顶管施工方案(新).doc

顶管工程
施
工
组
织
设
计

施工单位：江苏兴安建设集团有限公司
日期：2012年4月13日

目 录
一、总体施工方案及施工总说明
二、土工机械顶管施工方案
三、人工顶管施工方案

一、总体施工方案及施工总说明
（一）、施工准备
为保证施工期间车道的畅通与整洁，每天派专人在主要路口指挥交通，清扫扬尘，不定期用洒水车洒水.
1、施工现场准备
在与业主签订合同的同时，开始施工现场准备工作。施工现场准备工作应做好以下几项工作：
（1）复查和了解现场
复查和了解现场的地形、地质、水源、电源、交通运输、通信联络以及城市建设规划、环境保护等有关情况。
在甲方的协调下，分别与自来水、供电、煤气、电信等管线单位进行了现状管线的交底，避免在下阶段排设新管线时因不明地下情况而造成现状管线的损坏。
（2）确定工程用地范围。施工单位应根据施工图纸和施工临时需要确定工程用地范围，哪些是临时占地，并与业主有关人员到现场一一绘出地界、设立标志。
（3）清除现场障碍。施工现场范围内的障碍如建筑物、各种地上管线、道路、民房等必须拆除或改建，我方将配合业主和相关单位拆除，以利施工的全面展开。
（4）作好现场规划。按照施工总平面图搭设工棚；安装供水管线、架设临时供电线路；修筑临时道路和临时排水设施等。
（5）按ISO19001：2000标准的要求，对工程合同、产品实现、承诺条款和资源配备组织相关部门人员进行评审，提出评审意见和方案修改意见，使方案更加合理，确保顾客（甲方）满意。
（6）施工前，与测绘院交接水准点并复核，现场做好护桩。
2、劳动力、机械设备和材料准备
（1）劳动力准备
本工程设专职安全员1名，负责安全生产的副经理1名，电工1名；维修保养人员6名，钢筋工2名，模板工5名，测量技术人员1名；顶管设备操作及维修保养人员5名，吊车驾驶员1名，吊装信号指挥工1名，测量技术人员1名；检查井砌筑的瓦工6名，普工6名。以上人员均经培训合格后，方可上岗。

（2）机械设备准备(详见下表～主要施工机械设备进场计划表）
主要施工机械设备进场计划表
序号
机械或设备名称
规格型号
数量
国别产地
制造年份
额定功率（KW）
生产能力
用于施工部位
1
挖掘机
1M3
1
日本
99
99KW
100M3/H
土方
2
东风自卸翻斗车
4.5T-8T
4
二汽
99
99KW
100M3/H
土方
3
水准仪

2
苏州
2001

管道
4
全站仪

1
德国
2001

管道
5
插入式振捣器

4
上海
2002
10W

管道
6
柴油发电机
120KW
1
无锡
1999
120KW

管道
7
汽吊
QY12
1
徐州
2002

管道
8
激光经纬仪
　J2
1
扬州
2000

管道
9

柴油发电机
120KW
1
无锡
1999
120KW

管道
10
潜水泵
IS50-32-125
5
无锡
2002
20KW

管道
11
顶管设备
　NSDI-1350
1
浙江
2005

管道
备注：上述机械设备于开工前进场
2、技术准备
（1）熟悉图纸资料和有关文件
施工单位接受工程任务后，应全面熟悉施工现场管线路径走向，做到心中有数，避免施工过程中对其他管线的扰动，如有疑问应及时向上级甲方部门汇报，等待上级甲方部门给予解答。
（2）、施工组织设计
根据设计文件、现场条件，各单位工程的施工程序及相互关系，工期要求以及有关定额等编制施工组织设计。
施工总平面图是施工组织设计中的重要组成部分，我们在长期施工实践证明：其布局合理与否，不仅直接关系到是否便于施工，而且对工程造价、工期、质量，乃至与当地关系等方面都会产生很大的影响，因此，必须做好该项工作。
施工总平面的布局应符合下列要求：
a、应与现场的地物地貌相结合，做到布局合理、工程量少、便于施工及使用。
b、各项临时工程设施应尽可能与永久工程相结合，尽量不占或少占绿地，不应早占或占而不用，以便减少投资和节约用地。
c、临时排水、防洪设施，不得损害邻近的永久性建（构）筑物的地基与基础、挖（填）方区边坡以及当地的防洪设施等。

（3）技术交底
施工单位根据设计文件和施工组织设计，逐级做好技术交底工作。
技术交底是施工单位把设计要求、施工技术要求和质量标准贯彻到基层以至现场工作人员的有效方法，是技术管理工作中的一个重要环节。它通常包括施工图纸交底、施工技术措施交底以及安全技术交底等。这项交底工作分别由高一级技术负责人、单位工程负责人、施工队长、作业班组长逐级组织进行。
施工组织设计先由施工单位总工程师负责向有关负责人、技术干部及职能部门有关人员交底，最后由单位工程负责人向参加施工的班组长和作业人员交底，并认真讨论贯彻落实。
混凝土护壁井采用主筋Φ12@200,辅筋Φ12@200施工，混凝土采用C25浇筑，然后进行顶管设备的安装、后靠背加固，最后进行顶管接收井护壁井(超过4m深采用沉井)、检查井、回填土的施工。先施工主管道顶管，计划采用2台机械顶管设备同时进行。

（三）、交通方案：
根据现场实际情况集合施工图要求，施工位置主要在道路两侧25m以外的绿化带上，本工程基坑周围分别用高1.8米的安全网全封闭交通施工，围护四角挂警示红灯。施工期间，主要路口设计交通警示标志，有专人身穿反光衣24小时值班。
我方由项目经理直接负责交通协调和管理。下设一个专门工程队负责交通组织和文明施工，大力配合交警部门的交通管理，力争使工程在尽量不增加交通压力的情况下，高速优质地完成。

5、 请业主帮助解决的问题
1、沿线影响施工的绿化，在我方进场放线后及时向业主汇报，请业主尽快迁移。
2、原有地下管线的位置与埋深，请业主帮助联系各管线管理单位到现场交底，在开挖过程中我方将请管线管理单位现场监护。

土工机械顶管施工方案

(1) 选择顶管掘进机
选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的。本工程选择φ1200土工平衡掘进机。
掘进机的开挖面具有二种平衡机理，大刀盘平衡开挖面的土压力，使之在主动土压力和被动主压力之间。
(2) 主顶进系统
主顶进系统共有4只1500KN双冲程等推力油缸，行程3500mm，总推力6000KN，4只双冲程油缸组装在油缸架内，安装后的4只油缸中心位置必须与设计图一致，以使顶进受力点和后座受力都保持良好状态。安装后的油缸中心误差应小于5mm。主顶液压动力机组由二台大流量斜轴式轴向柱塞泵供油，采用大通径的电磁阀和系统管路，减小系统阻尼，油缸可以单动，亦可联动。主顶系统由PLC可编程序计算器控制，并采用变频调速器实现流量的无级调速。主顶系统操作台设在地面控制室内，主顶和中继环实现联动。
为应付顶管时的特殊情况，特制定以下应急技术措施。
a. 准备足够的易损零部件，使施工中的修理时间缩到最短。
b. 在机头的主轴密封和中继间密封中增加了油脂供油系统，一旦发生渗漏泥水，可以通过压注润滑脂，以润滑脂压力封堵渗漏通径。
管道焊接：
1、 尽量减少焊缝的数量和尺寸
2、 焊缝的布置对称于构件截面的中和轴
3、 便于焊接制作，避免仰焊位置施焊
4、 焊缝位置应避开高应力区

3、顶管施工工艺的说明，最大顶推力及其限制措施
洞口止水装置安装
掘进机井内就位
铁管进场验收
轴线控制
出泥准备
后座千斤顶顶进
割开闷板
掘进机试运行
后座千斤顶安装
测量放样
轨道安放
后座顶板安装
铁管顶进结束
施工准备
铁管拼装

接口检验
管道顶进

顶进纠偏
出泥
偏差测量
掘进机穿墙
施工准备
顶进设备安装

(1) 顶 管 工 艺 流 程 图
(2) 顶管工作坑设施
基坑导轨应具有足够的强度和刚度。本工程基坑导轨由型钢和钢板焊接而成。在工作井底板基础上应事先预埋钢板，预埋钢板的位置与基坑导轨相吻合，以便导轨与之焊接。预埋钢板上的锚固钢筋要焊牢并有足够的锚固强度，导轨安放后，还应在二侧用型钢支撑好，必要时再浇筑混凝土，确保导轨在受撞击的条件下，不走动，不变形。
主顶油缸架是拼装式结构，主顶油缸架的安装也要定位准确。保证油缸受力点的正确位置。其高程和平面安装误差小于5mm。
承压壁是承受和传递全部顶力的后座墙，更应具有足够的强度和刚度，并有足够安全度。本工程的承压壁设计先用混凝土浇平，后靠钢板用δ＝70钢板，在钢板和混凝土平面之间衬满堂50mm松木板，承压壁的面积H×B＝4.2×4.2m。
(3) 工作井平面布置
工作井大小为4m*6m，接受井大小为4m*4m，本工程采用12T吊车下管。
(4)最大顶推力及其限制
在分析了主顶油缸推力，管子允许顶力，沉井允许顶力以后，我们可以确定顶管的最大顶推力。由于地下工程的不可预见性。
4 、处理顶管机头碰到原有地下障碍物的措施和方法
由于该掘进机采用面板式大刀盘结构,而且切土口的开启量又小，所以一般较大的地下障碍物无法进入掘进机，而是被挤到开挖面以外去了。较小的障碍物则能通过管道排出来。另外，刀盘上的硬质合金刀头能够切削强度为0.5Mpa加固体。
5、顶进过程中，采用中间接力顶进的中继间设置情况
(1) 顶力计算和中继间设置
F1＝rHtg2(45o+φ/2)A＝1.8×6.2 tg2(45o+12o/2)(π/4)×1.44 2
＝28T
（设定土的容重r=1.8t/m3，土面至管中心深度H＝6.2m，土的内摩擦角φ＝12o ）
管道周边摩阻力F2＝πD＊L＊f
D---管外径 L---顶进长度 f---单位面积周边阻力。
根据大量顶管工程实例，取经验数据f=0.5t/m2，
L＝（F控-F1） /πDf ＝252/ π ×1.44×0.5＝114m
由以上计算，结合工程实例，本工程φ1000及φ1200根据顶距，部分地段考虑安排中继间。
6． 顶进过程中，线型控制及量测设备
(1) 测量仪器配备与检验
顶管施工需进行三维动态测量，其精度要求特别高，必须采用精度高，性能优良的测量仪器。为此，特配备了TC2002型全站仪（测角+1”，量距1+1ppm），Leica T2经纬仪，Leica 铅垂仪（精度1/40000），NA2 水准仪等一系列精密高档仪器。顶管施工测量所使用的仪器、附件须及时送质检单位检验，做全面鉴定，并在使用过程中经常进行检查。
a. 控制测量
(a) 平面控制
为确保两井间顶管贯通，横向、竖向误差小于100mm，在两端头井附近埋设地面导线点，利用空导点和地面导线点，以导线测量形式，将平面控制成果引测到施工现场。
(b) 利用空导点和地面导线点建立平面控制网。导线测量采用TC2002全站仪，方向观测6测回，测角精度+1”,测距6测回，双向观测，测距相对误差<1/80000，对观测结果进行平差。
(c) 井上座标点向井下传递采用联系三角形方式，点位由Leica铅垂仪垂直投设。
(d) 井下控制顶进方向的基准点用钢架埋设成固定点，采用全站仪跟踪观测机头平面偏差方向。
b. 高程控制
(a) 利用施工区域附近的已知高级水准点，布设二等水准路线，将高程引测到工作井附近，并设立施工高程控制点。水准测量采用NA2型带平行玻璃板测微器水准仪配合钢尺进行，往返观测。
(b)地面高程传递到井下时，可用钢尺垂直悬挂，下系线锤至标准拉力，然后地面、井下两台水准仪同时观测。钢尺应进行尺长、温度两项改正。井下布设2～3个地下起始高程控制点。
(c) 顶管机头高程控制水准仪和连通管两种方式，连通管测量为从掘进机到管尾挂一根φ10mm透明塑料管，管内充满水，根据连通原理，读出二端液面差，再计算出掘进机头水平偏差。每顶进20cm测量一次偏差值，做到及时掌握机头姿态和发展趋势，以便及时纠偏
c.地面沉降观测
(a) 地面沉降点在路面用道钉埋设，特殊要求的构筑物用红三角标记。
(b) 地面沉降观测在顶管施工过程中每天进行，沉降量控制在+10mm、-30mm之间。
d. 顶管姿态测量
(a) 为保证顶管机严格按设计轴线推进，必须及时观测顶管动态数据，从而调整顶管各施工参数，指导顶管正确、安全推进。
(b) 在顶管机头部纵向设一对水平横尺，利用布设的三维坐标控制点，测量各尺读数，经精确计算得顶管转角、顶管中心方向偏差值、顶管坡度、顶管中心高程等数据，从而相应调整顶管机的各个施工参数。
(c) 顶管推进轴线应控制在允许偏差范围内，如有微小偏差，可按 比例分段纠偏。
7 、地上、地下挖弃土的安排及处理
挖弃土的安排及处理必须特别注意文明施工，应严格按文明施工要求执行。
10、模板工程
1）所有模板和支撑钢管均采用吊车运输到各施工点。
2）模板施工时，应根据结构轴线，弹出模板尺寸线，按先柱、墙，后梁、板的顺序进行。要求做到尺寸准确，拼缝严密。
3）组合钢模板采用U型卡拼接，阴、阳角处分别采用阴、阳角模与钢模相接时，如无法使用U型卡或螺栓连接，一般可以在钢模端部的垂直方向加水平支撑；木模板则按需切割加工成型。不管钢模板或木模板都必须上完脱模剂后方可使用，以保证混凝土的外观质量。
4）拆模强度应按施工规范执行。不受力墙板模板一般在钢筋砼浇注24~48小时内拆除；受力部位的拆模强度一般按这样执行：待砼强度达到设计强度的50％后，拆除跨度小于2m的板模及支撑；待砼强度达到设计强度的75％后，拆除跨度小于8m的板模及支撑，待砼强度达到设计强度100％后，拆除跨度大于8m的板模及支撑。
5）拆下的模板、搁栅木楞、支撑钢管、扣件等按规格在楼面上进行分类整理、维修和堆放，以便下次使用。
11、钢筋工程
a. 严格按设计施工图和国家规范的标准编制出钢筋加工的清单规格，按清单进行来料加工制作。
b. 加工好的钢筋必须进行整理、分类，按照施工设计划分点堆放整齐，并挂牌标明种类及使用部位。
c.钢筋可采用来料现场制作，进场的原材料钢筋必须有钢材保证书、试验报告，并批量做好原材料试验，经现场技术部门及监理单位认可后方可使用，进场成型钢筋的质量资料需齐全。
d. 井壁钢筋绑扎必须具备下列条件：
(a)模板验收合格
(b)轴线尺寸必须符合设计施工图。
(c)绑扎钢筋时，弹出钢筋绑扎控制线，以保证钢筋间隔尺寸，其偏差值应控制在允许范围内，钢筋保证质量应符合规范要求。
(d)钢筋绑扎后，立即进行隐蔽工程验收合格后方可进行下道工序，以免造成返工，影响进度要求。
(e)在沉井预留孔处要预埋洞口，预埋件应有足够锚固强度，钢筋的搭接长度符合设计和国家的规范规定。
(f)所有钢筋应在浇捣混凝土前，按设计图纸绑扎完毕，并在适当部位加以电焊固定，防止振捣混凝土时，钢筋移位。
12、混凝土浇捣工程
a.浇捣前对模板、钢筋、预埋件完成后，必须由监理单位按隐蔽工程验收，经合格签证后才能进行砼浇捣。
b.浇捣用混凝土采用泵送商品砼，商品砼选择质量有保证的搅拌站，砼到达后核对报码单，并在现场做塌落度核对，允许2cm误差，超过者立即通知搅拌站调整，严禁在现场任意加水，并按规定做好抗压。
c.混凝土浇筑采用分层平铺、每层混凝土的浇筑厚度控制在300~500mm，必须在混凝土初凝时间内浇筑完毕一层。
d.在浇捣之前检查模内是否干净。经检查无问题方可浇捣，有专人负责商品砼质量，严格按操作规程施工，以保证砼的浇捣质量。
e.做好施工缝施工，施工缝采用凹缝，并留在结构受剪力较小且便于施工的部位。
f. 在浇捣混凝土后的12小时以内，对混凝土覆盖并浇水养护。
g. 混凝土浇捣后的7天内不应承受外部荷载。当混凝土强度达到12kg/cm2 后，方可在已浇捣的结构上来往人员和架设模板。

人工顶管施工方案

横穿大通路段采用人工顶管是施工，人工顶管施工技术跟土工平衡技术相差不大，只是机头取消，采用人工挖掘顶进。

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