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后附施工平面布置图

3组织机构

按项目法管理原则组建现场管理机构，成立中铁四局集团第一工程有限公司横大路项目经理部，负责施工全过程的管理工作，代表公司全面履行合同。

项目经理部对人员、设备、资金行使统一调配权，对质量、工期、成本实行统一控制，并对本项目的施工、验收交付和缺陷修复工作对业主全面负责，项目经理部下设五部二室：

工程部、安质部、工经部、物机部、财务部、试验室和综合办公室7个相关职能部门。

施工组织机构设置见下图1。

图1施工组织管理框架图

4工期及施工安排

在总体施工原则的基础上合理安排各分项工程的施工顺序是施工组织的重要程序。

由于工期短，按照全方位展开的原则，作出以下计划安排：

1、北污1-1#、2#、4#、6#、8#、10#、12#、14#、16#、18#、27-2#、北雨54-1#为顶进工作井，北污1-2#、1#、3#、5#、7#、9#、11#、13#、15#、17#、19#、27-3#及北雨54#为接收井。

2、采用平行作业，所有工作井同时进行作业，设置顶进组12个，具体施工安排见下：

第一顶进组先北污1-1#→北污1#后北污1-1#→北污1-2#

第二顶进组先北污2#→北污1#后北污2#→北污3#

第三顶进组先北污4#→北污5#后北污4#→北污3#

第四顶进组先北污6#→北污5#后北污6#→北污7#

第五顶进组先北污8#→北污9#后北污8#→北污7#

第六顶进组先北污10#→北污9#后北污10#→北污11#

第七顶进组先北污12#→北污13#后北污12#→北污11#

第八顶进组先北污14#→北污13#后北污14#→北污15#

第九顶进组先北污16#→北污17#后北污16#→北污15#

第十顶进组先北污18#→北污17#后北污18#→北污19#

第十一顶进组先北雨54-1#→北雨54#后北雨54-1#→出水口

第十二顶进组先顶进北污27-2#→27-1#，后顶进27-2#→27-3#。

3、以上施工安排中，第一至第十顶进组，每组顶进长度约160m，每天顶进4m计算，顶进时间为40天，工作井施工时间20天，则总工期为60天。

施工安排时间为6月10日至8月10日。

4、第十一顶进组的顶进管管径为2m，施工难度较大，每天顶进按2m计算，71m长则需36天，工作井施工时间为20天，则工期为56天。

施工安排时间为6月10日至8月6日。

5、第十二顶进组27-2#至27-1#和27-2#至27-3#管段总长为30m，每天顶进4m，需8天，加上工作井施工的20天，整个班组的施工工期为28天。

施工安排时间为6月1日至6月28日。

5主要施工方法及技术措施

5.1施工工序

施工时，按以下工序进行：

施工准备→工作井第一次开挖→工作井倒挂施工至设计标高→后背制作安装（等强度）→顶铁、千斤顶及高压油泵安装→下管节→预顶调试→测量较核→正式顶进→挖土→出土→顶进→测量较核→顶进→挖土→出土→测量较核→顶进……至接收井。

5.2工作井、接收井施工方法

工作井采取砖砌圆形倒挂井逆作法施工，工作井内尺寸直径根据顶管需要设置为5000mm，工作井井壁砖砌体厚度上部采取240mm，下部采用370mm。

接收井内径3.5m，其余同工作井。

工作井、接收井剖面见图2、3：

图2工作井剖面图

图3接收井剖面图

5.2.1工作井结构尺寸验算和设计

工作井的有效长度按以下式子计算：

L≥L1+L4+L5+L6

同时≥L2+L3+L4+L5+L6

L1—工具管长度，当采用工具管时，D800、D1000工具管长度一般为2000mm;

L2—单根管子长度，一般为2000mm

L3—管道外露F型钢套环长度,一般为150mm;

L4—液压千斤顶长度，我单位液压千斤顶长度多为1600mm

L5—环形顶铁厚度，一般为200mm;

L6—后背厚度，钢制整体装配式后背一般为300mm;

根据以上条件得出，L≥4250mm

根据以上计算，本工程工作井结构尺寸采取直径5000mm（内径）圆形工作井。

5.2.2倒挂井支护结构力学验算

根据地质勘探资料反映，未见明显地下水，主要地表水为主，考虑顶管施工集中在本地区雨季，所以按有水压力作用来验算。

考虑挡土墙的安全验算，取土的内聚力c=34kPa，土的干容重γd=19.4KN/m3，γw=10KN/m3，Φ=13度，c=34kPa；

受力最大处，即井底部验算，最大深度H=12米，内径为4.3米。

现取井深为4米处砖砌井外侧所受土压力：

则Ka=tg2（45°

－13°

/2）=0.633 

、γ′=（γd－γw）/（1－e0）=9.5

采用土水压力分算法中的有效应力计算：

Pa=γ′HKa－2cKa1/2＋γw 

H 

=9.95KN/m2=0.0095MPa＜fv=0.17MPa（砌体灰缝破坏时剪切应力为fv=0.17MPa）

砖砌井所受环向应力：

δ=Pa（D＋2t）/2t 

=0.026×

4780/（2×

240） 

=0.259N/mm2﹤f=1.89N/mm2（且安全系数大于1.4） 

由以上验算知，环向应力δ小于允许应力f，故满足要求，上部5米处能采用直径D4300mm，墙体t为240mm。

受力最大处，即井底部验算，最大深度H=12米。

D=4300mm，t=370mm。

取最深处砖砌井外侧所受土压力：

、γ’=（γd－γw）/（1－e0）=9.5

Pa=γ′HKa﹣2cKa1/2＋γw 

=138KN/m2=0.138MPa＜fv=0.17MPa（砌体灰缝破坏时剪切应力为fv=0.17MPa）砖砌井所受环向应力：

=0.138×

5040/（2×

370） 

=0.94N/mm2﹤f=1.89N/mm2（且安全系数大于1.4）由以上验算知，环向应力δ小于允许应力f，故满足要求。

5.2.3工作坑开挖

根据定位线沿井壁周围下部均匀对称挖土，每次挖土深度不得超过1m，周围砌好后挖中间部分土方，按顺序对称向下经行施工。

根据圈梁上部标高控制上部的砌体砌筑，上部井身强度达到70%后经行下节开挖。

要求对称掏挖井壁下方的土层，每次掏挖宽度不大于1200mm、深度不大于1000mm,至设计管内底标高下方300mm为止。

依据土质情况和开挖深度，视情况设置钢筋混凝土圈梁。

开挖上部基坑土方至地下水位以上不小于500mm，将开挖部分按施工要求的大小位置修正尺寸，然后砌筑井体；

砌筑时每一米设置一道2Φ8钢筋砖，以提高砖砌体的整体性，增加其抵抗侧压力的能力。

5.2.4井壁砌筑

井壁采用M10砂浆砌筑MU10砖，施工时要迅速砌筑掏挖部分的井身，墙宽自地表向下-1～-4m范围内为240mm砖混支护，-4m以下范围内为370mm砖混中插4Φ8钢拉筋支护。

管顶上部设置钢筋混凝土圈梁一道，圈梁为钢筋混凝土结构，采用截面尺寸：

5m以上240*240mm，5m以下240*370mm，主筋采用Φ14mm，箍筋采用Φ8@200mm，圈梁钢筋要预埋，接头不得剪断，钢筋断头处搭接长度不得小于规范搭接长度;

保护层为30mm,混凝土强度为C25。

4m以上圈梁4m以下圈梁

图4圈梁

5.2.5底板及后靠背

底板厚为200mm，混凝土为C25，同时设置1个50×

60cm的集水坑。

后靠背：

对于顶管工作井，倒挂井至既定标高后，根据管道走向设置钢制整体装配式后背墙，后背墙采用δ14mm的钢板焊成的铁箱，尺寸为200cm×

150mm×

30cm，中间浇筑C25混凝土。

详见下图：

装配式后背墙大样图

注：

图示尺寸为mm。

5.2.6出土及排水

采用人工取土，用电动葫芦从坑中吊土，配合龙门架垂直运输。

排水采用集水坑排水，用潜污泵明排。

5.2.7工作井的施工允许偏差

工作坑的施工允许偏差如下：

项 

目

允许偏差

工作坑每侧

宽度

不小于施工设计

长度

装配式后背墙

垂直度

1%H

水平扭转度

1%L

①H为装配式后背墙的高度（mm）；

②L为装配式后背墙的长度（mm）。

5.3顶进施工

5.3.1工艺流程

顶进采用手掘式机械顶管施工，工艺流程见下：

5.3.2顶力计算

根据给排水管道施工及验收规范第6.3.4节规定：

顶进力FP=πD0Lfk+NF

Fp---顶进阻力，KN；

D0---管道的外径；

L---管道设计顶进长度；

fk---管道外壁与土的单位面积平均摩阻力，取8.0KN/m2；

NF---顶管机得迎面阻力，有公式计算而得，公式如下：

NF=π（D0-t）tR

t---工具管厚度，

R---挤压阻力，取400KN/m2

5.3.2.11.0m管径顶力计算

D0=1.2m，L=80m，fk-=8.0KN/m2

t=0.1m，R=400KN/m2

则NF=π（D0-t）tR=π×

（1.2-0.1）×

0.1×

400=138.2kN

FP=π×

1.2×

80×

8+138.2=2550kN

5.3.2.21.2m管径顶力计算

D0=1.44m，L=26m，fk-=8.0KN/m2

t=0.12m，R=400KN/m2

（1.44-0.12）×

0.12×

400=199kN

1.44×

26×

8+199=1140kN

5.3.2.32.0m管径顶力计算

D0=2.4m，L=44.5m，fk-=8.0KN/m2

t=0.2m，R=400KN/m2

（2.4-0.2）×

0.2×

400=553kN

2.4×

44.5×

8+553=3237kN

5.3.3千斤顶等设备的选择

千斤顶

根据5.3.2节计算最大顶力为3237kN，管材轴向允许推力5300KN，则主顶油缸选用2台300t（3000KN）级油缸，每只油缸顶力控制在250t以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力500t。

因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。

高压油泵

由电动机带动油泵工作，选用额定核动力为31.5Mpa液压油泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致。

顶铁

顶铁是传递和分散顶力的设备。

要求它能承受顶进压力而不变形，并且便于搬动。

采用纵向顶铁，由双排32#工字钢焊接而成，两侧由10#槽钢加固。

两端由12mm厚钢板封堵。

导轨

导轨采用复合型导轨，每一根导轨上都有两个工作面：

水平工作面是供顶铁在其上滑动，倾斜的工作面则是与管子接触。

为了测量及导轨安放的方便，导轨的水平工作面仍然与钢筋混凝土管内的管底标高同处一个水平面上。

每一副复合导轨中还设有六只可以调节高低的撑脚，以便安装。

图5复合式导轨

5.3.4后背墙土抗力验算

后背墙土抗力（反力）计算：

式中：

——总推力之反力，kN；

——系数，取

=1.5;

——后座墙的宽度，1.5m；

——土的容重，18kN/m3；

——后座墙的高度，2m；

——被动土压系数，查表取1.42；

——土的内聚力，90.4kPa；

——地面到后座墙顶部土体的高度，10m。

计算得出后背墙土抗力=2235KN/m

装配式后背墙，尺寸200cm×

150cm×

30cm。

则后背墙每延米受力：

3237/2.0＝1619kN/m＜Ep＝2235kN/m，（3237KN为根据5.3.2节计算最大顶力），能满足顶力要求。

5.3.5管前挖土

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。

土方在管内采用人力斗车进行运输。

土方在工作坑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30～50㎝。

管子周围超挖的控制：

管上面允许超挖1.5㎝，但在下面135°

范围内不得超挖，一定要保持管壁与土基表面吻合。

图6　超挖示意图

a——最大超挖量1.5cm；

b——允许超挖范围

5.3.6下管

挖土之前应先下管，并做好以下几项工作：

a、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纵向裂缝；

端面要平直；

管壁无坑陷或鼓泡，管壁应光洁。

检查合格后的管子方可用起重设备吊到工作坑的导轨上就位。

b、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。

下管时工作坑内严禁站人。

当距导轨小于50㎝时，操作人员方可进坑工作。

c、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。

5.3.7顶进

采用2台300t/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，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。

在金阳路过路段采取注浆措施，以防止路面塌陷。

5.3.8安装工具胀圈

为了有利于导向，顶进的前数节管中，在接口处应安装内胀圈，通过背楔或调整螺栓，使用胀圈与管壁紧成为一个刚体。

胀圈一定要对正接口缝隙。

安装牢固，并在顶进中随时检查调整。

5.4测量与校正

5.4.1测量

中线桩是工作坑放线和测设坡度板中线的依据。

测设时，根据设计图纸的要求，根据管道中线控制桩，用全站仪将顶管中线桩分别引测到工作坑内，距离顶管顶0.5m高处的井壁上，并钉以大头钉，以标定顶管的中线位置。

工作坑内设置临时水准点，水准点设在坑内顶进起点的一侧木桩上，使桩顶的小钉的高程与顶管起点管内底设计高程相同。

中线测量时，通过埋设的两个中线控制桩，挂两个垂球，然后贴靠两垂球线拉紧一水平线，这根水平线即标明了顶管的中线方向。

这时管内前端横放一水平尺，其上有刻划和中心钉，尺长略小于管径，顶管时用水准器将尺找平，通过拉入管内的小线与水平尺上的中心钉比较，可知管中心是否有偏差，尺上中心钉偏向哪一侧，就说明管道也偏向哪一侧。

为及时发现顶进时中线是否有偏差，中线测量以每顶进0.5—1.0m量一次为准。

其偏差可直接在水平尺上读出，如左右偏差超过1.5cm，则需要进行中线校正。

高程测量，采用管道激光指向仪进行测量，将管道激光指向仪安装在工作坑内，并按照管线设计的坡度和方向调整好，同时在管内装上标示牌，当顶进的管道与设计位置一致时，激光点即射到标示牌中心，说明顶进质量无偏差，否则应根据偏差量进行校正。

全段顶进完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，应测出错口的高差。

图7中线测量示意图

图8高程测量示意图

5.4.2校正（纠偏）

顶管误差校正是逐步进行的，形成误差后不可立即将已顶好的管子校正到位，应缓缓进行，使管子逐渐得位，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果。

超挖纠偏方法：

偏差为10～20㎜时，可采用此方法，即在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到设计位置。

千斤顶纠偏法：

用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可进行纠偏。

5.5细节控制

导轨安装：

导轨采用钢轨与型钢焊接，导轨长2×

4m，两条导轨顺直、平行、等高。

导轨安装在工作井内砼垫层上，安装牢固，以保证在管道顶进时不发生位移；

导轨安装的轴线偏差≤3mm，顶面高程误差控制在0-3mm，两轨内距误差为±

2mm。

管节接口：

管节接口主要由外套环（钢套环）橡胶止水带和软木衬垫组成。

钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中，橡胶带不移位、不翻转，确保管节的密封性。

同时，钢环套在进场前还必须做好防腐处理。

管道的照明、通风：

管道内的照明采用36伏的低压安全灯具每20米设一盏灯进行照明。

通风管采用φ100的UPVC管，用鼓风机向内送风。

6资源配置

6.1施工人员配置

根据施工安排及任务划分，共配备12个顶进组，各组人员配置见下表1。

表1劳动力配备表

序号

人员类别

数量（人）

备注

1

管理人员

技术、施工员

4

测量员

6

安全员

3

质检员

试验员

2

第一至十一顶进组

每组8人

每个顶进组需完成工作井、接受井的开挖，井壁砌筑，管段顶进，窨井砌筑，井周回填的工作内容。

第十二顶进组

28

除上行工作内容外，还需完成两个倒虹吸的施工。

汇总：

132

6.2主要机械设备配置

根据施工安排，同时全线同时施工，第十二顶进班组需配置砼施工工具，具体见下表2。

表2主要施工机械和工具一览表

机械名称

产地/型号/规格

单位

数量

机动翻斗车1吨

泰州

台

5

自有

砂浆搅拌机

200L

蛙式打夯机

HW-84

污水泵

6寸

12

顶进系统

套

13

履带式挖掘机

徐州重工、1.0m3

辆

租

7

电动葫芦

5T

8

10T

9

鼓风机

3M3

10

电焊机

BSI-300

11

柴油发电机

75KV

钢筋加工机具

木工加工机具

14

插入式振动器

B-30型

15

水准仪

苏州一光

16

激光经纬仪

17

钢尺（50米）

扬州

把

18

全站仪

进口

19

陲球标杆

7.07×

7.07

根

6.3材料需求

需要的材料如下表3。

表3主要材料一览表

材料名称

倒虹吸模板

m2

400

竹胶板

砖

m3

1000

砌筑井壁用

钢筋

t

100

为倒虹吸和倒挂井所用

C25混凝土

300

包括圈梁和底板及后背墙

C25防水混凝土

500

倒虹吸所用

Φ800

m

354

F型钢筋混凝土管（Ⅲ）

Φ1000

1570

Φ1200

35

Φ2000

71

围护栏杆

1800

围护用

安全网

安全爬梯

350

上下基坑

彩钢瓦

2200

围护所用

方木

零星施工所用

7工期保证措施

为保证按期完成本工程施工任务，采取以下工期保障措施：

（1）、加强领导班子建设，提高施工组织能力，搞好分工协作，各负其责，加强领导层的责任感、使命感，定期召开工程例会，及时发现问题，解决问题。

（2）、加强思想教育，开展全员劳动竞赛，掀起施工热潮，为保证工期，创造信誉尽心尽责。

（3）、做好冬季、雨季及其它不利条件下的施工组织工作，确保一线正常施工。

（4）、完善承包责任制，将工人奖金与施工进度挂钩，奖罚分明。

（5）、加强计划控制，制定合理的施工计划，以旬保月，以月保季，以季保年，对未完成计划的要及时分析原因，调整解决，确保总工期。

（6）、加强施工机械的维修保养，投入一定量的备用设备，从而保证机械设备的利用率、出勤率。

（7）、加强施工组织管理，对关键性的控制工期的工程应重点保障，做好“二班倒”工作制度的落实，做到各工序连续施工，流水作业。

（8）、加强材料的管理，搞好物资储备工作，决不能因为材料而影响施工。

（9）、加强财务管理，做到专款专用，使资金直接用于工程施工。

（10）、处理好各种外部关系，项目部有领导干部分工主管外部关系，争取一个良好的施工环境。

8雨季施工措施

雨季施工主要要以预防为主，采用防雨措施及加强排水手段，确保雨季正常地进行生产，不受季节性气候的影响。