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南水北调中线G4高速输水箱涵顶进工程施工方案

南水北调中线输水箱涵穿越G4高速顶进施工方案

1总体施工组织布置及规划

1.1编制依据、原则及范围

GB／T 18916.56-2021标准下载1）南水北调线中线一期工程G4高速输水箱涵设计说明以及设计图纸等文件。

2）国家、交通部、水电部、地方政府有关安全、环境保护、水土保持的法律、规程、规则、条例。

3）国家、水电部、交通部现行施工规范、规程、质量检验标准及验收规范等。

4）现场踏勘获取的资料。

1）严格执行施工验收规范、操作规程，严格管理、科学组织，保证每一分项工程质量都达到部优等级。

2）加强生产管理，提高机械化施工水平和劳动生产率。

3）合理安排施工计划，用统筹方法组织平衡流水作业和立体交叉作业，不断加快工程进度。

4）落实季节性施工措施，确保全年在有效工作日内连续均衡施工。

5）因地制宜，尽量利用当地资源，减少物资运输量，节约能源。

6）精心进行现场布置，节约施工用地，充分利用永久征地，组织文明施工，搞好环境保护。

7）认真进行技术经济比较，选择最优方案，使企业取得最好的经济效益。

南水北调线中线一期G4高速输水箱涵框架涵顶进工程。

1.2.1．1工程概述

在不影响公路运营的情况下,采取顶进施工穿越G4高速公路施工方案。

1.2.1．2设计规范

本工程设计规范采用国家、相关行业标准、规范、规程、规定及其它相关的设计要求文件。施工中与国内、国际有关规范、规程及标准发生矛盾时由监理工程师及项目法人负责协调解决。

1.2.1,3工程质量标准

国家及部颁与本工程有关的各种有效版本的技术规范、规程、设计院和制造厂技术文件上的质量标准和要求适用于本标工程。

本工程执行（但不限于）下列有关标准、规程、规范。

设计图纸范围内框架涵顶进工程。

2.2.1.1施工前必须完善公路等相关部门的手续。排除积水，清除杂物，挖运出的土方及时进行倒运，不允许随意堆放。

2.2.1.2土方开挖：土方的开挖、装车、1km内的运输及卸车、按规定地点堆放，覆盖密目网或其它附着物覆盖等。

2.2.1.3土方工程施工中，应经常测量和校核其轴线、标高和边坡坡度等是否符合设计要求。平面控制桩和水准点做好保护，也应定期复测和检查是否正确。

2.2.1.4施工前应作好施工区域内临时排水系统的总体规划，并注意与原排水系统相适应，做好防洪措施，不能有积水浸泡现象。

2.2.1.5应结合地势及土类，做好相应的支护措施以及应急措施。

2.2.1.6土方开挖至设计标高后，应探明核实地质、承载力情况，发现异样及时上报相关人员及设计院。

2.2.1.7土方回填之前应确保基底上树根、草皮、坑穴中的积水、淤泥、杂物应予清除，填料不得使用淤泥、淤泥质土、碎块、草皮及有机质含量大于8%的土作为填方土料。

2.2.1.8填料必须按要求进行施工，土方回填完后，立即进行地表恢复。

2.2.2公路相关技术要求

2.2.2.1输水箱涵与G4高速公路交角、顶进长度、标高严格按图纸要求进行控制。

2.2.2.2做好电缆、光缆、电杆的迁改、重新加固等工作，施工期间须与公路主管部门协商好。

2.2.2.3合理组织好G4高速公路加固施工的各道工序，在保证施工进度同时也确保公路行车安全。

2.2.2.4箱涵顶进之前按图纸设计要求及规范组织好各项准备工作。

2.2.2.5顶进机械设备必须保证准备充足，使用和备用的必须在安检期内，并且有专业人员不定时进行检查。

2.2.2.6箱涵顶进工作过程中，需随时测量观察公路状况，确保行车安全，以防意外情况出现。

2.2.2.7箱涵顶进工作进度必须和出土进度保持平衡，防止出现公路局部顶起或塌陷，影响公路正常运行或出现事故。

2.2.3.8后背墙采用钢筋混泥土后背梁和浆砌片石(底宽12米，上宽5.5米，高13米)，并且片石后面要回填土，并分层碾压密实，保证整体密实性。

2.2.3.9为保证后背墙稳定性，后背梁与顶稿接触增设5根4000×200×500钢分配梁，后背墙施工时必须保证准确的几何尺寸，顶涵完成后方可拆除。

2.2.4.1在基坑开挖后和施工期间，必须做好相应的防洪措施，防止出现坍塌现象或雨水浸泡基坑，同时必须做好公路路基、路线的防护措施。

2.2.4.2施工期间做好相应的边、洞、坑、口的栏杆防护工作。

2.2.4.3夜间照明、防护措施必须完善。

2.2.4.4施工期间注意环境保护，同时注意与周边村民的和谐相处。

2.2.4.5箱涵表面、内壁为清水混凝土工艺，表面不作任何装饰，构筑物的外观质量即能达到显示混凝土结构的力度和美感的观感质量标准。

2.2.4.8其它技术要求详见施工图纸。

3、机械设备和人员安排

3.1、1设备、材料的组织与运输

我单位自行采购的物资、材料、设备将确保质量满足设计和规范要求，并提供产品合格证及检验资料。开工前，落实各种工程物资、材料、设备的供应渠道，选择履约信誉好、产品质量优的正规企业的材料及产品，并与供应商签订合同，按规范规定要求对材料及产品进行严格的质量检查验收，拒绝接受不符合要求的物资、材料和设备。供货合同、质量合格证和自检合格证及时报送监理工程师审查和备案。

3.1、2机械设备的安排

配置设备数量时，充分考虑了影响施工工期质量、安全的各种因素。主要测量、公路加固、、顶进设备详见“表1主要施工机械、设备表”

3.1、2主要机具设备材料见表：

4000×200×500

2500×240×160

19加固钢板20mmT2

20两层间铺钢板10mm T3

突出箱涵顶进、公路加固等施工中的重点工作。确保施工中技术力量到位，技术工种配套、齐全、数量充分，并略有富裕；根据工期目标和进度计划安排，确保各工序施工技术工种适当、数量满足进度要求；抽调精兵强将，确保工程质量，人员的分配及搭配合理、均衡。

主要管理及技术人员素质要求，从专业、经验、工作业绩及人员数量上能充分确保本项目施工的具体需要。

3.2．1该涵由指挥部、框架涵施工队伍施工，具体机构设置及管理人员如下：

4、施工方法和工艺技术方案

结合本涵的工程特点及工程地质情况，经过讨论研究和现场的详细的勘察，决定本箱涵的顶进施工方法如下：混凝土强度达到100%后进行顶进施工。

施工准备→测量放线→井点降水→连接加固钢管顶镐安装→油泵安装→顶铁安装→出土→箱涵顶进→出土→箱涵顶进往复循环直至箱涵就位。

顶进工艺过程包括：涵外壁涂石腊、测量、挖土、出土、顶进、连接管棚各钢管、顶进、挖土、出土、控制、连接管棚各钢管、控测等项。根据土质情况确定是否做加强钢筋混凝土基础。

所以测量控制好涵体的标高和走向很重要。为了保证测量准确，顶进前在中孔后背上面设立观4．2、1施工准备：

A、在箱涵顶进之前首先要将各种施工所需设备准备齐全。

B、施工场地进行平整，做好出土马道。

C、为减小涵体与土的摩擦力，在箱涵两侧及涵顶涂石腊。

D、在涵体混凝土刃角上装置好钢刃角。

E、连接加固钢管：为了在顶进涵体时，保护好管棚，不至于在顶进涵体时管棚（特别是管棚的下排钢管）向里移位，应将工作坑这边下排钢管和上排钢管分别用I25工字钢连接成一体，并用10T倒链紧固在固定的位置上（涵体预埋件或涵体两侧基坑上面的预制件上）。

4．2、2测量：因为涵体两侧距两侧管棚中线只有100cm，特别是涵体顶部距下排管棚中线只有50cm，并且高速公路上面还有汽车通行，测台，并建立两个后视点。在涵体后面的顶板侧面中心用油漆做记号，在涵体前面的顶板下面中心用油漆做记号，并用￠16的钢筋与顶板上的钢刃角连接，使观测台上的仪器中线和涵体前、后的中线在一条直线上，用以观测涵体的走向。在涵体两个边孔的边墙里侧在涵体的前、后端分别用油漆做记号（为了记录观测方便，尽量将前、后、左、右四个标记设立同高），用以观测涵体的前、后、左、右高程是否变化和变化多少。

挖土用人工配合机械挖土，并需特别注意掌握箱体的走向，走向发生偏差时要用不同的挖法加以校正。出土采用Z50装载机装车，自卸车外运，0.3m3小挖掘机清基，严禁超挖乱挖，每次进尺一般约0.5米为宜。正面开挖坡度应控制在1:0.3～0.5之间。两侧直立部分宜先形成弧面，开顶前再切除弧面部分。做到“短进尺、快开挖、勤顶进”，严格控制一次土方开挖的数量，避免路基塌方造成事故。

（1）、不允许超挖，要随挖随顶。

（2）、箱涵四周不应超挖，土体要与涵外壁吻合，保持原状土地基。

（3）、公路上部土壤不允许下沉，公路路面行车地段，四周一律不准超挖。

（4）为保证现有公路交通的安全，顶进前对顶进影响范围路基进行管棚加固。（公路面上考虑备用I50工字钢或钢轨与钢板焊接分配梁架空应急措施）。

为了减少在顶进涵体时的顶力过大，防止涵体后面的墙身受到破损，在挖土时，涵体顶板和底板都必须吃土顶进，但吃土不要太多，没有特别情况下，一般吃土控制在10cm左右。涵体两侧由于墙外侧1米处已做管棚及路基已做了注浆加固，土不会大面积坍塌，可以适当在涵体边墙外侧用人工多挖2cm,用以减少涵体和土层的摩擦，从而减小后面的顶力，达到降低涵体后面墙身破碎几率的效果。具体方法如下图所示：

水平运输采用50型装载机和小型运输车运土。

A、需要顶镐（规格每台320T）数量计算：

根据施工图纸，考虑涵体的自重、涵吃土时与四周土的摩擦力、涵内所载机械设备重量、以及涵体所要承担的涵体上面土和管棚的重量，预计最大顶力为9360T。

　　　　顶力损耗系数k＝0.65，　　　

320t＊0.65＝208t

9360t/208t=45台　

需配备320t顶镐45台，备用2台。

因为输水箱涵总宽度只有18.5米，而最多需要顶镐的数量又多达45台，所以如何科学的、均匀的布好顶镐成了保证箱涵安全顶就位的关键。根据顶镐和顶铁的规格，每路顶镐需要0.5m的宽度和高度，这样18.5m宽的位置只能放37台顶镐，其余的8台必须放在37台这排顶镐的上面，形成叠放式第二排,但这8台不要紧挨排放，而是每两台一组分别排放在箱涵两个边墙和两个中墙的位置，在布置顶镐的数量时，应按照下列的顺序进行增加。

a首先使用下面的37台顶镐;

b等顶力不足时，先在两个中墙位置各增加1台顶镐;

c顶力再不足时，再在两个边墙位置各增加1台顶镐；

d顶力再不足时，在两个中墙位置再各增加1台顶镐;

e顶力再不足时，在两个边墙位置再各增加1台顶镐；直至将输水箱涵顶就位为止。

由于将顶镐的上、下叠放，顶镐后面的顶铁也要叠放，为防止上、下顶铁重叠，在上、下顶镐顶力不均匀时顶铁外崩伤人，在两排顶铁之间增加宽1m厚10mm的钢板，为防止上面的顶镐压下面顶镐的输油管线，以及便于工作人员关、开输油阀门，可在两层顶镐之间增设三道10cm*10cm*120cm的方木。具体由下示意图所示

顶镐、顶铁布置立面示意图

C、用钢板加固箱涵墙身：

由于顶进时需要布置两层顶镐，箱涵的底板、边墙只有0.65m，中墙只有0.5米，无论是箱涵底板的高度还是箱涵边墙、中墙的宽度都满足不了布置两层和第二层两路顶镐的条件，所以为了在顶进时能够保证箱涵的边墙、中墙不受损伤，须将箱涵的边墙和中墙进行加固，加固方法是，用2cm厚的钢板将边墙和中墙的两侧及外侧进行镶嵌式加固（加固时，为了能使钢板和墙身完全吻合，要现场进行加固），外部尺寸为120cm宽，60cm高，墙两侧宽度为100cm,下面起点为下排顶镐分配梁的上端，在墙外面钢板和两侧钢板之间用三角钢板连接，另外墙身两侧的钢板利用预制框架涵时的拉筋孔，用螺栓紧密的将钢板和墙身连接为一体，以增加外侧钢板承载强度及镶嵌钢板和箱涵的整体性。具体加固方法如下图所示：

D、顶进过程中注意事项：

顶进要坚持“先挖后顶”，“随挖随顶”的原则。事先应检查顶

铁安装是否平直，以防顶进时产生偏心荷载，顶铁崩出伤人。

采用多台千斤顶顶进时应保持千斤顶的行程一致，必须符合中线和水平要求,但要以箱涵中心为轴对称布置，使千斤顶合力位置和顶进抗力的位置在同一轴线上,避免产生顶力偶,使箱涵发生高程误差。

安装顶铁、开油泵（千斤顶开始伸出活塞）、千斤顶不断伸活塞管

节前进、关油泵（千斤顶伸出活塞全长）、开截门回油（千斤顶退活塞）、加顶铁、拧紧截止阀、开油泵前进。

（1）、及时注意油泵上的压力表的变化，发现压力骤然增大时，应

（2）、千斤顶活塞伸出长度，应在规定的冲程范围内，不要超出，

（3）、连续顶进，不能长期停顿。顶进间隔时间过长时，土体坍塌，会使顶力突增,影响行车安全。

（4）、出土与顶进相结合,密切注意公路基状况确保行车人身安全。

（5）、塌方部分用水玻璃化学浆及水泥压入,但要防止压力过大地面隆起。

测量的目的是：检查箱涵的高程、中线；计算高程；测量箱涵的方向与设计比较所得之偏差值，是否在规定的范围内，决定取土方法和是否处理基础方案。每顶进一镐测量一次，当发现误差超过规定要求时，也要边校正边测量。

高程测量：使用水平仪测量，工作坑内要引下两个临时水准点，观

测尺用塔尺，以便涵内外均能使用。

中线测量：主要是测量箱涵方向与设计中心线比较的偏差值，采用

全站仪（或经纬仪）进行观测。

测量应做记录，并填于值班记录表内。

中线校正：为了避免箱涵偏差大了难于校正，则需在顶进中及时掌

握箱涵的走向，随时校正，其方法有二：

第一种：挖土校正法：当涵头发生偏差时，一侧超挖，一侧不超挖，

或留50~100毫米土坎在顶进中使涵中心徐徐复位，土坎不应过厚以防矫枉过快。

第二种：增减顶镐校正法：用挖土法校正时，同时采用增减顶镐法来校正。

高程校正；有以下三种校正方法：

第一种：挖土校正法：根据不同情况又分二种方法：

逐步超挖法：顶进时利用下部原土承托使箱涵有上升趋势，随顶随测直至涵体复位，高程合乎要求后再按正常挖土顶进。

留土坎法：下部留50~100毫米土坎不挖，土坎不能留得太大，顶进中利用土坎使涵体受托而上升，随顶随测直至接近设计高程为止，保留土坎，照常挖土顶进。

第二种：钢筋混凝土带加强法：用于处理涵体扎头。

在涵前端灌注长4m，宽2m，厚1m双层钢筋网片，等强度达到70%后开始顶进，随箱体船头坡进入钢筋混凝土带高速高程。

（7）顶进中顶力变化原因及处理方法：

实际顶进中市政道路、排水工程施工组织设计方案 - 无目录(1).docx，顶力变化甚大，除土质、径高、涵长、纠偏等因素外，尚有以下原因：

摩擦阻力大、顶进中断、上面行车振动、顶过之后土体扰动造成顶力增加。

1)、涵壁外均匀涂润滑剂（石腊）。

4、3顶进施工的事故预防及处理

顶进施工中的重型机械安装、垂直运输、高压油泵等如不注意，很

JJG(交通)080-2020 突起路标耐冲击性能测试仪.pdf易发生事故。主要发生部位、原因、预防及处理办法有：

（1）、产生偏心荷载的原因有：

2）后背土质不均，受压不匀，发生倾斜。