污水处理厂管网工程顶管专项施工方案

1、文昌市清澜污水处理厂管网工程 顶管专项施工方案目录一、工程概况二、编制依据三、施工技术措施及各项技术指标四、顶进测量及控制五、闭水试验六、质量保证措施七、安全技术措施八、应急预案一、工程概况本工程为文昌市清澜镇污水处理管网工程，共设3段重力流管，管径包括dn600、dn800、dn1000、dn1200、dn1350，重力自流管自各支线接入井取水至中途提升泵房，经中途提升泵房提升后接入污水处理厂泵站，设计管网总长约6.35公里，场地位于文昌市清澜污水处理厂至清澜高隆湾之间，设计中途提升泵站一座（层高一层），为钢筋混凝土管，管底高程-2.99m1.70m（国家85高程），管底埋深27.7m，顶管

2、材为建议选用级钢筋混凝土顶管。根据本工程地质勘察报告，顶管段土质为粉质粘土层，层顶标高-11.170.97m，平均-3.85m；揭露层厚0.507.50m，平均3.33m。因考虑到现场施工工作面位于清澜镇主要道路上，针对无条件大面积放坡支护开挖主要道路，地下管线较复杂的道路岔口，管道埋设大于5m的各路段，我方建议使用本方案进行施工作业。具体工程量待定。二、编制依据1、设计图纸及地质勘查报告；2、建筑地基基础工程施工质量验收规范（gb50202-2002）； 3、给水排水管道工程施工及验收规范（gb502682008）；4、给水排水构筑物施工及验收规范（gb50141-2008）三、 施工技术措

3、施及各项技术指标 本工程作为施工技术要求较高的市政一类工程，采用人工顶管施工工艺，为保证施工作业安全及质量要求，工作井及接受底板砼采用s6-s8抗渗砼，强度c30，厚度40cm，护壁采用s6-s8抗渗砼，相对标高-3m内砼强度c25，厚度20cm，相对标高-3m以下，砼强度c30，厚度30cm。护壁及底板钢筋采用14的螺纹钢，双排双向200，并达到钢筋检测的各项技术指标。第一节 基坑开挖、土方外运1、基坑开挖及土方挖运土方开挖主要为工作、接收井及部分支管道的采用人工分段全断面的开挖方式进行，井坑深度为59m，每层开挖深度70cm，浇筑砼护壁完成后再依次循环，人力当天把余泥拉出施工现场并由自卸车

4、运走。基坑开挖技术措施基坑开挖前，按设计图纸制定基坑开挖及支护方案，并报监理工程师批准。基坑开挖时，在基坑四周挖好临时排水沟和集水井，将水位降至坑底下50cm，以利挖方进行，降水工作持续到基础施工完成为止。在基坑挖到近底标高时，由人工修平，严格控制底标高，防止超挖后回填，避免形成“弹簧土”，影响地基承载力。如出现超控现象，不得回填原土，必须采用混凝土或碎石砂填塞。外运弃土 开挖的余泥只能在晚上装车外运至指定弃土场。根据以往的施工经验，晚上弃土时间在22点至次日早上6时之间，用10吨自卸车运土。为保证市内清洁，防止车辆漏、掉泥土，要对运输车辆全部采用带硬盖的专用运输车辆，防止漏土；对流塑状泥土必

5、须经晾晒后装运，不能水土混装。 为保证车辆整洁，车辆出场前，必须余泥装点处经过高压水冲洗，使车辆外观干净，车轮清洁，不污染路面。 运输车辆进出施工现场路口，设专人值班，统一指挥，及时疏导行人及车辆。第二节 顶管施工技术措施一、顶管管段的位置与地质条件本工程发生人敞开式顶管位于受现场条件限制、建筑物拆迁原因、及地质不确定因素的地方，施工时需加强全线对地表和建筑物沉降监测，将沉降控制在2cm以内，才能保证所穿越的地面不发生沉降裂缝。二、顶管施工总流程图：建筑物基准线、轴线定位、复验线位地下管线摸查基坑土方开挖井护壁钢筋安装井模板安装顶管机械安装浇筑井、底板护壁混凝土图3-3 顶管施工流程图管道顶进

6、管道顶通检查井砌井环井盖安装井周边回填、恢复清退场模板支顶安装预留洞形成水平标高及轴线复核1、 工作井井的基坑开挖深度为59m（以图纸标高为准）。井底须做低于井底标高50cm以上的降水作业。工作井基坑用人工开挖及人工配合削边坡及整平基底，开挖土方由垂直运输机调运土方至自然地面，可随即用车辆外运。2、 为防止工作井基坑塌方，人工分层开挖深度不得大于1m，在完成开挖及护壁修正以后，及时进行护壁砼装安制及砼浇筑，按规范预留钢筋搭接，依次循环施工。3、 工作井深度按图纸设计标高开挖到位后，应超挖40cm并浇筑砼作为顶板。 图3-4 顶管施工流程图开挖工作坑安装导轨修筑后背墙装置观测设施人工开挖顶管口后

7、顶进顶进自动测量纠偏安装顶进设备闭水试验自检后监理工程师检查验收砌筑检查井第三节 顶管管道施工方法一、顶管施工工艺流程图二、顶进系统（1）顶推系统最大顶力估算 本工程的顶推系统安装调试极为容易。出于减少地面沉降的考虑，顶管顶进后必须立即进行压力加注泥浆，封闭管道周边的间隙，同时减少摩阻力。按照地下工程设计施工手册给出的经验公式，以dn1200管道最大顶力简易估算公式：f=f2dl+0.25d12pt 式中：f2采用注浆工艺时管壁与土层的摩阻力，取10kn/ m2d管外径（m），按1.44m计l顶管的总长（m）d1顶管机外径（m），按1.44m计pt机头的挤压阻力，按工具管头底部以上1/3处的被

8、动土压力计算（kn/m2）。pt=（h+2 d1/ 3）tg2(45+/2)，按h=7m计算土的重度（kn/m3），17.9 kn/m3土的内摩擦角（），按15计pt=0.53按顶管长度为50m进行计算，f= 2611.66kn所以，本工程拟采用2个200吨千斤顶进行管道顶进。（2）修筑后背顶管后背采用钢筋砼后背墙作后背，利用砼后背墙使顶力分散由原状土承受千斤顶的顶力。钢筋砼后靠背可以通过吊车安装与拆卸。后座采用3cm厚钢板垫脚，要求与工作坑接触面保持平直，不得有空隙，并应垂直于管道中线。（3）导轨安装 工作坑底的导轨是控制顶进管道的高程及方向之用，直接影响整段顶管工程的质量，必须严格安装。导

9、轨用道钉稳定于枕木上，稳定后不准移动。 下管后管节与轨面之间接触应成直线。高程、坡度、方向线一定要符合设计要求，安装后要在轨前轨中轨尾测量检查，稳定第一管节后测量加载后的变化，允许误差控制为：管尾抬高小于3mm。三、施工工工艺（一）施工测量 1、 轴线测设 a、按测绘处测量成果表测设轴线控制点。 b、根据设计图测设管道中心线和检查井中心位置，设立中心桩。管道中心线和检查井中心位置经复核后方可在施工中使用。 c、根据施工管道直径，按规定的基坑定出边线，开挖前用白粉划线来控制。d、在基坑外检查井位置的两侧设置控制桩，并记录两桩至检查井中心的距离，以备校核。2、 标高测设 a、按测绘处测量成果测设临

10、时水准点。b、根据需要沿施工范围加密测放临时水准点，临时水准点应设置在相对稳定的位置。c、临时水准点设置后，要统一编号，在图纸上标明，经复核无误方可使用。并根据施工阶段定期复测，一般一周一次。d、在每座检查井的位置架设坡度样架龙门板，用来控制管道及基础的标高和坡度。龙门板经复核后方可在施工中使用，在挖至底层土做基础排坑内管等施工过程应经常复核，发现偏差及时纠正。(二)沉降观测沉降观测采用四等水准控制网进行测量。沉降观测的水准点要布在监测对象的沉降影响范围以外，但水准点和观测点相距太远会影响观测精度。为了解决这个矛盾，我项目部将采用“分级观测”方式。将沉降观测的布点分为三级：水准基点、工作基点（

11、临时水准点）和观测点。由水准基点复测工作基点，再由工作基点观测沉降点。1、水准点、监测点的布设：水准点的埋设尽量不少于三个，以便组成水准控制网，便于定期复核水准点，防止水准点本身发生变化，以保证沉降监察院测结果的正确性。2、监测周期：基坑开挖期间，对支护结构、附近挡土墙的监测每天不少于一次。基坑封底一周后，可根据具体实测情况减少为310监测一次。3、提交成果：提交的成果包括沉降观测成果表、沉降观测点的平面图、沉降曲线图和沉降观测分析报告四部分。（三）顶进施工 、顶管技术保证措施(1)在工具头的前沿做一管檐，防止坍方。同时，在人工开挖时，应注意土壤内物质，如果发现有管线或不明异物，应立即停工，在

12、确保安全下才能继续进行。(2)由于管道位于杂填土、石砌排谁渠和粘土中，因此保证管道在顶进过程中的位置和地面没有明显沉降是本工程施工成败的关键。为此，我公司建议采取以下措施：a、在井开挖时对地质情况进行详细观察、记录，必要时请设计到现场确定是否能满足要求。b、顶管过程中在不能超挖的地层中采用先顶后挖、边顶边挖的施工方法；c、在顶管机前面加一管檐，防止顶管上方塌方而导致地面下沉。d、采用具有纠偏功能的工具头，当发现顶管偏离20mm时就立即进行纠偏，纠偏时必须缓慢进行，不得猛纠。e、及时排水，管中不得水泡，防止因为水泡而导致管内土方塌方。2、穿墙初始顶进割除穿墙预埋钢盒(需要预备充分的水泵抽水)，吊

13、住工具头，顶出推进千斤顶，将环形顶铁对准工具头尾部，将工具头缓缓推进到穿墙管内，开始顶进，进入正常顶进工序。穿墙时的防水：为防止工具头穿墙时地下水会沿着工具头周围渗漏，在洞口放置环行橡胶；预先在顶进方向进行注浆（水泥浆）。注浆范围为沿顶进方向2米范围内，同时注浆有利于防止工具头进入土体后产生“磕头”现象。一般来说工具头出洞时不需要采取特别措施进行防水，但如果发现地下水量比较大，那么在出洞前采取注浆措施即可。3、管材钢筋混凝土管选用“”型接口，“”钢板厚5mm，在管接口处采用梨型橡胶止水。4、出土与顶进工作坑内设备安装完毕，经检查各部处于良好状态，即可进行开挖和顶进。首先将管材下到导轨上，就位以

14、后，装好顶铁，校测管中心和管底标高是否符合设计要求，合格后即可进行管前端出土。（1）顶管挖土与运土方法管前出土是保证顶管顶进质量及地上构筑安全的关键，管前挖土的方向和开挖形状，直接影响顶进管位的准确性，因为管子在顶进中是循已挖好的土壁前进的。因此，管前周围超挖应严格挖制。对于密实土质，管前上方可有1.5空隙，以减少顶进阻力，管端下部135中心角范围内不得超挖，保持管壁与土壁相平，也可预留1厚土层，在管子顶管过程中切去，这样可防止管端下沉。在不允许顶管上部土壤下沉地段顶进时，管周围一律不得超挖。在松软土层中顶进时，应采取管顶上部土壤加固或管前安设管檐，操作人员在其内挖土，防止坍塌伤人。管内挖土工

15、作条件差，劳动强度大，应组织专人轮流操作。管内采用7.5kw鼓风机强制通风。管前挖出的土，及时外运。采用双轮手推车推运，土运至管外，再用工作平台上的电动卷扬机送至平台上，然后运出坑外。（2）顶进施工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，管前端已一定长度后，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，直至需要安装下节管子为止。卸下顶铁，下管安装好，保证管与管之间的连接安全。重新装好顶铁，重复上述操作。顶进时应注意事项：a、顶进时应遵照“先顶后挖，边顶边挖”的

16、原则。应连续作业，避免中途停止，造成阻力增大，增加顶进困难。b、首节管子顶进的方向高程，关系到整段顶进质量，应勤测量，勤检查及时校正偏差。c、安装顶铁应平顺无歪斜现象，每次收回活塞加放顶铁时，应换用可能安放的最长顶铁，使连接的顶铁数目最少。d、顶进过程中，发现管前土方坍塌、后背倾斜，偏差过大或油压力表指针骤增等情况，应停止顶进，查明原因，排除故障后，再继续顶进。（3）不良地层事故处理技术措施 在顶管过程中，由于工具头控制不当或停顿时间过长可能会造成突水冒顶事故和工作面塌方事故，工具头停顿时，需要保持工具头前方土体有土压力。（4）顶管作业面通风由于每段顶进长度为3550m，顶管作业面通风采用压入

17、强制性通风措施，用7.5kw风机通过1.5英寸铁管连续向工作面压风，以防出现人身安全事故。（5）照明及用电施工用电主干线采用380v三相五线制，所有接通地面、工作井内均采用12-24v低压安全电源供电。（6）测量与纠偏a、顶管测量测量次数，开始顶第一节管子时，每顶进50/次。校正时，每顶进一镐即测量一次。中心线测量，根据工作坑内设置的中心桩，将激光水准仪的吊锤对准中心桩，使激光水准仪发射的激光经过中心桩，通过在穿墙洞口的中心吊锤调整激光水准仪发射的激光左右方向，使激光水准仪发射的激光经过穿墙洞口的中心吊锤线，这样，该激光线为设计的标准线，工具头中心吊锤线与激光的差值即这偏差值。高程测量，一般在

18、工作坑内引设水准点，停止顶进，将水准仪支设在顶铁上，测量前端管底高程。b、顶进偏差的校正顶进中发现管位偏差20mm左右，即应进行校正，纠偏校正应缓慢进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。校正方法采用工具头自身纠偏法：应根据工具头的状态（向下、向上、向左、向右）进行纠偏。 ( 7 ) 吊装应注意的安全事项砼管的吊装：每条管长度为2米，吊车起重范围在施工井围蔽内，吊装跨距为4.5米，为确保施工安全，派专人指挥吊车，监督吊车司机的安全操作规程。a、 吊机司机必须经过专业培训，持证上岗。b、 吊机作业前，司机必须对机械性能和吊、索具的安全可靠进行检查。c、 选择停机场地、吊点要适当，注意吊机平衡，汽车吊

19、必须放下支撑脚。d、 吊机、吊臂与附近设备、建筑物和架空电线必须保持安全距离。e、 吊臂下和回旋半径范围内严禁站人。f、 不得将起吊物以自由落体方式放下，放下时不能用手刹；吊物左右回旋时，不得急刹或作反方向急转。g、 严禁超重起吊，禁止吊未明重物和斜拉斜吊。h、 吊物悬空时，司机不得离开驾驶室。操作室内严禁闲人进入。（8）安全措施a、 工作人员上下井必须使用设置于井内的钢爬梯，同时设置备用梯。并佩戴安全帽。a、 顶管过程中，应每2小时检测一次管内有无毒害气体和缺氧现象。b、 坚持井下作业排水送风先行，施工中应不断向孔内输送足够的新鲜空气。必要时抽、送同时进行。c、 井口应设置围栏，井口外侧要设

20、置环形300*300明沟截水。d、 井下施工照明必须采用安全行灯，电压不得高于24伏。供电给井下用电设备的线路必须装漏电保护装置。f、 联络要畅通，施工时保证井口有人。井下的作业人员必须经常注意观察，检查井下是否存在塌方，涌水和流砂现象以及空气和水的污染情况。如发现异常情况应停止作业并通知甲方或报告上级，及时处理。g、 对所有管理人员和作业班组进行安全交底，并作好书面记录。（9）顶管机头进洞到达预定位置后，拆除各类管线，吊出机头。四、顶进测量及控制1、轴线测量方法为了使顶进轴线和设计轴线相吻合，在顶进过程中，要经常对顶进轴线进行测量。在正常情况下，均由井内的激光经纬仪按设计顶进轴线打出激光束，

21、射在顶管机中心的光靶上，顶进过程中可以从监视器内观察到轴线的偏差。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。另外，指示轴线在顶进过程中，必须利用联系三角形法定期进行复测，以保证整个顶进轴线的一致性。2、 顶进中顶管机前进趋势的测定测定顶管机前进趋势，能达到减少测量时间的目的。顶进中施工人员对顶管机的纠偏也迫切需要及时了解顶管机走势，以能够较有效地纠偏。施工人员及时了解顶管机走势，如果轴线偏差较小，且走势较好(沿设计方位)，有时就可省去不必要的轴线偏差测量，提供更多的顶进时间，如轴线偏差较小，但顶管机前进趋势背离设计轴线方向，施工人员也能够及时进行有效的纠偏，使顶管机不致偏离较大。可

22、见掌握了顶管机的走势好处显而易见，为此我们设置了顶管机前进趋势测量及计算方法。通过观察顶管机的行进趋势来指导纠偏。本工程测量所用的仪器有全站仪、经纬仪和水准仪。顶管机内设有坡度板，坡度板用于读取顶管机的坡度和转角。五、闭水试验根据施工及验收规范规定：给水管线均需进行闭水试验，本工程也将进行这项工作，现拟定方案如后。1、在下述条件具备时，方可进行闭水试验。顶管完成。沉井内清理干净，集水坑已封堵。封头完成。管内接缝处理完成。管内各项指标验收完成（包括轴线偏差、高程测定、相邻管的平整度、管道渗漏情况等）。2、红砖封两端头子，采用24墙，1：2砂浆抹面。3、抽取河水灌入井内，直到管顶2m以上。4、做上

23、停止灌水时的标记。5、切实做好观测时间记录。6、半小时后或1小时后测量落水高度。7、计算渗水量，并按规范要求作出正确判断。8、若渗水量在规范标准内，可进行下道工序；若渗水量大于规范标准，抽水后，全面检查漏水原因，修补漏水点，重做试验，直至达到要求。六、质量保证措施1、试验检测项目：钢材及焊接材料复验、高强度螺栓预拉力、扭矩系数复验、摩擦面抗滑移系数复验。试验取样要求：钢材及焊接材料复验：对规范列出的六种情况按验收批进行复验；高强度螺栓预拉力、扭矩系数复验：随机抽取，每批抽取8套连接副进行复验；摩擦面抗滑移系数复验：以钢结构制造批为单位进行。制造批按分部工程划分规定的工程量每2000t为一批，不

24、足的视为一批。选用两种及两种以上表面处理工艺时，每种表面处理工艺因单独检验。每批三组试件。网架节点承载力试验：当设计有要求时，按设计规格的球和匹配的钢管焊接成试件，在万能试验机上进行轴心拉、压承载力试验，每项试验做三个试件。井下机架与后顶装置安装就位时，由测量员进行监测将水平与垂直偏差控制在2mm以内，保证顶进机架的定位精确，为顶进质量把好第一关。对进场的管节进行外观质量的验收，主要针对管节的外形尺寸，特别是前3节管节必须挑选几何尺寸较好的管节，使顶进轴线与泥浆套能在顶进之初就保持良好。2、顶进施工的同时，密切关注地表沉降量的变化，将数据及时反馈给施工人员，以便采取措施，调整顶进参数，将对环境

25、的影响减小到最小程度。拼接管节时，主顶操作人员应及时调整各油缸的伸缩量。顶进过程中绘制轴线偏差图，根据图表决定纠偏措施，贯彻“勤测、勤纠、缓纠”，切忌剧烈的纠偏动作。绘制顶力曲线和图，将顶力控制在管节许用顶力之内，严禁超出，以免产生管节损坏等质量问题。严格按压浆操作规程进行压浆操作，尽可能地降低顶进阻力。对于地表沉降要求较高的地段，按时定量进行定点补压浆，并进行沉降观测，严格控制地表沉降量。七、安全技术措施1、顶管安全技术抓好重点部位、风险较大工序的安全防范工作，定人、定措施保证工程顺利进行。对起吊设备，保证安全完好，操作人员严格遵守安全操作规程，特别是交叉作业时，做到“车子一动，看清周围群众

26、”，“发动机一响，集中自己思想”，“工作再忙，安全不忙”。各种中小型机械做到定人管理，持证上岗，安全装置安全可靠。结构施工上下扶梯设置安全可靠，并设扶手护栏，挂警示牌，下部挂好安全密眼网，防止发生物体坠落伤人事故。地下施工，工艺复杂，技术要求高，特别要加强准备阶段、顶管施工阶段、清理拆除设备阶段等的安全管理。顶管施工中吊运的管节和土箱均具有体积大、重量重、深度深的特点，因此对选用吊运机械、索具都必须匹配，起重指挥应有证上岗，严格遵守操作制度。千斤顶伸缩，管节拼装特别要注意安全操作，并且加强相互监护，统一指挥，明确信号或手势的指示，遵守操作规程。经常保养施工机具，保证安全装置灵敏可靠，防护罩完好

27、无损，同时搞好安全用电管理，保证变电配电间达到“四防”要求，输电线路、配电箱、漏电开关的选型正确、敷设符合规定要求，电气设备和照明灯具有良好的接地、接零保护，并在可能受雷击的场所设置防雷击设施；2、顶管施工安全措施1）、沉井顶部3m3m围护彩钢板(2m高)，非施工人员不得入内。2）、严禁井内及管道内吸烟或点明火取暖。3）、下井人员必须佩戴安全帽。4）、不准穿拖鞋或赤脚下井施工。5）、井口安放0.9m3空气压缩机和空气净化器不停向井内输风。（管道采用2寸高压软管）6）、管道内备用氧气瓶2只，前端施工人员佩戴吸氧面具，以备前端空气稀薄时使用。7）、当顶管顶进较深时，改动换班时间，缩短施工人员在管内

28、停留时间。8）、管内采用低压照明设施，悬挂于管道顶部。9）、监视系统探头悬挂于顶头处，地面操作室应设专人观测管内情况，发现异常，立即采取措施。10）、井下与操作室电话通讯系统不得中断，电工负责随时检查，保持井上井下的联络十分重要。11）、井下人员互相关心，互相帮助，互相监督，千斤顶伸缩时，切勿靠近，一有情况立即向井上报告。12）、专职安全员必须在下井前认真检查上述措施的准备情况和实施情况，并定期向经理部汇报。13）、在沉井处悬挂安全要点宣传牌，用以警示下井人员。八、应急预案为确保安全施工、确实保障工人的生命安全，提高快速反应和协调能力，加强突发事故应急抢救措施，根据公司程序文件要求，结合本工程实际，特制定本预案。项目部成立应急救援工作小组，