【顶管方案】顶管工程项施工方案(doc,74页)

　XX疏浚整治工程

　 顶管工程专项施工方案

　审批人：

　审核人：

　编制人：

　XX 工程有限公司 20XX 年 XX 月

　目 录 第一章 编制依据与原则 .................................................. 1 第一节 编制依据 ..................................................... 1 第二节 编制原则 ..................................................... 1 第二章 工程概况 ........................................................ 2 第三章 施工部署 ........................................................ 5 第一节 施工目标 ..................................................... 5 第二节 施工准备 ..................................................... 6 第三节 组织机构 ..................................................... 7 第四节 劳动力计划 ................................................... 8 第五节 施工机械、设备使用计划 ....................................... 8 第六节 材料、成品、半成品采购计划 ................................... 9 第四章 施工总体安排及总平面布置 ....................................... 10 第五章 主要工程项目的施工方案 ......................................... 12 第一节 沉井（工作井）的施工 ........................................ 12 第二节 顶管施工 .................................................... 16 第六章 危险源辨析及应急预案 ........................................... 29 第七章 施工进度计划 ................................................... 38 第一节施工进度计划安排 ............................................. 38 第二节 工期保证措施 ................................................ 39 第八章 环境保护措施 ................................................... 41 第九章 质量保证措施 ................................................... 45 第十章 施工安全保证措施 ............................................... 54 第一节 安全生产目标 ............................................... 55 第二节安全组织机构 ................................................ 55 第三节 安全管理制度体系 ........................................... 57 第四节 安全用电措施 ............................................... 58 第五节 施工现场机械安全管理规定 ................................... 62 第十一章 雨季施工措施 ................................................. 63 第十二章

　雷达监测方案 ................................................ 64 附表 2 穿省道 S239 顶管剖面图 ....................................... 1 附表 2 穿高速入口路和幸福路顶管剖面图 .............................. 2

　顶管工程安全专项施工方案

　1 第一章

　编制依据与原则

　第一节

　编制依据

　1 1.1 编制依据

　本工程图纸、地质勘察报告、设计说明、现场踏勘情况及洽商；由我单位编制的黄园里中沟疏浚整治工程管施工方案。

　1、泰州市河海水利勘测设计有限公司设计的黄园里中沟疏浚整治工程施工图设计； 2、本工程地质勘察报告及踏勘现场实际情况。

　3、根据企业的技术力量、施工能力、施工经验、机械设备状况和自有的技术资料。

　4、本工程涉及相关的施工质量、安全、技术、检验等标准和规范。

　 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）； 《顶管施工法用钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137:2002)； 《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012)； 《建筑地基处理技术规范》（JGJ70-2012)； 《建筑机械安全使用技术规程》（JGJ33-2102)； 《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2012)； 《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》（JGJ276-2012、JGJ59-2011)； 《建筑深基坑工程施工安全技术规程》（JGJ311-2013)； 《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246:2008)； 《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009、GB50268-2008)； 《建筑地基基础工程施工规范》（GB51004-2015)； 5、其它有关规范。

　第二节

　编制原则

　1 2.1 编制原则

　2 2. .1 1 .1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。

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　2 2 2. .1 1 .2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，确保工程质量达到合格。

　2 2. .1 1 .3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。

　2 2. .1 1 .4安全目标明确，安全措施可靠，制度完善确保施工安全。

　2 2. .1 1 .5施工中做到保护环境，文明施工。

　2 2. .1 1 .6坚持技术先进性、科学合理性、经济运用性，安全可靠与实事求是相结合。

　2 2. .1 17 .7 坚持科学管理，对施工现场进行全员、全方位、全过程监控。

　2 2.2 管理人员和施工队伍

　组织精干、高效的项目管理机构，选派具有多年管线工程施工经验及专业顶管施工经验的管理人员和技术人员组成强有力的项目领导班子。就近调集具有类似工程施工经验专业施工队伍参加本工程施工。

　3 2.3 施工组织

　统筹安排施工，做到均衡生产，采用先进的组织管理技术，提高施工机械化程度，降低成本，提高劳动生产率，减轻劳动强度。

　4 2.4 机械设备配套

　采用先进实用的机械设备，组成配套合理、高效的机械化作业线，充分发挥设备的生产能力。

　5 2.5 施工工艺

　根据本工程的特点和施工内容，结合我单位多年来类似工程的施工经验，运用的先进的工法、施工工艺，实行样板引路、试验先行。

　第二章

　工程概况

　一、工程概述

　1、工程名称：黄园里中沟疏浚整治工程——顶管工程。

　2、工程地址：常州市新北区罗溪镇航空产业园境内。

　3、工程概况 黄园里中沟疏浚整治工程起自罗溪镇常州机场以东方向，沪宁高速以南，西起护场河（南北向段）东至孟河。其中穿过省道 S239、高速入口路及幸福路，采用为顶

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　3 管施工双孔管径 D＝2000Ⅲ级 F 型钢套环钢筋混凝土管, 穿省道 S239 单长 138.7m，穿高速入口路单长 113.41m，穿幸福路单长 45.05m。工作井设计图纸为均为钢筋砼沉井，幸福路西设钢筋砼沉井接收井，其他出口直接与新建河道接通，无接收井。

　建设单位：黄园里中沟疏浚整治工程建设管理处 设计单位：泰州市河海水利勘测设计有限公司 监理单位：常州市太平洋项目管理有限公司 施工单位：常州市空港水利建筑工程有限公司 二、工期要求

　顶管工程计划施工总工期 60 个日历天，计划开工日期为 2017 年 3 月 1 日。

　三、质量要求

　质量标准：合格。

　四、工程地质条件

　工程地质情况：根据地质报告，吴淞高程-2.0m~5.5m 为1 粉土，本工程顶管底高程为 1.91 和-1.65m，因此土质为粉土。

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　4

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　五、施工现场条件

　顶管工作井均位于省道 S239 西侧空地上和幸福路东侧绿化带内，除幸福路西侧有接收井，其余均无接收井，直接与河道连接。

　1、交通条件。本工程顶管位于道路两侧，交通方便，但施工期间应注意减少施工对交通的影响。

　2、水电条件。省道 239 处顶管附近 50m 有一变压器，已向镇供电所申请用电，具备接电条件。幸福路处顶管因周围 500m 内无变压器，经请示业主采用柴油发电机发电。

　3、地下管线情况。本工程地下管线较多，设计时委托了专业的勘探单位进行管线探测，标明了位置，施工前，我司将在此基础上进一步查明管线资料，确保顶管不与任何已有管线冲突。

　第三章

　施工部署

　第 一节

　施工目标

　一、质量目标

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　6 本工程质量目标：合格。

　二、安全目标

　本工程的安全生产目标如下：

　（1）、无因工死亡事故，无重伤事故，轻伤率控制在千分之三以内； （2）、无设备安装工程重伤以上（含重伤）事故； （3）、无触电、物体打击、高空坠落等事故； （4）、无重大机电设备事故、重大交通事故及火灾事故； （5）、无因施工造成地表沉陷及由此导致交通中断、通讯中断、漏水、漏气等重大事故； 三、工期目标

　顶管工程计划工期为 60 天。

　四、环保目标

　符合常州市新北区文明施工与环保管理办法的要求。

　第 二节

　施工准备

　一、现场准备

　在开工前做好现场的清理工作，开挖平整施工场地，布置施工机具，做好各种施工机械的维修保养工作。

　二、

　技术准备

　1、了解设计意图； 2、组织现场施工人员熟悉和审查施工图纸及有关技术措施，编制有关施工技术方案。在施工图审定的基础上，技术人员要将工程概况，施工方案，技术措施及特殊部位的施工要点、注意事项等向全体施工人员作详细的技术及安全交底，做到按设计施工图、规范和施工方案施工； 3、认真学习施工图纸，各专业分工对各专业图纸认真熟悉。

　三、材料准备

　根据施工组织设计中的施工进度计划和施工预算中的工料分析，编制工程所需材料用量计划，作好备料，供料工作。

　根据材料需用量计划，做好材料的申请，订货和采购工作，使计划得到落实。

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　7 第 三节

　组织机构

　一、机构组成

　 顶管施工在项目部的统一领导下进行施工，拟成立顶管专业队，下设沉井班和顶管班，沉井工班负责工作井、接收井的施工；顶管工班负责顶管工程施工。

　项目部施工组织机构框图如下图：

　项目经理 吴骏 总工程师 汤娟 副经理 刘昕 工 程 技 术 部

　质 安 部

　 合 同 部

　测 量 组

　 物 资 部

　财 务 部

　办 公 室

　沉井作业队

　顶管专业队

　

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　8

　 第四节

　劳动力计划

　根据本工程的设计情况、现场情况及工程量情况，拟对劳动力计划作如下安排：

　顶管专业队劳动力安排计划表 序号 工种名称 一队人数 进场时间 备

　注 1 管理人员

　5 开工进场

　2 泥工 2 开工进场 按工程量可调整 3 木工 10 开工进场 按工程量可调整 4 钢筋工 8 开工进场 按工程量可调整 5 电工 2 开工进场 按工程量可调整 6 机械工 2 开工进场 按工程量可调整 7 顶道工 10 工作井完成后 按工程量可调整 8 普工 5 开工进场 按工程量可调整 9 司机 1 开工进场 按工程量可调整 10 砼工 6 开工进场 按工程量可调整

　 总计

　51

　 第五节

　施工机械、设备使用计划

　本工程所列施工机械的数量仅为计划，可随时根据施工进度情况进行调整。

　顶管专用机械和测量设备计划表

　序号 名

　 称 数 量 型号、电机功率或容量 附注 1 顶管机头 1 DN2000 自有 2 主顶千斤顶 4 3000kN 自有 3 高压电动油泵 1 45Mpa，8×22kW 自有 4 注 浆 泵 1 0.8Mpa，13kW 自有 5 污水泵 2 D50，3.5kW 自有 6 电 焊 机 1 BX-250，10kVA 自有 7 全站仪 1 索佳 J2 自有

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　9 8 水 准 仪 1 苏光 自有 9 钢卷尺 2 30 米 新购 10 吊车、吊斗 各 1 35t, 0.5m 3

　自有 11 自卸汽车 2 5t 租用 12 液压操纵装置 1 M 型 自有 13 高压油路进回油管 各 100m DN16 自有 14 柴油发电机 1 台 200KW 自有

　 第六节

　材料、 成品、半成品 采购计划

　一、本工程的关键材料、 成品、半成品 的采购

　本工程的关键材料、成品、半成品有：钢筋、商品砼、钢筋砼顶管专用管材等。对于以上材料，项目部将提供三种以上（含三种）符合设计、标准、规范的产品品牌和供应商，提供给监理工程师，由监理组织设计等相关部门进行考查，项目部将在考查合格的品牌和供应商中签定 采购合同，并将采购合同报监理备案。

　所有进场材料均需要有合格证或产品检验合格证书，材料的外观检查合格，有明确的出厂名称、生产日期等。

　本工程顶管管材采用钢筋砼专用顶管管材，采购选用有资质、质量信誉好的厂家，选用常州市江边水泥制品有限公司提供。

　二、地方材料的采购

　中砂、碎石、砖、石粉砂等消耗品根据现场需要，就近采购直接送至现场指定堆放地点。

　三、 安全围护 设施

　用作安全围护的彩钢板、围拦铁架、路锥、警示灯、安全彩带在正式施工前现场准备并设置完毕，保证施工安全。

　四、主要材料计划表

　本工程主要材料计划如下表：

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　10 主要材料计划表

　序号 材料名称 规格、型号 数量 1 顶管专用砼管 φ2000 598m 2 钢筋 II级钢，16-25mm 约50吨 3 商品砼 C30 约600.0m3

　4 模板 2cm厚 约1400m2 5 方条 8*10cm 约700条 6 钢管 φ48 约400根

　施工围挡 彩钢板3mm 约400m2

　第四章

　施工总体安排及总平面 布置

　一、施工总体安排

　根据本工程的实际情况、工期要求，对本工程顶管施工作总体安排如下：

　1、工作面的安排 首先进行工作井沉井施工，沉井完成后开始顶管施工。

　2、施工工期安排 （1）沉井 工作沉井施工，预制与养护 26 天左右（早强砼），沉井下沉 2 天，封底 2 天，则沉井的单座施工周期按 30 天考虑。沉井计划工期 30 天。

　（2）、顶管 DN2000 砼管每天顶进 20 米，考虑设备安装，转井位等，每月计划完成 300 米，则顶管工期 2 个月。

　考虑到沉井与顶管流水作业，并考虑“春节”期间的影响，施工总工期计划为 3个月。

　3、施工顺序安排 总体施工顺序安排：施工准备→沉井施工→顶管施工→工作井拆除→一字墙施工。

　沉井施工顺序安排：施工准备→开挖浅基坑→制作刃脚砖模→支设钢管脚手架→绑扎钢筋→支设井壁模板→浇筑井壁砼→养护→拆除模板→挖土、下沉→碎石垫层干

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　11 封底或片石压底水封→养护→绑扎底板钢筋→浇筑底板砼。

　顶管施工顺序安排：施工准备→顶管设备安装→顶管出洞→顶进→纠编。

　二、施工平面布置

　本工程现场没条件布置大型临设，故本工程的顶管施工的人员食宿统一的项目部安排，顶管施工现场除安排必要的生产性临设外，只安排小型的人员值班临设。

　根据文明施工要求，并防止外来人员进入顶管施工区，对顶管工作井、接收井周围采用彩瓦进行围挡，并在入口位置设值班岗哨。

　施工平面布置如下：

　穿高速入口和幸福路顶管平面布置图

　 穿省道 S239 顶管平面布置图

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　12

　第五章

　主要工程项目的施工方案

　第一节

　沉井（工作井）的施工

　5.1 沉井设计情况施工方法介绍

　1、设计情况介绍 工作井为方形沉井式结构设计，省道 239 处沉井内径尺寸为双孔 6m*4.7m，工作井高度为 8.3m，壁厚 40cm，底板厚度 35cm，封底砼 1m。预留洞口设计底高程 1.77m，底板高程 1.12m。混凝土强度等级：封底混凝土采用 C15，沉井采用 C30，分二次浇筑一次下沉。幸福路处沉井内径尺寸为双孔 6m*4.7m 和 4m*4.7m，工作井高度为 11.5m，壁厚 45cm，底板厚度 35cm，封底砼 1m。预留洞口设计底高程-1.79m 和 2.11，底板高程-2.44m。混凝土强度等级：封底混凝土采用 C15，沉井采用 C30，分二次浇筑二次下沉。

　2、施工方法介绍 本工程的工作井设计为沉井，本工程采用正向作业方法。

　所谓正向作业方法，就是按沉井的底节、中节、顶节的顺序，分节预制分节取土下沉的方法；或者一次预制一次下沉的方法。

　本施组将以工艺较为困难一些的正向作业方法分述如下。

　本工程的沉井可采用无垫木制作沉井，排水挖土下沉的方法进行施工。沉井施工前需先进行下沉系数计算，若下沉系数小于 1.15，可采用泥浆套助沉措施等。顶管施工完成后，在沉井内按设计施工流槽后再将顶面浇筑盖板，组成主体工程的一部分。

　5.2 沉井施工顺序

　根据设计的工作井制作高度，拟采用就地制作，一次下沉方案，其施工顺序如下：

　施工准备→开挖浅基坑→制作刃脚砖模→支设钢管脚手架→绑扎钢筋→支设井壁模板→浇筑井壁砼→养护→拆除模板→挖土、下沉→碎石垫层干封底或片石压底水封→养护→绑扎底板钢筋→浇筑底板砼。

　3 5.3 基坑测理放样

　整平场地后，根据沉井设计图纸中心坐标定出沉井中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。施工放样结束后，须经监理工程师复核准确无误后方可开工。

　4 5.4 基坑开挖

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　13 为了减少沉井立模支架的高度、下沉深度和便于施工，杂填土挖除后再挖深约 1m的基槽。挖土采用 1 立方米的单斗挖掘机，并与人工配合操作。以方便垫层基础施工，开挖边坡 1：1，四周设排水沟，通过水泵排水，保证基坑底干燥，便于施工需要。

　5 5.5 刃脚垫层施工

　刃脚垫层采用砂垫层和混凝土垫层共同受力。

　（1）砂垫层厚度的确定

　 砂垫层厚度Ｈ可采用如下计算公式计算：

　Ｎ／Ｂ＋γ砂Ｈ≤［σ］ 根据计算结果，无论是工作井还是接收井，砂垫层厚度Ｈ均为 60（厘米）。

　砂垫层采用加水分层夯实的办法施工，夯实工具为平板式振捣器。

　（2）混凝土垫层厚度的确定 混凝土垫层厚度可按下式计算公式计算：

　ｈ＝（Ｇ0／Ｒ－ｂ）／2 根据计算结果，混凝土垫层厚度ｈ为 20 厘米。

　混凝土垫层表面应用水平仪进行校平，使之表面保持在同一水平面上。

　三、

　沉井下沉系数计算

　根据本工程的设计情况、地质情况，沉井的下沉系数计算如下：

　1、沉降系数：沉降系数=沉井自重/沉井下沉的阻力 以内径 9.4 米，外径 10.55 米的工作井沉井为例（井深 8.3 米，刃脚高 2 米，刃脚底宽 0.3 米），沉降系数计算如下：

　（1）沉井自重 沉 井 自 重 =【 (10.85*7.1-6*4.55*2+0.3*0.3*4)*2+(10.55*6.8-6*4.7*2+0.3*0.3*4)*6.3+0.15*0.15/2*(10.7+6.95)*2】*2.4=696T （2）沉井下沉阻力 根据本工程地质情况及经验数据，井壁活动摩擦系数取值 为 0.8t/m2

　,刃脚底部的正面阻力取值为 20t/m2 。

　沉井下沉的阻力=（10.55*2+6.8*2）*8.3*0.8+（10.55*2+6*3）*0.3*20=465（T）

　2、本工程的沉降系数 由以上计算可得，本工程的沉降系数=696/465=1.5 1.5≥1.15，故本工程的沉井下沉不必采用减阻措施。

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　14 四、

　沉井的主要分项工程施工

　1 1 、浅基坑开挖及垫层制作

　先进行测量放线，开挖面比工作井平面外围大于 1m，垂直开挖，人工配合整平，开挖深度为 2m 左右，基本上没地下水，可干挖，然后基坑周边进行围护，形成基坑工作面。

　在刃脚踏面下，采用砂垫层（厚 0.2m）和铺素砼垫层（厚 0.1m）。

　2 2 、钢筋绑扎、模板拼装及砼浇筑

　钢筋场外加工，现场绑扎，绑扎前，首先搭好内外脚手架，在砼垫层及内外脚手架之连杆上准确测放出钢筋骨架边线，依据控制线扎钢筋。

　模板采用组合式定型钢模板拼装，模板横带采用 2×φ48 钢管，间距为 0.75m。竖带采用 16 号槽钢间距 1.2m。拉杆横向间距 1.2m，竖向间距 0.75m，采用 M18 对拉标准模板拉杆，拉杆设止水片，砼浇筑后拉杆不外露砼表面。

　沉井砼浇筑采用商品砼，拌制坍落度控制在 8~10cm，采用砼泵车泵送入模。砼入模应注意 对称布料并及时振捣，使上、下层砼结合成一体，振捣器应插入下层砼 5cm 左右，要防止漏振、欠振及过振现象发生。第二次浇筑`与第一次浇筑方式相同。施工缝采取凸型槽处理，浇筑面必须凿除砂浆，露出碎石并清洗干净，浇筑后的砼应时常注意遮盖与洒水养护，防止干裂。

　3 3 、沉井预制允许偏差

　长、宽：

　±0.5%。且不大于 100mm 对角线：

　±1% 井壁厚度：

　±15mm 4 4 、垫层砼的凿除

　垫层砼凿除时要求均匀对称，以减少不均匀下沉，并要求速度要快，为此采用风镐同时对称进行，垫层凿除后，及时在踏面下回填砂。

　5 5 、沉井下沉测量检测要求

　① 在凿除砼垫层前，须在井顶及井壁上画出沉井的纵、横中线。中线按井壁等分求得，并互相垂直，中线用于沉井垂直度与位移的监测。同时在井周围及路面作好沉降观测点。

　② 在沉井四角，从刃脚踏面算起，画上相同的标尺，标尺用于监测下沉量，每

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　15 天均需测量多次。

　③ 凿除砼垫层要加强垂直度、下沉量测量，发现倾斜立即报告纠正。

　④ 沉井初沉时，每开挖一层土均应作一次下沉量、垂直度测量。必要时甚至作跟踪测量。

　⑤ 正常下沉时，视下沉速度每工班测 1～2 次。

　⑥ 发现倾斜严重、快速下沉等异常现象时，要求随时监测。

　⑦ 沉井沉至设计标高后，封底以前每 2～4 小时监测一次。

　6 6 、沉井下沉允许偏差

　沉井下沉完毕后，标高、位移、倾斜度的允许偏差值如下：

　① 刃脚平均高：±100mm ② 刃脚底面高差：两角距离 L/100（L 为两角距离）。

　③ 水平位移：100mm 以内。

　④ 垂直度：1/100 以内。

　7 7 、挖土下沉

　沉井初沉是沉井下沉中最关键的工序，此时四壁无摩擦力，沉井全靠砂垫层承担，下沉系数很大，沉井又未入土，重心高，四壁无土体约束导向，开挖稍不均匀，就可能倾斜、移位。由于地表有一层不透水层，为保证初沉质量，该层上部份可人工干挖。刃脚下砂堤与砂垫层要分层分段均匀开挖，每层厚度约 200mm。挖出的土应远离沉井边缘堆放，以免井侧荷载过大造成土体向井内移动或井侧土压力不均匀使沉井倾斜，移位等。采用人工在井内挖土，装入 2m3土斗中，用吊车垂直运输至地面临时堆放，夜间外运弃土。

　五、沉井下沉过程中几种问题的纠正

　1 1 、倾斜处理

　沉井挖土下沉要均匀进行，尽量避免倾斜发生。如果发生倾斜应在刃脚标高较高处多挖土，以减少该处阻力，使其多下沉一些，以达到纠偏目的。倾斜一般在初沉和入土不深时发生，纠偏也应在沉井入土不太深时完成。若入土一定深度后纠偏还未完成，沉井就会沿土中的“倾斜巷道”下沉而难以纠偏了。较大的偏差应采用千斤顶辅助纠偏等措施，必须专题会议研究制定方案。

　2 2 、水平位移过大的避免

　水平位移是因向一个方向过分的、频繁的纠偏而造成的，避免水平位移的最好措

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　16 施就是尽量保证沉井基本垂直下沉，尽量避免过多的纠偏。

　3 3 、沉井不沉的处理或超沉的预防

　沉井不沉的原因有三种，一种是沉井倾斜严重，二是土质异常，三是下沉系数不足。沉井在下沉过程中，应严格监控，及时纠偏，确保沉井的正常下沉，防止倾斜严重而无法下沉。若遇土质异常，应分析具体原因，研究方案，采取措施，确保顺利下沉。当下沉系数不足时，可采取泥浆套减阻或加载下沉的措施。

　当沉井下沉接近设计标高时，为防止超沉，应控制挖土速度和挖土量，以降低下沉速度，距设计标高约 0.3m 时应暂停挖土，并采用加一定荷载下沉使之达到设计标高。到达设计标高时，采用及时卸载的措施防止超沉，并尽快在井外壁注水泥（砂）浆置换泥浆套，使井外壁土体固结。

　六、沉井封底及底板浇筑

　当沉井下沉到位并稳定固结后，可根据情况采用干封底或水下封底。

　当井内地下水较小而容易抽干，或者抽取地下水时井外无流沙等现象发生，则可采用干封底，否则，则应采用水下封底方案。干封底工艺简单，在此不再叙述，本施组将水下封底的注意事项分述如下：

　水下封底是继续将井底挖土形成锅底状，锅底的深度即水下封底砼的厚度，应使水下砼重力大于地下水向上的压力。因此，水下封底砼的厚度 H≥H 0 /2.3（H 0 为地下水位至刃角的水头高度，2.3 为混凝土砼的容重）。锅底形成后应抛一定量块石压底。

　水下砼的浇筑采用导管法，导管按有效作用半径为 3 米左右考虑，其数量及布置应使各导管的浇筑面积互相覆盖。本项目均布置 1 根导管。导管内的砼应连续浇筑，直到完成不得间断。封底砼达到 80%强度后，再抽水，然后在干施工条件下绑扎钢筋、浇注底板及底梁砼。

　为加快进度，沉井与封底砼可采用早强并提高砼强度等级等措施。

　第二节

　顶管施工

　顶管施工是以顶管工作井为起始点，在工作井内安装主顶千斤顶系统提供水平推力，先将安装在导轨上的顶管机头从前墙预留的出洞口破封门推入土中，由机头导向，然后将钢筋砼管跟随机头一节一节地向前顶进。与此同时，机头挖掘的泥土被不断排出，经水平运输至工作井，再经垂直运输至地面外运弃土。采用 24 小时连续施工，直至机头进入接收井回收，完成该次顶管管道铺设。

　顶管工程安全专项施工方案

　17 签于土质较差及顶管距离较长，本工程采用全自动泥水平衡机顶管施工，泥水平衡机械顶管施工工艺流程如下：

　 一、顶管机头的选用

　顶管工程安全专项施工方案

　18 本工程由于本工程工期紧，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以往施工经验，决定采用上海久恒机械有限公司生产的 DN－2000 型泥水平衡顶管掘进机。

　其基本原理是主轴偏心回转运动的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的泥沙等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的 15%～20%。

　刀盘由设在主轴的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边旋转切削土砂的同时才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。

　一般情况下，刀盘每分钟旋转 4～5 转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的动作达 20～23 次。

　特点：

　 a、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统成套化。

　b、该机能适用各种土壤条件，於泥土，流沙，软土， c、使用安装在轨道上的主顶油缸。

　可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有 ISEKI 专利的 RSG 双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在 20mm 之内！

　此机型在现使用较广，我们有着成功施工经验、技术成熟、可靠，对土层扰动少的特点。偏心泥水平衡顶管掘进机是根据含水量较高而专门设计的。

　二、顶力计算与后背力计算

　本工程是将壁板加厚作为千斤顶的后背墙。

　1、 后背结构及抗力计算

　后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和风度，且压缩变形要均匀。所以，应进行强度和稳定性计算。本工程采用组合钢结构后背，这种后背安装方便，安装时应满足下列要求：使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的 1/3。

　（1 1 ）顶力计算

　 推力的理论计算：（以Φ2000mm 计算）

　F=F1+f2

　 其中：F—总推力

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　 Fl 一迎面阻力

　F2—顶进阻力

　F1＝π/4×D2 ×P

　(D—管外径 2.4m

　P—控制土压力)

　P＝Ko×γ×Ho

　式中 Ko—静止土压力系数，一般取 0.55

　Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值 9m

　γ—土的湿重量，取 1.9t/m3

　P＝0.55×1.9×9＝9.41t/m2

　F1=3.14/4×2.4×2.4×9.41＝42.55t

　F2＝πD×f×L

　式中 f 一管外表面平均综合摩阻力，取 0.8t/m2

　D—管外径 2.4m

　L—顶距，取最大值 140m

　F2＝3.14×2.4×0.8×140＝844.03t

　因此，总推力 F=42.55+844.03=844.03t。

　根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。主顶油缸选用 4 台 300t(3000KN)级油缸。每只油缸顶力控制在250t 以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力 1000t。因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。

　2 2 、后背的计算

　 后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形即象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。

　后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则，千斤顶在余面后背上，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工案例，施工时应后背的强度和刚度计算。

　

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　20 后靠背受力计算公式

　 式中：

　R-总推力之反力（一般大于推力的 1.2－1.6）

　a－系数（取 1.5－2.5 之间）

　，此处取 2 B－后座墙的宽度（M）

　此处取 4 米 γ－土的容重（KN/M3)

　H－后座墙的高度(m) ，此处取 4.5 米 Kp-被动土压系数 ,此处取 2.04

　c-土的内聚力（kPa) 一般情况下取 10

　h-地面到后座墙顶部土体的高度（M），此处取 5 米

　按上式计算，方形工作井能承受 1994.3T 顶力＞实际顶力 1000T。完全能满足要求。

　三、平面布置、井内布置 及管内布置 1、在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中心、仓库、配电间。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。

　 现场布置采用 35t 汽吊，设备进场时，顶管工作时采用 35t 汽车吊车。

　2、井内布置 工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。

　四、出土方案 泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土，排放在沉井西侧的泥浆池中。

　五、出洞方案 为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内，在洞口内预先安装一个单法兰穿墙钢套管，用于安装橡胶止水圈及止水封板。由于顶进距离长，造成管材表面及 F 型钢套环、砂等对橡胶止水圈不可避免的磨损，需经常更换橡胶止水圈。因此，我们在洞口里侧增加一道橡胶止水圈，当需更换外部橡胶止水法兰时，洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。

　六、测量及设备安装 测量的方法

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　(1)、通视条件下的测量 1.1.1 使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至 A 点，后视 B 点，作 BA 直线的延长线，并在工作井后部定出一点 C。保证 C、A、B 在一条轴线上，置经纬仪在 C 点上，后视 A 点，在工作井井壁上定出一点 A，，置激光经纬仪基座于井下 D 点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于 A 点，后视 B 点，在激光经纬仪器架上定出 D 点，D 点同 A，，A，B 点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中 D 点，后视 A，点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。

　（2）、不通视条件下的测量 引出 A、B 两点后可根据导线法以及平移法定出 C、D、A，，其余步骤同通视条件下测量定位。

　后靠背导轨及后顶的安装

　轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁 100~200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合，调整方法见图：

　在轴线定好后既可安装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差 h，至水平仪于井下，在井四周作出 4~6 个临水点，保证轴线标高-临水点

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　22 高程= h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。

　引轴线至井底前后两侧 A、B 两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点 C，开始放置后靠背时尽量使 C 点在 AB 的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于 10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点 D、D，，测量 AD 和 A D，的距离，只需保证 AD 的距离约等于 A D，的距离既可，误差不应大于 3cm，导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向既可，最后根据实际情况填塞 C15-C30 的混凝土至井壁到后靠背的间隙，后方顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平后顶后只要保证所以千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。

　导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一至，此副导轨用于防止机头进洞后低头，见下图：

　增高装置可根据机头重量以及增高量选择枕木，钢支架或砼垫层。

　洞口止水装置的安装，应保证除止水圈外最小直径大于进洞物最大直径的 8cm，防止受到进洞物的剪切而失去止水效果，位置确定后可用水泥砂浆封堵与井壁形成的间隙，防止从间隙处漏水、漏浆。

　七、泥水系统的安装 泥浆池应尽量靠近工作井边，可采用并联法，见图：

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　泥浆池尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，沉石箱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。

　注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配置减压系统，在泵出品处 1 米外以及机头注浆处各安装一只隔膜式压力表。

　电路系统及后方顶液压系统安装流程（略）

　 八、 顶进开始调试阶段以及土体取样 顶管机下井前应作一次安装调试，油管安装先应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。

　机头下井后刀盘应离开封门 1 米左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不超过 5mm，既可开始凿除砖封门，砖封门应尽量凿除干净，不要遗留块状物，同时可进行土体取样工作，使用Ф100，L=500mm 的两根钢管在洞口上下部各取长 400mm 的土样，取样工作完成后随既顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。

　机头属于刀盘不可伸缩型，土压力表所显示的土压力为泥仓土压，显示的土压力与实际顶进的土压力存在一个压力差ΔP，此值一般取 15-30T，由于进泥口是衡定的，机头的土压控制主要通过顶速来调节，每次初顶时先调节好送水压力，然后打开机内止水阀，转动刀盘，关闭机内旁道，待流量达到额定值的 80%时既可开始顶进，送水压力可通过机内压力调节既可完成。

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　24 顶进过程中的方向控制 由于机头本身所具有的方向诱导装置，纠偏操作就变的简单易行了，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在二号光耙的中心既可。

　测量与方向控制要点 (1)有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员→项目管理部→监理工程师，确保测量万无一失。

　(2)布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。

　(3)顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在 10’～20’不得大于 0.5°。并设置偏差警戒线。

　(4)初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。

　(5)开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。

　九、顶管动力、照明配套 顶管动力配套 序号 设备名称 数量 总功率 (kw／h) 1 刀盘电机 1 45 2 排泥泵电机 1 22 3 纠偏油泵电机 1 4 4 液压系统电机 2 15 5 注浆电机 1 7 6 浆液搅拌机 1 7 7 电焊机 1 3 8 排水泵 2 15 9 进水泵

　1 22 10

　 合计 140

　(注：以上所列设备，并不都是同时启动。)

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　25 动力电线设置：管内设置—二路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采用 TN—S 方式，三相五线制移动电线装接。

　十、管 接口质量控制 本工程所用管节为“F”管，“F”管受力性能好，接头稳定性高，接口处止水密封性能好。

　选用优良管材并处理好管子接口顶管施工是十分重要的。要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。

　管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止“F”型管接口的套环受压变形。

　接管前再次检查管子接头的承插口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地。承插接管时要保证与上节管的钢套环同轴度，并且加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。顶管结束后要按设计要求在管内间隙处填充弹性密封膏，并与管口抹成—个光滑的渐变面。密封圈的胶结应在使用前两天完成并检查其牢固性。

　十一、管材供应

　在顶进过程中，管材的供应是非常重要的，如果供应不及时造成顶进停止，后果是非常严重的，由于机头重量一般较大，长时间的滞留会造成机头沉降，使轴线发生偏差；或已顶好的管子和周围土体固结，使得摩阻力增大。因此，在开始顶进前，需指定详细周全的供应计划，现场应备有足够余量。

　十二、设备维修及保养

　在本工程项进过程中，特别需要对掘进机进行维修和保养，使掘进机始终处于优良的使用状态，从而顺利完成本工程实施。

　十三、液压系统 当液化油出现乳化时，说明液压油己严重氧化，应予以更换，更换液压油之前须把油箱内清洗干净。加油必须用精滤车过滤后方可加入。另外，一旦发现油管老化应予以更换。

　十四、电气系统

　电气系统应保持干燥，保持指示灯及各仪表正常。

　十五、纠偏系统 纠偏系统要经常检查是否漏油、油液质量、油压情况，如发现不正常情况及时更换。

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　26 十六、注浆减磨

　 顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻及工具管气水压力。

　工具管切土正压力：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/m 2 ，硬土层通常在 20-60t/m 2 。大于 40t/m 2 时表明土质较好。

　F 1 =S 1 ×K 1

　F 1 ----顶管正阻力(t)

　S 1 ----顶管正面积(m 2 )

　K 1 ----顶管正阻力系数(t/m 2 )

　F 1 =S 1 ×K 1 =πr 2 ×k 1

　(1)

　管磨擦阻力：管壁与土间磨擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料，管壁磨擦阻力一般在 0.1-0.5 t/m 2 之间。

　F 2 =S 2 ×K 2

　其中

　F 2 —顶管侧磨擦力(t)

　S 2 —顶管侧面积(m 2 )

　K 2 —顶管侧阻力系数(t/m 2 )

　F 2 =S 2 ×K 2 =πDL×k 2

　为了减小顶压进阻力，增大顶进力，并且为了防止出现塌方，顶管过程中，应采用在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆护套，减少管壁与土壁之间的摩擦力。

　泥浆在输送和灌注过程中具有流动性、可泵性。

　a、触变泥浆的材料

　触变泥浆的主要成份是膨润土、掺入碱和水配制而成。

　b、触变泥浆的拌合程序

　将定量的水放入搅拌桶内，并取其中的一部分水来溶化碱；

　在搅拌过程中，将定量膨润土徐徐加入搅拌灌内，搅拌均匀；

　c、触变泥浆应注意的事项

　注浆孔的布置宜按管道直径大小确定，一般每个断面可设置 2～3 个，

　

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　27 搅拌均匀的泥浆应放置一定时间方可灌注。

　灌浆前，应通过注水检查灌浆设备，确认设备正常后方可灌注。

　灌浆压力可按不 0.1Mpa 开始加压，在灌浆过程中再按实际情况调整。

　灌浆时，按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行并应与管道和中继间的顶进同步。

　灌浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进长距离顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力。

　 十七、管材放置及出土布置

　1、管材放置 管材放置以不妨碍起吊及交通运输，与其他设备之间互相不冲突以及合理利用场地为原则。根据现场情况拟将其放置在工作坑西侧。

　2、出土布置 出土布置以不妨碍起吊及交通运输，与其他设备之间互相不冲突以及合理利用场地为原则。根据现场情况拟将其放置在工作坑前侧，并且及时清理以保持现场的畅通及整洁。

　十八、顶管对道路构筑物的监测保护

　顶管施工会造成对土层的扰动，使地面可能发生微量的下沉，故对道路应采取监测保护措施。

　1、在顶管施工中，用监控来指导施工是十分必...

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