道路热力管道顶管施工工程施工方案

道路热力管道顶管施工工程

设

计

方

案

编制单位:

编制日期:

顶管施工方案

x热力管道顶管施工工程，共有工作坑1座，接收井1座，

顶管长度L:28米单管顶进。顶管管材采用C1500混凝土管。

方案根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定。

在片岩和岩石混合土层，且在道路东面有地下水影响时，宜采用手掘

式顶管法。

开挖作业坑所产生的土方外运至甲方指定地点。

手掘式施工方案

一、工艺流程：顶管施工准备一顶力计算-测量放样-基槽开

挖一降水一底板浇筑一顶管后靠背设置一导轨铺设一顶管动力

设置、调试一顶进开始试阶段以及纠偏方法一出土一安放中继管。

（一）、顶管前的准备工作

顶管施工前所有设备三天前全部到场，包括：钩机、空压机、油压泵、水泵等，动力和照明电缆线要全部按要求铺设到位，所有

顶管施工人员要全部到场。

（二）、顶力计算

1、推力的理论计算：（①1500计算）

F=F1十F2

其中F一总推力

Fl一迎面阻力

F2一顶进阻力

F1=S*P （S—管道顶进受力面积

p—控制土压力）

P=Ko*T*Ho

式中Ko—静止土压力系数，一般取0.55

Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值5.5m

丫一片岩量，取2.1t/m3

P=0.55*2.1*5.5=6.35/m2

F1=3.14*1.8*0.15*6.35=5.38t

F2=兀D*f*L

式中f一管外表面平均（根据顶进以片岩和岩石混合为计算基

准）综合摩阻力，取2.3t/m2

D—管外径1.8m

L一顶距

F2=3.14*1.8*26*2.3=337.99t。

因此，单管总推力F=5.38+337.99=343.37t;。根据总推力、

工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值

作为油缸的总推力。工作井（①1500mm顶管）设计允许承受的最

大顶力为800t,管材轴向允许推力600t,主顶油缸选用2台320t

级。满足

26米顶管所需推力。

x热力管道顶管施工工程，共有工作坑1座，接收井1座，

顶管长度L:28米单管顶进。顶管管材采用01500混凝土管。

方案根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与

地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定。

在片岩和岩石混合土层，且在道路东面有地下水影响时，宜采用手掘

式顶管法。

开挖作业坑所产生的土方外运至甲方指定地点。

手掘式施工方案

一、工艺流程：顶管施工准备一顶力计算一测量放样一基槽开

挖一降水一底板浇筑一顶管后靠背设置一导轨铺设一顶管动力设置、

调试一顶进开始试阶段以及纠偏方法一出土一安放中继管。

（一）、顶管前的准备工作

顶管施工前所有设备三天前全部到场，包括：钩机、空压机、

油压泵、水泵等，动力和照明电缆线要全部按要求铺设到位，所有

顶管施工人员要全部到场。

（二）、顶力计算

1、推力的理论计算：（①1500计算）

F=F1十F2

其中F一总推力

Fl一迎面阻力F2一顶进阻力

F1=S*P（S—管道顶进受力面积p—控制土压力）

P=Ko*丫*Ho

式中Ko—静止土压力系数，一般取0.55

Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值5.5m

丫一片岩量，取2.1t/m3

P=0.55*2.1*5.5

=6.35/m2

F1=3.14*1.8*0.15*6.35

=5.38t

F2=兀D*f*L

式中f一管外表面平均（根据顶进以片岩和岩石混合为计算基

准）综合摩阻力，取2.3t/m2

D—管外径1.8m

L一顶距

F2=3.14*1.8*26*2.3=337.99t。

因此，单管总推力F=5.38+337.99=343.37t;。根据总推力、

工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值

作为油缸的总推力。工作井（①1500mm顶管）设计允许承受的最

大顶力为800t,管材轴向允许推力600t,主顶油缸选用2台320t

级。满足26米顶管所需推力。

（三）、测量放样

顶管管线放线是保证顶管轴线正确的关键。放线准确就能

保证顶管机按设计要求顺利进洞，满足施工质量要求；反之，就可能

造成顶管轴线偏差，影响工程进度和工程质量，同时也会造成顶进时

设备损坏，使顶管停顿。顶管管线放线，就是将工作井出洞口

和接收入井进洞口的点正确引入工作井内，指导顶管顶进的方向和距

离。从理论上讲，工作井和接收入井的坐标和标高在沉井下沉时都已明确，通过计算很容易确定。然而由于沉井下沉时的误差，这

样从理论上计算放出的线就不一定符合。目前，顶管管线放线常常

是根据工作井和接收井的实际位置,

按设计要求，通过测量实际放

出管线位置。具体如下：

1、管线标高的测量，使用水准仪结合现场实际要求确定作业

坑底标高及管道标高。

2、轴线测量的方法

(1)、通视条件下的测量使用引线法引工作井及接收井预留

洞口中心至工作井的井壁。置经纬仪于接收井中心A点，把花杆放

在工作井预留洞中心井上口B点，作AB直线的延长线，并在工作

井后部定出一点Co保证C、A、B在一条轴线上，工作上B点、C

点用铅丝将管线轴线拉出来，上吊两个垂球将管线轴线引至坑底

B/、C，点用以确定管线顶进轴线。C，点架设激光经纬仪，对准B/点,

确定顶管顶轴线。

(2)、在轴线定好后即可安装导轨以及后顶，先根据导轨本

身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h,至水平仪于井下，在井

四周做出4〜6个临水点，保证轴线标高，安放导轨时可用线绳在相

对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根

据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，

导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁

上。

3、纠偏方法与措施

(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：施工组测量员一项目管理部

一监理工程师，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)顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10'〜

20'不得大于0.5°。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。

(6)、平面纠偏，采用经纬仪测量检查，高程偏差采用水准

仪测量。测量

的频率一般每天四次，出洞前更要勤测量。

(四)、导轨铺设：

基坑导轨是安装在工作井内为管子出洞提供一个基准的设备。导轨要求具备坚固、挺直，管子压上去不变形等特征。由于顶管重量重，为此我们采用了复合型基坑导轨。

基坑导轨铺设应注意管线轴线、导轨标高和导轨支撑稳

定性几个方面的问题。

1、管线轴线：根据管线轴线测量结果，铺设轨道时，将轨道

中线与管线轴线重合。

2、管线标高：由于采用的是复合型轨道，因此铺设轨道时必

须了解轨道的基本结构。

（五）、顶管后靠背

工作井的顶管，由于作业坑地处片岩等岩石地层，无法做钉桩

靠背。现采#字形200*240双层道木和紧密排列单层50Kg铁道钢以

及一块50厚钢板和及长*宽*高=4米*0.5米*2米C30碎块，原

有土层（作业坑墙壁）与靠背之间间隙采用C20混凝土浇筑密实，

一同作为后背墙。顶管机与后做墙之间一块50厚钢板作为靠背与

顶缸之间缓冲。待其混凝土达到75%以上强度后方可进行顶管的顶

进工作，否则就可能造成顶管过程出现各种意想不到的事故，影

响顶管顶进。对于后座墙附加层的做法，采用以下方法

1、后背墙附加层工作面必须与顶管管线垂直。

2、后背墙附加层的宽度应满足主顶油缸发射长度，厚度根据

工作井的直径和后靠背顶铁的宽度而定。

3、后背墙附加层做法采用钢筋混凝土，场外预制。

4、后背墙附加层采用道木，因木材具有伸缩性，顶管顶进时，

为防止主顶油缸反复作用会造成木材反复受力，形成疲劳破坏，影

响顶进质量，同时也会造成顶进设备损坏在道木前端加设20mm后

钢板用以保证靠背稳定性。

5、作业坑护壁，由于作业坑所处位置地质主要为片岩层。顶

管过程中，在作业坑受力时作业坑四周碎岩石掉落，为保证作业坑

内作业人员安全，需对作业坑四周墙壁做钢筋网混凝土护壁，钢筋

采用①8圆钢间距200mm#型单层布置，混凝土采用C20细石砂浆

100mm厚做护壁。

（六）、顶管动力、照明

动力电缆设置：管内设置一路电缆，按其配套动力负载功率，

选择电缆规格，供电采用发电机发电，移动电缆装接，设置移动电

箱。井下施工的所有移动电机具和设备，必须有严格的接地措施。

井下、管道内的照明灯具必须用36V安全电压。

（七）、洞口止水

1、顶管工程中，为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取

工作井预留洞口比管节外径略大些（一般为100mm）的方式，顶进

时此间隙需采取有效措施进行封闭，否则地下水和泥砂就会从该间

隙流到工作井内，会造成洞口上部地表的塌陷，甚至会造成事故，

殃及周围的建筑物和地下管线的安全。因此，顶管过程中洞口止水

是一个不容忽视的环节，必须认真、仔细地做好此项工作。

2、我们采用的洞口止水方法是在工作井制作时，预先采用模

板及钢管护臂形成整体护壁，待顶管开始后在管道顶进位置人工开

孔以便管道顺利顶入及防治地下水及流沙进入作业坑内。

（八）、顶进开始调试阶段以及纠偏方法

1、顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先应清洗，防止

灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分

动作正常，液压系统无泄漏。

2、纠偏方法与措施

(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：施工组测量员一项目管理

部7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)、顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10/〜

20/不得大于0.5°。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。

(6)、平面纠偏，采用经纬仪测量检查，高程偏差采用水准

测量。测量的频率一般每天四次，出洞前更要勤测量。

(九)、出土方案

由于本工程顶管管上为原来老土层，所在顶管作业中必须严格

遵循“先顶后挖”原则，严禁超挖。

人工掏土必须先上部后下部，挖土坡度不得大于60。为防

止事故。掏土深度每次为300mm。制作专用运土斗车，每道管二台交替使用。斗车行进由卷扬机拉动。斗车装土运到工作坑内后由12t吊车吊到自然地面，再用8m3自卸翻斗运到甲方指定场地。

（九）、降水

在顶管末端即河堤路东面处于东洲范围内。在施工后

期需在该处设置降水井降水用以保证顶管施工安全顺利进行。

1、作业坑降水，在接受坑四周设置DN300混凝土护壁管

井降水点，降水井9米深，设置4座。

2、水泵采用立式直桶泵，排水管采用聚乙烯半软塑料管，

型号出水口DN75、功率5.5KW、380V、扬程25米、流量25m3/h。

3、为防止顶管过程中，管道内的水回流到作业坑内对作

业坑施工造成安全隐患和施工不便。在作业坑内设置400*400*1200

集水坑一座，内设清水泵出水口DN50,一台以便于及时排除顶管内部回流的水。

二、雨季施工措施

施工过程中应随时掌握天气的变化情况，合理地组织进

行施工，做好施工现场的防护工作，如遇大风、暴雨，应做好防台、

防汛工作。施工时采取如下几方面的措施，确保工程和财产不受到

损失。

1、做好工作井和接收井内排水设施，工作井和接收井内四周

均设置排水沟。

2、雨季对施工用的各种材料妥善保存，避免遭受雨淋。当施

工中遇雨时立即停止施工，雨季施工时运输车辆及现场配有防雨设

施，以保护各种集料避免受到雨淋：同时切实做好井四周排水工作,

雨停迅速排除表面积水，恢复施工。

3、施工要做好防雨工作。

(1)掌握气象信息并安排好值班人员；

(2)必须了解工程周围情况，对施工需要重点保护的部位，事先应采取防护措施；

(3)住地及施工场地周围的排水设施，应完整通畅，保证积水能及时排干；

(4)材料堆放应分类堆放整齐，保证材料清洁和减少浪费；

(5)雨季施工一定要充分做好防雨措施，确保雨季施工的工程质量，备足彩条布等防雨材料。

(6)固定电箱必须离地1.2米，并要有接地装置，流动电箱必须使用标准安全电箱，保护装置必须有效、可靠，并在每天使用前检查电源和电器设备是否符合安全要求，并要有记录；

(7)过路电线必须架空或埋入地面下750Px,不能有接头。

(8)事先备好检修用设备，并做好防污排涝工作。

三、顶管施工质量控制

1、顶管施工质量控制

项目允许偏差

钢筋硅管最大偏角0.5°

管线轴线偏差

标高偏差

相邻管节错口

L>70M

L470M

接口抗渗试验应达

内腰箍不渗漏，橡胶止水圈不脱出

50MM

+30〜-40

差15MM无碎

裂

0.11MPa

顶进过程中地面沉降控制范围

项目

允许变化范围（MM）

地面隆起的最大极限

+30

地面沉降的最大极限

-30

顶管在纠偏过程中，应勤测量，多微调，每项纠偏角度应

保持10'〜20',不得大于1°

2、控制路面下沉措施

（1）、在正常顶进时，管下部1350范围内不得超挖；管顶以上（超挖量不得大于37.5px）,采用手掘式施工顶进，严格控制喇叭口开口、出土量以及顶进速度。

四、文明施工措施

1、挂牌施工，接受群众监督。

2、建立建全文明管理制度，并定期召开文明施工大会，对成绩突出者予以奖励，对屡教不改者予以重罚。

3、工地材料及机械应堆放整齐，既有利于施工取用，又可保

证周边环境卫生的清洁

4、健全安全文明施工保证体系，落实各项安全、文明施工措施。

5、充分发挥现场党员、团员的作用，积极做好广大参建员工的政治思想工作，激发广大职工的劳动热情。

6、加强民工管理，加强“七不规范”和文明意识教育，提高民工的整体素质，促进工程施工顺利进行。

7、施工区域通道要指派专人清扫养护，确保道路平整、通畅、无积水。

8、在施工中做好排水工作，在雨期加强值班巡逻。

9、加强施工现场管理，每次做到工完场清，各施工段的落手清工作。

10、建立卫生管理组织，施工现场的卫生管理由项目经理负总责，分管专职人员具体负责日常管理工作。

11、、工地办公室做到整洁有序，窗明地净，桌椅摆放整齐,无积灰，图纸文具整齐划一，进入室内使人感到庄重大方、井井有条。

共同搞好

12、遵守法律，服从政府的一切法令及法规，及时与当地政府有关部门订立治安协议，在政府部门的指导和支持下，

治安保卫工作

13、管道内出土，要随出随运，路面要有专人打扫。

五、安全施工保证措施及急救方案

（一）、安全施工保证措施

1、井下施工的所有移动电机具和设备，必须有严格的接地措

施。井下、管道内的照明必须用12V安全电压。

2、往井内运硅管等材料时，采用机械吊运时，吊斗下方严禁

站人。吊运应有专人指挥，并严格遵守起重机械的安全技术操作规

程。上下操作人员应相互配合。严禁将各种砌筑材料向井内抛扔。

3、每个班次用专用仪器检