顶管穿越公路施工方案

顶管穿越公路施工方案1总则1.1编制目的为在运营高速公路下方安全、高效、零中断交通地完成DN1200钢筋混凝土顶管穿越，特制定本方案，作为设计、审批、实施、监测、验收的唯一技术依据。1.2编制依据（1）《公路法》第32条、第48条；（2）《公路安全保护条例》第20条；（3）《道路交通标志和标线》（GB57682022）；（4）《顶管施工及验收规范》（GB502682021）；（5）《公路养护技术规范》（JTGH302021）；（6）××市交通运输局《涉路施工许可实施细则》（2023版）；（7）××高速交警二大队《占道作业交通安全管理制度》；（8）本项目岩土勘察报告（编号2023KC0517）。1.3适用范围适用于K18+325—K18+345段双向六车道高速公路下方顶管穿越的全部作业，含工作井、接收井、顶管掘进、路面保护、交通组织、应急抢险、环保及验收。2工程概况2.1位置与高速公路正交，交角90°，覆土厚度5.8m，穿越长度58m。2.2地质0–2.4m杂填土，2.4–6.0m粉质黏土（硬塑），6.0–12m中砂（稍密中密），12m以下为强风化泥质粉砂岩。地下水位埋深3.1m，无承压水。2.3管材Ⅲ级钢筋混凝土钢承口管，内径1200mm，壁厚120mm，单节长2m，允许顶力设计值8500kN。2.4周边环境上行方向110kV高压线距工作井边线18m；下行方向为××村鱼塘，塘埂距接收井9m。3管理组织3.1项目组织架构建设单位：××市水务集团总承包单位：××市政工程有限公司（市政公用工程施工总承包壹级）专业分包：××非开挖技术有限公司（顶管专业承包壹级）监理单位：××建设监理有限公司第三方监测：××地质工程勘察院3.2职责矩阵（1）项目经理：全面负责，为第一安全责任人；（2）顶管机长：对设备、顶力、姿态、注浆参数负直接责任；（3）交通协管队长：按交警批复落实每班交通布控；（4）监测组长：沉降超2mm即向项目经理、总监、交警三方同步短信预警；（5）应急抢险队长：出现涌泥、路面塌陷>10cm时，5分钟内到场，30分钟内完成封道。4施工准备4.1技术准备（1）图纸会审：5月6日由设计、施工、监理、交警四方联合，形成《会审纪要》编号ST20230506，明确允许最大路面沉降3mm；（2）测量放线：采用0.5″级全站仪，控制点复测闭合差<5mm；（3）三维数值模拟：采用PLAXIS3D建立模型，预测最大沉降2.4mm，顶力峰值6200kN，结果报监理备案。4.2现场准备（1）临时征地：工作井侧征地15m×25m，接收井侧征地12m×20m，已签订补偿协议；（2）管线探挖：沿井口外2m范围人工开挖探槽，探明Φ200燃气管一条，水平净距1.8m，已做悬吊保护；（3）围挡：采用2.5m彩钢夹芯板+防撞桶+夜间LED灯带，连续封闭；（4）临电：500kVA箱变一台，双路供电，另配120kW柴油发电机自启动。4.3材料与设备（1）顶管机：DTN1200泥水平衡式，刀盘扭矩280kN·m，主顶泵站流量150L/min；（2）中继间：2套，单套推力4000kN，设于20m、40m处；（3）注浆系统：BW250型注浆泵，浆液配比水泥∶粉煤灰∶膨润土∶水=1∶0.8∶0.3∶1.2，28d强度≥2.5MPa；（4）运输：采用3t叉车+专用管托，夜间22:00—05:00进场，避开高峰。5交通组织5.1审批流程（1）5月10日提交《占道施工交通组织方案》；（2）5月15日高速交警、路政联合现场踏勘；（3）5月18日取得《涉路施工许可证》（编号SL2023118）。5.2布控标准（1）控制区划分：警告区（1600m）→上游过渡区（120m）→纵向缓冲区（100m）→作业区（60m）→下游过渡区（60m）→终止区（60m）；（2）限速：警告区起点设80km/h限速牌，缓冲区起点设60km/h，作业区40km/h；（3）车道压缩：由3车道压缩为2车道，采用渐变段长120m，水马连续布设，夜间加装LED爆闪灯；（4）值守：每班6名协管员、2名交警，对讲机频道CH5，与顶管机长保持实时通联。5.3夜间及恶劣天气预案（1）能见度<200m时，立即关闭上游情报板，限速降至20km/h，开启车载防撞车预警；（2）遇6级以上大风或暴雨，30分钟内撤除标志牌、水马，开放全部车道，施工暂停。6工作井与接收井施工6.1围护结构（1）工作井：9m×6m×8.5m深，采用Φ800@1000钻孔灌注桩+一道600×800钢筋混凝土内支撑；（2）接收井：7m×4m×8.2m深，采用Φ800SMW工法桩，内插H500×300型钢，水泥掺量22%。6.2止水帷幕桩间采用Φ600@450高压旋喷桩，水泥掺量30%，28d无侧限抗压强度≥1.2MPa，渗透系数≤1×10⁻⁶cm/s。6.3开挖与支撑（1）分层开挖，每层≤1.5m，随挖随撑；（2）支撑预加轴力800kN，采用200t千斤顶分级加载，稳压5min后锁定；（3）井底设30cm厚C20封底混凝土，24h内不得有人员下井。6.4后座墙采用C30钢筋混凝土，厚1.2m，配筋Φ20@150双层双向，后靠背与井壁之间用C40微膨胀混凝土填实，确保顶力反力均匀。7顶管掘进7.1始发（1）洞门凿除前，沿圈梁内周预埋Φ100注浆管8根，双液浆（水泥水玻璃）封水；（2）始发导轨高程误差≤2mm，中心线误差≤1mm，采用激光经纬仪双向复核；（3）首节管加焊20mm厚钢后靠背，防止管口压溃。7.2顶进参数（1）初始段0–10m：顶速5mm/min，土压力设定0.12MPa，注浆量1.8倍理论建筑间隙；（2）正常段10–48m：顶速10–15mm/min，土压力0.15MPa，注浆量1.5倍；（3）到达段48–58m：顶速≤8mm/min，土压力降至0.10MPa，同步注浆切换为二次补浆。7.3姿态控制（1）采用SLSMT激光导向系统，每300mm自动记录一次，偏差>5mm即纠偏；（2）纠偏遵循“勤纠、小纠”原则，单次纠偏量≤0.5°，严禁“大调头”；（3）每日17:00导出数据，形成《顶管姿态日报》，监理签字确认。7.4中继间使用当总顶力>5500kN时启动第一套中继间；>7500kN时启动第二套；中继间回收采用“先顶后收”顺序，防止应力突变。7.5泥浆循环（1）进浆比重1.15–1.20，返浆比重1.25–1.30；（2）设三级沉淀池，总容积120m³，上清液经pH调节至7–8后回用，零外排；（3）废渣由8m³封闭运输车夜间外运至××弃土场，票据留存备查。8路面与路基保护8.1超前注浆在管顶以上1m处打设Φ50袖阀管，间距1.2m×1.2m，梅花形布置，注浆压力0.3–0.5MPa，稳压10min，单孔注浆量≥0.8m³。8.2实时监测（1）沉降：在穿越中心线及两侧10m、20m各布1条横断面，每断面5点，采用徕卡LS15电子水准仪，精度0.3mm；（2）频率：施工期每天2次，非施工期每天1次，持续至贯通后15天；（3）预警值：黄色2mm，橙色5mm，红色10mm；达到红色立即启动Ⅰ级响应，封道注浆。8.3路基注浆补偿若累计沉降>3mm，采用小导管WSS双液浆补偿，孔深至管顶以上0.5m，注浆压力0.2MPa，注浆量按沉降槽体积1.2倍控制。9质量检验9.1管节进场（1）逐节进行外压荷载试验，裂缝荷载≥110kN/m，破坏荷载≥130kN/m；（2）内径公差±3mm，端面垂直度≤1mm；（3）橡胶圈硬度（邵氏A）45±5，拉伸强度≥12MPa。9.2接口水压试验贯通后分段打压，试验压力0.2MPa，保压30min，渗水率≤0.4L/m·min。9.3竣工测量轴线偏差：水平≤30mm，垂直≤20mm；内底高程偏差≤10mm；满足《GB50268》Ⅲ级标准。10安全文明10.1危险源清单（1）高压线18m—防触电；（2）燃气管1.8m—防燃爆；（3）高速公路行车—防车辆伤害；（4）深8.5m工作井—防坍塌；（5）顶力8500kN—防管爆反冲。10.2控制措施（1）高压线附近作业高度≤2m，吊车吊臂限位器设定15m；（2）燃气管悬吊保护采用2根I25a工字钢+吊带，每2m设一道；（3）井口设1.2m高防护栏杆+踢脚板，夜间高亮LED警示；（4）顶铁两侧加设20mm厚防崩板，防止顶铁飞出伤人；（5）每班前进行“三查三交”：查设备、查防护、查环境，交任务、交技术、交安全。10.3文明施工（1）围挡设公益广告占比≥30；（2）出入口设自动洗车台，废水经三级沉淀回用；（3）噪声控制：夜间22:00后禁用高噪声设备，场界噪声≤55dB(A)；（4）扬尘在线监测PM10>150μg/m³时，自动喷淋开启。11应急预案11.1应急组织总指挥：项目经理副总指挥：安全总监现场抢险组、交通疏导组、技术组、后勤组、外协组，共5组，24小时轮班。11.2应急物资（1）砂袋500只，水泥10t，水玻璃2t，注浆泵2台；（2）防撞车2辆，锥形桶200只，LED导向牌4套；（3）担架2副，AED除颤仪1台，应急车辆2辆。11.3情景处置（1）路面塌陷>10cm：①交通疏导组立即封闭第二、三车道，保留第一车道通行；②抢险组30分钟内用砂袋回填反压，埋设注浆管，双液浆注浆；③技术组复测沉降，稳定后铺钢板恢复通行。（2）顶力骤升>8500kN：①停止顶进，启动中继间；②检查泥浆比重、刀盘扭矩，必要时开仓清理；③若中继间仍无效，启动预留冷冻法加固预案。（3）燃气管破损：①立即停气、断电、禁火；②疏散井内人员，喷淋稀释；③通知燃气公司关闭上游阀门，检测浓度<1%LEL后方可复电。11.4信息报告事故发生后1小时内向××市交通运输局、××高速交警、××燃气公司书面报告，24小时内提交《事故调查报告》。12环保与职业健康12.1废浆处理采用板框压滤机脱水，泥饼含水率<40%，运至××砖厂资源化利用，滤液回用。12.2噪声对操作手、机修工发放SNR=30dB耳塞，每半年进行听力检测。12.3高温气温>35℃时调整作业时间11:00–15:00停工，发放藿香正气水、绿豆汤。13验收与移交13.1分部验收（1）井体结构：5月30日完成，监理签字；（2）顶管贯通：6月18日完成，轴线、高程、渗水、内窥全部合格；（3）路面恢复：6月25日完成，弯沉值0.42mm，满足《JTGH30》要求。13.2竣工资料（1）竣工图3套+电子版1份；（2）原材料合格证、复试报告、焊口探伤、注浆记录、监测数据光盘；（3）影像资料：无人机航拍+地面高清，时长≥30min，带GPS坐标。13.3移交程序由建设单位组织设计、监理、交警、路政五方现场核查，签署《竣工验收证书》，7日内完成移交。14工期计划14.1关键节点工作井施工：5月20日–6月5日接收井施工：5月25日–6月8日顶管始发：6月10日顶管贯通：6月18日场地清理及交通恢复：6月25日14.2保障措施（1）两班倒，每班12小时，交接班时间≤15分钟；（2）备件库存：刀盘2套、中继间密封圈6套、泵站滤芯20只；（3）雨季备用彩条布1000m²，水泵6台，确保“小雨不停、大雨不淹”。15费用控制15.1目标合同价2680万元，目标成本2550万元，节约130万元。15.2措施（1）注浆材料采用粉煤灰替代30%水泥，节省约45万元；（2）废浆脱水后砖厂回收，减少弃运费35万元；（3）交通协管优化班次，减少加班费约20万元。16信息化管理16.1平台采用“××云建造”系统，PC端+手机APP，实时上传顶力、姿态、监测、影像。16.2二维码每节管生成唯一二维码，扫码查看生产批次、试验报告、安装时间、责任人。16.3视频监控在井口、围挡四角、高速公路情报板上方共布设6路球机，存储90天，交警可远程调阅。17培训与交底17.1三级教育公司级：5月15日，安全总监主讲，46人参加；项目级：5月16日，项目经理主讲，46人；班组级：5月17日，机长主讲，分3班共46人，考试合格率100%。17.2专项交底（1）交通布控：由交警现场示范，模拟布设，考核合格上岗；（2）顶管姿态：由厂家技术顾问对导向手一对一实操，连续3次误差