道路顶管施工方案设计(完整版)

市管城回族区实验中学宿舍楼过路顶管

专项施工方案

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华瑞园林绿化工程二0一八年五月

第一章编写依据

本施工方案编写依据如下：

1、市管城回族区实验中学宿舍楼过路顶管项目施工图

2、《给排水管道施工及验收规》GB50268-2008

3、《混凝土结构工程施工质量验收规》GB50204-2011

4、市建设委员会颁发的有关建筑规程，安全、质量及文明施工等文件。

第二章工程概况

2.1 工程简介

工期紧、施工场地有限、现场需穿越道路，可能遇上地下障碍物等情况，考虑影响本工程顶管正常施工的不利因素，故将本工程的顶管工程采用人工顶管。管材DN2000套管，管埋深为5.15m左右（管顶覆土2.75m）。工作井、接收井的井位和管段长度将根据现场实际情况（顶进长度、地下障碍物、交通影响等）而确定。

2.2周边环境简介

工作井东侧、北侧为学校消防同道，南侧为6F教学楼，西侧为2F彩板房。据我方在工作井位置所挖探沟探明，工作井南侧有给水主管、消防水主管，西侧有一道给水支管，且管道均位于图纸设计的工作井。中间有一条校光纤斜向对角穿过工作井。且工作井位于学校教学楼先期施工的基坑，有大量的杂填土。

2.3施工参照标准

施工设计图、施工合同

《给排水管道施工及验收规》GB50268-2008

《混凝土结构工程施工质量验收规》GB50204-2011

《施工现场临时用电安全技术规》JGJ46-2005

《工程测量规》GB50026-2007

《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

现场地质水文情况、地下管线的情况和周围建筑物及设施情况；

第三章施工部署

3.1施工组织安排

工程需要采用机械顶管的管段为两阶段，一阶段为工作井至配电房，另一段为工作井至教学楼配电室。工作井及接收井共计2座，计划用1套顶管设备，一台备用，第一阶段为工作井、接收井的施工，第二阶段为顶管的实施，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。

本工程实地勘察，从道路面层向下的土质分布情况为：混凝土道路面层水稳层连砂石基层杂填土。

3.2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土方掘进测量控制及纠偏废泥外运开机顶进结束施工下一节3.2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

拆工具管压浆。

第四章施工准备工作

4.1生产准备

1、进行施工测量和现场放线工作；

2、确定管线围及施工所需场地所有障碍物，如管线、电线杆、数目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、进行顶管所用的设备的加工制作。

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。

4.2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。

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。

第五章主要工程项目的施工技术方案

5.1人工顶管顶力的计算

（一）对于顶管顶进深度围土质好的，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=nPO

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,。本工程取1.5.

（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4~5.

（3）土质为砂砾石层，管前挖土不易成拱者，取4~5。

PO——为顶进管子全部自重。顶进的每节管自重约为1.056吨，最长段以38米计，每节管长2米，共要顶进19节管，则PO=1.*19=20.064吨。

则总的顶力为P=n*po=5*20.064=100.32吨

考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.5倍左右的储备能力，设备顶进应力为150.48吨，取总的顶力F=250吨，选用一个千斤顶作为顶进动力设备，千斤顶的顶力应为250吨。

（二）对于顶管顶进深度围土质较差的，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。

（1）顶管正阻力与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管挖土状况有关。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。本工程为粉质砂土取40t/m2。

F1=S1*F*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）本工程取1.5

F1=S1*F*K1=лR2*F*K1=3.14*0.44*0.44*40*1.5=36.474吨（2）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0.5-1.0t/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）本工程取1.0

F2=S2*K2=лDL *K2=3.14*0.72*37.5*1.0=84.78吨

顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度管段37.5米计算，总顶力：F= F1 + F2=36.474+84.78=121.254吨

考虑地下工程的复杂性及不可预见性因素，顶管设备取1.5倍左右的储备能力，设备顶进应力取181.881吨，取总的顶力F=250吨，选用一个千斤顶作为顶进动力设备，千斤顶的顶力应为250吨。DN2000混凝土管道的正截面面积为0.44m2，顶进时每平米承受最大压力为140T,按照规标准DN2000Ⅲ级钢筋混凝土的混凝土强度为C50.为确保管道在顶进过程中不发生破坏，需至少分140/（140*0.41）=2.43段顶进，故设置中继间一套。

5.2.1工作井施工

1、结合现场实际情况，工作井位置南部有给水主管和消防主管，西部小给水支管，均位于图纸设计工作井中。综合考虑，避免管道迁移增加造价，且不影响工期，决定将工作井向东北方向迁移，避开给水管道。

2、本工程顶坑深度约为5.2米。为保证施工安全，工作井井底采用砼封底，井壁采用C30混凝土浇筑。