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市政工程污水管道顶管施工方案

第1章. －编制依据及编制原则 3

1.1. 编制依据 3

1.2. 编制原则 3

DB43／T 1347-2017 风力发电工业控制系统安全基本要求第2章. 工程概况 4

2.1. 工程概况 4

2.2. 地质条件 4

2.3. 水文地质条件 5

2.4. 岩土评价 5

2.5. 顶管顶力计算书 6

第3章. 施工部署与安排 8

3.1. 施工组织机构 8

3.2. 施工准备 8

3.3. 施工区域划分 8

3.4. 施工顺序 9

3.5. 劳动人、机械设备投入 9

3.6. 施工进度计划 10

第4章. 施工技术措施 12

4.1. 顶管设备的组成 12

4.2. 设备安装 13

4.3. 测量放线与纠偏 16

4.4. 顶管测量记录 17

4.5. 地面沉降监测 17

4.6. 防范预案与措施 20

第5章. 质量、安全保证措施 25

5.1. 质量控制和质量验评标准 25

5.2. 混凝土管施工质量控制 26

5.3. 顶进过程中地面沉降控制 27

5.4. 质量保证措施 27

5.5. 施工安全管理措施 27

本工程图纸、设计说明及招标文件；

《顶管施工技术》人民交通出版社

在充分理解设计意图、了解已完成部分管线的施工状态、分析已施工管线存在的技术、质量问题的基础上，结合理论实际，编制经济科学切实可行的施工方案。

质量目标明确，施工中采用先进技术和设备，严格管理，保证措施完善，确保工程质量达到优良。

工期目标明确，合理高效安排施工进度，科学划分施工区段，协调统一，确保工期顺利完成。

安全目标明确，安全措施可靠，制度完善确保施工安全。

施工中做到保护环境，文明施工。

坚持技术先进性、科学合理性、经济运用性，安全可靠与实

坚持科学管理，对施工现场进行全员、全方位、全过程监控。

广州市滨江东路延长线（xxxx～xx路）整治工程x段污水管道工程采取泥水平衡顶管掘进机械施工方式，管道处于松散、稍密、中密砂层中。顶管采用F型Ⅲ级钢筋砼管，管径d=1000mm，坡度i=0.001，污水沿滨江东路往西排，其下游接入滨江东路现状污水管道。并排入5号泵站，经提升最终进入沥窖污水处理厂。

本工程顶管主要穿越在砂层，各土层的性质自上而下分述如下：

1.2.1、第四系全新统人工填土层、耕植层（Q4ml）

（2）、素填土：分布于部分场区，呈透镜状分布。褐黄色，松散。主要由人工填砂及亚粘土组成。层顶埋深0～4米，层厚0.80～6.10米，平均2.93米。

1.2.2、第四系全新统海陆交互相沉积层（Q4mc）

主要揭露为淤泥：分布于部分场区，呈透镜状或尖灭状分布。部分地段由于含砂量偏高，相变成淤泥质亚砂土或淤泥质细砂。深灰色，饱和，流塑。含有机质，具臭味。局部夹薄层粉细砂。层顶埋深0～6.1米，层厚1.00～10.10米，平均3.44米。

1.2.3、第四系全新统冲积层（Q4al）

总厚度2.00～13.20米，按岩性及状态自上而下可划分为：

（1）、松散～稍密细砂：分布较为广泛，呈透镜状或层状分布。成分以细砂为主，局部相变成粉砂、粗砂、砾砂。灰色，饱和，松散～稍密为主，局部为中密。质不纯，含少量淤泥，局部夹薄层淤泥质，粒径较均匀。层顶埋深2.00～11.20米，层厚0.60～12.20米，平均3.80米。

（2）、中密细砂：分布于大部分场区，呈层状分布。局部相相变成中砂、粗砂、砾砂。灰色，饱和，中密。质较纯，粒径较均匀。层顶埋深3.50～12.90米，揭露厚度1.00～10.00米，平均4.45米。

1.3.1、场地地下水类型主要有上层滞水和第四系全新统冲积砂层孔隙水。

（1）、上层滞水：赋存于人工填土层。人工填土层分布广，厚度较大，结构疏松，含上层滞水。但含水量不大，其动态受季节性控制。上层滞水主要接受大气降水和生活用水的渗入补给。

（2）、孔隙水：赋存于3（1）、（2）细砂层孔隙中。砂层分布广，厚度大，透水性良好，含丰富的地下水。孔隙水一般为潜水，局部为承压水。砂层孔隙主要接受大气降水的渗入补给和珠江河水的侧向补给，由于邻近珠江，补给来源充足。

1.3.2、水的腐蚀性

本段场地地下水对混凝土结构不具腐蚀性。

就整体面而言，场地岩土层结构较简单，软土稍发育。现就场地各岩土评价如：

第1人工填土层成分复杂，结构疏松，未完成自重固结，压缩性高，承载力低，工程性质差，不能满足道路荷载的要求。

第2淤泥层呈流塑状，属高压缩性、高含水量、高孔隙比及低强度、低压缩模量、低渗透性的软土，工程性质极差，在荷载作用下易产生固结构沉降。

第3（1）、（2）细砂层工程性质较好，承载力较好。

混凝土管的口径D=1000mm,壁厚t=100mm,管外径BC=1.2m,每米管的重力W=8.63KN/m,土的容重γ=18KN/m3，内摩擦角Ф=15º，土的内聚力C=10Kpa,管与土的粘着力C′=10Kpa,标准贯入数N=4,复土深度H=7m，顶程L=100m。

1、总顶力为初始顶力与各种阻力之和

F=F0+[(πBCq+W)μ′+πBCC′]L

F—总顶力（KN）F0—初始顶力BC—管外径

q—管周边均布载荷（Kpa）μ′—管与土之间的摩擦系数

2、初始顶力F0=13.2πBCN

=13.2×3.14×1.2×4

=198.95（KN）

3、挖掘直径Bt=BC+0.1=1.2+0.1=1.3m

4、管顶的扰动宽度Be=Bt[
]

=1.3×(
)=2.65m

5、土的摩擦系数μ=tgΦ=tg15º=0.268

6、土的太沙基载荷系数

7、管顶上方土的垂直载荷

p=
=
=5.12Kpa

10、管周边的均布载荷q=We+p=39.18+5.12=44.3Kpa

11、管与土之间的摩擦系数μ¹=tg
=tg
=0.132

F=F0+[(πBCq+W)μ′+πBCC′]L

=198.95+[（3.14×1.2×44.3+8.63）×0.132+3.14×1.2×10]×100=6284.24KN

=641.25吨（力）

使用2个500T千斤顶按70%效率计算

T=500T×2×70%=700吨（力）

因此T>F=641.25吨（力）

所以以上千斤顶配置满足要求

为保证本工程优质顺利按期完成，组建高素质、高水平项目经理部，实行项目经理负责制，对本工程实施全面管理。

组织施工人员熟悉图纸的技术要求和规范规定，熟悉本工程执行的规范和质量评定标准。

开工前组织施工作业人员进行施工技术交底和安全交底。

对施工用设备、材料及时组织进场检验。顶管设备提前在地面进行整备、试运行，确保顶进过程中故障为零。

根据征地情况，先对电视台范围的顶管进行施工，再对新电视塔范围内的顶管进行施工，而新理想华庭范围到最后施工。

2、机械设备投入计划表

2009年6月19日开工至2009年10月10日完工。

a.缩短施工准备期，尽快进入工程施工，项目主要管理人员应全力以赴组织有关人员进场进行施工准备和编制实施施工组织设计及时调遣工人和设备进场。

b.通过合理的施工组织与正确的施工方法来提高施工进度.

c.实行工期目标责任制，根据项目总体施工进度计划安排日施工计划，将工期目标分解到班组、个人，将工期目标与个人经济利益挂钩，实施奖惩制度，使全员自觉实施进度计划，做到以工序保日，最终保证总工期的完成。

根据总体施工进度计划安排，逐日做出劳动力计划，保证劳动力充足。

a.提前进行主材加工进定货，要详细制订进场计划。

b.严格把住材料设备质量关，防止因材料不合格影响工期。

租赁机械要做好调度计划，确保工程按期完成。

a.提前做好如图纸会审工作，对图纸和现场中有疑问的地方，及时与设计单位、建设单位联系解决，以免误工。

b.加强技术管理和工序管理，杜绝因返工影响正常施工进度的发生。

根据原设计，顶管段总长度1214m，分为三个施工区。管材采用D=1000mm柔性企口砼顶管用（Ⅲ级）管，管节长250cm，采用泥水平平衡式顶管机。

顶管的控制主要在集装箱内进行，内置主动力设备，及操作电脑平台，动力设备主要提供主推进系统、机头掘进系统、膨润土系统及纠偏导向等系统等的动力。采用液压驱动系统，对比电机驱动，具有运行平稳，过载保护等优点。

对机头、顶进、纠偏及注浆的操作全部在集装箱内的控制台前进行。采用先进的激光导向定位系统（ELS），能随时显示机头的位置、控制倾斜度并持续提供机头之导向和定位，采用的全自动导向系统，可以在电脑中预设容差值，由系统自动导向纠偏。并能将顶进过程中的相关数据记录打印。

采用标准刀盘并加配锄形刀具，能轻松穿越软、硬及含砂、砾石等土层。全断面密封装置，对于在地下水位下的施工无需采用降水措施。刀盘无极调速，易于纠偏。

底部装有可以调整水平的推垫，三级等推力油缸。全强化一体成型的顶进架，总推力1000吨。

膨润土注入采用电脑控制，以降低管壁的摩阻力，减小推进顶力。注入量和注入压力在电脑上显示，便于监控。

采用离心式泥水泵，转速无限可调，通过进水流量、压力及出泥泵的流量、压力的调节来控制泥水仓的压力来平衡前方土体的压力。可以在电脑前进行操作。

（1）全断面封闭开挖，泥水平衡前方土体，路面沉降小；

（2）电脑全预设容差全自动纠偏，偏差控制在5mm以内；

（3）液压驱动，运行平稳，过载保护；

（4）机头适应复杂各种地质，为全土质型；

（5）装备GTS系统，随时提供机头之定位；

初期设备安装，在龙门吊尚未安装时，所有设备、构件吊运均采用汽车吊，包括龙门吊安装。在龙门吊安装完成后，井内所有吊运工作均由龙门吊来完成，包括顶进设备的装拆、顶进管道的吊放和顶铁的装拆、材料的垂直运输。

后背较坑底深0.5m，采用长2.5m、断面15cm×15cm方木码放，高度为4m，并尽量贴紧墙壁，后背平面要求垂直于管道中心线，如有空隙用砂石填充严密，方木前埋设立铁3根，间距1.0m。立铁前码放横铁，横铁要求码放平整，顶镐后座与横铁结合处严密，以便均匀地将顶力传到后背上。

导轨使用高度为140mm的钢轨，安装道轨用木枕，经计算D=1000mm砼管导轨宽度为720mm(见计算式)，导轨高程用顶管坑内的水准点测设。钢制道轨与木枕用道钉固定，两侧用方木与槽壁撑紧固定。导轨宽度计算及安装图如下：

导轨宽度计算式：A=2×
=720mm

顶进设备为500t油压千斤顶，行程L=700mm。根据顶力计算，安装2台千斤顶，与管道中心线对称布置。

油泵设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；油泵与千斤顶匹配，同时配备了备用油泵；油泵安装完毕，先进行试运转，再进行管道顶进；顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度进行；顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进；千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。

1、顶管机安装前作一次安装调试，清洗油管，防止灰尘等污物进行油管，保持电路系统干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。

2、顶管机的尺寸和和结构应完全符合实际工作要求，在吊装前做详细地检查。

3、顶管机采用钢丝绳外套橡皮吊放，吊装时应平稳、缓慢、避免任何冲击和碰撞。

4、顶管掘进机安放在导轨上后，测量前后端中心的方向偏差和相对高差，并作好记录，顶管机的接触面必须相互吻合。

5、按设计要求进行定位。

6、将顶管掘进机和电路、油路、水路、气压、泥浆管路和控制系统等进行统一连接，各部件安装正确、连接牢固、不得渗漏，安装后对各分系统进行认真检查和试运行，以达到正常运转。

7、顶管掘进机下坑后，刀盘离开封门1m左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不应超5mm，然后开始凿砖封门，砖封门尽量凿除干净，不要遗留块状物，使掘进机刀盘贴住前方土体。

1、泥浆沉淀尽量靠近工作井边，减少排泥管路过长而产生的管路摩阻力，沉淀池的配置可沉淀块状物，防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损坏。

2、注浆系统使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液保证搅拌均匀，系统应配置减压系统。在注浆泵出口处1m外以及掘进机机头注浆处各安装一只隔膜式压力表，便于准确观测注浆力。

(1)根据监理单位审核批准的桩点施测污水管线的中心线和高程桩。

(2)根据中线控制桩用全站仪将顶管中线桩分别测设在顶管工作坑的前后，使前后两桩互相通视，并与管线在同一条线上。

(3)顶管工作坑内的水准点由坑上一次引测，经过校核，误差不得大于±5mm。每座顶管坑内设2个水准点。

在顶第一节管时，以及在校正偏差过程中，测量间距不应超过30cm，以保证管道入土的位置正确；管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不宜超过100cm。中心测量、高程测量与纠偏均采用激光导向定位系统（ELS）进行。每班工作要做好顶管记录和交接班记录，全段顶完后，应在每个管节接口处测量其中心位置与高程，有错口时应测出其错口的高差。

（1）在顶进过程中，管道一直处于动态，加强顶进施工中的动态管理，是提高顶进质量的首要保证。顶进施工记录则是反映管道在顶进过程中动态情况的依据，因此，应认真填写顶进施工记录，做好交接班，掌握顶进的动态，做到情况明、问题清、有对策、处理及时。

（2）顶进中每班必须如实填写记录，记录中应包括顶进长度、土质情况、顶力数值、每次的测量记录、校正情况、机械运转情况及其它注意事项。

（3）认真执行交接班制度，交接时当班的负责人必须向接班负责人交清记录，并说明在顶进操作中所出现的问题及处理情况。

（4）整个施工段的顶进分阶段的进行自检，不可等到全段顶完再全面检验。日常的顶进原始记录（交接班记录），只反映了当班的情况，但顶进的管道在动态过程中的变化情况则应掌握，所以每顶进20m时即全面检验一次施工质量，存在的问题应在继续顶进中得到解决。

（5）顶管记录由质量检查人员每日收集一次，并将顶进质量及时向项目经理汇报。

（1）地面沉降测点布设

根据监测内容和目的在道路两侧设置基准点和监测点。

水准基准点（又称监控点）是沉降观测起始数据的基本控制点，本工程要求精度较高，拟布设深埋砼结构水准基准点4个，其为埋设的永久性标志，形成监控网。基准点设置在距所观测施工部位50m。

（1）监测点是一切测试工作的基础，因此特别加强对各监测点的保护工作，完善检查、验收措施；

（2）在每个监测点埋设完成后，立即检查埋设质量，发现问题，及时整改；

（3）确认埋好后，埋设人员及时填写埋设记录，并准确测量，作为开挖时监测的参考；项目负责人应进行实地验收，并在埋设记录上签字确认；

（4）对于所有预埋监测点的实地位置应做精确记录，露出地坪的做出醒目标志，并设保护装置；

（5）加强与施工单位的联系，作好双方的配合工作；

（6）详细了解施工动态，预先作好预埋件的保护。

序号/名称/精度/作用/产地

1蔡司精密水准仪/0.01mm/路面、桥梁测量沉降/德国

2铟钢尺/路面、桥梁测量/沉降/

注：铟钢尺，其原理就是一根用铟钢带尺刻划，并按一定条件固定在尺框内，主要用于精密水准测量。该尺主要精密在：用铟钢带作刻划读数的基质，热膨胀系数较小，材料很贵；另一个是刻划精度较高（并不要求刻划等分很细），一般水准尺是做不到的；再一个就是固定铟钢带有讲究，基本上是正好自由状态，用手触动可以感觉到。

综合以上要素，铟钢尺刻划很严密，精度高，热膨胀系数小，受外界温度影响几乎可以忽略（正常工作范围内，极限条件另论），所以，精密水准测量首选该类尺子。

本次施工过程中的变形观测随现场施工进度进行。自顶管施工开始至顶管施工完毕后，沉降稳定为止，在顶管施工过程中，每天进行监测，顶管施工完后，减少观测频率，当连续两周沉降速度小于0.2mm/d时，则判断为沉降已经稳定，可以结束观测。具体安排随工程进度。初估约18个工作日。

（1）.监控量测小组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告有关情况和问题，并提供真实可靠的量测资料；

（2）.制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施；

（3）.成立专门监测组承担施工监测，量测人员保持固定，保证资料的连续性；

（4）.仪器的管理采用专人专用，专人保养，专人校检的方法；

（5）.仪器设备和元器件在使用前均经严格的校验，合格后方可投入使用；

（6）.在监测过程中，必须遵守相应的测试细则及相应的规范要求；

（7）.量测资料均应经现场检查、室内复核两道程序后方可上报；

（8）.量测资料的储存、计算、管理均采用计算机系统管理,进行信息化管理。

（1）.五固定：固定观测人员；固定观测仪器；固定观测水准尺；固定观测路线；固定观测方法。

（2）.每次观测之前将仪器露天放置30分钟。

（3）.烈日下观测使用观测伞；温差变化较大时使用仪器罩。

（4）.常规水准观测顺序为后前前后。

（5）.在线路上预先测量距离，水准仪与水准尺之间的距离不超过50m，分别在水准尺和水准仪摆设处作相应标志。

在施工过程中，对现场测得所有观测数据，均实行信息化管理，由富有经验的专职人员根据不同的观测要求，绘制不同的变形或形变

曲线，预测沉降发展趋向，定期以简报的形式汇报，分为周报、月报

等。根据工况，监测人员做到随叫随到。

(1)监测人员进入施工现场要戴安全帽，佩带标识，服从指挥；

(2)未经工地批准，备，不得擅自拉引电源线；

(3)监测人员登高时，应使用坚固可靠的工作梯，不得登踏斜木板或木箱；

(4)监测人员在有车辆通行的路面工作，应穿好安全背心，必要时要设置车辆绕行或缓行标志。

管道轴线与设计轴线偏差过大,使管道发生弯曲,甚至造成管节损坏,接口渗漏。

地层正面阻力不均匀,形成导向偏差,造成管道轴线偏差。

顶管后背发生位移或不平整,使顶力合力线偏移,造成管道轴线偏差。

顶管施工前对管道通过地带的地质情况认真调查。通过仪器,指导纠偏。纠偏按照“勤测量、勤纠偏、小量纠”的操作方法进行。加强顶管后背施工质量的控制,确保后背不发生位移,并使后背平整,以保证顶进设备安装精度。顶进过程中随时绘制顶进曲线,以利指导顶进纠偏工作。

重新调整千斤顶行程、顶力、顶速,或重新调整千斤顶的安装精度。对顶管后背进行加固,防止位移进行发展,并确保后背平整。纠偏前认真分析顶进曲线的发展趋势,采取适当的纠偏量,循序渐进,切不可操之过急,适得其反。

钢筋混凝土管道接口渗漏

管节和密封材料质量不符合技术标准或运输、装卸、安装过程中管节被损坏。管道轴线偏差过大,造成接口错位,间隙不均匀填充材料不密实。接口或止水装置选型不当。接口密封胶圈安装操作失误。

严格执行管节和接口密封材料的验收制度。

严格控制管道轴线,按技术标准和操作规程进行施工。

在管节的运输、装卸、码放、安装过程中,做到吊(支)点正确,轻装轻卸,保护措施得当。

认真进行接口和止水装置的选型和操作：接管前要将橡胶圈和垫衬板用硅胶牢粘在管材上，确保接管时橡胶圈稳定，不反转，不被挤出管外。

可采用环氧水泥砂浆的方法进行处理：在管节连接好以后，先用水淋湿管口，用1：2环氧水泥砂浆填塞，用铁锹插实，抹成带形，完成后用湿麻袋养护；当管径D≥800mm时，在管内用1：2水泥砂浆勾缝。

管节纵向和环向有明显裂缝,造成管道渗水漏水。

顶进过程中顶力超过管节的承压强度使管节损坏。或轴线偏差过大,致使管节应力集中而损坏。

运输、装卸、码放安装方法不当,造成管节损坏。

严格执行各管节质量验收标准。验收不合格要及时退货。

顶进时严格控制管道轴线偏差,控制顶力在管节允许的承压范围以内。

在管节运输过程中采取管垫等保护措施,并做到吊(支)点正确,轻装轻卸。

认真分析裂缝产生的原因和性质,根据不同受力情况,分别采取不同的治理方法,处理后能保证原有的承载能力、整体性。

顶管施工过程中的应急措施

由于本顶管工程顶管距离长XXX带式输送机走廊支架工程施工组织设计，因此本工程在顶管施工时，可能遇到意外情况，如土质突然变化、塌方现象、遇到障碍物、机械故障等，必须采取有效应急措施处理。

（1）顶管上部土体出现坍塌、现况管道出现渗漏：在顶进过程中控制每次顶进的长度，不得超过30cm，并在管道前上部加设帽沿，长度30cm，以防止土体塌塌。

（3）施工现场出现异常情况应急响应措施

a.一旦发生事故，紧急启动应急救援预案，同时紧急上报。保证事故损失降低到最低点。

b.及时切断电源、供水，立即组织抢险队按预定分工到场抢险，实施应急措施，尽最大努力减少生命财产损失和环境污染等。

c.项目经理部立即通知有关管线（网）主管部门到场抢修；通知医疗单位到场救护人员或组织伤员输送救治。

d.项目经理部应设专人协助现场抢修，协同疏导交通，保护现场，提供人力、物资支援，恢复现场。

f.项目经理部按其职责分工延川县配水水管网改造工程施工组织设计，对责任部门采取处置情况和实施效果进行监督、检查，并验证实施效果。