人工顶管专项方案

1高阳县商贸城、高阳中学雨水提升泵站配套管网工程人工顶管专项方案编制：复核：批准：1、工程概况1.1概况高阳县商贸城、高阳中学雨水提升泵站工程设计起点商贸城各街道，终点为保沧路雨水泵站孝义河，管线实施全长7232米。顶管部位主要涉及位置：商贸大街、县医院、三利大街、跨保沧路段。由于四处位置属于县城的车流量密集点，一旦断交将影响整个县城的交通运行。建设单位要求四处位置必须进行顶管施工。顶管长度分别为：商贸大街D1600mm55m、县医院D1600mm30m、三利大街D1600mm192m、跨保沧路245m。1.2施工现场条件该工程位于高阳县城区主要交通道路段，地形起伏较小。自地表下2m以下的底层主要以粉土、粉质粘土、粉砂为主。全年降水集中时间主要在6月中下旬到7月底，而且降水不稳定。2、编制依据2.1高阳县商贸城、高阳中学雨水提升泵站工程施工图2.2相关规范、标准1）给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-20082）建筑基坑支护技术规程JGJ120-993）建筑基坑工程监测技术规范GB50330-20024）混凝土结构工程施工质量验收规范GB5020-20025）施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-20056）《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知建质[2009]87号-3-3、工程计划安排3.1施工进度计划表1施工进度计划表序号工序天11121314151617181920212223242526271施工准备22工作井开挖23基坑清理14顶管设备安装15顶进(多套设备)606接收井开挖27内封处理48检查井砌筑210井周围回填土2备注施工过程中根据工期要求适当调整作业队的数量，保证工程按期完工。一般顶进距离为6m/天*套。-4-3.2材料计划表2材料计划表序号项目名称单位数量备注1D1600钢筋混凝土Ⅲ级企口管m55商贸大街2D1600钢筋混凝土Ⅲ级企口管m30县医院3D1600钢筋混凝土Ⅲ级企口管m192三利大街4D1800钢筋混凝土Ⅲ级企口管m245跨保沧路5水泥t56沙子t107砖砌体m³根据检查井数量确定8零星材料/若干3.3设备计划表3设备计划表序号机械名称型号规格数量用途备注1反铲挖掘机240LC-71辆挖土2吊车3台下管、支撑吊装3顶镐200t10台顶进4顶铁10套顶进5手推车10辆出土6照明设备10套照明7全站仪2台顶管前期8水准仪10台顶管全过程9经纬仪10台顶管全过程4、施工工艺技术4.1作业条件1)施工现场的进场道路、临时用电、用水管线、场地平整情况都已经畅通，且具备进场施工条件。2)施工占地范围内地下管线已查明，并采取改移或加固措施，地上、地下障碍物清理完毕。。3)各种顶管设备已经进行了校核、材料已经试验合格。4.2技术准备1)测量交接桩完成，并对控制点、水准点进行校核，拴桩、补桩等工作已完成。2)各类人员的资质证书、特殊工种作业证等前期准备工作已经到位。3)顶管施工前，认真进行审核图纸。编制施工方案，报有关单位审批，并做好技术交底。4.3材料性能要求4.3.1、管材要求①管材选用：采用企口Ⅲ级钢筋混凝土管，管道抗渗性能检验压力试验合格，抗裂性能达到抗裂检验压力指标要求。②管材外观检验合格。重点检查管道接口处是否平顺，企口尺寸是否匹配，有无损坏现象，如有损坏必须修正合格后方可使用，损坏严重的不得使用。③管体外表面应有标记，注明管材型号、出厂水压试验的结果、制造及出厂日期、厂质检部门签章，管材应有出厂合格证。4.3.2、楔形密封橡胶圈。①橡胶圈应采用耐腐蚀的专用橡胶材料制成。密封圈使用前必须逐个检查，不得有割裂、破损、气泡、飞边等缺陷。其硬度、压缩率、抗拉力、几何尺寸等均应符合有关规范及设计规定。②密封圈应有出厂检验质量合格的检验报告。产品到达现场后，应抽检5％的密封橡胶圈的硬度、压缩率和抗拉力，其值不应小于出厂合格标准。密封圈性能、质量要求及其试验方法应按JC/T748、JCT/T749的规定执行。表4橡胶圈检验要求表项目单位硬度（邵尔）30405060公差邵尔+5-4+5-4+5-4+5-4拉伸强度天然MPa14141312合成9999项目单位硬度（邵尔）30405060拉断伸长率%450400375300压缩永久变形23±2℃条件下70h%1212121270℃×168h热空气老化硬度变化邵尔A-5～+8-5～+8-5～+8-5～+8拉伸强度变化%-20-20-20-20拉断深产率变化%-30～+10低温脆性-25℃试样不断裂耐液体70℃×7d0～+84.4施工工艺流程测量放线→机械开挖工作井→人工清理→撑板支撑→搭建工作平台→安装起吊设备→安装顶进设备及导轨→下管顶进→掏土运土→内缝处理4.5施工要点4.5.1测量放线1）对设计部门提供的控制桩进行复核，设置直线控制桩，控制桩位置设在稳定可靠、便于施工期间保存及使用方便。直线控制桩设在横断面上快车道边。2）依据设计图纸进行测量放线，做好测量所需各项数据内业的收集、计算、复核工作。3）施工过程测量重点（1）顶管工作井平面控制。（2）顶管工作井高程控制。（3）顶管轴线控制。（4）顶管高程控制。4.5.2工作井的选位与开挖4.5.2.1工作井选位（1）工作井宜选择在设计图中检查井室且地下管线较少的位置。（2）工作井处应便于设备、材料运输及下管、出土、排水、接电并具备有少量堆放管材及暂存土的场地。（3）工作井必须保证足够的安全距离或具备安全可靠的加固措施。（4）单向顶进，顶管段两端条件相近时，工作井宜选在管线下游。4.5.2.2工作井的开挖（1）顶管工作井的开挖断面，应根据工作面宽度、现场环境、土质、挖深、地下水位及支撑材料规格、管径、管长、顶管机具设备规格、顶力、下管及出土方法等条件确定。（2）工作井开挖应考虑的负面影响有：垂直开挖施工期间道路上动载等因素引起地面过度沉降；支撑体系的稳定性；由于顶管造成顶管坑后背受挤压产生变形对基坑土体稳定性的影响。（3）开挖前先挖3m探坑，探明地下各类管线和构筑物情况，以免挖断高压供电电缆、天然气等造成安全事故。将探明的施工区域内及其周围的地下管线（给水、排水、天然气、电缆、光缆）标注在图纸上，并协助业主会同其产权、维修单位共同确认并及时与产权单位签订拆迁协议，及早拆迁。需保留的地下管线和建筑物，采取吊、撑、顶等保护措施，保证其完整无损。（4）如果工作井深度较深，应分层开挖，每层深度不宜大于2.0米，两层之间台阶宽为0.8米，工作井垂直于顶管方向采用支撑开挖。由于挖掘机不可能准确地将坑底按规定高程整平，所以为确保坑底土壤结构不被挠动或破坏，开挖基坑时在设计坑底高程以上保留30cm用人工清底，边开挖边打支撑。（5）工作井的支撑根据开挖断面、挖深、土质条件、地下水位状况及总顶力等进行施工设计，确定支撑形式。（6）工作井参数：工作井底宽4米，底长5米，深4～6米，混凝土基础的厚度20cm，宽度2m，在检查井位时不小于井基础宽。坑底尺寸一般按下式计算：底宽B=D+2.4～3.2m底长=L1+L2+L3+L4+L5=5.0m式中D—顶管的外管径L1—管节顶进后，尾端压在导轨上的长度（一般在0.3～0.5m），取0.5mL2—管节长度，取2mL3—顶铁长度（按组算），取0.5mL4—顶镐长度，取1.5mL5—后背构造所占工作井长度（一般为0.5m）（7）工作井深度应满足顶管机导轨安装、导轨基础厚度、洞口防水处理、管接口连接等要求；顶混凝土管时，洞圈最低处距底板顶面距离不宜小于600mm。4.5.3顶管工作井设备安装1)后背墙宜采用土基背墙加固的方式。即先把后背土壁铲修平整，紧直靠紧土壁横排方木，方木前要放立铁，立铁前横向叠放横铁。顶管后背墙平面与掘进轴线应保持垂直，表面应坚实平整，能有效地传递作用力。顶管工作井参后背墙其施工允许偏差应符合表５的规定。表５顶管工作井及设备允许偏差项目允许偏差工作井每侧宽度不小于施工设计规定长度工作井后背墙垂直度0.1H%（H为装配式后背墙高度）水平扭转度0.1L%（L为装配式后背墙长度）2)导轨是起保证管子顶进方向作用的，必须固定牢固。一般导轨采用钢制导轨，为保证坑基稳定，坑底设20cm混凝土垫层。两导轨顺直、平行、等高，其纵坡于管道设计坡度一致。导轨安装牢固，在使用中不产生位移，并经常检查校核。一般导轨高程同设计管内底高程，实际导轨高程也应适当提高2～3cm，以避免管头下沉。导轨间距L的确定，按下列公式进行计算。221R-R2L式中：Ｌ——导轨间距（ｍ）Ｒ１——管材外圆半径（ｍ）Ｒ——管材内圆半径（ｍ）图1顶管导轨安装示意图3)导轨安装允许偏差：轴线位置：3mm；顶面高程：0～+3mm；两轨内距：±2mm；导轨高差：2mm。4.5.4千斤顶安装1)采用油压千斤顶，油泵开关设于坑口附近，设专人操作，操作员能观察到坑内顶进情况。2)千斤顶固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的中心作用点在管道中心的垂线上。3)当千斤顶多于一台时，取偶数，规格相同，行程同步，对称布置。4)千斤顶的油路并联，每台千斤顶有进油、退油的控制系统。4.5.5顶铁安装及使用规定1)顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫，管端采用弧形顶铁。2)安装后的顶铁轴线与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土或油污。3)更换顶铁时，先使用长度最大的顶铁。4)顶铁采用截面为20x30cm，单行顺向使用长度为1.5米；双行长度不得大于2.5米，且在中间架横向顶铁相联。4.5.6下管、顶进及挖土1)下管采用工作平台上的行吊下管。2)采用人工掘进顶管法，顶进时遵照“先挖后顶，随挖随顶”的原则，要连续作业，尽量避免中途停止。当端管接触土层后，自上而下分层开挖，在土质良好的地段，一般管端超挖30～50cm。在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管顶以上超挖量不得大于1.5cm；管下部135°范围内不得超挖，保持管壁与土壁相平，也可以留10mm厚土层不挖，在管子顶进时切去，防止管端下沉。管周围一律不准超挖。3)顶进：顶进是利用千斤顶出镐在后背不动的情况下，将管子推入土中，其操作过程如下：a安装弧型顶铁或圆形顶铁并挤牢，待管前挖土满足要求后，启动油泵，操纵控制阀，使千斤顶进油，活塞伸出一个行程，将管子推进一段距离。b纵控制阀，使千斤顶反向进油，活塞回缩；c安装顶铁，重复上述操作，直到管端与千斤顶之间可以放下一节管子为止；d卸下顶铁，下管，在混凝土管接口处放橡胶圈或其它柔性材料，管口内侧留有10～20mm的间隙，以利接口处应力均匀。e重新装好弧型顶铁或环形顶铁，重复上述操作。4)顶进测量控制在每顶进50cm左右，掘进长度视土质情况酌情增减（由现场施工员和技术负责人现场确定），严禁长距离掘进以避免安全事故的发生。顶进前及顶进过程中测量员及时测量其高程和中线偏差情况，发现有偏差超限趋势时及时通知施工员及擅作人员进行纠正，保证管道的顶进质量。5)出土使用出土车，然后靠卷扬机或人工倒运到坑边，再倒运到卸土场。6)全段顶完后，在每个管节接口处测量其轴线位置和高程，有错口时测出相对高差并做详细纪录。7)严格按图纸和规范处理内缝，砌筑检查井，回填工作井。4.5.7顶进测量1)在工作井地设置高程、导线后视点，并预留后备校核观测点。2)顶管开始前对工作井进行高程、平面位置复测，合格后方可继续施工；3)基础、后背，导轨安装时的测量工作。4)顶进中的测量：第一节管子顶进是保证整段顶管质量的关键，第一节管子30cm测量一次，后续管每顶进50cm测一次，出现误差纠偏时增加测量次数。每次测量都要做详细记录，包括顶进长度、顶力数值、管位纠偏情况等，为下一班提供数据。4.5.8顶管施工纠偏纠偏的整体原则是在顶进中进行纠正，增加测量次数，小角度渐进纠偏，具体有以下几种方法：1)挖土校正法：偏差1－2cm时可采用此法，运用不同部位增减挖土量，使管子局部受力扭头或仰俯。2)强制校正法：a衬垫法：在首节管外侧管口位置，支垫刃板（钢板或木板），造成局部阻力，迫使管子转向。b支顶法：用圆木或偏向设计中心的一侧内口上，两头皆垫木垫板，支设牢后利用顶