泵站及管道工程下穿机荷高速公路之顶管工程施工方案

1、*泵站及管道工程下穿机荷高速公路之顶管工程施工方案*工程局*公司二00三年四月二十一日目 录1、工程概况2、施工条件3、施工总体规划3.1 工作井和接收井的布置3.2 顶管施工程序：3.3 顶管施工工期4、主要施工方法4.1 顶管工作井4.2 顶管设备4.2.1 机头的选用4.2.2 主顶设备4.2.3 附属设备4.3 管节的制作及安装连接4.3.1 工程管制作4.3.2 运输4.3.3 安装及焊接4.4 顶进施工4.4.1 顶管出洞4.4.2 顶进操作4.4.3 顶管的测量及纠偏4.4.4 接收井及顶管进洞施工4.5 工作井的处理4.6 确保高速公路路基安全的措施5、组织机构6、质量保证措施

2、7、施工安全保证措施7.1 安全组织7.2 生产安全措施8、主要施工机械设备铁石泵站及管道工程下穿机荷高速公路之顶管工程施工方案1、工程概况*水库和*水库的管线要穿过机荷高速公路，在*高速公路的南侧有一泵站，水提升后管线标高为25.0m，而从ZD29防震墩到ZD28防震墩要下穿机荷高速公路，机荷高速公路路面标高为+33.81m，管线埋深8.81m，目前此段管的前后管线均由总仓商已利用大开挖铺管，剩下此段管线需进行地下顶管施工。顶管段的范围是从2+316.76至2+404.396m，全长88m，管径为DN2200；属钢结构管材，管壁厚25mm。管线是穿过高速公路，为保持公路的交通正常运行，顶管时

3、不允许路基有沉降产生。2、施工条件*高速公路的南北两侧均是农田和菜地，目前泵站的施工队伍临时住在南侧，有乡村公路通往泵站工地，在管线的东边约60m处，有一通道横穿机荷高速公路，南侧的人员和机械可通过此通道进入北侧施工区。管线在公路两侧埋深较小，管线所处高程范围内地下水也相应很少，而管线穿过的土层是高速公路的填土路基，是性砂粘土。施工现场无电源，而顶管施工用电量相当大，只能用发电机，我们拟安装一台200kw的发电机在工作井处，用于焊接和各种用电设备的起动。3、施工总体规划3.1 工作井和接收井的布置根据现场的施工条件，顶管用的工作井可布置高速公路北侧，位于2+316处，由于是顶钢管，为减少现场焊

4、接工作量，每节钢管应设计长一点，按5.4m长管节考虑，则：工作井长度=5.4+1+1.6=8m，管径为2.2m，则工作井长度=2.2+1.8=4.0m。工作井的底板标高比管线底标高低50cm，则底板标高为25-0.5=24.5m，工作井的结构为钢筋砼井，采用逆作法开挖或沉井施工，井壁厚按30cm设计，底板厚按30cm设计，工作井地势较低，工作井入土深度较浅，应在后面堆积袋装土，防止工作井在施顶时后退。工作井的后背紧贴已建的管线，顶管完工后，可将工作井改造成检修井且与后面的污水管线连通，形成整条排水系统。顶管的接收坑布置在高速公路南侧的2+404m处，内尺寸为44，也采用砼井，逆作法施工。顶管施

5、工时占地面积：工作井处：820 接收井处：615施工平面布置见图1所示3.2 顶管施工程序：井后堆积袋装土管节制作及防腐工作井制作测量放线管节安装及焊接安装施顶设备接头防腐处理顶管施工接收井制作管头进接收井已建管线制作检修井、防震墩3.3 顶管施工工期工作井制作时间： T1=20天 (由总包单位完成)顶管施工准备时间： T2=10天 (包括安装设备、运钢管节等)顶管及焊接时间： T3：DN2200的钢管，每天能施顶5.4m，则T3=885.4=17天连接接口施工时间：T4=2天检修井及其它时间：T5=4天施工工期：T=10+17+2+4=33天4、主要施工方法4.1 顶管工作井由于本管线是穿越

6、高速公路，为顺利顶管不影响道路交通，我们拟选用钢筋砼井作顶管工作井，这样安全可靠。井的尺寸：内截面尺寸48，壁厚30cm，井的高度3.5m，入土深度只有1.5m左右，砼标号C25。施工时，如地下水很高，则先在井周围钻孔注浆，井周布两圈孔，孔距1m，注浆深度从井底以下2m至地下水位以上0.5m。注浆加固土体后，采用从上至下分层开挖现浇井壁，分层高度1.5m，分三次现浇井壁，最后砼封底。4.2 顶管设备4.2.1 机头的选用本工程管道短，管径大，控制路面沉降的精度高，我们拟选用手掘式带网格机头，机头后面安装4个短行程千斤顶，用于控制顶进的方向和纠偏；机头为钢结构，直径与管道一样。4.2.2 主顶设

7、备本工程顶管长仅仅只有88m，可一次性施顶，不必设中继间，工作井选用4台200t的千斤顶，总顶力为800，另配42Mpa的高压油泵，向千斤顶供油。4.2.3 附属设备包括以下设备：向管内通风的空压机，采用6m3的空压机；重件及管节的吊装：选用25t的轮胎吊;另外还有支承架、顶铁，分压环等，工作井内设备的安装置见图2所示。4.3 管节的制作及安装连接4.3.1 工程管制作钢管材料为A3钢，由专业机械加工厂卷制作焊接加工，采用埋弧自动焊，焊条牌号为T42。钢管供货长度为每段5.4，每段管重约7.3t。钢管加工好后，要作防腐处理，外表面用FIL-8环氧沥青石棉布包裹，内表面用20mm厚1：2水泥砂浆

8、钢丝网抹面。或者按设计的其它要求防腐。4.3.2 运输管材用汽车拖到现场，卸车堆放在特制的轨道架上，然后人工平拖至工作井旁。4.3.3 安装及焊接由25t起重机或10t的门架吊将管材吊放下井，安放到井下轨道上就位，并与前节已顶出工作井的管后端对接无误后方可施焊。焊接方法采用手工电弧焊，焊缝坡口形式为双单边V形坡口，坡口在工厂机械加工成形。在工作施焊前，要用碳棒电弧气刨吹一遍，以保证焊缝质量，所有焊缝成形后，除作外观检验外，还须经超声波探伤检查，然后对接头处进行内外防腐处理，验收合格后方可进行顶进作业。4.4 顶进施工顶管设备安装完后，可进行顶进施工，顶管是靠工作井中的主顶千斤顶给管道以水平推力

9、，让管道在机头的带领下，穿过工作井前壁，然后再穿越土层一节一节逐步向前推进，在推进过程中，机头前方的土体，通过机头作工具仓，人工将土体挖运至工作井，然后吊出井外弃走，边挖边顶，至到机头和管道头部被顶进接收坑内为止，以下就各过程作具体说明。4.4.1 顶管出洞机头被从工作井前壁的顶留洞口之中破墙顶出工作井，进入井外土层中的过程叫做顶管出洞，出洞是顶管工程的关键工序之一，其程序是首先将工作井的井内轨道上的机头，调整好方向，然后用风镐逐层破除洞口临时封堵墙体(要求在制作井时用水泥砂浆砌砖临时封堵洞口)，同时将机头前端推进入工作井前壁预留孔周围的止水结构内，防止井外的水进入工作井内，止水结构是防止地下

10、水和流砂从管道和预留孔的缝隙进入工作井而设置一道动密封装置，见图3所示。靠井外壁的部分墙体可用推动机头直接破墙，以确保施工安全。破墙后连续推进使机头吃进土层中，以避免井外土体塌入机头空腔内造成地面沉陷。整个出洞过程必须测量跟踪，以保证出洞准确度。4.4.2 顶进操作当工具管顶入土体后，留其尾部约30cm长搁在井内导轨上，收回千斤顶活塞杆，卸走替顶和分压环，安装管节，等焊接与防腐处理后，可进行管道的顶进的施工。如土层比较坚硬，则工具管前方土体稳定性好，本工程采用人工挖土顶进。挖土前应将工具管前端刃口部分切入土层中，然后自上而下分层开挖，严禁自下而上开挖，防止正面塌方。挖土时，可将开挖面挖成锅底形

11、状，其向前的锅底超挖深度不得大于0.5m，然后即应开始顶进。贯彻勤挖勤顶的原则，挖一次顶进一次，每次挖不超过0.5m。如土层是较软的淤泥，则采用挤压施工，土体经机头挤压后再挖除。暂停作业时，应将工具管切入土层中，使工具管内充满一定的土塞长度，以确保正面土体稳定。必要时还应采取临时支护或封闭措施。如在雨季地下水较大，机头前方的渗水量影响工人开挖，则可采用封闭气压来操作，机头内带压作业，让压力将附近的水压回土层。为减小管外壁与土壤的摩阻力，可在管壁上留孔，通过预留孔向管外壁注入减阻泥浆，泥浆用膨润土制作，用压浆泵注入。4.4.3 顶管的测量及纠偏顶管过程中，要经常测量观测，发现管道的偏差，要立即纠

12、偏，使管道在正确的线路上顶进。采用的仪器是经纬仪和水平仪。若管道偏离轴线，应立即采用纠偏技术予以调整，为减少纠偏的难度，纠偏操作应在偏差发生的当期进行，因此，一定要在顶管过程中做到勤调微纠，采取调整机头的微小转运即可达到纠偏的目的。4.4.4 接收井及顶管进洞施工接收井也是采用逆作法施工，分层开挖和现浇，施工方法与工作井相同，其程度为：分层开挖分层绑扎钢筋分层浇井壁砼砼封底。接收井制作好后，顶管的管线可以从井的预留孔洞中直接顶进接收井内，卸走顶管机头及设备，然后将管继续施顶，使之与已建管相接触，然后在接收井内将两管连接起来。4.5 工作井的处理顶管完成后，卸走工作井中的施顶设备，打开井后壁墙的

13、预留孔洞，用钢管将顶管线与原已建管线连接，在工作井中制作检修井，安装透气阀，排泥阀等。4.6 确保高速公路路基安全的措施顶管是在高速公路的路基中穿过，由于地下顶管要进行土壤开挖对，路基有一定影响，但只要我们严格控制开挖量，注意开挖方式，且采取一定的保护措施，高速公路的路基就不会受到影响，路面也不会产生沉降，可确保公路交通的正常运行。(1) 开挖截面形成圆形，在管壁的圆弧内开挖，不要向外超线开挖，由于路基都经碾压而成，而管线埋深较大，挖圆孔在开挖处可形成土拱效应，孔自身有一定的抗坍落能力；(2) 在机头的上方，制作一超前的帽檐，它可以先进入前方土体，开挖时，可防止上方土方下坍；(3) 管线内径2

14、.2m，较大，开挖面也大，可在机头前端设置网格，挡住前方土体，防止意外的坍落。(4) 在施顶时，如发现有地下水，则采取气压封闭式施顶，用气压封住地下水，防止路基的水土流失，确保路基的安全；(5) 在路面设置沉降观测点，每天对路基进行观测，控制其沉降，发现有沉降变化，立即采取措施。5、组织机构项目经理现场主管技术主管施工工段技术组机务组物质组财务后勤安全测量班电工班加工班起重班液压班杂工班主要人员安排技术管理干部2人 电工2人 电焊3人后勤人员 2人 液压2人 司机2人财务人员 2人 机修2人 普工8人测量人员 3人 起重2人 管理人员2人合计：32人6、质量保证措施 项目技术主管负责施工质量，

15、另配一名专职质检人员。在施工过程中严格按图施工，加强对职工的质量教育，做好各工序的施工检测记录。具体措施如下：(1) 顶管前查清地质情况，水文，地下水情况，针对不同的条件采取不同的手段，确保顶管施工质量；(2) 管节在加工厂要认真检查，防腐层不得破坏，不合格产品退货，管节在吊进工作井前要查其质量，发现有问题不得进工作井，接头要作防腐处理；(3) 手掘挖进时工具管前的开挖可挖成锅底形状，土孔直径严禁超过刃口，为切入创造条件；(4) 保持工具管底无积水现象，如遇积水，随即排除，以防止土体基底软化；(5) 顶管交接班时，应交清本班的测量记录，仪器对中，并交清管道轨迹和纠偏趋势；(6) 采取调整正面开

16、挖部位，范围和深度的方法进行纠偏；(7) 发生较大偏差时应分析发展趋势，采取逐步勤调、微调纠正。7、施工安全保证措施 本工程主要是顶管施工，其生产者安全性相当重要，因为大部分时间在地下管道中施工，应制定完整的安全管理制度，严格把好各工序各地方的安全关，方能圆满地完成任务。7.1 安全组织项目经理部设专职安全员一名，负责各工序的安全事宜，安全员每天到现场监督施工，查各种事故隐患。7.2 生产安全措施(1) 起重操作时吊臂底下不得站人；(2) 机头操作人员不得超过机头去挖土；(3) 管道内随时输新鲜空气进去，早晨上班时，先通气再进入；(4) 管道内电路、油路要封闭好，以免外漏伤人，管内照明采用33v直流电源；(5) 进入现场一定要带安全帽，下井要作登记，出井时消号；(6) 要特别注意原有排水管的处理，要将其水引到别外，尽减少地下水对顶管的影响；(7) 特别注意地下的