顶管施工组织设计

1、.秦皇岛市海港区热电联网集中供热二期一次网工程港务局河西锅炉房顶管施工组织设计编制：审核：批准 :编制单位：秦皇岛开发区热力工程安装有限公司编制日期： 2008 年 6 月 25 日;.第一章：编制依据1.1 工程应用的主要法规 -国家建设工程管理方法，GBT-50326-20011.2 工程有关规范、技术规程和质量评定标准1.2.1 国家混凝土结构工程施工及验收规范GB50204-20021.2.2 国家混凝土强度检验评定标准GB107-871.3 中华人民共和国国家标准城市道路设计规范CJJ37-90第二章：工程概况2.1 工程简介1、概述工程名称：秦皇岛市海港区热电联网集中供热二期一次网

2、工程港务局河西锅炉房建设单位：秦皇岛市热力总公司设计单位：中国市政工程东北设计研究院监理单位：包头钢铁设计研究院工程建设监理部施工单位：秦皇岛开发区热力工程安装有限公司本工程位于秦皇岛市海港区热电联网集中供热二期工程港务局河西锅炉房一次网工程。河西锅炉房现供热面积为 90.84 万平方米，远期供热面积 267.84 平方米， DN600管道承担河西区域远期供热。其建筑安全结构等级为：二级，建筑抗震设防类别：丙类；地基基础设计等级： 丙级。建筑抗震设防烈度： 7 度；场地土类别： II 类。本工程固定墩、检查井、支架设计使用年限为 50 年，检查井盖板活荷载标准值 50KN/m设计。;.2、安装

3、特点本工程沿港务局三公司二十吨锅炉房向北穿过煤场院至东环路铺设，管道长0.85km, 最大管径 DN800。所有管道、管件直埋铺设，阀门设井室。工程内容较为单一，单体工程量大，工序繁多。2.2 主要工程量顶管穿越数量二段管径DN1550长度3 米工作坑1 座2.3 现场施工环境2.3.1 现场地上情况本工程为热力管线施工港务局三公司院内铁路，施工场地狭窄， 地下水位高，铁路上车流量大，需注意顶进安全。2.3.2 现场地下情况顶管穿越施工时，地下有自来水管道，对施工的影响较大。施工中对相应管线采取适当的方法加以保护，以确保顶管沿线管线的安全。2.4 工程地质、水文情况2.4.1 地质情况2.4.

4、1.1 杂填土，松散废弃堆成2.4.1.2 细砂砂土2.4.2 地下水情况区内地下水位标高为地表下1.5 米，为确保施工顺利进行，在进行工;.作坑开挖前进行降水处理。2.5 施工工期 - 工期控制在 30 日历天2.5.1 施工准备 5 日历天2.5.4 顶管施工16 日历天，主要事项如下：安装顶管机械设施， 1 天；顶管机顶进调试， 1 天；完成顶进施工， 10 天；顶管设备拆除， 1 天清理场地，退场， 1 天。2.6 工期保证措施2.6.1 落实施工组织、施工队伍、施工机具设备选派资历丰富的各类管理人员组成项目部，加强施工组织， 提前落实施工队伍。同时根据本工程的特点，配备充足的施工机具

5、设备。2.6.2 尽快创造现场施工条件积极主动地配合建设单位、 监理、设计等部门做好开工前的准备，创造和提供便利条件，积极创造现场开工条件。2.6.3 技术保证采用安全可靠顶进方法施工。2.6.4 设备与材料供应的保证提前做好施工设备的调研及有关技术准备工作，及时维护好顶管设备及辅助配套机具设备， 确保按时进场。 落实管材等材料的加工订货，确保质量与供应满足施工要求。现场积极创造运输、存放条件，;.确保管材等主要材料提前进场，保证材料供应。第三章：顶管施工3.1 顶管穿越位置本工程顶管穿越二条铁路线，分为二个顶管。顶管施工需开挖顶管工作坑， 设计将二段顶管安排在同一座工作坑内进行，顶进工作坑设

6、在铁路东侧。3.2 施工准备3.2.1 组织准备（ 1）根据本工程特点和技术要求，我公司选派施工经验丰富、责任心强、曾多次承接顶管施工的人员出任项目经理，并配备技术过硬、具有丰富施工经验的技术、测量、施工、质控人员。（2）项目经理高建明技术负责人白江山材料王晓明安全张福军3.2.2 技术准备（ 1）完成项目部组建，完成施工组织设计方案的编制与审批；（ 2）完成现场调查，特别是顶管工作坑范围及可能与管线矛盾的现场管线的调查，在此基础上及时与监理、设计配合，确定处理方案和各方配合措施。3.2.3 人员准备表 3-1 工程施工人员计划表;.劳动力分配计划人数劳动力分配计划人数工长1 人顶管4 人测量

7、员2 人施工人员20 人材料员1 人杂工5 人质控员1 人管理人员2 人电工1 人降水人员2 人合计3.2.4 生产准备（ 1）临时设施临时生活区建设：现场搭设帐篷，供施工人员居住和办公。（ 2）用水、用电根据现场的具体情况确定。由甲方指定用电、用水位置。（ 3）临时场地因在煤场施工堆土场地小， 工作坑开挖土方首先要一次性外运。顶管土方留在现场，作为回填土方。3.2.5 材料准备根据工程实际需要提出材料计划，选择供货厂家， 为材料及时进场做好前场准备。管材 :按国家标准，埋深在 3 米以内，管材需要（ T4）I 级管，共计二个段，每段长度 18 米，每节管长度 3.0 米，需要管材 12 节，

8、总长度36 米。对各种材料的进场时间及数量等根据工程进展情况提前做好安排计;.划，分期、分批进场，并派专人看守。进场材料均需进行质量检查验收，不合格材料不允许进场使用。3.2.6 机械设备表 3-2 顶管施工主要机械设备表序号机械设备名称规格单位数量备注1挖掘机210台12破路机台13吊车25T台1453.3 测量3.3.1 对甲方单位提供的施工区内的导线网与水准网及其控制点进行复测，经核对无误后方可使用。 测量工作从外业到内业必须做到步步校核。3.3.2 顶管施工测量每顶一次，水准仪测量一次，对中线一次，顶管施工采用间断测量的方式。每顶完一节管后，测量人员采用水准仪，测量已顶进管道高程偏差情

9、况；采用水平尺测量管道水平偏差情况。3.4 施工降水在顶管工作坑开挖前和顶进过程中均需进行降水处理。拟定采取以大口井井点降水为主，辅以工作坑内集水井明排的降、排水措施。在顶管工作坑周边布置五口降水井，降水井平面位置在工作坑外边缘;.以外 2 米，井深 10 米。使用循环钻孔机成孔，钻孔孔径600，井管使用外径 DN500、内径 400 的无砂混凝土管，滤料使用粒径3mm 的豆石或石屑。在工作坑施工过程中，如果降水效果不好，工作面由渗水现象时，可在工作坑中心设立两个集水坑， 采用集水坑泥浆泵排水， 排水与开挖同时进行。3.5 顶管施工方法和技术措施3.5.1 设备安装（一） 轨道安装采用 10#

10、钢道轨，固定在沉井的混凝土井壁上，为满足刚度，稳定性的要求用焊接牢固。轨道顶面标高，根据图纸设计要求与管内底标高一致，在特殊情况下，两导轨间距可作适当调整。轨道略带一点坡度，但控制在3mm 内，轨道与管线的轴线平行。（二） 后靠背的安装。靠沉井面用 15cm 厚木方横铺一道 ,然后安装铁板后靠背 .木方尺寸 ,横向不小与 2.5m,后靠背安装后 ,垂直度必须控制在 2.5mm 之内 ,水平度与管道中心线垂直偏差控制在 2mm 之内（三） 操作平台及桁架的安装 ,在工作井上设置桁架一台 ,作垂直运输 , 桁架脚基础夯实坚固 ,桁架的架要符合设计及操作规范要求 ,操作平台用脚手架搭设上铺钢模板 ,

11、不小与 2.5m 宽,操作人员上下搭设专用爬梯,严禁使用桁架载人 .（四） 顶管设备安装 .油压千斤顶要平行与管道轴线并固定牢固 ,进行设备调试。;.3.5.2 触变泥浆减阻顶进注浆减摩措施分两种,一种是顶管机头尾端的同步压浆; 二种是中继间和混泥土管适当点进行跟踪补浆.二种注浆措施均采用同一种浆液体。注浆系统由地面液压注浆通过2#管路压送到各注浆孔。在整个管道中每隔3 个管子设一个补浆断面 , 每个补浆断面设3 个注浆孔 . 同步压浆紧随管道顶进同步压浆, 跟踪补浆按顺序依次进行。3.5.3 顶管施工工艺及方法1、便梁支点（挖孔桩）施工工艺流程：先加固线路，再进行挖孔桩施工。、线路加固：A、

12、委托新余工务段对该处上下行无缝线路进行应力放散。B、搭设枕木垛，清理道碴并开挖至标高。枕木摆设在一定承载力硬土（夯实）。枕木垛按三层布置尺寸为1.2m×1.2m 布置，底层按线路方向布设，并用码钉加固。C、纵梁吊轨线路内侧（即两线间）D、铺设横梁。E、扣轨完毕，道碴全部回填，并捣实、挖孔桩施工：A、施工准备a、挖孔桩施工前要精确测定桩位，平整场地，做好防护设施。b、安装井架。根据施工需要，为便于出碴，在开始挖井时采用;.扒杆，开挖较深时在井口设置1 台 3t 卷扬机作为提升设备。c、修建出碴道路。第一节护壁混凝土灌筑完后，在井口附近修建临时道路， 供运输弃碴。d、配备齐全所需的机具、

13、器材、照明及人员上下设施。B、桩身开挖a、井口部分。根据桩身井口段土质情况将井口挖至1m 深时，立模灌筑第一节混凝土护壁。此节护壁在井口0.5m 高度范围内壁厚20cm，以下为 10cm.顶面要平整，并高出原地面20cm，用来防止下节井壁开挖时井口沉陷以及防止土、石杂物滚入孔内伤人。b、桩井掘进。采取边挖边护的方法，每节开挖深度视地质情况确定。每次井壁开挖及衬砌立模， 均要从井口吊线测量， 以防止超挖欠挖及护壁偏斜。每挖深 0.5m-1.0m 后，沿井壁立模灌注一节混凝土护壁，形成框架。c、出碴。井内采用人工装碴， 使用卷扬机及吊桶做提升设备， 井上设专人指挥，将吊桶直接提升到井口，卸入车中运

14、出。d、护壁支撑。为保证桩井开挖的施工安全应逐段灌注混凝土护壁， 同时避免在土石层变化处分节。 在立模灌注每节混凝土前， 先要清除井壁上的浮;.土和松动石块，使护壁混凝土紧贴井壁。每节开挖要在上节护壁混凝土终凝后进行，而且不宜过深， 以免上节护壁悬空过高。整修井壁时不放炮，以免造成震动。灌注护壁混凝土利用卷扬机、吊料斗，通过溜槽入模。灌注混凝土时， 每两节护壁之间留出缺口， 待拆模后用干硬性混凝土填塞抹平。e、安全设施。桩身开挖及井下爆破必须严格遵守建筑安装工人安全技术操作规程和安全爆破规程 ，选择最安全的起爆方法。各工序必须有安全员。f 、施工时井口四周必须设防护栅栏，各种材料及施工器材距井

15、口有一定距离，以防落入井内伤人。g、挖孔工人必须配戴安全帽、安全绳，必要时搭设掩体。提升设备要经常检查，挖孔工作暂停，孔口必须罩盖。为解决施工人员上下井，井深2m 以内设扶梯，井深2m 发下设带安全卡的吊笼。开挖后必须及时灌注护壁。h、作业时电器部位一定要有接地装置，防止漏电。井下照明必须使用安全电压。C、灌注桩身混凝土a、桩身材料。严格按设计混凝土标号控制好配合比，混凝土原材料要符合技术规范要求。钢筋直径、间距、接头等均要符合铁路桥涵施工规范的要求。b、灌注前准备工作清孔：一是凿除护壁突出的部位，防止侵入;.钢筋骨架范围。二是用带压水冲洗护壁，清除护壁上的杂物。确定灌注方法：当井孔渗水量较小

16、时，采用普通砼直接灌注法。当井孔渗水量较大时，采用水下砼灌注法。c、钢筋骨架钢筋骨架按设计尺寸、要求在现场分节制作，吊装就位。在骨架上端根据骨架长度、 直径大小，均匀设置吊环或固定杆，在外侧设置控制保护层厚度的耳环。骨架就位后要与护壁上的铁蹬或预埋铁件焊接牢固，防止灌注混凝土过程中骨架上升。d、灌注混凝土凝土现场搅拌，用导管灌注。灌注速度要尽可能加快。桩顶 2m 以下依靠混凝土自由坠落捣实，2m 以上使用振捣器人工捣实。混凝土一次连续灌注完毕。2、框架涵顶进施工工艺流程：先施工框架涵顶进部分，再施工出入口翼墙及引道。、开挖工作坑A、根据设计和现场条件，选择工作坑位置。工作坑顶进端及侧边边坡均采

17、用1：1.25，后背端边坡采用1：1，顶进端坑顶距既有线中心距离3.3m.B、工作坑平面尺寸按以下原则确定。长度前端空顶长度顶进框构长顶镐长度后背梁厚度后背厚度后端工作面宽度顶进框构全宽两侧工作面宽度两;.侧集水井和排水沟宽度。C、工作坑四周挖排水沟。D、工作抗开挖好后，应检查承载力是否满足顶进涵的要求，若土质松软，或基本承载力小于150Kpa，应用级配砂石夯实以防不均匀下沉，底面还应结合滑板制造，做成沿顶进方向头高尾低的仰坡，以便在顶进出现 “扎头 ”时调整到预期位置。、修筑滑板及设置润滑层A、修筑滑板：滑板采用C15 号砼灌筑，厚20cm.滑板修筑前在其下部地基上夯填10cm 厚的碎石层。

18、为增加抗滑力，滑板下每3 米设地锚梁一道，与滑板一同浇灌。地锚梁上底40cm，下底 30cm，高40cm.地锚梁直接挖槽浇注，不需支撑。滑板砼要求振捣密实，表面平整度在 2 米长度范围内凹凸差不超过 3mm.施工时采用方格网控制高程法：用直径 16mm 钢筋头埋入基坑内，分成 2×2m 方格网，在灌筑砼时按点找平，以控制滑板面高程，待砼初凝后，顶面用厚度不大于 2cm 的 M10 水泥砂浆抹平压实，其平整度力求最佳。再在其上涂刷 12mm 厚的机油滑石粉或喷涂 2mm 厚的石蜡，要求表面光洁平滑。在预制框构之前，再铺一层塑料布，以防止框构底板与滑板粘连，减少启动阻力。B、设置润滑隔离

19、层：润滑隔离层由润滑层和塑料薄膜组成，其作法是：待滑板顶面干燥后，浇一层石蜡油，厚约 2mm.浇洒时沿滑板长度方向每米挂一道铁丝， 作为石蜡厚度的浇洒标准， 每浇完一格，;.用刨光的直木板马上刮平， 铁丝拆除后的槽痕用喷灯烤熔整平。 石蜡油凝固后，撒一层 0.5mm 厚的滑石粉，继着铺一层塑料薄膜，薄膜接缝处压茬 20cm 并使茬口朝路基方向。为防止绑扎钢筋时破坏塑料薄膜，在塑料薄膜上铺一层 23cm 厚与框架同标号的水泥砂浆。、修筑后背：为使千斤顶顶力通过后背梁均匀传至后背桩上， 在后背梁与后背桩之间浇注 C20 号豆石砼垫层， 厚 15cm.并在豆砼与背桩之间垫两层油毛毡，以便顶进就位后拔

20、桩。后背桩为钢轨桩，为 43 型旧轨，采用打入法施工。 后背填土根据后背尺寸设计， 尽量利用工作坑后侧边坡的原状土，不足部分借土填筑。后背桩是顶进的主要受力结构，虽系施工临时建筑物，但其作用很重要，必须安全可靠，故施工质量一定要保证。特别是打入深度不能马虎。、预制框构 A 、预制施工程序在工作坑底板润滑隔离层上预制钢筋砼框构， 首先要做好测量定位工作，使箱身中心线、 工作坑底板中心线和顶涵中心线三者均在同一条直线上。框构预制的施工程序是： 安装底板模板 绑扎底板钢筋 灌筑底板砼 养护 安装侧墙内模 绑扎侧墙钢筋 安装外模 灌筑侧墙砼 养护 安装顶板内模 绑扎顶板钢筋 灌筑顶板砼养护 拆模 作箱

21、身防水层及润滑设施。 B、模板与支护：框构外模采用组合钢模板， 内模采用大面积钢模板。 外侧模板用方木和钢管支撑，内模用碗扣式满堂脚手架支撑。;.为了减少顶进时的阻力，模板支立应直顺平整，不得出现鼓肚、错茬现象。在框构身两侧墙前端（靠路基端）3 米范围内的外模，向外放宽1 厘米，使前端保持正误差，尾部为负误差，形成倒楔形。不能出现箱身前窄后宽的楔形现象。C、钢筋：所有主筋必须按要求采用闪光对焊，并且将接头进行纵向打磨加工；为了便于砼的振捣， 框构身侧墙部位的水平钢筋先间隔绑扎， 随砼灌筑再逐一绑上。焊接框构底板钢筋时，在施焊地点铺设一块为 0.5m2 的石棉板，随焊接位置移动，以免烧坏塑料薄膜

22、隔离层。 D、砼灌筑：砼采用机械搅拌，人工分灰入模，插入式振捣器振捣。灌筑前要详细检查各部位的预埋件数量及安装位置是否正确无误。框构身砼分三个阶段施工，先灌筑箱身底板（包括下梗肋） ，当底板强度达到设计强度的 70后，再绑扎上部钢筋，灌筑两侧边墙至约 3/4 高度，最后再灌筑上部剩余边墙及顶板（包括上硬肋） 。两侧边墙施工接缝处预埋连接短钢筋， 同时两边墙施工缝相互错开， 使之不在同一水平面上，以利于框构承受剪力。为防止箱身产生裂纹，施工时应采取预防措施。可选掺外加剂。、船头坡为防止顶进时出现 “扎头 ”现象，预制框构时其底板前端 50cm 范围内作 1：20 的船头坡，船头坡在底板砼灌筑前用

23、土坯制;.成。、线路加固线路加固采用便梁，行车限速 45km/h.便梁两端采用挖孔桩灌筑砼支承墩作为支点。顶进时清除涵顶以上全部填土及道碴，使线路完全架空。其作业方法及步骤为 ：第一步：按设计方案，在路肩上放样定出支承墩的位置，用人工挖孔到设计标高后灌筑砼支承墩。第二步：纵梁就位。先将一片纵梁按设计位置就位， 另一片纵梁垫高出枕木面 20cm，以便换枕木。待纵梁垫稳撑牢后，安装联结板及牛腿。第三步：安装横梁。安装横梁位置与枕木位置一致， 所以事先应将枕木间距适当调整。 为防止轨道短路， 每次需在两股钢轨中的 1 股下面垫上大块绝缘橡胶板， 再塞入 1 根横梁。塞入横梁时要对准主梁联结板并定位，

24、同时上好扣件，垫好橡胶轨垫。第四步：将垫高的一片纵梁降落就位，并联结横梁。第五步：逐段扒出道碴，安装斜杆和所有的联结系统。组装过程中，联结板及牛腿上应上满螺栓，并注意不得漏装弹垫圈。、顶进设备：A、千斤顶：千斤顶的布置以箱体中心线为轴对称设置。为防止箱底板因直接承受顶力而压碎， 在顶镐与箱底板尾部接触处设置一块 20mm 厚的承压钢板， 承压钢板下端焊接钢板托盘， 千斤顶放置在钢板托盘上，以避免千斤顶与底板接触造成刮板现象。;.B、传力设备：a.顶铁：顶铁用钢板和旧钢轨焊接制成，长度规格分 101520 253040cm，每种规格的顶铁按每台千斤顶 2 套配备，另准备若干 0.5123cm 的

25、补空铁垫板以填充顶铁间的空隔。b.顶柱：顶柱用旧钢轨和钢板焊制成，长度规格分124m 三种，每台千斤顶配置数量与顶铁相同，总共需配备数量分别为610 10 套。 c.固定横梁：用两根 155a 型钢和钢板条组焊而成。、开顶前的准备工作：A、安设和调试顶进设备： 箱身和后背建成后即可安装顶进设备。将各种传力设备和液压系统油管电路按设计和说明书安装联结好，检查无误后开动千斤顶空顶进退一次进行调试，发现问题即时检修。B、线路加固检查： 开顶前必须对线路加固情况进行全面的检查，检查内容为：加固是否符合设计要求， 加固部件有无侵入限界的情况，加固扣件是否有松动脱落， 钢横梁与既有线钢轨接触处的绝缘是否良

26、好等。C、框构外表的润滑处理：框构外表涂以机油石蜡（ 1：4）熬制而成的润滑剂。熬制温度为 120150，乘热涂刷。D、地下水位：地下水位必须保证在框架涵底面以下0.5-1.0 米方可进行顶进，严禁顶进时带水作业。E、故障处理措施及材料准备： 开顶前应做好各种故障处理方案，对作业人员交待清楚。另外，还需要准备足够的故障处理材料，主要;.包括顶进故障处理，如出现 “扎头 ”加固土壤的短木桩、换填土壤用的砂夹碎石、片石和线路防护抢险的道碴、草袋、枕木等。F、检查框构强度：检查与框构同条件养护的压强试件，只有当框构砼达到 100设计强度后方可顶进。G、安装观测仪器：在框构后方离后背稍远距离处设立观测站以观测框构顶进时的中线和水平偏差。在框构洞内四个角上进行高程测量， 顶进方向偏差的观测在框构一侧的前后端各用环氧树脂粘设一个标尺进行， 另外，为了观测顶进中后背的变形情况，在后背梁两端设立标尺，进行后背变形观测。H、安全防护：落实防护人员和防护信号工具、防护标志牌，驻车站联络员与工地间的通讯情况， 以及与铁路行车单位的联系和安全协议签订情况，工务部门派驻现场的施工配合人员等。、顶进作业：试顶和框构起动：试顶的目的是继续检查一下顶进设备是否正常，顶力是否均匀，后背、滑板及箱体有无异状，并使框构与滑板分离。试顶时，油泵应逐渐加压，每次升压后还要稳定 10 分钟