1、郑州过路人工顶管专项施工方案郑州市管城回族区实验中学宿舍楼过路顶管专项施工方案编制： 审核： 审批： 河南华瑞园林绿化工程有限公司二0一八年五月第一章 编写依据本施工方案编写依据如下：1、郑州市管城回族区实验中学宿舍楼过路顶管项目施工图2、给排水管道施工及验收规范GB50268-20083、混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-20114、郑州市建设委员会颁发的有关建筑规程，安全、质量及文明施工等文件。第二章 工程概况2.1 工程简介工期紧、施工场地有限、现场需穿越道路，可能遇上地下障碍物等情况，考虑影响本工程顶管正常施工的不利因素，故将本工程的顶管工程采用人工顶管。管材DN2000套
2、管，管埋深为5.15m左右（管顶覆土2.75m）。工作井、接收井的井位和管段长度将根据现场实际情况（顶进长度、地下障碍物、交通影响等）而确定。2.2周边环境简介 工作井东侧、北侧为学校消防同道，南侧为6F教学楼，西侧为2F彩板房。据我方在工作井位置所挖探沟探明，工作井南侧有给水主管、消防水主管，西侧有一道给水支管，且管道均位于图纸设计的工作井内。中间有一条校内光纤斜向对角穿过工作井。且工作井位于学校教学楼先期施工的基坑内，有大量的杂填土。2.3施工参照标准施工设计图、施工合同给排水管道施工及验收规范GB50268-2008混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2011施工现场临时用电安
3、全技术规范JGJ46-2005工程测量规范GB50026-2007建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012现场地质水文情况、地下管线的情况和周围建筑物及设施情况；第三章 施工部署3.1施工组织安排工程需要采用机械顶管的管段为两阶段，一阶段为工作井至配电房，另一段为工作井至教学楼配电室。工作井及接收井共计2座，计划用1套顶管设备，一台备用，第一阶段为工作井、接收井的施工，第二阶段为顶管的实施，其中工作井、接收井的施工可以交叉作业，速度较快，设备也能得到充分的利用。本工程实地勘察，从道路面层向下的土质分布情况为：混凝土道路面层 水稳层 连砂石基层 杂填土。3.2顶管施工工艺流程工作井施工 设备安
4、装 管吊装就位 施工准备 土方掘进 测量控制及纠偏 废泥外运 开机顶进 结束 施工下一节3.2施工顺序施工顺序为：工作井施工 顶进设备安装调试 吊装砼管到轨道上 连接好工具管 装顶铁 开启油泵顶进 出泥 管道贯通 拆工具管 压浆。第四章 施工准备工作4.1生产准备1、进行施工测量和现场放线工作；2、确定管线范围内及施工所需场地内所有障碍物，如管线、电线杆、数目及附近房屋等的准确位置。3、按施工平面布置图修建临时设施，安装临时水、电线路，并试水、试电。4、进行顶管所用的设备的加工制作。5、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。6、根据材料计划，分期分批组织材料进场。4.2技术准
5、备1、审查施工图纸和进行各专业图纸会审，进行施工技术交底。2、做好标高点控制，施工测量和现场放线工作。3、按照规划局提供的永久水准点，引临时水准点至井下，施工中经常进行校核。第五章 主要工程项目的施工技术方案5.1人工顶管顶力的计算（一）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶的方法施工。根据经验公式：P=nPO其中：P总顶力； n土质系数土质系数取值可根据以下两种情况选取；（1） 土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土，管前挖土能成拱者，取1.52.0,。本工程取1.5.（2） 土质为中粗砂及含水量较大的粉细砂，管前挖土不易成拱者，取45.（3） 土质为砂砾石层，管
6、前挖土不易成拱者，取45。PO为顶进管子全部自重。顶进的每节管自重约为1.056吨，最长段以38米计，每节管长2米，共要顶进19节管，则PO=1.056*19=20.064吨。则总的顶力为P=n*po=5*20.064=100.32吨考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.5倍左右的储备能力，设备顶进应力为150.48吨，取总的顶力F=250吨，选用一个千斤顶作为顶进动力设备，千斤顶的顶力应为250吨。（二）对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方的，可采用先顶后挖的方法施工。根据顶管工程力学参数确定，先顶后挖时，顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻力，主要包括工具管切土正
7、压力、管壁摩擦阻力。（1）顶管正阻力与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2，硬土层通常在30-60t/m2.大于40t/m2时表明土质较好。本工程为粉质砂土取40t/m2。F1=S1*F*K1其中：F1顶管正阻力（t）；S1顶管正面积（m2）；K1顶管正阻力系数（t/m2）本工程取1.5F1=S1*F*K1=R2*F*K1=3.14*0.44*0.44*40*1.5=36.474吨（2）管壁摩擦阻力：管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在0.5-1.0t/m2之间。F2=S2 *K2
8、其中：F2顶管侧摩擦力（t）；S2顶管侧面积（m2）；K2顶管侧阻力系数（t/m2）本工程取1.0F2=S2*K2=DL *K2=3.14*0.72*37.5*1.0=84.78吨顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度管段37.5米计算，总顶力：F= F1 + F2=36.474+84.78=121.254吨 考虑地下工程的复杂性及不可预见性因素，顶管设备取1.5倍左右的储备能力，设备顶进应力取181.881吨，取总的顶力F=250吨，选用一个千斤顶作为顶进动力设备，千斤顶的顶力应为250吨。DN2000混凝土管道的正截面面积为0.44m2，顶进时每平米承受最大压力为140T,按照规范标准DN2
9、000级钢筋混凝土的混凝土强度为C50.为确保管道在顶进过程中不发生破坏，需至少分140/（140*0.41）=2.43段顶进，故设置中继间一套。5.2.1工作井施工1、结合现场实际情况，工作井位置南部有给水主管和消防主管，西部小给水支管，均位于图纸设计工作井中。综合考虑，避免管道迁移增加造价，且不影响工期，决定将工作井向东北方向迁移，避开给水管道。2、本工程顶坑深度约为5.2米。为保证施工安全，工作井井底采用砼封底，井壁采用C30混凝土浇筑。工作井底部尺寸净空为6.6*4.2米。工作井采用机械开挖，机械回填人工配合，顶坑的回填材料采用3:7灰土回填，边坡系数1:1。3、基坑排水、在基坑开挖前
10、，应根据土质情况选择合适的排水方式，沟槽开挖后在槽底内设置100*100明沟排水，集中排入500*500的集水坑，进行集中排水，确保沟槽内不积水。 2寸潜水泵：在滤管内放入2寸潜水泵一台，进行排水。排水全部引至现场的排水沟内。4、工作井上部设置30cm*30cm砖砌止水墙沿四周设置。5、工作井底的标高要符合设计要求，井壁为C30砼30cm厚；采用混凝土C20厚20cm封底（做法详见设计图）。顶管施工示意图6、顶管工作井内设备安装（一）导轨安装。严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合要求。1、由于工作井地板浇筑了20cm的砼，地基稳定，导轨直接放置在工作井的地板上。2、严格控
11、制轨道顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。3、导轨采用浇筑砼予以固定，导轨长度采用23m，间距设置为60cm，材料采用160型H钢。4、导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。（二）下管、顶进、出土和挖土设备：采用12T吊车下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、垂直牵引的卷扬机作为出土设备，用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。（三）照明设备：井内使用电压不大于12V的低压照明。（四）通风设备：人工挖土前和挖土过程中，采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。风量的计算：1、按洞内同时工作的最多人数计算：Q=k*m*q式中：Q所需风量，m3/min；K风量备用常用系数，常取k=1.11.2M洞内同时
12、工作的最多人数Q洞内每人每分钟需要新鲜空气量，通常按3m3/min计算。现管内有两人工作，一人开挖，一人负责运淤泥，取k=1.1,m=2，则有Q=k*m*q=1.1*2*3=6.6m/min2、漏风计算Q供=P*Q式中：Q计算风量；漏风系数采用200PVC管，每百米漏风率一般可控制在2%以下，取p=1.02，则Q供= P*Q=6.6*1.02=6.73 m/min取风量大于7000L/min离心鼓风机（或高压空气压缩机）作为通风设备则可以满足要求。（五）工作棚架：作为防雨及安装吊运设备。工作坑上设活动式工作平台，平台用直径48钢管搭设。在工作平台上设起重架，旁边装置小型电动卷扬机。工作平台搭设
13、要求：1、材料要求：进场钢管必须检验合格，钢管采用外径48mm，壁厚3.5mm的焊接钢管，材质为A3钢，钢管不许使用气焊电焊切割不许打孔，节点连接使用直角扣件，扣件不应有裂纹气孔。脚手板：采用木板或刚脚手板，木质脚手板厚度为50mm，宽度200mm左右，材质坚硬不腐烂，横向裂缝不大于1/4板宽。2、工作平台几何尺寸：4m*3m，高度同顶坑深度。3、脚手架立杆纵横向间距1m*1m，水平杆竖向间距小于1.0m。搭设前先将地面平整夯实，然后在地面上铺设通长50mm厚木板（或脚手板）脚手架立杆为单立柱，立柱下装有底座。4、工作平台四周搭设防护栏杆，上杆距地面1.2m，下杆距地面0.6m，立杆间距1.5
14、m，采用钢管扣件连接。防护栏杆并刷红、白相间的安全色。（六）本工程施工期间，为保证顶管施工能连续进行，现场采用两台30KW发动机。（七）管道顶进出料方法：1、管道内出料：作业人员在管端工具头的保护下进行土方开挖，采用钢锹将开挖装入自制轮式小车内（小车尺寸：0.3m宽*0.6m长），顶坑内运土人员利用绳索将运土小车拉出管道倒于顶坑内。2、顶坑内垂直出土：利用工作平台上设起重架将坑内土方运至坑外指定对场。（八）、顶管靠背安设：2、顶机顶力为250T。3、靠背的受力面积暂取3*3=9M2（不对），3*3*32T=288T，288T250T满足要求。4、靠背采用C30混凝土浇筑，为避免滑移、倾覆，将靠
15、背嵌入顶坑底标高下0.5m。5、为保证顶进过程中应力的均匀传递，在顶进设备与靠背中间设置2*2*0.03的钢板传递应力。5.4 引入测量轴线及水准点（一）将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上（两个点），作为顶管中心的测量基线。（二）将地面上的临时水准点引入工作井底不予碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。5.5 下管（一）下管前，要严格检查管材，不合格的严禁使用。（二）第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程，以校正导轨安装的准确性。（三）要安装护口铁或弧形顶铁保护管口。5.6千斤顶和顶铁的安装千斤顶室掘进顶管的主要设备，有前面顶力计算可知，本工程最长管段的顶力为188吨。拟采
16、用1台250T液压千斤顶。（一）千斤顶的高程及平面位置：千斤顶的工作坑内的布置采用并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，管上部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/41/5处为宜。（二）安装顶铁应无歪斜、扭曲现场，必须安装直顺。（三）每次退千斤顶加放顶铁时，应安放最长的顶铁，保持顶铁数目最少。（四）顶进中，顶铁上面和侧面不能站人，随时观察有无扭曲现象，防止顶铁崩离。5.7顶进施工工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态。即可进行试顶。首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具头，然后
17、安放给水工作管，再次测量标高，确定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进施工时，主要利用风镐在前取土，千斤顶出镐在后背不动的情况下将给水工作管向前顶进，其操作过程如下：（1）安装好顶铁挤牢，工具管前端破取一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，河塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。（2）停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。（3）添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。（4）卸下顶铁，下管，用环形橡胶环连接混凝土管，以保证接口缝隙和受力均匀，保证管与管之间的连接安全。5.8顶进施工中的重点工序（一）测量1、测量次数：在顶
18、第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每顶进2030cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50100cm时，测量一次。2、中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。3、高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，以控制顶进高程；同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校核水准点，提高精度。4、一个管段顶完后，应对中心和高程再做一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。5、顶进过程中派专人进行坑壁的沉降观测，发现异常应立即停止坑内作业。（二）纠偏：当测量发现偏差在1020mm时，采用
19、超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。当偏差大于20mm时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用时，用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。（三）管前挖土要求1、在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并随挖随顶。2、在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300500mm，在管周上面允许超挖15mm，下面135范围内，不得超挖。（四）接口的处理 顶管过程中接口处采用橡胶止水带连接，顶管完毕后，对于管与管之间的缝
20、隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹平。选用硅酸盐膨胀水和洁净的中砂，配合比（重量比）为：膨胀水泥：砂：水=1:1:0.3随拌随用，一次拌合量应在半小时内用完。填抹前，将接口湿润，分层填入，压实填抹平整后，在潮湿状态下养护。5.9工作井内管道施工5.10 遇到流砂时的施工技术措施顶进时若遇到流砂较多，且流砂流动性较强，则要在管内准备足够的砂包、稻草，用来阻挡流砂的流动。或用改装后带网格的工具头配合施工。以防万一，确保施工人员的生命安全。第六章 施工计划6.1施工进度计划由于本工程工期较紧，因此在开工前一定要做好施工前期的准备工作：首先要落实挖掘机、吊机、管材等关键设备和材料以及人员，保证工程开工能够即
21、刻到位；测量人员根据甲方提供的控制点加密导线点水准点、测放中线点标高点以及探测地下管线、构筑物等，根据中线点确定开挖范围以及范围内的拆迁物，在现场和平面图上做标记；搭好工地办公室、小型仓库、工棚以及清理停车场等前期工作。6.2主要施工机具设备主要施工机具设备一览表机具名称规格性能单位数量用途工具头台3纠偏掘进空压机3立方台3四角架6米副3出土斗车部4运土电焊机BX-330台1型钢焊接气割套1型钢切割卷扬机1.5T台3竖井提升千斤顶250T台3顶管高压油泵台3顶管顶压装置套3顶管全套顶铁套3顶管垫座套3顶管滑道套3顶管离心鼓风机7000L/min台3通风发电机30KV台2顶管第七章 质量保证措施
22、1、顶管施工前编制顶管施工组织设计，提交监理和业主审定才能进行施工。2、顶管前，项目部向作业班组进行详细的技术交底工作，每道工序开工和员工上岗前进行简短的质量要求和技术交底，由各专业工程人员负责实施，使每个员工上岗前做到人人心中有数，一确保工程质量。3、摸清施工沿线的地下管线的详细情况，并编制详细的技术措施。4、做好施工资料管理工作，及时填写原始记录和隐蔽工程记录（含照片），及时完成竣工资料。5、认真做好施工计划，保证施工作业连续均衡、紧凑，从而有效可靠地控制质量，保证工程质量。6、顶进过程中，应严格控制顶力在允许的范围内，并留有足够的安全系数。7、顶管控制在质量范围内，如果在顶进过程中，发现
23、方向失控，应该立即停止顶进，逐级上报，经研究同意后，方可以继续顶进。8、做好地质勘察及资料整理工作，认真编制好施工方案和通过不同土层的技术措施及纠偏措施，确保管道的顺利顶进。9、加强操作控制，使顶管均匀平稳，受力均匀，尽可能减少顶进过程中的倾斜、偏移、扭转，防止管壁出现裂缝、变形。第八章 安全文明施工及环保措施8.1 施工安全措施1、沿工作井四周设置1.8m高的固定护栏，护栏上挂安全网，工作井四周要挂相应的警示标语。2、挖土施工时工作井必须设置爬梯，供人员上下井用。使用的卷扬机等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。3挖出的土石方应及时运离工作井，不得堆放在工作井四周2m范围内。4、顶管作业人员必
24、须佩戴硬安全帽。5、顶管施工区域沿线采用标准围挡。6、严格遵循土方开挖程序，控制均匀挖土， 发生偏位，严重倾斜或管涌等现象，做好作业前和施工中的通风换气工作，每次进入管道时，保证管内通风，以免导致人身事故。7、吊车、起重设备由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞。吊车靠近工作井边坡行驶时，加强对地基稳定性检查，防止发生倾覆事故。吊管下工作井时，注意安全。8、加强机械设备维护、检查、保养。机电设备由专人操作，认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业。9、开挖前详细了解沿线管线资料，做好沿线管线保护措施。10、作业人员轮换制。每个作业人员在管内作业时间不得超过1小时，避免劳动强度过大引起危险
25、。11、顶进过程中，施工人员必须使用安全带，洞口必须有施工人员照应，洞内用不大于12伏照明灯照明，每班作业时必须有合格的电工当班。12、采用卷扬机垂直牵引出土时，井下不得站人，工作井上平台的作业人员出土时必须使用安全带。13、自制木板小车，用于放置压缩空气呼吸器和运载进管人员，并在车尾部栓上绳子，在万一发生意外的情况下由管外监护人员迅速将管内人员拉出管外进行抢救。14、利用鼓风机并购买50m长的软管，用于输送空气进入管道，加强管内空气的流动和循环。工作挖掘面的工人要佩戴含氧量探测仪，经常检查该处含氧量必须超过18%。15、管外配备专职监护人员，密切注意入关作业人员状态，每分钟对管内人员进行呼喊
26、，或用一条绳子每隔一定时间拉一下作业人员，在得不到安全的反馈情况下立刻采取相应的应急措施。16、井上配备相应药品。作业前要对施工人员进行紧急救援的培训，使全体人员懂得使用呼吸器和含氧量探测仪，懂得救人步骤，并进行实地现场考核合格后才施工。17、在人员进管前要用含氧量探测仪进行管道内氧气浓度的探测，利用毒气探测仪进行管道有毒气体浓度的探测。18、电动卷扬机必须设置防冲顶装置。19、施工过程中使用的有关机械设备必须严格按照各机械的安全操作规程进行操作，全部用电设施必须符合施工现场临时用电安全技术规范。20、顶坑位置进行全面的打围施工。采用PVC新型塑钢围栏进行全封闭式打围施工，在围栏上粘贴反光标志
27、及安全警示语，安装警示灯。8.2采用空气压缩机带风镐机挖土时的安全措施1、作业环境内保持清洁和干燥，储气罐放在通风良好的地方，半径15m以内不得进行焊接或热加工作业。2、曲轴箱内的润滑油量应在标尺规定范围内，加添润滑油的品种、标号必须符合规定。3、各连接部分应紧固，个运动部位及各部阀门开闭应灵活，并处于起动前的位置。4、起动空气压缩机必须在无荷载状态下进行，待运转正常后，再逐步进入载运转。5、开启送气阀前，应将输气管道连接好，输气管应保持畅通，不得扭曲。送气时，在出气口不准有人工作或站立。6、发现以下情况必须立即停机检查，找出原因待故障排除后，方可作业：、漏水。漏气。漏电或冷却水突然中断；、压
28、力表、温度表、电流表的指示范围超过规定；、排气压力突然升高，排气阀、安全阀失效；、机械异响或电动机电刷发生强烈火花。7、停机时，应先卸载。然后分离主离合器，再停止电动机的运转。8.3 环保与文明施工1、控制噪声，顶管设备施工作业、施工运输车辆特别是夜间施工所造成的对附近居民的影响，由于顶管进行连续顶进施工，采取必要的减噪措施，同时报经主管部门批准。2、加强环境保护，控制空气污染，对施工作业机械，运输车辆作业时所产生粉尘进行控制，并定期对施工现场周围地面进行淋水，减少灰尘对周围环境的污染，同时做好对城市绿化、地下管线、地下文物的保护。3、保持每天24小时对工地范围内的交通通道进行维护、清扫。工地
29、范围与各主要通道加强照明设施，保证车辆司机、行人能充分看清路况、警示标志以及施工围栏。4、每天的余泥尽量当天运走，避免污染环境。第九章 应急救援一、紧急情况的救援处理（一）工程项目经理部应急救援领导小组现场急救援小组联系表职责姓名联系电话组长副组长副组长组员组员组员（1）应急小组的成员实行轮流值班，值班者必须住在工地，手机24小时开通，发生紧急事故时，在项目部应急组长抵达工地前，值班者即为临时组长。（2）建设工程项目发生紧急情况后，救援现场指挥部应以员工和应急救援人员的安全，防止事故扩展及保护环境作为优选原则，发生安全事故时，应急小组负责救援工作，向各抢险小组下达指令任务，协调各组之间的抢救工
30、作，随时掌握各组最新动态并做出决策，第一时间向110、119、120及企业应急救援指挥部、当地安全监督部门、公安消防队、就近医院求援或报告灾情，同时紧急调集应急专业救援队伍、物资设备和能够参与救援的队伍及物资进行有效施救。二、应急小组需配备的器材（1）医疗器材：担架、氧气袋、小药箱。（2）抢救工具：一般工地常备工具即基本满足要求。（3）照明器材：手电筒、应急灯36V以下线路灯具。（4）通讯器材：电话、手机、对讲机、报警器。（5）交通工具：工地上常备一辆面包车，该车在当班时不能跑长途。（6）灭火器材：灭火器日常按要求就位，紧急情况下集中使用。（7）现场安全应急措施三、基坑（土方）垮塌事故的应急救援本工程顶坑深度为5.2m，在施工现场若发生基坑垮塌事故后，按照事故救援的程序开展救援工作，并根据此类事故的特点，按以下救援方法和措施展开救援：（1）当事故发生后，现场主要负责人及救援领导小组人员必须迅速赶到出事点并立即开展工作，同时将事故情况报告公司应急救援领导小组。（2）了解事故并判断事故性质：A、有无人员被埋；B、有无垮塌继续扩大的趋势；C、垮塌对周边建筑物有无危害，根据情况分析立即制定救援措施和排险方案。（3）对于无人员伤亡和对建筑物无影响的垮塌
