土壓平衡頂管施工方案

1、第 1 章 編制依據(jù)1.1 業(yè)主提供的招標文件1* 熱電廠天然氣管線工程平面圖；2* 熱電廠天然氣管線工程巖土工程勘察報告。1.2 工程應用的主要法規(guī)1中華人民共和國環(huán)境保護法；2建設項目環(huán)境管理條例，國務院令 253號；3石油天然氣管道保護條例，國務院（ 2001）；4建設工程管理方法， GBT/50326-2001；5市政基礎設施工程資料管理規(guī)程， DBJ01-71-2003； 6關于印發(fā)北京市城市道路與公用管線工程項目管理與施工配合實施辦法 的通知，京計基礎字【 2001】356號。1.3 工程有關規(guī)范、技術規(guī)程和質量評定標準1工程測量規(guī)范， GB 50026-97；2混凝土結構工程施工

2、及驗收規(guī)范， GB 50204-2002； 3混凝土強度檢驗評定標準， GB 107-87； 4北京市給水排水管道工程施工技術規(guī)程， DBJ 01-47-2000； 5北京市市政工程安全操作技術規(guī)程， DBJ-056-2000； 6本工程設計圖紙及說明。1.4 企業(yè)標準1中宣公司質量、環(huán)境、職業(yè)健康安全管理手冊； 2中宣公司資料、安全手冊。第2章 工程概況2.1 工程簡介2.1.1 北京市* 熱電廠天然氣管道工程 （北四環(huán) -北五環(huán)段）位于 北京京承高速公路東側，北五環(huán)至北四環(huán)之間，近南北走向。2.1.2 擬建管線長度 5000米，管徑 500毫米，大部分為開槽施工，管 線埋深在 1.5米至

3、2.0米之間；局部地段為頂管施工，管道埋深在 6.0米之 下。2.1.3 頂管施工：本工程在穿越北五環(huán)與京承高速公路交點的匝道 時，設計使用機械頂管施工法鋪設套管， 套管采用 DN2000、接口為鋼承 口F型。2.1.4 穿越北五環(huán)匝道的頂管， 位于本標段的樁號是？， 穿越長 度為112.0米。2.1.5 本工程建設單位為 * 有限責任公司，地質勘察單位為 * 有限公司，管線施工單位是 * 公司，頂管施工單位為 * 工程有限公司機械頂管分公司。2.1.6 本工程的質量要求為合格。2.2 主要工程量頂管穿越匝道頂進坑接收坑112米（ DN2200）1座1座2.3 現(xiàn)場施工環(huán)境2.3.1 現(xiàn)場地上

4、情況本工程為頂管穿越北五環(huán)高速公路匝道，位于京承高速公路與北五 環(huán)高速公路交會處，機械頂管工作坑處于高速公路兩側的綠化帶內，主 要為楊樹、松樹，樹木需要伐移及保護。頂管工作坑有道路通達， 交通便利， 為施工運輸提供了條件， 但是， 公路上車流量大，需注意交通安全?，F(xiàn)場附近的場地條件較好，可以較為容易地解決臨設、材料堆放、 加工場地等用地問題。2.3.2 現(xiàn)場地下情況 機械頂管穿越施工時，地下管線對施工的影響較大，目前尚不了解 其它管線在施工處通過的具體情況，施工前需要進行物探、坑探，確保 現(xiàn)況管線的安全。2.4 工程地質、水文情況 施工沿線場地地形基本平坦，高差較小，地面標高在 36.7641

5、.63 米之間。2.4.1 地質情況 圖2-1 根據(jù)地質勘探資料，本區(qū)地層劃分為 5大層，分別是： 人工填土層： 土質較復雜， 有粘質粉土、 粉質粘土、 房渣土、 卵石層等，中密、濕 -稍濕，可塑 -硬塑，夾砂、磚塊、灰渣 等，厚度為 1.10-7.90米。 粉質粘土層：褐黃 -灰色，中密、濕 -飽和，可塑 -硬塑，含有 云母、氧化鐵、蚌殼、有機質等，夾有砂質粉土 - 粘質粉土 層。 粘質粉土、砂質粉土層：褐黃色，稍密，濕 - 飽和，硬塑 -可 塑，土體中含云母、氧化鐵、姜石等，夾粘土、粉砂薄層。 粉質粘土、粘質粉土層。 粉質粘土、粘質粉土層。圖 2-1 地質剖面圖2.4.2 地下水情況本區(qū)有

6、三層地下水， 第一層屬臺地潛水， 靜止水位埋深為 1.70 5.20 米，水位標高為 33.0238.41米；第二層潛水類型， 水體埋深為 6.308.90 米，水位標高為 30.2133.02米；第二層也屬潛水類型， 水面距地面距離 為 17.30米，水面標高為 21.85米；局部地段存在上層滯水。第一層地下水水質對混凝土結構有弱腐蝕性，在干濕交替作用條件 下，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有弱腐蝕性，對鋼結構具中腐蝕性。2.5 施工工期工期控制在 60日歷天2.5.1 施工準備 5 歷天，主要事項如下：(1) 生活區(qū)、辦公區(qū)臨時設施的建設，施工用水、用電電源的安 裝與架設；(2) 測量交樁，測量

7、放線及復測、審核報驗；(3) 設計圖紙會審與設計交底，施工組織設計的編制、上報和審 批；(4) 修建施工運輸?shù)呐R時道路；(5) 主要材料計劃、采購、進場；(6) 選擇棄土與暫存土地點；(7) 配合業(yè)主做好工程的各項協(xié)調工作。2.5.2 工作坑降水 10歷天，完成頂進坑與接收坑的降水井施工。2.5.3 頂管坑開挖 20歷天，完成頂進工作坑施工。2.5.4 接收坑制作 16歷天，完成接收工作坑施工。2.5.5 頂管施工 20歷天 安裝頂管機械設施， 3 天； 頂管機入洞頂進調試， 2 天 完成頂進施工， 12天。頂管設備拆除， 3天2.5.6 收尾交驗 5歷天 管縫處理，換漿處理， 雷達檢測，竣工

8、測量。2.5.7 清場 1歷天 清理場地，退場2.6 工期保證措施2.6.1 落實施工組織、施工隊伍、施工機具設備 選派資歷豐富的各類管理人員組成項目部， 加強施工組織， 提前落實施工隊伍。同時根據(jù)本工程的特點，配備充足的施工 機具設備。2.6.2 盡快創(chuàng)造現(xiàn)場施工條件 積極主動地配合建設單位、監(jiān)理、設計等部門作好開工前 的準備工作 ,創(chuàng)造和提供便利條件 ,按時報送各種文件資料及開工前的各項手續(xù)。 做好交接樁等工作， 積極創(chuàng)造現(xiàn)場開工條件2.6.3 技術保證依靠科技進步， 采用新技術、新工藝， 按照施工現(xiàn)場條件、 地質條件，采用先進的土壓平衡頂管機頂進施工工藝，能大大 提高頂進速度，平均達到每

9、天頂進 10 米以上。2.6.4 設備與材料供應的保證 提前作好施工設備的調研及有關技術準備工作，及時維護 好頂管設備及輔助配套機具設備，確保按時進場。落實管材等 材料的加工定貨，確保質量與供應滿足施工要求，有關檢驗試 驗工作提前進行。現(xiàn)場積極創(chuàng)造運輸、存放條件，確保管材等 主要材料提前進場，保證材料供應。2.6.5 加強施工管理，合理組織調度 加強施工中的動態(tài)管理，利用計算機網(wǎng)絡技術和網(wǎng)絡進度 計劃技術進行施工過程的管理，突出重點，抓住主要矛盾，占 滿時間和空間，各工序盡快形成流水作業(yè)，及時做好現(xiàn)場組織 調度，確保關鍵工期的實現(xiàn)。2.6.6 加強作業(yè)層管理，確保各項措施的落實 在施工中加強對

10、作業(yè)層的管理，作好技術交底工作，監(jiān)督 各項技術保證措施的落實，確保工程質量和施工進度。第3章 頂管施工3.1 設計概況天然氣管線在穿越北五環(huán)高速公路匝道時，外加鋼筋混凝土套管從 現(xiàn)況道路的地下穿越，其內徑為 2000毫米。為不破壞原土層應力，確保 道路的正常運營，根據(jù)現(xiàn)場情況及土質特征，采用土壓平衡機械頂管施 工方法進行穿越施工。圖 3-1 機械頂管穿越北五環(huán)匝道南段工程平面圖3.2 頂管穿越位置本工程是機械頂管穿越北五環(huán)高速公路匝道，管線樁號為？， 管線節(jié)點編號為？ -？，穿越長度為 112 米。頂進坑設在道路東南側，接 收坑設于西北側，套管位于高速公路的路面之下，管內徑為 2000 毫米，

11、 管外徑為 2640毫米，管道坡度為 0o，管頂距路面 6.0 米，見圖 3-1。3.3 施工準備3.3.1 組織準備（1）根據(jù)本工程特點和技術要求， 我公司選派施工經(jīng)驗豐富、 責任 心強、曾多次承接機械頂管施工的人員出任項目經(jīng)理， 并配備 技術過硬、 具有豐富施工經(jīng)驗的技術、 測量、施工、質控人員。（2）組織有關部門的技術、 業(yè)務能手到本工程部， 在項目經(jīng)理、 總 工的領導下，各盡其職。（3）集中選拔操作水平高的整編制施工隊伍， 組建豎井、機械頂管、 降水等專業(yè)施工隊伍，確保本工程保質、保量、按期完成。（4）本項目部組織機構由項目經(jīng)理、 總工程師及“四部一室” （即： 工程部、技質部、材料設

12、備部、商務部及辦公室 ） 組成，下設 3 個專業(yè)施工隊、 1 個文明施工環(huán)保隊（見圖 3-2 項目經(jīng)理部 組織機構圖）。（ 5）項目部人員構成（見圖 3-3 項目部人員構成圖）。圖 3-2 項目部組織機構圖 3-3 項目部人員構成3.3.2 技術準備 完成項目部組建，完成施工組織設計方案的編制與審批； 完成現(xiàn)場調查，特別是頂管工作坑范圍及可能與管線矛盾的現(xiàn) 況管線的調查，在此基礎上及時與監(jiān)理、設計配合，確定處理 方案和各方配合措施； 完成測量樁位交接及控制網(wǎng)點的布設工作；3.3.3 人員準備計劃人員詳情參見表 3-1表 3-1工程施工人員計劃表勞動力分配計劃人數(shù)勞動力分配計劃人數(shù)工長1人機械頂

13、管4人測量員2人井坑施工40人材料員1人焊工6人質控員1人雜工20人安保文明員2人管理人員2人電工1人降水施工10人合計90人3.3.4 生產準備（1）臨時設施 臨時生活區(qū)建設：現(xiàn)場搭設帳篷，供施工人員居住。 臨時辦公室建設：施工現(xiàn)場附近租賃民房，作為臨時辦公用 房，如果附近缺少適當民房，在施工現(xiàn)場搭設帳篷作為臨時 頂管指揮部用房。（2）用水、用電 根據(jù)現(xiàn)場的具體情況確定。 臨時用水：生活用水從附近解決，施工用水由現(xiàn)場降水井抽 取的地下水提供。臨時用電：本工程生活用電根據(jù)甲方現(xiàn)場提供的位置臨時搭 接，頂管機施工用電由甲方協(xié)助提供，建立臨時供電系統(tǒng)， 要求供電能力為 200KW 。（3）臨時通訊

14、 施工工地安裝對講機和視頻監(jiān)控設備； 與公司總部的聯(lián)系，使用移動通信設施； 數(shù)據(jù)往來采用公司網(wǎng)上交流的方式。（4）臨時道路 施工前先修建設備和材料進場的臨時通道。（5）臨時場地 選好棄土暫存場地及施工配套設施的安裝場地； 確定配漿工作區(qū)、管材暫放區(qū)及頂管輔助設施排放位置； 頂進坑布置見圖 3-4所示。降水井頂進坑發(fā)電機控制室 堆土區(qū)存管區(qū)辦公室注漿泵 配漿區(qū)操作人員宿舍電閘箱門圖3-4 頂進坑平面布置示意圖吊車3.3.5 材料準備 根據(jù)工程實際需要提出材料計劃，選擇供貨廠家，為材料及時 進場做好前期準備。材料計劃見表 3-3。管材：埋深在 6米 9米之間，按國家標準，管材需要 III 級管，

15、總計 38節(jié)，總長度 112米，其中機頭管 2節(jié)，普通管 36節(jié)，見表 3-3 對各種材料的進場時間及數(shù)量等根據(jù)工程進展情況提前做好 安排計劃，分期、分批進場，并派專人看守。進場材料均需進行質量檢查驗收，不合格材料不允許進場使 用，所有材料均需有質量合格證。3.3.6 機械設備 本工程所投入的主要機械為土壓平衡機械頂管機及其輔助機具 設備，主要施工機械設備用量，詳見表 3-2。序號機械設備名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1土壓平衡頂管機2200套12電焊機22KW臺23注漿泵臺14灰漿攪拌機臺15主頂泵站臺16主頂油缸2.4個47經(jīng)緯儀臺18水準儀臺19吊車25T（50T）臺210運土車輛111空壓機臺1

16、12水泵臺16降水井13水泵臺3井坑頂管施工主要機械設備表表3-2表3-3頂管施工所需管材表序號管材種類規(guī)格單位數(shù)量備注1機頭管III級節(jié)22普通管III級節(jié)36機械頂管施工主要物資材料計劃表表3-3序號品名規(guī)格單位數(shù)量備注1頂鐵1.5米塊12頂鐵0.6米塊13后背鐵2×3.5×0.4米塊24護口鐵2200×200套15機頭道軌6×2米套16機頭道軌2×2米套17管內道軌6米米1208土車個29土斗個210洞口止水圈壓圈2200塊111洞口止水圈底圈2200套112橡膠止水圈2200套113止水圈螺栓M16×50套2014油缸支架22

17、00套115經(jīng)緯儀支架2200套116攪漿罐1200×1500套117儲漿池600×900218注漿泵擠壓式臺119注漿鋼管DN32×6000根3020高壓橡膠管DN32×20000根221塑料管DN25米3022三通DN25個3023彎頭DN25個3024球閥DN25個3025外絲接頭DN25個3026漲栓M16×80根3027空油桶（漿）個128低壓變壓器臺129鋁塑線米20030電閘箱套131機頭閘箱個132低壓鋁線210mm米20033低壓燈泡36v,60w個5034碘鎢燈1000W個1035電纜線70mm2米20036電纜線16mm2

18、米20037電纜線24mm米20038架子管6000根1039架子管2000根2040架子管1000根2041鉛絲8#KG542圍檔塊6043十字扣卡個4044掛勾個245鋼絲繩16×4000根446集箱箱房套147帳篷套148監(jiān)視器套149視頻線米20050電話機臺451電話線米12052方木根2053工字鋼30#米60（井坑）54掘井機刀頭套1消耗55機頭管2200節(jié)2消耗56混凝土管2200節(jié)36消耗57混凝土管止水環(huán)個38消耗58管間橡膠墊個38消耗59鋼板20mm塊260膨潤土噸10消耗61堿KG200消耗62液壓油桶2消耗63水泥噸60消耗64粉煤灰噸50消耗65風鎬個2

19、3.4 測量3.4.1 對建設單位提供的施工區(qū)內的導線網(wǎng)與水準網(wǎng)及其控制點進 行復測，經(jīng)核對無誤后方可使用。測量工作從外業(yè)到內業(yè)必 須做到步步校核。3.4.2 平面測量控制 施工測量按城市測量規(guī)范 CJJ8-99、工程測量規(guī)范 GB5002697的有關規(guī)定執(zhí)行。根據(jù)施工需要，引測三個導 線點至頂管工作坑附近，布設三級導線平面控制網(wǎng)（即采用 原有控制網(wǎng)作為平面控制網(wǎng)） ，形成閉合導線網(wǎng)。 為保證測量精度，對于鋼尺測量的邊長，需加入相應的修正， 測量的平面導線需進行平差計算，測量角度精確至 0.1o，坐標 及高程精確到 1毫米。3.4.3 高程測量 高程控制采用城市四等水準測量的技術施測，使用 D

20、S3水準 儀進行觀測，往返各一次。高程閉合差在 20 L 之內（ L為水 準跨線長度，以千米計）為合格。 井坑內的高程控制點采用長鋼尺導入法將高程傳入，向井坑 內傳遞高程與坐標傳遞同步進行。先做趨近水準測量，再做 豎井高程傳遞。豎井傳遞高程采用懸吊鋼尺法，井上和井下 兩臺水準儀同時觀測讀數(shù)， 每次錯動鋼尺 3-5厘米，施測三次， 高差相差不大于 3毫米時取平均值使用。 高程控制點的布設：可利用平面控制點的埋石作為高程控制 點，也可單獨設置，如特殊需要時可進行加密。加密的水準 點精度不低于高程控制點的精度，其布設形式為附合水準路 線。3.4.4 頂管施工測量頂管施工采用連續(xù)測量與間斷測量結合的方

21、式。連續(xù)測量：在頂進坑后方安放一臺激光經(jīng)緯儀，激光經(jīng)緯儀 按照設計頂進軸線方向發(fā)出一束激光，照射到掘進機的光靶上， 機手按照激光指示路線操控機械頂進。間斷測量：每頂進一節(jié)管后，測量人員對激光經(jīng)緯儀進行校 核，并且采用水準儀， 測量已頂進管道高程偏差情況； 采用水平 尺測量管道水平偏差情況。測量結果填表上報到項目部。3.4.5 測量要求 對于坐標點、 水準點現(xiàn)場需采取可靠的保護措施， 需設立明顯 的標志；施工過程中要注意對測量控制點的保護， 并定期進行 校測。 施工過程中要嚴格執(zhí)行測量復核制度，特別是對中心線和高 程、管線起終點、控制樁位、交叉點等更要嚴格控制，要提前 做好內業(yè)，然后現(xiàn)場實施放樣

22、。 竣工測量： 竣工測量在已有的施工控制點上進行， 測量人員認 真做好原始記錄，及時進行資料的整理、歸檔工作。3.5 施工降水本區(qū)域地下水較豐富，埋藏較淺，在頂管工作坑開挖時需進行降 水處理。擬定采取以大口井井點降水為主、輔以工作坑內集水井明排 的降、排水措施。在頂管工作坑四周布置八口降水井，降水井平面位置在工作坑外邊緣以外 2m，井深 22m。使用反循環(huán)鉆機成孔，鉆孔孔徑 600，井管使用外徑 DN400、內徑 DN300的無砂混凝土管，濾料使用 3mm的豆 石或石屑。在工作坑施作過程中，如果降水效果不好，工作面有滲水的現(xiàn)象 時，可在工作坑內設立一個集水坑，采用集水坑排水，排水與開挖同時進行

23、降水施工工藝流程：場地平整井點放樣鉆機對位成孔下放 井管填充濾料洗井下放水泵抽水降水施工在工作坑開挖前 5天進行，降水工作持續(xù)整個工作的全過 程，包括工作坑開挖、頂管、直到穿管結束。降水施工方法為：3.5.1 打孔 采用 QJ150型鉆機成孔，使用泥漿護壁。孔深比設計井 深多 2米，井底填入 0.5米厚的碎石過濾層。3.5.2 下管 井壁使用無砂混凝土濾管， 直徑400毫米，每節(jié)管長 1米 成孔后，立即開始下管，下管前在地面上打設木樁，將承牽 繩一端栓于木樁上，另一端放入管堵底部與兩側的凹槽里， 管堵用混凝土制成。將首根無砂濾管放入管堵上，然后松動承牽繩進行下管。 下到一半處將 3 6根竹條用

24、 6#鉛絲綁在濾管外壁上，將下一 根濾管對接并用竹條固定后下管，如此至井底，然后將承牽 繩抽出，下管過程見圖 3-5。圖 3-5 降水下管示意圖木樁孔壁承牽繩接頭無砂混凝土管管堵3.5.3 填濾料 在濾管外和孔壁之間回填礫石濾料， 礫石粒徑為 1030毫米，雜質含量小于 3%。人工用鐵鍬沿井口周邊均勻傾倒， 分層填充，連續(xù)完成，從底部填到井口下 1米，上部采用粘土 分層回填，地表夯實。3.5.4 洗井 濾料填充完成后， 立即進行洗井， 清除停留在孔內和透 水層中的泥漿與孔壁的泥漿，疏通透水層。采用壓縮空氣和清 水洗井，洗井后井內沉渣基本不上升為合格，3.5.5 裝泵 每口井內設置 l臺 25m

25、m、揚程為 20米的潛水泵，用繩 將潛水泵吊入井底，接好保護開關后可以開始正式抽水。3.5.6 降水后的水位要在工作坑底面下 l 米。若出現(xiàn)降水井不能完全 有效降水的情況，為保證工作坑順利開挖和支護穩(wěn)定，應在工 作坑內設置集水井，及時排除開挖過程中的滲透水。3.5.7 降水監(jiān)測 降水監(jiān)測與維護期間要對各降水井和觀測孔的水 位、水量進行同步監(jiān)測。降水井和觀測孔的水位、水量和水質 的檢測要符合下列要求：1）降水勘察期和降水檢驗前要統(tǒng)測一次自然水位；2）抽水開始后，在水位未達到設計降水深度以前，每天三次觀 測水位、水量；3）當水位已達到設計降水深度，且趨于穩(wěn)定時，可每天觀測一 次；4）在受地表水體補

26、給影響的地區(qū)或在雨季時，觀測次數(shù)宜每日 23次；5）水位、水量觀測精度要求要與降水工程勘察的抽水試驗相同；6）對水位、水量監(jiān)測記錄要及時整理，繪制水量 Q與時間 t和水 位降深值 s與時間 t過程曲線圖，分析水位水量下降趨勢，預 測設計降水深度要求所需時間；7）根據(jù)水位、水量觀測記錄，查明降水過程中的不正常狀況及其產生的原因， 及時提出調整補充措施， 確保達到降水深度；8）在開挖過程中，要隨時觀測側壁、底部的滲水現(xiàn)象，并要查 明原因，及時采取工程措施。3.5.8 降水維護降水期間要對抽水設備和運行狀況進行維護檢查 ,每天檢查不 少于3次,并要觀測記錄水泵的工作壓力、電動機、水泵溫度，電流、 電

27、壓、出水等情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，使抽水設備始終處在正常 運行狀態(tài)。抽水設備要進行定期保養(yǎng)，降水期間不得隨意停抽。注 意保護井口，防止雜物掉入井內， 經(jīng)常檢查排水管、 溝，防止?jié)B漏。3.5.9 排水在地面上設置 D100 PVC排水干管，將抽出的地下水排入現(xiàn)況排 水系統(tǒng)中。圖 3-6 機械頂管工藝流程圖3.6 工作坑占地機械頂管需開挖工作坑，工作坑分為頂進坑與接收坑。3.6.1 頂進坑：占地面積為 40米× 30米。3.6.2 接收坑：占地面積為 30米× 20米。3.7 頂管施工方法和技術措施土壓平衡機械頂管施工工藝流程見圖 3-6。3.7.2 頂管方式根據(jù)此次施工所穿越

28、的土質， 確定采用土壓平衡機械頂管方法施 工。土壓平衡機械頂管施工是市政管道鋪設的一項新技術， 它省卻了 全線降水（僅工作坑位置降水） ，地面沉降小，對地面構筑物的穩(wěn)定 性影響小，施工不影響地面交通，頂進速度快（平均頂進速度 10米/ 天），適應的土質廣，我公司在北京市是最早使用土壓平衡機械頂管 施工的企業(yè)之一，曾穿越過河流、立交橋、高速公路等多種建筑物； 曾頂進過鋼管、混凝土管等多種管材； 曾鋪設過自來水、 污水、熱力、 電力、燃氣、通訊等多種管線， 對此施工方法已積累了豐富的施工經(jīng) 驗。頂力計算 通常確定機械頂管總頂力，使用經(jīng)驗計算公式：P NGL其中：G 單位長度管體自重（ KN/m ）

29、N 土質系數(shù)，本工程土質取 2.5P 總頂力L 最長頂距按頂距最長的頂進段， 計算頂力： 長度L112米，DN2000毫米的混 凝土管每節(jié)長為 3米，管重為 10800千克 /節(jié)。則預測總頂力為：P = 2.5×112×10800/3×9.8= 9878（KN ）約需1008噸的頂力推動。 中繼間的選用：施工時使用 4臺 200噸頂鎬，共計僅有 800噸頂推力， 在頂進中需使用中繼間，根據(jù)施工經(jīng)驗中繼間可加在第 12節(jié)管后，中繼 間以后的管道因為僅有摩擦阻力，沒有機頭的迎面阻力，相對所需的推 力較小，可以僅使用一個中繼間。3.7.3 工作坑尺寸頂管需開挖工作坑，

30、工作坑分為頂進坑與接收坑， 其深度由設計 管底高程決定， 頂進坑底部需做 30厘米厚的混凝土底板， 接收坑底部 不做混凝土底板。 管外底高程加上機坑軌道及底板厚度， 就是頂進坑 的坑底標高， 接收坑標高與管外底標高相等。 綜合頂管機具的尺寸及 作業(yè)要求，確定頂進坑及接收坑的凈空尺寸：頂進坑： 8.5米（長）× 5米（寬）× 10.0米（深）接收坑： 6米（長）× 5米（寬）× 10.0米（深）3.7.4 頂管工作坑做法機械頂管需做兩個工作坑， 一個是頂進坑， 一個是接收坑。 頂進 坑與接收坑的做法基本相同， 不同之處是： 頂進坑底板采用鋼筋混凝 土施做，

31、接收坑底板只需保留原狀土即可。做法如下：參見圖 3-8，圖 3-9，圖3-10（1）管線調查：工作坑施工前需進行地下管線的調查，提出對原 有管線的保護方案，施工中不得損壞原有管線。（2）探槽：工作坑施工須先開挖探槽，開挖相互垂直的二條探槽， 分別平行于工作坑的兩邊，其長度須大于工作坑開挖范圍 1米， 深度的確定須配合地下管線調查資料，通常在 2米左右。3）工作坑上口采用混凝土地圈梁、墻壁采用錨桿固著混凝土錨 噴支護。4）土方開挖：上部采用機械與人工配合，下部土方在錨噴施作 的同時人工挖土，垂直運輸采使用吊車和土斗。5）地圈梁的施工：地圈梁尺寸為寬×高 1000mm× 500

32、mm， 其頂面標高為從自然地面下反 0.5米。地圈梁內側采用鋼模， 混凝土標號為 C25。6）錨桿：錨桿使用 22的羅紋鋼，長度為 1.5米，與每層鋼格 柵連接，同層鋼格柵的錨桿間距 1米，向下傾斜 15度。7）支撐：選用 30#工字鋼做支撐，與鋼格柵焊接在一起，每道 支撐分步采用盤撐、角撐、直撐，角撐在四個方角內側，長 度為 1.5米。垂直的兩道支撐間距不大于 2米，最后一道支撐， 距坑底 3.2米。為便于吊裝頂管掘進機， 要求頂進坑的橫支撐， 平面上距后背墻不大于 2.8米。8）墻壁錨噴：用鋼筋與混凝土地圈梁下部的骨架連接，在地圈 梁底部安放、焊接第一層鋼格柵，鋼格柵使用 22的羅紋鋼 制

33、作。作業(yè)時依次向下逐層施工，同層須分部位間隔挖土、 安裝鋼格柵、鋼筋網(wǎng)片，并錨噴混凝土。要求鋼格柵的垂直 間距：深度 5米以上為 1米， 5米以下為 0.5米；網(wǎng)片鋼筋采用 6100×100，雙層；混凝土強度等級為 C20，材料為水泥、 中粗砂、豆石（粒徑在 0.51.0 cm），配合比為水泥：砂子： 石子 1：1.8 : 1.9，并加入速凝劑，速凝劑為水泥重量的 3 5%。錨噴混凝土厚度為 30厘米。為了保證安全，嚴禁同層貫 通挖土，每層鋼格柵需用豎向連接筋相互焊接，連接筋使用 12羅紋鋼，間距1.5米，若單面焊接， 其搭接長度應大于 20 厘米。（9）頂進坑底板：在挖深達到頂進坑

34、底標高后施作底板，底板現(xiàn) 澆30厘米厚的 C20混凝土，使用 20雙層羅紋鋼，間距 200 ×200。底板預留 500×500× 500毫米集水坑一個。3.7.5 機械頂管后背（1）機械頂管后背結構為：錨噴墻 +混凝土 +后背鐵。（2）在錨噴墻壁前垂直地面放置后背鐵，后背鐵與錨噴墻面之間 的空隙以 C20素混凝土澆灌填充。（3）頂進坑后背要有足夠的強度，在頂進過程中能承受千斤頂?shù)?最大作用力；（4）后背墻表面要平順，并且垂直于頂進管道的軸線，避免產生 偏心受壓。3.7.6 導軌安裝 導軌安裝是頂管施工中一項重要的工作， 安裝的準確與否直接影 響管道的頂進質量，其安

35、裝要求如下： 兩導軌要平行、等高，或略高于管道設計高程的 2 厘米左右， 其坡度與管道坡度一致； 安裝后導軌要牢固，不得在使用中產生位移，且需設專人經(jīng) 常進行檢查； 將機械頂管導軌安放在工作坑底板上，導軌兩側牢固地焊接 工字鋼，工字鋼須另一端須牢牢抵在側墻上。3.7.7 止水環(huán)安裝 為防止掘進機入洞時地下水涌入工作坑，在頂進方向的墻壁上 安裝止水環(huán)。首先，進行測量，確定止水環(huán)安裝的位置；其次，將 止水環(huán)底圈固定到墻壁上，用混凝土封閉底圈與墻壁之間的縫隙；然后，在底圈上固定防水橡膠板；最后，安裝止水圈壓板。在掘進 機入洞之前才允許將止水環(huán)內的墻壁鑿除。1、機坑導軌4、后背鐵7、止水圈10、光靶2

36、、頂鎬 3、激光經(jīng)緯儀5、頂鐵 6、砼管8、土車 9、操作臺11、機頭63.7.8 頂管機就位 用50噸吊車吊裝頂管機，將頂管機放入頂進坑內的導軌上，頂 管機前端距井壁約 300毫米。就位后先檢查頂管機的軸線是否與機 坑軸線、導軌軸線以及主頂油缸的軸線保持一致，發(fā)現(xiàn)偏差立即調 整。無誤后再進行頂管機電路、油路、注漿系統(tǒng)的安裝調試。圖 3-7 土壓平衡頂進示意圖3.7.9 機頭入洞 先將洞口處的墻壁鑿除， 洞口處，人工向前挖土 500800 mm， 再將機頭徐徐推進洞口里，待刀盤全部進洞，調整止水圈位置，使 其完全封閉地下水。 然后開動頂管機刀盤， 待土倉壓力升到 0.1 MPa 時，這時螺旋輸

37、送機的土壓也上升到 0.07 MPa左右。掘進機開始入 土時，機頭外露，只存在軌道對機頭的摩擦力，機頭易發(fā)生旋轉， 故在入土前兩米頂進時， 頂進速度控制在 5毫米 /分鐘以下，以防機 頭整體旋轉，并觀測機頭傾角和旋轉變化，及時修正和調整。傾角 的變化用糾偏千斤頂調正，旋轉角大于 ±30度時，可使用刀盤反轉調正，頂進 2米以后在機頭不旋轉的情況下可逐漸加大頂進速度。 機頭完全入土后，土倉壓力控制在 50 80KPa，下第一節(jié)混凝土管 做反封閉。正常頂進1）土倉壓力的設定： 按計算表數(shù)值設定，施工時設備自控可 保證 10%的土倉壓力：遇有砂層、砂礫石層、下穿道路、離構 筑物較近時， 土倉

38、壓力設定適當加大 30%左右，以提高安全系 數(shù)。2）觸變泥漿減阻：頂管過程中，須同步注入減阻泥漿，它是減 少頂進阻力、提高頂進速度的重要一環(huán)，減阻泥漿采用膨潤 土配制而成。膨潤土一般要求膠質價在 80以上。膨潤土進場 后，先測定其膠質價，根據(jù)膠質價確定配合比，見下表（重 量比）：膨潤土泥漿重量配合比膨潤土膠質價膨潤土水堿60701005242370801005241.52809010061423901001006141.52膨潤土泥漿的拌和時間一般為 20至30分鐘。泥漿制備后， 須靜置 24小時方可使用，使其充分吸水，膨潤成膠體，使用 比重計測其比重，掌握在 1.15g/cm3為宜。在機頭尾

39、部設置有觸變泥漿注漿孔，頂進施工的同步注 入觸變泥漿，以形成原始漿套；每節(jié)混凝土管均有三個注漿 孔，頂進過程中，通過注漿孔持續(xù)補漿。注漿使用擠壓式注 漿泵，注漿口壓力控制在 0.130.22 MPa。視儲漿池內觸變泥 漿下降的速度及頂鎬壓力表讀數(shù)調節(jié)注漿壓力。3）頂進測量： 初始頂進每 1米測量一次，并做記錄。正常頂進 時，每頂進 3米測量一次，遇有糾偏每 1米測量一次，測量時 要注意照射到機頭激光靶上的激光點和管道中心軸線的一致 性，若出現(xiàn)偏差通知機手及時調整。測量人員分別繪制出管 道中心及高程曲線圖，隨時預測機頭的前進趨勢。4）頂進糾偏：不斷地觀察光靶上激光點的行走軌跡，如發(fā)生偏 移大于

40、20毫米，預測機頭又有向偏差大的方向發(fā)展的趨勢時， 要采取糾偏措施。糾偏時開動糾偏千斤頂。糾偏時每 1米測量 一次，并做機頭和機尾的數(shù)據(jù)比較，有回歸趨勢時，保持一 段頂進距離后，要停止糾偏，防止左右擺動。糾偏的原則是 勤糾、微糾，每次糾偏量不要過大，而且要注意發(fā)展趨勢， 當上下、左右均發(fā)生偏差時，先糾上下、后糾左右。5）頂進速度：頂進速度控制在 30毫米 50毫米 /分鐘，人洞后的 前 10米以及糾偏時用較低速度，以后視出土情況、刀盤扭矩 情況適當加快頂進速度。6）出土外運： 掘進機刀盤切削破碎土體，由螺旋輸送機將泥土 輸入到管道內部，使用土車通過管道將泥土運入頂進坑中， 再使用吊車運到地面，

41、倒入泥土暫存區(qū)，定期外運。7）安裝管節(jié)： 管節(jié)下坑前先進行外觀檢查，包括管端面是否平 直、管壁表面是否光潔、管體上有無裂縫等等，檢查合格的 管子用吊車放到頂進坑內的導軌上，進行頂進。8）下管時，機頭在停止頂進的狀態(tài)下，刀盤轉 35分鐘，在停 機和同時螺旋輸送機出土的情況下，排土液壓門關閉，并斷 電以保證土壓倉土壓達到平衡。下管工序完成后，再頂進時， 應先開刀盤，再依次開螺旋輸送機、推進系統(tǒng)。9）機頭出洞：機頭推進到距接收坑約 2米處，拆除接收坑洞口處的墻壁，從接收洞口中心部位打進一根鋼釬尋找機頭，洞口處的土體開裂并向外凸出，仔細測量機頭上、下、左、右的四個方向，與出洞口的大小、位置合適時，啟動

42、主頂油缸繼續(xù)推進，至中心刀露出時，停止推進。安置機頭接收托架， 然后，慢慢將機頭推入接收坑內。10）使用吊車將機頭吊運出坑。泥漿置換頂管完成后及時對管道外壁進行充填加固， 把原注入的膨潤土漿 置換掉。使用的泥漿置換材料為水泥加粉煤灰漿， 其配比為水： 水泥：粉 煤灰=5：1：3。通過管道內部的壓漿孔壓注，注漿次數(shù)不少于三次， 兩次間隔時間不大于 24小時。每二節(jié)混凝土管編為一組， 分為注漿孔與排漿孔。 將注漿泵清洗 干凈，吸漿龍頭放入灰漿池內，開啟注漿泵，打開第一組注漿孔， 當 第一組排漿孔冒出灰漿后，關閉閥門， 再打開第二組，以此類推，直 到全線完成。再關閉所有閥門，保壓三十分鐘，保壓時注漿

43、壓力為 1 MPa。泥漿置換完成后，應拆除主通道漿管和管內弧形漿管就地清洗， 以免漿液凝固堵塞。雷達檢測 泥漿置換完成后，需進行雷達檢測，對雷達檢測出的空洞地方， 須再補注水泥 +粉煤灰漿充填。設施拆除 套管頂進、換漿、檢測全部完成后，拆除頂鎬、后背鐵等頂管設備。連接筋C25鋼筋混凝土鎖口圈梁1000mm×500mm地面以下 5m內鋼筋混凝土圈梁間 距 1.0m， 5m以下間距 0.5m掛網(wǎng)噴C25混凝土, 厚度為300mm。底板標高比混凝土管內底低 400mmC25混凝土底板 300mm，雙層直徑20020×200與側墻鋼筋連接牢固圖 3-8 頂管工作坑支護示意圖4/20

44、10/2018200100018200181000 在鎖口圈梁內錨固長度 350圖3-9 地圈梁配筋圖181000*1000 6100*100×圖 3-10 網(wǎng)片大樣圖第 4 章 頂管施工常見病害的防治4.1 管道軸線偏差過大4.1.1 偏差結果 管道軸線與設計軸線偏差過大，使管道發(fā)生彎曲，甚至造成管節(jié) 損壞，接口滲漏。4.1.2 預防措施1) 頂管施工前對管道通過地帶的地質情況認真調查， 指導糾偏 糾偏按照“勤測量、勤糾偏、小量糾”的操作方法進行。2) 采用同種規(guī)格的千斤頂，使其頂力、行程、頂速相一致，保 持頂力合力線與管道中心線相重合。3) 加強頂管后背施工質量的控制，確保后背不

45、發(fā)生位移，并使 后背平整，以保證頂進設備的安裝精度。4) 頂進過程中隨時繪制頂進曲線，以利指導頂進糾偏工作。4.2 地面沉降與隆起4.2.1 沉降、隆起結果 頂管施工過程中或施工后，在管道軸線兩側一定范圍內發(fā)生地面 沉降或隆起，使管道周圍道路交通受到影響，甚至危及到正常使用和 安全。1) 嚴格控制頂管軸線偏差，執(zhí)行勤測量、勤糾偏、小量糾的操 作方法。2) 在頂進過程中及時足量地注入符合技術標準的潤滑支承介質 填充管道外圍環(huán)形空隙。施工結束及時用水泥或粉煤灰等置 換潤滑泥漿。3) 嚴格控制管道接口的密封質量，防止?jié)B漏。4.3 頂力突然增大4.3.1 增大現(xiàn)象在頂進過程壓力表指針突然增大。4.3.

46、2 防治措施1) 按不同地質條件配制適宜的泥漿，并采取同步注漿的方法， 并及時足量的沿線補漿，經(jīng)常檢查膨潤土質量，特別是不得 含砂2) 頂進施工前對頂進設備進行認真的檢修保養(yǎng)。3) 停頂時間不能過久，發(fā)生故障及時加以排除。4.4 管道接口滲漏4.4.1 滲漏現(xiàn)象管道接口滲水、漏水。嚴格執(zhí)行管節(jié)和接口密封材料的驗收制度，嚴禁使用不合格產品。嚴格控制管道軸線，必須按“勤糾” 、“小糾”的原則進行， 以避免接口不勻而使膠圈減小止水作用。下管時，要在鋼絲繩與管口之間加橡膠墊，保護管口。采用F型插口管材， 并選用相匹配的橡膠圈， 事先檢查橡膠圈的質量，臨下管前抹好潤滑劑，安裝要正確。4.5 鋼筋混凝土管

47、節(jié)裂縫4.5.1 裂縫現(xiàn)象 管節(jié)縱向和環(huán)向有明顯裂縫，造成管道滲水、漏水。4.5.2 預防措施1) 管材進場后要進行質量驗收，驗收不合格要及時退貨。2) 頂進時嚴格控制管道軸線偏差，控制頂力在管節(jié)允許的承壓 范圍以內。3) 在管節(jié)運輸過程中采取管墊等保護措施，并做到吊(支)點 正確，輕裝輕卸。4.6 頂管前端正面土體坍塌4.6.1 坍塌現(xiàn)象 頂管施工中實際出土量遠遠大于理論出土量，且地面有明顯 塌陷。4.6.2 預防措施 頂進施工中采取短開挖、勤頂進的方法，并隨時注意到土質 的變化情況， 向土倉內加泥漿， 使出土量與頂進量基本一致， 保持 土倉壓力平衡。第 5 章 安全防護施工措施5.1 安全

48、技術保證體系 為了保證本工程施工中的安全保證，公司、項目部及班組三級分別 成立安全小組，以便加強安全管理工作。現(xiàn)場施工的安全保證體系見圖 5-1。圖 5-1 安全保證體系頂管專項經(jīng)理劉紹海專項總工 武志國安全員 于曉磊施工員 李震技術員 張青機械員 蘇利國5.2 安全管理目標積極開展安全達標工作， 切實貫徹安全生產責任制， 強化安全意識， 本工程杜絕重傷和死亡事故，輕傷事故頻率控制在 1以下。5.3 安全崗位職責為確?，F(xiàn)場文明安全工作目標明確、職責明確，頂管部從項目經(jīng)理 到施工員、作業(yè)隊層層落實崗位安全責任制。1）認真執(zhí)行國家、北京市、本公司安全生產、勞動保護的法規(guī)及 規(guī)章制度。對本單位在生產

49、經(jīng)營活動中的安全健康負全面領導 責任。2）建立、健全安全生產保證體系，領導組織實施本單位安全生產 工作目標，督促、檢查各職能部門人員執(zhí)行安全生產責任制。3）落實施工組織設計、施工方案中各項安全技術要求，嚴格執(zhí)行 安全技術措施審批制度及設備、設施交驗、驗收、使用制度， 保證安全技措及勞動保護用品經(jīng)費的落實。4）隨時掌握安全生產動態(tài)，監(jiān)督并保證安全生產保障體系的正常 運轉，認真執(zhí)行 ISO9001“安全生產管理程序” ，開展定期和不 定期地組織安全生產檢查，及時消除事故隱患與不安全因素， 制止違章指揮和違章作業(yè)。嚴禁職工在工作中間休息或就餐時 飲酒。5）嚴格遵守特殊工種的安全管理規(guī)定，組織職工的各

50、項安全生產 教育。6）發(fā)生因工傷亡及重大未遂事故，要做好搶救傷員、保護現(xiàn)場、 及時上報的工作，并協(xié)助事故調查組參加事故的調查處理，制 定、落實各項防范措施，認真吸取教訓，對事故責任者提出處 理意見，報上級審批。1）組織有關人員認真學習和貫徹執(zhí)行安全生產和安全技術管理規(guī)定，對頂管項目工程生產經(jīng)營中的技術工作負安全責任。2）主持制定、審批、上報安全技術措施，并監(jiān)督落實。及時解 決施工生產中的安全生產技術問題。對執(zhí)行中發(fā)現(xiàn)的問題及 時予以糾正。3）在組織編制和報批施工組織設計、施工方案或專業(yè)工程項目 施工方案以及大型臨時設施、特殊施工設施、自制生產機具 的施工或設計方案時，要把安全措施滲透到各個環(huán)節(jié)

51、中去， 使方案、措施成為科學地全面地指導施工的依據(jù)，確定后的 方案如有變更，要及時修訂、上報。4）負責領導安全技術方面的宣傳、教育、培訓工作，參加安全 檢查，對檢查出的隱患要從技術措施方面提出改進辦法。5）主持制定采用新技術、新工藝、新設備、新材料的安全技術 措施和安全操作方法，報上級審批后負責實施。6）主持重要、特殊工程部位的安全技術交底，領導安全技術攻 關活動。7）參加本單位職工因工傷事故及重大未遂事故的調查分析，從 技術上分析事故的原因，提出防范措施。1）負責編制審查施工組織設計和施工方案， 認真貫徹執(zhí)行有關安全、文明生產技術及安全、文明生產操作規(guī)程。2）在編制生產計劃時，組織保證安全、

52、文明工作與生產任務協(xié) 調一致。3）貫徹執(zhí)行涉及企業(yè)安全工作的有關法規(guī)及規(guī)定， 協(xié)助項目副 經(jīng)理負責工程施工、生產安全管理，負責安全檢查工作，制 定項目部安全管理規(guī)定。4）組織安全生產活動，組織系統(tǒng)進行安全檢查。參加施工組織 設計中有關安全技術措施的制訂，并對執(zhí)行情況進行檢查。5）組織特殊工種培訓、考核和管理。負責對參與頂管施工的全 體職工進行安全教育、考核。6）負責職工勞保管理及工程事故的調查處理。7）在建設單位統(tǒng)一領導下，做好施工現(xiàn)場及臨時生活區(qū)、辦公 區(qū)的治安保衛(wèi)工作。1）在經(jīng)理的領導下，認真貫徹執(zhí)行有關的各項安全、文明生產 法規(guī)、規(guī)程、措施方案。2）在布置生產任務的同時，必須下達書面的安

53、全技術交底。1）組長是本組安全、文明生產第一責任人，認真貫徹執(zhí)行有關 的安全、 文明生產管理制度、 安全技術交底、 安全操作規(guī)程。 做好本組安全、 文明教育，不違章指揮， 堅決制止違章作業(yè)。2）作業(yè)工人自覺執(zhí)行各項安全、 文明生產操作規(guī)程、 安全交底、 安全、文明勞動紀律。不違章作業(yè)，服從安全人員的管理。 有權拒絕違章指揮。5.4 安全作業(yè)措施1）起吊前應檢查吊車是否完好，吊車的吊裝不能超載，吊具強度能夠滿足吊裝重量的要求；2）吊車作業(yè)要有專人指揮，使用通用信號和手勢；3）作業(yè)場地應堅實，車體應平整，汽車吊支撐腿伸展應適當，支撐堅實有力；4）超重臂下嚴禁有人，作業(yè)區(qū)上方應明朗開闊，不準在輸電線 路下作業(yè)；5）作業(yè)時必須起吊平穩(wěn)，慢速均勻升降，不得在