市政综合项目工程顶管综合项目施工专项方案.doc

市政工程

顶

管

施

工

方

案
施工 单位：

编 制 人：

审 核 人：

审 批 人：
年 月 日

一、工程概况：
深圳市龙岗区xx路（南段）市政工程K4+040～K4+520长480M和K5+560～K5+860共825m；采取DN1200及DN800Ⅲ级钢筋砼顶管，Φ8000工作井5座，Φ4000接收井8座，工作井和接收井土方均采取人工挖井，在工作井和接收井之间设中继间一个，两段顶管共10个中继间。
（一）、工程地质特点
依据深圳市市政工程设计院DN1200及DN800顶管施工图设计总说明，工程地质情况以下：
两条顶管在第四系残积层亚粘土和碳系强风化砂岩，岩石被切割成块，大部分蚀变成土。残积层亚粘土，富水性较差，水量小。风化砂岩结构疏松。

（二）关键工程数量以下：
序号
工程内容
数量
1
Φ8000工作井
5座
2
Φ4000接收井
8座
3
Ⅲ级钢筋砼顶管DN1200及DN800
825米
4
中继间
10个
5
沿线减阻及井壁孔口止水注膨润土浆
156吨
6
工作井后壁注水泥浆
30吨

二、施工平面部署和临时设施部署
（一）、施工便道、场内运输道路部署
依据现场实地踏勘情况来看，场内外没有进入施工现场道路，现场内外运输必需修建施工便道，道路结构为：在路基整平后，采取30cm厚6%水泥碎石稳定层作为路面，便道宽7米。施工时要做好施工便道保养、保洁，施工便道要达成深圳市建委安全文明样板工地标准。
（二）、办公、生活用房等临设部署
我企业计划在施工区周围办公、生活采取组合房部署临时设施，依据现场实地勘，生产基地设在周围离工地较近地方，供现场施工所需机械停放、材料中转、半成品加工等。文明施工护栏按深圳市施工围蔽标准进行围蔽。
本企业将按征地红线交地范围，清除表面层树木、草皮、杂物等，排除沟、坑积水和淤泥等，用机械配合在施工场地范围清除表土和平整，然后填土压实，并做好施工前期准备工作。
（三）、供水、供电方案
依据现场具体情况，本工程我企业计划在施工现场自设发电房，使用1台120KW发电机进行发电，施工用电输电线采取三相五线供电；施工用水采取现场挖井，设离心泵进行抽水使用。
（四）、料场、仓库、机房及制作场部署
临设内设置材料仓库及发电机房，工地仓库及发电机房采取砖墙结构，现场各类料场、加工场等部署在施工现场上灵活部署。料场、
仓库等部署要达成深圳市建委安全文明样板工地标准。
（五）、混凝土制作及使用
1、混凝土供给运输设备部署
为确保混凝土质量，本工程混凝土均采取商品混凝土，故现场不设置搅拌站。
三、关键工程项目施工方法
（一）、工作井、接收井施工
本工程沉井13座，其中φ8000顶管工作井5座；φ4000顶管接收井8座。均采取人工挖孔井方法施工。
1、人工挖孔井施工方法以下：
1.1 人工挖孔井施工采取卷扬机经过支架上定滑轮提升孔中挖土，人工斗车运到坑底弃土点并由挖掘机和卡车定时挖运出场。井护壁钢筋在加工场制作成型后用汽车运至现场使用，井护壁混凝土浇注采取流槽从上至下方法。
1.2 施工所需关键设备有：铁锹、尖镐、吊桶、汽车吊、小型卷扬机、滑轮、风钻、风镐、模板、支架、潜水泵、鼓风机和工作灯等。
1.3 劳动力组织及进度安排：分组作业每3人为一班轮番作业，土质地段天天挖孔深度1.0m，强透水砂层地段天天挖孔深度0.5m，石质地段天天挖孔深度1m。考虑到地下水影响，人工挖孔井安排在基坑降水后开始施工。

1.4 人工挖孔井施工工艺
挖孔井施工工艺步骤见图1.4-1所表示。

施工准备
测量放线、定桩位
开挖桩孔土方
支设护壁模板、绑钢筋
质量检验
灌注护壁混凝土
等强拆除模板继续施工
局部护壁拆除
用桩心点校正模板位置
桩孔标高检验
质量验收

图1.4-1 挖孔井施工工艺步骤图
1.5人工挖孔井施工方法及技术方法
1.5.1挖孔井施工方法

常规人工挖孔，采取小型卷扬机提升运输，分节开挖及浇注护壁砼成孔；护壁砼采取商品砼。
当挖孔遇强透水砂层时，遵照短进尺、强支护标准，施工中采取注浆加固地层和钢插板措施经过。
当挖孔遇岩层时，采取人工风钻打眼，浅眼控制爆破施工。
1.5.2挖孔井施工技术方法
（1）定位及锁口
测出井中心位置，在井周放出井芯十字线，开挖第一节井孔，支第一节护壁模板，灌护壁混凝土。第一节混凝土高出地面20cm，便于挡水和定位。孔圈中心线和井孔轴线重合，和其轴线偏差小于2cm。
（2）开挖支护
分通常地层和特殊条件两大类分述以下：
1）通常地层开挖支护
人工挖孔井采取分节挖土、分节支护施工方法。依据设计要求，每节1.0m。
护壁采取C30砼，工作井厚度35~45cm，接收井厚度20~30cm。护壁结构形式设为内八字搭接，搭接长度210mm。护壁模板采取工具式钢模板，模板由八块组成，模板间用插销和U形卡具连接，上下设两个半圆组成钢圈顶架，护壁砼浇筑前用井心点校正其位置。护壁砼采取商品混凝土运输至现场拟浇孔口，然后由孔口卷扬机垂直运输至灌筑部位，人工入模，插入式振动器捣固密实。
井孔采取人工开挖，弃土装入吊桶，用小型卷扬机提升至地面，倒入手推车运到临时弃土场。
2）特殊条件下挖孔井成孔
穿越强透水砂层成孔技术方法
为了确保人工挖孔井施工安全，在人工挖孔井施工前，优异行降水施工，将地下水位降至挖孔井井底以下0.5~1m，设一个集水井600×600，然后再进行人工挖井施工。
当人工挖孔井穿过强透水砂层、成孔困难时，采取降低井孔每节护壁高度（通常在0.3m～0.5m之间）方法施工。开挖后立即验收，立即浇筑护壁混凝土。
当上述方法仍不能顺利成孔时，则立即用砂回填井孔，封闭作业面，并采取分节注双液化学浆加固地层后继续下挖，并配合钢套筒模板立即灌注护壁砼。也可在挖孔井周围插打钢插板，预防流砂涌入挖孔内。
开挖流砂严重时，采取将周围无流砂井孔先挖深些，使其起到降水、集水作用。然后采取上述方法开挖流砂挖孔井。集水井设在地下水流上方。
（3）挖孔井成孔质量控制及许可偏差
①开挖前井位正确定位放样，并从井中心位置向四面引测井中心控制点。当第一节井孔挖好后并安装护壁模板时，采取井心点来校正模板位置，并在第一节砼护壁上设十字控制点，每节护壁模板安装均用井心点来校正模板位置，检验护壁厚度。
②挖孔井成孔均满足表1.5-1所表示许可偏差。

人工挖孔井施工许可偏差 表1.5-1

序号
项目
许可偏差（mm）
检验方法
1
护壁
工作井≥350，接收井≥200
±20
尺量
每循环护壁长度≤900
-50
护壁模板直径（长度）
符合设计
2
井位移偏差（垂直于井基中心线）
50
拉线尺量
3
垂直度
3‰
吊线尺量
4
井柱垂直度
H/1000
吊线
5
井身直径
±50
尺量
6
井底标高
±10
尺量、测量
③井孔开挖后立即灌筑护壁砼，且在当日一次性灌筑完成。灌筑护壁砼时，采取小直径插入式振动器和钢钎相结合方法捣固密实。
④护壁模板拆除，依据气温等情况而定，在10～12小时后进行。
⑤终孔时清除护壁污泥、孔底残碴、浮土、杂物和积水。检验合格后，快速封底。
（4）挖孔井施工安全方法
①为预防地面施工人员和物体坠落井孔内，孔口四面设置0.8m高护栏进行围护。挖出土石方立即运走，孔口四面2m范围内不堆放淤泥杂物，机动车辆通行不得对井壁安全造成影响。
②孔顶设第一道半圆形用槽钢塔焊成框架盖上1830×910×18胶合板，确保井下作业人员安全，在土石方起吊过程中，人员站在盖板之下，预防高处坠物伤人。
③人员上下井采取在井内设置钢筋制成软梯，软梯焊接牢靠，并扣锚于井口所设置地垄上，人上下井时扣安全绳，以确保万无一失。
当井孔开挖深度超出5m时，每日开工前进行有毒气体检测，并向孔内送风5min，使孔内浑浊气体排出后，才准下人。孔深超出
10m时地面配置向孔内送风专门设备，风量大于25L/S。孔底凿岩时加大送风量，用仪器、小动物进行检测和试验，并采取湿式作业法，加强通风除尘以保人身安全。
施工场内一切电源、电器安装和拆除，由持证电工专管，电器严格接地、接零和使用漏电保护器。电器安装经验收合格后才准接通电源使用。各井孔用电分闸，严禁一闸多孔和一闸多用。孔上电线、电缆架空，严禁拖地和埋压土中。孔内电缆、电线必需绝缘，并有防磨损、防潮、防断等保护方法，孔内作业照明采取12V安全灯。
(二) 工作井设备安装
工作井施工期间，可进行工作井上设备安装准备，包含砌好触变泥浆系统泥浆池砖墙、安装好泥水处理系统、安装好进泥浆渣浆泵及管道系统、压触变泥浆螺杆式泥浆泵及管道系统、安装好地面操作系统及操作系统防雨棚、接好水电。
工作井施工完成后，可进行工作井下设备安装准备，包含穿墙位置止水密封橡胶安装、整体式顶进构架安装、出泥浆渣浆泵及管道系统安装、测量系统安装。
④工作井内设备安装
工作井内设备安装包含：后座垫铁、导轨、油缸支架及油缸、测量棚安装等。
A后座垫铁安装
后座垫铁是把主顶油缸推力反力传输到顶进井后座墙处，经过后座垫铁，可把油缸反力较均匀地传输到后座墙上，这么后座墙
就不太轻易损坏。
现依据图纸将垫铁安装位置放好线，在后座墙体表面把后座垫铁四个角位置用红油漆作好标志，凿平垫铁范围内墙体，底部用砖块垫平，将后座垫铁吊到安装位置，调整横向纵向方向(采取2mm薄铁皮垫底部)，该平面需要垂直于顶管顶进方向，定位安装尺寸误差控制在2mm以内.调整好后，后座垫铁和后座墙空位填充密实。
做法图：

B导轨安装
基坑导轨是由两道平行钢轨组成，关键作用有两点：一是使推进管在顶进井中有一个稳定导向，并使推进管沿该导向进入土体；二是让环形、弧形顶铁工作时有一个可靠托架。
在基坑底板面放出顶管顶进轴线，先调整导轨中线对准顶进轴线，依据图纸，垫高导轨调整导轨高度，当纵向及高程调整好
后，将导轨和底板钢筋焊牢，空隙采取混凝土浇捣填实，导轨定位安装尺寸误差（包含轴线位置、顶面高程、两轨间距）控制在2mm以内。
C油缸支架及油缸安装
油缸支架是由槽钢焊接合成一个支架，起固定主顶油缸作用，使油缸工作时有一个可靠托架。
依据基坑底板面放出顶管顶进轴线，先调整支架中线对准顶进轴线，依据图纸，垫高支架调整支架高度，当纵向及高程调整好后，将支架和底板钢筋焊牢，空隙采取混凝土浇捣填实，二十四小时后，将油缸吊装到支架上，采取钢板压实，油缸支架及油缸定位安装尺寸误差控制在2mm以内。
D测量棚搭设
测量棚在油缸及后座垫铁位置，在测量时起保护仪器作用，并作为全站仪或电子经纬仪基座。顶部采取ф25钢管焊成支架，上面铺铁皮。
E工作井集水坑排水
在顶进井一侧设一0.6m×0.6m×0.6m集水井，浇筑底板时四面向集水井位置倾斜，形成排水坡度，制作轨道时预留集水坑位置，搜集由管道内流出水及基坑积水，集水井内部署一个潜水泵抽水上井到沉淀池沉淀后，排到原有排水系统中。
⑤地面设备安装
工作井地面设备安装包含：主控棚搭设及主顶装置安装、泥浆
棚搭设及泥浆系统设备安装、通风棚及通风设备安装。工作井顶管设备起重采取35T汽车吊。
A主控棚搭设及主顶装置安装
主控棚内关键放置主顶装置，主顶装置包含主顶油缸(井下)、主顶油泵一台(含控制部分)及油管，主顶油缸推进和回缩是经过主顶油泵控制部分控制，整套顶管装置操作控制全部集中在控制柜里，控制柜作为整套顶管装置控制平台，放置在专用集装箱里。
主控棚采取Ф25钢管焊成支架，上面铺铁皮。
B泥浆棚搭设及泥浆系统设备安装
泥浆棚采取Ф25钢管焊成支架，上面铺铁皮。泥浆棚内关键放置一个电箱、两台泥浆泵及一个泥浆箱。
C通风棚及通风设备安装
通风棚采取Ф25钢管焊成支架，上面铺铁皮。通风棚内关键放置一个鼓风机，起防晒挡雨作用。
⑥ 工具头吊装下井、全套设备调试
工作井上下设备安装完成后，将运到现场各个工具头吊装下井，将电力电缆、信号线、油管接好，对整机进行现场调试、对整体式顶进构架进行调试、对泥水处理系统进行调试、调好测量系统激光经纬仪，调试工作必需全方面细致，确保正式顶进时设备万无一失。
⑦洞口施工技术方法
顶管进出洞是整个施工过程中关键步骤之一，进出洞成功等
于整个顶管工程成功了二分之一。本工程是采取人工挖孔井，人工挖孔井完成后在护壁上机械切孔，再安装洞口止水环。
A工作井出洞处理：在出洞前，机械切割掉井壁混凝土，并将止水钢环焊接到井壁预埋件外侧，再将止水橡胶圈安装在止水钢环上。在准备出洞时，割除井壁钢筋网，割除以后立即顶进，缩短停立即间，这时止水橡胶圈已能发挥作用了。顶进工具头到穿墙管内，工具头和第一节砼管采取刚性联结，避免工具头“磕头”。顶管出洞施工步骤相当关键，在出口位置需要做好防水方法。
B接收井进洞处理：当顶管顶到墙体位置时，割除预先在预留洞口埋设封堵钢板，快速顶出工具头。出洞过程中，准备好充足稻草，穿墙位置流砂时可采取稻草塞缝，预防过量砂土流失，当工具头顶进到位时，接缝位置采取预埋管引水，快凝水泥封缝，以后采取双液（水泥浆、水玻璃）压浆止水。
⑧穿墙初始顶进
机械割除护壁混凝土，需要预备充足水泵抽水，吊住工具头，顶出推进千斤顶，将环形顶铁对准工具头尾部，将工具头缓缓推进到穿墙管内，当工具头最前部到连续墙外侧时，停止顶进，安装好全部管线（电力电缆、信号线、油管、进出泥浆管、触变泥浆管），转动刀盘，向工作仓注入泥浆，开始顶进。在软土中顶进时，为预防管节飘移，将前3节管和工具头联成一体。

（三）、顶管施工方法
本工程全长825m。顶管采取Ⅲ级钢筋砼DN1200及DN800专用顶管、F型钢圈接口，外嵌环状遇水膨胀橡胶圈止水。
1、施工准备工作
（1）生产技术准备
①进行施工测量、现场放线工作。
②确定管线施工范围内及施工需用场地地面全部障碍物，如地下现有管线（依据甲方提供现有沿线地下管线分布资料和人工挖探沟探明情况确定）、电线杆、绿化树木和周围房屋正确位置。
③平整场地，修通施工道路。尽可能利用现有道路及管道位置做施工便道。
④修建临设，安装临时水、电。修好临时排水沟。
⑤平整场地准备管道堆放位置，定购所需铁井圈、井圈等材料物资。
⑥进行钢筋网片和其它顶管所用非标准设备加工制作。
⑦组织现场施工人员学习，审查施工图纸和进行各专业图纸会审，进行设计要求和施工技术交底。
⑧编好顶管施工工艺卡。做好顶管施工操作人员再培训工作。
⑨绘制临时工程及施工非标准设备工具图纸。
2、顶进施工方法及工艺
依据施工现场地质情况、土层分布情况，顶管工作量及施工计划工期（确定在3个半月内完成）。

（1）顶管法是使用较早一个施工方法：工作原理是依靠人工或机械（本工程采取人工配合机械顶进）在管内端部挖掘土壤，然后在工作坑内借助顶进设备，把铺设管子根据设计中线和高程要求顶入，同时将土从管中经过水平和垂直运输线路运到工作井外。
（2）挖土和顶进
本工程采取钢轨做导轨（引导顶管根据设计中心线和坡度顶进，确保管子在顶入土之前位置正确。），导轨安装牢靠和正确对顶管顶进影响较大，所以，安装导轨必需符合顶管中心，高程和坡度要求。
将管子下到导轨上，就位以后，装好顶铁，校正管中心和管底标高是否符合设计要求，合格后即可进行管前挖土。
①密实地层中顶管挖土和运土方法
管前挖土是确保顶进质量及地上建筑物稳定安全关键，管前挖土方向和形状，直接影响顶进管位正确性。所以，管前周围严格控制，避免超挖。对于密实粘性土质，管端上方可有小于1.5cm空隙，以降低顶进阻力，管端下部1350中心角范围内不得超挖，保持管壁和土壁相平，也可预留1cm厚土层，在管子顶进过程中切去，这么可预防管端下沉。

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