管道顶管施工方案.pdf

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1、临沂城 30 万吨供水工程东线供水工程一标段 顶管施工专项方案 审核：李永兵 审批：孟凡华 编制：袁合龙 工程名称：临沂城30 万吨供水工程东线供水工程 工程地点：临沂市兰山区半程镇 编制日期：二 O 一二年 二 月十四日 1 第一章编制依据 1.1 编制依据 1、 临沂城 30 万吨供水工程东线供水工程施工图设计 2、我公司的技术力量、机械设备情况及管理制度 3、对施工现场和周围环境实际踏勘获得的资料和数据 4、国家现行的施工验收规范、规程、标准及省、市基本建设的有关规定文 件： 施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005 给排水管道施工及验收规范GB502682008 给水排水工程顶

2、管技术规程 （CECS2462008 ） 地下管线非开挖技术规程 （DB29-73-2004） 2 第二章工程概况 2.1 工程简介 沂城 30 万吨供水工程东线供水工程施工一标段位于临沂市兰山区半程镇， 桩号为 K0+000至 K7+100 。其中管道穿沂蒙路（桩号：2+077 至 2+131）和半程 镇水厂前文泗路的管道采用顶管的方式进行施工。总长约 65m ，顶管采用 DN1200 钢管。 2.2 场地工程情况 根据勘察报告反映， 顶管段地质情况为强风化花岗岩和弱风化花岗岩，管线 主要在弱风化花岗岩层中穿过，根据地质和现场穿越公路等实际情况，此段顶管 采用手掘式机械顶管，以利于在遇到花岗

3、岩时，采用小药量爆破或人工凿除。 2.2.1场地：由于施工场地是在城市干道边，施工运输车辆多、作业人员流 动大、场地狭窄。所以要切实做好交通疏导、现场安全和文明施工工作。施工前 做好各种宣传和教育工作， 施工中加强对安全施工的监控力度，减少对周边环境 的影响。 2.2.2 施工配合：顶管作业需 24 小时连续施工，并做好顶管顶进的施工记录， 内容要准确完整。 2.2.3 工作井位周边设置工程施工所需机具，要严格围挡和做好夜间照明。 第三章施工前期准备 3.1 施工用电 水厂前的公路采用水厂内部的供电系统提供顶管施工、照明用电。沂蒙公路 段的顶管施公采用1 台发电机 (75kw) 供电。 3.2

4、 施工用水 3 根据本工程特点，施工用水主要由附近供水系统接入。 3.3 临时设施 综合现场的具体情况，本工程在工作井附近设置顶管配套设备、机械、材料 等工作场地。 3.4 施工技术准备 3.4.1认真组织和落实主要工程技术人员，熟悉施工图，领会设计意图，阅 读建设单位述及的规定、要求和参照标准。工程开工前，为设计交底和图纸交底 做好充足的准备， 将不清或不明的问题汇总会知业主、监理人员，以便及时解决。 3.4.2做好定位点控制，以便施工放样时用。并按业主提供的水准点，沿线 自引，施工中经常进行校核。 3.4.3对施工范围内的地下管线和架空线，管线范围内及施工需用场地内所 有障碍物，应由业主提

5、供，项目部进行实地详细调查情况以作保护措施。 3.4.4 进行施工测量和现场（工作井、接收井和顶进轴线）放线工作。 3.5 机械、材料进场准备 3.5.1 合理调配资金，及机械计划分批进场。在正式进行顶管施工前，提前3 天向监理和业主报钢管使用计划。 3.5.2 根据顶进长度，计算所需的各类管线（进水、排泥和电缆等）的长度， 准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。 第四章施工部署 4.1 管理组织架构 为保证工程能按质量、按安全、按期完成，强化施工现场的组织管理工作。 项目部组织架构如下 : 4 4.2 施工程序 按总体布局本标段顶管施工时间安排在2 月中旬至三月中旬，日平均气温低、 施工

6、难度较大，因此顶管工程要先行施工。按照先准备后施工，先地下后地上， 先深后浅的施工程序。 4.3 劳动力计划 采用多工种形式，以做到相互配合，发挥多面手作用，现场配备顶管技术 负责人 1 人，施工员 2 人，电工 2 人。每天 3 班连续作业，其中开机1 人测量 1 人。 项目负责：孟凡华 技术负责人：李永兵质安负责：江良涛 施工员 :宋鹏测量员： 袁合龙 机电员：王建强材料员：张斌 井体施工队顶管施工队 5 4.4 主要设备计划 主要机械设备一览表 序号名称规 格数量备注 1 汽车吊25吨1 台 2 汽车吊16吨1 台 3 汽车5 吨1 辆 4 卷扬机5 吨1 台 5 卷扬机1 吨2 台 6

7、 千斤顶320吨4 台 7 空压机9m3 2 台 8 压浆泵0.8Mpa 1 台 9 电焊机30KV/A 2 台 10 人货车1.5 吨1 辆 11 小车2.8 型1 辆 12 高压油泵42Mpa 2 台 13 气压式顶管机头DN2000m 1 台 14 挖掘机（ 1m3 以外）1m3 1 台 15 自卸汽车4 辆 4.5、施工进度计划 计划工期为 31 天 工种数量 管理人员3 测量3 顶管工10 井体结构工18 焊工2 电工2 6 工序名称计划日历天 地质勘探、施工放线1 工作坑的开挖、制作5 设备的安装2 顶管钻进20 设备的拆卸1 地貌的恢复1 工程的验收1 第五章主要施工方法 顶管施

8、工， 是以顶管工作井内安装千斤顶，采用高压油泵供油， 提供水平 推力，将待顶管节，一节一节由工作井（起点端）顶推至接收井（终点端）。从 而达到非开挖暗敷管道的目的。施工顺序：测量定点工作坑（顶坑）施工 管道顶进施工收尾清场。 5.1 测量定点 根据勘测院提供的坐标点定出顶坑位置，并做好顶管方向控制桩及高程控 制点以便顶管时引测。测量与方向控制要点为： 1.有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放 样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员项目管理部监理工程师，确 保测量万无一失。 2.采用经测量监理工程师批复的测量控制网进行施工放样，固定保护好 控制点，并经常复核。工作坑定位采

9、用全站仪，管道中线控制采用经纬仪， 7 标高控制采用水准仪。 3. 地面高程点导入井下采用悬挂刚卷尺，导入标高时，用两台S3 水准 仪同时进行，并独立导入两次，其互差不超过井筒深度的1/8000。每一个工 作坑设置一个水准点。 4.开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、 每节管的位置、 标高需事 先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。 5.2 工作井的施工 5.2.1工作井、接收井位的布置 工作井、接收井位的布置根据现场道路通行条件，设计管线位置、 顶进 距离、土质等因素综合确定，在沂蒙路西侧设置工作井，东侧设置接收井。 5.2.2工作井、接收井位下口尺寸 1）长度计

10、算 L=L1+L2+L3+L4+k L工作坑的最小长度（m） L1钢管单根长度（ m）取 12 m L2下井管段长度（ m）取 1 m L3主油缸长度（ m）取 1.5 m L4未顶出顶的管道最小长度（m）取 0.5 m k后座、刚性顶铁和环形顶铁厚度之和，再加上安装富余量（m） 取 1.6 m 则：L=12+1+1.2+0.5+1.6 =16.3m（取 17m） 8 2）宽度计算 B=D+(2.02.4) B工作坑的宽度（ m） D管道的外径（ m） 则：B =1.000+2.0 =3.28m（取 4 米） 5.2.3 土方开挖 工作坑开挖采用人机配合作业，在挖至距离底标高20cm 时，采用

11、人工 挖土，以防拢动坑底原状土。开挖过程中根据挖深情况进行边坡支坑避支护， 严禁一步到底开挖后再支护的开挖方法，开挖时必须有专职安全人员进行看 护，发生异常情况及时停止开挖并立即撤人，待处理完成后再开挖。 5.2.4 坑底支护 采用钢木支撑法支护。工作井、接收井位分两层支护，第一道支护设在 自然地面下 80cm 处，第二部设在第一道盘撑下2 米位置，第三道盘撑设第二 道盘撑下 1.5m 位置。支撑材料采用4 米长大板及 30#工字钢。每步大板支撑 两道盘撑，底部盘撑设不小于2m 八字撑。 5.2.5 工作坑排水 液压顶管要求操作坑内无水作业，基坑地面的浮泥应清除干净并保持 平整和干燥。考虑施工

12、期间会出现阴雨天气， 坑内四周以土筑 0.3m 宽，0.4m 高土埂拦水，坑内挖0.5m 0.5m 边沟，将雨水以 3坡率引往集水坑，及 时用50 口径污水泵排出，不致浸泡边坡和影响作业。 5.2.6工作坑底板设置 9 土方支护完成后即可浇筑底板混凝土垫层。坑底面应尽量整平 ; 清除浮 泥，防止封底混凝土和基底间渗入有害杂质；底角与封底混凝土接触面处的 泥污应予清除；底板垫层混凝土强度为C25 ，厚度为 300mm 。底板预埋导轨 致以便于管道顶进。 5.2.7 顶管后背墙设计 后背墙面 2台320t顶镐 卧铁1546cm 竖向30#工字钢密排 2020cm 横方木 C10 砼基础 横向顶铁

13、500 2000 顶管利用坑壁土体作后背，后背所能承受的最大的顶力取决于顶管管 道所能承受的最大顶力，在最大顶力确定后，据此可进行后背的结构设计。 后背的尺寸主要取决于管径大小和后背土体被动土压力。所设计的后背具有 充分的强度、刚度、且后背墙表面要平直。顶管后背采用拼装式，在墙面横 排 200mm 200mm 枕木，枕木前密排 30#工字钢，在工字钢前再横排顶铁。 横 排枕木是为了使顶力均匀的分散在后背墙上，同时将工字钢下扎500mm 是为 了加强锚固。 5.2.8 工作井导轨安装 导轨的作用是引导管节按设计的中心线和坡度顶进，导轨安装时必须 10 安装牢固，满足管节中心高程及坡度的要求, 导

14、轨面标高与管子内管底面的 标高相等。两导轨要顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致。安装 后的导轨要牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核。本工程导轨 为双排 120 工字钢、 20 槽钢焊接而成，导轨为预制加工。 5.2.9 顶铁的安装 顶铁是顶进管道时，千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其 作用是将一组千斤顶的合力，通过顶铁均匀地分布在管端，并起调节千斤顶 与管端之间距离的作用。顶铁可分为环形顶铁和u 形顶铁两种，本标段用U 型顶铁。安装顶铁时，顶铁与导轨之间、顶铁与顶铁之间的接触面，要擦拭 干净，防止接触不良，相互滑动。安装后，要使千斤顶轴线、顶铁轴线和管 道的轴线相互平

15、行。顶铁轴线必须与管道中心的垂线对称，避免顶力产生偏 心，导致“崩铁”。顶铁拼装后要进行锁定。顶铁与管口之间垫缓冲材料联 接（胶合板），使顶力均匀地分布在管端。安装后的顶铁轴线与管道轴线平 行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污。顶铁要原地 足够的刚度，顶铁单块放置时能够保护稳定，顶铁的相邻面互相垂直，顶铁 上有锁定装置。顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫，当顶务接近管节材料的 允许强度时，管端应增加U型或环形顶铁。 5.3 管前挖土与顶进 5.3.1管前挖土 管前挖土是控制管节顶方向和高程、减少偏差和重要作业，是保证顶质 量及管上构筑物安装的关键。 5.3.2下管 11 挖土之前

16、应先下管，并做好以下几项工作： 检查管子 下管前应先对管子进行外观检查，主要检查管子有无破损及裂缝；端面 要平直；检查合格后的管子方可用起重设备吊到工作井的导轨上就位。 检查起重设备 起重设备以检查、试吊，确认安全可靠方可下管。下管时工作井内严 禁站人。当距导轨小于50 时，操作人员方可进前工作。 管子就位 第一节管放到导轨上，测量管子中心及前端和后端的管底高程，确认 安装合格后方可顶进，第一节管作为工具管，顶进方向与高程的准确，是保 证整段顶管质量的关键。因此必须认真对待此项工作。 5.4 管前挖土的长度控制 一般是安排一个人挖土。为加快工程进度，每班两个人，轮流开挖。 土方在管内可采用电瓶

17、车进行，也可采用人力斗车进行运输。土方在工作井 采用电动葫芦进行垂直运输。在一般地段， 土质良好，挖土时可超挖 3050 。在道轨以外最大不得超过30 ，同时应遵守管理单位的规定。在不允 许土下沉的顶管地段（如上面有重要建筑物或其它管道），管子周围一律不 得超挖。在一般顶管地段，上面允许超挖1.5 ，但在下面 120范围内不 得超挖，一定要要保持管壁与土基表面吻合。 5.5 顶进 采用 2 台 320T/台的液压千斤顶作为主顶。顶进开始时，就缓慢进行， 待各接触部位密合后， 再按正常速度顶进。 顶进若发现有油路压力突然增高， 12 应停止顶进，检查原因经过处理后方可继续顶进，回镐时，油路压力不

18、得过 大，速度不得过快。挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小 范围内。 5.6 焊接管道 顶管采用 D1200长 12m的钢管顶管，焊接接口。为了有利于导向，钢 管必须与顶进的钢管平直，方可进行焊接。焊接时，不能出现焊接缺陷。焊 接部位进行防腐处理。 5.7 通风设施 由于施工过程中难以避免人员进入已施工好的管道内进行作业，而施工 好的管道内并没有新鲜空气进入，人员在里面呆的时间太久，极易人体缺氧 而造成安全事故的发生，为此在进行顶管施工时，应该配备空压机进行工作 井及管道内通风，确保施工工人安全作业。为使拥有足够的功率能把新鲜空 气送入管道内并尽量减少气体在管道内流动的压力损失，

19、因此有必要采用离 心柜式风机和 PVC通风管。 5.8 测量与纠偏 5.8.1轴线控制点的建立：以工作井穿墙管与井孔中心为依据，在地面 建立实际管轴线控制点。 5.8.2井上井下的点位传递：井上井下控制点位的传递，因井较深，可 垫木方将经纬仪一边脚架架空在工作井内，再采用经纬仪一次投递。 5.8.3顶管定向：从地面传递管轴线上的一个点至井下仪器平台，传递 另一点至站标。该站标设置在穿墙管的上方井墙上。顶管施工时，在井下仪 器平台上放置一台T2 型经纬仪，以短边推长边的方法定出顶进方向。 13 5.8.4 顶进过程中测量纠偏应把握勤微纠的原则。 测量次数：开始顶第一节管子时，每顶进2030cm/

20、次，正常顶进时，每顶 进 80cm 。校正时，每顶进一镐即测量一次。 5.8.5中心测量：首次在地面用经纬仪确定顶管方向桩，然后在工作坑 边的两方向桩上挂小线，其上吊2 个垂球到工作坑底部，在工作坑中用激光 水准仪照准两垂球，读管前端的中心尺刻度，若中心尺的中心刻度相重合， 说明方向准确，否则其差值为偏差值。 5.8.6高程测量：在工作坑内引设水准点清， 停止顶进，将激光水准仪支 设在顶铁上，测量前端管底高程。 5.8.7 顶进偏差的校正： 顶进中发现管位偏差10mm 左右，即应进行校正， 纠偏校正应缓缓进行， 使管子逐渐复位， 不得猛纠硬调。 当管道出现偏差时， 应该及时纠正，不要等到误差大

21、才纠正。纠正前应分析偏差原因，有针对性 的进行处理。除采用工具管前壳体与后壳体间的纠偏千斤顶进行的纠偏外。 5.8.8 地面沉降观测 地面沉降点在路面用道钉埋设，特殊要求的构筑物用红三角标记。地面沉降 观测在顶管施工过程中应每天进行，沉降量控制在+10mm 、-30mm 之间。 5.9 公路路基的保护 为了防止顶管施工对公路路基土层的扰动，在施工中对公路采取监测保 护措施。 5.9.1 路基沉降观测 在 DN1200 管通过的路面上布设沉降观测点，定期进行水准测量观测， 随时注意道路的变化，是否发生沉降。采取措施控制地基土层沉降量，其措 14 施方法主要有：控制超挖、多挖土及土层的流失；控制（

22、调整）顶管偏差、 控制顶进速度，以减少顶管对土层的扰动。 5.9.2 保护 钢管顶进施工完成后，为了保证路基的稳定性，对公路的路基土层进行 填充灌浆进行加固。灌浆材料采用水泥和粘性土配制，保证钢管具有一定的 柔性，同时使公路路基稳定。 第六章质量保证措施 6.1 工程质量控制措施 1、竣工测量测出各管口高程及水平位置的数据，入竣工资料。顶管施工外 观质量标准检查项目规定如下： （1）目测直顺、无反坡、清洁、不积水、管节无裂缝。 （2）顶管施工如遇塌方或超挖，土壁与管壁之间的空隙必须进行压浆、补 实处理。 2、建立健全由项目经理统一管理的技术、质量、安全管理体系； 3、落实岗位责任制，在施工过程中做到各负其责，达到以工作质量保证工 程质量的目的； 4、严格控制材料进货渠道，进场材料都必须有合格证，重要材料进场时施 工、技术、质量负责人必须全部亲自到场检验，确定合格才可入场使用； 5、顶进施工时，顶进记录必须真实、清晰、完整。建立健全交接班制度。 当交接班时，当班负责人必须向接班负责人交清记录，并说明在顶进操作中 所出现、发现的问题及处理情况。