中山市某大道中顶管工程施工组织设计.docx

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中山市某大道中顶管工程施工组织设计

某工业大道中

污水顶管工程

施工组织设计

第一章编制依据

一、招标文件

（一）、《某工业大道顶管工程施工招标文件》；

（二）、中山市规划设计院2006年12月设计图纸《某镇工业大道段污水顶管工程污水管道工程设计图》

二、本工程采用的施工技术标准、规范和验评标准

（一）、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268－97）；

（二）、《给水排水构筑物施工及验收规范》（GBJ141-90）；

（三）、《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》（CECS164:

2004）

（四）、《埋地硬聚氯乙烯排水管管道工程技术规程》（CECS112:

2001）

（五）、《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204－92）

（六）、《市政排水管渠工程质量检验及评定标准》（CJJ3-90）；

（七）、《顶进施工法用钢筋砼排水管》（JC/T640－1996）；

（八）、《建筑基坑支护技术规范》（JGJ20-99）；

（九）、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）；

（十）、中山市建设委员会颁发的有关建筑规程，安全、质量及文明施工等文件；

第二章工程概述

第一节工程概况

一、工程名称：

某镇工业大道段污水顶管工程

二、建设地点：

某镇工业大道

三、建设规模：

主要工程量情况见下表：

主要工程量表

序号

名称

规格

单位

数量

备注

1

钢筋混凝土顶管

D800

米

988

3

矩形工作井G3、G4

7m*4m

座

2

详见大样图

4

接收井J3、J4

φ2.0m

座

2

详见大样图

5

检查井

φ1.3m

座

4

详见大样图

6

矩形溢流井

座

4

详见大样图

7

HDPE排水管

D300

米

17

四、工程概况：

某镇工业大道段污水顶管工程属于某污水处理厂收集管网系统，位于某工业大道工业大道段。

主要是对沿线污水进行收集。

本工程项目主要内容为D800钢筋混凝土顶管988米，井号为J4~G3。

还有明挖D300HDPE排水支管17米。

第二节工程现场情况

一、工程地质情况

本工程经过的地段地貌单元属三角洲平原。

场地原为河边滩涂地、农业用地、坡地等，经堆填、建设，现为市政道路。

据钻探资料，钻孔深为16m，依地层埋藏深度自上而下分别叙述如下：

1、素填土：

深度0～3.5米。

灰黄-褐黄色，松散，欠压实。

2、淤泥或淤泥质土：

深度2.9～11米。

灰黑色，饱和，流塑，夹松散状粉砂，细砂分布不均匀，局部密集。

3、粉砂：

深度2.0～6.8米。

灰色-灰黄色，松散。

4、粉质粘土：

深度9.2～13.2米。

黄色，软塑为主。

本工程管段流水位深度为8.179~9.579米，顶管管道顶进断面基本上处在淤泥或淤泥质土。

场地地下水主要是潜水型地下水。

自然水位埋藏深度为0.59～1.20米。

地下水对砼结构及其中钢筋无腐蚀。

二、管线位置

本工程施工的排水管基本分布在工业大道中间,经过向相关单位了解和现场探测,沿线道路两侧各有一条排污管，通水中，两条排污管距离为6.5米，对施工特别不利。

沿线做圆形机械顶管工作井有困难。

三、交通情况

本工程位于工业大道上，可以利用工业大道进出场设备和材料。

工业大道车道宽约8米，加上两边人行道约有11米宽。

施工过程中在顶管工作井、接收井处、检查井位置采用全围蔽，工作井J6、G6、G5围蔽尺寸为8米*12米，接收井B5、B4、J5围蔽尺寸为6米*10米，检查井围蔽尺寸为5米*4米。

该路段道路不宽，施工对交通影响较大。

施工时在施工起点和止点附近路口做好工业大道工业大道段封闭施工，车辆绕行的通告。

第三节工程特点

一、施工场地处于工业大道上，场地比较狭窄，但对交通有较大影响。

二、顶管施工工程量比较大，又是地下施工，不可预见因素比较多。

三、该地区地下水位高，对工作井、接收井、顶管施工都有一定的影响。

第三章工程施工目标

一、质量目标：

本工程质量目标是合格工程。

二、进度目标：

计划施工工期140个日历天，开工日期以开工报告审批日期为准。

三、安全文明施工目标：

1）不发生死亡或重伤事故；

2）不发生中毒、中暑或职业病事故；

3）不发生重大责任事故（经济损失5万元以上）；

4）轻伤工伤事故频率在0.24%以下。

四、环境保护目标：

在施工过程中，加强现场施工管理，保证周边道路正常运作以及施工现场的安全，采取合理的围蔽措施，尽量降低施工噪音和降低尘埃，及时清除和搬走在施工过程中产生的垃圾，减少对附近居民和周围环境的影响。

第四章施工总体部署

第一节施工总体工艺流程图

第二节施工组织管理架构

本工程的项目组织架构详见下图《项目组织架构图》：

第三节安全生产管理小组

为了贯彻执行建设部的《建筑施工企业安全生产管理机构设置及专职安全生产管理人员配备办法》建质〔2004〕213号文的规定，我项目部成立了安全生产管理小组，其成构成如下：

组长：

黄大伟（项目经理）

副组长：

洪青（专职安全员）

组员：

陈新、宁海波（项目副经理）

第四节施工总平面布置

本工程大部分施工场地较狭窄，根据便于交通运输、方便施工、减少干扰的原则，结合场地情况、对外交通条件和工程施工特点，项目部布置在工业大道永宁供电所对面的空地上，机械和材料堆放场根据现场需要，布置在施工现场附近，施工用电从业主提供的用电点接驳，同时配备一台300千瓦发电机急用。

施工用水和生活用水利用业主提供的用水点接驳到生活区和施工现场。

施工总平面布置详见附后《施工总平面布置图》。

第五节交通组织

地面交通组织的好坏关系到当地居民的生产和生活，处理不好，将严重影响工程的进展，所以应引起足够的重视。

以不中断现有的道路交通为原则，尽量少占用原有路面，以确保原有道路的通行能力，因施工场地处在工业大道上，场地狭窄，施工时围蔽顶管工作井、接收井位置，保证行人和摩托车可以通行，对交通影响较大；顶管施工结束后，再围蔽检查井位进行检查井的施工。

第五章施工计划

第一节工程总体计划

本工程计划开工日期以开工报告审批日期，总工期140个日历天。

计划从2007年4月6日至2007年8月26日。

本段沿线土质如下表

井位

流水位深

对应钻孔点

土质情况

J4

8.179

zk13

素填土3.3+粗砂3.2（N＝14）+淤泥质土夹粉砂6.4（N＝3.0）

zk12

素填土2.7+粉砂3.6（N＝11）+淤泥5.1（N＝2.0）

G4

8.295

zk11

杂填土0.9+素填土1.1+粉砂4.8（=5）+淤泥质土5.2+中砂2.5

zk10

素填土3.5+淤泥质土夹粉砂6.7（N=3）+粉质粘土3.1（N=5）

J3

8.909

zk9

素填土2.95+淤泥质土8.05（N=2）+粉质粘土2.3（N＝8.0）

zk8

素填土3.5+淤泥8.3（N=1~4）+粘性土4.2（N=12）

G3

9.579

zk7

素填土3.4+淤泥质土5.8（N=3）+粉质粘土4.0（N＝14）

本段顶进断面在基本在淤泥质土和淤泥层中，由于部分J4、G4段顶进断面上方0.2~0.6米存在较厚沙层，对顶进不利，容易造成流水流沙，以及大面积塌陷，因此本段考虑用全封闭式机械顶管来进行施工。

本工程各段情况如下表：

工程名称

井段

长度（m）

小计

工业大道段

G4－J4

130

388

G4－J3

130

G3－J3

90

本工程包括两个工作井（G3、G4）和两个接收井（J3、J4）。

计划4月6至4月15日完成J4的搅拌桩，4月16至4月25日完成G3、J3的搅拌桩，4月26至5月5日完成G4的搅拌桩，4月30日至5月14日完成G3，5月15日至5月29日完成G4、J3，5月30日至6月14日完成J4。

顶进工作计划6月5日至6月19日完成G3~J3的顶进，6月20日至7月4日完成G4~J3的顶进，7月5日至7月19日完成G4~J4的顶进。

检查井的施工在相关管段顶进完成后马上进行,采用沉管法施工。

详见附后的《施工进度计划横道图》。

第二节劳动力计划

一、本工程劳动力按各工程项目的需要布置，同时为避免劳动力调配过于频繁，考虑均衡调配，使最高峰劳动力与最低峰劳动力不至于相差太悬殊。

二、劳动力需用计划表

劳动力需用计划如下表所示：

序号

工期工种名称

1～30

31～60

61～90

91～120

121～140

1

管理人员

5

5

5

5

5

2

测量人员

4

4

4

4

4

3

电工

3

6

6

6

6

4

焊工

6

8

6

6

6

5

砼工

15

15

13

10

8

6

普通工

12

14

16

14

12

7

试验员

3

6

6

6

6

8

钢筋工

5

8

8

8

4

9

木工

8

8

8

6

4

10

司机

10

10

10

10

10

11

顶管工

20

45

45

45

30

12

机械工

5

10

10

10

10

13

合计

96

139

137

130

105

劳动力动态

第三节主要材料供应计划

主要工程材料用量表

编号

材料名称

规格

单位

数量

使用日期

1

螺纹钢

吨

51

2007/4/5-2007/8/26

2

混凝土

C15~C30

方

350

2007/4/5-2007/8/26

3

标准砖

240×115×53

千块

69

2007/5/5-2007/8/26

4

圆钢

吨

4

2007/4/5-2007/8/26

5

水泥

32.5（R）

吨

232

2007/5/5-2007/8/26

6

中砂

方

320

2007/4/20-2007/8/26

7

钢筋混凝土顶管

Φ800

m

980

2007/4/20-2007/8/26

8

石屑

方

38

2007/4/20-2007/8/26

9

碎石

方

32

2007/4/5-2007/8/26

第四节测量仪器和机械设备需用计划

第六章顶管施工方法及技术措施

第一节顶管方案的总体安排

一、施工顺序

顶管法施工采取先施工顶管工作井及接收井，后顶进管道，然后施工检查井的施工顺序。

顶管工作井及接收井施工、顶进施工、检查井尽可能交叉进行，缩短工期。

二、顶管施工工艺流程

第二节顶管工作井及接收井施工

本工程有2个工作井（G4、G3），3个接收井J4、J3。

工作井采用矩形其尺寸（内空）为7m*4m；接收井采用圆形，尺寸（内空）为Φ4.5m。

关于工作井和接收井的施工，先在井边打两排搅拌桩，然后采用逆做法。

这几个井的原地面标高和流水位标高如下表，井深采用流水位深度+0.7估算：

井位

原地面标高

流水位标高

井深

J4

2.76

-5.419

8.879

G4

2.772

-5.523

8.995

J3

3.282

-5.627

9.609

G3

3.849

-5.73

10.279

一、工作井施工方案

（一）、工作井工艺流程

施工流程图如下

1、为保证墙体施工质量，采用钢模板进行施工。

每层开挖深度不超过1米。

2、钢筋搭接按有关规范进行，搭接长度不小于25cm，钢筋连接采用焊接。

3、人工挖孔护壁每节砼之间的搭接长度为10cm。

4、钢筋的配置及混凝土的浇捣按照有关标准和规范。

5、井内设0.8×0.4×0.4m3的集水井，井内的积水及时排走。

6、严格控制后靠背的水平和垂直度。

7、施工时对称挖土，扎钢筋支模再开挖另一边。

8、浇注下一层之前，要将上一层混凝土层底部的残留土清干净。

9、搅拌桩局部效果较差的地方，紧贴土层断面要设稻草层，这样可以挡住土砂，防止水土流失，又可以排水，降低水压。

10、在开挖第一层时，将钢筋留长1.0米，伸长的1.0米钢筋弯起，扒扣在地面，并浇注20cm的c30混凝土。

11、流水较多时，使用1寸自来水管预留1寸的排水孔3个，以利于地下水的排出，降低地下水对以浇注好的混凝土层的静水压力。

等工作井完全浇注好后，用玻璃胶先封死孔口，再用快干水泥砂浆加固。

12、工作井开孔

根据现场施工条件及实际情况，现施工的工作井洞口全部采用预留的方式，即在工作井、接收井制作过程中，预留洞口。

在沉井施工前，预先定出预留洞口的水准标高，洞口做好之后需再次复核标高。

顶管工作井、接收井预留洞口制作：

预留洞口砌36厚砖墙封堵，考虑到预留洞口的受力情况，特在绑扎工作井井身钢筋时预留洞口内、外侧设置加固筋进行加固（如下图）。

二、接收井施工方案

接收井计划采用和工作井同种施工工艺。

三、搅拌桩施工方案

本工程工作井和接收井周边设置搅拌桩，主要通过搅拌桩对周围土体进行加固，防止工作井施工时流水流砂。

搅拌桩桩径设计为不小于Ф55cm，密扣20cm，每米搅拌桩要喷入水泥60kg，水泥中加入3%水玻璃，采用“四搅两喷”施工方法施工。

搅拌桩的施工严格按照设计要求进行，在搅拌桩强度达到设计规定的要求之后，才进行工作井的施工。

（一）、旋喷桩施工工序

钻机及配套设施进场后，对于机座高压设备、管路系统、机械系统及密封性进行全面检查测试，尤其对喷浆计量装置进行核验。

通过试钻予以调整。

根据桩长在桩架上作出深度标志，以便施工时随时观测纪录。

（二）、施工技术环节及技术要求

由经验暂定施工参数如下：

钻进速度v＝0.5～0.8m/min，提升速度vp＝0.5～0.8m/min，搅拌速度R＝30～50r/min，气体流量Q＝20L/s，空气压力P=0.2～0.4Mpa，单桩水泥用量为50kg/m，喷粉速度为25～40Kg/min。

检查无误后，钻机就位，要求机座水平，桩架直立。

为保证垂直度，可采用水平尺检测基座是否水平，用挂垂球复核导架是否垂直，并予以校正。

然后开机从地表开始钻进，钻进同时送气，钻进要求平稳、匀速，当出现钻杆跳动、机架摇晃等异常现象应停机检查。

当钻头达到设计孔深以后，水泥浆喷射机送浆，喷浆搅拌。

然后缓慢提升钻杆，不间断地喷浆搅拌成桩至桩顶。

（三）、搅拌桩分布情况

沿工作井边打两排，桩之间密扣20cm。

搅拌桩桩地标高除落在全风化片麻岩以下1米外，其它要求落在井底标高以下4米，但井底位于粉砂、砂粒等透水层时，必须穿透透水层并进入粘土等不透水层2米。

第三节管道顶进施工

一、顶进前的准备工作

顶进前的准备工作包括工作井周边土建配套准备及设备的调试安装工作。

地面上用24砖墙砌一个泥浆池以收集沉淀泥浆，顶管设备在工作井内的布置详见下页附图《顶进设备工作井布置图》。

工作井内设备安装完毕，必须按照操作规程进行检查。

检查信号电缆、进出泥管线、电磁阀门，液压系统、纠偏系统等等。

确认各系统连接正常并处于良好状态，即可开动机头进行试运转。

由专职测量人员检查激光经纬仪系统，查看其测量误差是否在允许范围内，若误差过大，立即送回仪检中心校正。

校测机头水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进机头，然后安放管节，处理好接头，再次测量标高，核定无误后，开动机头进行试顶，待调整好各项参数后即可正常顶进。

　　二、顶进流程

（一）、安装好顶压环并卡牢管后端，检查顶进系统的安装是否良好，校核管线标高和方向，各方面都准备良好后方可操作顶进。

（二）、先开动机头，转速由慢转快，然后启动进出泥泵出泥，然后操作顶进架进行顶进，直到顶进一节管。

（三）、停止机头，进出泥系统旁通，千斤顶回油，活塞回缩。

（四）、拆除管线，下管，安装管线后进行下一节管材顶进。

三、顶进过程中的参数控制

针对本工程顶进断面的土质，采取的施工办法不同：

（一）、砂质土层

在该层中顶进刀管道堵塞少，刀盘切削阻力小，顶进速度快，该土层对泥水平衡式顶管施工来说是一种良好的土质。

由流体力学可知，通过一定通流截面的含沙水流流量（流速）越大，水流中所能饱和的含沙量也越大。

因此，在面对砂质土层时应该使用较大的流量快速顶进。

同时应该注意不要流量太大而导致机头下泥砂冲空而导致下沉。

（二）、淤泥质土层

在该层中刀盘的切削阻力并不会改变多少。

由于淤泥土的成分粒度比砂还小得多，很容易悬浮于水中形成悬浊液，故顶进时管道不容易堵塞，在流量不大的情况下就能以很快的速度顶进。

但机头前方的淤泥质土在水流的冲刷下很容易被冲空，在该土质顶进时容易使机头下沉，因此应避免在不顶进时打开工作阀冲刷机头，同时流量也不应过大，注意下沉纠偏。

四、顶管顶进过程中的纠偏和质量控制

（一）若机头前端遇到不均匀的迎面阻力，则机头周围的土压力也不平衡，如施工不慎容易造成轴线偏差，应注意纠偏。

当发现机头有超过10mm/m的倾斜角或者机头上抬2cm以上时，应停止顶进，空转刀盘，等机头下沉归位到正常位置后才继续顶进。

（二）在纠偏时根据激光光靶的绝对误差结合机头的“倾斜角”（可以判断机头上仰或下斜）进行有预见性的纠偏。

坚持“勤测微纠少纠”。

三个纠偏油缸伸出的长度差值不应超过25mm，一般情况每次纠偏角度不大于0.5°。

如果偏差值在1～2cm范围内，且机头的走向是在减小这个偏差，倾斜角的值在±3mm/m范围内，则控制尽量少纠偏，精心进行施工，确保机头以适当的曲率半径逐步的返回到轴线上来。

（三）当顶进路线上同时有高程偏差和中心偏差时，先纠正偏差较大的一面。

在纠正高程（或中心）偏差时，如果中心（或高程）偏差超出了“偏差控制范围”，立即将前者停止，先将后者纠正。

（四）在顶进过程中纠偏油缸应保持伸出，以防机头突然遇硬物被卡死，在不纠偏时三个纠偏油缸也应同时伸出20mm。

（五）每班上班和班中应校正2次激光，每天校正激光4次，当在换管时激光标靶信号会中断，操作手应时刻注意信号中断前后标靶的位置是否一致，出现不一致时应及时校正激光。

五、顶管施工质量标准

（一）、顶管施工完毕后进行闭水试验，闭水合格后方可进行下一工序施工。

（二）、顶进管道的施工质量要符合下列规定：

1、管内清洁，管节无破损；

2、钢筋混凝土管道的接口填料要饱满、密实，且与管节接口内侧表面齐平，橡胶接口套环对正管缝，贴紧，不脱落；

3、顶管时地面沉降或隆起的允许量见下表：

位置

管道中心线

管中线左右各5米

管中线左右各10米

沉降（mm）

10

5

0

4、顶进管道的允许偏差如下表：

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

≤2.0

钢筋混凝土管道

15%壁厚且不大于20

对顶时两端错口

50

注：

单位：

mm，D为管道内径。

六、采用膨润土注浆润滑措施

本工程考虑采用膨润土触变泥浆，注浆浆液是在地面注浆系统配制后，经过充分搅拌发酵后，再通过液压注浆泵压入管内，膨润土泥浆搅拌时间控制大于30分钟。

在膨润土泥浆压入以前，对储浆箱内经发酵的泥浆再一次搅拌，以减少压浆管道的阻尼。

机头尾管和后续管道补浆为两个独立的管道系统，都是采用液压注浆泵，分别采用A浆和B浆二种不同配方的浆液。

（见下表）

配方

膨润土

纯碱

CMC

漏斗粘度（秒）

视粘度CP

失水量ml

比重

A浆

15％

6％

2％

42

32.5

6

1.073

B浆

12％

1％

1.5％

36

30.5

9

1.063

（一）、在顶进过程中，顶进摩擦力逐渐增大，为达到较好注浆效果，应保持全过程注浆，机头尾管注浆采用进口自动注浆设备，管补浆采用国产注浆设备。

机头后3节管为注浆管，以后每隔2节分布1条，分布位置如1、2、3、6、9、12、……

（二）、注浆砼管下井时，控制一定要保证使得有一个注浆孔垂直向上；同时注浆主管和支管要用硬管，且都不能发生过长的弯曲，使得注浆效果良好；

（三）、注浆压力应到达2.0～3.0γh，取γ＝18KN/m3，h＝4.5m（管顶覆土深度），即0.16～0.24Mpa，考虑到顶管距离的增加，注浆管道增长的阻尼损失，注浆压力最大控制在0.6Mpa以内，开始时保持在0.2Mpa左右，随距离增加，注浆压力适当增加（见下表）；

顶进距离（ｍ）

20

40

60

80

100

120

140

注浆压力（MPa）

0.15

0.23

0.3

0.38

0.45

0.53

0.6

（四）、为了防止不注浆时，管外壁砂土反流进注浆支管，注浆支管一定要安装单向阀或球形阀；

（五）、注浆量为管材和机头切削形成的孔洞的空隙的1.5～2.0倍。

由计算控制每顶进一节管的注浆量为0.4～0.5m3；

（六）、注浆从顶进到达20米时开始，主要是防止浆液从止水圈中散失。

（七）、先压后顶，随顶随压，出口压力大于地下水压。

工具管尾部压浆量控制在0.07～0.1m3/m的范围。

（八）、如果采用中继环并动作时，补浆量控制在0.02～0.05m3/m，而补浆压力一般应为0.26-0.3MPa。

七、工作井及接收井局部质量问题的预案措施

1、地下水作用下，工作井及接收井内可能会存在一些漏水孔洞，由于采用泥水平衡的施工方法，一定压力的泥水可能会从孔内喷出，我们一般在顶进前对一些空隙进行技术处理，尤其是出洞密封圈进场和井壁间经常会存在缝隙，我们采用由添加水玻璃和三乙醇胺的高强度快干水泥砂浆（早期强度可达到2.0～3.5Mpa）或高强度遇空气膨胀的进口膨胀泡沫填满凝固，取得很好的效果。

2、顶进结束后，为了防止管道漏水，提高施工质量，采取以下几点措施：

（1）、顶管施工完成后，要对管道接头进行抹缝处理，对注浆口进行抹浆封堵处理；

（2）、工作井和接收井内，连接的管道要处理好接头，不能出现漏水的现象；

（3）、顶管的中间检查井要注意处理好井体与管道的接头，不能出现漏水的现象。

八、操作控制管理要点

（一）、每一个顶进操作手必须按照顶进记录表详细记录顶进参数；

（二）、当班管理人员与项目部项目经理或技术负责人详细分析顶进记录，仔细听取大家的意见，并确定新的顶进参数计划。

顶进参数计划记录于班组交接记录本。

（三）、做好交接班工作，班组间设立交接记录本，每班开始顶进时，严格按照前一个班组的顶进参数建议顶进，如果确实对前一个班组的顶进计划持有不同看法，应及时和项目部技术负责人共同研究，并确定新的顶进参数。

（四）、顶进时确保顶进连续，如遇到设备故障或者其他因素需要停止顶进，严格控制停机时间尽量不要超过4小时。

（五）、实行分工制，明确责任到人。

第四节检查井施工

一、非顶管井的检查井施工

顶管段检查井（除了顶管工作井及接收井以外的检查井）施工主