人工顶管专项施工方案

G105国道（木兰大道至陇海铁路）道路建设工程人工顶管专项施工方案编制：_______________审核：_______________审批：_______________中国中铁北京工程局集团有限公司商丘市城乡一体化示范区基础设施项目经理部编制年月日目录一、工程概况.....................................................1二、编制依据、范围..............................................12.1编制依据.................................................12.2编制范围.................................................12.3施工参照标准.............................................2三、施工计划.....................................................23.1施工进度计划.............................................23.2主要施工机具设备.........................................2四、劳动力配量计划..............................................3五、施工部署.....................................................35.1施工组织安排.............................................35.2顶管施工工艺流程.........................................35.3施工顺序.................................................4六、施工准备工作.............................................46.1生产准备.................................................46.2技术准备.................................................4七、顶管工程施工.................................................47.1施工组织安排.............................................47.2人工顶管施工.............................................5八、质量保证措施................................................11九、安全文明施工及环保措施......................................129.1施工安全措施............................................129.2采用空气压缩机带风镐机挖土时的安全措施..................149.3环保与文明施工..........................................141一、工程概况商丘市郑庄互通式立交、平台互通式立交及其引线工程，是上球球是国道105城区段快速交通系统的重要组成部分。本项目通过对商丘市城区段国道G105升级加宽改造，建成后将把区域内济广高速、连霍高速、商州高速、国道310、省道324等区域主要高速公路和国、省道连接成骨架路网，与现有周边公路及规划公路形成较为完整的以干线公路为骨架，以地方道路为枝干的交通运输网，使本区公路交通状况大大改善，整体综合运输实力大大提高。本项目主线采用城市主干路标准，机动车道设计速度为60km/h二、编制依据、范围2.1编制依据1、G105国道扩宽改造工程设计图纸；2、《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-97；3、《混凝土质量控制标准》GB50164－92；4、《市政道路工程质量检验评定标准》CJJ1-90；5、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-90；6、商丘市有关建筑规程，安全、质量及文明施工等文件；2.2编制范围商丘市城乡一体化示范区G105国道（西侧）扩宽改造工程K751+540～K751+610长70m，管道埋深约4.5m；采用D1000钢筋砼顶管，K750+663—K750+837长174m，管道埋深约3m；采用D800钢筋砼顶管，K750+670—K750+830长160m，管道埋深约2m；采用D1000钢筋砼顶管，工作井和接收井土方均采2用人工挖井。为了安全、优质、按期完成此工程任务，特制定如下施工方案。2.3施工参照标准1、《市政排水构筑物工程施工和验收规程》GBJ08-221-962、《市政排水管道工程施工和验收规程》GBJ08-220-963、《给水排水构筑物施工和验收规程》GBJ141-904、《防腐蚀工程施工规程》YS1411-895、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-20056、《地下防水工程施工及验收规程》GBJ208-837、《工程测量规范》GB50026－93三、施工计划3.1施工进度计划由于本工程工期要求参照施工组织计划要求，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、槽钢、管材等关键设备和材料以及人员，保证工程开工能够即刻到位；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。3.2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1纠偏，掘进空压机3立方台1破岩四角架6米副2出土斗车部4运土水泵1.1-2.2千瓦台2基坑排水3电焊机BX-330台1型钢焊接卷扬机1.5T台1竖井提升千斤顶150T台2顶管高压油泵ZB-50台2顶管顶压装置全套顶铁、垫座、滑道套1顶管鼓风机7000L/min离心鼓风机台1通风四、劳动力配量计划序号人员配置人数备注1技术人员52安全员13实验员14工人85卷扬机司机46鼓风机操作手1五、施工部署5.1施工组织安排本工程需要采用人工顶管的管段为计划用1套顶管设备，分成两个阶段顶进，第一阶段为工作井、接收井的施工，第二阶段为人工顶管的实施，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。5.2顶管施工工艺流程工作井施工设备安装管吊装就位施工准备开机顶进回收掘进机头结束复核废泥外运施工下一节45.3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→砌检查井。顶管施工工艺流程图见上图所示。六、施工准备工作6.1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需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树木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。6.2技术准备1）审查施工图纸和进行各专业图纸会审，进行施工技术交底工作。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。七、顶管工程施工7.1施工组织安排本工程需要采用D1000人工顶管，共70米，第一阶段为工作井、接收井5的施工，第二阶段为人工顶管的实施，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。1）、顶管施工工艺流程工作井施工→设备安装→管吊装就位→施工准备→开机顶进→回收掘进机头→结束→测量控制及纠偏→复核→废泥外运→施工下一节。2）、施工顺序工作井施工→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→砌检查井。7.2人工顶管施工1）人工顶管顶力的计算：a）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=nP0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1.5～2.0。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3～4。取n为2.0。P0——为顶进管子全部自重。顶进的每节管自重约为2吨，最长段以54米计，每节管长2米，共要顶进27节管，则P0＝2*27＝54吨。则总的顶力为：P=nP0＝2.0*54＝108吨考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.3倍左右的储备能力，设备顶进应力为140吨,取总的顶力F＝200吨，选用两个千斤顶作为顶进动力设备，每个千斤顶的顶力应为100吨。6b）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压力、管壁摩擦阻力。⑴工具管正压力：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/m2,硬土层通常在30-60t/m2。大于40t/m2时表明土质较好。F1=S1×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)F1=S1×K1=πr2×K1＝3.14*0.55*0.55*35＝33.2吨c）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0.1-0.5t/m2之间。F2=S2×K2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）F2=S2×K2=πDL×K2=3.14*1*70*0.5=109.9吨顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度按最长管段70米计算，总顶力：F=F1+F2≈143.1吨因此，取总的顶力F＝200吨，选用两个100吨的千斤顶作为顶进动力设备。2）工作井和接收井的施工工作井和接收井的施工方法采用人工挖孔护壁法施工。7a）工作井施工工作井采用人工挖孔护壁支护结构。工作井直径为7米，开挖深度为4米左右，壁厚25cm，具体配筋方案见设计图S-24。①施工工艺采用分层开挖，分层浇注井壁的方法施工，每节开挖护壁的高度最多不超过100cm。②施工技术要求每层开挖深度不大于1.0米。钢筋搭接长度不小于35d。模板拼装要平整，牢固。层与层之间搭接部分的泥土要清洗干净，并凿毛。护壁的下一节和上一节的搭接长度不小于10cm。钢筋的配置必须按照有关标准和规范进行，浇注的砼必须使用震动棒进行振捣，要浇注混凝土是否到设计标高回填300mm厚碎石垫层井内的积水由集水井（长×宽×高为30cm×30cm×40cm）及时排走，抽水时要注意用电安全。严格控制后靠背、洞口墙的水平度和垂直度。洞心的标高和洞口的直径要符合设计要求。浇注完后，养生72小时，才能拆模并开挖下一层。第一层护壁必须勾挂在井口周边。确保工作井的净空尺寸满足设备要求。底板的标高要符合设计要求。3）顶管工作井内设备安装导轨安装。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设计要求。由于工作井底板浇注了20cm的砼，地基稳定，导轨直接放置在工作井的8底板上。严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。导轨采用浇注砼予以固定，导轨长度采用2～3m，间距设置为60cm。导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。b）下管、顶进、出土和挖土设备：采用电动卷扬机下管，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