顶管施工方案(电力、市政)

110KV放马桥主变电站110KV电源线路工程顶管专项施工方案

编制：

审核：

2015年05月12日

目录

1、编制依据 (3)

2、工程概况 (3)

3、地形地貌 (3)

4、地质情况 (3)

5、重、难点及针对措施 (4)

6、顶进施工工艺流程 (5)

7、中继间 (11)

8、施工安全 (12)

9、监测监控 (16)

10、工程质量保证措施 (17)

11、文明施工措施 (18)

12、环境保护措施 (18)

1、编制依据

（1）110KV放马桥主变电站110KV电源线路工程设计图纸的说明；

（2）《放马桥车场详勘岩土工程勘察报告》；

（3）现行国家及行业有关标准及施工规范

《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ146-2004）

《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ146-2005）

《建筑机械使用安全技术规范》（JGJ33-2001）

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30-2001）

《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）

《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）

《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2008）

《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246:2008）

《国家建筑标准设计图集》

《顶管施工技术及验收规范》

2、工程概况

本工程为110KV电源线路工程，在途经寺瓦路、机场高速和绕城高速匝道时，为保障道路畅通本路段设计采用顶管方式施工。该段顶管直径为Φ1500，距离为255米。

3、地形地貌

拟建场地一侧位于郭家凹变电站进站道路，一侧位于放马桥停车场空地内，两侧地形坡度较缓。

4、地质情况

根据施工图上所说顶管施工段地质为回填土，本层人工填土以素填土为主，成份主要为粉质粘土，土层含水量、孔隙比、压缩性差异性较大，土样状态从坚硬～流塑。以上情况表明，填土区总体未完全自重固结，人土填土的来源存在较

大差异，部分地段还分布有砼块石、碎砖块。

可塑状态以下的粉质粘土所需顶力小，掌子面稳定，较有利于顶进工作。本层中软塑、流塑状态的粉质粘土通常具有高压缩性和触变性，土体结构易被破坏，施工扰动可能造成管道沉陷、接触错位等事故，其中流塑状态的软土极不利于顶进，可能发生首节管低头或下沉的事故。同时，整个填土层尚未完成自重固结，土质来源差异性较大，顶管完成后，发生差异沉降的可能性仍较大，本层顶管施工适应性较差，宜在顶管施工前进行处理。

5、重、难点及针对措施

本顶管工程主要的重难点为顶管下穿机场高速公路段安全保证措施，重点为：施工过程中的路面沉降、塌陷、地下管线破损等。

（1）防止路面沉降、塌陷的技术措施

①做好顶管施工前的施工准备工作，对施工人员进行施工技术、安全技术交底，从思想上首先确立质量和安全意识；

②选用优质的管材，对到场材料做好现场检查验收工作，对不合格产品坚决予以退回；

③做好材料供应，开始起顶前做好材料计划，并在现场备好足够的余量，在顶管工作开始前，保证所有管材到场；

④顶管施工前做好准备工作；

⑤在顶管的施工过程中，确实做好润滑减磨，根据地面变化和地下水位情况等因素及时调整压力和润滑量，每天的出土量应做好记录，作为分析地层损失的依据，记录由专人负责，并每日定时检查；

⑥顶管施工过程中，同时应保证公路的运行安全，由专人负责检测道路的行车情况和路面是否发生沉降等情况。

⑦在顶管通过路面设置间距为2M的观测点，根据顶进位置每小时进行测量，发现沉降超过3CM应立即停止作业，找出原因并采取相应措施后才可继续施工。

⑧管材顶进过程中，做到勤测勤调，轴线和高程控制在5CM之内，以保证钢管的顺利推进。

（2）防止底下管线破损的技术措施

①在顶管施工前由我单位牵头，与各相关部门联系，确认顶管施工范围内是否有管线通过；

②在确认后，及时调整顶管施工路线和高程，以避开管线相交；

③如在顶进过程中发现异常情况，及时与各相关部门联系。

（3）防止交通事故的措施

①在本项顶管的施工中，除公路外其余均为农田和厂区，所以防止交通事故主要为防止由于顶管作业封道而导致机场高速公路交通事故的发生；

②在顶管作业前，由专人与公路路政联系，并落实交通标识标牌；

③为避免路面荷重，如在顶管穿越路面发生交通事故或车辆发生故障，及时拖走事故或故障车辆。

6、顶进施工工艺流程

顶管施工工艺流程如下图示：

⑴导轨安装

导轨安放在混凝土基础面上，导轨定位后必须稳固、正确，在顶进中承受各种负载时不移位、不变形、不沉降。导轨安放前，应先复核管道中心位置但在安装时必须复核。导轨面标高按管道设计标高设置，在顶进中经常复核调整，确保顶进轴线的精度。导轨设置坡度与设计轴线相同。

导轨安装允许偏差：轴线位置：±3mm；顶面高程：+3mm;两轨间距：±2mm。⑵顶铁采用环形顶铁

环形顶铁通常是一个内径较小、外径与钢管相同的，有一定厚度的钢结构件，主要作用是把主顶油缸的点推力，分布在被顶钢管的圆周上，使钢管受力均匀并保护管节的端面。

⑶设置承压壁

安装在工作坑后座墙与主千斤顶之间的钢结构件。承压壁承受和传递全部顶力，必须具有足够的刚度和强度。

⑷安装主顶设备

主顶设备安装在承压壁前方，使顶管机头和管道向轴线方向顶进的加力组合装置。由组合千斤顶架、4只主千斤、油泵站、马蹄形顶铁、环形顶铁组成。

⑸工具管安装

将制做好的工具管平稳安放在导轨上后，对工具管前后端的中心方向偏差和相对高差进行测定。

⑹管节吊装

管节运输主要采用10T固定式行车，并用专用吊具，以保护管口不被损坏。

⑺顶管作业

挖土

顶管挖土掘进主要采用人工挖土，工作面挖土操作的主要点为：一般采取先顶后挖的原则，以保证不超挖，在遇到大的石块或者偏差较大必须采取挖土纠偏时才能向前超挖。

①规定开挖范围，不得超挖，管端上部可超挖15mm,以减小顶进阻力，特别是管底土基的135度包角范围内，一定要保持管底壁与土基面吻合；

②不得扰动管底下部的地基土；

③挖出的土要及时外运；

④开挖要及时配合顶进操作，及时测量，勤纠勤测，以便顶力限制在较小的范围；

⑤管前挖土深度，一般为千斤顶出镐长度。控制在10cm以内，不宜超挖过长，以免引起管位偏差大和管端上方土坍塌。

运土

工作坑采用人工挖土卷扬机垂直吊升出坑，然后采用人工装车运或就近堆放管道内土方通过管内水平运输和工作坑卷扬机垂直运输提升至地面，管内水平运输通过小四轮车拖运土。

(8）顶管施工测量

顶管施工测量工作分以下四个方面：

①、顶进前的准备阶段测量：工作坑开挖之前应对工作坑轴线，距离和引临时水准点进行复测贯通，顶进前应对工作坑的方位，高程进行复测，并标定管道中心线，设立临时水准点。开始顶进的第一节管必须平稳进洞，位置正确。

②、顶进过程中的测量：管道轴线及高程均由激光经纬仪测定，经纬仪架放在工作井的后部，并固定在底板上，将活动尺安在工具管网格后，操作人员通过观察激光光点偏移及顶进长度，判断管道前进的趋势，及时采取纠偏措施，校正前管段方向

③、地面观察测量：为检查地面有无沉陷和隆起，开始顶进前，应在路面上选好基线（中心轴线），在慢车道和快车道两端横向10m范围每设置一水平基点，以保证顶进控制的精度。对通过有地面建筑物的顶段,在其建筑物上选点作为沉降观测点。

④、工程竣工测量：工程完工后，对过程测量记录进行认真整理，竣工后在进行一次至二次稳定性测量，确认符合规定标准。

(9)纠偏校正

顶管偏差校正要以预防为主，不能等产生明显超差时再进行校正。必须逐步由误差调整到正确，预防误差积累，纠偏应在顶进中采用小角度逐渐进行校正，其校正方法有：

挖土校正法：采用在不同部位调整挖土量的办法，以达到纠偏的目的，这种方法校正误差范围一般不大于10-20mm.

施工中要不断总结经验，调整挖土范围，保证顺利顶进，决不能盲目掏挖造成偏差，也不可盲目纠偏以产生隐患。

强制校正法：偏差范围大于20mm时，采取的杠杆或千斤顶纠偏法，一般施工中应力求避免。

衬垫校正法:当局部地基软弱、地基承载力不足而使管头底沉，这时应结合顶木校正法同时在管底下衬垫，换填砂石加木板等以增加地基强度。

A、管道轴线偏差防治

顶管施工前应对地质情况进行认真调查。工程部设专职测量员负责全过程的测量工作，按照测量、纠偏的原则认真操作，顶进过程中应随时绘制顶进曲线，采用同种规格油压千斤顶，保持顶力与管道中心线重合。加强施工质量的控制，确保后背不发生位移，并应使后背平整，以保证顶进设备的安装精度。

B、处理方法

重新调整千斤顶行程，顶力，顶速或重新调整千斤顶的安装精度。对顶管后背进行加固，预防位移继续发展，并确保后背平整。

纠偏前应认真分析顶进曲线的发展趋势，采取适当的纠偏量，循序渐进。

(10)顶进减阻措施

为了在顶进过程中减小摩阻，每隔3节设置注浆孔，在顶进过程中加触变泥浆进行减阻。

1、注浆

注浆设备：螺杆奈莫泵，搅拌器、注浆管道主管用DN50mm钢管，分支用DN20mm橡胶管。

注浆方法：在工具管的后面连续放置3根有注浆孔的砼管，以后每隔6米

放置一根有注浆孔的管子，顶进时工具管后3根管子上的三组注浆口，随顶进同步注浆，随顶随注，管线后面管道的注浆孔视顶力的大小进行补浆用。为防止顶完后管外四周土体塌陷，在管外四周进行水泥浆置换。

注浆操作人员应注意：工具管后注浆应随顶随注，先注后顶。控制好注浆压力及注浆量，该顶段注浆压力不大于0.4Mpa，注浆量为0.1立方米/米。

(11)进、出洞口技术措施

顶管过程中，无论是管子从工作井出洞或是接收井进洞，管道外壁与洞口之间都必须预留一定的间隙。如果该间隙不能够采取有效的密封措施，地下水和泥砂就会从该间隙中流到工作井或接收井中。

①洞口止水圈的设计

本工程管道埋深大、土层的渗透系数大，因此管道在顶进时密封必须可靠。在洞口密封设计中，采用主橡胶圈密封加可充气应急密封圈的双层密封结构，该结构的特点是：顶管过程中充气密封圈是不工作的，如果主橡胶密封圈因摩檫损坏导致密封失效，地下水涌入井内的危急情况下，可利用打气泵给充气应急密封

圈充气，及时控制漏水，在安全状态下处理或更换新密封圈。

出洞口密封示意图

进洞口密封装置由于进洞是短时间、一次性的工作，故不必使用充气密封圈，其它应与出洞口密封装置相同。

②洞口土体加固措施

本工程进、出洞口地层为粘土，根据设计要求。该地层适宜采用压密注浆法加固土体。应对洞口的土体进行加固，使土体的单轴抗压强度在1—1.5MPa范围内。

(12)接收井搭建托架导轨

接收井托架的作用是将顶进接收井洞口的工具管托住，工具管在托架上仅推行4-5m，出洞约0.5m，因此该托架无须滚轮结构，用两根32#槽钢，按一定的宽度、接收井的总长度、工具管出洞口的标高（略低3-5cm），与两侧的洞口密封环在下部、左右两侧固定牢固。

工具管在距进洞口25—30m时，应对工具管进行最后的复测。主要目的是：最后确定工具管与设计轴线及进洞洞口的相对位置，如果此时的偏差不大，可以进行进一步调整、纠偏，同时也为竣工复测积累资料。

(13)拆除洞口封堵

拆除洞口封堵的时间，一是要等到洞口的加固土体达到强度。二是要待工具管抵近洞口后，距离为0.5m时进行。

工具管进洞吊运：工具管破洞进入洞口后，为减少土体的扰动时间，可以加快顶速，接收井派专人观察及时与工作井顶进人员联系，防止将管道多顶进接收井，一般管道进井约1.0m即可。待工具管完全停稳后，立即将工具管与管道分离，确认完全将工具管与管道分离后，用吊车轻轻起吊晃动工具管头，使工具管与管道脱开，此时必须再次检查分离情况，确认后将工具管吊出井外，运往维修场地。

7、中继间

由于该段顶管距离长，长达255米。加上顶管地层属于风化岩层，顶进顶力大，无法满足一次顶到255米，故采用中继间接力顶进技术，实行分段使实施每段管道的顶力降低到容许顶力范围内。采用三级顶进，在30米处设置第一套中继间，在110米处设置第二套中继间，在190米设置第三套中继间。满足该段顶管需求。中继间布置相见附图

8、施工安全

8.1、安全生产保证体系

安全施工生产保证体系图。

8.2、安全措施

8.2.1、防毒气、管涌、流砂安全技术措施

（1）顶管施工比较容易遭受的情况之一是有毒气体伤害，人员在管道内施工作业时要消耗大量的氧气，管道内会出现缺氧，影响作业人员的健康。

对于管道内有害气体，采用通风稀释其浓度的方法，再用有害气体检测仪进行检测，确认安全以后，方可让施工人员进入作业面施工，以保证地下施工人员的安全。即采用DN50镀锌钢管和0.6m3/mm电动空气压缩机向工作井及管内工作面连续送风。

通风的质量要求：

保证管道内的氧气浓度不低于20%（空气中氧的含量为29%），有害气体的浓度不大于有害于身体健康的浓度，其中CO≤30mg/m3，NO2≤50mg/m3,CO2≤0.5%,SO2≤0.0005%,工作面通风设备的噪音不超过80分贝。

通风的空气必须清洁，在地下作业点的新鲜空气量不低于每人每分钟0.5m3,风速应大于0.15m/s，最大风速小于6m/s。

控制作业面的温度不超过32℃，相对湿度不超过80%。

为保证各种有害气体的浓度不超过上述值，配备有效的气体含量的测试仪表。

(2）顶进机头内安装防护舱门，出现管涌、流砂现象后，应迅速将舱门关闭，人员撤离。

8.2.2、施工现场临时用电安全技术措施

①建立以项目经理和各队队长为领导、项目部电工和各队电工为成员的施工用电管理机构，负责施工用电和生活用电的管理、对供电线路和机电设备的维修、运行及安全操作的贯彻落实，并建立安全用电岗位责任制，在各用电处设用电负责人，挂牌上岗。

②开工前对施工人员进行施工现场临时用电安全教育和培训。

③对施工现场供电设施除经常维护外，遇大风、暴雨、冰雹、雪、霜、雾等恶劣天气时，加强对电气设备的巡视和检查。电工操作时必须按规定穿戴配套的劳动保护用品。

④停电检修时必须先切断电源，并在工作地点悬挂相应的标示牌。安引电源工作必须由电工亲自操作，还要设专人监护。严禁非电工拆装电气设备，严禁乱接乱拉电线，现场配电室开关箱要加锁，并在电气设备明显部位设置“严禁靠近、防止触电”的警示牌。对电器装置进行定期和不定期的检查接零接地情况。

⑤配电箱等设备不能被雨淋、水淹，为此配电箱放置点要垫高，并且有遮雨设施。动力和照明分设开关，施工设备一机一闸一漏，不得合用开关。

⑥对施工现场使用的电动机械和手持电动工具必须做到：

在做好保护接零的同时，还要装设漏电保护器。每一台电动机械的开关箱内除装设过负荷、短路、漏电保护外，还要装设隔离开关。

8.2.3、坍塌事故应急预案

⑴、呼救

当工地发生坍塌事故，最先发现情况的人员应将信息准确传出，内容要明确：某某地点或某某部位发生某某情况！

接到信息的任何人，均有责任将信息报告给与其最近的项目部管理人员、应急抢险小组成员，使消息迅速报告到应急抢险指挥部。

应急响应指挥长负责现场组织、救援等工作。

⑵、报警

信息组负责拨打急救电话120，报告发生事故的地点、伤害类型，同时必须告知工程附近醒目标志建筑，以利急救中心迅速判断方位。

项目安质部负责将伤亡伤害情况及时报告公司安质部。

⑶、接车

接车员迅速到路口接车，引领急救车从具备驶入条件的道路迅速到达现场。

⑷、现场处置

发生坍塌后，后勤保卫组应先检查塌方处是否还存在继续塌方的危险，当确认无危险后，方可实施抢救，如还可能造成二次塌方，则必须采取有效措施控制。

救援组在清理坍塌土方时不可使用工具，应人工清除，避免对伤员的二次伤害。

受坍塌伤害的人员可能造成内伤、脊柱伤害和骨折，因此不可急速摇动或移动伤员。应多人平托住伤员身体，缓慢将其放至于平坦的地面上，待救护车到后送医院救治。

⑸、善后处理

在组织现场自救的同时，应派人保护现场，为今后的事故调查提供真实依据。

8.2.4、触电事故应急预案

（1）呼救、报警、接车程序同坍塌事故应急预案

(2)现场处置

使触电伤员脱离带电体：抢救人员必须首先保证自己不被伤害的前提下，寻找附近电源开关，迅速切断电源；如附近无电源开关，应寻找干燥木方、木板等绝缘材料，挑开带电体；如可以迅速呼唤到周围电工，电工可利用本人绝缘手套、绝缘鞋齐全的条件，迅速使触电者摆脱带电部分。

急救：触电者摆脱带电体后，应立即就地对其进行急救，除非周围狭窄、潮湿，不具备抢救条件，可将其转移到另外的地方。

因触电的不良影响，不是一下子表现出来的。因此，即使触电者自我感觉良好，也不得继续工作，应使其平躺，保持安静，同时保证周围空气流通，由医生来决定是否需要进一步治疗。

8.2.5、现场配备应急药品

急救箱：消毒用品、急救物品（绷带、无菌敷料）、止血袋、氧气袋。

8.2.6、雨季施工、防汛措施

1、雨季施工措施

(1) 密切关注气象情况，做好汛情预报、预警工作。

(2) 检查加固临时电路、电线距地面高度应在3m以上。

(3) 施工期间做到随挖、随运、随浇筑管道基础以保证地基不受影响和破坏。

（4）基坑（槽）外围应筑土堤或挖排水沟，防止雨水流入基坑引起滑坡或塌方。施工过程中保护各类监测点并做好监测记录，及时反馈信息，发现异常情况及时处理。

（5）基础工程凡基坑深深度和方法、边坡留置时间、排水情况、附近堆积荷载等因素，合理确定边坡坡度；随时清除边度在5m以上或地质情况、周围环境较为复杂的工程，根据土质、开挖坡上易滚动或塌落的土石.

（6）现场所有电气设备要设置防雨遮盖，并做好接地接零保护。在潮湿场所作业，要使用安全电压，防止漏电伤人。

（7）做好脚手架防大风、防雷击措施。脚手架、临时爬梯、操作平台等要满铺竹笆、木板并做防滑条，把防倾斜、防滑脱、防坠落作为防范重点。

（8）避免在雨天浇筑砼、焊接等工作。必须焊接时，如搭设焊接棚等。

2、防汛措施

（1）汛期施工要服从防汛部门的统一管理，施工土方及物资不得堆放在排水干管，确保既有排水设施安全。

（2）在防汛期间，调度要跟班作业，及时了解气象、水文站的汛期情况，建立产生调度水文记录和备忘录，及时提供防汛信息和措施。

（3）配备足够的防汛物资和交通运输设备，统一指挥调拔，并不可于非防汛施工生产中，专资专用。如：储备一定数量的水泥、钢管、黄沙、编织袋、方木、钢支撑等材料及潜水泵、注浆泵等设备

9、监测监控

9.1、对管道内有害气体的监测

对于管道内有害气体，采用有害气体检测仪进行检测，确认安全以后，方可让施工人员进入作业面施工，以保证地下施工人员的安全。工作人员吸入的空气中的含氧量不低于20%，工具管内装有摄像头，操作平台上安装小电视机以便于监测。

10、工程质量保证措施

⑴对物资材料严格执行采购标准，进货检验和试验、物资材料保管、运输制度。物资采购要看样定货，认定产品标准。物资材料验收要核实产品名称、型号、单位、数量，索取产品出厂合格证、出厂试验报告、说明书、出厂日期及产品质保书。对水泥、钢材等主要物资要进行现场取样试验，合格后方可投入使用。对检验出的不合格品，应及时进行标识、处置，不合格的不得进入施工现场，从源头确保工程质量。

⑵执行国家有关工程质量验收标准，按规定程序进行施工全过程分项、分部、单位工程质量评定验收，接受业主、监理工程师及工程建设管理和监督部门的检查监督。

⑶建立内部质量检查制度，经理部设专职质检员一名。

(4)建立作业层全过程质量控制制度。

(5)安全、质量技术人员按照施工节点，提前做好安全、质量技术交底。

11、文明施工措施

（1）对进场施工人员进行安全、质量、文明施工的教育培训以及理论测试，测试合格者挂胸牌进场施工。

（1）根据实际情况设置各项临时设施，堆放材料、成品、半成品和机具设备的地方，不得侵占场内道路及安全防护等设施。

（2）施工现场设置明显的标牌、标识工程项目名称、建设单位、设计单位、施工单位、项目经理和施工现场总代表人的姓名、开竣工日期、施工许可证批准文号等，并负责施工现场的标牌保护工作。

（3）施工现场用电线路和设施的安装、使用符合《施工现场临时用电安全技术规范》和安全操作规程，严禁任意拉线接电，施工现场必须设置保证施工安全要求的夜间照明设施。

（4）施工现场道路及施工便道应统一规划，并保证畅通，防洪排水系统处于良好的有效状态，保持场容场貌的整洁，随时清理建筑垃圾。在车辆、行人通行的地方应设置安全标识和安全防护设施。

（5）施工现场的临时设施应符合安全、卫生通风，照明要求并保持清洁卫生。

（6）做好施工现场治安保卫工作，采取必要的防盗、防火、防毒措施和必要的现场周边的围护设施。

12、环境保护措施

（1）施工现场的袋装水泥存放在专用库房内，其材料的运输、搅拌、保管应采取遮盖，封闭等措施，防止扬尘飞洒，污染环境。

（2）建筑垃圾要分类集中存放、处理，防止破坏环境。

（3）防止水污染措施

①禁止将有毒害废弃物作土方回填。

②现场废油料不得就地排渗，要集中收集处理，油料存放地要设防渗设施，防止渗油污染地下水质。