涵洞顶管工程专项施工方案.doc

涵洞顶管工程

专项施工方案

二〇一六年四月

目 录
一、工程概况 2
二、编制依据 2
三、质量方针和目标 2
四、施工部署 2
五、施工方案 3
5．1顶进施工流程： 3
5．2施工准备： 3
5．3测量定位放线： 3
5．4 工作坑设计 3
5．5工作坑的尺寸计算 3
5．6工作坑的基础 4
5．7顶进基坑的开挖及支护 4
5．8顶进后背设置及顶进设备制作、安装 4
5.10设计管线管径为D=1500mm，顶进距离最长为66m。 5
5.11基坑基础及导轨 5
5.12掏土顶进： 6
5.13打蜡 6
5.14注浆 6
六、基坑回填： 7
七、洞口施工 7
7.1工艺流程 7
八、雨季施工措施 7
九、安全施工保证具体措施 8
9.1顶管工作井 8
十、长距离顶管 11
十一、夜间施工安全措施 11
11.1防火、安全用电措施 12

一、工程概况
本工程为横穿道路顶管工程，顶管穿越原有道路。顶管用DN3000水泥管及DN1500水泥管，共计有9道顶管，DN3000水泥管2道，顶进长度118米；DN1500水泥管7道，顶进长度298米。
二、编制依据
本工程施工方案是根据设计图纸和现场踏勘，结合现场实际情况，经深入调查研究，并结合我单位多年的实践经验，由具有丰富施工经验的管理经验的工程技术人员编制而成。
三、质量方针和目标
1、质量方针：质量为本，让顾客满意 ；精心施工，创建名牌产品；科学管理费，赢得最佳信誉。
2、质量目标：严格按照国家颁发的验收规范及设计图纸进行施工，工程质量达到国家或行业的质量检验评定的合格标准。
四、施工部署
1、本工程采用人工配合机械开挖工作坑，吊车提土。
2、顶进设备和各种材料的准备：做好各种机械设备的调试检测，做好各项材料的检验，按施工进度计划安排合理的组织机械设备进场，以满足顶进施工的各项需要。
五、施工方案
5．1顶进施工流程：
1．施工准备—测量定位放线—顶进基坑开挖及支护—顶进后背及设备安装—掏土顶进—打蜡—注浆—基坑回填—洞口施工—竣工验收
2．顶进时采用人工配合机械勤顶、勤观测的方法进行顶管施工，在管内挖土，掏土长度不大于300mm，严禁超挖，防止顶进时塌方。
5．2施工准备：
此期间完成所有三通一平及临建，完成顶进基坑四周的彩钢板围护，完成各项顶进所需设备及工具的制作，安排好备料场地和施工道路。
5．3测量定位放线：
由专业测量人员在基坑开挖前根据设计图纸及基坑平面布置图确定顶进基坑位置、中线、设定控制桩，然后依基坑要求放出开挖线。
5．4 工作坑设计
1．工作坑的尺寸根据施工方法和设备尺寸，按实际布置的情况确定，同时要考虑工作坑设置的使用功能的因素。
2．一般开挖工作坑，其底部的平面尺寸应根据管径大小、管节长度、操作设备、出土方式及后背长度等情况而定。
5．5工作坑的尺寸计算
矩形工作坑的底部尺寸一般可按下式计算其宽度（B）与长度（L）：
B=D1+2b+2c
式中B——工作坑的底部开挖宽度（m）；
D1——管外径（m）；
b——管两侧操作空间（m），一般为每侧0.8~1.6m;
C——撑板厚度（m），一般采用0.2m；
本工程Dn1500顶管其混凝土外径为1.78m，
B=1.78+2×1.0+2×0.2=4.18m；
本工程Dn1500顶管其混凝土外径为3.63m，
B=3.63+2×1.5+2×0.2=7.03m；L=L1+L2+L3+L4+L5
式中 L——工作坑的底部开挖长度（m）
L1——管节长度（m）
L2——顶镐机长度（m）
L3——出土工作间长度（m）
L4——后背墙的厚度（m）
L5——稳管时，已顶进的管节留在导轨上的最小长度（m），一般0.3m~0.6m。
本工程Dn1500顶管其混凝土长度为2.92m，
L=2.92+1.2+1.4+0.6+0.3=6.42m；
本工程Dn3000顶管其混凝土长度为1.5m，
L=1.5+1.2+1.8+1.0+0.3=5.8m；
5．6工作坑的基础
采用混凝土基础，基础厚度为30cm，强度等级为C20，浇筑宽度较枕木长50m，并在混凝土内部埋设20cm×20cm的方木作轨枕（方木埋入混凝土的面包油毡）。这种基础不扰动地基土，能承受较大的荷载。
5．7顶进基坑的开挖及支护
本次共2个基坑，即工作坑和接收坑，Dn1500顶管工作坑尺寸为长6.5米，宽4.2米；Dn3000顶管工作坑尺寸为长5.8米，宽7.1米。接收坑尺寸为长5米，宽4米，在开挖工作坑时注意土质变化，土层是否有塌方现象，在保证安全的情况下进行开挖。工作坑的开挖尺寸经计算确定后进行开挖，采用机械挖土，人工修整；根据土质情况及时进行加固。为了保证施工的安全，开挖时根据土质情况进行适当放坡，当工作坑开挖至设计标高+0.15m时，采用人工挖土至设计标高，严禁超挖。
5．8顶进后背设置及顶进设备制作、安装
经现场实地踏勘，发现没有可利用原状土后背可利用，需进行现浇钢筋混凝土后背墙。Dn1500顶管钢筋混凝土后背墙长4.2m，宽0.6m，高2.5m；Dn3000顶管钢筋混凝土后背墙长6.0m，宽1.0m，高4.0m。现浇钢筋混凝土后背墙，混凝土等级为C30，钢筋采用双排钢筋网，钢筋布置为HRB335Ø25@150。后背墙基坑开挖过程中，如果发现有软基，应进行换填，换填材料为砂石料，换填深度实现场情况而定。
顶进后背设置：采用双排方木后背进行制作，先横排200*200mm方木，后背方木设置埋深于坑底1m，方木前设后背铁，后背铁前设横铁，横铁前排列，各顶进设备机具。
5．9千斤顶选择
顶管推力计算：
5.9.1设计管线管径为D=3000mm，顶进距离最长为75m。
计算总顶力：P=n×G×L=3×8.03×75=1807T
P——计算总顶力
G——管子单位长度自重（T）
L——顶进总长度
n——土质系数，取3
由于顶距较长，为减少顶管过程中的摩擦力，宜采用管四周注入触变泥浆可减少顶力20%~30%。故顶力为P=1807×70%=1265T所以，根据计算和管子受力均匀两方面考虑，选用四台QYS350型的千斤顶，其顶推力每台为350T。
5.10设计管线管径为D=1500mm，顶进距离最长为66m。
计算总顶力：P=n×G×L=3×1.9×66=376T
P——计算总顶力
G——管子单位长度自重（T）
L——顶进总长度
n——土质系数，取3
由于顶距较长，为减少顶管过程中的摩擦力，宜采用管四周注入触变泥浆可减少顶力20%~30%。故顶力为P=376×70%=263T，所以，根据计算和管子受力均匀两方面考虑，选用一台QYS350型的千斤顶，其顶推力每台为350T。
5.11基坑基础及导轨
1.基坑基础为30cm厚混凝土基础，坡度与设计管道坡度一致。基坑导轨起导向作用，导轨宜采用QU80的导轨，其高度为130mm，上顶宽度为80mm。
2.导轨安装是顶管施工中的一项重要工作，安装的准确与否直接影响管子的顶进质量，应保证两轨平行，四角高程并具有足够的刚度。导轨设计采用重型钢导轨，其安装要求如下，安装后导轨应该牢固，不得在使用中产生位移，并且要求两导轨应顺直，平行。等高或略高于该处管道设计高程，其纵坡应与设计坡度一致，安装导轨时，应首先利用垂球和直尺确定导轨的间距和平面位置，然后测出导轨各点的实际高程，并与设计高程相比较，确定导轨的高程调整后进行安装。将钢轨安装在枕木上，用钉固定在枕木上。导轨的安装精度必须满足施工要求，其允许偏差为：轴线3mm，顶面高程为±3mm，两轨间距为±2mm。导轨总长4.5m。
5.12掏土顶进：
顶进施工为人工掏土、勤顶、勤观测的顶进方法进行施工，掏土顶进为三班连续作业，现场用电由发电机提供。管道顶进过程中，管前挖土是保证顶管质量的关键，施工中将严格控制超挖，一般顶管地段绝对控制在0.15m范围内，但下面135º范围内严禁超挖，顶进过程中发现管位偏差达1cm时，即行考虑校正，根据不同情况，分别采用挖土校正法、顶木校正法、顶镐校正法进行校正，顶管掏出土管内运输采用专用小斗车运输。吊车提升至地面，人工倒运。对于顶管的管道接口，顶进施工中加垫橡胶垫于管口之间。顶进过程中，顶进照明采用低压照明设备。
5.13打蜡
因顶进距离较长，在顶进时有阻力。为了防止阻管，在顶管前，先用喷灯把水泥管道进行加温，再把石蜡放在水泥管上边烤边熔化的方法进行水泥管360度全部涂匀，需涂3层，厚度为4mm，在顶管时可减少阻力。
5.14注浆
在管道顶进时观察压力表读数，在压力表读数超过80MPa时进行注膨润土润滑浆，外注比例为膨润土：火碱：水=2:0.3:3。在注润滑浆时在顶管管材外壁形成厚度为50mm的泥浆环，注润滑浆可减少顶管阻力。顶进完毕后加注水泥浆。注浆的程序是：管道在顶进结束后加注固化浆，泥浆的主要成份是：水泥、水和粉煤灰。泥浆的水灰比为1：0.6，水泥：粉煤灰=1：2。管道在地面上打一直径为5cm的洞，在洞中预埋一钢管。管道顶进完毕后，用注浆机加注泥浆，注浆前先将管前、管尾的泥浆封闭设备安装完毕。管前的封闭设备采用原状土上加密封圈。管尾的封闭设备采用钢套环加密封圈的做法进行封堵，防止泥浆从管头、管尾流出。注浆设备安装完毕后，先通过注水的方式进行试运转，试运转期间观察压力表读数和输浆，管道有无漏浆现象。各接头连接是否牢固。一切正常后开始注浆。注浆时应时刻注意压力表的读数，注浆表压力可按不大于0.1MPA开始加压。在注浆过程中再按实际情况进行调整，应把注浆压力控制在1MPA以内。根据注浆压力的大小控制泥浆的用量。最终在管外壁形成厚度为50mm的水泥浆环。在注浆完毕后，先关闭注浆泵，撤出导管把管顶的预埋管用氯化钙水泥封堵及管和管之间抹口，防止泥浆回流。
六、基坑回填：
顶进完毕后，开始基坑的回填，坑底至路床全部采用人工回填，夯填层厚度不大于0.25m。为确保工程质量，基坑采用石粉或粗砂回填。回填质量要求执行设计要求和质量检验评定标准的规定。
七、洞口施工
7.1工艺流程
施工准备→测量放样→基础开挖→钢筋制作加工→支模→现浇砼→砼养生→交验
八、雨季施工措施
1、基坑开挖过程，应经常核对开挖的断面尺寸，尽量做到不欠挖、不超挖。
2、沿基坑四周铺筑草袋围堰，防止地面水倒灌入基坑。
3、根据制度经常检查潜水泵等排水设备，确保排水顺畅。
4、开挖施工时，基坑要有临时排水设施，工作坑左右两侧设30cmx30cm排水沟及50cmx50cmx50cm集水井，并用水泥砂浆抹面。每个集水井设置一台水泵将积水抽入沉淀池，经沉淀后再排入附近雨水检查井中。
5、雨季施工期间，当开挖出基坑底后，应马上铺填石屑或碎石砂垫层，以降低对土基的影响，每次大雨后应及时排干基坑内积水。
6、雨季施工时，应尽可能缩短开槽长度，且成槽快、回填快，并采限防泡槽措施。一旦发生泡槽，应将受泡的软化土层清除，换填碎石砂或中粗砂。
7、对沿线设施、排水沟渠进行全面检查、整修，对可能造成基坑隐患及时进行排除。
8、工作井基础施工时，在垫层与基础之间设置隔离层，减少地下水对基础的影响，保证基础的施工质量。
9、施工期间，准备足够的宽幅彩条布，作为雨天的覆盖用料。
10、落实制度，经常检查泥浆泵等抽排水设备，确保排水及时、顺畅。
11、切实做好避雷装置和防漏电措施。
12、合理安排施工计划，以降低雨天影响施工进度的程度。
九、安全施工保证具体措施
9.1顶管工作井
1.顶管工作井的位置，水平与纵深尺寸，后背的结构与安装，井底基础的处理与导轨的安装，顶进设备的选用及其在井底的平面布置等均在施工方案中有经计算后的详细规定，在施工过程中不得任意更改。
2.工作人员必须戴安全帽，上下工作井应走安全梯，根据施工的具体情况，正确使用个人劳动保护用品。
3.吊车往井内运各种材料时，应有信号工指挥，起重臂下严禁站人，材料应捆绑牢固，井内人员应站在安全位置，架空输电线路下严禁使用吊车。工作井上下不得随意抛掷工具等物品。
4.工作井的四周要有防雨水进入井内的措施，井外的临时排水设施应保证畅通，工作井底要安装有效的排水设施，保证井内的安全。
5.工作井底的基础结构，必须按照施工方案中的规定施工，确保基础的稳定安全，对导轨的规格尺寸，材质事先都应检查验收。
6.导轨安装时，应牢固地用道钉固定在方木上，两跟导轨的高程应保持一致，木导轨与管外皮接触处抹角的铁皮应钉牢。
7.基础和导轨在施工的过程中要经常注意其稳定性。
后背应与顶进方向垂直，顶稿的着力中心高度不应小于后背高度的1/3；后背的稳定是保证顶进安全施工的重要因素之一，在施工过程中自始至终应加强注意，只要发现顶进过程中管子不向前走而向后背压缩，顶铁上拱或下啃，立即停稿，加固后背严防崩铁伤人，顶力突然增加超过设计值时，一方面考虑用触变泥浆减阻，另一方面要考虑加固后背。
8.顶进作业
（1）每班顶进作业开始之间，必须对后背基础与支撑进行仔细的检查，发现异常现象及时研究处理，确认安全可靠后方可施工。
a、顶管作业必须建立交接班制度，并有记录，检查机电设备是否良好。
井内作业人员必须戴安全帽，上下井走扶梯，梯子应牢固完好，深井每步梯子的梯角平台、走道应平稳、牢固、有两道牢固的护身栏。
b、往工作井内下管前，施工负责人必须进行防高处坠落，物体打击的安全交底，作业人员分工要明确，严格遵守纪律。
c、每次下管前，均应由施工负责人组织检查吊装设备及辅助设施是否完好无损，安全可靠，下管工序应有专人指挥，管子前方严禁有人；运管与调整管子的方向时候，必须有技术熟练，责任心强的人指挥，缓慢运、调；挂勾人员应从支架两侧等安全梯上下，作业时必须严格按规定使用安全带，个人劳动保护用品应按规定正确使用，严禁用手扶钢丝绳，防止手被滑轮、吊勾碰挤致伤。
（2）下管作业时的全过程中，工作井内严禁有人。井内上下吊运物品时，井下人员应站在安全角落。
（3）高压油泵是顶镐的配套设备，安装使用时，应注意保护压力表和油管，发现异常停镐检查，特别是压力突然上升，将检查排除故障后方可继续作业。
a、现在顶管作业使用的顶镐安装就位时一定要有专人指挥，动作协调一致，严防伤手伤脚；顶镐的高程一般宜使顶镐的着力中心，位于管子总高的1/4左右；使用一台顶镐时，顶镐中心必须与管道中心线一致，使用两台以上顶镐时，各顶镐中心必须与管道中心线对称。
b、顶铁一般是采用型钢自行焊制的，它的规格和结构均可视需要而定，但是必须直顺，无歪斜，扭曲等变形现象，要充分保证顶铁使用时接触面的严密性，在安装时，不给使用过程中潜伏下崩铁伤人的隐患。
c、顶镐、顶铁必须与管子保持平直，受力平均一致。在顶进作业时，发现顶铁变形、异常、左右偏移或向上有凸出现象，应立即停镐进行调整；搬运顶铁、胀圈要稳拿轻放，不准经井内抛掷；顶铁之间或顶铁与后杯、底板联结不得有间隙，顶铁如用双排以上时，应平行、等距、松紧程度一致，顶进作业时，人不得站在顶铁上方或两侧，严禁穿行。在顶进作业时，如发现混凝土管端有混凝土剥皮脱落等异常现象，应立即停镐检查。在顶进作业过程中，对顶铁的观察要有专人，丝毫不得放松，严防崩铁事故的发生。
（4）顶进作业，应先试顶，确认安全后，方可正常作业；每次顶进前，应仔细检查液压系统、顶铁（柱），后背等是否有异常现象。顶进作业要严格执行安全技术交底方案，施工负责人要盯在现场；所有施工人员作业前，应学习安全技术操作规程和安全技术交底方案。
9、电器设备
（1）严格按现场用电有关规定、标准执行。
（2）用电闸箱应符合规定，防雨防潮；维修设备、停止作业时，应拉闸断电、箱门加锁、箱内无物、不得使用破损电线。
（3）碘钨灯不得进入支架及井内。一般在支架或井内使用低压安全灯灯的支架高度不得低于2.5m，附近不得有易燃物，灯与支架绝缘良好，有接零（接地）保护。工作井内照明一般应于36V安全电压，管内潮湿时不得大于12V。
(4)顶管井总配电箱必须加装符合规定的漏电保护装置，漏电保护装置必须保持灵敏有效，不得当作断路闸用。同时，要做好接零或接地保护，工作零线和保护零线应分开，总配电箱各分路开关及操作按纽所控制的设备，应有明显的回路命称。
(5)各种电器的设备的导线均不得用金属丝绑扎固定在金属导体上，如需固定在金属导体上，应有可靠的绝缘措施；导线应无老化，裸露现象，按头要绝缘良好。
(6)严禁非机电人员擅自动用机电设备。
(7)机械顶管或长距离顶管作业，管内设备的电源必须用完好无损的橡套揽线，同时，要有可靠的防触电安全措施；揽线的敷设每节管均应固定牢固，有防止电缆脱落和人、机碰伤的措施，电缆接头处应绝缘良好，有保护措施；机头部分电器设备的照明电压应采用不大于36V的安全电压，配电箱按纽盒等必须有良好的密封性能。
（8）顶管井的电器设备拆除后，要及时进行维修，新的顶管工作井，电器设备安装前，应对其进行检查和摇测绝缘等工作，确认良好好，方可安装使用，严禁安装使用不符合安全规定的电器设备。
十、长距离顶管
一般采用触变泥浆减阻的施工方法来达目的。
（1）增长管道的顶进距离，首先要有能够推动管道前进的强大推动力，一方面是从顶进设备上考虑，但在另一个重要的方面则是后背必须坚强稳固，使其能够在强大推动力的反作用力下保持安全稳定。因此，在施工中后背的结构必须经严格的计算后确定，在施工中不得有丝毫的马虎。
（2）使用触变泥浆即可以减少阻力，又可以组织坍塌；首先按配比把原料放到调浆设备进行搅拌，通过灌浆设备将泥浆压入所顶进管子的外径四周，形成泥浆环使管子处于悬浮状态，减少顶力一般在20%~30%以上。使用触变泥浆要加强对设备的安全管理。使用空气压缩机的压力容器必须符合安全规定，安全附件应灵敏有效；各种设备的安全防护装置要符合规定要求，并且齐全有效；往拌合机放原料时，不得随便使手臂或棍棒伸入机内；输送泥浆的管子应连接牢固无破损；要正确的使用个人劳动保护用品，注意保护眼睛和手、脚。
（3）长距离顶管，管道内的照明必须良好，并且符合固定要求；电气线路的敷设应安全可靠，接头出绝缘良好，密封有效，考虑到管子埋深较大，距离增长后，管内空气相对稀薄，因此应配备必需的机械送风设备，保证新鲜的空气送至工作作业面，同时为确保安全，每个作业人员配备氧气等急救设备。
（4）在拆除设备时，管道内运输要有具体的安全措施。采用两个工作井向中间对顶，要特别注意管子的高程与中心位置的误差。如误差较大，需要事先将管前端超挖进行纠偏校正时，视超挖的情况采取可靠的支护措施后方可作业。
还要遵守顶管工程中其他有关规定、标准。
十一、夜间施工安全措施
合理安排施工，尽量避免或减少夜间施工。需要连续作业的工程项目，夜间施工将采取以下措施，确保工程质量和安全。
（1）建立夜间值班制度，做好周密的组织和技术交底，配备足够的资源，确保夜间施工顺利进行。
（2）施工作业人员上岗前应集合整队，经工班长或安全检查员教育检查后才能上岗。
（3）严格复核、检查制度，确保各项技术质量指标准确无误，符合设计和规范的规定。
（4）安装足够的照明设备，保证夜间施工有良好的照明条件。
（5）做好夜间施工防护，在作业地点附近设置警示标志，悬挂红色灯，以提醒行人和司机注意，并安排专人看守。
11.1防火、安全用电措施
（1）供电设施投入运行前，建立用电管理机构，组织好运行、维护专业班组，明确机构与班组的职责。严禁乱拉乱接电源，严禁非电工拆除电气设备。
（2）接引电源工作，必须由维护电工进行，并设专人进行监护。施工用电完毕，应由施工现场用电负责人通知维护班组进行拆除

施工作业时间及人员计划表
施工计划时间
人员安排
具体说明
2016-1-5至2016-1-10
6人
其中4人为普工，1人为钢筋工，1人为木工
2016-1-11至2016-1-17
6人
其中4人为普工，1人为钢筋工，1人为木工
2016-1-18至2016-1-24
18人
其中16人为普工，1人为钢筋工，1人为木工
2016-1-25至2016-1-31
18人
其中16人为普工，1人为钢筋工，1人为木工
2016-2-1至2016-2-5
30人
其中28人为普工，1人为钢筋工，1人为木工
2016-2-10至2016-2-14
54人
其中50人为普工，2人为钢筋工，2人为木工
2016-2-15至2016-2-21
54人
其中50人为普工，2人为钢筋工，2人为木工
2016-2-22至2016-2-28
44人
其中40人为普工，2人为钢筋工，2人为木工
2016-2-29至2016-3-6
32人
其中28人为普工，2人为钢筋工，2人为木工
2016-3-7至2016-3-13
32人
其中28人为普工，2人为钢筋工，2人为木工
2016-3-14至2016-3-20
20人
其中16人为普工，2人为钢筋工，2人为木工
2016-3-21至2016-3-27
12人
其中12人为普工
2016-3-28至2016-4-3
12人
其中12人为普工
2016-4-4至2016-4-10
24人
其中24人为普工
2016-4-11至2016-4-17
32人
其中28人为普工，2人为钢筋工，2人为木工
2016-4-18至2016-4-24
12人
其中12人为普工
2016-4-25至2016-4-30
18人
其中16人为普工，1人为钢筋工，1人为木工
注：管涵顶进过程中，实行两班轮换制，每班12小时。
关丹FR12道路改造项目（第一期）顶管工程
所需机械设备一览表
序号
名称
单位
数量(台)
备注
1
挖掘机
台
1

2
25t吊车
台
1

3
350t液压电动分离式千斤顶
套
4
4台千斤顶，2套液压泵
4
50KW发电机
台
1

5
顶铁规格：1500*400*200
块
1

6
顶铁规格：1000*400*400
块
1

7
顶铁规格：500*400*400
块
2

8
顶铁规格：400*400*400
块
2

9
顶铁规格：300*400*400
块
2

10
钢轨长度4.5m
根
2

11
钢板规格：长4m*宽2.5m*厚20mm
块
1

12
3寸泥浆泵
台
1

13
20*20方木长1.5m
根
20

14
手推车
辆
2

15
8m吊装带
条
4