中建矩形混凝土预制顶推及竖井施工方案

xx道路及综合管廊工程（五标段）

下穿大广高速管廊矩形混凝土预制顶推及

竖井专项施工方案

编制：

审核：

审批：

中国建筑一局（集团）有限公司

目录

1.编制依据.........................................................1

1.1国家标准....................................................1

1.2地方标准....................................................1

1.3行业标准....................................................1

1.4设计文件....................................................2

2.工程概况........................................................2

2.1参建单位....................................................2

2.2工程地理位置................................................2

2.3工程总体概况................................................3

2.3.1道路工程概况..........................................3

2.3.2桥梁工程概况..........................................3

2.3.3管廊工程概况..........................................4

2.4顶推工程....................................................5

2.4.1顶推概况..............................................5

2.4.2始发井和接收井........................................6

2.4.3顶推管节.............................................10

2.4.4顶推段与明挖段结构连接部位做法.......................11

2.4.5顶推、工作井与邻近构筑物之间的关系...................13

2.5自然条件...................................................14

2.5.1周边环境条件.........................................14

2.5.2地质条件.............................................14

2.5.3水文地质条件.........................................16

2.5.4现状地上障碍物和地下管线调查.........................16

2.6重难点分析.................................................16

2.7风险等级...................................................18

3.施工部署.......................................................19

3.1组织机构...................................................19

3.1.1组织机构图...........................................19

3.1.2项目管理层岗位职责...................................19

3.1.3专业分包层岗位职责...................................19

3.2施工计划...................................................20

3.2.1进度计划.............................................20

3.2.2施工步序.............................................21

3.2.3劳动力计划...........................................24

3.2.4顶推机械设备计划.....................................24

3.2.5材料计划.............................................26

4.施工准备.......................................................28

4.1技术准备...................................................28

4.2现场准备...................................................28

4.2.1地面布置.............................................28

4.2.2吊装设备布置.........................................30

4.2.3施工生产临时设施.....................................30

4.2.4临水、临电...........................................30

5.顶推工作井施工方案.............................................31

5.1围护桩钢筋笼制作与安装.....................................32

5.1.1钢筋笼制作准备工作...................................32

5.1.2钢筋笼加工制作要点...................................32

5.1.3钢筋笼吊装...........................................33

5.2护坡桩施工.................................................33

5.2.1护坡桩总体施工工艺流程...............................33

5.2.2泥浆制备.............................................35

5.2.3钻孔.................................................36

5.2.4清孔.................................................36

5.2.5水下混凝土灌注.......................................36

5.2.6成桩质量检测.........................................37

5.2.7桩间土处理...........................................37

5.2.8冠梁施工及第一道对撑施工.............................37

5.3旋喷桩施工.................................................39

5.3.1旋喷桩施工组织.......................................39

5.3.2旋喷桩施工工艺.......................................39

5.3.3旋喷桩施工质量控制措施...............................40

5.4工作井土方开挖.............................................41

5.4.1土方开挖顺序及方法...................................41

5.4.2土方挖运安排.........................................42

5.4.3基坑土方开挖允许偏差.................................42

5.5内支撑施工.................................................42

5.5.1钢支撑工艺流程.......................................42

5.5.2钢支撑构件准备.......................................42

5.5.3钢支撑安装方案.......................................43

5.5.4钢支撑拆撑及换撑施工.................................49

5.5.5土方开挖与内支撑安装协调.............................50

5.5.6内支撑质量要求.......................................52

5.5.7内支撑安装施工安全措施...............................53

5.6基坑临时排水...............................................53

6.顶推施工方案...................................................55

6.1施工流程...................................................55

6.2管节预制...................................................55

6.3顶推始发井、接收井基坑.....................................55

6.4顶推始发前准备工作.........................................56

6.4.1洞门护坡桩凿除.......................................56

6.4.2洞口止水措施.........................................57

6.4.3顶进设备安装、后靠背做法.............................58

6.4.4吊装方案.............................................61

6.5始发顶进施工...............................................64

6.5.1顶推始发井顶进措施...................................64

6.5.2试验段及实验方案.....................................64

（1）设置试验段............................................64

（2）实施方案..............................................64

（3）试验段顶进参数设定....................................65

·6.5.3顶推顶进设备配置...................................65

6.6正常顶进施工...............................................65

6.6.1顶进速度.............................................65

6.6.2土压力设定...........................................65

6.6.3出土量及渣土运输.....................................66

6.6.4管节触变泥浆减阻措施.................................67

（1）管节外涂蜡............................................67

（2）触变泥浆减阻..........................................67

（3）触变泥浆减阻参数设置..................................68

（4）泥浆置备储存..........................................68

（5）其他注意事项..........................................68

6.6.5姿态测量控制.........................................68

6.6.6顶推纠偏.............................................69

6.6.7扭转控制.............................................71

6.6.8管节安装.............................................71

6.6.9管节防止后退措施.....................................71

6.6.10塑流化土体改良......................................72

6.6.11顶推掌子面及管节压力监测............................72

6.6.12防止“结泥饼（或泥棍）”措施及处理..................73

6.7顶推接收技术措施...........................................73

6.7.1接收井准备...........................................73

顶推机位置、姿态的复核测量................................74

6.7.3顶推机进洞...........................................74

6.8顶推顶进完毕施工措施.......................................75

6.8.1浆液置换.............................................75

6.8.2管节间嵌缝...........................................76

6.9顶推机拆解及倒运...........................................76

6.10顶推与相邻明挖管廊结合部位施工............................76

6.10.1顶推施工完成前明挖管廊施工截止位置..................76

6.10.2顶推完成后顶推与明挖管廊连接部位施工流程............77

6.10.3连接部位防水做法....................................77

6.10.4连接部位混凝土模板支设..............................78

6.10.5连接部位土方开挖基坑支护............................79

6.10.6明挖管廊施工至始发井围护桩及后靠墙的破除............81

6.10.7明挖管廊自西向东施工至接收井围护桩的破除............83

6.11施工降排水................................................84

7.质量标准及检查验收.............................................84

7.1质量标准...................................................84

7.2顶推检查验收...............................................85

7.2.1验收项目.............................................85

7.2.2验收流程.............................................85

7.2.3工作井验收...........................................86

7.3顶推质量保证措施...........................................86

7.3.1顶推进始发端的技术措施...............................86

7.3.2顶推机栽头技术措施...................................86

7.3.3初始顶进防止管节后退措施.............................87

7.3.4施工参数控制.........................................87

7.3.5顶推机及管节抗扭转措施...............................87

7.3.6顶推轴线控制措施.....................................87

7.3.7顶推通道通风措施.....................................87

7.3.8地面及建筑物沉降控制措施.............................87

7.3.9管壁外的触变泥浆减阻措施.............................89

7.3.10通过不稳定流砂层的处理..............................89

7.3.11管节安装防水预防措施................................89

7.3.12管节顶进纠偏措施....................................89

7.3.13管节整体不均匀沉降的预防措施........................90

7.3.14顶推施工信息传递及反馈机度..........................90

7.4工作井质量保证措施.........................................91

7.4.1护坡桩施工质量保证措施...............................91

7.4.2旋喷桩施工质量保证措施...............................91

7.4.3土方开挖质量保证措施.................................91

7.4.4钢支撑质量保证措施...................................91

8.施工测量及监测.................................................92

8.1施工测量...................................................92

8.2工作井施工监测.............................................96

8.2.1监测内容.............................................96

8.2.2布点原则.............................................96

8.3顶推施工监测内容...........................................97

8.3.1监测项目.............................................97

8.3.2布点.................................................97

（1）地表沉降点............................................97

（2）下穿大广高速道路沉降监测点............................98

8.4地表及道路沉降监测：.......................................98

（1）沉降观测点的埋置......................................98

（2）监测方法及数据采集....................................99

（3）数据分析.............................................100

8.5围护桩桩顶水平位移监测....................................100

（1）测点埋设技术要求.....................................100

（2）监测方法及数据采集...................................100

（3）数据处理.............................................102

8.6桩顶竖向位移监测..........................................102

（1）测点布置.............................................102

（2）监测方法及数据采集...................................102

（3）数据处理及分析.......................................103

8.7桩体水平位移监测..........................................103

（1）测点埋设及技术要求...................................103

（2）观测方法及数据采集...................................103

（3）数据处理.............................................104

8.8地下水位监测..............................................104

（1）监测点布置及埋设.....................................104

（2）观测方法及数据采集...................................105

（3）数据处理.............................................105

8.9深层土体沉降监测：........................................106

（1）测点埋设.............................................106

（2）观测方法及数据采集...................................106

（3）数据处理分析.........................................107

8.10支撑轴力监测.............................................107

（1）监测点布设...........................................107

（2）监测点埋设及保护措施.................................107

（3）监测仪器.............................................109

（4）监测方法.............................................109

（5）数据处理及分析.......................................109

8.11监测频率.................................................110

8.12监测控制值...............................................111

8.13报警值设定...............................................112

8.14异常情况处理.............................................113

9.季节性施工技术措施............................................113

9.1施工准备..................................................113

9.2冬季施工措施..............................................113

9.3雨季施工的主要措施........................................114

9.4注意事项..................................................115

10.安全保证措施.................................................115

10.1安全保证体系.............................................115

10.1.1安全生产组织机构...................................115

10.1.2岗位职责...........................................115

10.2安全管理制度.............................................117

10.3安全施工技术措施.........................................117

10.3.1安全用电措施.......................................117

10.3.2吊装安全措施.......................................118

10.3.3顶进施工安全措施...................................118

10.3.4高空作业安全措施...................................119

10.3.5“三宝、四口”防护措施..............................119

10.3.6文明施工保证措施...................................119

10.3.7绿色施工保证措施...................................120

10.3.8消防保卫管理措施...................................120

10.3.9有限空间作业.......................................121

11.应急预案及应急响应...........................................123

11.1应急处理组织机构.........................................123

11.2应急小组岗位职责及应急通讯录.............................123

11.3应急物资准备.............................................124

11.4危险源分析及应对措施.....................................124

11.4.1基坑变形、坍塌应急救援措施.........................124

11.4.2高空坠物应急救援措施...............................125

11.4.3物体打击应急救援措施...............................125

11.4.4机械事故应急救援措施...............................125

11.4.5意外停电应急措施...................................126

11.4.6有限空间事故应急救援措施...........................126

11.4.7施工过程中路面鼓包、冒浆应急救援措施...............126

11.4.8路面沉降超标应急措施...............................126

11.4.9道路坍塌应急救援措施...............................127

防火应急救援措施..........................................127

11.4.11雨季应急救援措施..................................127

11.5应急反应机制.............................................128

12.计算书........................................................129

12.1顶推推力计算.............................................129

12.2管节受力计算.............................................131

12.3后座反力计算.............................................131

12.4顶推机吊装验算...........................................132

12.5竖井附加荷载计算.........................................135

13.附图：顶推监测点布置图.......................................136

14.顶进设备配置.................................................137

1.编制依据

1.1国家标准

类别序号名称编号

1岩土工程勘察规范GB50021-2001

GB50010—2010

2混凝土结构设计规范

（2015年版）

3建筑地基基础设计规范GB50007—2011

4给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008

5混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2015

6建筑工程施工现场供电安全规范GB50194-2014

国家7地下工程防水技术规范GB50108-2008

8地下防水工程质量验收规范GB50208-2011

9工程测量规范GB50026-2007

10城市综合管廊工程技术规范GB50838-2015

11混凝土结构耐久性设计规范GB/T50476-2008

12预制混凝土衬砌管片GB/T22082-2017

13建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009

14建筑地基工程施工质量验收标准GB50202-2018

1.2地方标准

类别序号名称编号

1市政基础设施工程资料管理规程DB11/T808-2011

2市政基础设施工程质量检验与验收标准DB11/1070-2014

3城市综合管廊工程设计规范DB11/1505-2017

4市政基础设施长城杯工程质量评审标准DB11/T514-2008

建筑工程施工现场安全防护、场容卫生及消防保

地方5DB11/945-2012

卫标准

6建筑基坑支护技术规程DB11/489-2016

7穿越既有交通基础设施施工技术要求DB11/T716-2010

地下管线非开挖铺设工程施工及验收技术规程-DB11/T

8

第2部分：顶推施工594.2-2014

1.3行业标准

类别序号名称编号

1建筑基坑支护技术规程JGJl20—2012

2建筑桩基技术规范JGJ94—2008

3公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD62－2012

行业

4施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2012

5钢筋焊接及验收规范JGJ18-2012

6建筑地基处理技术规范JGJ79-2012

1建设工程安全生产管理条例国务院令第393号

住房和城乡建设部令

法律2危险性较大的分部分项工程安全管理规定

第37号

法规

住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大

3建办质〔2018〕31号

的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通

1

类别序号名称编号

知

1给水排水工程顶推技术规程CECS246：2008

其他

2给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程CECS137：2015

1.4设计文件

序号文件名称

1永兴河北路管廊五标段下穿大广高速顶推工程初步设计

2永兴河北路（大广高速～磁大路）道路及综合管廊工程勘察资料

3永兴河北路（大广高速～磁大路）道路及综合管廊工程施工组织设计

2.工程概况

2.1参建单位

序号项目内容

1工程名称

2工程地址

3建设单位

4设计单位

5监理单位

6质量监督单位

7勘察单位

8施工总承包单位

2.2工程地理位置

永兴河北路第五标段道路全长1.62公里。道路定线起点(K0+000)与规划一路相交，

向东与规划二路相交(K0+213.45)，后与大广高速相交(K0+455)，再向东依次与求贤渠、

盛平街、纵二路相交，最终与第六标段相接与K1+620。

2

图2.2.1-1本工程地理位置图

2.3工程总体概况

本工程包括道路工程、桥梁工程、综合管廊工程。

2.3.1道路工程概况

道路规划设计为城市主干路。道路红线宽60米，设计时速60公里/小时；道路标

准横断面为四幅路形式，中间分隔带宽12米，两侧机动车道各宽11.5米，双向6车道，

两侧分隔带各宽5米，两侧非机动车道各宽3.5米，最外侧人行道各宽4米。

图2.3.1-1道路标准断面图

2.3.2桥梁工程概况

桥梁工程为大广高速跨线桥，跨越大广高速、规划汇贤街、求贤渠，与大广高速

中线交角为64.7度，与规划汇贤街交角为76.7度，与求贤渠交角为76.8度。跨径布

置为9*35+24.069+24.07+6*35米，全桥总长为578.559米。

3

图2.3.2-1跨大广高速桥梁立体图

2.3.3管廊工程概况

序号项目内容

1管廊长度总长1.67公里（0+020~1+669）

2结构分舱电力舱、水信舱、燃气舱、水舱（共4舱）

净高为3.5m，电力舱净宽2.6m，水信舱净宽

3明挖段管廊结构尺寸

3.15m，燃气舱净宽2.0m，水舱净宽5.75m

9.1m×5.5m管节净尺寸8m*4.1m（燃气舱和水舱）、

4顶推段管廊结构尺寸

7m×5m管节净尺寸6m*3.8m（电力舱和水信舱）

1.495公里（0+020~0+403.7和

4管廊明挖现浇混凝土长度

K0+557.3~1+669）

5下穿大广高速顶推长度128.4m（K0+414.300～K0+542.700）

6工作井桩号接收井（403.7~414.3）、始发井（542.7~557.3）

7管廊明挖混凝土强度主体结构C35、P6~P8，垫层C15

8管廊顶推混凝土强度C50、P8

图2.3.3-1明挖管廊标准断面图

4

2.4顶推工程

顶推概况

本工程综合管廊（K0+414.300～K0+542.700）下穿大广高速，采用矩形顶推工法

施工（采用矩形顶推机对矩形断面土进行全断面切削，保持土压平衡，后面采用千斤

顶对管节进行顶推，边切削边顶推）。根据管廊设计断面尺寸，采用双孔顶推布置，两

台顶推设备外尺寸分别为9.1m*5.5m和7m*5m，双孔净距1米，顶进长度128.4米，从

东往西上坡顶进，坡度0.2%，顶推长度实为129m。工序上先顶进9.1m×5.5m管节，贯

通后再顶进7m×5m管节。

图2.4.1-1顶推综合管廊平面图

图2.4.1-2顶推与大广高速平面图

5

图2.4.1-39.1m×5.5m顶推剖面图

图2.4.1-47m×5m顶推剖面图

始发井和接收井

表2.4.2-1始发井、接收井设计概况表

序号内容始发井接收井

1外边尺寸（长×宽）22.1m×14.6m22.1m×10.6m

2净空尺寸（长×宽）20.5m×13m20.5m×9.0m

3内衬墙厚度（mm）800mm800mm

4开挖深度13.624m13.134m

Φ600mm@1000钻孔灌注桩+

Φ600mm@1000钻孔灌

5支护形式内支撑，后靠背采用φ

注桩+内支撑

1000mm@1200钻孔灌注桩

6洞口土体加固φ600@450旋喷桩加固φ600@450旋喷桩加固

26.925×7.074×

14.974=2852.5m³；（始发

26.925×8.07×

井西侧）

7加固面积（矩形）14.484=3147.2m³（接

26.925×7.074×

收井东侧）

14.974=2852.5m³；

（始发井东侧）

围护桩、管廊、挡

8C30C30

土墙混凝土等级

6

图2.4.2-1始发井支护加固平面

7

图2.4.2-2始发井支护加固剖面图

8

图2.4.2-3接收井支护加固平面图

图2.4.2-4接收井支护加固剖面图

9

顶推管节

顶推结构全部采用预制矩形钢筋混凝土管节，管节混凝土强度为C50，抗渗等级为

P8，管节接口采用“F”型承插。

表2.4.3-1管节设计概况表

1管节尺寸9.1*5.5*1.5m7*5*1.5m

2内径尺寸8*4.1m6*3.8m

3顶板、底板厚700600

4侧壁厚度550500

5单片重量63.4t44.8t

6管节数量86片86片

7DN25钢管压浆孔每个管节12只每个管节10只

预

8DN12.7防水压浆孔每个管节12只每个管节10只

埋

9φ120钢管，壁厚8mm每个管节8只每个管节8只

件

102寸钢管压泥孔每个管节12只每个管节10只

图2.4.3-1顶推综合管廊断面图

10

图2.4.3-2管节接头大样图

2.4.4顶推段与明挖段结构连接部位做法

顶推施工完成后，工作井通过后浇隔墙和顶板作为顶推段与明挖管廊的连接部位，其

结构形式如下图所示（接收井与始发井处与明挖管廊连接形式相同），该部位施工顺序及要

点详见6.10节内容。

11

2

明

11

顶始发井暗明

挖

管挖管

廊

衔

接

2

图2.4.4-1始发井处明挖管廊与顶推连接平面图

图2.4.4-2始发井处明挖管廊与顶推连接1-1剖面图

12

图2.4.4-3始发井处明挖管廊与顶推连接2-2剖面图

明接顶

挖

收

管

廊井管

图2.4.4-4接收井处明挖管廊与顶推连接平面图（剖面图与始发井类同）

2.4.5顶推、工作井与邻近构筑物之间的关系

13

顶推工作井周边邻近构筑物为在建大广高速跨线桥和大广高速，其距离关系如下

图所示（标注单位为m）：

图2.4.5-1顶推工作井及顶推通道临近构筑物关系图

2.5自然条件

2.5.1周边环境条件

拟建场地现状地形较为平坦，主要为耕地、树林及果园等。

图2.5.1-1现状地形地物图

2.5.2地质条件

14

图2.5.2-1顶推下穿土层地质断面图

表2.5.2-1土层分述表

土层状态

黏质粉土-素填黄褐色，松散～稍密，稍湿～湿，以粉土为主，含植物根系、少量砖

土①层渣、灰渣等杂质。

黏质粉土②层黄褐～褐黄色，中密～密实，局部稍密，湿，含云母，氧化铁，夹粉

质黏土、砂质粉土及粉细砂薄层。

粉细砂②1层褐黄色，稍密～中密，稍湿～湿，矿物成分以云母、石英、长石为主，

夹粉质黏土薄层，局部存在液化。

粉质黏土②2层褐黄色，可塑，很湿，土质不均，含氧化铁，局部夹黏质粉土薄层

黏土②3层褐黄色，可塑，很湿，土质不均，含氧化铁，局部夹泥炭质黏土薄层。

砂质粉土②4层褐黄色，中密～密实，湿，含云母，氧化铁，夹粉质黏土及粉细砂薄

层，局部存在液化。

黏质粉土③层褐灰～黄灰色，中密～密实，湿，土质较纯，含云母、氧化锰及有机

质，局部夹粉质黏土、砂质粉土及黏土薄层。

粉细砂③1层褐灰色，中密～密实，湿，砂质较纯，矿物成分以云母、石英、长石

为主，局部夹砂质粉土、粉质黏土薄层。

粉质黏土④层褐黄色，可塑，局部硬塑，很湿，含云母、氧化铁，局部夹粉细砂、

粉土薄层，含少量姜石。

粉细砂④1层褐黄色，中密～密实，饱和，砂质较纯，矿物成分以云母、石英、长

石为主。

黏质粉土④2层褐黄色，密实，稍湿～湿，含云母、氧化铁，偶见姜石。

重粉质黏土④4褐黄色，可塑，很湿，土质不均，含氧化铁，局部夹粉质黏土薄层，

层偶见姜石。

粉质黏土⑤2层褐黄色，可塑，局部硬塑，很湿，土质不均，含氧化铁，局部夹重粉

质黏土薄层，偶见姜石。

黏土⑤3层褐黄色，可塑，很湿，土质较纯，含氧化铁。

根据地质勘查资料，顶推穿越地层为处于黏质粉土②层、粉细砂②1层、黏质粉土③

15

层、局部位于粉质黏土②2层。

2.5.3水文地质条件

（1）勘察钻探深度（32.0m）范围内观测到两层地下水，分别为上层滞水（一）、潜

水（二）。

表2.5.3-1地下水位观测情况一览表（2017年12月）

初见水位埋深初见水位绝对标高稳定水位埋深稳定水位绝对标高

地下水类型

（m）（m）（m）（m）

潜水（二）19.408.6219.208.82

表-2地下水位观测情况一览表（2018年3月）

初见水位埋深初见水位绝对标高稳定水位埋深稳定水位绝对标高

地下水类型

（m）（m）（m）（m）

上层滞水（一）5.50～12.4015.00～16.075.30～12.1015.30～16.37

潜水（二）14.30～25.906.00～8.6614.00～25.506.30～8.96

表-3地下水位观测情况一览表（2018年7～8月）

初见水位埋深初见水位绝对标高稳定水位埋深稳定水位绝对标高

地下水类型

（m）（m）（m）（m）

上层滞水（