顶管施工方案
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顶管施工方案
顶管施工方案（一）
一、工程概况
本工程为内蒙古鑫旺再生资源有限公司赤泥输送管线工程的穿越沿黄公路顶管工程，工程内容在沿黄公路110公里处和110+20m公里处顶管φ1200加重钢筋砼管两根，顶进长度为沿黄公路34米，穿越位于公路路面4.0m以下。施工地点位于内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗沿黄公路110公路处。
二、顶管工艺简介及平面图
顶管施工作业在工作坑内进行，操作坑内顶进后背采用钢梁、枕木结合的方式，油压千斤顶产生动力，后背提供反作用力，推动砼管向土体切入，管内的土由小车运至工作坑处提升至地面，边出土边顶进，顶入土内不大于1/2根时接另一根，直至顶入长度过到设计要求。
三、顶管的施工方法
（一）顶进方法与作业坑的尺寸
1、顶进方法采用油压千斤顶对砼管进行吃土顶进。
2、作业坑的尺寸
a、作业坑的长度
砼管长+千斤顶+后背、横梁
A=3+0.8+0.6+0.6=5.0米
b、作业坑的宽度为6米。
c、作业坑的深度为5米。
工作坑位置根据现场实际情况选定，采用直槽式开挖，从坑底上返1.2米以内不放坡，超过1.2米的部分按1:0.75放坡。
3、后背的设计
⑴后背最大顶力的计算
根据桥涵工程处施工手册测试计算，顶进的最大顶力，是构件的重量乘以摩擦系数2.5—3为最大顶力；
Nmax（φ1000）=2.14T/根×15×（2.5—3）=80.25T—96.3T
⑵后背宽度为3.0米
⑶后背高度为2.0米
（二）后背、滑道、基础及支撑的施工方法
1.后背的施工方法
顶力中心在砼管管径的2/3处，后背采用枕木钢轨结合方法，枕木横放紧贴土层，钢轨紧挨枕木后背。
2.滑道作法
滑道的宽度以计算尺寸而定，滑道枕木距砼管下皮为30毫米，滑道作法采用2根5米导轨铺设，为防砼管倾斜，做3-4个定位钢卡。
3.基础的施工方法
本工程地质为粉砂层，略含土。工作坑底部可采用自然土铺垫在工作坑底部即可。
（三）顶进与放管
1.砼管的顶进采用320吨千斤顶一台套。
2.砼管接口采用平口管钢涨圈连接法。
3.放管采用25T汽吊，为防止放管时管口损坏，放管时用橡胶垫保护。为防止顶进过程中砼管损坏，两根砼管应放平对齐。
四、施工技术与安全质量措施
（一）施工技术措施
施工中采取24小时不间断作业，中间停顿时间不得大于6小时，如因设备发生问题，即时汇报，并更换备用设备，否则，因停镐时间过长，顶进将不能启动。顶进距离较长时，采用砼管外壁涂蜡，以降低顶进时阻力。
（二）作业方式和挖掘距离
施工中将24小时连续作业，采用人工挖土，先挖掘小于砼管外径的洞体，测量轴线找点修整，而后进行高程测量，符合设计要求时，再进行顶进工作。修整时，下方135°内不得超挖、空挖，上方超挖不得大于20毫米。
为保证轴线的准确，地面轴线引入作业坑内，并不少于2次的复测，无误后，引入作业坑内测量，测量所用线坠的两侧取平均值记入测量记录，测量记录每次开镐前进行，每镐完成后进行复测，但每米顶进不得少于一次。交接班时，施工记录和顶进记录，必须互相进行口头、文字、签字交接，两班班长互相验收，并传达到每个作业者，作到心中有数，共同把关。在当班的挖掘距离，不得大于一次镐的行程，挖掘一段顶进一段。高程和轴线的正负偏差不得大于50毫米。
如果顶进中发生偏差，应在10毫米以内进行纠偏。测量人员读仪器必须准确不得误读和误判。每镐完成后及时填写当班记录表。
（三）下管和顶进
该工程中的砼管由吊车下管，下管时砼管下及工作坑内不得站人。操作人员站在泵站操作杆处，详细观察泵站的表压，发现问题，及时停镐汇报。现场工作人员必须配戴安全帽。不戴安全帽的人员，不得进入施工现场。
（四）质量保证措施
1、施工人员进行质量教育，使大家认识到本工程难度和高精度要求，提高质量意识。
2、做好技术交底，使操作者做到心中有数，防患于未然，领导和技术人员亲临现场，随时处理一些技术问题。
3、做好油压、顶进等施工记录，注意积累资料，对原材料做好进场检验，检验合格方可使用。
4.保护好原始定位桩，每顶入1米至少测量1次轴线、高程、水平
尺寸，发现问题及时纠正。
（五）安全技术措施
1.上岗前进行安全技术教育，严明劳动纪律，执行甲方提出的安全要求；
2.建立安全领导小组，全面负责施工安全；
3.严格执行安全操作规程及安全制度；
4.坚持班前教育，强化安全意识；
5.设备吊装搬迁必须有专人负责；
6.各岗位协调一致，互相监督，共同搞好安全工作。
五、计划工期8天
注
1.遇有不可抗力的地下因素，如遇流沙、巨石、地下不明建筑基体等。
2.在开挖工作坑过程中，遇有地下水或下雨，可采用盲沟、集水坑排水。
以上两种情况之一如有发生，工期顺延。
顶管施工方案（二）
过河堤路热力管道顶管施工工程，共有工作坑1座，接收井1座，顶管长度L28米单管顶进。顶管管材采用￠1500混凝土管。
方案根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定。在片岩和岩石混合土层，且在道路东面有地下水影响时，宜采用手掘式顶管法。
开挖作业坑所产生的土方外运至甲方指定地点。
手掘式施工方案
一、工艺流程顶管施工准备→顶力计算→测量放样→基槽开挖→降水→底板浇筑→顶管后靠背设置→导轨铺设？→顶管动力设置、调试→顶进开始试阶段以及纠偏方法→出土→安放中继管。
（一）、顶管前的准备工作
顶管施工前所有设备三天前全部到场，包括钩机、空压机、油压泵、水泵等，动力和照明电缆线要全部按要求铺设到位，所有顶管施工人员要全部到场。
（二）、顶力计算
1、推力的理论计算（Φ1500计算）
F=F1十F2
其中F—总推力
Fl一迎面阻力F2—顶进阻力
F1＝SP（S—管道顶进受力面积p—控制土压力）
P＝KoγHo
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5.5m
γ—片岩量，取2.1t/m3
P＝0.552.15.5＝6.35/m2
F1=3.141.80.156.35＝5.38t
F2＝πDfL
式中f一管外表面平均（根据顶进以片岩和岩石混合为计算基准）综合摩阻力，取2.3t/m2
D—管外径1.8m
L—顶距
F2＝3.141.8262.3＝337.99t。
，单管总推力F=5.38+337.99＝343.37t；。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。工作井（Φ1500mm顶管）设计允许承受的最大顶力为800t，管材轴向允许推力600t，主顶油缸选用2台320t级。满足26米顶管所需推力。
（三）、测量放样
顶管管线放线是保证顶管轴线正确的关键。放线准确就能保证顶管机按设计要求顺利进洞，满足施工质量要求；反之，就可能造成顶管轴线偏差，影响工程进度和工程质量，也会造成顶进时设备损坏，使顶管停顿。顶管管线放线，就是将工作井出洞口和接收入井进洞口的点正确引入工作井内，指导顶管顶进的方向和距离。从理论上讲，工作井和接收入井的坐标和标高在沉井下沉时都已明确，通过计算很容易确定。由于沉井下沉时的误差，这样从理论上计算放出的线就不一定符合。目前，顶管管线放线常常是根据工作井和接收井的实际位置，按设计要求，通过测量实际放出管线位置。具体如下
1、管线标高的测量，使用水准仪结合现场实际要求确定作业坑底标高及管道标高。
2、轴线测量的方法
（1）、通视条件下的测量使用引线法引工作井及接收井预留洞口中心至工作井的井壁。置经纬仪于接收井中心A点，把花杆放在工作井预留洞中心井上口B点，作AB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，工作上B点、C点用铅丝将管线轴线拉出来，上吊两个垂球将管线轴线引至坑底B/、C/点用以确定管线顶进轴线。C/点架设激光经纬仪，对准B/点，确定顶管顶轴线。
（2）、在轴线定好后即可安装导轨以及后顶，(.fsir.)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，在井四周做出4~6个临水点，保证轴线标高，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，支撑导轨至井壁上。
3、纠偏方法与措施
（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，，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。
（6）、平面纠偏，采用经纬仪测量检查，高程偏差采用水准仪测量。测量的频率一般每天四次，出洞前更要勤测量。
（四）、导轨铺设
基坑导轨是安装在工作井内为管子出洞提供一个基准的设备。导轨要求具备坚固、挺直，管子压上去不变形等特征。由于顶管重量重，为此我们采用了复合型基坑导轨。
基坑导轨铺设应注意管线轴线、导轨标高和导轨支撑稳定性几个方面的问题。
1、管线轴线根据管线轴线测量结果，铺设轨道时，将轨道中线与管线轴线重合。
2、管线标高由于采用的是复合型轨道，铺设轨道时必须了解轨道的基本结构。
（五）、顶管后靠背
工作井的顶管，由于作业坑地处片岩等岩石地层，无法做钉桩靠背。现采#字形200240双层道木和紧密排列单层50Kg铁道钢以及一块50厚钢板和及长宽高=4米0.5米2米C30砼块，原有土层（作业坑墙壁）与靠背之间间隙采用C20混凝土浇筑密实，一同作为后背墙。顶管机与后做墙之间一块50厚钢板作为靠背与顶缸之间缓冲。待其混凝土达到75%以上强度后方可进行顶管的顶进工作，否则就可能造成顶管过程出现各种意想不到的事故，影响顶管顶进。对于后座墙附加层的做法，采用以下方法
1、后背墙附加层工作面必须与顶管管线垂直。
2、后背墙附加层的宽度应满足主顶油缸发射长度，厚度根据工作井的直径和后靠背顶铁的宽度而定。
3、后背墙附加层做法采用钢筋混凝土，场外预制。
4、后背墙附加层采用道木，因木材具有伸缩性，顶管顶进时，为防止主顶油缸反复作用会造成木材反复受力，形成疲劳破坏，影响顶进质量，也会造成顶进设备损坏在道木前端加设20mm后钢板用以保证靠背稳定性。
5、作业坑护壁，由于作业坑所处位置地质主要为片岩层。顶管过程中，在作业坑受力时作业坑四周碎岩石掉落，为保证作业坑内作业人员安全，需对作业坑四周墙壁做钢筋网混凝土护壁，钢筋采用Φ8圆钢间距200mm#型单层布置，混凝土采用C20细石砂浆100mm厚做护壁。
（六）、顶管动力、照明
动力电缆设置管内设置一路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采用发电机发电，移动电缆装接，设置移动电箱。井下施工的所有移动电机具和设备，必须有严格的接地措施。井下、管道内的照明灯具必须用36V安全电压。
（七）、洞口止水
1、顶管工程中，为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些（一般为100mm）的方式，顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭，否则地下水和泥砂就会从该间隙流到工作井内，会造成洞口上部地表的塌陷，甚至会造成事故，殃及周围的建筑物和地下管线的安全。，顶管过程中洞口止水是一个不容忽视的环节，必须认真、仔细地做好此项工作。
2、我们采用的洞口止水方法是在工作井制作时，预先采用模板及钢管护臂形成整体护壁，待顶管开始后在管道顶进位置人工开孔以便管道顺利顶入及防治地下水及流沙进入作业坑内。
（八）、顶进开始调试阶段以及纠偏方法
1、顶管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。
2、纠偏方法与措施
（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，，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。
（6）、平面纠偏，采用经纬仪测量检查，高程偏差采用水准测量。测量的频率一般每天四次，出洞前更要勤测量。
（九）、出土方案
由于本工程顶管管上为原来老土层，所在顶管作业中必须严格遵循“先顶后挖”原则，严禁超挖。
人工掏土必须先上部后下部，挖土坡度不得大于60°。为防止事故。掏土深度每次为300mm。制作专用运土斗车，每道管二台交替使用。斗车行进由卷扬机拉动。斗车装土运到工作坑内后由12t吊车吊到自然地面，再用8m?自卸翻斗运到甲方指定场地。
（九）、降水
在顶管末端即河堤路东面处于东洲范围内。在施工后期需在该处设置降水井降水用以保证顶管施工安全顺利进行。
1、作业坑降水，在接受坑四周设置DN300混凝土护壁管井降水点，降水井9米深，设置4座。
2、水泵采用立式直桶泵，排水管采用聚乙烯半软塑料管，型号出水口DN75、功率5.5KW、380V、扬程25米、流量25m?/h。
3、为防止顶管过程中，管道内的水回流到作业坑内对作业坑施工造成安全隐患和施工不便。在作业坑内设置4004001200集水坑一座，内设清水泵出水口DN50，一台以便于及时排除顶管内部回流的`水。
二、雨季施工措施
施工过程中应随时掌握天气的变化情况，合理地组织进行施工，做好施工现场的防护工作，如遇大风、暴雨，应做好防台、防汛工作。施工时采取如下几方面的措施，确保工程和财产不受到损失。
1、做好工作井和接收井内排水设施，工作井和接收井内四周均设置排水沟。
2、雨季对施工用的各种材料妥善保存，避免遭受雨淋。当施工中遇雨时立即停止施工，雨季施工时运输车辆及现场配有防雨设施，以保护各种集料避免受到雨淋切实做好井四周排水工作，雨停迅速排除表面积水，恢复施工。
3、施工要做好防雨工作。
（1）掌握气象信息并安排好值班人员；
（2）必须了解工程周围情况，对施工需要重点保护的部位，事先应采取防护措施；
（3）住地及施工场地周围的排水设施，应完整通畅，保证积水能及时排干；
（4）材料堆放应分类堆放整齐，保证材料清洁和减少浪费；
（5）雨季施工一定要充分做好防雨措施，确保雨季施工的工程质量，备足彩条布等防雨材料。
（6）固定电箱必须离地1.2米，并要有接地装置，流动电箱必须使用标准安全电箱，保护装置必须有效、可靠，并在每天使用前检查电源和电器设备是否符合安全要求，并要有记录；
（7）过路电线必须架空或埋入地面下30cm，不能有接头。
（8）事先备好检修用设备，并做好防污排涝工作。
顶管在纠偏过程中，应勤测量，多微调，每项纠偏角度应保持10～20，不得大于1°
2、控制路面下沉措施
（1）、在正常顶进时，管下部135o范围内不得超挖；管顶以上（超挖量不得大于1.5cm），采用手掘式施工顶进，严格控制喇叭口开口、出土量以及顶进速度。
四、文明施工措施
1、挂牌施工，接受群众监督。
2、建立建全文明管理制度，并定期召开文明施工大会，对成绩突出者予以奖励，对屡教不改者予以重罚。
3、工地材料及机械应堆放整齐，既有利于施工取用，又可保证周边环境卫生的清洁。
4、健全安全文明施工保证体系，落实各项安全、文明施工措施。
5、充分发挥现场党员、团员的作用，积极做好广大参建员工的政治思想工作，激发广大职工的劳动热情。
6、加强民工管理，加强“七不规范”和文明意识教育，提高民工的整体素质，促进工程施工顺利进行。
7、施工区域通道要指派专人清扫养护，确保道路平整、通畅、无积水。
8、在施工中做好排水工作，在雨期加强值班巡逻。
9、加强施工现场管理，每次做到工完场清，各施工段的落手清工作。
10、建立卫生管理组织，施工现场的卫生管理由项目经理负总责，分管专职人员具体负责日常管理工作。
11、、工地办公室做到整洁有序，窗明地净，桌椅摆放整齐，无积灰，图纸文具整齐划一，进入室内使人感到庄重大方、井井有条。
12、遵守法律，服从政府的一切法令及法规，及时与当地政府有关部门订立治安协议，在政府部门的指导和支持下，共同搞好治安保卫工作
13、管道内出土，要随出随运，路面要有专人打扫。
五、安全施工保证措施及急救方案
（一）、安全施工保证措施
1、井下施工的所有移动电机具和设备，必须有严格的接地措施。井下、管道内的照明必须用12V安全电压。
2、往井内运砼管等材料时，采用机械吊运时，吊斗下方严禁站人。吊运应有专人指挥，并严格遵守起重机械的安全技术操作规程。上下操作人员应相互配合。严禁将各种砌筑材料向井内抛扔。
3、每个班次用专用仪器检测管内有毒及易燃气体的浓度，并在管内配备防毒面具，预防不测。
4、由于本区间管道顶进正处于汛期及台风季节，要专人接听天气预报，做到早了解早防范，要汛期及台风来临前，做好在工作井内布置一台渣浆泵、四台潜水泵及草包等，在工作井四周砌30cm踢脚。在暴雨及台风时处理可能发生的事情，吊车吊运管材下井，要注意防风。
5、在施工平面总体规划上，工作井、接收井内的积水，用水泵及时排除。“两及时”，即遇雨要及时检查，发现井内积水尽快排除。
6、土要做到随挖随运，防止土积多造成塌陷。
7、开展安全检查活动，对查出的安全隐患，必须定人定时定措施整改，使安全工作横向到边，纵向到底。
8、加强电器安全检查，现场电气设备严格实行接地和三相四线制，电动机械及电动工具设置漏电开关。
9、施工现场实行全封闭隔离，井边上设置安全护栏，上下扶梯必须设置扶手，严禁井上下抛物品。
10、夜间施工增加照明，安放红灯示警。
（二）、急救方案
1、如发生气体中毒事件，情况不明不能冒然下井，所有救援人员要在自身安全情况下才能救人，下井施救人员必须要配有防毒面具和氧气，并立刻拔打119、120急救电话，把吸入毒气人员放在安全通风的地方，等待医务人员急救。
2、在发生顶进时，如发现土质有变化，立即停止顶进，把顶头前封门关死，通知业务代表和总监，等业主代表和总监确认没有问题和没安全隐患的情况下才能顶进。在顶管顶进中如发生穿孔现象，在有条件情况下关闭机头封门，管内人员要有顺迅速离开，撤到安全地方，在这方面，我们项目部在顶管顶进之前，要进行培训和演练，并及时作出，对存有的问题在日后的工作中加以提高。
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