市政工程顶管施工组织设计

/目录一、工程概况 3二、主要工程量 3三、主要工程措施及限制要点 33.1工作坑及顶进中的测量 33.2工作坑、接收坑施工 43.3顶管方法 83.4顶管推力计算 83.5护铁及顶铁 83.6基坑基础及导轨 83.7后背墙 93.8平台及起重架 103.9顶管平台下管 103.10工具管 103.11顶管洞门的开启 113.12管道顶进施工 11四、施工质量保证措施 13五、施工现场平安管理措施 17六、文明施工及环保措施 18七、应急预案 19八、顶管穿越××河平安措施 19九、附图表 19一、工程概况：本段顶管为通信管线套管，管线穿越××河。河底管上顶覆土1.7m左右，管材选用加重混凝土管，管径φ1750mm，顶管长度为66m。地质状况，土质亚粘土，为保证工作坑的稳定性，坑壁支护接受锚喷支护。支配工期，从进场日期起30天，施工用电，租用80KW发电机。主要工程量管道D=1750mm66m锚喷工作坑：8.2m×5m×10.6m一座锚喷接收坑：8.5m×2.7m×9.6m一座外运土方：1012.2m3主要工程措施及限制要点3.1工作坑及顶进中的测量3.1.1施工前须将管线的中线点及水准点引至工作坑旁边，并作上标记。工作坑施工完成后，将地面管道中心桩用经纬仪（标称精度不低于6″）引入工作坑两侧坑壁上或支撑上，作为顶管中心的测量基线。3.1.2将地面的临时水准点用水准仪（精度指标不低于3mm）引入工作坑的底部，每一个工作坑须设置三个水准点，选择不易碰撞及不遮挡测量的地方设置。3.1.3工作坑的中心桩和水准点设置必需坚实牢靠，要经常校对并保证精确。3.1.4对中心桩设置牢靠的延长桩，延长桩设置时接受2″经纬仪用正倒镜实施，结果接受归化法确定。管道中心桩位置，要考虑到后背或基础变形影响。3.1.5检查、校对各种测量仪器及工具均经权威坚决部门检测，切在检测期内运用，凡不符和精度标准且过了检测期的确定不许运用。3.1.6每镐顶近300mm，每顶进一镐用经纬仪测设管中心线位置、水准仪测量流水面高程一次。下完一根管后用经纬仪及水准仪核测一次中心及管高程。每天做好现况地面沉降施测，早晚一次做好测量记录。3.1.7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。3.2工作坑、接收坑施工依据通信人孔结构尺寸确定顶管坑尺寸：工作坑布置在北土城西路南辅路向南2.5米改线#3处工作坑开挖尺寸：8.2m×5m×10.6m接收坑布置在河右堤改线#2号处接收坑开挖尺寸：8.5m×2.7m×9.6m工作坑施工方法工作坑接受C20砼锚喷，井壁厚度0.25m，锁口圈梁断面尺寸800mm×500mm，主筋为8根ф20钢筋，架立筋为Φ8＠250。钢格栅主筋为4根ф20钢筋，蛇形筋为ф14钢筋。尺寸为25cm×20cm，水平格栅间距为800mm，竖向格栅间距2000mm。竖向连接筋ф20，间距1m，挂ф6钢筋网150mm×150mm。在工作坑锁口圈上口砌筑挡水墙240mm厚，高约700mm。（接收坑同顶管坑）施工过程中应加强对喷射混凝土的限制（1）原材料的限制：喷射混凝土的原材料进场均应进行质量检验，进行速凝效果的试验，确定速凝效果的试验，确定速凝剂的品种和最佳掺量，要求初凝不超过5min，终凝不超过10min，进行协作比选择试验，确定水泥用量和水灰比。掺有速凝剂的混合料应立刻运用，存放时间一般不大于30min，计量误差小于2％，搅拌匀整，无结团，搅拌接受强制式混凝土搅拌机，禁止人工搅拌。（2）施喷前的准备：喷射作业前应检查开挖断面尺寸、清除松动的浮石、土块和杂物，清除基脚下的积累物，用高压风吹净；埋设限制喷射混凝土厚度的标记；作业区有足够的通风、照明装置；调整好喷射机的风压、水压，做好准备。（3）喷射作业：喷射作业分段、分层进行，喷射依次由下而上；喷射混凝土时，喷头和受喷面应保持垂直，喷头距受喷面距离不宜大于1m；喷射压力限制在0.12～0.15MPa，一次喷射厚度，侧壁约60～100mm，当分层喷射时，应在前一层喷射混凝土终凝后进行，若在终凝1小时后再进行喷射时，喷层表面应用风水清洗。喷嘴应避开格栅钢筋密集点，以免产生密积，对悬挂在网筋上的混凝土结团应刚好清除，保证喷射混凝土的密实。喷射混凝土应将钢筋全部覆盖，喷射手应限制水灰比，在0.40～0.45，此时喷层无干斑和滑移流淌现象，尽量削减喷射混凝土材料的回弹损失，严禁运用回弹料。喷射混凝土应加强喷水养护，以防风干裂口。开挖时密切留意土体的稳定性，如发觉异样，刚好实行有效措施，确保施工平安。工作坑施工中应严格限制井壁厚度及垂直度，水平钢格栅安装完毕后，必需经质检人员检验合格后方可进行锚喷混凝土施工。工作坑喷射混凝土检验标准序号检验部位项目允许偏差(毫米)检验频率检验工具方法范围点数1喷层厚度不小于设计厚度5米4用钢尺量2砼强度不小于设计强度每座1组喷模成型标养3井底标高-20,0每座5用水准仪、塔尺4井身尺寸0,+205米4用水准仪、塔尺考虑工作坑的整体稳定性，在锁口圈梁下2m设第一道顶撑，顶撑接受219×6钢管，两边和锚喷墙预埋铁焊接，每隔2m设一道顶撑，共4道。（4）格栅配筋计算由于横向同一水平面所受荷载相同，均按水平格栅计算。将横向格栅简化成两端固结中间简支的连续梁。Ea=0.5γH2k0=0.5×21×112×0.267=339.3KN/m2Ea—最深处主动土压力γ—土的容重H—工作坑深度k0—主动土压力系数最大弯矩Mmax=0.077ql2=0.077×339.3×22=104.5KNmq—最大荷载L—计算荷载长度(竖向格栅间距)按单筋计算格栅配筋:As=α1fcbhξ÷fyas=M÷α1fcbh2=104.5×106÷1×14.3×250×2002=0.73ξ=1-(2×0.73-1)0.5=0.32As=1×14.3×200×250×0.32÷200=1146mm2选用4根ф20钢筋截面积为314×4=1256mm2>As5)坑壁锚喷墙面计算锚喷护壁依据楼板模式计算,简化成2m×0.8m四边固定的楼板,荷载为339.3KN/mM=339.3×0.82=27KN/mW=M/σ=bd2/6=27/1.54=0.02m3d=(6×0.02/2)0.5=0.24m取锚喷护壁厚度为25cm护壁配筋:as=27/1×14.3×2000×8002=0.0015ξ=1-(2×0.0015-1)0.5=0.0015As=14.3×2000×800×0.0015÷250=137mm2选用ф6@150,As=373>137mm23.3顶管方法顶管接受人工顶管施工方法3.4顶管推力计算 设计管线管径为D=1750m，顶进距离最长为66m。计算总顶力：P=n×G×L=3×2.83×66=560TP－计算总顶力G－管子单位长度管自重（T）L－顶进总长度n－土质系数，取3由于顶距较长，为减小顶管过程中的摩擦力，宜接受管四周注入触变泥浆可削减顶力20%~30%。故顶力为P=560×70%=392T所以，依据计算和管子受力匀整两方面考虑，选用2台QYS320型的顶镐，其推力每台为320T。3.5护铁及顶铁由于顶进长度较大，护口铁依据顶进状况选择U型或圆形护铁，以确保管体平安，爱惜管子端面，使端面受力匀整。顶铁选用矩形端面顶铁，结构为槽钢和工字钢焊接成的型钢。依据具体状况，可选用U型，钢制顶柱，顶柱均被牢靠固定在U型顶铁支架上，有效防止崩铁。在顶进过程中，顶铁和镐的行程长度协作传递顶力，在顶镐和管子之间接连安放。3.6、基坑基础及导轨基坑基础接受150mm×150mm×3000mm枕木,间距600mm，坡度和设计管道坡度一样。基坑导轨起导向作用，钢轨宜接受QU80的导轨，其高度为130mm，上顶宽度80mm。两轨间距按下式计算：A=A+aA=2√(D-h-e)(h-e)=2√(2.1-0.13-0.02)(0.13-0.02)=0.93式中A0-两导轨的中距（m）A-两导轨上部的净距（m）a-导轨的上顶宽度（m）D-管外径（m）h-导轨高度（m）e-管外底距基础面的距离（一般为0.01~0.025m）实际操作过程中依据e值的高度变更进行调整。3.7后背墙后背墙为型钢、钢筋砼后背，钢筋砼厚0.5米，型钢厚度为40cm，宽度为4米，高度为2.4米地下埋深0.7米，前立两根40cm×40cm×200cm立铁。后背每米宽度土壤的被动土压力（KN）：p=½rh²tan²(45º+φ/2)+2Chtan(45º+φ/2)式中r—土壤的容重（吨/立方米）；h—自然土壁后背的高度（米）；φ—土壤的内摩擦角（度）；C—土壤的粘聚力（吨/平方米）；P=½*2*11²*tan²(45º+28°/2)+2*10*1.92=0.5*2*121*2.77+2*11*1.66=372吨/米.所以，此后背墙均满足运用要求。3.8平台及起重架出土及下管接受卷扬机，设5t卷扬机1台，2t卷扬机1台。安装平台作业时依据平安交底的要求选用材料。工作平台主梁接受40号工字钢，次梁接受30号工字钢，平台口尺寸为3.5m×2.0m，其余位置满铺方木及大板，主梁两端和工作井侧墙接地长度不少于2m。平台设不低于1米的防护栏，作业人员出入口设不低于1.2米的护身栏。起重接受4根φ159mm钢管组成，钢管壁厚12mm，长度7米，顶部穿杠接受70mm圆钢连接，圆钢两端，连接必需锁紧。支架做四道横拉杆。起重架底部焊接在平台横向放置的30号槽钢上，起重架底部支脚加肋焊接。3.9顶管平台下管管材在顶坑的一侧排放在两根平行立放的30#工字钢上，底部横铺150×150mm方木，间距500mm，方木用土填平实。下管时，工作平台上也平行立方两根30#工字钢，高度、宽度和排放管的工字钢相同并和其用钢夹板、螺栓相连一起，这样就可以人工向前滚动管材直至下管口，和起重架的大钩垂直起吊。起吊后将工字钢拆开向两边移动，让出下管口，就可以下管了。平台上的工字钢必需和主梁工字钢搭接，严禁悬空或探头，两侧要用钢管或方木卡固，并在上面焊钢挡板。3.10工具管工具管用12mm钢板制成圆弧形，长度1m，套在首节管前上方和管节固定在一起，工具管外焊Φ25mm钢筋，前端制成尖形，间距5cm，出工具管长30cm。工具管内用12mm钢板焊肋，间距20cm,长度和工具管相等。3.11顶管洞门的开启依据管道中心、和高程，确定洞口的位置，先进行对管顶上方180°范围内的土壤加固（超前小导管），防止在开启洞门时管上顶塌方。洞口开启完成后，工具管顶入洞口。3.12管道顶进施工(1)、顶管施工工艺流程测量限制工作井施工顶管设备安装始顶管道顶进顶至终点处回填加注水泥浆设备拆除a．检查起重设备：起重设备经常检查、试吊，确认平安、牢靠方可下管。下管时工作坑内严禁站人。当距导轨小于50厘米时，操作人员方可进前操作。b．下管就位：第一节管子下到导轨上，测量管子中心及前端和后端的管底高程，确认安装合格后方可顶进施工。第一节管有工具管的作用，顶进方向和高程的精确，是保证整段顶管质量的关键。(2)、管前挖土和顶进：管前挖土是限制管节顶进方向和高程、削减偏差的重要作业，是保证顶管质量及管上构筑物平安的关键。因此，管前挖土和顶进须严格依据以下规程操作：管前挖土的长度：在一般顶管地段，土质良好，可超过管端30~50厘米，并随挖随顶。顶进施工：顶进起先时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常施工速度顶进。顶进中发觉油路压力突然增高，应停止顶进，检查缘由并经处理后方可接着顶进，回镐时，油路压力不得过大，速度不得过快。挖出的土要刚好外运，刚好顶进，使顶力限制在较小的范围内。(3)、测量和校正a．在顶第一节管时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不能超过30厘米，保证管道入土的位置正确；管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不能超过100厘米。b．高程测量：用水准仪及小塔尺，依据工作坑内设置的水准点标高，测头一节管前端和后端管内底高程，以驾驭头一节管子的走向趋势，测量后和工作坑内另一水准点闭合。c．全段顶完后，在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，测出错口高差，做好记录。d．顶管误差校正是逐步进行的，形成误差后不行立刻将已顶好的管子校正到位，应缓缓进行，使管子慢慢复位，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果。(4)、触变泥浆减阻施工穿越××河顶管长度66m，为了削减顶进中的阻力，防止塌方，接受在管壁和土壁之间注入触变泥浆，形成泥浆套，削减管壁和土壁之间的摩擦阻力。触变泥浆除起润滑作用外，静置确定的时间泥浆固结，产生强度。泥浆配比及注浆操作。同常规方法。按市政操作规程要求进行。为使泥浆能够达到较好的充溢度，每2节管设一处注浆孔。每处在管顶部及水平直径两侧管壁开3个注浆孔(注浆孔的设置和管材生产厂家联系.在生产管材时将注浆孔预留好,孔径规格为φ50mm,从管体顶进10m至15m后起先注触变泥浆。随顶随注，注浆压力应达到0.2Mpa,以保证注浆饱满，的确起到润滑减阻作用。)调浆设备：搅浆机及储罐灌浆设备：注浆泵、输浆管触变泥浆材料主要成分：膨润土、碱（碳酸钠）和水触变泥浆的拌和和程序：①将定量的水放入搅拌罐内，并取其中一部分水溶化碱；②在搅拌过程中，将定量的膨润土缓缓加入搅拌罐内，搅拌匀整；③将溶化的碱水倒入搅拌罐内（碱水必需在膨润土上搅拌匀整后加入再搅拌匀整，放置12h后即可运用。触变泥浆运用时应留意事项：搅拌匀整的泥浆应静置后方可灌注，注浆孔在未下管之前用冲击钻成孔，每节管中间设一孔，环氧树脂埋固钢管。下管时将注浆孔放置斜上方，且前后两节的孔应错开布置。灌浆前，应注水检查灌浆设备，确认设备正常后方可灌注。灌浆压力可按0.1Mpa起先加压，在灌浆过程中再按实际状况调整。每次顶进同时灌浆，按灌浆孔断面位置的前后依次进行依次进行，灌浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等状况时，经处理后方可接着顶进。四、施工质量保证措施1、竣工测量测出各管口高程及水平位置的数据，入竣工资料。顶管施工外观质量标准检查项目规定如下：（1）、目测直顺、无反坡、清洁、不积水、管节无裂缝。（2）、顶管施工如遇塌方或超挖，土壁和管壁之间的空隙必需进行压浆、补实处理。2、建立健全由项目经理统一管理的技术、质量、平安管理体系；3、落实岗位责任制，在施工过程中做到各负其责，达到以工作质量保证工程质量的目的；4、严格限制材料进货渠道，进场材料都必需有合格证，重要材料进场时施工、技术、质量负责人必需全部亲自到场检验，确定合格才可入场运用；5、顶进施工时，顶进记录必需真实、清晰、完整。建立健全交接班制度。当交接班时，当班负责人必需向接班负责人交清记录，并说明在顶进操作中所出现、发觉的问题及处理状况。6、提高施工及操作人员的素养，加强在顶管施工中的动态管理。顶进施工必需细致执行施工方案及有关规定。7、严格按设计要求和施工规范施工，刚好收集施工资料。施工资料要做到真实、精确、刚好。附表一顶管允许偏差序号项目允许偏差（mm）检验频率检验方法范围点数1中线D＜1500≤30每节管1测量并检查记录2位移D≥1500≤503管内底高程D＜1500+10-20每节管1水准仪测量4D≥1500+20-405相邻管间错口D＜1500≤10每个接口1用尺量6D≥1500≤207对顶时管节错口≤30对顶接口1用尺量附表二顶管工作坑允许偏差序号项目名称允许偏差检验频率检验方法范围点数1工作坑每侧宽度、长度不小于设计规定每座2挂中线用尺量2后背垂直度0.1%H1用垂线和角尺水平线和中心线的偏差0.1%L13导轨高程+3，01用水平仪测中线位移左3，右31用经纬仪测8.质量目标工程质量保证达到设计要求，达到合格标准。9.工作坑拆除9.1拆除工作坑时按平安技术交底要求进行。拆除工作坑支撑时设专人指挥，自下而上逐层进行，并按平安技术交底要求刚好回填。在下层完成填土前严禁拆除上一层支撑。9.2拆除工作坑支撑作业中，无关人员不得在坑内。五、施工现场平安管理措施1、平安生产目标：不发生重大事故，不倒塌、不中毒，细致贯彻“平安第一，预防为主”的原则，坚持管生产必需管平安的原则。2、平安保证体系：施工现场的项目经理为平安生产的责任人，建立以项目经理为主，包括施工人员、平安员、技术员、班组长参加的现场平安管理小组，检查施工现场及班组平安制度的贯彻执行，并对违反人员进行惩处。3、进场后，对工人进行平安教化，特殊工种和平安员须持证上岗。4、施工现场的平安设施，必需齐全有效，不得随意拆除和改动。5、施工区、生活区建立消防责任制度，要备足消防器具。6、严格用民管理，电工持证上岗，现场接受三相五线制，供电系统，严格执行一机一闸一爱惜，各类电器必需安装漏电爱惜装置。7、上下工作坑必需走平安梯，平安梯固定在支撑上，并设置扶手或护圈。严禁运输料斗乘人。8、顶管作业必需执行交接班制度。9、非机电人员不得从事机械、电气作业。10、作业中必需明确联络信号及报警方法。11、作业中传递工具、材料必需轻拿轻放，稳妥传递，严禁从坑上向下或者从坑下向下抛扔。12、在顶管作业过程中必需按平安技术交底要求爱惜地下管线和构筑物，作业人员不得踩踏被爱惜的地下管线和构筑物。13、作业面遇不明构筑物（管道）时立刻停止作业