人工顶管施工方案(完整版)

人工顶管施工方案(完整版)第一章工程概况与目标1.1项目定位本工程为××市××路DN1200污水主干管穿越××大道段，全长268m，埋深6.2m～8.5m，位于建成20年的城市主干道下方，道路红线宽50m，双向8车道，地下并行燃气管、10kV电力、国防光缆。因交通流量>4200pcu/h、道路基层为C30钢筋混凝土加固层，不具备明挖条件，采用人工顶管施工。1.2质量目标一次验收合格率100%，接口无渗漏，竣工测量轴线偏差≤20mm、高程偏差≤10mm，Ⅲ级钢筋混凝土管节抗压强度≥C50，内水压力0.2MPa稳压30min无渗漏。1.3安全文明目标零死亡、零重伤、零火灾、零中毒；扬尘在线监测≤250μg/m³；夜间施工噪声≤55dB(A)。1.4工期目标计划开工20240310，竣工20240518，总日历日70d，单班日进尺≥4m。第二章编制依据《给水排水管道工程施工及验收规范》GB502682021《顶管施工技术及验收规范》CECS246:2021《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住建部37号令《××市城市道路管理条例》2022修订版××市住建局《人工顶管作业备案细则》2023××市政设计院《××路污水主干管施工图》设计号S202313第三方风险评估报告编号FX20231105第三章场地勘查与管线复核3.1物探采用RD1100雷达+GSSI400MHz天线，每5m一条横断面，共完成雷达剖面56条，发现异常体11处；随后用CCTV机器人验证，确认燃气管(DN200PE)与拟建管道外壁净距仅0.8m，需迁改。3.2地质补勘补钻3孔，深度12m，揭示：0～1.5m沥青混凝土，1.5～3.2m填砂，3.2～6.0m粉质黏土(硬塑)，6.0～9.5m中砂(密实，局部含砾)，9.5m以下为强风化泥质粉砂岩。渗透系数k=3.2×10⁻²cm/s，判定为强透水层，需采用触变泥浆+降水联合措施。3.3地下水位稳定水位埋深2.8m，丰水期最高水位1.5m，采用井点降水，设计降深至刃脚底0.5m以下。第四章施工准备4.1围挡与交通导改采用2.5m装配式彩钢围挡+0.8m防爬网，设置LED警示灯；交通导改分三期，第一期封闭北侧两车道，保留双向六车道，限速40km/h；导改方案经交警大队批复(编号JTY20240307)。4.2临电临水630kVA箱变1座，一级配电柜2台，二级箱6台，电缆采用YJV223×185+2×95埋深0.8m；生产用水接自DN100市政消火栓，装表计量。4.3材料进场管节：Ⅲ级F型接口钢筋混凝土管DN1200×2500mm，内衬PVC片材，生产厂家××管桩公司，随车提供出厂合格证、氯离子扩散系数报告；橡胶圈：三元乙丙，硬度55±5ShoreA，拉伸强度≥16MPa；膨润土：钠基，200目，滤失量≤15mL。4.4人员配置项目经理1名(一级市政建造师)，技术负责人1名(高工)，安全总监1名(注册安全工程师)，顶管班长2名(持住建特种作业操作证T3类)，测量2名，电工2名，机修2名，普通工12名，共计22人；全部购买60万元意外险。第五章主要施工方法5.1工作井施工5.1.1井型选择采用9m×4m矩形沉井，壁厚600mm，C35P8混凝土，深度9.5m；刃脚踏面宽200mm，内侧设300×300mm倒角。5.1.2沉井制作垫层：20cm厚C20混凝土+5cm砂垫层，垫层下设Φ16@150单层钢筋网；第一节浇筑高度2.5m，采用定型钢模，内模一次到顶，外模分层；混凝土掺8%微膨胀剂，24h后拆模，养护7d。5.1.3下沉控制采用排水下沉，设4台150m³/h潜水泵；分三节接高，每次接高不超过1.5m，下沉系数1.15；下沉过程采用经纬仪+垂球双控，偏差>20mm即用挖土调整；封底采用C30水下不分散混凝土，厚1.2m，设Φ25@150双层双向钢筋。5.2接收井施工接收井尺寸6m×3m，深度8.8m，采用SMW工法桩+内支撑，桩径Φ850@600，水泥掺量22%，H型钢700×300×13×24，内支撑三道(Φ609×16钢管)。5.3顶管机组选型主顶站：QKYG1200型，额定推力1200t，行程3.5m，泵站功率45kW；中继间：RJB1200，单节推力400t，共设2道；顶铁：环形分压环+U形顶铁，材质Q355B，厚度80mm；导轨：P50钢轨，焊接在预埋钢板上，轨距1.2m，安装坡度与设计坡度一致(‰)。5.4顶进工艺流程测量放线→导轨安装→机头就位→初顶5节管(12.5m)→安装第一道中继间→继续顶进→安装第二道中继间→贯通→机头回收→注浆置换→接口密封→CCTV检测→竣工验收。5.5机头选型与校核采用挤压式网格水冲机头，前端设Φ1400mm网格刀盘，开口率45%，中心水冲口2×DN50，切土扭矩经计算：T=α·D³=0.018×1.4³=49.4kN·m，选用减速电机额定扭矩60kN·m，安全系数1.21。5.6顶力计算总顶力F=F1+F2F1=π·D·L·f=3.14×1.4×268×5=5897kNF2=π/4·D²·γ·H·Ks=0.785×1.4²×18×8×1.0=222kNF=6119kN≈612t，主顶+中继间总推力1200+800=2000t，安全系数3.27，满足要求。5.7触变泥浆配比膨润土:水:CMC:纯碱=120:1000:3:2(kg)，密度1.08g/cm³，马氏漏斗黏度65s；注浆孔每节管设4个DN20注浆嘴，单孔注浆量0.3m³，同步注浆压力0.15～0.20MPa，超量注浆系数1.4。5.8降水运行采用Φ800管井，间距15m，井深12m，共布设20口；抽水试验显示单井涌水量25m³/h，设2台50m³/h自耦泵轮换；降水期间每日早7点测水位，确保低于刃脚0.5m；降水终止须在顶管贯通后48h且注浆固结体强度≥0.2MPa方可停泵。5.9出渣与运输机头内泥水通过DN150胶管排至地面沉淀池(3m×2m×1.5m)，沉淀后上清液回用，沉渣由装载机装至自卸车，夜间22:00—次日5:00外运至××弃渣场，随车携带五联单。第六章质量保障措施6.1轴线控制采用0.5″级全站仪自动跟踪测量，每顶进0.5m记录一次，偏差>10mm即纠偏；机头内设电子罗盘，实时显示俯仰角及方位角，数据每10s上传至地面监控室。6.2纠偏技术机头设4组Φ80mm液压纠偏油缸，单缸推力80kN，行程±50mm；纠偏遵循“勤测勤纠、微量多次”原则，单次纠偏量≤2mm，相邻管节转角≤0.3°。6.3接口密封管节承插前用酒精擦拭，橡胶圈涂硅油润滑，插入后采用0.3m钢钎检查“凸台”是否到位；接口外侧用聚硫密封胶嵌缝，宽20mm、深15mm，固化后做0.25MPa水压试验，30min压降≤0.05MPa为合格。6.4缺陷修复若CCTV发现裂缝>0.2mm，采用环氧树脂注浆：钻孔@200mm，埋设Φ8铜嘴，注浆压力0.4MPa，注浆量控制0.5L/min，直至邻孔出浆为止；固化后打磨平整，重新做闭水试验。第七章安全文明施工7.1危险源清单高处坠落、物体打击、触电、中毒窒息、机械伤害、道路车辆伤害、涌水涌砂、COVID19聚集感染。7.2防护措施(1)工作井四周设1.2m防护栏杆+180mm挡脚板，夜间警示灯间距≤2m；(2)井内设置Φ20钢筋爬梯，梯步间距300mm，与井壁预埋件焊接，每班检查焊缝；(3)主顶泵站设漏电保护器(30mA×0.1s)，电缆架空≥2.5m；(4)有限空间作业执行“先通风、再检测、后作业”制度，O₂≥19.5%、H₂S<10ppm方可下井，设专职监护人1名，配正压式呼吸器2套；(5)道路段设防撞墩+导向灯，限速30km/h，安排2名交通协管员24h轮班；(6)现场设应急物资库：担架1副、AED1台、苏生器2台、吸水膨胀袋100条、应急发电机50kW。7.3应急预案7.3.1涌水涌砂发现井壁渗漏>5L/min，立即停顶、关闭主顶泵站，启动井点备用泵，30min内加打Φ800应急井2口，注双液浆(水泥水玻璃)体积比1:0.6，初凝时间60s。7.3.2机头抱死推力突升至额定值120%且无法推进，立即停泵回镐，启动中继间“伸缩”功能，最大回缩200mm，注水冲刷切土面，扭矩降至正常后重新推进；若30min无效，采用反向顶进方案，从接收井安装反向机头回收。7.3.3中毒窒息监护人发现报警仪报警，立即呼叫井内人员撤离，启动送风机(≥5000m³/h)，救援人员佩戴正压式呼吸器，使用三脚架提升，120送至××医院(距离工地5km，24h绿色救援通道已备案)。第八章环保与绿色施工8.1扬尘控制围挡顶部设喷淋，每2m一个喷头，定时10min喷淋一次；出入口设全自动洗车台，冲洗水压≥0.4MPa，冲洗时间≥60s；散装膨润土采用吨袋+彩条布覆盖，风速>4级停止装卸。8.2噪声控制主顶泵站设隔音棚(75mm岩棉+彩钢板)，夜间禁止高噪声作业(>55dB)；定期润滑设备，更换柱塞泵轴承，减少机械噪声。8.3废水处理沉淀池三级串联，总容积22m³，投加PAC30ppm，PAM1ppm，出水SS<70mg/L后回用或排入市政污水井；每周取样送检，检测报告存档。第九章进度计划与资源配置9.1横道图关键节点20240310～0315场地围挡及临建0316～0331工作井沉井制作下沉0401～0403封底及底板0404～0405导轨安装、机头下井0406～0505顶管贯通(70m/周)0506～0510注浆置换、接口检测0511～0515场地恢复、交通放行0516～0518竣工资料移交9.2劳动力直方图高峰期0410～0420，日投入28人，其中顶管班12人、井点维护4人、杂工8人、管理4人。9.3主要机械沉井吊机50t汽车吊1台、顶管主泵站1套、中继间2套、注浆泵BW1502台、挖掘机0.8m³1台、自卸车15t2台、发电机50kW1台、污水泵150m³/h4台。第十章验收与移交10.1分部验收工作井、接收井按《GB50268》第5.3节进行结构渗漏验收，允许渗水面积≤2‰，任意100m²内湿渍≤3处；顶管段做闭水试验，允许渗水量≤0.0046L/(m²·min)。10.2竣工测量采用CORSRTK+全站仪复核，提交成果表：实测轴线偏差最大18mm(桩号0+136m)，高程偏差最大+8mm，满足规范。10.3资料清单施工日志、测量记录、材料合格证、混凝土试块28d报告、钢筋焊接试验、CCTV检测视频(1080p)、注浆记录、隐蔽验收记录、安全交底、应急预案演练记录，共12卷，纸质+电子扫描PDF。10.4移交程序由总监理工程师组织建设、设计、施工、运营单位现场核查，签署《竣工验收证书》，同步移交《运维手册》：包含管线走向图、井室坐标、易损件规格、应急联系电话。第十一章运维建议11.1巡检周期通车后第1年每季度CCTV检测1次，第2年起每半年1次；重点检查接口胶圈老化、渗漏，发现渗漏及时更换聚硫密封胶。11.2清淤DN1200管设计充满度0.75，建议3年机械清淤一次，采用高压射流(150bar)+吸污车，清淤后做闭水复查。11.3沉降监测在管顶上方道路布设6个沉降观测点，首年每月1次，沉降速率<0.5mm/月