顶管综合项目施工专项方案样本

一、工程概述南京市城北污水搜集系统外金川河区域南十里长沟污水截流工程中，J32～河内闷井顶管管径均为d1500mmF-B型接口钢筋砼管，J33～J32顶管段在神策门公园内，顶进长度约17.5米左右；J33～J34顶管段在神策门公园和铁路箱涵南侧之间，顶进长度约104.9米左右，管道顶进过程中需要从护城河底、龙蟠路下和桥西侧穿过；J34～河内闷井顶管段，顶进长度约25米左右。二、地质资料 依据江苏省地质工程勘察院提供工程地质勘察汇报，各顶管段分别穿越：J33～J32顶管段关键穿越③-2土层；J33～J34顶管段关键穿越③-2土层，部分可能穿越①-a；J34～河内闷井顶管段关键穿越③-2土层，部分可能穿越①-a和①-2。地质情况以下：①-a层淤泥：黑色，具腐臭味，流塑。①-2层素填土：灰黄色，以粉质粘土为主，结构松散，非均质。③-2层粉质粘土：灰黄色，可塑，具铁锰质浸斑，局部粉粒含量高，欠均一。无摇振反应，有光泽，干强度，韧性高。三、关键施工方法及技术要求设备选择顶管管径为DN1500mm顶管，经综合考虑各项原因决定：J33～J32、J34～河内闷井采取敞开式机具顶进；J33～J34采取遥控式泥水平衡顶管系统设备2、因J32～河内闷井各顶管段进出洞处管内底距沉井底板高度分别为：J33～J32进洞口管内底距沉井底板高度3.22米；J33～J34进出洞口管内底距沉井底板高度0.95米；J34～河内闷井进洞口管内底距沉井底板高度3.43米，顶管设备无法安装和出洞无法接收，均需要搭设操作平台，平台采取[28A槽钢和6mm3、J33～J34顶管段顶进时要穿越护城河，因管顶覆土不够，为预防管道在河道范围内顶进时上浮和避免和河水贯通，在管道轴线两侧打设围堰，两围堰中间夯填黄土，以确保管道顺利顶进（详见附图一、二）。J34～河内闷井将管道顶入河道内吊处机头，因机头需要在河道内取出，在闷井位置处打设围堰（详见附图一、二）。（1）、便道为了便于机械及人工操作，分别在：J33沉井东侧和J34沉井南侧将现挡土墙拆除，放坡做一施工便道（施工完成后，按原样进行恢复），便道土方为外进黄土，便道顶宽4.5米，底宽10.0米（2）、围堰因在河中施工，为预防施工过程中因暴雨或玄武河道放水河水上涨，影响正常施工及河底淤泥较厚，加之河水流动，直接围堰将造成土方大量流失。围堰采取以下施工方法：围堰施工前，请业主给联络玄武河道，在我单位施工期间，不要开闸放水，以确保施工人员人身安全及围堰正常施工和围堰稳定。围堰施工前在其两侧底脚线上密打圆木桩，圆木桩长度为4～6米，梢径为150mm，打设时采取密打，而且将其连成稳定整体，预防变形，木桩连成整体后，进行围堰施工。围堰为草袋围堰，中间夹填黄土，全部黄土均为外购。围堰高出现有水面1.0米，而且准备好装好土草袋，随时预防河水上涨，立即调集人员将围堰增高。围堰顶宽：J33～J34顶宽2.5米（J34～河内闷井2.0米）；J33～J34底宽6米（J34～河内闷井4.5米）；J33～J34长约30米，围堰两侧（3）、清淤围堰筑好后，用出水口径为150mm污水泵抽出围堰内水，挖除围堰范围内淤泥及遗留渣料，因从河中挖出淤泥及渣料含水量较高，在运输时可能有抛洒滴漏现象，所用运输车辆须用密封性很好自卸车（外运至30KM外），并在车厢内铺设彩条布，派专员清扫道路。清淤前及清淤后均请业主、监理现场测量淤顶及淤底标高，方便确定相关工程量。（4）、破除挡墙基底清淤完成后，采取人工破除影响顶管施工范围内挡墙及基底，破除过程中对挡墙及围堰采取对应加固保护方法，破除完成后，将石块、建筑垃圾、杂物清除后，立即进行黄土回填配重，顶管范围内不得有石块、建筑垃圾、杂物等。（5）、配重（J33～J34顶管段）待清淤和破除挡墙基底完成后，立即进行配重施工，配重均为外购黄土进行分层夯填，确保密实，回填时围堰内不得有水，以预防影响回填密实度。配重回填至顶管管顶上4.5米，回填时不得有石块、建筑垃圾、杂物等。（6）、埋管引流（J33～J34顶管段）因为河道不能完全封堵，现采取双排Ø1200钢筋砼管进行引流，设在护城河南侧，沿护城河水流方向部署，为预防砼管发生不均匀下沉，而影响出水率，在Ø1200砼管下部用草袋装黄土夯填，垫平高度低于现有流水面0.92m，保持Ø1200砼管上口高出现有流水面0.3m（7）、围堰拆除顶管施工结束后，立即进行引流管和围堰拆除，清理到原河底标高，清除围堰土方等均外运到30KM外。4、进洞口方法顶管顺利进洞是顶管成功基础，我们依据提供地质条件，提出以下进洞口方法：（1）、为使进洞口在施工中尽可能不发生泥水流失，洞口止水装置必需良好。必需做到：A、止水胶圈安装平整牢靠，水密性良好；B、止水胶圈安装位置必需和管道在同一轴线。C、在顶进过程中，严格控制顶进速度、进出水压力和机头前部土压，并加强监测等方法。（2）、在工具管进洞时，应严格控制其水平偏差小于5MM，其高程应为设计标高加以抛高数（其数值可依据土质情况、管径大小、工具管本身重量和顶进速度等原因设定），以抵消工具管出坑后“磕头”而引发误差。出现“磕头”时应快速调整，必需时应拉出后重新顶进，但必需抓紧时间快速完成，以降低对正面土体扰动。为预防工具管出现“磕头”，可采取以下方法：A、在工具管后两节管子上预埋钢板，经过螺栓将工具管和其连接起来；B、在预留孔处填入良性粘土，使导轨和预留孔底保持水平。4、管道外围压注触变泥浆减摩（1）、为了减小管道外壁摩阻力，必需在管道外围压注触变泥浆。（2）、触变泥浆A、触变泥浆压注力和耗量：触变泥浆压注力应和注入土层土体压力基础相当或略大，而触变泥浆耗量亦应略大于或等于地层土体损失量。B、触变泥浆配比及拌制经数次试验，采取成品膨润土配合比以下：成品膨润土：水=1：8（体积比）泥浆拌制要均匀。首先将定量水放入拌和桶内，开动拌和机渐渐投入膨润土，拌和2-3分钟，继续搅拌7-8分钟，即成泥浆。制成泥浆排放入贮浆池内贮存10小时，使膨润土、水、碱发生置换作用，形成稳定性良好，且有一定粘度泥浆，使用时用泵压至管道外围。（3）、泥浆压注方法采取在顶管机压浆、中继补浆方法，对掘进机压浆要和顶进同时，以快速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好膨润土泥浆套。中继补浆是在已经有泥浆套基础上改善泥浆套，补充其损失量。掘进机尾部第一压浆孔后4米处设置第一道补浆孔，8米处设置第二道补浆孔，以后每隔4米（4）、泥浆置换每段管道顶进完成后，立即用水灰比为0.5～0.55水泥浆将泥浆置换出来，以确保管道外围土体有足够支撑和降低渗漏水。待浆液凝结后（通常在二十四小时以上）拆除管路，换上闷盖，将孔口封堵。5、最大许可推顶力计算顶管中推顶力不仅受设备制约，而且受工作井后靠土体稳定许可反力和管材轴向许可承压力限制，所以顶管施工中许可推顶力受很多原因中最小许可承载力来决定。（1）、Ф1500mm钢筋砼管轴向许可承压力f允=6200（2）、工作井设计许可推顶力3200KN，依据以上计算来看，许可最大推顶力为320T6、中继站设置顶管施工中，顶管中继站设置和顶管许可推顶力相关。管道顶进总阻力，由掘进机正面阻力和管道外壁摩阻力组成。公式R=π×D2/4×Pt+π×f×D×L其中：D---管道外径，D=1.8Pt---机头底部1/3×D处被动土压力（KN/㎡）Pt=γ×（H+2/3×D）×tg2(45°+φ/2)γ---土天然容重H---管顶土层厚度φ---土内摩擦角f---管壁四面平均摩阻力系数，因注浆减摩，f=0.5t/㎡L---管道入土长度（m）（1）、J33～J32顶管段：取值D=1.8mL=17.5mΦ=19.9ºf=0.5t/m2H=6.541mγ=18.Pt=γ×（H+2/3×D）×tg2(45°+φ/2)=297.3KN/㎡则R=π×D2/4×Pt+π×f×D×L=125.1t＜300t依据计算结果可知，能满足顶进需要，不需设中继站。（2）、J33～J34顶管段：取值D=1.8mL=104.9mΦ=18.4ºf=0.5t/m2H=8.23mγ=Pt=γ×（H+2/3×D）×tg2(45°+φ/2)=492.3KN/㎡则R=π×D2/4×Pt+π×f×D×L=421.7t＞300t依据计算结果可知，不能满足顶进需要，需要加设中继站。第一个中继环安装位置计算：Ld=（P“-F1）×K1/f2式中Ld-1号中继环安装位置（m）：P“—中继环设计顶力（4000KN，额定工作压力25.0MPa）F1—工具管正面阻力（KN）f2—单位长度管道摩阻力（28.26KN/M）K1—工作系数取K1=0.60F1=π×D2×1/4×Pt=1252.12KN经计算得：Ld=58.34中继环间距（m）：L0=P“×K2/f2式中L0--中继环间距（m）：P“—中继环设计顶力（4000KN，额定工作压力25.0MPa）f2—单位长度管道摩阻力（28.26KN/M）K2—工作系数，组合密封中继环取K2=0.70经计算得：L0=99.1主站顶进长度：（m）：Lm=P/×K3/f2式中Lm--主站顶推管道最大长度（m）：P/—主站最大许可顶力（3200KN）f2—单位长度管道摩阻力（28.26KN/M）K3—工作系数取K3=0.90经计算得：Lm=101.9中继环数量：（个）：n=（L-Ld-Lm）/L0＋1经计算得：n=1个依据以上计算结果，J33～J34顶管段需要设1个中继环。（3）、J34～河内闷井顶管段：取值D=1.8mL=25.0mΦ=18.4ºf=0.5t/m2H=5.45mγPt=γ×（H+2/3×D）×tg2(45°+φ/2)=347.14KN/㎡则R=π×D2/4×Pt+π×f×D×L=158.94t＜300t依据计算结果可知，能满足顶进需要，不需设中继站。7、管材和接口主材甲供，管材进场时按规范进行验收，不合格品给予清除。接管前再次检验管子接口槽口尺寸，橡胶圈和衬板外观和质地。确定合格后方可使用。接管时可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无腐蚀性润滑材料以减小摩阻力，承插接管时加力要均匀，应确保橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。顶管结束后要按设计要求对管接口进行处理，对管道进行防腐。8、J33～J32顶管段：J33～J32顶管段为第一开顶段，因J32沉井为原已施工完成沉井，需要将J32沉井开挖出来，将预制盖板、梁用50吨吊车吊开，往J33沉井方向没有预留孔，需要从新开Ø2.1米出洞口（采取专业开孔机具进行开孔，每孔径0.1米，每孔搭接0.03米）。因J32沉井上游有污水流向下游，在施工前必需将上游来水源尽可能封堵到最小，再将J32井上下游管口用草袋围堰进行封堵后，将井内污水抽除，清除井内淤泥等杂物，再进行开孔施工，施工期间用出水口150mm污水泵进行二十四小时调排。该段顶管施工完成后，立即将J32往J33管口和J33往J32管口用370mm厚砖进行封堵，并用1：2水泥砂浆进行抹面，待整个工程施工结束后，再将该两处封堵拆除，达成全线贯通。四、顶管施工1、设备安装顶管设备安装和使用顶管施工质量好坏和设备安装正确度有直接关系。安装前，应依据已知控制点、标高，正确无误测放出进出洞口标高和顶管轴线，并依此测放设备安装位置。导轨、千斤顶支架、靠背等设备必需安放正确牢靠，以确保顶管顺利进行。2、进洞进洞前必需对全部设备进行全方面检验，包含液压、电气、压浆、照明、通讯等操作系统是否能正常进行工作,多种电表、压力表等是否能正确显示其进入工作状态，然后进行联动调试，确定没有故障后，方可准备进洞。开顶前，先在洞口安装好止水装置，掘进机进洞时，严格控制顶进偏差，中心偏差不得大于0.5㎝，高低偏差宜抛高0.5～1.0㎝。若达不到上述要求，应拉出工具管，作第二次进洞。拆除封门前应检验洞口止水圈和机头外壳环形间隙是否均匀，密封。封门和封板一经拆除后，必需在确保人身安全前提下，立即清除洞口外存在金属物件或较大硬块等障碍物，以后将机头随即切入土层中，避免前土体松动坍落。3、顶进（1）、顶进操作工艺步骤：安装管节 部署顶铁工作面出土管内排泥水（出土）压浆顶进停顶回程加顶铁顶进泥水分离（凉晒）停顶回程加顶铁弃土（2）、安装管节：管节安装前应认真检验，确定质量合格后方可使用。管道接口为“F”形接口。安装管节前，应先安装好止水胶圈，在管节端面粘贴好松木衬垫，再将管节吊放在轨道上稳好，使管节插口端对正前管承口中心，缓缓顶入，直至两个管节端面密贴衬垫，并检验接口密封胶圈及衬垫是否良好，如发觉损坏，应重新安装。确定完好后方可部署顶铁。（3）、工作面工艺：顶进管节方向和标高控制，关键取决于挖土操作，顶管工作面上挖土质量不仅影响顶进效率，更关键是影响质量控制。所以，熟练操作工是关键技术力量。泥水平衡顶管是一个以机械切削土体，以泥水压力来稳定挖掘面和平衡地下水压和以泥水来作为输送挖掘弃土介质一个顶管形式。敞开式顶管是机头前部没有面板，直接在机头前部取土一个顶进方法。（4）、运土：对于泥水平衡顶管，泥水处理通常采取有沉淀法，过滤法和离心分离方法，泥水经过处理后就可运走；对于敞开式顶管将取出土进行凉晒后，再运出（均运至30KM外）。运土量在理论上应和顶进管节体积相等。因为土可松性及泥土处理程度差异，实际运土量要略大于管节体积，出土量可用下式计算：V=π×D2/4×2.0×1.10=π×1.82/4×2×1.10=5.6即单位管节（2m）出土量为5.6（5）、顶进：顶进施工，应严格控制前5m管道顶进偏差，其左右及高程偏差均不能超出0.5cm。在管道顶进过程中，因为多种不平衡外力影响如：地层改变、局部涌水等；管道中心可能发生偏移。若不立即纠正，偏移扩大，管道顶进阻力急剧增加，可能造成管接头拉开，外部泥浆泄漏，地层下陷，造成事故。管道顶进中发觉管道偏移要立即采取方法纠正。要依据“随偏随纠”，在顶进过程中纠偏，顶进纠偏可采取调整纠偏千斤顶措施,进行编组操作.如同时有高程和方向偏差,则应先纠正偏差大一面.发生较大偏差应分析发展趋势,采取分次逐步纠正,勤调微纠,若偏差超出质量标准,应通知停止顶进,研究有效方法,方可继续顶进.顶进应和管外围注浆同时进行，其标准是先注浆，后顶进，随顶进，随注浆，以确保管外围充满泥浆套，充足发挥减阻和支承作用。顶进速度通常为3～4cm/min，最大不超出5cm/min。敞开式机头在顶进过程中，机头前取土不得超出机头前沿，机头必需一直保持切入在土体内（通常0.2～0.3米左右，具体依据土质情况而定），遵守现挖现顶施工标准，并立即对管道轴线校对，并立即依据偏差进行纠偏。顶进过程中必需立即观察机头前部土质改变情况，如有异常立即采取对应方法。管道顶进到离工作井井壁50cm时，应停止顶进，使千斤顶回程，安装下一管节并加顶铁，然后继续顶进。（6）、管道接口顶管施工中，管节间接口强度和性能直接影响施工进度和工程质量。本工程顶管采取“F”型接口。、即在管节一端混凝土浇注预埋钢套管，形成承口管节，另一端混凝土作成插口；插口上设安装密封圈凹槽。相邻管段联接时，先在插口上安装好密封圈，装上软木垫片，然后装插头，插入后完成联接。A、顶进前还必需在现场作试安装,对不合格砼成品应给予剔除。B、混凝土管接头槽口尺寸正确,光洁平整无气泡。C、橡胶圈外观和任何断面全部必需致密均匀,无裂缝,孔隙或凹痕等缺点,橡胶圈应保持清洁,无油污不得在阳光高温下直晒。D、套环必需按设计要求进行防腐处理,刃口无疵点,焊接处平整,肢部和钢板平面垂直,堆放时整齐搁平。E、衬垫板厚度,应按设计顶力大小确定,粘贴时,凹凸口对中,环向间隙附合要求。F、插入安装前滑动部位可匀涂薄层硅油等润滑材料,降低摩阻。G、承插时外力必需均匀,橡胶圈不移位,不反转,不露出管外,不然应拔出重插。H、顶管结束后,按设计要求在管内间隙嵌以弹性密封膏或水泥砂浆填料,要求和二管口抹平。（7）、出洞：顶管机头出洞时，在接收坑内予先打设接收平台，并安置枕垫和滚筒。当顶管机头靠近封门时严禁挤压，应拆除封门后顶入接收井。掘进机脱离管子时必需采取方法，预防管节接头中橡胶圈松动。（8）、测量监控顶管前，应在工作井处设置管道轴线控制桩和临时水准点、工作井护桩，测放出顶管轴线，确定导轨、后靠轴线位置及标高，也方便顶进过程中随时复核顶管轴线和工作井位置是否移动。开顶前，正确测量掘进机中心轴线和标高偏差，并作好原始统计。顶管我们利用激光经纬仪和掘进机内靶盘、摄像头组成一套临时测量系统。监测经过操作台显示器能够进行。顶管过程中必需按要求随时监测和控制管道标高和中心偏差，并作好统计。发觉偏差应立即采取方法纠正。顶管控制桩及轴线图：井护桩顶管护桩工作井接收井控制桩在道路、房屋、桥等现有构筑物及地下管线、电缆处设置沉降观察点进行沉降观察。沉降观察每班最少观察2～3次，并做好观察统计。如发觉异常立即采取对应保护方法，同时在顶进过程中，严格控制顶进速度、进出水压力和机头前部土压等，以尽可能避免沉降。质量确保方法增强质量总识，认真实施生产过程中各项质量标准、施工规范和检验评定制度。施工中认真推广新技术、新材料、新工艺，提升施工高科技含量。认真做好特殊和关键工序技术交底，和材料、设备、资源配置，杜绝盲目施工造质量事故发生，工程项目不转包、分包，确保施工质量和施工进度，使各项工作进入良性循环。严格技术交底制。经过对图纸分析和现场情况研究，制订出合理施工方案，确保在每一道工序施工前做好具体交底工作，讲清设计图纸要求，质量标准，操作方法，技术关键点和安全方法等，并立即进行监督。严格实施施工过程中检验复核制，做到施工有依据，检验有标准，对有事故苗子发生应立即提出整改通知书，制订预防方法。工程所需材料、成品、半成品必需取得项目监理许可并提供出厂合格证、质量确保资料、抽样检验汇报或须复试材料必需优异行复试才准放行进入工地，由专员保管、发放，并制订保护方法，检验实施。认真接收项目监理、业主检验监督并亲密配合，提供一切所需设备、工具，出示相关资料和施工统计，让业主及项目监理满意。安全生产、文明施工及降低扰民降低环境污染和噪音方法6．1安全生产方法进入施工现场穿工作鞋、戴安全帽，严禁穿拖鞋、凉鞋。高压施工地段所设置标志牌，施工机械设备要有安全操作规程牌。现场临时用电线路架设必需按《施工现场临时用电安全技术规范》要求部署，设置必需接零保护装置。各作业面使用照明和手持灯必需是安全电压，搞好安全用电，做到一机一闸，确保闸刀零件齐全，接线板，插座完好，配电板上安装空气开头和漏电保护开关，破损开关应立即更换。常常检验电线绝缘层是否破坏，接线时先检验线路是否带电，严禁带电作业。多种施工机械设备，使用前要认真进行检验，经过运转正常后方可使用。在进行可能对施工人员及市民造成危害施工活动时，设置对应现场标志牌，夜间施工围栏处做红灯警示并设专员守护。特殊工种操作人员必需持证上岗。施工过程中，全部机械设备、人员及传接材料等必需和高压线保持足够安全距离。（220KV不得超出线路交跨净距10米；110KV不得超出线路交跨净距8米；10KV不得超出线路交跨净距4米）下雨、打雷等天