顶管作业施工方案

顶
管
作
业
专
项
施
工
方
案
咸阳路桥城西快速干道工程N1标项目部工程部
目录
1、工程简介 2
2、工程特点 2
3、施工准备 2
4、施工工艺 4
5、质量控制措施 11
6、顶进设备安装 12
7、防雨施工措施 13
8、文明施工措施 13
9、安全施工措施 14
10、施工用电安全 15
11、机械设备安全 16
12、测量放样 17
顶管作业专项施工方案
1、工程简介
咸阳市城西快速干道工程N1标起讫桩K0+000-K2+860.5，道路全长2.865KM。

排水工程主要为雨水管道和污水管道，依据现场情况变更设计以后管径大于800全部采用钢筋混凝土钢承
口II级管，施工工艺采用顶进法施工。

2、工程特点
本工程需要顶进的管道为污水和雨水部分，顶管坡度为0.6‰--1.0‰。

该管线均为直线段，其中：路基范围内设矩形直线砖砌污水检查井14座，三通砖砌污水检查井8座；设矩形直线砖砌雨水检查井7座，三通砖砌雨水检查井4座。

管道设计管道覆土深度在规范允许范围内，管道上方均为湿陷性黄土，变化较大，地下水浅，属浅水类型。

变更后设计施工方案为顶管法施工。

3.施工准备
3.1方案的准备：
进入施工现场后，经过对现场管线走向的勘查，结合本工程实际情况并查阅本工程的地勘报告等资料及顶管特点。

编制了本专项施工方案。

3.2人、机、料的准备：
3.2.1施工人员：
3.2.2施工机具：
挖掘机 2台
自卸式汽车吊16T 2台
深井潜水泵H=20M 3.0KW 6台
高压油泵50Mpa 6台
立式液压千斤顶200T 6台
全站仪南方 1台
手动葫芦2.0T 6台
顶管设备ø1650 6组
电动卷扬机2.0T 6台
3.2.3施工材料：
（1）管道：钢筋砼管材直接从厂家购买符合规范要求的成品管材
（2）砼：购买商品砼
（2）钢筋：钢筋用酒泉钢筋。

所需各种材料施工时，由厂家直接送到施工现场，满足现场施工需求。

3.3降水准备：
根据污水、雨水工程施工图设计说明：根据地质报告提供的资料，施工中如遇含杂质地基土，地下水，流沙层等不良地质及测量员 记录员 管道工 起重工 安全员 机械 操作员 排水 巡视员 电工 普通 工人
6名 3名
6名 3名 3名 6名 6名 6名 20名
时通知监理及项目办人员，根据实际情况制定出专项的施工方案。

4、施工工艺
测量定线
工作坑
开挖
人工修
整（设置降水点）
工作坑围护 工作坑施工 后背墙加固 顶管施工
检查井施工 闭水试验 交工验收
4.1测量定线
我标段顶管专项施工方案已经经项目办、监理审批，在实际施工中严格按照此方案进行施工操作。

具体是：首先根据现场布设导线及高程控制点，其次复核原有污水管道（雨水管道）进出接口处管道的位置和管底标高，当与设计无误时，即可进行污水管线（雨水管线）、工作基坑、检查井的放线定位工作。

4.2工作坑开挖
依据现场开挖深度。

工作坑尺寸为4×6米方形，深度开挖至检查井基础底面。

基坑上口开挖根据土质情况确定，但必须保证坑底有效施工尺寸，开挖边坡坡度选1:0.3，这样可以有效降低坑壁的坍塌。

工作基坑开挖采用挖掘机进行开挖，确保土方开挖远离基坑，从而减少对基坑影响。

机械一次开挖不到位，剩余部分人工开挖。

4.2.1工作基坑开挖步骤如下：
第一步，按照测量放出开挖线，先进行第一次机械开挖深度至5.0m 。

第二步，在5米深底部的正方形基坑四周布置密排木板桩，
使木板桩围成净空为4×6米方形工作基坑；
第三步，进行第二次人工开挖、清底；
第四步，对木板桩进行第一道水平支撑，注意：要保证不阻碍下吊设备和下吊钢筋混凝土管道；
第五步，有必要时用潜水泵排除工作基坑内的积水，浇筑混凝土底板，设置顶管机后背；
第六步，在浇注砼底板时铺设导轨、架设运土设备、搭设工作平台等；
第七步，顶管施工。

4.2.2基坑开挖注意事项
（1）挖出的土离基坑上口边应在2米以上，堆土高度宜小于1.5米，或者尽量远离堆放，以减小土压力对工作基坑的影响。

可根据现场情况边出土，边用装载机将弃土清理出施工现场以外。

（2）第一次挖土深度至5.0米时，应先对梯形斜坡用挖掘机挖斗压实，并留出走道，而且对坑口四周做好防雨水措施，以防止土方坍塌。

（3）基坑四周布置咬口式密木板桩（4米长/根）完成后，当第二次人工开挖至设计深度时，要及时撑水平支撑。

基坑开挖与支撑应密切配合，做到安全可靠。

4.3工作基坑围护桩
在工作坑底部四周布置咬口式密排木板桩，使基坑底成净空为4×5米正方形工作基坑。

打设前，应在最后正方形基坑外侧放出净空为4×5米正方形工作基坑的打设线。

木板桩排列根据土质和基坑深度等情况，采用咬口密式排列，咬口板桩应咬合紧密，并两板见互相连接，在坑壁固定稳固。

使用的撑杠直径不得小于28cm。

施工开挖前应查明地下管线或地下构筑物，如有，依据设计文件要求，可适当调整检查井位置，但必须报请监理批准。

工作基坑开挖及钢板桩平面布置图详见下图：
4.4工作基坑施工
在工作基坑开挖到位、且水平支撑固定好以后，应尽快进行
人工清底、平底工作。

然后开始进行工作基坑混凝土底板的浇筑，底板为4×5米，300mm厚C15混凝土，四周应留出排水沟，坡向降水坑，根据中线位置布置导向轨道，直接将导向轨道安置在砼底板上。

4.5钢筋混凝土后背
4.5.1工作坑底板浇筑完成后，即可进行顶管反力墙的支设施工，在千斤顶后加设钢板及方木，并在施工前预压，使千斤顶后各支护空隙完全消除，后壁面应平整，并与管道轴线方向垂直。

4.6.2顶管导轨应选用钢轨材料制作，其安装应符合下列规定：
A、两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。

B、导轨安装的允许偏差应为：
轴线位置：3mm；顶面高程：0—+3mm；两轨内距：±2mm。

C、安装后的导轨必须牢固可靠，严禁在顶管过程中产生位移或变形，并应经常检查校正。

4.5.3千斤顶的安装应符合下列规定：
A、千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的轴线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；
B、当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜相同，当规格不同时，其行程应同步，并应同规格的千斤顶对称布置；
C、千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。

4.6.4油泵安装和运转应符合下列规定：
A、油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；
B、油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵，油泵安装完毕，应进行试运转；
C、顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；
D、顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。

4.5.5顶铁的质量应符合下列规定：
A、顶铁应有足够的刚度；
B、顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型，当采用焊接成型时，焊缝不得高出表面，且不得脱焊；
4.5.6顶铁的安装和使用应符合下列规定：
A、安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和项铁之间的接触面不得有泥土、油污；
B、更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后应锁定；
C、顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁；
D、顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。

4.5.7采用起重设备下管时应符合下列规定：
A、正式作业前应试吊，吊离地面10cm左右，检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全后方起吊。

B、下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可近前工作。

C、严禁超负荷吊装。

4.6顶管施工
4.6.1待顶管前期准备工作结束后，首先应重新精确放线并复查。

应根据业主提供的平面控制网点及水准网点，按照《工程测量规范》GB50026-93进行施工测量，测量工作是一切工作的先导，测量工作的好坏直接影响到以后工程质量的好坏。

因此，安排优秀测量人员，配置精密仪器，确保施工放样工作精准、及时、高效完成。

复核基准点时，如发现问题及时上报，并协商解决。

4.6.2管节材质检查：
顶管采用钢筋砼（Ⅱ级）水泥管。

管节安装前应进行外观检查，发现裂缝、保护层脱落、空鼓、接口掉角等缺陷，使用前应修补并经鉴定合格后，方可使用。

4.6.3开始顶进前应检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进：
A、全部设备经过检查井并经过试运转；
B、工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合规范规定；
C、防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施；
D、开启封门的措施。

4.6.4采用手工掘进顶管法时，应符合下列规定：
A、在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部180度范围内不得超挖，管顶以上超挖量不得大于1.5cm；管前超挖应根据具体情况确定，并制定安全保护措施；
B、在对顶施工中，当两管端接近时，可在两端中心先掏小洞视调整偏差量。

4.6.5顶管结束后，管节接口的内侧间隙按设计规定处理，设计无规定时，可采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥砂浆密封，填塞
物应抹平，不得凸入管内。

A、石棉水泥接口时，灰口应整、齐密实,并且需有深度＜5mm 的凹陷。

B、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。

应采用水泥砂浆将管道内接口纵向间隙部位抹平、压光；抹带前应将管口的外壁凿毛、洗净，水泥砂浆抹带分成两层抹成。

4.7检查井施工
4.7.1本顶管工程共需设置多个工作基坑，考虑到检查井的施工方便，所以，工作基坑均设置于检查井所在位置。

4.7.2在每个工作基坑顶管作业依次完成后，及时进行该处检查井的施工，待检查井施工完毕后，方可进行回填等下一步工作。

4.7.3检查井为矩形直线砖砌，具体详见06MS201相关施工详图。

4.8闭水试验
4.8.1待本顶管工程及检查井施工完成后，即可按照相关施工验收规范要求进行闭水试验。

4.8.2闭水试验应严格按照相关验收规范执行，组织专门的闭水试验小组进行。

4.8.3闭水试验先经自检合格后，及时做好闭水试验等交工资料，并及时组织相关单位进行验收。

4.9交工验收
4.9.1本雨水，污水管线顶管工程施工完成，并且闭水试验合格后，方可进行验收。

4.9.2本管线工程经自检合格后，及时做好相关交工资料，并及时组织相关单位进行验收。

5、质量控制措施
5.1管道顶进过程中，工具管的中心和高程测量应符合下列规定：
手工掘进时，工具管进入土层过程中，每顶进50cm，测量不应少于一次，管道进入土层后正常顶进时，每顶进100cm，测量不应少于一次，纠偏时应增加测量次数。

5.2纠偏工具管:
在顶进过程中由于受不均匀外力的作用，头部会偏离设计轴线及标高，因此需要不断地对工具管进行纠偏操作，纠偏角度一般不宜大于0.5度。

纠偏要勤测勤纠，每顶进1m左右测量一次偏差，分析管道运动轨迹，并快定纠偏大小。

小角度纠偏，每次纠偏角度应控制在10ˊ－20ˊ，最大不得大于10度。

纠偏操作不能大起大落，如出现较大的偏差，应小角度连续纠偏，保持适当的曲率半径返回到轴线上来。

避免管道顶进时产生过大的侧应力。

对于短距离纠偏作业，可采用后座液压油缸进行纠偏，根据偏差情况，快定后座油泵的开启和关闭。

5.3纠偏时应符合下列规定：
A、应在顶进中纠偏；
B、应采用小角度逐渐纠偏；
C、遵循“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的原则。

5.4管道顶进应连续作业，管道顶进过程中，遇下列情况时，应暂停顶进，并应及时处理：
A、工具管前方遇到障碍；
B、后背墙变形严重；
C、顶铁发生扭曲严重；
D、管位偏差过大且校正无效；
E、顶力超过管端的允许顶力；
F、油泵、油路发生异常现象；
5.5顶进管道时的施工质量应符合下列规定：
A、管内清洁，管节无破损。

B、允许偏差应符合下列表的规定：
顶进管道允许偏差（mm）
项目允许偏差
轴线位置50
管道内底高程D＜1500
+30
-40 D≥1500
+40
-50
相邻管间错口
钢管道≤2
钢筋混凝土管道15%壁厚且不大于20
对顶时两端错口50 注：D为管道内径（mm）
6、顶进设备安装
6.1把地面上建立的测量控制网络引放至工作井内，并建立相应的地面控制点，便于顶进施工时进行检查复测。

6.2工作井内测量放样，精确测放出顶进轴线。

6.3安装顶进后靠。

顶进后靠的平面应垂直于顶进轴线，后靠与井壁之间的空隙必须填塞密实。

6.4安装主顶装置和导轨。

先将它们大致固定，然后在测量的监测下，精确他们的位置及坡度，直至满足要求为止，随即将它们
固定牢靠。

6.5工作井内的平面布置。

搭建井内工作平台、安装配电箱、主顶动力箱、控制台等，铺设各种电缆、管线、油路等。

井内平面布置要求布局合理，保证安全，方便施工。

6.6地面辅助设备的安装及平面布置。

辅助设备主要有供电系统、液压油车、起吊设备等的安装调试，此外还有轨道拼接、管节堆场、临时弃土场的安排以及吊车泊位、安全护栏等的布置。

6.7地面辅助工作及井内安装结束后。

吊放顶管工具管，接通电气、液压等系统，进行出洞前的调试。

7、防雨施工措施
7.1做好临时地面排水工作，保持必要的地面排水沟畅通；
7.2使用潜水泵排除工作坑内积水；
7.3必要时作业基坑顶部设置防雨布，阻止雨水落入坑内；
7.4工作坑四周必须做挡水墙，防止地表水流入坑内。

8、文明施工措施
8.1文明施工：树立“安全第一、质量第一”，尊重业主、服从监理，虚心听取他们的意见，以改进工作，以积极健康向上的精神面貌投入施工中去。

8.2不定期召开施工人员，技术及安全会议，采取奖惩办法，以保证生产安全及规范施工。

8.3在施工现场四周设置安全警示牌，围护网，严禁无关人员进入。

8.4积极开展文明施工窗口达标活动，做到“两通三无五必须，便民利民不扰民”：
两通：施工现场人行道畅通，施工工地沿线单位的居民出入通道
畅通。

三无：施工无管线事故；无重大工伤事故；施工现场道路平整无积水。

五必须：施工区域与非施工区域必须严格分隔，施工现场必须做到挂牌；施工和管理人员必须佩卡上岗；工地现场施工材料必须堆放整齐；工地生活设施必须清洁文明；工地现场必须开展以创建文明工地为主要内容的思想政治工作。

8.5废弃土处理
按照文明工地的要求，在顶管工作井附近设置土方临时堆放点，并按弃土处理规定，及时将废弃土运到指定堆放点，防止弃土污染环境。

9、安全施工措施
9.1管道卸车、管道铺设时要对起重设备进行认真检查，尤其是钢丝绳等，必须满足要求。

配合吊装人员要戴好安全帽及手套，必须由专人指挥，以哨令、旗示或手示进行指挥。

所采用的“令示”必须规范，并与起重人员预先沟通好。

当管节离开地面，配合吊装人员必须避开被吊物，移动过程中要注意不要被障碍物所绊倒；
9.2进行全面的针对性的安全技术交底；
9.3特种作业人员必须考试合格后持证上岗；
9.4新工人必须进行公司、施工队和班组的三级安全教育；
9.5大型机械的保险、限位、保护、指示器等必须齐全可靠，驾驶、指挥人员必须持有效证件上岗，必须按规定要求进行操作；
9.6在工作井周围架设安全围栏，警示标志，夜间在围栏上挂红灯。

10、施工用电安全
10.1管道照明
管道内照明电源电压采用24V，供电线路采用三相五线制，用圆钢（表面平滑）制成挂钩，挂设在电缆架上。

敷设导线为橡皮铜芯线。

照明电压24V通过安全变压器由380V/24V获得。

安全变压器选用BJZ-1KVA-380V/24V。

电源应有短路保护，其熔丝的额定电流不应大于变压器的额定电源；外壳，铁芯和低压侧的一端或中心点，均应接地。

安全变压器放置箱体内，每隔50M安装一只并挂设在管道内。

照明灯具选用JZ-60W-24V-螺口灯。

每8M挂设1只。

照明灯具之间连接导线采用橡皮铜芯线。

10.2场地照明
在工作井井内，管节堆放地及其它需要照明处采取场地照明。

场地照明、井内照明采用防雨防爆灯。

照明灯具的金属外壳必须作保护接零，单相回路的照明电源线必须经漏电保护器引出，灯具外的接线应做可靠的绝缘包扎。

灯具距地面一般不得低于5M,视场地情况具体安装。

10.3配电箱、开关箱
使用BD型标准配电箱，配电箱内开关电器必须完整无损，接线正确，配电箱内应设置漏电保护器，选用合理的额定漏电动作电流进行分级匹配。

配电箱设总熔丝、分开关、零接地。

动力和照明电分别设置。

金属外壳配电箱应作接地或接零保护。

开关箱与用电设备实行一机一闸保险。

同一移动开关箱严禁有380V 和220V两种电压等级。

且应做好防雨措施。

顶管内照明应采用24V-60W的安全灯。

10.4顶管内使用的移动电具，其电源引线不得过长，不得有接头，并有漏电开关保护。

10.5顶管内的电缆馈出负荷开关跳闸后，一定要查清原因，排除故障，方可送电。

10.6用电管理
安装、维修或拆除临时用电设备，必须由持证且合格电工完成，电工必须持有效证件上岗，实行定期检查制度，并做好检查记录。

11、机械设备安全
11.1挖掘机、起重机的保险、限位装置必须齐全有效。

11.2驾驶、指挥人员必须持有效证件上岗，驾驶员应做好例行保养。

11.3各类安全装置的保护罩、盖齐全可靠。

11.4机械配输电线路（垂直、水平方向）应按规定保持安全距离。

11.5作业时，机械停放应可靠稳固，臂杆幅度指示器应灵敏可靠。

11.6各类机械应持有技术性能牌和上岗操作牌。

11.7必须严格执行定期保养制度，做好操作前、操作中和操作后设备的清洁润滑、紧固、调整和防腐工作。

严禁机械设备超负荷使用，带病运转或在作业中运转中进行维修。

11.8机械设备夜间作业必须有充足的照明。

12、测量放样
测量方法采用两种不同的方法，换人复核。

12.1导线法
12.1.1利用已知检查井中心点坐标，计算出管道轴线方位角。

12.1.2根据方位角，并利用已知坐标即可定出顶管工作坑中心线。

12.1.3采用逐步趋近法测放，如图所示，A、B为工作坑前后两点，且两点组成的直线与管道轴线重合，O为该工作坑与之相对应检查井的中心点，O点在A、B两点组成的直线上，C为直线BOA的延长线。

12.1.4 C点为顶进过程中管道的中轴线。

在管道中采用水平尺测得。

12.1.5在A点加设经纬仪，用逐步趋近法，将AOB三点在同一直线上。

检测延长线C点的偏差，进行调校复核。

既直线COB即为顶管中心线。

顶进方向
接收井
A O
B C。