破岩顶管方案

1、包头市九原区沼南大道顶管施工方案编制单位；包头市润福龙工程有限公司编制日期；2018年1月27日顶管施工方案一、工程概况包头市昭南大道管廊工程位于包头市九原区，工程设计由上海市 政工程设计研究总院（集团）有限公司承担。顶管位置位于 K0+050K2+270处，属于黄河冲积平原的黄河价地。该地区地下 水位较高，稳定水位在负2.8米一负11米之间。土壤结构为，素填 土在负0.6-负2.6米之间，细沙在负1.2-负9.3米之间，砂砾、卵 石在负6.1-负11.7米之间，其余未探明。根据图纸及实测顶管施工 范围的在负8-10米之间之间。施工场地在管廊沟槽和管廊施工便道 范围内，顶管穿越管廊施工便道。本

2、施工组织设计根据现有地勘报告 编制，在实施过程中如地下情况改变（如遇岩石、树根、泥结碎石、 构筑物等）另行编制措施方案。二、施工简介由于本施工范围在砂砾、卵石层进行故采用泥水平衡破岩顶管施 工，在顶管施工中使用泥水平衡破岩顶管机对砂砾、卵石进行破碎后 进入排浆管，排往地面三级沉淀池内经沉淀上清液进入泥浆输送系统， 沉淀物装车送到临时存放点。破碎机头和施工管道依靠后部工作坑内 液压千斤顶产生动力，后背提供反作用力推动砼管向土体进入。为了 稳固砂砾和减少摩擦阻力，在顶管施工中边顶进边通过管道注浆孔向 管道和砂砾间的空腔处注入触变泥浆。顶管结束后用水泥砂浆置换触 变泥浆。如此循环进行完成顶管施工。管

3、道堆 吊放点匡工作坑管道堆 吊放点匡工作坑工具间控制间顶管位置接收坑三、施工部署我们将组织高素质精干队伍，强有力的管理机构，精良的施工机 械设备迅速进场，建立健全施工所需相应职能部门，完善管理结构层， 满足该工程的需要，确保完成该项目工程。计划安排管理人员、技术 人员、技术工人20人，施工进度确保每天单趟顶进50米四、顶管施工顺序及工作主要内容（一）施工准备一（二）场地平整一一（三）测量放线一（四） 施工降水一（五）工作坑、接收坑开挖设置一（六）设备安装一（七） 管道顶进一（八）沉降观测一（九）安全措施一（十）文明施工（一）施工准备1、进场后迅速进行临时设施搭设，及时解决施工用电和生活用电。（

4、因为现场比较狭窄我单位以最简单设置可移动临时设施，现场办公 室30平方米、工人宿舍100平方米、工器具库房50平方米，控制间 50平方米，在进场前还需根据甲方要求和具体位置大小进行详细规 划）。2、了解顶进管道的实际长度，埋深，管道的设计要求和结构要求， 掌握穿越段地质情况，管廊施工和顶管的交叉施工情况。确定工期、 材料进场时间、种类，安排机械进场。与相关部门取得联系，办理有 关手续，了解穿越段地下管线，障碍物实际情况，确保施工正常顺利 进行。配备相关的设备、材料及各种辅助设施。做好围护搭设，设置 明显施工标志和安全警示标志，提醒过往车辆和行人注意安全。做好 现场环境保洁措施，防止扬尘污染。（

5、二）场地平整及设置安全警示围挡1、场地平整应在具备施工条件时进行，面积大小按照作业坑、临时 工棚、堆土区域，材料放置等使用范围确定。同时应考虑到施工机械 的摆放位置、占地面积大小、进出场道是否满足需要。2、在工作坑处进行全封闭围栏挡护，并设置明显标识、标牌，穿越 处设置安全警示标志，提醒过往行人和车辆注意安全。3、夜间在每个警示点和隔离带处设置照明灯和信号灯，并使用26伏 的安全电压。（三），测量放线1、按甲方、设计院提供的井位轴线控制桩定位。测量设备采用尼康 全站仪测量。2、根据图纸数据确定工作坑、接收坑位置。工作坑、接收坑施工结 束后，按始发工作坑顶进孔实际坐标与设计终点的坐标测量放线，定

6、 出管道顶进轴线并将轴线投放到始发工作坑测量平台上和井壁上。在 始发工作坑四周建立测量控制网，并定期进行复核各控制点。始发工 作坑上下点的投放采用苏光DZS2水准仪。投放顶管测量始测点和1 个后视点，始测点设在顶管后座专用测量平台上，后视点设于顶进孔 上部的井壁上，定期互相校核。3、管道轴向测量施工管道轴向测量采用高精度激光经纬仪进行测量，测量主要用导线 测量法，测量平台设在顶管后座处。测量光靶安装在第一节管道内部， 测量时激光经纬仪直接测量第一节管道内部测量光靶的位置，并根据 计算结果计算第一节管道的实际状态进行正常与否判断。4、顶管水准测量高程测量，在地面上把永久性水准点引测至井边，通过垂

7、直吊钢尺引 测至井下，设临时水准点，再在工作井架设水准仪测后视工作井标靶， 前视第一节管道标靶即可知道管道高程是否正常。闭合差按二级水准 控制。（四）施工降水1、由于本工程土质情况差，水位高，顶管施工中容易发生塌陷、管 道下沉等事故，所以应在顶管沿线单侧3米处（可根据套管位置调整） 进行钻井降水处理。井位纵向间距8米，钻井深度18米，井内放置 污水泵（井点间距根据实际情况确定），并至少预抽七天后，方可开 始顶管施工。钻井采用回转钻机，成孔为500mm，清水钻进，成孔后 下入内径为300mm波纹管，填入厚度为100mm滤料，滤料为粒径3-5mm 砾石，洗井采用1台空压机（6m3 ）进行，洗至水较

8、清时为止。2、钻井内污水泵抽出的污水应用罐车拉运外弃，外弃运距预计 15-20Km。（五）、工作坑、接收坑开挖设置1、按照测量放线所确定的工作坑、接收坑位置设置工作坑、接 收坑，工作坑长8米x宽5米x高9米，工作坑顶管受力面钢筋混凝 土墙体厚度0.8米其余钢筋混凝土墙体厚度0.5米工作坑底部钢筋混 凝土厚度0.3米。接收坑长5米x宽5米x高9米，钢筋混凝土墙体 厚度0.3米接收坑底钢筋混凝土厚度0.3米。2、工作坑、接收坑采用沉井法进行施工。根据工程地质报告所 揭示的地质情况，为增强沉井第一节稳定性，防止下沉中发生倾斜在 沉井位置先向下开挖2米基坑，整平场地后从此基础上开始浇注沉井， 沉井达到

9、设计强度后拆模并在沉井外部和基坑空隙处充填砂砾，开始 第一节沉井施工，保证沉井刃脚外侧面至基坑边的工作距离2米以上。 由于工作井高度约9米，井身混凝土计划分三节浇注下沉，第一节浇 注高度3米，第二节浇注高度3米，最后一节浇注高度3米；采用分 段浇捣混凝土时，严格按规范、设计要求做好施工缝，并设置止水钢 板或止水带防止构筑物渗水；下沉的主要施工方法为排水下沉法。下 沉挖掘的方法采用人工配合机械挖掘，机械吊斗提升的方法施工。井 身模板采用组合钢模与局部木模互相搭配，刃脚踏脚部分的内模采用 砖砌结构，宽度与刃脚同宽，井身内模支架采用钢管支撑，钢管支架 架设稳固，待工作坑混凝土强度达到设计要求方可拆模

10、安装顶管设备 /3、工作坑、接收坑完成后，立即进行围护，设置醒目警示标志，确 保人员、车辆安全，并保证工作井内干燥无水。（六）、设备安装1、由于施工范围地质为砂砾、卵石故现场安装钢板三级沉淀池，沉 淀池应尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩 阻力，沉石箱的配置可沉淀块状物，防止较大块状物直接进入排泥泵 引起排泥泵堵塞和损坏。沉淀池安装前需平整场地并压实，保证沉淀 池和输浆管道安装稳固。2、顶背安装用截面积0.3x0.3方木码剁，前部用工字钢支撑。3、导轨设置是顶管工程的关键，要求牢固可靠，轨距，高程，必须 准确。首先将钢筋混凝土工作坑底清理，用预留地锚螺栓紧扣导轨， 导轨安装

11、完毕之间用DN80钢管连接，导轨方向应绝对和管轴线方向 平行，且导轨中心间距轴线和所要顶进管道轴线的垂直投影线完全重 合一致，导轨安装的允许偏差为:轴线位置:3mm；顶面高程:0+3mm； 两轨内距：2mm。安装应符合规范要求。4、主顶站千斤顶油缸固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井 底横梁上，千斤顶着力点应与管道中心的垂线对称，其合力的作用点 应在管道中心的垂直线上。千斤顶最大顶力不大于8000KN。油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少。油泵应与千斤顶相 匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进行试运转。顶进开始时， 应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进。顶进中若发

12、现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后 方可继续顶进。4、顶铁应有足够的刚度。顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接 成型；当采用型钢焊接成型时，焊缝不得高于表面，且不得脱焊。 顶铁的相邻面应互相垂直。同种规格的顶铁尺寸应相同。顶铁上应有 锁定装置。顶铁单块放置时应能保持稳定。5、顶进阻力计算Fp；nD0Lfk+NF,(1) 式中：Fp 一顶进阻力（KN）D0管道外径(m)为 1.2m、1.44m、1.68m、2.16m、2.4mL 一管道设计顶进长度（m）为45m； fk一管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（KN/m2）,取5.0KN/m2；NF一管道迎面阻力（KN）NF= n /4

13、Dg2P,(2) 式中：Dg顶管机外径，为 1.22m、1.46m、1.7m、2.18m、2.42mP一土仓压力。P=K0yH0,（3）K0静止土压系数，K0在0.330. 7的范围内变化，一般取0.55Y土的容重（KN/m3）,层土壤容重为2.15g/cm3,折合21.5KN/m3 ；H0地面至管道中心的深度（m）,施工中取最深位置H0 = 8.7m。经计算：淤 P=189.2KPa 淤 NF=334.18KN淤 Fp= 4403.61KN主站最大顶力，按工作系数K = 0.9计算，Pf = 800030.9 = 7200KN, 大于全程最大阻力。（七）管道顶进1、管材采用钢承口带止水圈2米

14、长DN1000、DN1200、DN1400、 DN1800和2.5米长DN2000的预应力钢筋混凝土 III级管。（止水圈 作用防止管道完工后地下水进入管道内、方案后附照片）和螺纹焊接 钢管。施工24小时不间断作业，中间停顿时间不得大于6小时，施 工前应保证掘进机头、注排浆系统、触变泥浆系统等设备正常完好， 如因设备发生问题，即时更换备用设备。为保证高程和轴线的准确， 地面轴线引入作业坑内，并不少于2次的复测，测量记录每次开镐前 进行,每镐完成后进行复测，但每节顶进测量不得少于一次。高程和 轴线的正负偏差不得大于50毫米。顶管协会试行规范允许误差见下表(mm)项目允许偏差轴线位置D150030

15、0DN1500500管道内底高程D1500+100-200相邻管间错口钢管W2混凝土管道15%壁厚且不大于20对顶时两端错口502、如果顶进中发生偏差，应在10毫米以内进行纠偏。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：、强制校正法：偏差范围大于20mm时，采取纠偏千斤顶纠偏法。、衬垫校正法:当局部地基软弱、地基承载力不足而使管头低沉，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 地基强度测量人员读仪器必须准确不得误读和误判。每镐完成后及时 填写当班记录表。（八）、

16、沉降观测顶管施工会造成对土层的扰动，使地面可能发生微量的下沉，采 取监测保护措施。1、对有可能造成破坏的路面进行监测，其方法是在顶管穿越路面上 布设沉降观测点，定期进行水准测量观测，随时注意道路的变化，是 否发生沉降。2、在顶管施工中，采取措施控制沉降量，其措施方法主要有：通过调整触变泥浆压力对空腔进行顶托；控制（调整）顶管偏差；控制顶进速度，以减少顶管对土层的扰动；（九）、施工安全措施1、顶管工程安全施工要求1.1、工作坑、接收坑开挖后注意地面排水，防止地面水及雨水流入 坑内，如流入应及时排出。1.2、工作坑、接收坑设置扶梯，并栓牢，防止扶梯倾倒伤人。1.3、工作坑、接收坑周围设护栏，防止人

17、员围观，以免发生意外。1.4、在工作坑、接收坑沉井起吊出土时，首先检查机具，钢绳，吊 斗是否正常，方可开机进行施工操作。1.5、起吊过程中，坑下人员必须远离吊斗下方，以免发生吊落伤人。1.6、凡进入工作区域工作人员必须戴好安全帽，不得穿拖鞋和赤臂工作。1.7、土方运至地面外，必须运至指定地点，远离工作坑3米以外， 以免造成侧压塌方，坑口处严禁有任何土石、杂物，防止掉落伤人。2、顶管顶进操作安全规程2.1、顶管机专人操作，每次开工均要先作运行，符合安全要求后方 准正式操作。2.2、坑内，管内照明设备，必须使用不能超过36伏的低电压源。2.3、管内操作人员随时注意空气质量，如管内空气恶劣，应及时通

18、 风。2.4、下管时应有专人指挥，坑下操作人员要处在安全角落，不得处 在起吊的管下方，采用溜绳缓慢下管。管子吊起时，应拉住溜绳，待 管子晃动停止后，再徐徐下到坑内。2.5、顶铁与管子必须保持轴线、重心一致，发现左右或向上有凸起 现象，立即停镐，及时调整。2.6、搬运顶铁及胀圈要稳拿轻放，不准抛扔。2.7、机械顶管时，动力设备与电器线路必须绝缘良好，其他传动部 分必须加防护罩，检修时必须先拉闸，机械开动必须先用试电笔测量 是否漏电。2.8、严禁非指定人员，乱动机械开关。用电必须严格按规范操作， 以免危及人身安全。（十）、文明施工措施1、严格遵守国家有关文明施工的规定，把文明施工作为重点工作来 抓，推行现场标准化作业，达到文明标准工地。2、施工地段经常洒水，防止尘土飞扬，各工点严格执行工完场清制 度。3、机械停放井然有序，原材料堆放整齐。在工地现场和生活区设置 足够临时卫生设施，每天清扫处理，保护清洁。4、施工地段采用封闭的彩色钢板进行围护，工作出入口设置交通指 示牌和警示灯，保证车辆和行人安全。合理安排时间，尽