道工程。必须对有害气体成分进行去除和稀释处理，并用风机将管外的气体吸入并排入管内，以达到混合交换的效果。3-2-6。操作人员应在确认安全的情况下进入工具管进行开挖、借用作业。开挖顺序应从

14、管顶到管底一个接一个，不允许先开后上。当开挖管口段土层达到斗车承载能力时，应及时运出。严禁超挖和长距离开挖，适合保障施工人员安全。开挖作业人员必须有语音信号或联系方式，及时与管理人员外的人员进行沟通，以确保施工现场的健全和安全运行。3-2-7。顶管前应校准油压表的指标，在确保无误的前提下，方可进行顶管作业。液压千斤顶工作时应与双顶同步，可自由伸缩。顶铁的刚性要保证，在正常或超载顶升时不允许变形，否则会影响顶升质量。3-2-8。当从工作井顶至终点接收井顶管完成后，应根据跟踪测量坐标点，提前在接收井位置开挖接收井壁钢筋混凝土结构。顶管，使顶管容易进入接收井。然后用吊车拆除顶管工具室。3-2-9。接

15、收井从顶管工具室取出后，应按设计要求继续顶管。当顶管长度满足检查井连接尺寸时，两井段顶管施工任务已完成，可进行下道工序。建造。3-2-10。顶管施工完成后，顶管工作井和接收井应按设计要求建设成检查井。手挖顶管施工相关计算：3-3-1：手挖顶管施工顶进力可按下式计算（GB-50268-97）： P=fr1D12H+(2H+D1)tg-(45-/2)+/r1P1L+Pf=0.22*17.6*1.632*2*6.2+(2*6.2+1.632)*tg(45-2/2)+1.7/17.6*1.632*80*102.992 =6.32*(12.4+14+0.059)*80+102.99=13377.67+1

16、02.99=13480.66KN式中：P计算的总顶力（80m长）KNr1管道所在土层的重力密度为17.6KN/mD1管道外径D=1.632mH管道顶部以上覆盖土厚度（m）取H=6.2m管道所在土层的摩擦角取自泥浆=2管材单位长度重量为1.70KN/mL管道计算的顶进长度（m）为L=80mf顶管时管壁与土壤的摩擦次数，取f=0.22Pf顶进时工具管的迎面阻力（KN）按下式计算Pf=DftR=3.14*1.64*0.04*500=102.992KN式中：Df工具管刃口入土的直径（m）t工具管边角的宽度（m）R手挖顶管顶头阻力选取值为500KN/m - 3.14 对于 pi3-3-2。手挖顶管施工实

17、际顶进力计算：标准标准计算的80m顶管长度的最大顶进力为：13480.66KN。根据顶管工程实践，经过多次计算、分析和比较，“规则”的计算值必须根据不同工程地质条件的系数进行修正。而工作井室的结构提供了依据，实际使用的顶升力可按以下经验公式计算：Ps=(0.50.6)Pmax=0.5*13480.66=6740.33KN式中： Ps实际顶管时液压千斤顶顶力的配置（KN）Pmax最大顶管力理论计算（KN）(0.50.6)根据不同土层顶管时间系数，软土取小值，硬土取大值本标段粉土层一次顶进80m，配23200KN液压千斤顶，可满足施工要求。手挖顶管施工中的减摩情况应根据工程地质条件，顶管过程中管道

18、与土体之间的润滑减摩剂是否增减而确定。摩擦阻力很小，根据地质调查报告，砂层与管道侧壁的摩擦力为0.22。管材为混凝土，管外壁光滑。因此，本标段顶管施工可不采取减摩措施。顶管工具及劳动组织4-1：手挖顶管施工设备配置清单：序列号机器名称规格数量液压千斤顶(300 *1200) 320*2根据项目进度配置液压控制台EY-40-2根据项目进度配置起重机钢管架50KN每口井一个焊机BX-350每口井一个顶铁1200 *40根据管径配置顶级支持400*400*2000每个工作井 2 套推土车0.16m /车每口井 3 个单位排水泵QL-3型每孔 1 套呼吸机T8-7.5每孔 1 套配电柜按标准每口井一个

19、4-2：手挖顶管施工人员配置清单：序列号工作能力数量责任作业监视器2两班倒负责顶管施工指挥运营商6负责挖掘土壤和运输提升2负责起重绞车操作电工2负责电气维修和电气接线焊机1负责焊接工作注：（1）根据不同管径和顶管施工工程量合理配置施工人员（2）每口井需要13人，现场可配备普工。顶管施工中的安全措施手挖顶管施工采用机械和人力同步作业，处于井下隐蔽作业状态。施工安全管理和安全措施是重要任务。为保障顶管施工安全，本方案对相关措施提出如下要求：5-1-1。施工安全管理要求：（1）手挖顶管施工主要是对操作人员和设备进行严格管理。公司生产负责人、项目经理、项目技术负责人要高度重视顶管施工的安全。（2）顶管

20、施工前应进行施工技术交底和安全教育。特殊工种和操作人员应经过公司培训和专业培训取得上岗证，方可从事顶管施工作业。(3) 施工现场将派驻专职安全员，随时检查安全问题。对存在安全隐患的，要及时整改，做到“不放过小事，确保安全生产”。5-1-2。施工现场安全管理措施：（1）顶管作业井边应设置刚性围栏，并悬挂警示标志，非施工人员不得进入现场观察和查看。（2）配电箱和电力系统应设置安全保护装置，电气设备应做好防雨、防潮保护，线路架设应执行电气安全规程和标准。(3) 操作人员在井下往复作业时，必须通过安全稳定的钢结构自动扶梯。严禁使用起重设备将操作人员上下作业井。（四）按照“三宝四口”安全管理要素，严格检

21、查督促经营者，做好经营者安全防护教育。（5）在强降雨、台风季节和高温季节，应暂停手挖顶管施工。一是保证管道施工的安全，二是使工人有良好的精神状态。施工人员营造健康的环境和文明的施工氛围。5-1-3。工程机械设备安全管理措施：(1)应保证吊管和不接地吊机的机械完整性率，不允许机械超载吊装和非法操作。(2)起重绞车应设有制动系统，以保证起吊安全。经常检查和维护机器以立即处理问题。对于机械易损件，应及时更换损坏的零件，以确保机器在安全可靠的状态下工作。(3)起重钢丝绳是起重机的关键部件。长期磨损会造成破损和损坏。钢丝绳必须在现场使用。如发现钢丝绳有毛利或断头，应及时更换。（4）吊钩应设有安全装置，以

22、防止在起吊部件时钢丝绳脱钩造成事故。（5）使用钢管架吊装设备和物体时，必须检查钢管架吊装设备的结构强度。（6）使用钢管架吊运物前，检查工作井周围钢管架的安装定位情况，并组织相关监理工程师、安检部门等专业技术人员进行现场考核，只有在确认安全无误后才能使用。(7)顶管所用的液压千斤顶、液压输送泵、压力输送管在施工前应进行维护保养，油压表应进行标定校准后才能使用。5-1-4。顶管施工中的安全措施：(1)采用手挖顶管施工，安全事故的主要因素是工程地质条件。在软饱和砂层顶管施工过程中，由于地下水和承压水的互补作用，会出现喷砂现象，影响施工作业和人身安全。采取加固和止水措施。(2)饱和砂层顶管施工段应采取

23、止水措施。靠近河道的水系或管道一侧的排水道，应在连接面上采用旋喷桩进行止水，可有效控制压力水渗入屋面。管道的开挖部分导致喷砂。可有效防止管道施工时的喷砂和管道使用时的变形沉降。工程实例表明，松散饱和砂层顶管施工、止水是一项涉及施工安全的重要工作。(3) 规划中已对顶管施工区域工程地质条件进行了描述。根据设计施工图，顶管埋深在地表以下6m-7.6m左右。管道位于粉质土层。海洋沉积淤泥会产生有害气体。顶管施工时，必须使用测毒仪对工作区域进行测量。确认有害气体对人体造成的危害符合安全标准后，方可施工。常用的方法是使用呼吸机。连续通风换气法，消除有害气体对施工人员的危害。（4）本标段顶管施工期间，应注

24、意防止井间高空坠物、起重设备的使用、泥沙涌出和管道内有害气体的排放。管道开挖。的安全事故。顶管施工安全应急预案准备目的的开挖边坡滑坡、塌方、明挖管线铺设、顶管井机械吊装等施工安全事故，使事态发展得到有效控制和减少。或减少人身伤害、财产损失和对企业的负面影响，按照公司应急预案与响应控制程序和重大安全生产事故及应急管理办法的要求，结合项目实际情况，制定了专项计划。 .适用范围本预案适用于露天矿和露天矿吊装施工过程中可能或可能突然发生的侧断滑移、高空作业、坠落、有害气体等安全事故的应急准备和应急响应。本工程管道基坑铺设。应急救援组织和职责6-3-1。组织项目部成立现场应急救援领导小组，以项目经理为现

25、场指挥员，技术负责人为副指挥员，项目部总工程师、施工人员、安全主任、安全员、技术员、机械师、材料工人和收银员。和团队领导作为团队成员。现场应急救援领导小组办公室设在项目部质量安全室，项目安全主任兼任现场办公室主任。 （附件：项目部现场应急救援领导小组）6-3-2。相关职责一、现场应急救援领导小组职责：（一）负责根据项目特点识别高危源和重要环境因素，组织编制相应的应急救援预案。（二）负责组建应急救援队伍，组织应急培训演练。（三）负责组织项目部相关部门或人员做好重大安全事故或突发事件的预防和应急救援工作。（四）事故发生时，现场指挥员发布应急救援指令和信号；负责组织、指导救援队伍实施救援行动；及时向

26、公司应急指挥中心报告事故情况，必要时向当地政府发出救援请求。（五）参与和配合事故调查，总结应急救援工作和经验教训。2、现场应急救援队成员的职责：现场总指挥：负责组织指挥项目部应急救援工作；根据现场情况确定危险目标，评估判断发生情况和潜在危险或危害，确定启动应急响应级别。现场副总指挥：协助现场总指挥，负责现场应急救援相关指挥工作。项目总施工：负责现场指挥救援、警戒、治安、疏散、路管工作和工程机械抢险抢修工作。行动组组长：负责救援、安全、安保、疏散和道路控制。安全总监：负责信息收集和对外（对外：当地政府、消防、医疗、救援等部门）紧急联络，负责对外沟通与沟通；负责应急工作中车辆、物资和人员的调度。安

27、全员：协助现场指挥员进行事故报警，负责事故现场的危险和危害监测，报告情况并处理事故。技术员：协助现场副指挥员进行应急救援，负责提供事故现场地质、脚手架等事故处理相关技术资料。机械师：协助现场指挥员进行应急救援，负责现场指挥工程机械抢险抢修工作。物资文员：负责应急救援物资的供应和运输。出纳：负责现场医疗救援指挥和中毒伤员分类救援护送转移工作。组建救援队救援队是安全事故和突发事件应急救援的骨干，承担现场救援处置任务。项目部根据施工实际情况和需要，以施工总干事为队长，由相关作业队或施工队负责人为副队长，组建兼职应急救援队伍非专职，负责人员救援、工程救援、抢修、安全防护等工作（附件：应急救援队）培训和

28、演习6-5-1。项目施工前或施工过程中，项目安全负责人对项目部现场应急救援队成员和应急救援队人员进行应急知识培训，明确各自的任务和责任，掌握一定的救援技能。知识和技能；一旦发生事故，指挥机构能正确指挥，各救援队能根据各自的任务，及时有效地排除险情，控制事故，抢救伤员。6-5-2。施工过程中，项目经理应组织应急救援队成员和应急救援队成员对突发泥浆、流沙、塌方、有害气体对人体造成伤害、开孔不稳定等事故进行现场处理。条件允许时开挖基坑。应急模拟演练。各队员要按照职责协调配合完成演练，提高应急处置能力。应急培训或演练次数可根据实际需要临时增加。应急准备1、应急医疗物资的准备：简易担架、跌打药、包扎纱布

29、等应急医疗物资。2、应急抢险抢修材料的准备：根据施工实际情况或可能发生的涌泥、流沙、塌方等事故，应准备一些止水、加固材料、沙袋、土袋和临时支撑支架。在现场妥善保留。 、槽钢、木方等，并加强应急物资配备的日常管理，确保随时应急使用。 6-7。应急响应级别应急响应级别按事故大小可分为三个级别：一级（项目级）响应：当现场坡度不太严重且无重伤或死亡时，由项目部自行组织救援、应急救援和事故处理，但现场监督应及时报告。2级（公司级）应对：当现场边坡坍塌严重、多人受伤或重伤，或有人员死亡时，项目部应立即向公司应急指挥中心报告，要求公司增援。公司应急指挥中心在现场协助指挥救援组织、救援和人员救援工作，负责事故

30、的调查处理工作。项目部应及时向施工单位报告事故情况。3级（社会级）应对：现场基坑不稳定、管道瓦斯损坏、塌方非常严重、危及周边安全或人员伤亡严重时，项目部应立即报告公司应急指挥中心，向公司请示 总经理同意后，及时请求当地政府及有关部门支持，及时有效控制事故发展，减少人员伤亡和财产损失.6-8。应急响应6-8-1。基坑开挖过程中发生横向位移和局部失稳，以及顶管施工过程中发生下沉位移、涌泥、涌砂等情况时，项目部应立即启动并实施应急救援预案，并根据事故严重程度等情况确定应急响应级别。6-8-2。发生事故时，事故人员应首先大声喊叫，并通知现场施工人员和安全员。安全员应立即向项目经理（现场总指挥）和项目技

31、术负责人（现场副总指挥）汇报。项目经理应根据事故或危险的大小确定应急响应级别，立即组织现场应急救援队成员和应急救援队成员及其他相关人员开展救援救援工作。事故严重时，项目经理应立即向公司应急指挥中心报告。如果事故很严重，还应请求当地政府和有关部门的支持；同时，组织项目部人员积极采取措施进行补救，并致电当地医院就医。救援，尽量减少人员伤亡和财产损失。6-8-3。紧急安全疏散发生重大管道坍塌等可能危及外部建筑物和人员安全的事故时，项目部现场应急救援领导小组应组织与本单位应急救援无关的人员紧急疏散。事故。事故现场的施工人员必须做好自我保护，做好自我护理，才能等待救援人员到达。6-8-4。工程抢修有效的工程抢险抢修是控制事故发生的关键。项目部现场应急救援领导小组应根据事先制定的应急预案或措施，根据个人情况，指挥应急救援队伍和其他救援人员尽快排除险情，防止事态扩大。保护。6-8-5。现场医疗救援对煤气中毒人员，根据中毒、受伤程度，及时转移到专业医院；受伤人员应立即抢救，并根据受伤程度及时转移到专业医院进行救治。严重者应进行人工呼吸，并及时拨打120急救。6-8-6。社会支