顶管施工方案设计

研究院有限公司高新院区顶管施工方案草案2020年3月23日

目录1、编制依据 32、工程概况 32.1工程概况 32.2其他情况 33、顶管方案 33.1设备选型 33.2工艺流程及特点 33.3工作坑 43.3.1工作井和接收井 43.3.2工作坑施工方法 43.3.3出土方案 43.4顶力计算 43.5平面布置、井内布置及工作井内设备安装 53.6测量控制 53.7顶管顶进 63.8顶管出洞 63.9特殊情况处理应急措施 73.10、顶管施工应注意的问题 74、施工计划 74.1项目组织与管理机构 74.2主要材料与设备计划 74.3施工进度计划与保证措施 75、安全文明施工 75.1文明施工措施 85.2环境保护措施 86、质量控制 87、应急预案 97.1危险源辨识 97.2危险源的预防 97.3、事故的应急措施 107.4风险控制 111、编制依据1).顶管相关技术规范规程及相关参考文献。2).目前了解到的进口设备ABS600相关情况。3).高新院区供热管线项目与供电电缆项目走线布设情况。4)西安院高新院区院内建筑与构筑物及地质勘察相关资料。2、工程概况2.1工程概况本工程为有限公司院内供热管道与供电电缆顶管工程。供热水管道由4根Φ250mm管道组成，根据到场设备信息情况，本次顶管可暂定采用Φ600mm顶管进行考虑，管中心标高根据勘察资料确定，埋深暂定3m。顶管起点位于院区南操场，顶管终点位于联合泵房，顶管长度为200多米。供电电缆顶管起点位于院区南操场，顶管终点具体尚未确定，暂定2号厂房西北角，顶管总长度200多米，具体顶管管径及其他相关参数可待供热管线施工完毕再另行确定。2.2其他情况其他需要做好的工作如下：1）本次顶管要从三座厂房与4条场内道路下方穿过，因此厂房基础设计形式与埋深及厂房内是否有独立基础等其他情况需要调查清楚，道路下污水管道埋深及是否有预埋电缆等情况需要调查清楚，场内地质情况亦需要参照相关勘察报告调研清楚。2）方向控制。3）合理确定顶进头和顶推力。4）开挖面的正面稳定。5）地面沉降控制。3、顶管方案3.1设备选型本工程拟采用我公司新进设备ABS600型钻机进行施工。3.2工艺流程及特点施工工艺流程为：工作坑开挖设备安装钻孔扩孔安管设备拆除该工艺特点是先将螺旋钻杆沿管道中心轴线钻入土中确定管道导向后，再用螺旋扩孔钻头扩孔至设计管径，然后利用螺旋钻杆将管子拖入孔洞中。因螺旋钻杆直径较小且装有导向仪，能较好的控制管道轴线，定为较准确，股管道的轴线控制质量较好。3.3工作坑3.3.1工作井和接收井工作坑包括工作井和接收井，根据目前了解到的该ABS600设备性能，其顶推620/640mm钢管的能力极限大约在50米，因本次顶管总长度200多米，故需设四个工作坑，可顺序编号坑1、坑2、坑3、坑4，其中坑1为工作井，坑2、坑3兼做接收井与工作井，坑4为接收井。工作井作为顶管机的工作场地，须满足顶管过程中结构的稳定安全，且截面设计须满足顶管千斤顶、后背尺寸要求。本项目工作井尺寸暂定为长x宽x深=7mx4mx4m，接收井尺寸暂定为长x宽x深=4mx3mx4m。3.3.2工作坑施工方法1）本工程工作井和接收井的井位地质情况稳定，无地下水，均为临时设施，井壁可以采用钢板桩支护或钢筋网+C30砼支护（具体采用何种支护方式可待具体计算后确定）。2）工作坑井底的标高要符合要求，井底采用20cm厚C30砼封闭。3）施工时要保证顶管靠背的稳定，可采用C30砼浇筑，避免滑移与倾覆。4）工作坑上部设置30cmx30cm砖砌止水墙，沿四周设置。为防止基坑积水，在坑内角落设置积水坑。3.3.3出土方案对于被挖掘的土，如进场顶管设备无自动排出坑外装置则采用吊装设备排出坑外。余土外运需按文明施工要求和渣土处理办法，运到永久堆土点，不得污染沿途道路环境。3.4顶力计算1）推力的理论计算：F=F1+F2其中F—总推力；F1—迎面阻力；F2—顶进阻力F1＝π/4*D2*P(D—管外径P—控制土压力)P＝K0*γ*H0式中K0—静止土压力系数，可根据常规推荐值选取。H0—覆土厚度，地面至掘进机中心的厚度γ—土的重度F2＝πD*f*L式中f一管外表面平均（根据顶进距离平均沙砾土）综合摩阻力D—管外径L—顶距3.5平面布置、井内布置及工作井内设备安装1）在工作井范围内实行全封闭隔离施工。2）现场拟采用8t汽车吊进行设备及管道吊装。3）井内布置：工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、扶梯等。4）导轨安装。严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合要求。5）严格控制轨道顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。6）导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。3.6测量控制测量工作贯穿于顶管施工的全过程，必须严格测量控制。对测量结果，要重点要控制以下内容；（1）对测量桩点进行复测；（2）对测放的工作井，管道的轴线和标高进行定位复测；（3）对顶管机导轨轴线和标高进行复核；（4）对出洞的标高和轴线进行复核。只有上述复核内容符合要求后方可同意施工进入下道工序。3.7顶管顶进在顶管施工前，要作好扎扎实实的技术交底和安全交底工作。让所有施工人员除了掌握顶管操作技能和注意事项外，还应掌握处置突发事件的方法。在施工时，必须按照设定的管道中心线与顶管工作井、接收井建立地面与地下测量控制系统。测量纠偏是顶进的控制关键，必须贯彻“勤勤纠”的原则，并做好详细记录。3.7.1顶管穿越地下管道在顶管穿越地下管道时，应确保顶管在穿越过程中不影响或尽可能少影响这些管道的使用功能。所以，在顶管穿越之前，应结合原始资料，进一步调查各类管线与顶管交叉处的垂直距离，土质情况，分析可能产生的影响程度，根据不同情况采取下列控制措施。（1）对局部土体进行加固；（2）加强对顶管周围环境和土体内应力的监测，用信息化指导施工；（3）适当放慢顶进速度，根据土体中应力变化，随时调整工具管或机头正面土压力、注浆压力及推进速度等施工参数，减少对周围土体的拖带；（4）在某些关键部位附近预先打入中100mm注浆管，配备好注浆设备，并作好预案。当发生较大土体沉降变形时，及时进行跟踪注浆以减少和控制土体沉降和变形。本次工程会穿越场内四条道路，应确保道路下存在管道的安全。3.7.2顶管穿越地面建（构）筑物在顶管穿越地面建（构）筑物时，要密切注意顶进参数，做好地面沉降的监测分析，及时根据现场情况，调整施工方法，确保地面沉降的监测分析，及时根据现场情况，调整施工方法确保地面的沉降量控制在允许范围内。在本工程的施工中顶管需穿越三座厂房，应严格控制沉降量，保障厂房的安全。3.8顶管出洞顶管出洞前，必须进行以下的控制，确保顶管顺利出洞。1）对顶管整个系统的安装，单机调试进行全面检查，并进行设备联运调试。2）检查洞口前方的土体是否正采取了加固措施，洞口前方是否建立了沉降监测。机头出洞时，顶进操作应谨慎平稳匀速推进。3.9特殊情况处理应急措施工程在顶管施工时如遇到意外情况，如土质突然变化、遇到障碍物等，必须采取有效的措施来处理。1）地质发生很大的变化，突然间变硬或变软。2）在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。操作人员必须严格遵守这样一条规定：无论何种情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实汇报情况，以便分析原因，找准对策。3.10、顶管施工应注意的问题1）工程地质和水文地质条件顶管施工前必须了解土层的变化情况；对于要经过的回填土地段，需要提前加固处理，以防顶管施工后地表有过大的下沉。2）超前探查地下管线。3）穿越建筑时对基础的探查顶管在建筑物基础下施工时，需要明确施工路线上所遇到的基础类型，对于部分基础在顶管顶进前可采取加固措施。4）汛期施工问题。汛期施工，应做好防汛防台工作，尤其是要防止井内进水，机头被淹、停电等情况的发生，以免影响正常的工程进度。5）管材供应问题。管材的质量，必须虽时抽查，防止在施工期有不合格的管材进场。在施工期间，应保证管材的连续供应。。4、施工计划4.1项目组织与管理机构4.2主要材料与设备计划4.3施工进度计划与保证措施5、安全文明施工文明施工是一个施工企业管理水准的标志，也是达到该战略方针的必要条件。争创文明施工企业，执行文明施工条例，是我们的责任和义务，为此制订以下文明施工技术及组织措施：5.1文明施工措施1）建立文明施工管理制度创建标准化文明工地。2）施工过程中，材料、机械堆放按指定位置排列，做到整齐有序。3）车辆进出场地必须干净整洁，车辆运输材料用帆布遮盖，以免洒落。运输车辆严禁抛洒，违者处以重罚。4）在施工现场周围设置醒目的文明施工标语。5）工地实行挂牌施工，注明工程名称、工程规模、开工竣工日期，工地负责人、责任人，明确监督电话。6）办公室内必须图表整齐，施工内部资料齐全。7）所有施工人员统一安全帽、统一服装。8）施工现场实施封闭化管理，现场施工范围设置临时围栏，并安排值班人员24小时值勤。5.2环境保护措施1）施工现场清理及废料废方处理在施工过程中做到工完料清，保持工地干净整洁，废料废方堆放应统筹安排，应按规定或指定的地点堆放。2）工程材料进出应做到封闭严密，防止散落，如出现散落垃圾，专人负责清扫。4）要求做好围护工作，防杂人进入施工现场。6、质量控制1）质量保证体系在本工程中要认真形成从质量策划，合同评审，供应商的评审，采购验证，施工过程控制，检验，测量和试验设备的控制，不合格品的控制，文件和资料控制，质量记录的控制到培训、服务等标准质量保证体系。2）建立健全质量管理网络为保证施工质量，在施工现场实行以总工程师为核心的质量管理网络。实行工程质量目标管理，明确各部门的工作岗位职责，落实质量责任制，形成一个有效的质量保证体系。3）加强自检，互检制度，做好上下通工序验收，只有上道工序通过验收后方可进行下道工序施工。4）把好原材料、成品的质量关。7、应急预案7.1危险源辨识危险源辨识有如下内容：物体打击、土方坍塌、高空坠落、触电、交通事故、公用设施破坏。7.2危险源的预防1）物体打击的预防（1）顶管工作井、接收井施工过程中钢丝绳连接处卡头每处不应少于2个；钢丝绳每两天检查一次；吊土麻绳直径不应大于20mm，每天检查两次。圆形易滚动物体应设片塞；堆集物体高度不应大于1.5米。2）顶管施工下管时应使用专用起吊设备，改用其它装置时应通过有关人员准许。吊杆钢丝绳卡头连接不应少于2个，挂管工具应使用专用工具。主吊钢丝绳每3天检查一次。3）沟槽边1米以内不准堆放物体；管材应分散放置，不准堆码。4）顶管管材在井边放置不准堆码，管材应用卡塞固定。5）顶管机高压油管接头应联接牢固，每3天检查一次，有问题及时更换。2)土方坍塌事故预防(1)开槽施工中现场技术人员施工前应按施工规范及技术要求进行交底。钢板桩之间的土方挖除后应马上安装横支撑，无支撑时沟槽内严禁下人。(2)沟槽开挖严禁掏挖神仙土。如因地质问题造成塌方形成神仙土，悬空的砼路面板应及时清除。(3)顶管工作井及接收井逆作法灌注砼井壁时分层高度不应大于1.2m。(4)顶管工作井及接收井如地层结构发生变化，确需改变原设计井壁结构时应通知相关人员，同意后方可改变。3）、高空坠落事故的预防(1)顶管工作井及接收井边围栏应使用国家标准脚手杆，严禁使用薄壁不合格材料做围护杆。围护立杆应深入砼井壁不小于200mm，井边围栏的具体搭设尺寸应按设计图纸施工。不得随意更改。井内上下人爬梯要焊接全封闭护栏。独脚吊杆操作人员要系安全带。(2)工作井、接收井的进场、转场、搭设简易龙门吊、拆除简易吊脚手架杆时现场技术人员应进行安全交底，交代搭、拆顺序，施工作业人员需带安全带。4）、触电事故的预防(1)工地施工用电及生活用电的配置应由专业电工按《施工现场临时用电安全技术交底规范》的相关要求进行配置。(2)电缆线的使用期限应进行登记标识，年久老化与使用功率不匹配的电线、电缆禁止使用。(3)各种电器应设置防潮措施，所有线、缆接头应、打结，并用绝缘胶布包扎。(4)所有穿越各路口的明设电缆必须加设钢管防护套。6）、交通事故的预防所有施工作业面开工前必须按要求设置安全防护栏、安全警示牌、限速牌、单行线标识牌、禁止通行牌、夜间警示灯，经安质工程师检查验收合格后方准施工作业，夜间需有专人巡视7.3、事故的应急措施1)当发生物体打击事故时，施工现场负责人应马上组织现场人员进行事故急救。同时拨打急救电话120、110，并电话通知项目经理、安质工程师，组织保护好事故现场，以利事后调查。2)当发生土方坍塌事故时，施工现场负责人应马上组织现场人员进行事故急救，同时拨打急救电话120、110，并电话通知项目经理。当明确事故人员具体位置时，可配合挖掘机急救，位置不明确时人工急救。事故人员救出后马上进行人工呼吸，保护事故现场，以利事后调查。3)当发生高空坠落事故时应将事故伤员就地放平妥善安置，如有外伤应进行止血，拨打急救电话120、110，同时通知项目经理、安质工程师，保护事故现场，以利事后调查。4)当发生触电事故时，应马上切断电源，将事故人员放平进行人工呼吸。同时拨打120、110急救电话，通知项目经理、安质工程师，保护事故现场，以利事后调查。5)当发生交通事故时，现场负责人应马上组织，将伤者救出、止血、急救。同时拨打急救电话120、110，交警支队电话保护事故现场，以利事后调查。6)当给水管挖断时，应马上将就近阀门关闭，电话通知相关人员抢修7.4风险控制1）组