顶管穿越施工组织设计

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317.3事故抢险处理预案……………………..331编制依据及工程概况1.1编制依据本工程承包合同及施工图纸资料；本工程招标时提供地质勘察报告；经现场踏勘所获得的自然条件资料；《国家和地方政府颁布的工程建设标准强制性条文》《中华人民共和国建材行业标准》JC/T640-2010《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）《给水排水工程顶管技术规程》CECS246：20081.2工程概况周口市供水配套工程共布置输水线路3条，均为有压重力流输水线路，管线总长66.11km，输水流量为4.3m3/s。输水线路沿线共布置穿越工程48座，其中穿河渠11座，公路31座，铁路6座。设置阀井174座，镇墩220个。本标段工程位于周口市商水县境内，起点为商水县张庄乡葛庄，干线桩号110+252.000处，终点为商水县张庄乡张庄，干线桩号116+060.000处。该标段管线总长5.81km，管径为DN2400，管材为PCCP。有建筑物3座，分别为穿新枯河倒虹吸1座；穿越跨高速引道顶管工程2处；阀井、镇墩及设备安装等。主要工作内容包括：土石方开挖45.22万m3,土方回填41.49万m3，混凝土浇筑0.28万m3，PCCP管（管径DN2400）施工铺装5.784km。穿越道路顶管共有两处，均为穿越高速引道顶管。桩号分别为112+914.878~112+969.878段、114+016.268~114+076.268段。顶管采用DN3000钢筋混凝土管，单节长度为3m，内套DN2400钢管，壁厚28mm。穿越形式为钢管外套钢筋混凝土管型式，输水钢管内径2400mm，外套管内径3000mm，输水钢管管材为Q235级钢材，管道内采用焊接钢丝收缩水泥砂浆衬砌防腐，管道外采用四油三布特加级防腐。穿越上南洛高速公路引道顶管，处于新枯河桥南侧，无地下管线；设计桩号112+914.878~112+969.878段，长55m；穿越段交叉面路面宽度9m，路基宽度35.0m，交叉角度90°，穿越段路面高程53.01m，管顶高程41.15m，土层厚度11.86m；地下水位43.37m，距地面3.0m；穿越上南洛高速公路引道顶管，处于宁洛高速与新枯河交叉口西侧，无地下管线；设计桩号114+016.268~114+076.268段，长60m；穿越段交叉面路面宽度8m，路基宽度31.0m，交叉角度90°，穿越段路面高程52.84m，管顶高程44.20m，土层厚度8.64m；地下水位43.95m，距地面2.5m；顶管形式详见《河南省南水北调受水区周口供水配套工程10号分水口门供水工程施工-4标穿越道路工程施工图》2．施工组织2.1施工准备2.1.1①组织项目部全体人员学习图纸，地质勘察报告和施工技术规范。②征询高速公路管理部门的意见，编制专项施工方案，办理相关穿越手续。③完成焊接工艺评定、现场补口补伤试验，并培训一批焊工以满足顶管要求。2.1.2物资准备①根据施工进度计划要求，编制材料进出场计划。②落实管道通风、注浆管等零星配套材料。③根据应急预案要求，现场备足水泥等应急物资。2.1.3组织准备①结合本工程特点，组织一批具有丰富经验的项目管理班子。②根据需求组织顶管顶进、测量、注浆、焊接、防腐等施工队伍，根据顶管顶进工期安排如期进场。③做好职工入场教育工作，落实各项责任制。④认真做好施工技术交底工作，使现场技术管理人员及每位工人清楚每到工序的操作过程及要点。2.1.4施工现场准备①根据现场进场道路条件，合理组织交通，为设备和材料的进场创造条件。②按照施工平面总体布置要求进行平面布置，进行顶管轴线和高程测量，设置场内测量控制点，并定期进行复核。2.2施工布置2.2.1施工交通2.2.1.1对外交通本合同段二处顶管工程分别位于新枯河桥南侧和宁洛高速与新枯河交叉处西侧，北距S238公路0.8km，本标段顶管工程对外交通由省道S238运输，分别从新枯河桥处经新枯河河堤道路和高速引道道路运至现场。2.2.1.2场内交通根据现场实际情况在管线右侧设置施工道路。2.2.2施工供水现场施工用水主要为混凝土面冲洗和混凝土养生用水，利用降水井，直接用水泵抽取井水进行工作面冲洗和混凝土养生。2.2.3施工供电、照明考虑工程施工工期短且要跨越宁洛高速引道，施工用电采用3台50kw发电机，高速东侧、西侧各一台，以满足顶管和降水用，备用1台。施工面照明采用36V安全电压。2.2.4顶管工作井现场布置①本标段采用汽车吊垂直提升出土方式，现场设置临时泥土堆放处，并及时外运至弃渣场。②采用50t汽车吊吊放管道等。③现场布置民工临时住处。④基坑内部布置：顶管井内布置设备包括基坑导轨、后靠背、主千斤顶、主定泵站、顶铁、焊接设备等。基坑导轨采用型钢和钢板焊接而成，应保证其具有的强度和刚度。主顶油缸架采用拼装式结构，高程和平面安装误差控制在3mm以内，以保证油缸均匀受力。后座墙应保证足够的刚度，满足设计顶力。详见附图:穿越高速平面布置图附图一2.3劳动力配置顶管施工人员的进场时间为：先遣人员在顶管井施工时进入现场，以安排顶管与顶管井工程的协调事宜。顶管施工人员在顶管井封底时进场，进行顶管机具设备的安装准备。顶管施工结束后，人员随顶管设备一起撤出。要求24小时连续作业，分三个班组轮流作业，另外设综合组作业一个，负责设备维修等综合保障作业，班组人员配备表见下表：序号人员人数职责分工1技术员3施工技术管理、质量管理、数据收集与分析、测量，发现并解决问题。2班长1在技术人员指导下指挥、调度劳力、计划安排、质量控制3起重机驾驶员2操作起重机械、安全监督4指挥工1指挥起重机械5压浆工1拌浆、调整注浆量及注浆压力6辅助工3接、拆进水管、泥浆管、降排水等7挖掘工10土方掘进、运输等8铆工2钢管对接9电焊工3钢管焊接10电工1电气设备维修11机修工1设备维护12钳工1机具、设备加工维修13测量工1对管线顶进的轴线、标高控制14合计302.4主要机械设备配备序号设备名称及规格数量配套设备1400t千斤顶2个2顶压装置2套顶铁、垫座、导轨3主顶油泵（400t）2套4SYB50/50-Ⅱ压浆机1套5泥浆泵1部63千瓦水泵6部7电缆120mm2100米8电箱(立式)2只9拖箱4只1050t汽车吊1辆11电焊机6台12反铲挖掘机1辆131.5t卷扬机1台14空压机3m15全站仪116水准仪2台2.5管材加工运输在顶管施工过程中，管材的供应是非常重要的，本工程为管件标供管。在开始顶进前，制定详细周全的供应计划，现场备有足够余量。根据进度计划，每天应保证需求供应。管材在运输、吊运过程中防止管材变形。管材运至现场后需对平整度、板厚、椭圆度、强度等进行验收，合格后方可进入现场进入下道工序施工。2.6施工进度计划114+016.268~114+076.268段工期从2013年5月16日~2013年6月30日、112+914.878~112+969.878段工期从2013年6月20日~2013年7月31日具体施工的作业周期安排如下：a、打降水井：2天。包括打井、洗井，退场。b、作业坑开挖及后座墙施工：5～8天。包括平整作业面、机械开挖、浇筑后座墙混凝土、作业坑人工修整、安全防护等。由顶管小队现场管理员负责安排，顶管小队作业班组操作。c、设备进场安装调试：2天。包括发电设备，顶管设备，排水设备，起重设备，照明设施、导轨安装等。d、套管进场：1天。由顶管小队现场管理员负责提前报计划，项目部物资供应部负责供应到现场，可在作业坑开挖时套管同时进场。e、顶管作业：25～30天。由顶管小队作业班组负责。f、钢管焊接、检测、顶进：32天。包括组焊、单体试压、防腐等。g、灌注自密实混凝土：1~2天。包括灌注、封堵等。h、清理出场：1天。包括拆除顶管设备、安全防护，清理现场等。114+016.268~114+076.268段顶管施工横道图日期部位2013年5月2013年6月161820222426283024681012141618202224262830打降水井作业坑开挖及后座墙施工设备进场安装调试套管进场顶管作业钢管焊接、检测、顶进灌注自密实混凝土清理出场112+914.878~112+969.878段顶管施工横道图日期部位2013年6月2013年7月16182022242628302468101214161820222426283031打降水井作业坑开挖及后座墙施工设备进场安装调试套管进场顶管作业钢管焊接、检测、顶进灌注自密实混凝土清理出场3施工技术措施3.1主要施工方法采用人工掘土，轴向液压千斤顶配以液压站的方法。使用挖掘机开挖顶管操作坑和接收坑，人工修整，吊车下设备和套管，50Kw发电机供电，千斤顶后方设置抗力挡墙，顶管时，先由人工在套管前端掏土，再用电动油泵驱动千斤顶顶进套管，待套管顶进后再继续人工掏土，如此循序渐进，直至穿过公路为止。顶管挖掘出的土方采用人力手推车从套管内运送至管口，再用卷扬机提升出操作坑。顶管完毕后进行穿越段管道安装，安装完第一节后开始测量定位，然后安装第二节，并按图纸对接头部位进行接头处理等工作。依次安装剩余管道。管道穿越就位后进行试压，试压完毕后进行套管灌注混凝土、封堵、回填等工作。管道顶管施工工艺流程图见附图二。3.1.1工作坑的设计与布置：3.1.1.1顶管工作坑位置选定顶管工作坑和接收坑位置为分别在顶管的起点和终点。3.1.1.2顶力计算：顶力计算是顶管施工设计中的关键内容，顶管的顶力要大于工具管的迎面阻力、管道周围土压力对管道产生的阻力以及管道自重与周围土层产生阻力之和。阻力计算的经验公式为：P=n·G·L式中：P—计算的总顶力（KN）;G—管子单位长度管体自重（KN/m），28.5;L—顶进管总长度（m），取55；n—土质系数可取1.5—2,取2。计算得出：D=3600mm时P=3135KN根据计算，管道顶进配备2个400T千斤顶进行顶进即可满足施工。3.1.1.3顶管工作坑设计A、工作坑尺寸工作坑底部宽度：W=D+2B+2bD—管道外径2B+2b—管道两侧操作空间及支撑厚度2.4—3.2m工作坑底长度：L=L1+L2+L3+L4+L5L1=工具管长度、L2=管节长度L3=出土工作间长度、L4=千斤顶长度L5=顶管后背的总厚度本次施工竖井工作坑底宽采用6×10米，东西向长10米；工作坑深度：H=h1+h2+h3h1—道路至管道底部外缘的深度；h2—管道外缘底部至导轨底面的高度；h3—基础及垫层的厚度。B、工作坑支护（后附钢筋砼护壁示意图）顶管工作坑坑壁处理根据现有地质资料和工作坑开挖深度，结合以往的施工经验，确定工作坑采用25cm厚C25整体式钢筋混凝土护壁支护，交汇坑采用密板木支撑。工作坑定位设立组合梯架，以方便人员上下工作坑。工作坑边3m范围内用灰土平整夯实，周围修筑50厘米宽，厚30厘米3：7灰土防水墙，以防雨水流入工作坑。后附钢筋砼护壁示意图。C、工作坑基础工作坑基础结合工作坑检查井底砼施工，下设30厘米厚3：7灰土，满坑底铺设。D、导轨安装导轨采用轻型钢导轨，两根钢导轨距离控制在管径的0.45-0.6倍之间。确定导轨的高程调整量后进行安装。导轨内距按下式计算：A=2式中：A——两导轨间距（mm）；D——管外径（mm）；h——导轨高（mm）；e——管外底距枕铁顶面间距（mm）。导轨要安装在枕木上，且保证枕木下地基稳定；导轨安设要直顺，严格控制导轨顶面的高程，两导轨应顺直、平行，等高或略高于该处管道的设计高程，其纵坡应与管道设计坡度相一致。E、后背与后座墙设计根据工程实际情况，本工程顶管工作坑后背采用装配式与钢筋砼护壁相结合后背墙，装配式后背墙直接支撑与钢筋砼护壁上，同时在后背支撑面内钢筋砼护壁增加一层钢筋网片。后背承受管子顶进的全部水平顶力，将顶力均匀地分布在后座墙上。后背应具有足够的强度、刚度和稳定性，不允许发生相对位移和弹性变形。经过初步计算及以往经验，后背采用高3米、宽10米的砼护壁加排木后背，具体是紧贴垂直的护壁后座墙，横向密排40×40×300cm方木，排木外侧立7根50号工字钢，立铁均匀分布在后背中部2.5米范围内，在立铁外侧放横铁，千斤顶作用在横铁上。排放方木时应注意第一根方木应卧于工作坑底以下1米左右，使千斤顶的着力中心在后背高度1/3—1/2之间。顶进时，管口采用弧形铁保护管口，使管口受力分布均匀，防止管口集中受压破碎。F、下管、顶进、出土设备安装本工程下管采用吊车，出土设备采用水平卷扬机和垂直牵引的卷扬机和起重机相结合的方法，出土用小推车，顶进采用液压千斤及顶铁。垂直起重设备安装前必须对卷扬机、电动葫芦、手动葫芦等起重设备进行全面检查，设备完好，方可安装；电动葫芦行走轮要与行走轨道相匹配；起重设备安装后在正式作业前必须试吊，吊离地面10厘米左右，检查重物，设备有无问题，确认安全方可起吊；根据顶管坑的设计，安装高压油泵、管路及控制系统，油泵设置在液压油缸附近，油管要直顺、转角少，油泵与液压油缸相匹配，并要有备用油泵。G顶镐和顶铁的安装a顶镐的高程：顶镐安装使顶力中心位于管口总高的1/4处左右；b平面位置：使用一台顶镐时，顶镐中心与管道中心一致。使用多台顶镐时，顶镐中心与管道中心对称，且各顶镐的油管要并联在一起。c安装顶铁无歪斜、扭曲现象，必须安装顺直；每次退镐加放顶铁时，要安放最长的顶铁，保持顶铁数目最少；H、顶管工作坑坑上布置顶管工作坑平台在顶管工作坑开挖与支护完成后进行；平台口尺寸按下式进行计算确定：长度L=L2+0.8、宽度B=D1+0.8L2—管节长度（米）、D1—管外径（米）工作坑上架设工字钢和方木，用木板铺盖，平台上用Φ50钢管做护栏，扣件连接，中间留下管、出土通道，坑角留工作人员上下的组合梯架。顶管架子采用专用重型四脚钢管大支架，架子四周要求平稳，四个架腿处埋设地锚，用水平仪测平，架腿基座用混凝土浇筑，架子外用彩条布遮盖。3.1.1.5顶管施工1)、测定管道中线和建立临时水准点根据设计图纸的要求，将顶管工作坑的位置测设到地面上，并引测临时水准点。测设管道中线起、终点，检查井位置桩及中心线位控制桩，并在工作坑开挖范围外设方向控制桩，在稳固处设间距不大于100m的临时水准点。施工设置的临时水准点、管道轴线控制桩、高程桩必须经复核后才能使用，并要经常校核。A、用全站仪将设计管中心线敷设在地面上，再将地面的管道中心桩引入工作坑的侧壁上或支撑上（至少两个点），作为顶管中心的测量基线。B、将地面上的临时水准点引入工作坑底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。2)、第一节管下管A、下管前，要严格检查管材，不合格的不能使用；B、电葫芦作垂直吊运时，最大倾斜度不能超过10度；C、第一节管下到导轨上时，要测量管的中线及前后端管底高程，以校核导轨安装的准确性。3)、挖土与运土管前挖土的方向和开挖形状直接影响顶进管位的正确性，应严格控制管前周围超挖，管前挖土深度，视土质情况和千斤顶的工作行程而定。挖土必须按规定进行：管前允许超前掏挖30～50cm；管端下部135度中心角范围内不得超挖，保持管壁与土壁相平；当穿越建筑物时，管周围一律不准超挖。管前挖出的土应及时外运。4)、顶进A、顶进应遵照“先挖后顶，随挖随顶”的原则，连续作业，尽量避免中途停止。B、顶进是利用千斤顶出镐在后背不动的情况下，将管子推入土中。B-1、安装顶铁并挤牢，待管前挖土满足要求后启动油泵，操作控制阀，使千斤顶进油，活塞伸出个行程，将管子推进一段距离；B-2、操纵控制阀，使千斤顶反向进油，活塞回缩；B-3、安装顶铁，重复上述操作，直到管端与千斤顶之间可以放下一根管子为止；B-4、卸下顶铁，下管。B-5、在混凝土管接口处用多层胶合板进行衬垫，管口内侧留10mm用聚硫密封膏进行密封；B-6、重新安装好顶铁，重复上述操作。5)、测量A、测量次数：在顶第一节管时，及校正顶进偏差过程中，每顶进20—30厘米，即对中心和高程测量一次，在正常顶进中，每50—100厘米测量一次。纠偏时应增加测量次数。B、中心测量：中线测量用经纬仪测定，根据工作坑内测设的中心桩，挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。C、高程测量：使用水准仪进行高程测量，高程测量在工作坑内建立临时水准点，以此为依据，测首节管后端内底高程，以控制坡度，顶坑内设两个水准点，以便闭合。6)、顶管纠偏在顶管过程中，如发生偏斜必须及时给予纠正。纠偏方法可采用挖土和顶木纠偏法。当偏差值为10-20mm时，用挖土法，当管子偏离中心线一侧时，在管子另一侧适当超挖，在偏离一侧少挖，继续顶进时借预留的土体迫使管道逐渐回位；当偏差较大或采用挖土校正无效时，采用顶木校正法，用圆木或方木，一端顶在偏斜反向的管子内壁上，另一端支撑在垫有木板的管前土层上，开动千斤顶利用顶木产生的分力使管子得到校正。7)、顶进操作工作记录每班作业应填写施工记录。施工记录包括顶进长度、顶力数值或油泵压力表数值、管位偏差及其校正情况、机械运转情况、土质水位变化以及出现的问题和应注意事项。交接时应将施工记录向下一班交待清楚。8）壁后注浆本次顶管均在公路下，顶管完成后如遇有空洞现象必须进行壁后注浆。注浆孔的设置：需注浆段在每间隔2根钢筋混凝土管节中部设置1根注浆管，相邻的钢筋混凝土管注浆孔布置按逆时针方向依次旋转90°。首先将顶管两端用1：1水泥砂浆填缝封闭处理，钢筋混凝土管节间管缝用水泥砂浆填缝，然后封闭除中部管节中的注浆孔眼外的全部孔眼，采用挤压式注浆机将拌制好的水泥浆（水灰比为0.5：1，注浆稳定压力为0.5Mpa），通过φ32mm高压胶管连接顶管用钢筋混凝土管注浆孔眼，向管外注入膨润土水泥浆。以保证水泥套管与土层间无孔隙，从而确保地表不发生沉降。9)、顶管设备拆除及顶管坑中管道施工顶管完成及验收合格后，拆除导轨、后背和顶进设备，按明开挖施工管道方法，进行顶坑内浇筑平基、安管、浇筑管基座、接口等工序操作。顶管坑的回填压实，比长距离、大面积的压实难度大，要从以下几方面控制：A、分层厚度要比规定的厚度小一些来控制；B、控制全铺土层均匀的含水量，不能回填过湿土；C、一定要用符合要求的便于夯实的土来回填；10）施工中可能出现的问题及采取的措施11）注浆减阻顶力控制的关键是最大限度的降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是注入膨润土泥浆。我们设想在管外壁与土层之间形成一个完整的环状泥浆润滑套，变原来的干摩擦状态为液体摩擦状态。这样就可以大大地减少顶进阻力。为达到这一目的，采取如下措施：根据地质资料，选用触变泥浆的浓度大些，能较易在管外围形成润滑浆套，触变泥浆的耗量略大于地层土体的损失量，经计算每顶进1m触变泥浆的消耗量为：0.18m3选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试，主要指标为造浆率、失水量、静切力、动切力和动塑比。这些指标必须满足设计要求。在管节制作时预埋压浆孔，设计压浆孔时在掘进机后连续放置三至四节有注浆孔的管子，不断注浆使浆套在管子外面保持的比较完整，然后再间隔两节管子放置一节有注浆孔的管子用以补浆；安装注浆管时，每个预埋压浆孔里要设置单向阀，目的是防止注浆压力不够时管外壁的浑浊的泥浆液倒流。触变泥浆的配制、搅拌、静置时间，都必须按照膨润土的特性要求执行。A．一般膨润土的配制按如下比例进行，根据实际试拌情况再行调整：膨润土水纯碱CMC稠度40085062.512-14B．根据地质资料，对于土层中粉粒、粉质粘土含量较高的，渗透系数适中，泥浆扩散较慢，泥浆相对密度保持在1.0～1.3之间；对于土层中的砂砾圆砾含量较高，渗透系数较高，为防止泥浆扩散较快，在泥浆中加入一定比例的粘土，还应增加粉煤灰、木屑等，泥浆的相对密度保持在1.4～1.8之间。C．泥浆的拌制要均匀。首先将定量的水放入拌和桶内，开动拌和机徐徐投入膨润土，拌和2-3min，静置片刻，再搅拌7-8min，即成泥浆，制成的泥浆排放入贮浆池内贮存10h，使膨润土、水、碱发生置换作用，形成稳定性良好，且有一定粘度的泥浆，使用时用注浆泵通过连接注浆孔的管道注入管道外围。D．为了防止贮浆池内泥浆离析，间歇地对贮浆池内泥浆进行搅拌。泥浆的压注方法A．注浆压力的确定,PA=γWH1+γh0h0=D［1+tg（45°-φ/2）］/2tgφB．注浆时泥浆压注压力不宜过低，如果触变泥浆压注压力P＜PA，则管外侧压力大于注浆压力，触变泥浆无法注入到管道四周，不能形成泥浆套；如果P≥PA，太高了容易产生冒浆，泥浆流失增加，不易形成浆套；而且过高的压力作用在管子上时，会增加管子周边的正压力，使顶进时的推力增加。因此注浆压力P保持在下列范围之内。PA≤P≤PA+30（KPa）C．为了使触变泥浆套的压力在停注后不能过快降低，在工作坑内注浆总管上设置单向阀，不使其回浆。D．泥浆的压注采用在顶管机压浆，管节、中继环等处连续补浆的方法。对掘进机压浆要与顶进同步，以迅速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好的膨润土泥浆套。E．补浆是在已有的泥浆套基础上改善泥浆套，补充其损失量。掘进机尾部第一压浆孔后设置第一道补浆孔，此后根据设计管节上的补浆孔及时补浆，以保证管道外围空隙连续充满触变泥浆，补浆始终要坚持从后向前补压和及时补浆的原则。在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况，还可以通过中继环和主顶装置的油压值推算出各段的注浆减阻效果，从而及时加以改进。注浆设备的选用在顶进中，选用螺杆式注浆泵。泥浆的置换全段管道顶进完成后，立即用1:1水泥浆与粉煤灰的混合液置换润滑泥浆，以确保管道外围土体有足够的支撑和减少渗漏水。然后对管缝及注浆孔按照有关要求进行封堵。3.2测量顶管施工测量由专业测量人员现场测量并用白灰放出穿越套管中心线，根据中心线确定操作坑开挖位置，并绘出穿越施工断面图。根据现场情况测放出施工作业带边界线，顶管穿越施工作业带宽度16m，作业带长度为40m（不包括组焊管道的场地）；放出套管顶进工作坑的开挖边界线，并根据套管埋设深度确定作业坑深度。顶管工程的测量工作是整个顶管工程质量的关键，它的实施好坏将直接影响到管线线形的平顺，甚至影响到顶管的顺利贯通，因此需精心实施，确保无误。顶管测量包括高程测量和左右偏差测量两部分。高程测量方法：在地面上把永久性水准引测至井边，通过垂直吊钢尺引测至操作坑内，在操作坑内设临时水准点，再在管道内架设水准仪后视临时水准点，然后校核该水准点，校核无误后作为顶管施工的后视点测量，逐步向前测设，闭合差按二级水准控制。左右偏差测量方法：在后座设一台全站仪，先从地面坐标点引自操作坑附近，再引入操作坑内固定、保护，然后用全站仪移至操作坑内，根据顶管坐标，然后在现场测出实际坐标值，根据设计坐标值调整顶管左右方向。3.3场地排水和管井降水3.3操作坑开挖前对场地采取排水措施：操作坑内的排水采用在操作坑的一角挖集水坑，用潜水泵抽水的方法。作业坑周围距作业坑1m处挖截水沟，沟深0.3m、宽0.3m，将雨水和操作坑内抽出的积水引进公路边沟。3.3.2穿越段进场后先进行降水施工，降水采用管井降水方法，共布设Φ400降水井8座，深度根据需降水范围不一。计划配备2套顶管设备，其中1套备用；降水用水泵（3吋潜污泵）10台。3.3.2.1降水施工方法本工程拟采用管井方法降水a、基坑涌水量估算根据公式:Ｑ=1.366k(2H－S)S/lgR－lgx=1.366×5×(2×10－6)×16.1/lg70－lg47=3081m3其中:K－－土的渗透系数(m3/d)；取k=5m3/dH－－含水层厚度(m)；取H=10m。S－－水位降低值(m)；取S=6m。R－－抽水影响半径(m)；取经验值R=70m。X－－基坑假想半径(m)；取X=47m。b、单井涌水量估算q=1.366k(2H－S)S/lgR－lgr=1.366×5×(2×11－16.1)×16.1/lg70－lg0.4=253m3滤料：2～3毫米水洗豆石c、井点布置按顶管全段排降水量及现场实际情况，共布设降水井8座，降水井布置见附图1平面布置图。分别位于：112+914.878-112+969.878段，共布设降水井4座、位置分别为112+914段距中心左右各10处，112+969段距中心左右各10米处。114+016.268-114+076.268段，共布设降水井4座、位置分别为114+045段距中心左右10处。降水井设计参数如下：

井深：20米井径：φ400毫米滤管：无砂滤水管φ400毫米

滤料：2～3毫米水洗豆石

d、排水路线选择

由井点抽取的水就近排入高速公路边沟。

3.4操作坑选择及开挖、处理顶管工作坑位置为镇墩或阀井位置，分为顶进坑与接收坑，结合顶管机具尺寸及作业要求，确定顶进坑与接收坑的净空尺寸：3.4.1顶管顶进坑长度计算L=Ll+L2+L3+L4L—顶进坑长度，mLl—最长管节长度，m，Ll=3mL2—千斤项长度，m，L2：1.7mL3—出土工作间长度，m，L3=1.0mL4—后背厚度，m，L4=O.5mL=3+1.7+1.0+O.5=6.2(m)接收坑长度取5.0m3.4.2顶管顶进坑宽度B=D+SB—顶进坑宽度，mD—管外径，m，D=3.6mS—操作宽度，m，每侧1.2m，S=2.4mB=3.6+2.4=6.0m接收坑宽度也取6.0m3.4.3顶进坑深度Hl=Al-A2+A3H1一顶进坑净空深度，mA1—地面高程，mA2一管内底高程，mA3一机坑导轨安装高度，O.4m3.4.4接收坑深度H2=Al-A2H2—顶进坑净空深度，mA1—地面高程，mA2—管底高程，m3.4.5操作坑开挖及处理测量放线后，在公路两侧挖顶进操作坑。112+914.878~112+969.878段操作坑深度达9.5m，该操作坑采用阶梯式开挖。放线尺寸为22×16.5m，分3个台阶进行开挖。底层操作坑尺寸为10×6m。作业坑开挖点应离公路边沟边缘30m，以保证公路路基边坡的稳定。操作坑的一层和二层采用钢筋C15混凝土护壁，一层厚30cm，二层厚50cm。三层采用C25钢筋混凝土护壁，厚度50cm。操作坑四周设钢性围栏，警示标志，操作坑内设爬梯至一层平台。操作坑底在角落设50×50×50cm集水坑一个。114+016.268~114+076.268段操作坑深度为6.4米，开挖时也采用阶梯式开挖，开挖断面同112+914.878~112+969.878段的二层和三层断面，护壁方式和围挡及场地布置一样。操作基坑图见附图三：操作坑平面图、操作坑断面图3.5顶管抗力挡墙安装顶管千斤顶的后支撑选用钢筋混凝土挡墙。3.6设备安装在操作坑内安装轨道、顶管设备等并进行顶管。顶管轨道的中心线和千斤顶的中线必须与穿越套管的平面中心线三线重合。设备安装就位前，应再次确认作业坑开挖的深度是否达到设计要求，作业坑底部是否平整。①轨道安装时将发送轨道固定在操作坑底部并校正其方向，保证两轨道之间的中心线与设计穿越套管中心线在同一垂直面上，两轨道之间的间距为0.8m，轨面与基坑底部之间的高度为0.12m，顶管机的尾部要紧靠在抗力挡墙上。②传力板采用钢板制作，作用是将顶管机的顶力均匀的分布在套管上，保证套管受力均匀，传力板的中心线与套管中心线、顶管机顶进油缸中心线在同一直线上。传力板的高度为0.55m，就位后传力板的顶部应在套管的1/4高度范围内。③工具切屑管的安装为保证顶进过程中，套管前面端部的切屑阻力，需要在第一根套管的前端安装工具切削管，工具切屑管采用δ=10mm的钢板卷制而成，切屑管的长度约0.5m，工具切屑管的外直径与套管的外直径相同。轨道、传力板组装图④顶镐和顶铁的安装a顶镐的高程：顶镐安装使顶力中心位于管口总高的1/4处左右；b平面位置：顶镐中心与管道中心一致。c安装顶铁无歪斜、扭曲现象，必须安装顺直；每次退镐加放顶铁时，要安放最长的顶铁，保持顶铁数目最少；3.7套管顶进顶管设备全部安装到位后，即可开始安装第一节套管，并连接传力板、传力轴。第一节套管紧贴前壁，开始挖土，挖到约0.2m时就进行第一次顶管。第一根管顶进方向的准确性是顶管，在顶进之前先校核套管中心线与管道设计中心线的偏差，其位置偏差不得超过管长的1.0%。同时测量套管管顶埋深是否达到设计要求。套管顶进作业按照掘进开挖→顶进主油缸→回收主油缸→添加顶铁→掘进的顺序循环进行。套管顶进施工采用人工掘进，电动油泵驱动顶进，人工掘进时只能在工具切屑管内进行，严禁超前开挖掘进，如需要超前开挖，超前开挖掘进长度不超过0.3m，开挖完成后应立即顶进套管。挖掘出的泥土采用小车运送出套管，然后采用小型卷扬机将泥土运送出操作坑。按照上面的顶进程序，逐根顶进套管直到套管到达接收工作坑，然后卸下工具切削管，撤出顶进设备。套管每顶进1.0m都必须进行一次顶进方向检测，发现偏移及时纠正。方向纠偏可以在工具管的前端底部支垫楔形垫块逐渐进行方向纠偏，方向纠偏量每次不能超过5´～20´。套管顶进允许偏差：上下开挖时原则上不允许超挖，管道水平方向的偏差的最大值为0.5％的管道直径（m）3.8套管连接当第一节套管顶进完后，缩回千斤顶并撤出传力板和传力轴，然后用吊车放下第二节套管到轨道上，安上传力轴和传力板后继续顶进作业。如此重复进行直到完成全部套管的穿越作业。3.9套管接口处理主管道安装就位试压合格后，按照高速引道断面图进行套管封堵。套管顶进过程中，钢承口接头传力面应设置环形木垫圈，并用胶结剂粘在传力面上，钢套管与混凝土的接缝按图纸相关要求进行处理。3.10复测检查套管顶进完毕后，对套管中心线进行复测，有偏移时修正施工测量成果表，以为下一步的管道安装提供准确的数据。3.11钢管运输及组焊3.11.1钢管运输在接收坑内安置卷扬机一台，型号为JM15t慢速卷扬机，安装牢固。制作3个导向装置，导向轮装置为具体为：导向轮装置由卡环、导向轮组成。其中卡环用δ=12mm钢板卷制，宽200mm，分上下两半，每半上焊接螺栓紧固座4个；导向轮用重型径向轴承制作，其轮轴采用45#钢加工而成，导向轮通过焊接在卡环上的轮座固定，每套导向轮装置安装2个导向轮，呈直线布置在卡环上。安装导向轮装置时，首先在钢管固定卡环位置包缚δ=8mm胶皮，防止卡环滑动损坏防腐层；然后使用4条M22×50mm螺栓通过紧固座将上下两半卡环固定在穿越工作管上。共制作3套导向轮装置。钢管用吊车吊下时，首先在下方把导向轮装置在下方均匀放置好，待管吊放时直接放置放好的导向装置上，然后用卷扬机的钢丝绳穿心整根钢管，并在钢管与钢丝绳接触部位垫两个废旧的轿车轮胎，防止钢管受拉变形。然后使用自动慢速卷扬机慢慢使管道就位，管道在卷扬机牵引过程中，安装人员要跟踪查看管道行驶过程中的动态，一发现异常立即指挥卷扬机人操作员停止。保证管道运输必须平稳、缓慢进行，防止导向轮装置串位，防止损坏防腐层和管口。待管道就位后解除钢丝绳，在管道下方放置5t千斤顶,顶起后抽取底下的导向装置，按此方法逐步抽取管道下部的导向装置。3.11.2钢管接头处安装用以上运输方法运至与前一节钢管相距20cm时停止运输，抽取钢丝绳，然后用人工推动钢管直至两端闭合，抽取管道下部的导向装置。进入下一程序管道组焊。3.11.3管道组焊（1）焊工必须持有焊工证。焊工进入工地，由现场项目部组织进行试焊2~3个与现场的材质、焊接工艺相同的焊口，经外观、无损探伤（超声波、射线）全位置检查合格（一条环缝至少90%以上射线Ⅱ级以上）方允许上岗。每个焊工作业班组至少由3名焊工组成，并配备2-3拼装工。（2）焊条在密封良好未开封时，可以不进行烘焙。焊条堆放库应满足必要的温度、湿度和堆放空间要求，不能受到水、油、潮气、化学物质等有害物质侵蚀。生锈及药皮脱落的焊条不许使用。（3）焊接质量的保证措施焊接时，管子保持平衡，不要受到震动和冲击。焊机地线连接牢固，禁止焊在母材上损伤母材，禁止地线与管材间发生电弧面烧伤管材表面。施焊时严禁在坡口以外管材表面引弧。根焊必须熔透，背面成型良好。根焊道焊完后，应尽快进行打磨和热焊，根焊与热焊间隔时间不宜超过5分钟。焊接时，层间必须仔细清除熔渣和飞溅物，外观检查合格后方可焊下一层焊道。每相邻两层焊道更换焊条时，接头不得重叠，应错开20~30mm。每根焊条应一次焊完；每层焊道应连续焊完，中间不应中断；要保证焊道层间温度要求，每道焊口应连续焊完。打磨表面飞溅、夹渣等，并进行外观检查合格，同时完成焊接过程的各项有关原始记录。（4）焊接完成后，应立即联系检测单位进行100%的超声波探伤和100%射线探伤检查，检验标准与主干线相同；随后进行补口补伤，要求与主干线相同。（5）管道就位后向监理报验，进行检查，技术人员填写隐蔽工程记录，及时签字认可。3.12单体试压按照设计文件及施工标准规范的要求，二级及二级以上的公路穿越管段应进行单体试压。强度试压介质采用水罐车拉运洁净水。强度试验压力9.45MPa，稳压4小时以管道无变形、破裂，压降小于0.1MPa为合格；强度试验合格后采用低点排水法排除管道内的水。严密性试验采用压缩空气，严密性试验压力6.3MPa，稳压24小时，以压降小于0.09MPa为合格。严密性试验完毕后采用管道上部的放空排气阀排除管道内的压缩空气。试压系统见下图：严密性试验排气阀强度试验示意图严密性试验排气阀关闭加压进气10MPa空气压缩机严密性试验排气阀关闭加压进气10MPa空气压缩机严密性试验排气阀3.13灌注自密实混凝土3.13.1基本施工顺序如下：管内混凝土泵管托架安装→混凝土泵管安装→施工段端头封堵→自密实混凝土浇筑3.13.2混凝土进场验收到浇注地点的每辆混凝土运输车必须有配料单、混凝土使用部位及性能的相关资料。自密实混凝土到达施工现场后由监理工程师、试验工程师、质检工程师进行联合检查，确认合格后方能进入浇注工作面。对到现场的每一车自密实混凝土都要进行数量、坍落度、和易性、出机时间、运输时间及自密实混凝土温度等进行检查，若不能满足要求，不能用于结构中。搅拌车在卸料前不得出现离析和初凝现象。现场取样时，以搅拌车卸料1/4后至3/4前的混凝土为代表，取样、试件制作、养护均由供需双方共同签证认可。3.13.3自密实混凝土拌合物质量检验及控制在搅拌站，自密实混凝土搅拌完毕抽检其坍落度，每工作班随机取样不得少于二次(每班第一盘除外)，其检验结果作为搅拌站自密实混凝土拌合物质量控制的依据；自密实混凝土运送到施工现场后，在浇筑前，抽检自密实混凝土坍落度，每100m3混凝土或每工作班随机取样不得少于二次，不足100m3混凝土按100m33.13.4施工措施及注意事项施工前，应将泵管接好，保证气密性，不允许漏水（只允许少量掺水），然后用砂浆润滑泵管。主体钢管内自密实混凝土浇筑之前，应将管内异物、积水清除干净。自密实混凝土的运输：应保持混凝土拌合物的均匀性，不应产生离析、分层和前后不均匀现象。运输时间符合规定要求，在90min内卸料完毕，当最高气温低于25℃时，运送时间可延长30min。混凝土运输到现场，罐车必须低速运转不停，出料前，高速运行1min。现浇自密实混凝土的监控，当运抵现场的混凝土坍落度扩展度低于700mm时，现场不得使用。管内混凝土浇筑采用泵管逐段浇筑，混凝土自钢管上口灌入，浇筑的混凝土应填充到内壁的各个角落，混凝土浇筑后，静停过程中因气泡溢出导致混凝土沉降，在混凝土初凝前进行注浆把管内空隙补充注满。自密实混凝土只允许泵送。管内自密实混凝土浇筑采用自然分割段，每段一次浇筑成型，浇筑过程中，应控制浇筑速度、均匀浇筑。自密实混凝土的泵送和浇筑应保持其连续性，当因停泵时间过长，混凝土不能达到要求的工作性能时，应及时清除泵和泵管中的混凝土，重新浇筑。当必须间歇时，间歇时间不得超过混凝土的终凝时间。自密实混凝土强度试件制作：将混凝土搅拌均匀后直接倒入试模内，不得使用振动台和插捣方法成型。3.14套管管口封堵主管道安装就位试压合格后，自密实混凝土施工完成后，按设计要求进行套管封堵。封堵方法见下图：4、质量控制4.1.测量控制：在进行穿越测量过程中，应认真测量并绘制穿越断面图，掌握顶管穿越断面情况，防止在顶进过程中因测量误差出现顶进曲线偏移。4.2.控制点测量，对控制点高程和坐标进行严格定位和控制。4.3.顶进过程中，穿越轴线的高程控制，穿越轴线高程应严格按设计曲线顶进。4.4.基坑开挖时，应将基坑起始位置开挖在远离公路边沟1.5m以外，防止基坑塌方，放坡严格按照要求进行，基坑开挖完后必须进行坑壁支护。4.5.顶进套管时，套管顶埋深应满足设计要求。4.6.超前开挖时，开挖孔洞不能稍大于套管外径。4.7.主管道的质量控制按照主管道施工质量控制要求进行。4.8.每顶进1.0m进行一次方向测量，发现偏离应立刻采取措施进行纠偏处理。5、质量措施5.1基坑安全管理措施：1）由有资质的土建工程师提供的技术计算书，包括基坑护壁的设计计算、护壁厚度的选择、安全系数的计算、钢筋与混凝土的选择、四木架基础的选择等；2）土建工程师和监理必须在现场监督混凝土护壁的钢筋绑扎、护壁的厚度、支模和浇注等关键工序，必要时对混凝土强度取样检查；3）成形后的基坑的要有由土建工程师的定期检查，检测其位移做好检查记录，特别是雨后必须进行基坑检查后才允许进入基坑作业；4）基坑四周2米禁止堆放材料和停放设备；开挖出来的土不允许堆在作业坑四周以免加大支壁的侧压;土质较差或是路边的作业坑应考虑选择圆形支壁,顶管套管用可靠的楔子固定,以防滚动；5）基坑四周必须设置足够强度合适的硬围护（上护栏、中护栏和踢脚板）；6）超过2米的基坑按高空作业防护标准执行，施工平台必须有足够强度的防护栏杆和全身式的安全带，在吊装过程，顶管内的监护人员和下层操作人员应站在落物碰不到的地方；7）基坑内设置合适的上下通道尽量不用直爬梯，使用笼式直爬梯，8)在作业坑四周筑围堰，防止雨水倒灌入基坑，并在坑内配备专门抽水泵及积水池.5.2受限空间管理措施：1）任何进入基坑和进入顶管内的作业按受限空间进入程序执行，由顶管负责人签署受限空间进入许可证；2）受限空间进入人员、负责人员、监护人员必须经过受限空间培训；3）每天按要求做好的安全交底和班前会等；做好进入人员的进入记录，进入人员和监护人员必须有合适的通讯联络方式，监护人员不能离开岗位；4）必须保证基坑的强制通风，并定期做气体检测,根据测试情况可递减为只要进入前测试；包括氧气浓度，一氧化炭、可燃气体和爆炸性气体检测等.顶管长度超过50米时，强制通风；5）保证顶管现场配备必要的急救设施，包括吊篮、安全绳、担架、急救箱及紧急联络电话等,保证在紧急情况进行施救；6）电源绝缘和接地良好，必须使用36V的安全电压电压（在潮湿的地方使用36V的安全电压）并有合适的漏电保护等；所有的照明灯具必须是低压，密封，防水的;所用的配电箱尽量设置在地面上，不要带入坑内，并有防水功能；8）作业人员配备必要的个人防护用品，包括绝缘带钢头的长靴,包括合适的雨衣，合理安排顶管内工作人员的劳动时间,顶管在顶进时,里面不允许有人；9）禁止管坑边缘1米内存放设备，以防落物伤人。5.3交通安全管理措施1）在公路两旁划定施工作业带，并设警示围护，若需要时，在围挡上安装闪烁信号灯以在夜间警示人们及车辆；2）在施工区周围位置设立“前方施工，车辆慢行”和“施工区域禁止外人进入”提示的标志牌，在人口密集区设置全封闭式安全栅栏，将作业区与外界有效隔离；3）施工车辆需临时占用公路时，提前与当地交通管理部门及其他相关部门取得联系，并在两端设置警示标志和穿反光背心的交通指挥人员；4）作业平台和作业工棚应远离公路侧，以免公路车辆的伤害。5.4开挖和地下扰动施工安全措施1）首先联系相关障碍物管理单位，通过相关竣工图核实障碍物的名称、数量、位置及埋深并确定开挖方案；2）使用地下障碍物探测器进一步探明障碍物的具体位置及埋深并在地面做出明确的标识；3)在已探明障碍物的位置划出一个安全开挖范围，采取人工发掘的施工方法；4)对已发掘的地下障碍物采取有效的保护措施保证障碍物的安全；5)对已发掘出障碍物的地段划出一个安全范围并采取维护措施保证行人及车辆的安全。5.5吊装安全措施：1）配备合格的起重工，每次吊装前对所有起重设备、卷扬机、索具进行检查并标识起重负荷和色标等；2）用提升设备(如四木塔等)吊装,必须应提交计算书和吊装方案包括钢丝绳,吊具等选择,四木塔的稳定性的计算等,汽车吊的安全装置齐全完好；3）吊装时由起重工负责专门指挥，检查支腿、吊装负荷和吊装吊装时吊装半径内的围护；4）顶管的吊装必须用合适的吊车吊装，禁止使用四木塔斜吊顶管；5）吊装时基坑里面和起吊物下禁止站人，合理使用溜索吊装；6）在高压线附近吊装时必须设置合理的安全距离和安全警示，保证在安全距离内吊装，禁止在高压线下吊装；7）四木塔顶部挂安全绳，上下四木塔时必须将安全带挂在安全绳上。5.6顶管时遇到地质变化时应急措施根据本工程的特点及地质勘察报告，本工程在顶管施工时可能遇到一些意外情况，如土质突然变化、流沙等，必须采取有效的措施来处理。本工程针对遇到流沙采取的措施。采用钻孔灌浆防水稳砂施工方法5.6.1施工顺序根据本工程结构特点及场地施工条件，及早做好各项施工准备工作，做到人员、设备都处于可随时开工状态。5.6.2钻孔灌浆防水稳砂钻孔灌浆防水稳砂是利用工程钻机把带有灌浆孔的注浆管钻到设计深度后，采用中低压灌浆泵设备使水泥、膨润土的混合物浆液以0-0.2Mpa左右的低压流从注浆管的灌浆孔流出来，通过浆体挤压砂层的空隙水体，待浆体析水固结后，就形成混合凝固体，能起固砂防水的效果。达到改良土体性能的目的。本次钻孔灌浆防水稳砂采用水灰比为3:1、2:1和1:1。水泥用32.5普通硅酸盐水泥，水泥用量约500kg/m，掺适量的膨润土，减小水泥浆与基础沙质土形成混合物凝固体的强度，以利于后期顶管施工。并且掺入适量的速凝剂（水玻璃）以利于水泥混合浆体尽快凝固。当灌浆管插入设计预定的深度后，由下而上进行灌浆作业，直至达到预定深度。施工人员必须时刻注意检查注浆压力、注浆的流量、浆液的水灰比、提升速度、浆液的初凝时间等，并做好施工记录。6安全保证措施6.1建立和完善项目安全管理体制6.1.1罚。6.2安全教育和培训工作6.2.1凡是进入现场的施工人员都必须做到先进行三级安全教育后上岗。在必要的时候，应6.2.26.2.36.3分项工程安全技术措施6.3.16.3.36.3.46.4防火安全措施7应急预案措施7.1施工安全事故预防及应急组织机构7.1.1安全领导小组组长：职责：全面负责穿越工程施工安全事故预防，应急措施的组织、指挥，是安全第一负责人。组员：下设：应急小分队：6人救护小分队：5人后勤保障队：3人7.1.2（1）各工程队和班组要做好每天的安全讲话，对施工中的注意事项和安全技术措施要向作业人员讲清楚，并做好安全讲话记录。（2）进入施工现场的施工人员，必须进行施工前的安全教育，特别是使用的临时工，必须签订“安全承包责任书”。（3）进入施工场地的人员听从指挥，非施工人员及车辆不能擅自进入施工区，必须在规定的区域内施工作业。7.1.3文明施工、安全施工（1）施工现场工具、设备材料堆放整齐，做到施工现场井井有条。（2）施工人员穿戴好劳动保护用品，文明施工、优质施工。（3）所有施工人员听从指挥，服从安排，（4）遵守操作规程和安全条例，作业中协作配合，不违反操作，发现问题及时处理，不留隐患。（5）遵守劳动纪律，严守工作岗位，不脱岗。（6）各班组兼职安全员要坚持搞好安全工作，作好记录，对不执行安全生产的职工，班组安全员有权停止其作业。（7）万一发生事故，及时向公司、业主项目部、监理部汇报，重大人身事故应报当地安全监督部门。（8）对违反安全管理制度，已造成责任事故的，根据责任大小给予100-500元罚款，造成重大责任事故的，追究其法律责任。7.1.4施工现场劳动纪律（1）进入施工现场的人员必须正确穿戴劳保用品，佩带上岗证，否则不准上岗。（2）施工的作业人员，未得到上级指令，不准擅自动用作业区的各种设施。（3）各施工作业队，严格执行本工程安全操作规程，班组长安全员要坚持原则，坚决制止违章作业，对本班安全生产负责。7.