顶管工程施工组织设计

北川河跨铁路线污水顶管工程施工组织设计编制：审核：批准：2017 年7月26日1.工程概况1.1现场特征及施工条件该工程位于西宁市北川河九家湾污水处理管网与综合廊接口处，全长约200米，南北走向，管径1000，埋设深度约4米。

顶管施工横穿铁路线，且铁路线北侧管线紧厂房，南侧穿越北川库房，施工条件较为复杂。

顶管施工区域距北川河不远，此处土层大都为砂卵石层，地下水丰富。

2.施工方案的编制2.1编制依据《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-20022.2主要技术经济指标工期：总工期60天。

质量目标：一次性验收合格安全目标：无安全事故2.3编制原则2.3.1以设备保工艺、以工艺保质量的原则。

坚持以先进的施工设备保证先进的施工工艺，以先进的施工工艺保证施工质量，从根本上保证质量目标的实现。

2.3.2确保工期的原则。

根据规定的工期，编制本工程的施工计划，并以此为前提配备施工队伍、机械设备、材料等，确保工期目标的实现。

2.3.3均衡生产、突出重点的原则。

在合理安排工期、搞好工序衔接的前提下，安排污水管道和附属工程的施工。

作好施工技术和物资供应等方面的重点保障。

2.3.2统筹兼顾、合理安排的原则。

结合施工现场的实际情况，合理安排施工顺序和布置施工场地，优化施工工艺，正确处理工程建设与环境保护和周边交通的关系，最大限度地减少施工对当地环境和交通的影响。

认真保护好当地的自然景观和生态环境，认真做好防护工作，抓好标准化管理，搞好安全文明施工。

2.3.5因地制宜、灵活机动的原则。

根据季节特点，从实际出发，采取相应的施工措施，合理组织施工，优化施工队伍的配置，保持良好的施工状态。

2.3.6科学管理。

根据各工序的作业量和技术特点，安排各专业施工队平行流水施工，确保各工序之间合理衔接。

2.4施工前的准备工作2.4.1解决好施工用水用电。

架设30KVA动力电源，为确保因临时停电而不影响施工，配备一台30KW发电机组。

2.4.2搭建临时工棚，用于钢材加工和堆放材料。

2.4.3调查施工现场妨碍正常施工的障碍物和地下管线。

2.4.4按照设计图纸给定的坐标，利用全站仪进行测量控制放线。

2.4.5 制定安全文明保证措施，严格按照有关文件规定，采取适当的现场文明施工措施和环保措施。

2.4.6认真熟悉图纸，编制进度计划，合理组织劳力、机械、材料的有效配置。

见附表；主要人力、机械设备仪器的配置表2.4.7确定材料供货厂家，进行原材料进场检验。

3.主要施工方案3.1施工总体布署根据施工现场情况，施工层面介于粉砂土层及砂砾石层，该地质情况，容易出现塌方，又要穿越铁路线，施工期间不能影响铁路线的正常工作。

为确保顺利穿越铁路线，拟在铁路线南、北侧各设二个工作坑，间距40m（附北川河顶管平面示意图）。

顶管工作坑的坑底尺寸按施工规范要求开挖成4*6米，坑口尺寸按1：0.33坡比放坡确定，可根据现场实际情况调整。

工作坑顶采用30cm厚砂砾石回填夯实，再浇筑30cm厚C25混凝土基础并安装导轨。

在坑底预留渗水坑、引流槽位置。

考虑在砂卵石顶进难度大，确保顺利顶进，拟采用双向顶进的工作方式，所以工作坑护壁四周均采用C30混凝土浇筑，厚度0.4米，Φ14双层双向@150钢筋网片布置于墙内。

顶管处于砂卵石层施工期间容易塌方，为确保铁路线正常工作和后期安全性，我方拟对铁路线两侧顶管以上地基注浆加固进行处理。

砂卵石层顶管难度较大，人工在顶管内采挖进度缓慢。

为提高工作效率，顶管前方加刃角工作机头。

施工期间正值三伏天，顶管内作业人员每2小时进行轮换工作，确保人身安全。

顶管采用泥水平衡式机械顶进法施工，在工作坑内安装顶进设备，并在井底设Φ600，深800的积水坑，配备水泵，便于排水。

送风设备采用1000桶式鼓风机，照明采用36V电压。

顶管完成后，在工作坑内砌筑Φ1500圆形检查井370砖墙（作法06MS201-3 27页），工作坑内回填砂砾石至原地坪。

3.2 施工测量3.2.1测量仪器；施工过程采用南方360r全站仪及J2 经纬仪进行全平面位置控制；使用DS1 自动安平水准仪进行高程控制；3.2.2工程定位测量：根据建设单位提供的设计图，进行放线定位，定位放线完成后，由施工单位、建设单位、设计单位、规划部门共同进行验收。

定位放线完成后用全站仪向外引出轴线定位桩，定位桩采用40×40×600 的木桩，用C20 砼将其保护。

3.2.3高程控制：根据建设单位提供的水准点及与建筑物±0.000的关系，确定水准点控制线，在各层施工时将标高传递。

高程传递用水准仪与30m 钢尺相结合的方法传递。

3.3管道顶进3.3.1施工测量中线测量：先挖好顶管工作坑，然后将地面管道的中线引到坑壁上，打桩钉中线钉，标定中线方向。

在顶管工作坑内设固定测量平台，在上面安装激光经纬仪，实时监测中线和高层。

开始顶进时其偏差不得超过3mm（正常顶进时其偏差不得超50mm），如果超限，应校正机头的位置。

为了保证施工质量，正常顶进时每顶进50cm(开始顶进时每顶进30cm)就要进行一次中线测量和高程测量，偏差在容许范围之内，方可继续顶进。

3.3.2顶管准备3.3.2.1顶进设备：挤压掘进顶管法顶进设备主要包括25吨吊车1台，千斤顶、高压油泵、顶铁等。

3.3.2.1.1液压千斤顶液压千斤顶是掘进顶管的主要设备，考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备再取1倍能力储备。

本工程拟采用1台300t液压千斤顶。

千斤顶在工作坑内的布置与采用个数有关，如一台千斤顶，其布置为单列式，应使千斤顶中心与管中心的垂线对称。

顶力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。

根据施工经验，采用人工挖运土方，管上半部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4～1/5处。

3.3.2.1.2高压油泵由电动机带动油泵工作，选用额定压力为32Mpa的ZB-40柱塞泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，千斤顶联接进油管，保证千斤顶活塞的出力和行程一致。

3.3.2.1.3顶铁顶铁是传递和分散顶力的设备。

要求它能承受顶压力而不变形，且便于搬动。

根据顶铁旋转位置的不同，可分为横顶铁、顺顶铁和U形顶铁三种。

a、横向顶铁安装在千斤顶与方顶铁之间，将千斤顶的顶推力传递给两侧的方顶铁上。

使用时与顶力方向垂直，起梁的作用。

横顶铁断面尺寸为300×300mm，长度按被顶管径及千斤顶台数而定，本工程选用长度为1.2/1.4m的横顶铁；用型钢加肋和端板焊制而定。

b、顺顶铁（纵向顶铁）放置在面铁与被顶的管子之间，使用时与顶力方向平行，起柱的作用。

在顶管过程中起调节间距的垫铁，因此顶铁的长度取决千斤顶的行程、管节长度、出土设备等而定，通常有100、200、300、400、600等几种长度。

横截面为250×300mm，两端用厚25mm钢板焊平。

顺顶铁的两顶端面加工应平整且平行。

防止作业时顶铁发生外弹。

c、U形顶铁安放在管子端面，顺顶铁作用其上。

它的内、外径尺寸与管子端面尺寸相适应。

其作用是使用顺顶铁传递的顶力较均匀地分布的到顶管端面上，以免管端局部顶力过大，压坏混凝土管端。

大口径管口采用环形，小口径管口可采用半圆形。

3.3.2.1.4工作井内设施：a．导轨：导轨的作用是引导管子按设计的中心线和坡度顶进，保证管子在顶入土之前位置正确。

导轨安装牢固与准确对管子的顶进质量影响较大，两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。

导轨应具有足够的强度和刚度。

本工程导轨由型钢和钢板焊接而成。

在工作井底板基础上应事先预埋钢板，预埋钢板的位置与导轨相吻合，以便导轨与之焊接。

预埋钢板上的锚固钢筋要焊牢并有足够的锚固长度。

导轨安放后，还应在两侧支撑好，必要时再浇筑混凝土，确保导轨在受撞击力的作用下不位移、不变形。

在预留洞底部，应设置延长导轨，以免机头出洞时磕头。

导轨安装时，其标高要比设计标高提高2～3cm，以减少机头出洞后的下沉。

b.主顶油缸架：主顶油缸架上固定千斤顶和高压油泵。

千斤顶应与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应有进油、退油的控制系统。

油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少。

c.后背结构（承压板）：承压板是承受和传递全部顶力的后座，应具有足够的强度和刚度。

本工程的承压板采用厚度40mm钢板，钢板与钢筋砼井壁之间用混凝土浇平，承压板的中心应与千斤顶的合力中心重合，并垂直于导轨平面。

钢筋混凝土井后背（长3m、宽0.7m、高3m）外侧与原状土之间采用水泥土夯实，以传递顶力，保障工作井安全。

3.3.2.1.5安装止水圈：安装止水胶圈前，先检查胶圈表面是否有破损，如有问题及时更换。

止水圈安装时：先将止水圈装置初步就位，临时固定在出洞口井壁上，然后推进掘进机至止水圈，根据掘进机外圆与止水圈板内圆的周边等距离来固定止水圈，确保止水圈中心与管道纵轴线一致。

止水圈安装完毕后，再次检查止水圈是否安装牢固，挤压是否平整、密实，以防漏浆。

3.3.2.1.6排水设施：坑底设计集水坑，选用15m扬程的水泵排水。

3.3.3顶管工艺流程：施工准备→测量放线→导轨安装→后座顶板安装→顶进设备安装→后座千斤顶安装→顶管机井内就位→顶管机试运行→打开封门→后座千斤顶顶进→出泥准备→测量偏差→控制点设置→管道顶进→管内出泥→顶进纠偏→接口检查→预制管顶进结束→接口沥青麻丝填缝→竣工测量→顶管设备转移3.3.4管道顶进施工3.3.4.1顶进方法：3.3.4.1.1下管就位a、下管前应先对Φ1000mm钢承口钢筋混凝土Ш级管进行外观检查，主要检查管材的破损及裂缝，管要直顺。

b、工作坑内设备安装完毕，经调试检查各部件处于良好状态，检查起重设备、试吊，确认安全可靠方可下管；下管时工作坑内严禁站人；当距导轨小于50cm时，操作人员方可进入工作。

c、第一节管下到导轨上，装好顶铁，测量管轴线及前端和后端的管底高程，确认安装合格后方可顶进。

3.3.4.1.2顶进与管前挖土a顶进利用千斤顶出镐。

在后背不动的情况下将被顶进管子推向前进，其操作过程如下：安装好顶铁挤牢，管前端长度满足施工要求后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。

停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。

添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。

b开挖时，要求严格遵循“先顶后挖”原则，管前不得超挖，必须保持管壁与土基表面吻合，采用顶进切土，管内人工运土的方式进行，减少对地面及附近建筑物的影响。

c在顶进过程中，顶铁上方及侧面均不得站人，并随时注意观察顶铁有无扭曲迹象，及时采取措施，防止崩离。