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河南省南水北调受水区周口供水配套工程施工四标段

穿越高速引道顶管施工方案

市政给水管道施工组织设计周口市南水北调配套工程施工四标项目部

2.1施工组织机构 1

2.2班组人员配备 1

2.3施工进度计划 2

3.1主要施工方法 2

3.5顶管穿越施工平面布置图 4

3.6操作坑开挖及处理 4

3.7顶管抗力挡墙安装 6

3.11套管接口处理 8

3.13管道组焊及穿越 9

3.15套管管口封堵 10

3.16标志桩埋设和地貌恢复 11

5.1基坑安全管理措施： 11

5.2受限空间管理措施： 12

5.3交通安全管理措施 13

5.4开挖和地下扰动施工安全措施 13

5.5吊装安全措施： 13

周口市供水配套工程共布置输水线路3条，均为有压重力流输水线路，管线总长66.11km，输水流量为4.3m3/s。输水线路沿线共布置穿越工程48座，其中穿河渠11座，公路31座，铁路6座。设置阀井174座，镇墩220个。

本标段工程位于周口商水县境内，起点为商水县张庄乡葛庄、干线桩号110+252.000处，终点为商水县张庄乡张庄、干线桩号116+060.000处。该标段管线总长5.81km，管径为DN2400，管材为PCCP。有建筑物3座，分别为穿新枯河倒虹吸1座；穿越跨高速引道顶管工程2处；阀井、镇墩及设备安装等。

主要工作内容包括：土石方开挖45.22万m3,土方回填41.49万m3，混凝土浇筑0.28万m3，PCCP管（管径DN2400）施工铺装5.784km。

穿越道路顶管共有两处，桩号分别为112+914.878~112+969.878段、114+016.268~114+076.268段。顶管采用DN3000钢筋混凝土管，单节长度为3m，内套DN2400钢管，壁厚28mm。穿越形式为钢管外套钢筋混凝土管型式，输水钢管内径2400mm，外套管内径3000mm，输水钢管管材为Q235级钢材，管道内采用焊接钢丝收缩水泥砂浆衬砌防腐，管道外采用四油三布特加级防腐。

由项目部对土建分包单位招标，成立专业顶管穿越作业队，负责本工程线路所有顶管穿越公路工程，根据公路顶管作业面的数量设置顶管作业班组。

顶管作业队设队长1人，副队长1人，技术员1人，现场管理2人，测量施工员2人，HSE管理员1人。顶管作业队管理人员对各个顶管穿越作业点实施指导、监督管理工作。

1个施工班组作业人员配置：

班长1人，专职监督员1人，综合管理员1人，挖掘机操作手1人，吊车司机1人，顶管机操作手1人，发电工（兼电工）1人，起重工1人，掘进工4人，运土工4人，配合工2人。管道的焊接由穿越所属线路施工台班施工。

每条高速公路穿越施工的作业周期安排如下：

1、测量放线：2天。包括穿越处的定位测量放线，标高测量，作业场所平面布置放线等。由顶管队测量施工员负责。

2、作业坑开挖：5～8天。包括平整作业面、机械开挖、作业坑人工修整、安全防护等。由顶管小队现场管理员负责安排，顶管小队作业班组操作。

3、设备进场安装调试：1天。包括发电设备，顶管设备，排水设备，起重设备，照明设施等。由顶管小队作业班组负责。

4、套管进场：1天。由顶管小队现场管理员负责提前报计划，项目部物资供应部负责供应到现场，可在作业坑开挖时套管同时进场。

5、顶管作业：25～30天。由顶管小队作业班组负责。

6、穿越管道预制：3天。包括组焊、单体试压、防腐等。可在顶管穿越期间完成施工。

7、穿越就位：2～3天。包括支撑块安装，吊装就位，套管端封堵等。

8、清理出场：1天。包括拆除顶管设备、安全防护，清理现场等，由顶管小队作业班组负责。穿越管道预制及穿越就位后的清理另行安排。

开工前办理公路穿越施工许可证、征地等手续。

确认穿越段内是否有地下管道、光（电）缆等设施，若有，设定警戒线范围，设置警示标志，采取相应的保护措施。

顶管施工测量由专业测量人员现场测量并用白灰放出穿越套管中心线，根据中心线确定操作坑开挖位置，并绘出穿越施工断面图。根据现场情况测放出施工作业带边界线，顶管穿越施工作业带宽度16m，作业带长度为40m（不包括组焊管道的场地）；放出套管顶进工作坑的开挖边界线，并根据套管埋设深度确定作业坑深度。

顶管工程的测量工作是整个顶管工程质量的关键，它的实施好坏将直接影响到管线线形的平顺，甚至影响到顶管的顺利贯通，因此需精心实施，确保无误。

顶管测量包括高程测量和左右偏差测量两部分。

高程测量方法：在地面上把永久性水准引测至井边，通过垂直吊钢尺引测至井下，设临时水准点，再在管道内架设水准仪测至机关内标靶，即可知道机头高程偏差。此水准还可从机头测出来，闭合差按二级水准控制。

左右偏差测量方法：在后座设一台激光经纬仪，在满足通视的条件下，直接看机头内标靶就可知道左右偏差。

对作业带内的植被进行清理，并进行平整碾压处理。

设置施工作业占地边界警戒线。

操作坑开挖前对场地采取排水措施：操作坑内的排水采用在操作坑的一角挖集水坑，用潜水泵抽水的方法。作业坑周围距作业坑1m处挖排水沟，沟深0.2m、宽0.3m，将雨水和操作坑内抽出的积水引进公路边沟。

3.5顶管穿越施工平面布置图

3.6操作坑开挖及处理

测量放线后，在公路两侧挖顶进操作坑。112+914.878~112+969.878段操作坑深度达9.5m，该操作坑采用阶梯式开挖。放线尺寸为12.5×12.5m，分2个台阶进行开挖。底层操作坑尺寸为5×4m。作业坑开挖点应离公路边沟边缘10m，以保证公路路基边坡的稳定。操作坑的二层和三层采用钢筋混凝土护壁，厚300～500mm，第一层采用搭钢架管和竹跳板支撑坑壁。操作坑四周设钢性围栏，警示标志，操作坑内设爬梯至一层平台。操作坑底在角落设500×500×500集水坑一个。114+016.268~114+076.268段操作坑深度为6.4米，开挖时也采用阶梯式开挖，开挖尺寸同上，只是少了下面一个台阶，其余一样。

3.7顶管抗力挡墙安装

顶管千斤顶的后支撑可根据土壤具体情况而定。基坑土壤胶结比较好，可以采用枕木和钢板制作完成。基坑土壤含水率较高，土壤的稳定较差，则可选用素混凝土挡墙或钢筋混凝土挡墙。不论采用哪种形式的挡墙，都必须保证挡墙埋入坑底的深度。如果采用混凝土挡墙，混凝土的标号一般情况下选用C20。

在操作坑内安装轨道、顶管设备等并进行顶管。顶管轨道的中心线和千斤顶的中线必须与穿越套管的平面中心线三线重合。

设备安装就位前，应再次确认作业坑开挖的深度是否达到设计要求，作业坑底部是否平整。

①轨道安装时将发送轨道固定在操作坑底部并校正其方向，保证两轨道之间的中心线与设计穿越套管中心线在同一垂直面上，两轨道之间的间距为0.8m，轨面与基坑底部之间的高度为0.12m，顶管机的尾部要紧靠在抗力挡墙上。

②传力板采用钢板制作，作用是将顶管机的顶力均匀的分布在套管上，保证套管受力均匀，传力板的中心线与套管中心线、顶管机顶进油缸中心线在同一直线上。传力板的高度为0.55m，就位后传力板的顶部应在套管的1/4高度范围内。

③顶管机安装在轨道上，顶管机尾部应紧靠在抗力挡墙上。

为保证顶进过程中，套管前面端部的切屑阻力，需要在第一根套管的前端安装工具切削管，工具切屑管采用δ=10mm的钢板卷制而成，切屑管的长度约0.5m，工具切屑管的外直径与套管的外直径相同。

顶管设备全部安装到位后，即可开始安装第一节套管，并连接传力板、传力轴。第一节套管紧贴前壁，开始挖土，挖到约0.2m时就进行第一次顶管。

第一根管顶进方向的准确性是顶管，在顶进之前先校核套管中心线与管道设计中心线的偏差，其位置偏差不得超过管长的1.0%。同时测量套管管顶埋深是否达到设计要求。

套管顶进作业按照掘进开挖→顶进主油缸→回收主油缸→添加顶铁→掘进的顺序循环进行。

套管顶进施工采用人工掘进，电动油泵驱动顶进，人工掘进时只能在工具切屑管内进行，严禁超前开挖掘进，如需要超前开挖，超前开挖掘进长度不超过0.3m，开挖完成后应立即顶进套管。

挖掘出的泥土采用小车运送出套管，然后采用小型卷扬机将泥土运送出操作坑。

按照上面的顶进程序，逐根顶进套管直到套管到达接收工作坑，然后卸下工具切削管，撤出顶进设备。

套管每顶进1.0m都必须进行一次顶进方向检测，发现偏移及时纠正。方向纠偏可以在工具管的前端底部支垫楔形垫块逐渐进行方向纠偏，方向纠偏量每次不能超过5´～20´。

水平偏差不应大于套管长度的2%。

在进行顶管穿越施工时，对于公路下面层位内存在的岩石层，可以采用风镐钻掘开挖。

当第一节套管顶进完后，缩回千斤顶并撤出传力板和传力轴，然后用吊车放下第二节套管到轨道上，安上传力轴和传力板后继续顶进作业。

如此重复进行直到完成全部套管的穿越作业。

套管顶进过程中，钢承口套管与套管之间加设橡胶圈作防水处理。套管全部顶进后套管间的内接缝用素混凝土或沥青麻丝封堵。

套管顶进完毕后，对套管中心线进行复测，有偏移时修正穿越管道段施工测量成果表，以为下一步的管道安装提供准确的数据。

3.13管道组焊及穿越

（1）在预制场上进行穿越管段预制，用外对口器组对，半自动焊接工艺。穿越段管道的组焊要求与主干线相同。

（2）焊接完成后，应立即联系检测单位进行100%的超声波探伤和100%射线探伤检查，检验标准与主干线相同；随后进行补口补伤，要求与主干线相同。

（3）二级以上的公路穿越段管道需要单独试压：强度试验压力为9.45MPa，稳压时间4h；严密性试验压力为6.3MPa，稳压时间24h；介质为无腐蚀性的清洁水。经检查试压合格后，放掉管内余水，撤除试压设施。试压详见3.14节。

（5）管道就位后向监理报验，进行检查，技术人员填写隐蔽工程记录，及时签字认可。

按照设计文件及施工标准规范的要求，二级及二级以上的公路穿越管段应进行单体试压。试压在管道预制完成后进行。强度试压介质采用水罐车拉运洁净水。强度试验压力9.45MPa，稳压4小时以管道无变形、破裂，压降小于0.1MPa为合格；强度试验合格后采用低点排水法排除管道内的水。严密性试验采用压缩空气，严密性试验压力6.3MPa，稳压24小时，以压降小于0.09MPa为合格。严密性试验完毕后采用管道上部的放空排气阀排除管道内的压缩空气。试压系统见下图：

3.16标志桩埋设和地貌恢复

公路穿越两测埋设穿越标志桩。穿越旁的线路转角桩，可代穿越标志桩。标志桩的埋设和地貌恢复详见线路工程标志桩埋设和地貌恢复要求。

4.1.测量控制：在进行穿越测量过程中，应认真测量并绘制穿越断面图，掌握顶管穿越断面情况，防止在顶进过程中因测量误差出现顶进曲线偏移。

4.2.控制点测量，对控制点高程和坐标进行严格定位和控制。

4.3.顶进过程中，穿越轴线的高程控制，穿越轴线高程应严格按设计曲线顶进。

4.4.基坑开挖时，应将基坑起始位置开挖在远离公路边沟1.5m以外，防止基坑塌方，放坡严格按照要求进行，基坑开挖完后必须进行坑壁支护。

4.5.顶进套管时，套管顶埋深应满足设计要求。

4.6.超前开挖时，开挖孔洞不能稍大于套管外径。

4.7.主管道的质量控制按照主管道施工质量控制要求进行。

4.8.每顶进1.0m进行一次方向测量，发现偏离应立刻采取措施进行纠偏处理。

4.9除采取以上质量措施外，其余按照《质量计划》、《质量检验计划》及有关标准规范的有关章节要求执行。

5.1基坑安全管理措施：

1）由有资质的土建工程师提供的技术计算书，包括基坑护壁的设计计算、护壁厚度的选择、安全系数的计算、钢筋与混凝土的选择、四木架基础的选择等；

2）土建工程师和监理必须在现场监督混凝土护壁的钢筋绑扎、护壁的厚度、支模和浇注等关键工序，必要时对混凝土强度取样检查；

3）成形后的基坑的要有由土建工程师的定期检查，检测其位移做好检查记录，特别时雨后必须进行基坑检查后才允许进入基坑作业；

4）基坑四周2米禁止堆放材料和停放设备；开挖出来的土不允许堆在作业坑四周以免加大支壁的侧压;土质较差或是路边的作业坑应考虑选择圆形支壁,顶管套管用可靠的楔子固定,以防滚动.

5）基坑四周必须设置足够强度合适的硬围护（上护栏、中护栏和踢脚板）；

6）超过2米的基坑按高空作业防护标准执行，施工平台必须有足够强度的防护栏杆和全身式的安全带，在吊装过程，顶管内的监护人员和下层操作人员应站在落物碰不到的地方；

7）基坑内设置合适的上下通道上下通道尽量不用直爬梯，使用笼式直爬梯，

8)在作业坑四周筑围堰，防止雨水倒灌入基坑，并在坑内配备专门抽水泵及积水池.

5.2受限空间管理措施：

1）任何进入基坑和进入顶管内的作业按受限空间进入程序执行，由顶管负责人签署受限空间进入许可证；

2）受限空间进入人员、负责人员、监护人员必须经过受限空间培训；

3）每天按要求做好的安全交底和班前会等；做好进入人员的进入记录，进入人员和监护人员必须有合适的通讯联络方式，监护人员不能离开岗位；

4）必须保证基坑的强制通风，并定期做气体检测,根据测试情况可递减为只要进入前测试；包括氧气浓度，一氧化炭、可燃气体和爆炸性气体检测等.顶管长度超过50米时，强制通风。

6）电源绝缘和接地良好，必须使用36V的安全电压电压（在潮湿的地方使用12V的安全电压）并有合适的漏电保护等；所有的照明灯具必须是低压，密封，防水的;所用的配电箱尽量设置在地面上，不要带入坑内，并有防水功能

8）作业人员配备必要的个人防护用品，包括绝缘带钢头的长靴,包括合适的雨衣，合理安排顶管内工作人员的劳动时间,顶管在顶进时,里面不允许有人.

9）禁止管坑边缘1米内存放设备，以防落物伤人。

5.3交通安全管理措施

1）在公路两旁划定施工作业带，并设警示围护，若需要时，在围挡上安装闪烁信号灯以在夜间警示人们及车辆；

2）在施工区周围位置设立“前方施工，车辆慢行”和“施工区域禁止外人进入”提示的标志牌，在人口密集区设置全封闭式安全栅栏，将作业区域与外界有效隔离；

3）施工车辆需临时占用公路时，提前与当地交通管理部门及其他相关部门取得联系，并在两端设置警示标志和穿反光背心的交通指挥人员。

4）作业平台和作业工棚应远离公路侧，以免公路车辆的伤害。

5.4开挖和地下扰动施工安全措施

1）首先联系相关障碍物管理单位，通过相关竣工图核实障碍物的名称、数量、位置及埋深并确定开挖方案。

2）使用地下障碍物探测器进一步探明障碍物的具体位置及埋深并在地面做出明确的标识。

3)在已探明障碍物的位置划出一个安全开挖范围，采取人工发掘的施工方法。

4)对已发掘的地下障碍物采取有效的保护措施保证障碍物的安全。

5)对已发掘出障碍物的地段划出一个安全范围并采取维护措施保证行人及车辆的安全。

1）配备合格的起重工对已完成结构的交接施工工艺，每次吊装前对所有起重设备、卷扬机、索具进行检查并标识起重负荷和色标等;

2）用提升设备(如四木塔等)吊装,必须应提交计算书和吊装方案包括钢丝绳,吊具等选择,四木塔的稳定性的计算等,汽车吊的安全装置齐全完好;

3）吊装时由起重工负责专门指挥，检查支腿、吊装负荷和吊装吊装时吊装半径内的围护；

4）顶管的吊装必须用合适的吊车吊装，禁止使用四木塔斜吊顶管；

5）吊装时基坑里面和起吊物下禁止站人，合理使用溜索吊装；

6）在高压线附近吊装时必须设置合理的安全距离和安全警示，保证在安全距离内吊装，禁止在高压线下吊装。

7）四木塔顶部挂安全绳赣13ZJ111：KY发泡水泥保温板外墙外保温建筑构造，上下四木塔时必须将安全带挂在安全绳上。