顶管专项方案

1、北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 0 目目 录录 一、编制依据一、编制依据.1 二、工程概述二、工程概述.1 三、施工组织三、施工组织.2 四、施工准备四、施工准备.4 五、施工进度计划五、施工进度计划 .5 六、泥水平衡顶管施工方法六、泥水平衡顶管施工方法 .6 七、土压平衡顶管施工方法七、土压平衡顶管施工方法.14 八、资源配备八、资源配备.19 九、有关计算与控制措施九、有关计算与控制措施 .19 十、检修井十、检修井.24 十一、工程监测十一、工程监测 .24 十二、施工阶段地下管线、临近建筑物及地面道路保护措施十二、施工阶段地下管线、临近建筑物及地面道路保护措施.

2、26 十三、质量保证措施及质量标准十三、质量保证措施及质量标准.27 十四、安全施工保证措施十四、安全施工保证措施 .28 十五、文明施工十五、文明施工 .29 附件一：投入主要施工设备表附件一：投入主要施工设备表.32 附表二：劳动力计划表附表二：劳动力计划表.33 附件三：施工平面图附件三：施工平面图.34 附件四附件四:基坑平面图、断面图基坑平面图、断面图 .35 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 1 一、编制依据一、编制依据 1、施工招标文件、招标图纸及施工设计图纸； 2、施工投标文件、招标期间所有往来函件及补遗资料； 3、工程现场勘察调研资料； 4、北辰区双青片区

3、北辰西道污水干管及泵站工程施工图纸； 5、 水利水电工程施工质量检验与评定规程SL176-2007； 6、 给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008； 7、 泥水平衡顶管掘进机作业指导书Z/GJS011-2001； 8、 顶进施工法用钢筋混凝土排水管JC/T640-2011； 9、 水工混凝土施工规范DL/T5144-2001； 10、 土工合成材料应用技术规范GB 502901998； 11、 混凝土结构工程施工及验收规范GB50204-2002； 12、 混凝土质量控制标准GB50164-2011； 13、 钢筋机械连接通用技术规程JGJ 107-2010； 14、 电气装置

4、安装工程电缆线路施工及验收规范GB50168-2006； 15、 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-2006； 16、 电气装置安装工程母线装置施工及验收规范GB50149-2010。 二、工程概述二、工程概述 1、工程概况、工程概况 本工程位于天津市北辰区现状及规划北辰西道南侧沿线，东起京沪高铁以 东规划污水泵站，西至双青污水处理厂，设计污水管道管径 DN800mm d1000mmd1200mm，管道总长约 4.4km。京沪高铁以东新建污水泵站一座， 设计流量为 0.63m/s，以及配套进出水管道。 本工程范围内均无现状排水设施，属于排水空白区。新建污水干管承接京 沪高铁

5、以东现状污水管道转输来污水，并经新建污水泵站提升后，由 DN800mm 污水压力管道向西穿越京沪高铁，排入京沪高铁以西 d1000mm 重力 流管道。自京沪高铁西侧由东向西敷设 d1000mmd1200mm 污水管道，沿线 收集京沪高铁以西、北辰西道以南、津霸线以北区域的污水，与七纬路污水主 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 2 干管汇合后排入双青污水处理厂。新建污水干管包括重力流主干管道 （W1W46 以及 WA1WA3） 、污水泵站压力出水管（WB1W1）及预留支管。 重力流主干管道 W1W46（桩号 K0+000K4+138.528）以及 WA1WA3 均采用顶管施工

6、，管材采用 d1000mmd1200mm 玻璃纤维增强塑料顶管；其 中 W14W15 顶管穿越现状京福路，采用钢筋混凝土钢承口管作为外套管；污 水泵站压力出水管道（WB1W1）及预留支管采用土方明挖开槽施工，管材采 用 DN800mmd600mm 玻璃纤维增强塑料夹砂管。 2、主要工程量、主要工程量 泵站 1 座 D600 玻璃纤维增强塑料管明开 88 米 D800 玻璃纤维增强塑料管明开 221 米 D1000 玻璃纤维增强塑料顶管 1479.6 米 D1200 玻璃纤维增强塑料顶管 2744 米 三、施工组织三、施工组织 1、人员简介： 我公司组织技术骨干、现场施工经验丰富的人员成立了本项

7、目部，设立项 目经理 1 名，项目副经理 1 名，项目总工 1 名，其他相关负责人各一名，共 11 名管理人员。为本工程的顺利完成提供了人员保障。人员组织详见施工组织 结构图。 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 3 项目副经理：翟振松项目总工：任雪萍 项目经理：许绍武 施工管理部 调度员：张 盛 机电物资部 机械负责人 财务部 财务负责人： 于萍 工程技术部 技术员：马 兴 质量保证部 质检工程师： 穆刚 排 水 班 土 方 队 管 道 安 装 班 实 验 室 木 工 班 钢 筋 班 混 凝 土 班 管 道 试 压 班 起 重 班 电 工 班 焊 工 班 机 修 班 安全技

8、术部 安全工程师： 刘凡 办公室 资料负责人： 代顺 计划合同部 合同负责人： 何娜 测 量 队 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 4 2、主要管理人员的主要职责主要管理人员的主要职责 （1）项目经理负责工程指挥和协调各管理部门的工作关系。 （2）项目副经理负责工程进度安排、文明施工等方面工作。 （3）项目总工负责工程的施工技术方面的工作，主抓技术、质量、材 料、计量方面的工作。 （4）现场施工员负责对工程施工过程中出现的问题进行及时的处理和 解决。 （5）质量负责人针对工程施工过程每一施工环节进行质量控制，如发 现质量问题及时解决。 （6）测量负责人负责将管线平面位置及高

9、程按图纸要求测设到实地。 （7）安全负责人负责开工前的安全教育工作及工程施工过程中的安全 工作，以确保工程不发生安全事故。 （8）材料负责人负责工程材料的采购和施工过程材料的调配工作，以 确保工程施工的顺利进行。 （9）计量负责人负责工程施工过程中每月实际发生的工程量的计量,上报 监理、业主。 四、施工准备四、施工准备 1、调查、收集资料、调查、收集资料 （1）组织有关工作人员认真阅读施工图纸、施工平面图及相关资料，直 到熟悉、了解，并明确设计意图。然后深入现场勘察工程施工作业区域内影响 施工顺利进展的给水管、煤气、电缆线等地上、地下障碍物，及其地上未拆迁 的房屋等构筑物。 （2）收集有关技术

10、资料，比如拟建工程的设计资料，技术标准规范，水 准点位置记录等。 （3）收集天津市历年来 79 月份的天气资料。 （4）请勘察设计部门提供该地区的水文地质资料。 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 5 2、技术准备、技术准备 （1）施工中使用的各种测量、检验、试验仪器必须经过计量鉴定，并且 在施工过程中定期进行自检。 （由专业技术员校正） （2）熟悉和审核图纸，首先应认真、细致熟悉该工程的全部设计图及相 关资料，并在此基础上做如下审核：图纸有无缺漏错误，校对图号、张数，工 程量的核对，与图纸目录是否有矛盾，核对管线位置、高程、纵横断面是否一 致等。 （3）测量准备： 工程开工

11、前，首先对现场的控制点进行复测，根据测定的控制点，结合工 地现场施工实际具体要求，进行控制点的加密，同时对水准点进行闭合和引测， 严格执行测量规范要求，保证精度要求。经复测后确保控制点无误后，进行放 线测量,将测量成果上报监理确认。放线前认真进行内业计算，做到准确无误， 严格执行相关技术规定保证测量控制工作符合设计标准。 （4）施工之前认真做好沉降观测点的布置工作， （主要布置在顶管管线的 穿越范围之内）确保工程的顺利进行以及随时掌握路面的沉降情况。 3、物资准备工作、物资准备工作 （1）施工前做好物资使用计划： 各部位、段依据施工方案中相关计划按规格数量及相关材料质量认证提前 落实产地，厂家

12、，并确认能否保证施工进度用量计划。 （2）施工机械和机具施工前准备： 施工所使用的机械型号数量应依据方案要求提前进行检修，保证满足数量， 质量及认证；进场检测仪器做好认证并记录。 五、施工进度计划五、施工进度计划 根据主、副坑布置，顶管施工采用流水作业。施工时，根据现场施工顺序， 每个从主顶坑内分别向相反的两个方向顶进管材。具体施工时间计划见施工组 织设计中的进度图。 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 6 六、泥水平衡顶管施工方法六、泥水平衡顶管施工方法 本工程 D1000 及 D1200 玻璃纤维增强塑料顶管段采用泥水平衡顶进施工。 泥水平衡顶管机头利用在管内设 100

13、钢管作为循环泥浆管路，在地面上 配置泥浆沉淀池、泥砂分离池，泥浆泵，泥浆循环管路，在工作坑内设 100 胶管用以连接管内和地面上的泥浆循环管路。抽出的泥浆经沉淀后达到排放标 准的应及时通过临时排水管排到附近的下水道中。 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 7 1、施工工艺流程、施工工艺流程 2、顶管工作坑、顶管工作坑 2.1 工作坑尺寸确定工作坑尺寸确定 本工程顶管管径为 D1000 及 D1200mm，管道两侧各留 1.5m 工作面，考虑 顶进坑和接收坑基坑位置为检修井位置，结合基坑计算尺寸和检修井尺寸确定 接收坑和主顶进坑尺寸如下： 管径 主顶坑尺寸（长宽） 接收坑尺寸（

14、长宽） D1000 或 D1200 105m55m 2.2 打止水帷幕打止水帷幕 顶坑前后方向（顶进方向）采用双排旋喷桩，左右采用单排水泥搅拌桩止 水帷幕。水泥搅拌桩或旋喷桩中心距离钢板桩支撑最外缘间距不小于 1 米，以 测量放线测量放线 基坑制作基坑制作 设备安装设备安装 顶进顶进 测量测量 下管接口下管接口 顶进结束顶进结束 拆除设备拆除设备 全线测量全线测量 取出机头取出机头 进入接收进入接收 坑坑 排泥排泥 浆浆 注浆减阻注浆减阻 纠偏纠偏 泥水平衡顶管机泥水平衡顶管机 头头 顶管施工工艺流顶管施工工艺流 图图 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 8 避免钢板桩施工对

15、桩体发生扰动。钢板桩施工完毕后在顶进坑前后（顶进方向） 旋喷桩与钢板桩之间采用双排水泥搅拌桩进行土体加固。 双排高压旋喷桩桩径为 600mm，采用梅花形布置形式，咬合宽度 300mm，桩长为钢板桩桩长加 2 米。水泥强度为 42.5 及以上强度等级，水泥掺 量拟定为 220kg/m，具体掺量还要根据试桩实验确定。 顶坑水泥搅拌桩止水帷幕桩径均为 600mm，咬合宽度 300mm，桩长为 钢板桩桩长加 2 米。水泥强度为 42.5 及以上强度等级，水泥掺量为 18%。 施工前为了保证地下障碍的完好性必须进行探槽开挖，探槽必须采用人工 开挖，上口宽 1.21.5 米，根据地下障碍的不同一般开挖深度

16、在 1.52.0 米， 如土质不好应适当设立简易支撑以保证人员的安全。 水泥搅拌桩采用计量泵注浆，保证延米水泥用量。应满足“三喷六搅”均 匀搅拌操作方法成桩，咬合为桩直径的二分之一，必须连续性完成该工程，喷 浆量控制在 18%、外掺 3%石膏粉来增加水泥浆凝结速度，为保证水泥强度， 控制水灰比在 0.5 左右。采用双轴机架式打桩机，保证搅拌桩的垂直度和桩体 的搭接。 旋喷桩及水泥搅拌桩在工作坑的制作过程中起着至关重要的作用，是基坑 避水的关键工序，必须设立专人对其质量进行监控。 2.3打设工作坑支护桩打设工作坑支护桩 顶管工作坑钢板桩垂直支护均采用 36b 工字钢。顶进坑坑深大于 6 米，桩

17、长为顶进坑深度的 2 倍，前后方向（顶进方向）全丁密排，左右方向一丁一顺。 坑深小于 6 米，桩长为 12 米，前后方向（顶进方向）全丁密排，左右方向一 丁两顺。 接收坑坑深大于 6 米，桩长为接收坑深度的 2 倍，前后左右方向均布置为 一丁一顺。坑深小于 6 米，桩长为 12 米，前后左右方向均布置为一丁两顺。 工作坑内对角布置两眼大口井降水，井深为 15 米，规格为 500mm 混凝 土管。 2.4 工作坑土方开挖工作坑土方开挖 工作坑设计深度为 48 米，开挖时结合挖掘机伸展臂长将基坑开挖分为两 类：分别是 5 米以内的浅基坑及 5 米以外的深基坑。开挖方法分别为： 北辰区双青片区北辰西

18、道污水干管及泵站工程顶管专项方案 9 5 米以内浅基坑：开挖机械选为 1m3 挖掘机，工作坑做两步水平支撑。开 挖时先挖出桩顶至桩顶以下 1m 范围内的土方。土方开挖完毕后采用 1 根 36# 工字钢卧焊，4 个交角处的角撑用同样材料，支架采用工字钢短头一割为二或 用三角形钢板制成。第一步支撑做完后，挖第二步土，作第二步顺水，位置在 距钢板桩顶 3.5 米处。利用挖掘机挖土，一步到位。第二步支撑做完后，挖第 三步土，此步土方开挖挖至距设计建基面 2030cm 处停止。剩余土方改为人工 开挖，以减少对基地土体的扰动，并利于开挖高程的控制。出土方式为人工装 土只挖掘机内，再由挖掘机完成土方倒运。

19、5 米以上深基坑：开挖机械选为长臂挖掘机，工作坑做三步水平支撑。开 挖时先挖出桩顶至桩顶以下 1m 范围内的土方。土方开挖完毕后采用 1 根 36# 工字钢卧焊，4 个交角处的角撑用同样材料，支架采用工字钢短头一割为二或 用三角形钢板制成。第一步支撑做完后，挖第二步土，作第二步顺水，位置在 距钢板桩顶 4 米处。利用挖掘机挖土，一步到位。第二步支撑做完后，挖第三 步土，作第三步顺水，位置在距钢板桩顶 6 米处。利用挖掘机挖土，一步到位。 第三步支撑做完后，挖第四步土，此步土方开挖挖至距设计建基面 2030cm 处 停止。剩余土方改为人工开挖，以减少对基地土体的扰动，并利于开挖高程的 控制。出土

20、方式为人工装土只挖掘机内，再由挖掘机完成土方倒运。 3、浇筑混凝土底板，下预埋钢板、浇筑混凝土底板，下预埋钢板 底板采用 30cm 厚 C35 混凝土，施 工时首先根据图纸尺寸用全站仪或经纬 仪定出井中、底板长及宽的边线。砼从 中央浇筑，均匀由里向外周圈式扩散， 浇筑时使溜管自始至终垂直底板的平面。 用插入式振捣棒进行振捣。浇筑砼前将 导轨预埋钢板安装到位，钢板尺寸 0.20.4 米，厚 1cm.下面焊接 14 钢 筋，长 25 厘米，钢板顶面高程误差控制在 2mm 以内。 4、稳导轨、做后背、下设备，做洞口止水圈，焊走道，做护栏、稳导轨、做后背、下设备，做洞口止水圈，焊走道，做护栏 导轨采用

21、重型钢轨，型号 151，数量 2 根，和预埋钢板之间用横向的槽钢 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 10 （8 厘米宽）焊接，导轨的间距布置应使管外底离横向的槽钢顶面不小于 2 厘 米，导轨长度按工作坑长度减去 1 米，满长铺设。导轨的高程误差和中线位移 应控制在 2mm 内。 后背墙采用定型后背铁，尺寸为宽 2 米，高 2 米，厚度 50cm。与钢桩之间 灌注砼（C30、厚 50 厘米）找平，使后背墙的平面垂直于导轨。后背铁与钢桩 用 16 钢筋焊接牢固。 洞口止水圈设置 主、副顶坑洞口止水圈构造由止水钢板、预埋螺栓、钢压环及橡胶圈组成。 橡胶止水圈在顶管机出洞时进行安装

22、。 洞口止水圈的构造 l-止水钢板；2-预埋螺栓；3-橡胶止水圈；4-钢压环 5、顶管、顶管 5.1 顶进前的准备工作顶进前的准备工作 （1）把临时水准点、中线定好位置，准备测量校核使用，由于已知控制 点的位置所限，满足不了施工需要，所以要增加一定数量的临时控制点，以保 证施工正常进行。临时控制点的平面坐标及高程测定方法同已知点复核测量相 同。 （2）液压系统、顶进系统安装试运行正常。 （3）检查后背加固是否牢靠 （4）检查轨道安装是否牢固 （5）吊装设备运行正常，吊具、吊索准备齐全。 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 11 （6）管内进水排泥管路及连接螺栓备齐。 （7）应

23、将膨润土准备一个井段的用量，注浆泵、管路、阀门等配件齐全 且运行正常。 （8）管外用照明设备、管内用的安全电压变压器、灯具线路正常。 （9）防雨设备齐全。 （10）顶铁配置齐备。 （11）泥浆排放地点的选定。 （12）人员安全防护用具、手用具等配备齐全。 （13）发电设备试运行正常备用。 5.2 顶进过程顶进过程 （1）拔桩、开镐、刃机头。 顶管机头在坑内管床就位，调试完毕，作好出洞的一切准备，顶管机进入 洞口后开始拔出洞口范围内的钢桩，采用 25t 吊车或振锤拔桩。 （2）出土。 泥水平衡顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱 内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速

24、排土。 （3）回镐、下顶铁。 当顶镐油缸伸出有 0.7 米，够下 1 块顶铁的长度时，应将镐回油，下 1 块 顶铁，以确保平稳顶进。 回镐、下顶铁示意图（局部） （4）顶进、出土。 当机头已顶进土里有 8 米长时，开始注浆。触变泥浆经搅拌后存入储浆箱， 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 12 通过注浆机经管道输送至注浆孔，注入土体形成泥浆套。根据计算，注浆压力 为 0.5Mpa 最好，注浆量控制在理论计算值的 1.5 倍左右，实际压浆量要根据具 体情况测定。注浆孔在同一断面上设置 4 个，环向均匀布置。注浆时要遵循 “先压后顶，随顶随压”的程序。 （5）开镐顶进测量。 正常

25、顶进时每顶进 1 米时测一回。测量采用激光经纬仪和水准仪配合进行。 （6）回镐下管、防腐。 下管要由专人指挥，管道接口要平顺。由监理工程师对检验合格后方可进 行下部工序的施工。接口采用双层聚丙烯胶带外防腐层。 （7）下顶铁、出镐顶进（重复步骤 3、4） 。 下弧形顶铁，再下型顶铁，后开镐，先顶型顶铁，再顶弧形顶铁。同 时连接好各种注浆管路、行灯电路、机头连接电路、进水排泥管路。 （8） （重复 27 步骤）进行。 （9）拔桩、进副坑。 当机头顶到接近副坑时，开始拔副坑进洞口范围内的钢桩，采用 25t 吊车 或振锤拔桩，钢板桩应提升至机头顶部，不得全部拔出。以保证不影响机头进 洞的前提下确保龙门

26、口上部土体不出现坍塌。钢板桩拔出后，在机头出洞位置 填筑土堆，土堆高度与机头底部齐平。以防止机头出洞时因自重而向下偏转。 6、注浆减阻、注浆减阻 长距离顶管施工中，降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。使管周外壁 形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，一般应满足下列要求： （1）在管子上预埋注浆孔，注浆孔的位置应尽可能均匀地分布于管道周 围，其数量和间距依据本管道直径，每个断面设置 4 个注浆孔，每 34 节管 设置一道。注浆结束后应对注浆孔进行密封。 （2）膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供应商的建议但 都必须按照规范进行。一般情况下，在现场按重量进行泥浆的配置，所有的主 要材

27、料包括：膨润土、水、Na2CO3和 CMC，有时也可以加入其它掺合剂，如 粉煤灰和其它高分子化合物等。材料的配比通常为： 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 13 水：土=（45）：1 土：掺合剂=（2030）：1 （3）压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检 查各推进段的浆液形成情况。 （4）注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。注浆 管道分为主管和支管两种，主管道选用直径为 4050mm 的钢管，支管选用 2530mm 的橡胶管，要求管路接头在压力 1kPa 下无渗漏现象。在注浆孔中设 置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，

28、从而影响注浆效果。 （5）注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。 （6）注浆泵选择脉动小的活塞泵或螺杆泵，流量与顶进速度相匹配。 7、控制隆起措施、控制隆起措施 7.1 减少顶管工具管开挖面引起的地层移动减少顶管工具管开挖面引起的地层移动 一方面要保证正面土体不发生塌方，另一方面施加的压力不宜使土体产生 过大的地面隆起从而引起过大的地面沉降。 7.2 减少工具管纠偏引起的地层移动减少工具管纠偏引起的地层移动 加强监测，做到产生微小偏移时就及时进行纠偏，产生较大偏移时，就得 注意最大纠偏角度，采用分次逐步纠正，勤调微纠，不可操之过急，避免因纠 偏过大幅度产生较大的地层移动。 7.3 减少管道外周空

29、隙引起的地层移动减少管道外周空隙引起的地层移动 （1）保证及时适量均匀注浆，保证在该空隙刚刚形成而周围土体尚未塌 下填充空隙之前将触变泥浆以适当压力填满该环形空隙。 （2）保证管节外径尺寸严格一致，管节安装时严格保证其外周平齐。 （3）触变泥浆配比要适当，要及时适量补浆，保证工具管和管道在整个 顶进过程中都在泥浆套中滑移，尽量不发生粘结。 7.4 减少工具管及管道与周围地层摩擦引起的地层移动减少工具管及管道与周围地层摩擦引起的地层移动 （1）保证及时适量均匀注浆并且适时适量补浆，使工具管和管道始终在 泥浆套中滑动，减少工具管及管道与地层摩擦。 （2）纠偏工作要做到勤调微纠，避免管道在纵向发生局

30、部挠曲现象。 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 14 （3）工作井出口处顶管的导向要准确，防止在出口处发生挠曲引发地层 移动。 8、顶进纠偏措施、顶进纠偏措施 在泥水平衡顶管施工测量中，主要对顶进方向的测控，还有对地面高程的 测量，以及对仪器自身的监测。在正常情况下，每顶进 1 米测量一次，在出洞、 纠偏、到达终点前，适当增加测量次数为每顶进 50cm 观测一次。施工时还要 经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。 在主顶设备后方底板混凝土上预埋钢板做托架，在与掘进机内光靶同一高 度上安装激光经纬仪，使其方位与设计线路平行；在工具管内设置坡度板和光 靶。激光束打在光靶上

31、在监控显示屏上反映出来，使操作人员迅速准确地了解 到推进方向的情况。 在实际顶进中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因此要采取纠偏措施， 减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值，使之尽量趋于一致。顶进轴线发生偏差 时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，使偏差值逐渐缩小并回至设计轴线位置。 要遵循“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的纠偏原则，在调节纠偏千斤顶前， 应该先根据工具管的顶进趋势作一个预判断。如果轴线偏差较小，且趋势较好 （沿设计方位） ，就可省去不必要的测量和纠偏，提供更多的顶进时间；如轴 线偏差较小，但工具管前进趋势背离设计轴线方向，则要及时进行有效的纠偏， 使工具管不致偏离较大。 七、土压平衡顶管施

32、工方法七、土压平衡顶管施工方法 污水管道 W14W15 为穿越京福公路（104 国道）段，为尽量减小顶进施 工后对原公路路面造成的不均匀沉降，确保往来车辆顺利通行，故采用土压平 衡施工法。 1、施工设备选择、施工设备选择 本工程顶管管径为 DN1800（外径为 2160mm） ，穿越地层为粘性土，且位 于地下水位以下，渗透系数10-1cm/s，且顶管穿越京福公路，要求变形控制精 度大，结合设计意见，选择土压平衡式顶管机。 本工程选用土压平衡顶管机。顶管机机头长度 3.8m，外径为 2.18m。主机 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 15 功率为 2*30KW。 2、施工流程

33、、施工流程 施工准备测量放线工作坑施工顶进设备安装、调试顶管机出洞 吊放第一节管正常顶进（注浆减阻）依次循环顶管机进洞、顶管结束 泥浆置换施工收尾工作 3、顶进施工前期工作、顶进施工前期工作 顶管工作坑、现浇混凝土底板等工序施工工艺与泥水平衡法顶管施工相同， 已在前面的泥水平衡法顶管施工方案中进行了详述，这里不再重复。 4、顶管施工设备及安装、顶管施工设备及安装 4.1 导轨选择与安装导轨选择与安装 导轨是在基础上安装的轨道，采用装配式导轨。长度为 6m。 （1）两导轨顺直、平行、等高，其坡度与管道设计坡度一致。 （2）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

34、：2mm。 （3）安装后的导轨必须稳固，在顶进中承受各种负载时不产生位移、不 沉降、不变形。 （4）导轨安放前，先复核管道中心的位置，并在施工中经常检查校核。 4.2 后座墙安装后座墙安装 后座墙采用槽钢和 8cm 厚的钢板焊制而成，宽度为 4.5m，高度 3m，厚度 0.4m。采用汽车吊进行吊装，安装就位后与后背钢板桩支护间隙采用高强混凝 土进行填充封堵，确保与支护连接紧密牢固。 4.3 止水环安装止水环安装 为防止顶管机入洞时地下水涌入工作坑，在顶进方向的墙壁上安装止水环。 首先，进行测量，确定止水环安装的位置；其次，将止水环底圈固定到墙壁上， 用混凝土封闭底圈与墙壁之间的缝隙；然后，在底

35、圈上固定防水橡胶板；最后， 安装止水圈压板。在顶管机入洞之前才允许将止水环内的墙壁凿除。 4.4 顶管机安装顶管机安装 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 16 本工程采用土压平衡顶管机，顶管机内安装 4 个导向油缸，用以调整高程 和轴线的偏差。每个导向油缸行程为 100mm，顶力为 1000KN。 用 50 吨吊车吊装顶管机，将顶管机放入顶进坑内的导轨上，顶管机前端 距井壁约 300 毫米。就位后先检查顶管机的轴线是否与机坑轴线、导轨轴线以 及主顶油缸的轴线保持一致，发现偏差立即调整。无误后再进行顶管机电路、 油路、注浆系统的安装调试。 4.5 主顶设备及安装主顶设备及安装

36、 主顶设备主要包括：4 个主顶千斤顶，每个千斤顶为 2000KN，行程为 1.7m；组合千斤顶架；液压动力泵站及管阀和顶铁。 主顶千斤顶固定在组合千斤顶架上整体吊装，与管道中心的垂线对称，确 保其合力的作用点在管道中心的垂直线上； 连接时将千斤顶的油路并联连接， 每台油缸有独立的进油、回油的控制系统。 顶铁采用 U 型顶铁。 安装后的顶铁轴线与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触 面事前清理，避免泥土、油污对管道造成污染； 更换顶铁时，先使用长度大 的顶铁，顶铁拼装后及时锁定；顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫，顶进时， 随时观察顶铁有无异常迹象。 4.6 泥浆减阻系统泥浆减阻系统 注浆

37、泵采用螺杆泵，功率 4kw，布置在泥浆搅拌桶旁。注浆材料选用钠基 膨润土，配合比根据现场情况进行配制（具体比例为水：钠基膨润土=4:1；钠 基膨润土：掺合剂=30:1） ，控制泥浆比重在 1.1-1.16g/cm3 范围内，粘度控制在 不超过 30s，失水量不超过 25cm3/30min。注浆主管采用 2 寸钢管，支管采用 1 寸高压橡胶管。 顶管每节管道上预留 3 个注浆孔，注浆孔 120 布置。注浆孔通过支管与 注浆主管连接。 5、顶管机出洞、顶管机出洞 先将洞口处的墙壁凿除，洞口处，人工向前挖土 500800 mm，再将机头 徐徐推进洞口里，待刀盘全部进洞，调整止水圈位置，使其完全封闭地

38、下水。 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 17 然后开动顶管机刀盘，待土仓压力升到 0.1 MPa 时，这时螺旋输送机的土压也 上升到 0.07 MPa 左右。顶管机开始入土时，机头外露，只存在轨道对机头的摩 擦力，机头易发生旋转，故在入土前两米顶进时，顶进速度控制在 5 毫米/分 钟以下，以防机头整体旋转，并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调整。 倾角的变化用纠偏千斤顶调正，旋转角大于 30 度时，可使用刀盘反转调正， 顶进 2 米以后在机头不旋转的情况下可逐渐加大顶进速度。机头完全入土后， 土仓压力控制在 5080KPa，下第一节混凝土管做反封闭。 6、正常顶进、正常

39、顶进 （1）土仓压力的设定： 按计算表数值设定，施工时设备自控可保证 10% 的土仓压力：遇有砂层、砂砾石层、下穿道路、离构筑物较近时，土仓压力设 定适当加大 30%左右，以提高安全系数。 （2）触变泥浆减阻：顶管过程中，须同步注入减阻泥浆，它是减少顶进 阻力、提高顶进速度的重要一环，减阻泥浆采用膨润土配制而成。在机头尾部 设置有触变泥浆注浆孔，顶进施工的同步注入触变泥浆，以形成原始浆套；每 节混凝土管均有三个注浆孔，顶进过程中，通过注浆孔持续补浆。注浆使用挤 压式注浆泵，注浆口压力控制在 0.130.22 MPa。视储浆池内触变泥浆下降的 速度及顶镐压力表读数调节注浆压力。 （3）顶进测量：

40、 初始顶进每 1 米测量一次，并做记录。正常顶进时，每 顶进 3 米测量一次，遇有纠偏每 1 米测量一次，测量时要注意照射到机头激光 靶上的激光点和管道中心轴线的一致性，若出现偏差通知机手及时调整。测量 人员分别绘制出管道中心及高程曲线图，随时预测机头的前进趋势。 （4）顶进纠偏：不断地观察光靶上激光点的行走轨迹，如发生偏移大于 20 毫米，预测机头又有向偏差大的方向发展的趋势时，要采取纠偏措施。纠偏 时开动纠偏千斤顶。纠偏时每 1 米测量一次，并做机头和机尾的数据比较，有 回归趋势时，保持一段顶进距离后，要停止纠偏，防止左右摆动。纠偏的原则 是勤纠、微纠，每次纠偏量不要过大，而且要注意发展趋

41、势，当上下、左右均 发生偏差时，先纠上下、后纠左右。 （5）顶进速度：顶进速度控制在 30 毫米50 毫米/分钟，出洞后的前 10 米以及纠偏时用较低速度，以后视出土情况、刀盘扭矩情况适当加快顶进速度。 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 18 （6）出土外运：顶管机刀盘切削破碎土体，由螺旋输送机将泥土输入到 管道内部，使用土车通过管道将泥土运入顶进坑中，再使用吊车运到地面，倒 入泥土堆放区，定期外运。 （7）安装管节：本工程采用 DN1800 钢承口钢筋混凝土管（市政 III 级） ， 质量满足 JC/T640-2010顶进施工法用钢筋混凝土排水管的要求。管有效长 度 2.

42、4m，壁厚 180mm，重量为 6500kg/根。 管节下坑前先进行外观检查，包括管端面是否平直、管壁表面是否光洁、 管体上有无裂缝等等，检查合格的管子用吊车放到顶进坑内的导轨上，进行顶 进。 下管时，机头在停止顶进的状态下，刀盘转 35 分钟，在停机和同时螺 旋输送机出土的情况下，排土液压门关闭，并断电以保证土压仓土压达到平衡。 下管工序完成后，再顶进时，应先开刀盘，再依次开螺旋输送机、推进系统。 7、顶管进洞、顶管进洞 为保证顶管机能顺利进入接收坑预留洞，在离接收坑 15m 左右时要加强对 顶进轴线的观测，及时纠正顶进轴线的偏差，保证顶管机能顺利地按设计轴线 进入预留洞。 为防止预留洞封门

43、打开后洞外的土体涌入接收坑内，在顶管机到达接收坑 前，在接收坑内预留洞处安置一道橡胶止水带，以防止顶管机进洞时水土涌入 井内。 接收坑内按顶进轴线安装接收机架，使顶管机平稳地进入接收坑，防止进 洞后顶管机直接落到接收坑底板上，造成后续管节接口质量问题。 顶管机进洞后，尽快把顶管机和砼管节分离，并把管节和工作井、接收坑 的接头按设计要求进行处理。 8、泥浆置换及管节接口处理、泥浆置换及管节接口处理 （1）泥浆置换 顶管完成后及时对管道外壁进行充填加固，把原注入的膨润土浆置换掉。 使用的泥浆置换材料为水泥加粉煤灰浆，其配比为水：水泥：粉煤灰 =5：1：3。通过管道内部的注浆孔压注，注浆次数不少于三

44、次，两次间隔时间 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 19 不大于 24 小时。 每二节混凝土管编为一组，分为注浆孔与排浆孔。将注浆泵清洗干净，吸 浆龙头放入灰浆池内，开启注浆泵，打开第一组注浆孔，当第一组排浆孔冒出 灰浆后，关闭阀门，再打开第二组，以此类推，直到全线完成。再关闭所有阀 门，保压三十分钟，保压时注浆压力为 1MPa。 泥浆置换完成后，应拆除主通道浆管和管内弧形浆管就地清洗，以免浆液 凝固堵塞。 （2）管节接口处理 顶管结束后，管节接口的内侧空隙采用石棉水泥进行填充封堵。填充物磨 平，不得突出管壁内表面。 9、雷达检测、雷达检测 泥浆置换完成后，需进行雷达检测，

45、对雷达检测出的空洞地方，须再补注 水泥+粉煤灰浆充填。 10、设施拆除、设施拆除 套管顶进、换浆、检测全部完成后，拆除顶铁、后背墙等顶管设备。 11、内部管道安装、内部管道安装 玻璃纤维增强塑料管放在枕基前，先在枕基上加设橡胶垫。承接口对位时 采用手动葫芦慢慢对位，橡胶圈安装到位，确保接口安装无误。 八、资源配备八、资源配备 1、主要施工机械设备（见附表一）、主要施工机械设备（见附表一） 2、劳动力计划（见附表二）、劳动力计划（见附表二） 九、有关计算与控制措施九、有关计算与控制措施 1、泥水平衡法顶管段控制措施、泥水平衡法顶管段控制措施 1.1 后背墙设计后背墙设计 后背墙是顶进管道时为千斤

46、顶提供反作用力的一种结构，一旦后背墙遭到 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 20 破坏，将严重影响顶管的施工进度，甚至会影响被穿越建筑物的稳定和安全。 后背墙设计采用现浇混凝土后背墙，由于工期较紧，采用 C35 混凝土，厚 度 0.5m。后背反力计算：忽略后背墙的影响，假定主顶千斤顶施加的顶进力是 通过后背墙均匀地作用在工作坑后的土体上，根据施工经验，后背的反力或土 抗力 R 取总顶进力的 1.21.6 倍，可确保后座在顶进过程中的安全。 式中 取 2.5，B 取 4 米，H 取 3 米， 取 18.4KN/m3，根据地勘报告， KP取 2.0，c 取 13KPa，h 取

47、3.5 米，将以上数值带入公式，经计算后座反力为 6623KN。 1.2 顶进力的计算顶进力的计算 结合顶管直径及最长顶距的基础信息。计算时，按照需要顶力最大的管材 及最长距离等不利因素进行计算的原则，选择调线后以顶进距离最大 130m， 顶管直径最大 D1200 进行计算。 顶进力的计算 以顶进距离最大 130m，顶管直径最大 D1200，进行计算 顶管的顶力按下式计算 Fk0 NfpLDF 式中： Fp计算的总顶力，KN； D0管道的外径，m；（取 1.28） L管道的计算顶进长度，m；（取 130） fk管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（KN/m2） ；（取 5） 北辰区双青片区北辰西道

48、污水干管及泵站工程顶管专项方案 21 NF顶进时顶管机的迎面阻力，KN。 顶管机迎面阻力按照以下经验公式进行计算： PDNF 2 g 4 式中 Dg顶管机外径，m（取 1.20） ； P控制土压力，采用静止土压力为基准。 静止土压力计算采用如下公式： hp 00 K 式中 p0静止土压力强度 土的湿容重，kN/m3（取 18.40） h深度，m（取 7.4） K0静止土压系数，粘性土取值 0.330.70 之间，取大值 0.70。 计算控制土压力强度（静止土压力）为 95.3KN/m2。 计算得出总顶力为 2612.5+107.7=2720KN。 1.3 后背适宜性校核后背适宜性校核 根据以上

49、计算结果，后背反力为 6623KN，是 D1200 顶管顶进力 2720KN 的 2.43 倍，后背顶满足管施工需要。 2、土压平衡法顶管段控制措施、土压平衡法顶管段控制措施 2.1 工作坑设计与施工工作坑设计与施工 本工程工作坑采用矩形工作坑。 1）底部尺寸满足下列公式要求： B = D1 + S L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 式中：B矩形工作坑的底部宽度，m； D1管道外径，m（取 2.16m） ； S操作宽度， （取 2.5m） ； L矩形工作坑的底部长度，m； 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 22 L1顶管机长度， （取 3.8m） ； L

50、2管节长度，m（取 2.4m） ； L3输土工作间长度，m（取 0.3m） ； L4千斤顶长度，m（取 1m） ； L5后座墙的厚度，m（取 0.5m） 。 计算得出：顶进坑宽度 B=4.66m，取 5m； 长度 L=8.0m，取 8.0m 接收坑宽度 B=4m，长度 L=6m。 2）工作坑深度应符合下列公式要求： H1 = h1 + h2 + h3 H2 = h1 + h3+ t +h4 式中： H1顶进坑地面至坑底的深度，m； H2接收坑地面至坑底的深度，m； h1地面至管道底部外缘的深度，4.827m； h2管道外缘底部至导轨底面的高度，0.35m； h3基础及其垫层的厚底(不应小于该处

51、井室的基础及垫层厚度)， 0.4m； h4顶管机进入接收坑后支撑垫板厚度，0.11m； t 管壁厚度，0.18m。 计算得 H1=5.577m，H2=5.517m 2.2 后座墙设计与施工后座墙设计与施工 忽略后座墙的影响，假定主顶千斤顶施加的顶进力是通过后座墙均匀地作 用在工作坑后的土体上，根据施工经验，后背的反力或土抗力 R 取总顶进力的 1.21.6 倍，可确保后座在顶进过程中的安全。 式中： R-总推力之反力 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 23 系数（取 2.5） ； B后座墙的宽度（m） ；（取 4.5） 土的容重（KN/m3)；（取 18.4） H后座墙的高

52、度（m） ；（取 3） Kp-被动土压系数；（取 2.0） c-土的内聚力（kPa)；（取 13） h-地面到后座墙顶部土体的高度（m） ；（取 2.577） 按上式计算，后座墙能承受 6304KN 顶力 2.3 顶力计算顶力计算 顶管的顶力按下式计算 Fk0 NfpLDF 式中： Fp计算的总顶力，KN； D0管道的外径，m；（取 2.16） L管道的计算顶进长度，m；（取 90） fk管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（KN/m2） ；（取 5） NF顶进时顶管机的迎面阻力，KN。 顶管机迎面阻力按照以下经验公式进行计算： PDNF 2 g 4 式中 Dg顶管机外径，m（取 2.18） ；

53、P控制土压力，采用静止土压力为基准。 静止土压力计算采用如下公式： hp 00 K 式中 p0静止土压力强度 土的湿容重，kN/m3（取 17.66） 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 24 h深度，m（取 5.6） K0静止土压系数，粘性土取值 0.330.70 之间，取大值 0.70。 计算控制土压力强度（静止土压力）为 72KN/m2。 计算迎面阻力为 264KN。 计算得出总顶力为 3052+264=3316KN。 2.4 后背适宜性校核后背适宜性校核 根据以上计算结果，后背反力为 6304KN，是 DN1800 顶管顶进力 3316KN 的 1.9 倍，后背顶满足

54、管施工需要。 十、十、检修井检修井 1、检修井采用普通混凝土砌块检查井，施工严格按照普通混凝土砌块 检查井 （津 07SSZ1-2）图集执行。井径和井盖采用预制混凝土，从生产厂家 直接定做成品现场安装。 2、管材与检修井连接 （1）当管道已敷设到位，在砌筑检修井井壁时，宜采用现浇混凝土包封 插入井壁的管端。混凝土包封的厚度不小于 100mm，强度等级不低于 C35。 （2）当管道未敷设，在砌筑检修井时，在井壁上按管道轴线标高和管径 开预留洞口。预留洞口内径不小于管材外径加 200mm。连接时用水泥砂浆填实 插入管端与洞口之间缝隙。水泥砂浆的配合比不得低于 1:2，且砂浆内掺入微 膨胀剂。井壁上

55、的预留洞口沿圆周砌筑拱圈。 （3）在检修井井壁与插入管端的连接处，浇筑混凝土或填实水泥砂浆时 管端圆截面不得出现扭曲变形。当管径较大时，施工可在管端内部设置临时支 撑。 （4）管道与检修井连接完毕后，在管端连接部位的内外井壁做防水层， 并符合检修井整体抗渗漏的要求。 （5）检修井与上下游管道连接段的管底超挖（挖空）部分，在管道连接 完成后立即用砂石回填，并按设计要求回填密实。密实度不小于 90%。 （6）检修井底板基底砂石垫层，与管道基础垫层平缓顺接。检修井与管 道的连接，采用过渡段，过渡段由不少于 2 节短管柔性连接组成，每节短管长 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 25

56、 600800mm。过渡段总长度根据地质条件确定，取 1500-2000mm。 十一、十一、工程监测工程监测 本工程施工监测的根本目的是为了确保在施工期间基坑、邻近建（构）筑 物、地下管线和地面道路的安全。 通过对周边土体、水位以及保护对象的力、变参数的监测,并通过对工程环 境变化因素的趋势分析,对临近管道基槽、相邻建（构）筑物、地下管线的稳定 性、可靠性、安全性进行预测预报,掌握在管道施工过程中不同阶段基槽、建 （构）筑物、地下管线力和变形状况。 1、监测内容的确定、监测内容的确定 既要了解管道开挖引起的力和位移场的分布情况，保证工程和周围环境的 安全，又要尽可能的节约量测费用。 2、监测内

57、容、监测内容 （1）顶管接受坑和顶进坑支护桩、冠梁、腰梁内力、支撑轴力； （2）支护桩桩顶的水平位移； （3）基坑周边土体分层竖向位移； 观测井水位变化情况。 相邻建构筑物的水平、垂直位移。 3、监测点的布置、监测点的布置 根据工程范围及周边地区的地质情况，在施工沿线布设监测点。监测点选 择那些周边环境对管线影响大，管线位置易于发生变化的位置。结合本管线位 置特点，本标段确定在泵站顶部布置 4 个监测点、在京沪高铁、京福公路两侧 的检查井顶部以及末端水厂外侧 W42W46 等 5 个检查井上部各布置 2 个监测 点。 4、监测技术要求、监测技术要求 依据现行的中华人民共和国工程测量规范 ，并结

58、合工地的具体情况， 本工程的监测必须复核以下技术要求： （1）沉降和位移测试的闭合差按现行的中华人民共和国工程测量规范 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 26 中的二等执行； （2）监测点埋设结束后，及时绘出正规的测点位置图； （3）沉降测试采用闭合路线；位移测量采用视中线法； （4）各项监测点埋设完毕且稳定后，初始值测试不少于三次，并取其三 次稳定值的平均数作为原始基准数据； （5）所有测量器材及测量仪器在测量前必须经过检定；测量器材及测量 仪器运至测量现场后必须进行检查校正，以保证设备完好； （6）在监测过程中要加强对现场测点的保护，发现问题及时与有关单位 取得联系，若

59、有因施工不慎损坏测点，当尽最大努力进行补救。对于被损坏而 无法进行补救的测点，及时发出工程联系单，告知各方认可； （7）当监测数据超出所要求的报警值时，及时分析原因，提出合理化建 议供有关方参考。 十二、施工阶段地下管线、临近建筑物及地面道路保护措十二、施工阶段地下管线、临近建筑物及地面道路保护措 施施 （1）为防止施工载重车辆对地下管线产生不良影响，在载重车辆进出频 繁的区域铺设钢板或钢路基箱进行保护，使压力均匀传递。特重机械车辆进出 场地，视情况另行增加保护措施。 （2）若发现有管道穿过沟槽，土方开挖时，挖到管道低标高，及时设置 支架吊索，将管道加固吊牢后，方可继续挖土。管道施工过程中，加

60、强对该管 线的监测，时时注意不得碰撞管线，严防管线破坏； 回填土时，管线下放的土夯实，机械无法夯到的管线根部，采用人工仔细 反复的夯实，确保该管线今后不会出现大幅度的下沉而破坏。 （3）尽量采用明排水，防止由于地下水位降低导致临近地下管线、建筑 物及地面道路的沉降。 （4）整个工程的施工过程中，持续定期按照监测方案进行周边地下管线、 建（构）筑物及地面道路的位移和沉降监测，并根据监测情况及时调整施工流 程、方法。 （5）监测过程中发现变形值有超警戒值的情况，及时会同设计、现场监 北辰区双青片区北辰西道污水干管及泵站工程顶管专项方案 27 理和地下管线等单位进行会诊，并采取相关的加固措施，来确保