顶管施工方案新版

顶管专项施工方案

目录

第1章编制说明 (1)

1.1 编制依据 (1)

第2章工程概况 (1)

2.1 工程简介 (1)

2.2 施工区域水文地质情况 (2)

第3章施工部署 (4)

3.1 施工组织机构 (4)

3.2 施工项目划分 (5)

3.3 主要施工部署 (5)

3.4 施工准备 (6)

第4章施工安排 (8)

4.1 工期要求及施工进度 (8)

4.2 劳动力使用计划 (8)

第5章顶管机选型 (10)

5.1 顶管施工工艺选用 (10)

5.2 顶管机机头及刀盘选用 (10)

5.3 机械式（土压平衡）顶管工艺流程 (12)

5.4 机械式（土压平衡）顶管施工工艺 (12)

5.5 方向控制 (13)

5.6 主要设备参数 (13)

5.7 机头穿墙入洞 (14)

5.8 调试及土体取样 (16)

第6章触变泥浆 (17)

6.1 触变泥浆的配制 (17)

6.2 应用触变泥浆设备包括：泥浆封闭设备、调浆设备和灌浆设备 (18)

6.3 注浆孔的设置 (18)

6.4 触变泥浆的拌合程序 (18)

6.5 注浆工艺程序 (19)

6.6 触变泥浆使用应注意事项 (19)

第7章施工方法 (20)

7.1 竖井施工概要 (20)

7.2 竖井施工步骤 (21)

7.3 顶管施工 (29)

7.4 顶管设备安装 (32)

7.5 顶进施工 (37)

7.6 周边环境保护措施 (47)

7.7 周边堆载 (50)

第8章质量保证措施 (51)

8.1 质量方针及目标 (51)

8.2 质量保证体系 (51)

8.3 技术保证措施 (51)

8.4 成品保护措施 (52)

8.5 质量标准 (52)

第9章建筑物附近监测 (54)

9.1 顶管地面沉降宽度计算 (54)

9.2 路面测点布置 (54)

9.3 基坑量测监控 (55)

9.4 水平位移收敛 (55)

9.5 基坑周围地表沉降 (55)

9.6 竖井净空收敛 (56)

9.7 监测工作的实施与保障制度 (56)

9.8 检测方法及时间 (56)

9.9 数据采集方式及处理方案 (57)

9.10 减少测量误差的措施 (57)

第10章文明施工及绿色环保措施 (58)

10.1 文明施工执行标准 (58)

10.2 文明施工方案 (58)

10.3 文明施工措施 (58)

10.4 绿色施工环保方案 (61)

10.5 环保措施 (62)

10.6 职业健康 (65)

第11章安全保证措施 (66)

11.1 安全目标 (66)

11.2 安全管理体系 (68)

11.3 安全管理措施 (69)

11.4 消防管理措施 (74)

11.5 保卫管理措施 (76)

第12章应急预案 (77)

12.1 施工现场突发事件应急预案 (77)

12.2 组织机构及职责 (77)

12.3 应急物资的储备 (78)

12.4 风险源分析及针对性应急预案 (79)

12.5 突发事故(事件)应急响应 (81)

12.6 有限空间预防与应急措施 (83)

12.7 事故报告流程 (86)

12.8 附近医院 (87)

12.9 施救措施 (87)

12.10 应急预案的启动条件 (88)

第1章编制说明

1.1编制依据

1）2）岩土工程勘察报告；

3）现场实际情况；

4）《工程测量规范》（GB50026-2007）；

5）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）。

6）《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007

7）《顶管施工技术及验收规范（试行）》

8）《固原市海绵城市PPP项目文化路和中山街道路、电缆沟、雨水管及地下通道勘察报告》电子版，宁夏建筑设计研究院有限公司2017.06 9）本工程历次会议精神；

第2章工程概况

2.1工程简介

文化街为城市主干路，改造东起东关街，西至六盘山西路，道路施工全长2.5km。文化街在东关北街—中山街道区间路宽16米，中山街—西关路道路宽24米，西关路—六盘山路路宽24米（5米辅路+3主辅隔离带+16米主路+3主辅隔离带+5米辅路）。文化街是固原市最繁华的交通要道之一，街道两侧分布有固原市原州区国税局、固原市人民会堂、泰康医院、新华百货等重要的商贸、医疗、政治文化街道等。

中山街城市次干路，改造南起南城路，北至北关东路，设计全长1635米。南关路—文化路道路宽23米，文化路—北关街道路宽18米。中山街是固原市繁华的交通要道之一，街道两侧分布有邮政银行等大型3家银行、学校、加油站、众多的店铺及小区等。

为改善固原市景观环境，促进固原市经济发展和提高人民生活质量，现对文化路进行整体改造，改造内容包含道路工程、排水工程、雨水口改造、新建电力管沟、地下通道、人防回填等。

2.1.1工程规模

根据设计图纸，文化路电力顶管东起东关路，西至六盘山路，全长2489m，主线电力顶管采用Φ2000钢筋混凝土三级管，全程采用机械顶进法施工，双胶圈钢承插口，沿线每50m设电力检查井一座。

中山街电力顶管南起南城路，北至北关东路，全长1635米，主线电力顶管采用Φ2000钢筋混凝土三级管，全程采用机械顶进法施工，双胶圈钢承插口，沿线每50m设电力检查井一座。

2.1.2结构形式及尺寸

顶管坑为内净空5m*7m矩形井，接收坑为内净空4m*6m矩形井，井深约9m，锚喷竖井井壁和底板厚均为300mm。

2.1.3计划开工时间及结束时间

计划开工时间：2017年9月15日

计划完成时间：2017年12月30日

2.2施工区域水文地质情况

2.2.1地质情况

根据钻孔揭露，场区地层除浅层为人工填土（道路外侧主要为未经严格压实的填土，道路位置为路基填土）外，其余均为风积、冲积地层和清水河冲洪积地层，现将土层由上而下分述如下（地层编号与剖面图中编号一致）：

①层素填土（Q4ml）:该层为路基压实填土，黄褐～灰褐色，稍湿～湿。该层以中密～密实状粉土为主，含少量的砾石、砖屑、炭屑、根系等。该层地表约0.2m～0.5m为原混凝土路面和水稳层，本次勘察未单独划层。局部含少量砖块、砼块等建筑垃圾，本层为中等压缩性土，该层土形成时间8～15年。

①1层杂填土（Q4ml）:黄褐～灰褐色、灰色，稍湿。该层以稍密状粉土为主，见大孔隙、根孔等，含大量的砾石、砖屑、砼块等建筑垃圾，该层主要为修筑道路时的弃土，本层为中等压缩性土，该层土形成时间8～15年。

①2层新填土（Q4ml）:黄褐～灰褐色，稍湿，局部湿。该层以稍密状粉土为主，见大孔隙、根孔等，含少量的砾石、砖屑、炭屑、根系等，该层主要为新华百货和固原商城修建时的弃土均匀性极差，本层为中等～高压缩性土，该层土形成时间6～15年。

②层黄土状粉土（Q4eol +al）:黄褐色、灰黄色，稍密～中密，稍湿，局部湿。该层以黄土状粉土为主，局部夹黄土状粉质黏土透镜体。见大孔隙、虫孔、根孔等，局部见钙质粉末，锨挖较容易，该层具中等～高压缩性。根据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004），新近堆积黄土

Q42判别计算公式R=-68.45e+10.98a-7.16r+1.18w进行计算R＜R0（-154.80），结合现场地形地貌综合判定该土层为Q41黄土状粉土。

③层角砾（Q4al+pl）:黄灰色、黄褐色、青灰色，中密～密实，稍湿。分选较差，级配良好，磨圆较差，呈次棱角状。粒径以5～30mm为主，勘察时所见最大粒径达100mm。充填物为粉土、粉细砂；骨架颗粒的母岩成分以泥岩、砂岩为主，中山街东段靠近清水河附近，骨架颗粒的母岩成分以石灰岩为主，中等风化，交错排列，大部分接触或连续接触。

③1粉土（Q4al+pl）：黄褐～灰褐色，以湿为主，局部稍湿，中密，局部密实，含少量砾石，无明显的层理特征，无光泽反应，干强度中等，韧性低；

2.2.2水文情况

（1）地下水

① 地下水类型

本工程地处原州区，属半干旱区。本次勘察深度范围内未测得地下水，根据周围勘察资料，文化街东端地势最低，地下水埋深约13m，其它地段地下水埋深较深。

②地下水补给

根据场区附近地质资料，地下水为潜水类型,含水层主要为角砾层。地下水补给来源主要为大气降水和清水河侧向补给。

第3章 施工部署

3.1 施工组织机构

3.1.1 组建施工组织机构原则

根据本工程施工工期紧、安全隐患多、作业面狭窄、地理位置复杂等，我公司按照业主对工程的施工要求，结合本工程特点，组建高素质、高水平的项目经理部。同时在施工中坚持科学管理、严密组织、精心部署，确保总体施工目标的实现。

3.1.2 施工组织机构

建立项目部组织施工。项目部班子由项目经理、常务经理、生产经理、项目总工、商务经理、安全经理组成，下设六个职能部门：即工程测量部、常务经理：张鑫伟

生产经理：李义伟 项目总工：刘汝东 项目经济师：张刚 安全经理：王家奎

项目经理：陈文宝

施工作业队

技术质量部 安全保卫部 综合办公室

物资设备部 经营核算部 工

程

测

量

部

技术质量部、安全保卫部、物资设备部、综合办公室、经营核算部。实行项目经理负责制，对本合同段实施全面管理。

3.2施工项目划分

为保证工期要求根据本工程的实际情况，根据工程施工特点进行工程项目划分，本工程项目经理部下设施工作业队。

为保证工期要求根据本工程的实际情况，根据工程施工特点进行工程项目划分，本工程项目经理部下设施工作业队。

施工前必须作好地下管线调查工作，根据工程量安排工期如下：每500米为一工作段，共5个工作段，每工作段分三次施工，工作坑开挖、支护7天，做后背、导轨2天，顶管20天，压填充浆2天，捻口1天，检查井及回填8天（包含围挡二次拆、搭）共计40天。

3.3主要施工部署

3.3.1整体部署

为保证工期目标顺利实现，首先对顶管工作坑位置的地下障碍物进行协调。同时可以进行顶管坑的施工，顶管坑施工完毕，即进行顶管设备的安装，并进行顶管施工；在进行顶管设备安装的同时，对顶管接收坑（顶进坑）进行施工。

3.3.2工力配备

顶管施工员30人，安全员5人，测量员8人，管道工28人，普工80人。顶管作业实行三班轮流不间断施工。

3.3.3机械、设备配备

每条路顶管施工主要机械设备表

3.4施工准备

（1）技术准备

开工前组织技术人员及现场管理人员学习施工规范规程、工艺标准、施工文件以及业主、监理下发的有关文件，熟悉、了解本工程的施工特点及难点，掌握竖井的施工工艺和技术标准，同时组织专业技术工种进行技开工前还要配合材料部门向供应商明确各种材料的技术质量要求。

（3）材料准备

论证通过后，及时根据施工图纸编制材料总体计划，项目部根据材料计划，按进度计划分批进场。钢筋等材料进入现场后，做好存放保管工作，并认真标识。

（4）试验检验工作的准备

建立工地试验室，配齐所需的各种试验仪器及设备，并通过有关部门的检测。现场试验人员全部持证上岗。

（5）生产准备

1）临时设施

临时生活区建设：现场搭设活动板房，供施工人员居住。

临时办公室建设：施工现场附近搭设活动板房，作为临时办公用房。

2）临时用电

临时用电：本工程生活用电根据现场位置临时搭接，顶管机施工用电由建设单位协助提供，建立临时供电系统，顶管机组要求供电能力为

315KVA。

第4章施工安排

4.1工期要求及施工进度

根据本工程实际情况考虑工期，将工程划分为四个阶段：

第一阶段：施工准备阶段；

进行施工区域围挡搭设、物探、坑探及调查工作，完成材料堆放与加工场地的安装支搭工作；组织项目部施工人员进一步学习施工图纸，对工程所需的人工、材料、机械制定总体计划与月度计划，并组织施工人员、材料、机械进场；完成总体施工组织方案的编制；对施工技术人员、施工队伍进行工程前期培训，组织进行技术交底，测量复核及测量放线；完成原材料试验等技术准备工作。

第二阶段：工作坑施工阶段；

本阶段完成主线工作坑、接收坑及管道顶进的施工。（具体做法详见第5章-顶管坑施工）

第三阶段：检查井施工阶段；

本阶段完成顶进段检查井的施工。

第四阶段：回填。

本阶段完成检查井与竖井之间的回填。

4.2劳动力使用计划

本工程管线较长，竖井结构施工所需劳动力较多，各个施工阶段劳动力需求量不平衡，因此根据各阶段劳动力需求量，合理组织劳动力。

第5章顶管机选型

5.1顶管施工工艺选用

顶管施工应主要根据土质情况、地下水位、施工要求等，在保证工程质量、施工安全等的前提下，合理选用顶管机型。

文化街顶管穿越土质为黄土状粉土，地下水位在地下30米以下，下游最浅处地下水位在地表以下13米，顶管工作坑一般深度在9到10米，个别最大到11米，因此可以忽略地下水对顶管施工的影响。根据湿陷性黄土的特点和文化街交通导行的要求，2米电缆沟顶管确定选用土压平衡顶管机进行施工，土压平衡机械顶管施工是市政管道铺设的一项新技术，它对地面构筑物的稳定性影响小，施工不影响地面交通，顶进速度快（平均顶进速度15米/天），适应的土质广。

5.2顶管机机头及刀盘选用

土压平衡顶管机机头选择

1）对黄土状粉土来说，大部分土压平衡顶管机头都比较适用，我项目暂定使用TYPD-2000型顶管机，如（图一）所示，为普通土压平衡机头图像。

图一

土压平衡顶管机刀盘选择：

文化路电力顶管有970米会遇到原有防空洞。防空洞部分为砖砌墙，还有部分为城墙砖砌筑，尺寸约150*200*500，在设计中针对防空洞采取了填充泡沫轻质土的施工方案。对砖砌墙、城墙砖砌墙这两种土质情况，我方准备采用小型TBM刮刀切削老的城墙砖，在切削完成后通过螺旋机绞笼将砖头抽出机头。如(图二）所示这种机头可以对密实度大的土方及普通砖墙、城墙进行破坏，在破坏完成后，再通过螺旋机绞笼将砖墙抽入机头内部，通过轨道缆车将土方推出管内。

图二

5.3机械式（土压平衡）顶管工艺流程

5.4机械式（土压平衡）顶管施工工艺

掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接收井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层。挖掘的土质、石块等通过转动的切削刀盘输送至传送带，然后运送至地面上。在挖掘过程中，采用土压平衡装置来维持土压平衡，以至始终处于主动与被动土压之间，达到消除地面的沉降和隆起的效果。掘进机完全进入土层以后，吊下第一节顶进管，它被推到掘进机的尾套处，与掘进头连接管顶进以后，挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管道又吊入井内，套在第一节管

道后方，连接在一起，重新顶进，这个过程不断重复，直到所有管道被顶入土层完毕，完成一条永久性的地下管道。

5.5方向控制

采用操作台集中控制操作，运行状态参数可屏幕显示。动态方位误差由激光靶及姿态仪反馈信号，土压仓压力由土压传感器反馈信号并显示。土压可预控或按设定值自控。

测量与方向控制要点：

1）有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员→项目管理部→监理工程师，确保测量万无一失。

2）布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。

3）顶进时纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在1°～2°，不得大于5°。并设置偏差警戒线。

4）初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。

5）开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。

5.6主要设备参数

1 设备尺寸

外径：2440mm 全长:4900mm 重量：30t

2 切削刀盘

电机功率：80KW 转矩：575KN.m

转速：1.53r/min ɑ=3.32

3 纠偏油缸

数量：8个每个推力：1072KN

纠偏角度：上下1.7°, 左右1.2°

4 液压站：37KW

顶力：300T×4个行程：2000mm

测量系统：用NTS512全站仪导向

顶管系统总体布置图

顶铁 2—油缸架 3—油缸 4--测量系统 5—后靠背 6—导轨 7—止水胶板 8—管道 9—掘进机 10--油泵 11—出土车 12—吊车 13--管材

5.7机头穿墙入洞

为确保工程质量、安全万无一失，采用土压平衡钢套筒机头破洞。

顶进工作井内布置详见下图。

顶管机

其中1-顶管；2-洞口止水系统；3-环形顶铁；4-弧形顶铁；5-顶进导轨；6-主顶油缸；7-主顶油缸架；8-测量系统；9-后靠背；10-后座墙；11-井壁。

其基本原理是采用钢套筒土压平衡法，其开口比较大，便于大块的石块等能进入顶管机内，正面上下两个泥土和石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的15%～20%。

另外，由于运动过程中，泥土仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进机头土方能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。

本掘进机的优点是：

1、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土。

2、使用安装在轨道上的双级主顶油缸，一次顶进长度为3.0m。

3、该机由一人在地面遥控操纵即可。

4、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内！

5、使用双级主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。