顶管施工组织设计

第五部分：施工组织设计
第一章工程概况及施工特点
1.1 工程简介
1。

1.1概况
工程名称：庐江县第四中学、城关小学、城北小学、城西小学及兆河路污水管网工程
工程地点：庐江县庐城镇范围内
施工范围:工程量清单及施工图纸内的所有施工项目。

工程概况:本工程主要是庐江县城西、城北、城关三所小学及县第四中学雨污分流改造工程及兆河路（军二路～文昌路)污水顶管工程。

县城西小学污水管直径D300，长度约44m；城北小学污水管直径D300，长度约67m;建城关小学污水管直径D300，约108m，南侧门面房污水就近排至城关5、6#井，文北污20#井内，采用UPVC管，长度暂定为50米;庐江第四中学污水管直径D300，长度约179m；铺装路面管道采用10cm砂垫层，D300污水管.中粗砂回填基础，级配碎石，3cm砂垫层，铺装砖块。

兆河路污水顶管工程，污水管用D500及D800的污水管道，十七座接收井用Φ1250砖砌式检查井,七座工作井采用Φ1500砌砖式检查井,管道长度约1333.27m.工程主要为塑料污水管开
挖铺设、顶管施工、管道基础施工、路面的破挖及恢复、检查井砌筑等。

1.2 工程特点
1、该工程施工地点分散。

2、工程所在地交通便捷，主要建筑材料均可就近购买.
3、施工阶段跨越雨季,需加强季节性施工措施。

1.3工程实施的重难点和解决案
施工的重难点为兆河路污水管网顶管部分。

施工中易出现的问题及
解决办法：
1、导轨偏移
⑴、现象
基坑导轨在顶管施工过程中产生左右或高低偏移。

⑵、原因
①、导轨自身的强度不够,受到管子自重的压力而变形。

②、导轨固定不牢靠，受到外力及震动后发生偏移。

③、导轨底部所垫木板太软而产生较大变形。

⑶、防治措施
①、对导轨进行加固或更换。

②、把偏移的导轨校正过来，并用牢固的支撑把它固定。

③、垫木应用硬木或用型钢、钢板，必要时可焊牢。

④、对工作底板进行加固。

2、后靠背严重变形、位移或损坏
⑴、现象
①、后靠背被主顶油缸顶得严重变形或损坏，已无法承受主顶油缸
的推力。

②、后靠背被顶得与后座墙一起产生位移.
③、钢板桩工作坑，由于复土太浅或被动土抗太小而使钢板桩产生
位移影响到后靠背的稳定。

⑵、防治措施
①、应该用刚度好的钢结构件取代单块钢板做后靠背。

②、后靠背后面的洞口要采取措施，可用刚度好的板桩或工字钢叠
成“墙”垫住洞口或管口。

③、后座墙后的土体采用注浆等措施加固，或者在其地面上压上钢
锭，增加地面荷载。

④、用钢筋砼浇筑整体性好的后座墙，并且尽量使墙脚插入到工作
坑底板以下深一些。

3、测量仪器移动
⑴、现象
用测量仪器观察标尺，偏差一下子大很多或无法找到标尺.在大多
数情况下水准气泡也不准.
⑵、原因
仪器被人碰到而移动或者是固定仪器的架子有移动。

⑶、防治措施
①、仪器架一定要固定在基坑底板上，而且底板要牢固，不要把仪
器架固定在会移动的支撑等上面.
②、仪器附近应设栏杆，防止被碰，失准。

③、发现仪器移动必须重新安装好,必须对原始数据做核对,确保重
新安装后的仪器数据正确.同时，还应有人复核，并做好记录。

4、管接口处错口
⑴、现象
①、错口不规则，错口不大。

②、错口较大，有的可达到管壁厚度或更大。

⑵、原因
①、错口不大,大多由于管接口处失圆，管壁厚薄不均匀所造成的
②、错口较大是由于T型钢套环损坏。

T型钢套环套在管子外面的接口处,在纠偏过程中纠偏力会使钢套环损坏。

T型钢套环套在管子外面的接口处，在纠偏过程中纠偏力会使钢套环变形,环口扩张。

当朝前的张口充塞满泥砂以后，欲向相反方向纠偏时，这个张口必须闭合，张口
内的泥砂被挤,T型钢套环的直径会被撑大。

反复纠偏，T型钢套环焊缝处易被撕裂，同时，钢套环的环口就发生卷边。

T型钢套环连接的前后两只管子就发生错口，随着推进距离的增长，错口会越变越大，甚至使
管道报废。

⑶、防治措施
①、加强对成品砼管质量的复查、挑选。

②、控制好顶管的方向，有偏差要及时纠偏，慢慢地纠正,以防纠
偏过头。

③、如果在砂性土中应增加触变泥浆的注入量，让浆套很好地形成.
④、在砂土中顶管，最好采用F型接口,因为F型接口的前半部是埋在砼管内的，在纠偏过程中能承受较大的纠偏力，钢套不会损坏。

5、管端破损
⑴、现象
①、在顶进过程中管端内壁产生剥落。

②、顶进过程中发现管端出现环形裂缝，同时有一部分内壁剥落。

⑵、原因
①、两管的张角过大,使其受压面积下降，压应力增加，超过管子
所允许的压力。

②、主顶油缸的总推力超过了管子所能承受的推力，往往发生在靠
近工作坑处的几节管子中。

当然后一种情况也有可能与前一种情况同时
发生在一处。

③、木垫环太薄或太硬。

⑶、防治措施
①、在顶进过程中认真控制好方向,纠偏不要产生大起大落。

②、适当增加垫板的厚度，尽量扩大在张角大时的受压面积。

③、在损坏的接口处用环氧树脂修补后再安装上内套环。

6、管接口渗漏
⑴、现象
管接口处有地下水渗入或者产生漏水漏泥现象。

⑵、原因
①、管接口损坏.
②、张角过大使密封失效。

③、橡胶止水圈没有安装正确或已损坏。

⑶、防治措施
①、同5防治措施
②、安装前应查前橡胶止水圈的规格、型号与外观质量，正确套入砼管的插口槽入。

在止水圈进入套环之前要涂抹些浓肥皂水。

止水圈不
能有翻转有挤出现象。

7、管壁裂缝与管壁渗漏
⑴、现象
管内壁有渗水,并有环向、纵向或不规则的裂缝。

⑵、原因
①、管口附近出现环向裂缝，大多是纠偏过量。

此种裂缝在企口管
中最为常见。

②、管内产生纵向裂缝则有可能:管顶载荷太大,管子未达到应有的养护期，成品管子质量有问题，管子的砼不符合标准等。

③、管子承受的推力过大。

⑶、防治措施
①、防止纠偏过度，企口管管口张角每增加0.5度,其承受的推力
则下降50％左右.
②、可在企口管承受推力的端面上垫上一定厚度的木垫环,以增加
管口承受推力的接触面积.
③、加强管子使用前的检验工作。

④、安放中继间。

8、地面沉降
⑴、现象
在顶管施工完成以后，在管子中心线左右两侧的地面产生沉降.并
且，随着时间的推延，沉降槽的宽度与深度均匀与日俱增.
⑵、原因
沉降的原因有四种：第一种是超挖所造成的，正常的挖土量须控制在应挖土体的95%～100%之间。

第二种是顶管过程中对土拓扰动而产生的沉降。

第三种则是由于润滑浆套内的浆液流失所造成的沉降。

第四种是由于采用了辅助的降水施工所造成的沉降。

⑶、防治措施
①、控制好尺进与出土量之间的关系,做到不超挖。

②、润滑浆要有一定的稠度，不能太稀。

如果对沉降要求很高的情
况下顶完全程后,必须用充填浆把润滑浆完全置换出来。

③、尽量少采用降水这一辅助施工手段，而采用无须降水的机械式
顶管施工。

严格地讲,在顶管施工过程中，地面沉降是不可避免的.但是，采用不同的施工方法，会有不同的沉降结果。

沉降由大到小的顶管施工方法是:手掘式面管、气压式顶管、土压平衡式顶管、泥水平衡式顶管。

另外，同一顶管施工方法,由于土质的不同和复土深度不同、管道直径不同，也有不同的沉降.只有掌握了这些基本规律，才能对沉降作出有效
的预测。

9、严重偏高
⑴、现象
管子前面出现塌方，工具管及管子均严重偏高。

⑵、原因
管子严重偏高是手掘式顶管中常见的质量通病。

其产生的原因都是土质较差的前提下，辅助施工措施（如降水等）又没有很好发挥作用时，工具管前方发生塌方.这时，操作者为了罅塌方而错误地采用了所谓的“闷顶”，即不出土的情况下一味地往前顶而造成的。

因为在工具管前方发生塌方时，塌方的土就按土的自然休止角涌入工具管内，工具管前上方的土受到了扰动。

这时，工具管往前顶时就会沿着土的自然休止角往上爬。

当清理完管内的土再进行测量时，工具管已爬得很高了.情况严重的工具管可爬到地面附近，在数十米长度内可一下子爬高2~3米.所以“闷顶"是万万不可采用的。

⑶、防治措施
当工具管前方出现塌方以后应采取必要的辅助施工方法来稳定挖掘面。

如采用井点降水或采用注浆等措施,也可在工具管内充以适当的
气压来使挖掘面稳定。

10、左右偏差较大
⑴、现象
左右偏差已超差，而且方向纠偏越纠越偏。

⑵、原因
左右偏差一般较高低偏差引正起来容易些，发生在手掘式顶管中的
这种偏差不外乎于以下几种原因：
①、采用单排单边井点降水,产生靠近井点的一边的土较硬，另一
边土软软,因此工具管和管子偏向土软的一边。

②、手掘式因为比较简单，施工人员没有引起足够的重视,派不太
熟悉测量仪器的人进行测量，仪器看错。

⑶、防治措施
①、降水也好,注浆也好，尽量使管子两侧的措施对称。

②、测量人员一定要经过严格培训合格以后方可上岗，对初上岗的人员要在有经验较丰富的人员带领下进行作业，同时多加以复核，以免
测量差错.
11、严重偏低
⑴、现象
工具管越顶越低，工具管内下部的土比较湿，比较软。

⑵、原因
造成这种偏差的原因是由于工具管上部土较硬，下部土软软。

土软硬可有两种情况:一种是土质本身存在着上层较硬，下层较软，我们是在两层土之间顶进。

另一种是由于辅助施工措施使用不当或该措施没有
充分发挥作用的结果。

例如，当采用井点降水时其降水深度太浅，没有降到管底以下,从而发生了前述情况。

⑶、防治措施
①、尽量多挖上部较硬的土，而少挖下部较软的土。

②、延长井点降水时间或设法改善井点降水效果.
12、主顶推力过大
⑴、现象
主顶油缸的推力已超出正常顶进阻力，每平方米管外面积的综合摩
阻力已达20KN以上.
⑵、原因
①、管子顶得不直，方向和高低偏差有大起大落现象.
②、注浆效果不好，使管子与土层间形不成浆套.这是手掘式常见的问题之一.因为手掘式的工具管是敞开的，前几节管子不能充分注浆，否则浆液会流到挖掘面上去，因此，不易形成浆套。

或者是上述两种情
况兼而有之。

⑶、防治措施
①、方向纠偏切忌过猛。

②、加强注浆管理。

可适当地增加浆液的稠度和注浆量。

③、提前安装中继间.如果当主顶推力接近设计总推力的80％时，
就应安装中继间。

当主顶推力达到设计推力的90%时，就应启动中继间.如果是长距离顶管，第一只中继间的安装位置还可适当提前些，以
留有余量。

1.4 现场条件
1.4。

1场地条件
本工程施工现场已具备施工条件，场内外道路畅通，施工用水、用电可
由业主指定接口与现场管线接通。

我单位如有幸中标，首先将搜集当地有关气象资料,并对收集的资
料进行分析。

从中了解有关规律性，以有效指导施工。

1。

5 施工用电、用水
业主在施工现场附近接通自来水水管,施工用水由业主就近在现有管线上接通引至施工现场各用水点即可。

施工现场由业主提供的电源,
根据施工情况，我公司合理安排。

第二章各分部分项工程的主要施工方案及技术措施
2。

1 工程测量
根据业主提供的控制点，建立施工测量控制网，作出几条主轴线的控制桩，经复核无误后,提出测量报验单，经监理同意后,方可进行下道
工序的施工.
2.1。

1 测量依据
（1）国家现行规范：《工程测量规范》（GB50026—93)；
(2)按设计的施工图纸及相关标准图集；
（3）业主方及其有关单位组织的施工现场有关测量控制点的交接和提供的相关资料.
2.1。

2 施工测量的组织
（1）测量人员的素质
该工程的测量工作，关系到能否满足设计要求，能否满足国内外相关规范的要求。

我们将组织有理论和实践经验的测量人员来承担此项目的测量作.
(2)施工测量的组织
以项目经理部牵头组织专业测量人员组成专业测量组。

本工程的测量控制网由我单位测量大队测设,经业主和监理工程师验收确认后，交给项目部测量组使用，项目部测量组在使用前应予以检查及复测.
2。

1.3 测量设备的配备与管理
(1) 测量设备、仪器准备：
全站仪1台
精密水准仪3台
钢卷尺50m 4把
(2)测量设备管理
1)所有测量仪器、钢尺需检定合格后方可使用.
2）严格按照GB50026—93《工程测量规范》要求执行.
3）所有测量仪器、钢尺等都由专业人员专人负责保管.
2。

2 土石方工程施工
2.2。

1 土方开挖
沟槽土方开挖要配合圆管涵基础施工的进度进行，挖土采用机械开挖,预留20cm待人工清底，符合回填要求的土方集中堆放在开挖周边，多余土石方运至指定弃渣场堆弃。

2。

2.2 土石方回填
本工程整个回填施工将分两个工序进行，回填料为混合料及土方，将先回填混合料至一定设计标高之后，再回填土方。

⑴施工准备
填土基底已按设计要求完成或处理好，并办理检验签证。

检查和办好隐蔽验收手续，结构已达到规定强度.填土前,做好水平高程的测设.清除填区内的积水和有机杂物。

⑵施工工艺
在四周同时进行.采用机械回填办法进行回填。

对回填部分进行分段分层回填、压实，在交接处应填成阶梯形,每层互相搭接，其搭接长度不少于每层填土厚度的两倍，上下两层错缝距离不少于1m。

每层填土压实后都按要求做干容重试验。

压实系数达到设计要求。

⑶施工注意事项
①回填土应按规定每层取样测量夯实后的干容重，在符合设计要求或规范要求后，才能回填上一层。

②严格控制每层回填厚度。

③严格选用回填材料的质量，控制含水量，夯实遍数等是防止回填土下沉的重要环节。

④雨天应不进行土石方回填的施工,如确实须在雨天进行，必须满足有关的规定要求后，才能进行。

土石方回填施工时，应注意保护有关轴线和标准高程桩点。

防止碰撞下沉。

分段分层填土，交接处应填成阶梯形，每层互相搭接，其搭接长度就不少于每层填土厚度的两倍,上下层错缝距离不少于1。

0m。

填筑粘性土，应在填土前检验填料的含水率。

含水量偏高时,可采用翻松晾晒,均匀掺入干土等措施；含水量偏低，可预先晒水湿润，增加
夯实遍数或使用大功率压实机械等措施。

2。

3 圆管涵施工方法
1)管道运输与保管：
本工程管道采用预制砼管，经检验合格后方可起吊装运，装时应轻装轻放，运输时应垫稳、绑牢,不得相互撞击，管道堆放时宜选择使用方便、平整、坚实的场地，堆放时必须垫稳。

2）预制管吊装就位：
采用8t汽车吊，沿沟槽移动，将管节分别下入沟槽内,机械下管时应注意以下几个方面的问题。

①汽车吊的行走路线应畅通、平坦汽车吊的持力层的支点应加木垫，使持力架支点所承担的力均匀传递到地面上，为维持沟槽的稳定，持力架支点距槽边的最小距离不应小于1米。

②管节入沟槽时不得与槽壁支撑及槽下的管道相互碰撞，沟内运管不得扰动天然地基.
③管道安装时应将管节的中心及高程逐节调整正确，安装后的管节应进行复测，合格后方可进行下一工序的施工。

④当地面坡度大于18％时，施工机械应采取稳定措施。

3)管下砼浇筑
①砼浇筑的质量保证措施：
A 砼施工前做好详细的工艺设计、模板方案，模板支撑要有足够的强度,刚度和稳定性，模板接缝处要严密，周转使用时清理干净，并刷脱模剂.
B 砼浇捣前进行开盘交底，实行砼浇捣许可证制度,经质检员检查并签字认可后再浇砼。

砼的搅拌严格按照现场施工配合比（每天根据现场砂石含水量进行调整）进行.
C 砼后台计量派专人负责，严格抓好后台计量工作。

外加剂使用派专人负责.
D 砼浇筑时采取一定的防雨措施，并按规定要求留施工缝。

E 井圈采用高标号砼预制。

②施工方法:
A 砼管座支模可一次或两次支设，每次支设高度宜略高于砼的浇筑高度.
B 浇筑砼底座时应符合下列规定:
C 先必须清除模板中的尘渣、异物,核实模板尺寸。

D 在管座分层浇筑时,应先将管座平基凿毛冲净，并将管座平基与管材相接触的三角部位，用同强度等级的砼砂浆填满、捣实后再浇砼。

E 采用垫块法一次浇筑管座时必须先从一侧灌注砼，当对侧的砼与灌注一侧砼高度相同时,两侧再同时浇筑,并保持两侧砼高度一致。

F 管座基础留变形缝时，缝的位置与柔性接口相一致。

G 该工程管座基础采用垫块法，即先将预先做好的砼垫块直接放在基础层上，然后将管节放在垫块上，调整管节的高程、中心线后立即浇筑整体管座砼。

4）水泥砂浆抹带、填缝、塞缝、接口施工规定：
①当采用水泥砂浆填缝及抹带接口时,落入管道内的接口材料应清除，采用水泥砂浆将管道内接口纵向间隙部抹平、压光。

②钢丝网水泥砂浆及水泥砂浆抹带接口施工应符合下列规定：
A 抹带前应将管口的外壁凿毛冼净.
B 钢丝网端头应在浇筑砼管座时插入砼内，在砼初凝前,分层抹压，钢丝网水泥砂浆抹带.
C 抹带完成后应立即用平软材料覆盖3—4小时后洒水养护。

2.4管道顶进施工工艺流程
手掘式顶管施工工艺流程
施工准备放线定位确定工作坑尺寸工作坑开挖坑壁支护基础及导轨安装
后背安装顶管设备安装管道顶进测
量与纠偏
接口处理接受坑砌检查井闭水试验工作坑、接受坑回填竣工验收
1、施工准备
⑴、顶管工程开工前，建设单位组织设计单位、施工单位、监理单位等相关方进行设计交底.当施工单位发现施工图有错误时，应及时向设计单位提出设计变更申请，变更申请应得到建设方和设计单位确认。

⑵、顶管工程开工前，施工单位应根据施工范围进行现场调查，绘制现状调查平面图，并应掌握现场以下资料：
①、现场地形、地貌、建筑物、各种地面地下管线和其他设施情况;
②、工程地质和水文地质资料;
③、地区气象资料；
④、工程用地、交通运输及排水条件；
⑤、施工供水、供电条件；
⑥、工程材料、施工机械供应条件；
⑦、结合工程特点和现场条件的其他情况和资料.
⑶、顶管工程施工前，施工单位应编制实施性施工组织设计、基坑开挖及支护专项方案、用电施工组织设计等。

⑷、顶管工程施工前，施工单位应接受建设单位组织的有关单位向施工单位进行的现场交桩,并办理交桩手续。

⑸、临时水准点和管道轴线控制桩的设置应便于观测且必须牢固，采取保护措施并经常校核。

⑹、对已建管道、构筑物等与新建管道衔接的平面位置和高程，开工前应进行校对复核.
2、工作坑位置及开挖尺寸确定
⑴、顶管工作坑是顶管作业现场设置的临时性设施，包括后背、导轨和基础等,工作坑是人、机械、材料较集中的活动场所，因此,选择工作坑的位置应考虑以下原则:
①、有可利用的坑壁原状土作后背；
②、工作坑尽量设在沿线检查井及交汇折点、变管径检查井处；
③、工作坑处应便于排水、出土和交通运输，距电源、水源较近,并且具备堆放少量管材和暂存土的用地；
④、工作坑应尽量远离建筑物或对其易于采取安全保护措施处。

⑵、顶管坑开挖尺寸确定
工作坑的尺寸应根据施工方法和设备尺寸,按实际布置的情况确定，同时考虑工作坑设置的使用功能（单向顶、多向顶、转角顶等）
①、顶管工作坑，是顶管工程的重要设施，工作坑有单向坑、双向坑和转角坑。

向一个方向顶进所能达到的最大长度，为一次顶进长度.矩形工作坑底部尺寸应符合以下要求：
B=D1+S
L=L1+L2+L3+L4+L5
式中B—矩形工作坑的底部宽度(m）
D1—管道外径（m)
S-操作宽度取2m
L—矩形工作坑的底部尺度
L1—管节长度（m）
L2-运土工作间长度（m)，一般取1.5m
L3—千斤顶长度(m）
L4—后背墙的厚度
L5—稳管时，已顶进的管节留在导轨上的最小长度（m），一般为0.5—0。

6m。

工作坑深度(H1、H2）应符合下列公式要求：
H1=h1+h2+h3
H2=h1+h3
式中H1—顶进坑地面至坑底的深度（m）
H2—接收坑地面至坑底的深度（m）
h1—地面至管道底部外缘的深度(m)
h2-管道底部外缘底部至轨底面的高度（m）
h3—基础及其垫层的厚度.但不应小于该处井室的基础及垫层厚度（m)
3、工作坑开挖及坑壁支护
工作坑开挖视地质情况和工作坑深度确定，一般在四米范围之内采用机械开挖，四米以下人工开挖，如在工作坑范围有地下管线或场地狭窄等不适于机械开挖时，须全部采用人工开挖;机械开挖完成后要及时进行坑壁支护，人工开挖深度超过2米也必须及时进行坑壁支护。

坑壁支护方式主要取决于施工工艺、坑壁土质、工作坑深度和地下水情况。

坑壁支护方式有多种,如：板撑支护、钢筋混凝土逆作法支护、钢板桩支护、沉井支护等。

目前西安地区手掘式顶管施工普遍采用的支护方式是板撑支护和钢筋混凝土逆作法支护，板撑支护主要用于土质稳定、无地下水、管道埋深较浅的工作坑，混凝土逆作法支护主要用于土质不稳定、管道埋置较深、地下水位高的工作坑.在砂层地段,工作坑开挖前往往还要进行预支护，目前西安地区广泛采用的是高压旋喷桩预支护。

4、基础及导轨安装
⑴、基础的形式取决于基底的土质、关节的重量以及地下水位情况，一般有三种形式可供选用：
①、土槽枕木基础：适用于土质较好，又无地下水，施工管径较小且顶进方向没有变化的工作坑。

施工时在工作坑底部多做3:7灰土垫层，一般为30cm，然后铺设方木并联接牢固，可在方木上直接铺设导轨，
方便导轨的变向安装；
②、卵石木枕基础:适用于地下水位不高，但地基土味粉细砂或砂土近饱和状,安装导轨过程中有可能基础被扰动，且顶进方向有变化的中、小型的工作坑。

施工时在地基土上直接作砂砾石基础，然后铺设方木，连接牢固；
③、混凝土基础:适用于各种管材和工作坑，施工时先做3:7灰土垫层或砂砾石垫层,然后做混凝土基础，混凝土强度等级不低于C20，厚度不小于20cm，基础宽度较井室（管道）基础宽50cm为宜，这种基础部扰动地基土，能承受较大荷载。

⑵、工作坑导轨宜选用钢质材料制作，并应有足够的刚度，一般采用重型钢轨，长度以管材长度1.5—2倍为宜；两导轨距离控制在管径的0.45-0.6倍之间，安装导轨时，应首先利用垂球和直尺确定导轨间距和平面位置，然后根据放样高程调整导轨高程,两导轨应顺直、平行、等高，,其纵坡与管道设计坡度相一致;安装后的导轨应当牢固，不得在使用中产生位移，丙机场检查校核。

⑶、两导轨间距可按照下式计算：
A=2√（D—h+e)(h—e）
式中：D—管外径(mm) h—导轨高度（mm）e—管外底距基础的距离（一般为10-25mm)。