顶管作业专项施工方案czx概论.docx

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顶管作业专项施工方案czx概论

1、工程简介2

2、工程特点2

3、施工准备3

4、施工工艺4

5、质量控制措施14

6、顶进设备安装16

7、防雨施工措施17

8、文明施工措施17

9、安全施工措施18

10、施工用电安全19

11、机械设备安全20

12、测量放样20

1、工程简介

天津北辰日处理5万吨污水处理厂项目是由凯发新泉水务（天

津）有限公司投资兴建。

占地面积约92亩，建筑物、构筑物面积共

约16000平方米，工程位于天津市北辰区科技园区景云路与华丰路交

汇处。

由中国市政工程华北设计研究院设计。

2、工程特点

本工程涉及需要顶进的管道为市政污水总管道至污水厂粗格栅收水井之间部分，共约181米，为DN1200的钢筋混凝土排水管，顶管坡度为0.003。

该污水管线共有3个90度转角，为三个直线段，中间段最长，为154米，其间设1座检查井，三段共设4座检查井（包括粗格栅收水井前的检查井），市政污水井在景云路上，且已接出一段10米长DN1500的钢筋混凝土排水管，考虑顶管插接内壁抹带封口。

详见下图：

由于其埋深大（最深处8.6米），而且多数管道上方均为相关施工单位的临时建筑，在短时期内不能拆除，且工期紧。

综合上述现场的实际情况，经过多方面调查研究，我项目部决定采用顶管法施工最为妥当。

3.施工准备

3.1方案的准备：

进入施工现场后，我们经过对现场管线走向的勘查，并且经过查阅本工程的地勘报告等资料，决定采用顶管法施工后，我们结合现场实际特编制了本专项施工方案。

3.2人、机、料的准备：

3.2.1施工人员：

测量员

记录员

管道工

起重工

安全员

机械

操作员

排水

巡视员

电工

普通

工人

2名

2名

2名

2名

2名

2名

2名

2名

20名

3.2.2施工机具：

机具名称

挖掘

机

自卸式汽车吊

深井

潜水泵

潜水

排污泵

水准仪

经纬仪

手动

葫芦

顶管

设备

电动葫芦

规格

长臂

16T

H=20M

3.0KW

H=20M

3.0KW

2.0T

2.0T

数量

1台

1台

20台

4台

2台

2台

4台

2组

3台

注：

另需租赁打深水井设备及打/拔钢板桩设备！

3.2.3施工材料：

材料名称

钢筋砼排水管

水泥

砂子

砾石

混凝土

钢筋

模板没木方等

规格

DN1200

425#

细沙

30-50MM

C30

Ф12

数量

181米

30T

50m3

30m3

50m3

1.5T

1式

3.3降水准备：

3.3.1工作基坑降水准备

工作基坑开挖前3-5天，在适当位置对工作基坑处的地下水进行深井降水，然后先采用长臂挖掘机进行分两次开挖（第一次放坡（1:

1）开挖至3米深左右，然后进行打钢板桩，第二次挖土至6-7米深度停止开挖，进行水平支撑），最后改用人工挖土、清底。

3.3.2管道线路降水准备

在顶管前3-5天，沿所需顶管的管道轴线方向、且在管道两侧适当位置呈三角形布置降水井，对管道沿线及工作基坑位置进行深井降水。

详见下图：

4、施工工艺

测量定线井点降水工作坑开挖工作坑围护桩工作坑施工

浇筑钢筋砼后背顶管施工检查井施工灌水试验

交工验收

4.1测量定线

经相关部门审核、审批确认此专项施工方案以后，即可进行现场测量放线，从而确定出污水管线、工作基坑、检查井的位置。

具体是：

首先根据现场提供的、经复核无误的高程控制点，其次复核市政污水管道接驳点和进粗格栅间处污水管道的位置和管底标高，当与设计无误时，即可进行污水管线、工作基坑、检查井的放线定位工作。

4.2井点降水

由于现场地下水位较高，挖深2米左右即出水，为防止发生土层液化或管涌事故。

所以，在工作基坑开挖前3-5天，先采取打深井降水法进行降水。

井点均匀布置在工作基坑四周，每个工作基坑设2个井点，深井管埋设深度应根据污水管的埋深，并保证降低后的地下水位低于工作基坑底0.5m以上，以此来确定深井管的长度。

本工程污水管道埋深为8.1-8.6米，因此井点深度考虑为12-15m，深井直径为400mm。

井点施工程序为：

放线定位—打井孔—安装井点管—填砂砾滤料—安装深井泵—安装排水管—启动深井泵抽水—观察出水情况并巡视记录。

深井设备采用3.0KW、20m扬程的深井潜水泵1台。

每套井点设备有效抽水距离为10m，深度为地面以下12-15m。

井点管入土深度要比设计工作坑底深3m。

井点下端滤管长为1~1.5m，滤管上要先包一层细滤网，再包一层粗滤网，并用铁丝绑扎加以保护，滤水管必须埋入含水层内。

井点管安装前先进行测量放线，确定好位置。

采用高压水枪冲孔，按照井点管深度来控制冲孔深度，一般应比滤管管底深0.5m以上，冲至要求深度后，应停留在原位继续冲水片刻。

迅速提起冲水管，立即将井管垂直居中放入孔中。

快速将砂滤料灌入井孔，灌砂量应根据冲孔孔径大小和深度计算确定，实际灌砂量不应小于计算量的95％，孔顶用粘土封填。

灌砂时要注意灌砂应达到的位置宜在地下水位以上。

当井点管入土完毕后再安装排水管。

为保证井点连续不断地抽水，应配备双电源，以防断电造成滤管堵塞。

一般抽水3-5天左右水位斗基本趋于稳定，正常出水规律为先大后小、先混后清。

如不上水或水一直较混，或出现先清后又混等情况，应立即检查纠正。

4.3工作坑开挖

待降水第3-5天左右，即可进行工作坑开挖。

工作坑为5*5米方形，深度为8.6米左右。

基坑上口开挖为14*14米，开挖边坡坡度选1:

1，这样可以有效降低坑壁的坍塌。

工作基坑开挖采用1台长臂挖掘机进修行，确保土方开挖远离基坑，从而减少对基坑影响。

4.3.1工作基坑开挖步骤如下：

第一步，按照测量放出开挖线，先进行第一次机械开挖深度至3.0m。

使3米深处底部形成8*8米的正方形基坑；

第二步，在3米深底部8*8米的正方形基坑四周布置I20a#咬口式密排钢板桩，使钢板桩围成净空为5.5*5.5米正方形工作基坑；

第三步，进行第二次机械开挖，垂直开挖至6.0m深度左右，或挖机挖不到的深度时，改用人工开挖、清底；

第四步，对钢板桩进行一道水平支撑，注意：

要保证不阻碍下吊设备和下吊钢筋混凝土管道；

第五步，用潜水泵排除工作基坑内的积水的同时，浇筑200mm厚C20混凝土底板、顶管机后背；

第六步，布置顶管设备、导轨及运土设备等；

第七步，顶管施工。

4.3.2基坑开挖注意事项

（1）挖出的土离基坑上口边应在2米以上，堆土高度宜小于1.5米，或者尽量远离堆放，以减小土压力对工作基坑的影响。

（2）第一次挖土深度至3.0米时，应先对梯形斜坡用挖掘机瓦斗压实，并留出走道，而且对上口四周做好防雨水措施，以防止土方坍塌。

（3）基坑3.0米以下布置的咬口式密排钢板桩（10米长/根）完成后，当第二次机械开挖至6米深度时，要及时在距桩顶2米处撑水平支撑。

基坑开挖与支撑应密切配合，做到安全可靠。

4.4工作基坑围护桩

在3.0米深底部8*8米的正方形四周布置咬口式密排钢板桩，使钢板桩围成净空为5.5*5.5米正方形工作基坑。

打设前，应在最后正方形基坑外侧放出净空为5.5*5.5米正方形工作基坑的打设线。

钢板桩材料选用I25a钢，根据施工经验，钢板桩入土深度（T）与基坑深度（H）比值α（α＝T/H），在一般土质条件下，基坑深度5米以内，α值宜取0.35；5～7米时宜取0.5；7米以上时，宜取0.65。

本工程取0.5。

钢板桩排列根据土质和基坑深度等情况，采用咬口密式排列。

咬口板桩应咬合紧密，板桩挺直，板桩打拔采用1m3履带式挖掘机配备振动沉桩锤进行施工，板桩的垂直度不能大于露出高度的1.5％。

施打板桩前应查明地下管线或地下构筑物，如有，先将管线外露，采取施工保护措施后再打设，或局部跳空采取其它支护措施。

打设时，若出现板桩入土过慢，桩锤回弹过大，应查明原因，进行处理方可继续施打。

若基坑底发生较大的管涌，必须立即停止施工，一方面检查钢板桩是否打设到位，入土深度必须保证；另一方面，检查井点，考虑重新下井点，结合地质资料，采取加深井点或分两级甚至三级井点，保证降水效果。

工作基坑开挖及钢板桩平面布置图详见下图：

4.5工作基坑施工

在工作基坑开挖到位、且水平支撑固定好以后，应尽快用潜水泵排除工作基坑内的积水，进行人工清底、平底、铺砂工作，并设定潜水泵的集水坑，继续排水。

然后开始进行工作基坑钢筋混凝土底板的浇筑，底板为5.5*5.5米，200mm厚C20混凝土，四周应留出排水沟，坡向集水坑。

4.6钢筋混凝土后背

4.6.1工作坑底板浇筑完成后，即可进行顶管反力墙的浇筑施工，浇筑钢筋混凝土后背。

反力墙砼为C30，1m（厚）×1.2m（高）×0.6m（宽），壁面应平整，并与管道顶井方向垂直。

4.6.2顶管导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合下列规定：

A、两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。

B、导轨安装的允许偏差应为：

轴线位置：

3mm；顶面高程：

0~+3mm；两轨内距：

±2mm。

C、安装后的导轨必须牢固可靠，严禁在顶管过程中产生位移或变形，并应经常检查校正。

4.6.3千斤顶的安装应符合下列规定：

A、千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；

B、当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜相同，当规格不同时，其行程应同步，并应同规格的千斤顶对称布置；

C、千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。

4.6.4油泵安装和运转应符合下列规定：

A、油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；

B、油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵，油泵安装完毕，应进行试运转；

C、顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；

D、顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。

4.6.5分块拼装式顶铁的质量应符合下列规定：

A、顶铁应有足够的刚度；

B、顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型，当采用焊接成型时，焊缝不得高出表面，且不得脱焊；

C、顶铁上应有锁定装置。

4.6.6顶铁的安装和使用应符合下列规定：

A、安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和项铁之间的接触面不得有泥土、油污；

B、更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后应锁定；

C、顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁；

D、顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。

4.6.7采用起重设备下管时应符合下列规定：

A、正式作业前应试吊，吊离地面10cm左右，检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全后方起吊。

B、下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可近前工作。

C、严禁超负荷吊装。

4.7顶管施工

4.7.1待顶管前期准备工作结束后，首先应精确放线并复查。

应根据业主提供的平面控制网点及水准网点，按照《工程测量规范》GB50026-93进行施工测量，测量工作是一切工作的先导，测量工作的好坏直接影响到以后工程质量的好坏。

因此，安排优秀测量人员，配置精密仪器，确保施工放样工作精准、及时、高效完成。

复核基准点时，如发现问题及时上报，并协商解决。

4.7.2管节材质检查：

顶管采用DRCIII型钢板平承口钢筋砼水泥管。

管节安装前应进行外观检查，发现裂缝、保护层脱落、空鼓、接口掉角等缺陷，使用前应修补并经鉴定合格后，方可使用。

4.7.3开始顶进前应检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进：

A、全部设备经过检查井并经过试运转；

B、工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合规范规定；

C、防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施；

D、开启封门的措施。

4.7.4采用手工掘进顶管法时，应符合下列规定：

A、在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135度范围内不得超挖，管顶以上超挖量不得大于1.5cm；管前超挖应根据具体情况确定，并制定安全保护措施；

B、在对顶施工中，当两管端接近时，可在两端中心先掏小洞视调整偏差量。

4.7.5顶管结束后，管节接口的内侧间隙按设计规定处理，设计无规定时，可采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥砂浆密封，填塞物应抹平，不得凸入管内。

A、采用膨胀水泥或石棉水泥接口时，灰口应整、齐密实,并且需有深度＜5mm的凹陷。

B、当采用水泥砂浆填缝及抹带接口时，落入管道内的接口材料应清除。

管径大于或等于700mm时，应采用水泥砂浆将管道内接口纵向间隙部位抹平、压光；当管径小于700mm时，填写缝后应立即拖平。

抹带前应将管口的外壁凿毛、洗净，当管径小于或等于400mm时，水泥砂浆抹带可一次抹成；当管径大于400mm时，应分成两层抹成。

4.8检查井施工

4.8.1本顶管工程共需设置4个工作基坑，考虑到钢筋混凝土检查井的施工方便，所以，工作基坑均设置于S1~S4#检查井所在位置。

4.8.2在每个工作基坑（S1~S4#）顶管作业依次完成后，及时进行该处检查井的施工，待检查井施工完毕并拆除模板后，方可进行回填、拔钢板桩等下一步工作。

4.8.3检查井为圆型，井壁厚250MM，内径为2米，采用钢筋混凝土浇筑，具体详见相关施工详图。

4.9闭水试验

4.9.1待本顶管工程及检查井施工完成后，即可按照当地相关施工验收规范要求进行闭水试验。

4.9.2闭水试验应严格按照天津市相关验收规范执行，试验必须组织专门的闭水试验小组进行。

4.9.3闭水试验先经自检合格后，及时做好闭水试验等交工资料，并及时组织相关单位进行验收。

4.10交工验收

4.10.1本污水管线顶管工程施工完成，并且闭水试验合格后，方可进行验收。

4.10.2本管线工程经自检合格后，及时做好相关交工资料，并及时组织相关单位进行验收。

5、质量控制措施

5.1管道顶进过程中，工具管的中心和高程测量应符合下列规定：

采用手工掘进时，工具管进入土层过程中，每顶进50cm，测量不应少于一次，管道进入土层后正常顶进时，每顶进100cm，测量不应少于一次，纠偏时应增加测量次数。

5.2纠偏工具管:

在顶进过程中由于受不均匀外力的作用，头部会偏离设计轴线及标高，因此需要不断地对工具管进行纠偏操作，纠偏角度一般不宜大于0.5度。

纠偏要勤测勤纠，每顶进1m左右测量一次偏差，分析管道运动轨迹，并快定纠偏大小。

小角度纠偏，每次纠偏角度应控制在10ˊ－20ˊ，最大不得大于10度。

纠偏操作不能大起大落，如出现较大的偏差，应小角度连续纠偏，保持适当的曲率半径返回到轴线上来。

避免管道顶进时产生过大的侧应力。

对于短距离纠偏作业，可采用后座液压油缸进行纠偏，根据偏差情况，快定后座油泵的开启和关闭。

5.3纠偏时应符合下列规定：

A、应在顶进中纠偏；

B、应采用小角度逐渐纠偏；

5.4管道顶进应连续作业，管道顶进过程中，遇下列情况时，应暂停顶进，并应及时处理：

A、工具管前方遇到障碍；

B、后背墙变形严重；

C、顶铁发生扭曲严重；

D、管位偏差过大且校正无效；

E、顶力超过管端的允许顶力；

F、油泵、油路发生异常现象；

G、接缝中漏泥浆。

5.5顶进管道时的施工质量应符合下列规定：

A、管内清洁，管节无破损。

B、允许偏差应符合下列表的规定：

顶进管道允许偏差（mm）

项目

允许偏差

轴线位置

50

管道内底高程

D＜1500

+30

-40

D≥1500

+40

-50

相邻管间错口

钢管道

≤2

钢筋混凝土管道

15%壁厚且不大于20

对顶时两端错口

50

注：

D为管道内径（mm）

6、顶进设备安装

6.1把地面上建立的测量控制网络引放至工作井内，并建立相应的地面控制点，便于顶进施工时进行复测。

6.2工作井内测量放样，精确测放出顶进轴线。

6.3安装顶进后靠。

顶进后靠的平面应垂直于顶进轴线，后靠与井壁结构砼之间的空隙用砼填塞密实。

6.4安装主顶装置和导轨。

先将它们大致固定，然后在测量的监测下，精确他们的位置及坡度，直至满足要求为止，随即将它们固定牢靠。

6.5工作井内的平面布置。

搭建井内工作平台、安装配电箱、主顶动力箱、控制台等，铺设各种电缆、管线、油路等。

井内平面布置要求布局合理，保证安全，方便施工。

6.6地面辅助设备的安装及平面布置。

辅助设备主要有搅拌系统、供电系统、充电设备等的安装调试，此外还有轨道拼接、管节堆场、临时弃土场的安排以及吊车泊位、安全护栏等的布置。

6.7地面辅助工作及井内安装结束后。

吊放顶管工具管，接通电气、液压等系统，进行出洞前的调试。

7、防雨施工措施

7.1做好临时地面排水工作，保持必要的地面排水沟畅通；

7.2使用潜水泵排除工作坑内积水；

7.3必要时作业基坑顶部设置防雨布，阻止雨水落入坑内。

8、文明施工措施

8.1文明施工：

树立“业主第一、安全第一、质量第一”，尊重建设单位、监理单位、设计单位人员，虚心听取他们的意见，以改进工作，以积极健康向上的精神面貌投入施工中去。

8.2不定期召开施工人员，技术及安全会议，采取奖惩办法，以保证生产安全及规范施工。

8.3在施工现场四周设置安全警示牌，围护网，严禁无关人员进入。

8.4积极开展文明施工窗口达标活动，做到“两通三无五必须，便民利民不扰民”：

两通：

施工现场人行道畅通，施工工地沿线单位的居民出入通道畅通。

三无：

施工无管线事故；无重大工伤事故；施工现场道路平整无积水。

五必须：

施工区域与非施工区域必须严格分隔，施工现场必须做到挂牌；施工和管理人员必须佩卡上岗；工地现场施工材料必须堆放整齐；工地生活设施必须清洁文明；工地现场必须开展以创建文明工地为主要内容的思想政治工作。

8.5废弃土处理

按照文明工地的要求，在顶管工作井附近设土方临时堆放点和泥浆箱，并按渣土处理规定，及时将废弃土（或泥浆）运到指定堆放点，防止弃土、泥浆外漏外泻污染环境。

9、安全施工措施

9.1管道卸车、管道铺设时要对吊重设备进行认真检查，尤其是钢丝绳等，必须满足要求。

配合吊装人员要戴好安全帽及手套，必须由专人指挥，以哨令、旗示或手示进行指挥。

所采用的“令示”必须规范，并与吊重人员预先沟通好。

当管节离开地面，配合吊装人员必须避开被吊物，移动过程中要注意不要被障碍物所绊倒；

9.2进行全面的针对性的安全技术交底；

9.3特种作业人员必须考试合格后持证上岗；

9.4新工人必须进行公司、施工队和班组的三级安全教育；

9.5大型机械的保险、限位、保护、指示器等必须齐全可靠，驾驶、指挥人员必须持有效证件上岗，必须按规定要求进行操作；

9.6在工作井周围架设安全围栏，夜间在围栏上挂红灯。

10、施工用电安全

10.1管道照明

管道内照明电源电压采用24V，供电线路采用三相五线制，用圆钢（表面平滑）制成挂钩，挂设在电缆架上。

敷设导线为橡皮铜芯线3×25×+1×16+1×16。

照明电压24V通过安全变压器由380V/24V获得。

安全变压器选用BJZ-1KVA-380V/24V。

电源侧应有短路保护，其熔丝的额定电流不应大于变压器的额定电源；外壳，铁芯和低压侧的一端或中心点，均应接地。

安全变压器放置箱体内，每隔50M安装一只并挂设在管道内。

照明灯具选用JZ-60W-24V-螺口灯。

每8M挂设1只，每盏灯接一相一零三相轮流跳接。

照明灯具之间连接导线采用橡皮铜芯线3×4，连接件采用CTF2-2与CZKF2-4。

10.2场地照明

在工作井井内，管节堆放地及其它需要照明处采取场地照明。

场地照明、井内照明采用防雨防爆灯。

照明灯具的金属外壳必须作保护接零，单相回路的照明电源线必须经漏电保护器引出，灯具外的接线应做可靠的绝缘包扎。

灯具距地面一般不得低于5M,请视场地地情况具体安装。

10.3配电箱、开关箱

应使用BD型标准配电箱，配电箱内开关电器必须完整无损，接线正确，配电箱内应设置漏电保护器，选用合理的额定漏电动作电流进行分级匹配。

配电箱设总熔丝、分开关、零接地。

动力和照明电分别设置。

金属外壳配电箱应作接地或接零保护。

开关箱与用电设备实行一机一闸保险。

同一移动开关箱严禁有380V和220V两种电压等级。

且应做好防雨措施。

顶管内照明应采用24V-60W的安全灯。

10.4顶管内使用的移动电具，其电源引线不得过长，不得有接头，并有漏电开关保护。

10.5顶管内的电缆馈出负荷开关跳闸后，一定要查清原因，排除故障，方可送电。

10.6用电管理

安装、维修或拆除临时用电设备，必须由持证且合格电工完成，电工必须持有效证件上岗，实行定期检查制度，并做好检查记录。

11、机械设备安全

11.1挖掘机、起重机的保险、限位装置必须齐全有效。

11.2驾驶、指挥人员必须持有效证件上岗，驾驶员应做好例行保养。

11.3各类安全装置的保护罩、盖齐全可靠。

11.4机械配输电线路（垂直、水平方向）应按规定保持安全距离。

11.5作业时，机械停放应可靠稳固，臂杆幅度指示器应灵敏可靠。

11.6各类机械应持有技术性能牌和上岗操作牌。

11.7必须严格执行定期保养制度，做好操作前、操作中和操作后设备的清洁润滑、紧固、调整和防腐工作。

严禁机械设备超负荷使用，带病运转或在作业中运转中进行维修。

11.8机械设备夜间作业必须有充足的照明。

12、测量放样

测量方法多种多样，通常使用两种方法。

12.1导线法

12.1.1用线锤法将预留孔中心引至井上口。

12.1.2利用已知导线点，测出预留孔中心坐标，并计算出中心点方位角。

12.1.3根据方位角，并利用已知坐标即可定出顶管中心线。

12.2如两井间相互通视，则采用逐步趋近法测放，如图所示，A、B为两井预留孔中心点，O为两井间通视点，C为直线BOA的延长线。

12.2.1用线锤法将预留孔中心引至井上口。

12.2.2在D点加设经纬仪，用逐步趋近法，将AOB在同一直线上。

12.2.3定出BOA的延长线C点，则直线COAB即为顶管中心线。

顶进方向

工作井接收井

CAOB

12.3三角定位法（非通视法）如图。

工作井障碍物接收井

CAB

ɑ2

O

如两坑间有障碍物时，可用三角法测放。

如图所示、图中A、B为预留孔中心点。

O点为AB两点通视点，C点为直线BA的延长线点。

方法：

12.3.1用线锤法将两坑预留孔中心点引至井口。

12.3.2在O点架设仪器分别测得ɑ2、S1、S2。

12.3.3用三角法计算ɑ1。

12.3.4在A点架设经纬仪，后视O点，则可定出直线BA的延长线点，直线CBA即为顶管中心线。