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人工顶管施工方案

人工顶管施工方案

第一章 编写依据
本施工方案编写依据如下：
1、 《宽城县污水处理厂配套管网改造一期工程》管道敷设图纸
2、《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-2008；
3、《混凝土质量控制标准》GB50164－2011；
4、《市政道路工程质量检验评定标准》；
第二章 工程概况
2.1 工程简介
本工程为宽城县污水处理厂配套管网改造一期工程，替换现有的dn1500mm钢筋混凝土管，总长度为2.807km.项目起点为污水处理厂内进水管检查井，采用dn1200mm聚乙烯（PE）平壁管，沿河道堤坝内侧向上游至宽和新居路接入现有污水管。
根据施工图纸要求，44#—45#污水井之间横穿公路，需要使用顶管施工，顶管采用内径1800mm钢筋混凝土管，壁厚20mm，单节长度2500mm。采用人工挖土、机械顶进的作业方式施工。
2.2 施工参照标准
GBJ08-221-96 《市政排水构筑物工程施工和验收规程》
GBJ08-220-96 《市政排水管道工程施工和验收规程》
GBJ141-90 《给水排水构筑物施工和验收规程》
GB50026－ 2007 《工程测量规范》
第三章 施工部署
3.1 施工组织安排
本工程需要采用人工顶管的管段为计划用2套顶管设备，一台50吨位吊车，分成两个阶段顶进，第一阶段为工作井施工，第二阶段为人工顶管的实施，其中工作井、接收井的施工可以交叉作业，速度较快，设备也能得到充分的利用。
3.2 顶管施工工艺流程
工作井施工→ 设备安装→ 管吊装就位→ 施工准备→ 开机顶进→ 人工掘进机头→ 结束→测量控制及纠偏→ 施工下一节
3.3 施工顺序
施工顺序为： 工作井施工→ 顶进设备安装调试→ 吊装砼管到轨道上→ 连接好工具管→ 装顶铁→ 开启油泵顶进→ 出土→ 管道贯通→ 拆工具管。
第四章 施工准备工作
4.1 生产准备
1、进行施工测量和现场放线工作。
2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树 木等的准确位置。
3、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。
4、根据材料计划，分期分批组织材料进场。
4.2 技术准备
1、审查施工图纸和建设单位提供的实际数据进行核实后，进行施工技术交底工作。
2、做好标高点控制，施工测量和现场放线工作。
第五章 主要工程项目的施工技术方案
5.1 人工顶管挖土的技术与控制：
（一）经勘测本工程属于砂砾及回填土，如在顶进中有松散回填土，相对对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方的，可采用先顶后挖的方法施工。
5.2 工作井和接收井的施工
工作井和接收井的施工方法采用机械挖土达第一支撑后后模板密支撑法施工。确保坑壁的受力维持平衡，确定没有垮塌因素的前提下安全施工。
5.2.1 工作井施工
（一）工作井尺寸为5米见方。
（二）、导轨安装施工时要严格精心反复测量高程，满足顶进套管顶部与原有污水管道的间隔距离。
（三）、施工技术要求
1、每层开挖深度不大于2米
2、浇注固定导轨的砼必须使用震动棒进行振捣，要保证底板浇注混凝土是否到设计标高。
3、本工程设计深度存在地下水，在工作坑边挖8*8米基坑降水，保证地下水位在工作坑地板以下0.5米。降水坑内采用2台8寸水泵、2台6寸水泵降水，使用1台60KW发电机组提供电源。
5.3 顶管工作井内设备安装
（一）导轨安装。严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。
1、由于工作井底板浇注了20cm 的砼，地基稳定，导轨直接放置在工作井的底板上。
2、严格控制导轨顶面的高程，其坡度保证与设计坡度一致。
3、导轨采用浇注砼予以固定，导轨长度采用2～3m，间距设置为60cm。
4、导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。
（二）下管、顶进、出土和挖土设备：
现场采用50吨吊车下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、垂直牵引的卷 扬机作为出土设备，用人工铁锹作为挖土设备。
（三）照明设备：井内使用电压不大于12V 的低压照明。
（四）通风设备：人工挖土前和挖土过程中，采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。
（五）工作棚架：作为防雨及安装吊运设备。工作坑上设活动式工作平台，平台用20#工字钢梁。在工作坑边平整坚实处，距坑边3米处设置吊车起重架，井旁边装置电动卷扬机。
5.4 引入测量轴线及水准点
（一）将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上（两个点），作为顶管中心的测量基线。

（二）将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准
点。
5.5 下管
（一）下管前，要严格检查管材，不合格的严禁使用。
（二）第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程，以校正导轨 安装的准确性。
（三）要安装护口铁或弧形顶铁保护管口。
5.6 千斤顶和顶铁的安装
千斤顶是掘进顶管的主要设备，,本工程最长管段的距离为55米.
拟采用2台150 吨液压千斤顶同时顶进。
（一） 千斤顶的高程及平面位置：千斤顶的工作坑内的布置采用并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。
（二）安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺。
（三）每次退千斤顶加放顶铁时，应安放最长的顶铁，保持顶铁数目最少。
（四）顶进中，顶铁上面和侧面不能站人，随时观察有无扭曲现象，防止顶铁崩离。
5.7 顶进施工
工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态。即可进行试顶。首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进，然后安放混凝土管节，再次测量标高，确定定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中，做到
勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进施工时，主要利用人工在前取土，千斤顶出镐在后背不动的情况下将污水管向前顶进，其操作过程如下：
（1）安装好顶铁挤牢，工具管前端破取一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。
（2）停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。
（3）添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。
（4）卸下顶铁，下管，用环形橡胶环连接混凝土管，以保证接口缝隙和受力均匀，保证管与管之间的连接安全。
5.8 顶进施工中的重点工序
（一）测量
1、测量次数：每工作坑在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每顶进20～30cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50～100cm 时，测量一次。
2、中心测量：根据每工作坑工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。
3、高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，以控制顶进高程； 同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校准水准点，提高精度。
4、每工作面一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。
（二）纠偏：
当测量发现偏差在10～20mm 时，采用超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。
当偏差大于20mm 时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用时，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，即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。
（三）管前挖土要求
1、在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外10mm，管周不得超挖，并随挖随顶。
2、在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300～500mm，在管周上面允许超挖15mm，下面135度范围内，不得超挖。
（四） 接口的处理：由于顶管的管材为企口接口，顶管完毕后，对于管与管之间的缝隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹。选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂，配合比（重量比）为：膨胀水泥：砂 ：水=1:1:0.3,随拌随用，一次拌和量应在半小时内用完。填抹前，将接口湿润，
再分层填入，压实填抹平整后，在潮湿状态下养护。
第六章 质量保证措施
1、顶管前，项目部向作业班组进行详细的技术交底工作，每道工序开工和员工上岗前进行简短的质量要求和技术交底，由各专业工程人员负责实施，使每个员工上岗前做到人人心中有数，以确保工程质量。
2、顶管后，及时对管道上部空隙部位进行打压注浆，防止路基坍塌3、做好施工资料管理工作，及时填写原始记录和隐蔽工程记录（含照片），及时完成竣工资料。
4、认真做好施工计划，保证施工作业连续均衡、紧凑，从而有效可靠地 控制质量，保证工程质量。
5、顶进过程中，应严格控制顶力在允许的范围内，并留有足够的安全系数。
6、顶管控制在质量标准范围以内，如果在顶进过程中，发现方向失控，应该立即停止顶进，逐级上报，经研究同意后，方可以继续顶进。
7、作好地质勘察及资料整理工作，认真编制好施工方案和通过不同土层的技术措施及纠偏措施，确保管道的顺利顶进。
8、加强操作控制，使顶管均匀平稳，受力均匀，尽可能减少顶进过程中的倾斜、偏移、扭转，防止管壁出现裂缝、变形。
第七章 安全文明施工及环保措施
7.1 施工安全措施
1、沿工作井四周设置1.2 米高的固定护栏，护栏上挂安全网，工作井四周要挂相应的警示标语。
2、挖土施工时工作井必须设置爬梯，供人员上下井用。使用的卷扬机等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。
3、挖出的土石方应及时运离工作井，不得堆放在工作井四周1 米范围内。
4、顶管作业人员必须戴硬安全帽。
5、顶管施工区域沿线采用标准围栏。
6、严格遵循土方开挖程序，控制均匀挖土，防止发生偏位，严重倾斜或管涌等现象，做好作业前和施工中的通风换气工作，每次进入管道时，保证管内通风，以免导致人身事故。
7、吊车、起重设备由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞。吊车靠近工作井边坡行驶时，加强对地基稳定性检查，防止发生倾翻事故。吊管下工作井时，注意安全。
8、加强机械设备维护、检查、保养。机电设备由专人操作，认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业。
9、开挖前详细了解沿线管线资料，做好沿线管线保护措施。
10、作业人员轮换制。每个作业人员在管内作业时间不得超过1 小时，避免劳动强度过大引起危险。
11．顶进过程中，施工人员必须使用安全带，洞口必须有施工人员照应，洞内用不大于12 伏照明灯照明，每班作业时必须有合格的电工当班。
12、采用卷扬机垂直牵引出土时， 井下不能站人， 工作井上平台的作业人员出土时必须使用安全带。
13、自制木板小车，用于放置压缩空气呼吸器和运载进管人员，并在车尾部拴上绳子，在万一发生意外的情况下由管外监护人员迅速将管内人员拉出管外进行抢救。
14、利用鼓风机并购买58 米长的软管，用于输送空气进入管道，加强管内空气的流动和循环。工作挖掘面的工人要佩带含氧量探测仪， 经常检查该处含氧量必须超过18％ 。
15、管外配备专职监护人员，密切注意入管作业人员状态，每一分钟对管内人员进行呼喊， 或用一条绳子每隔一定时间拉一下作业人员， 在得不到安全的反馈情况下立刻采取相应应急措施。
16、井上配备相应药品。作业前要对施工人员进行紧急救援的培训， 使全体人员懂得使用呼吸器和含氧量探测仪，懂得救人步骤，并进行实地现场考合格后才施工。
17、在人员进管前要用含氧量探测仪进行管道内氧气浓度的探测， 利用毒气探测仪进行管道有毒气体浓度的探测。
18、电动卷扬机必须设置防冲顶装置。
19、施工过程中使用的有关机械设备必须严格按照各机械的安全操作规程进行操作，全部用电设施必须符合《施工现场临时用电安全技术规范》。
7.2 环保与文明施工
1、控制噪声，顶管设备施工作业、施工运输车辆特别是夜间施工所造成的对附近居民的影响，由于顶管进行连续顶进施工，采取必要的减噪措施，同时报经主管部门批准。
2、加强环境保护，控制空气污染，对施工作业机械，运输车辆作业时所产生粉尘进行控制，并定期对施工现场周围地面进行淋水，减少灰尘对周围环境的污染，同时做好对城市绿化、地下管线、地下文物的保护。
3、保持每天24 小时对工地范围内的交通通道进行维护、清扫。工地范围与各主要通道加强照明设施，保证车辆司机、行人能充分看清路况、警示标志以及施工围栏。