临沂城30万吨供水工程东线供水工程一标段顶管施工专项方案

临沂城30万吨供水工程东线供水工程一标段

顶管施工专项方案

审核：李永兵_______

审批：孟凡华

编制:袁合龙_______

工程名称：临沂城30万吨供水工程东线供水工程

工程地点：临沂市兰山区半程镇

编制日期：二0一二年二月十四日

第一章编制依据

1.1编制依据

1、《临沂城30万吨供水工程东线供水工程施工图设计》

2、我公司的技术力量、机械设备情况及管理制度

3、对施工现场和周围环境实际踏勘获得的资料和数据

4、国家现行的施工验收规范、规程、标准及省、市基本建设的有关规定文

件：

《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005

《给排水管道施工及验收规范》GB50268—2008

《给水排水工程顶管技术规程》(CECS246—2008)

《地下管线非开挖技术规程》(DB29-73-2004)

第二章工程概况

2.1工程简介

沂城30万吨供水工程东线供水工程施工一标段位于临沂市兰山区半程镇，

桩号为K0+000至K7+100。其中管道穿沂蒙路（桩号：2+077至2+131）和半程

镇水厂前文泗路的管道采用顶管的方式进行施工。总长约65m,顶管采用DN1200

钢管。

2.2场地工程情况

根据勘察报告反映，顶管段地质情况为强风化花岗岩和弱风化花岗岩，管线

主要在弱风化花岗岩层中穿过，根据地质和现场穿越公路等实际情况，此段顶管

采用手掘式机械顶管，以利于在遇到花岗岩时，采用小药量爆破或人工凿除。

2.2.1场地：由于施工场地是在城市干道边，施工运输车辆多、作业人员流

动大、场地狭窄。所以要切实做好交通疏导、现场安全和文明施工工作。施工前

做好各种宣传和教育工作，施工中加强对安全施工的监控力度，减少对周边环境

的影响。

2.2.2施工配合：顶管作业需24小时连续施工，并做好顶管顶进的施工记录,

内容要准确完整。

2.2.3工作井位周边设置工程施工所需机具，要严格围挡和做好夜间照明。

第三章施工前期准备

3.1施工用电

水厂前的公路采用水厂内部的供电系统提供顶管施工、照明用电。沂蒙公路

段的顶管施公采用1台发电机(75kw)供电。

3.2施工用水

根据本工程特点，施工用水主要由附近供水系统接入。

3.3临时设施

综合现场的具体情况，本工程在工作井附近设置顶管配套设备、机械、材料

等工作场地。

3.4施工技术准备

3.4.1认真组织和落实主要工程技术人员，熟悉施工图，领会设计意图，阅

读建设单位述及的规定、要求和参照标准。工程开工前，为设计交底和图纸交底

做好充足的准备，将不清或不明的问题汇总会知业主、监理人员，以便及时解决。

3.4.2做好定位点控制，以便施工放样时用。并按业主提供的水准点，沿线

自弓I,施工中经常进行校核。

3.4.3对施工范围内的地下管线和架空线，管线范围内及施工需用场地内所

有障碍物，应由业主提供，项目部进行实地详细调查情况以作保护措施。

3.4.4进行施工测量和现场（工作井、接收井和顶进轴线）放线工作。

3.5机械、材料进场准备

3.5.1合理调配资金，及机械计划分批进场。在正式进行顶管施工前，提前3

天向监理和业主报钢管使用计划。

3.5.2根据顶进长度，计算所需的各类管线（进水、排泥和电缆等）的长度,

准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。

第四章施工部署

4.1管理组织架构

为保证工程能按质量、按安全、按期完成，强化施工现场的组织管理工作。

项目部组织架构如下:

4.2施工程序

按总体布局本标段顶管施工时间安排在2月中旬至三月中旬，日平均气温低、

施工难度较大，因此顶管工程要先行施工。按照先准备后施工，先地下后地上，

先深后浅的施工程序。

4.3劳动力计划

采用多工种形式，以做到相互配合，发挥多面手作用，现场配备顶管技术

负责人1人，施工员2人，电工2人。每天3班连续作业，其中开机1人测量1

Ao

工种数量

管理人员3

测量3

顶管工10

井体结构工18

焊工2

电工2

4.4主要设备

计划

主要机械设备一览表

序号名称规格数量备注

1汽车吊25吨1台

2汽车吊16吨1台

3汽车5吨1辆

4卷扬机5吨1台

5卷扬机1吨2台

6千斤顶320吨4台

7空压机9m32台

8压浆泵20.8Mpa1台

9电焊机30KV/A2台

10人货车1.5吨1辆

11小车2.8型1辆

12高压油泵42Mpa2台

13气压式顶管机头DN2000m1台

14挖掘机dm3以外）lm31台

15自卸汽车4辆

4.5、施工进度计划

计划工期为31天

工序名称计划日历天

地质勘探、施工放线1

工作坑的开挖、制作5

设备的安装2

顶管钻进20

设备的拆卸1

地貌的恢复1

工程的验收1

第五章主要施工方法

顶管施工，是以顶管工作井内安装千斤顶，采用高压油泵供油，提供水平

推力，将待顶管节，一节一节由工作井（起点端）顶推至接收井（终点端）。从

而达到非开挖暗敷管道的目的。施工顺序：测量定点一工作坑（顶坑）施工一

管道顶进施工一收尾清场。

5.1测量定点

根据勘测院提供的坐标点定出顶坑位置，并做好顶管方向控制桩及高程控

制点以便顶管时引测。测量与方向控制要点为：

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f项目管理部一监理工程师，确

保测量万无一失。

2.采用经测量监理工程师批复的测量控制网进行施工放样，固定保护好

控制点，并经常复核。工作坑定位采用全站仪，管道中线控制采用经纬仪，

标高控制采用水准仪。

3.地面高程点导入井下采用悬挂刚卷尺，导入标高时，用两台S3水准

仪同时进行，并独立导入两次，其互差不超过井筒深度的1/8000o每一个工

作坑设置一个水准点。

4.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。

5.2工作井的施工

5.2.1工作井、接收井位的布置

工作井、接收井位的布置根据现场道路通行条件，设计管线位置、顶进

距离、土质等因素综合确定，在沂蒙路西侧设置工作井，东侧设置接收井。

5.2.2工作井、接收井位下口尺寸

1）长度计算

L=Ll+L2+L3+L4+k

L——工作坑的最小长度（m）

L1——钢管单根长度（m）取12m

L2——下井管段长度（m）取1m

L3——主油缸长度（m）取1.5m

L4-----未顶出顶的管道最小长度（m）取0.5m

k——后座、刚性顶铁和环形顶铁厚度之和，再加上安装富余量（m）

取1.6m

贝ij：L=12+1+1.2+0.5+1.6

=16.3m（取17m）

2）宽度计算

B=D+（2.0〜2.4）

B——工作坑的宽度（m）

D——管道的外径（m）

则：B=1.000+2.0

=3.28m（取4米）

5.2.3土方开挖

工作坑开挖采用人机配合作业，在挖至距离底标高20cm时，采用人工

挖土，以防拢动坑底原状土。开挖过程中根据挖深情况进行边坡支坑避支护,

严禁一步到底开挖后再支护的开挖方法，开挖时必须有专职安全人员进行看

护，发生异常情况及时停止开挖并立即撤人，待处理完成后再开挖。

5.2.4坑底支护

采用钢木支撑法支护。工作井、接收井位分两层支护，第一道支护设在

自然地面下80cm处，第二部设在第一道盘撑下2米位置，第三道盘撑设第二

道盘撑下1.5m位置。支撑材料采用4米长大板及30#工字钢。每步大板支撑

两道盘撑，底部盘撑设不小于2m八字撑。

5.2.5工作坑排水

液压顶管要求操作坑内无水作业，基坑地面的浮泥应清除干净并保持

平整和干燥。考虑施工期间会出现阴雨天气，坑内四周以土筑0.3m宽，0.4m

高土填拦水，坑内挖0.5mX0.5m边沟，将雨水以3%。坡率引往集水坑，及

时用⑦50口径污水泵排出，不致浸泡边坡和影响作业。

5.2.6工作坑底板设置

土方支护完成后即可浇筑底板混凝土垫层。坑底面应尽量整平;清除浮

泥，防止封底混凝土和基底间渗入有害杂质；底角与封底混凝土接触面处的

泥污应予清除；底板垫层混凝土强度为C25,厚度为300mm。底板预埋导轨

致以便于管道顶进。

5.2.7顶管后背墙设计

顶管利用坑壁土体作后背，后背所能承受的最大的顶力取决于顶管管

道所能承受的最大顶力，在最大顶力确定后，据此可进行后背的结构设计。

后背的尺寸主要取决于管径大小和后背土体被动土压力。所设计的后背具有

充分的强度、刚度、且后背墙表面要平直。顶管后背采用拼装式，在墙面横

排200mmX200mm枕木，枕木前密排30#工字钢，在工字钢前再横排顶铁。横

排枕木是为了使顶力均匀的分散在后背墙上，同时将工字钢下扎500mm是为

了加强锚固。

5.2.8工作井导轨安装

导轨的作用是引导管节按设计的中心线和坡度顶进，导轨安装时必须

安装牢固，满足管节中心高程及坡度的要求，导轨面标高与管子内管底面的

标高相等。两导轨要顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致。安装

后的导轨要牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核。本工程导轨

为双排120工字钢、［20槽钢焊接而成，导轨为预制加工。

5.2.9顶铁的安装

顶铁是顶进管道时，千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其

作用是将一组千斤顶的合力，通过顶铁均匀地分布在管端，并起调节千斤顶

与管端之间距离的作用。顶铁可分为环形顶铁和u形顶铁两种，本标段用U

型顶铁。安装顶铁时，顶铁与导轨之间、顶铁与顶铁之间的接触面，要擦拭

干净，防止接触不良，相互滑动。安装后，要使千斤顶轴线、顶铁轴线和管

道的轴线相互平行。顶铁轴线必须与管道中心的垂线对称，避免顶力产生偏

心，导致“崩铁”。顶铁拼装后要进行锁定。顶铁与管口之间垫缓冲材料联

接（胶合板），使顶力均匀地分布在管端。安装后的顶铁轴线与管道轴线平

行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污。顶铁要原地

足够的刚度，顶铁单块放置时能够保护稳定，顶铁的相邻面互相垂直，顶铁

上有锁定装置。顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫，当顶务接近管节材料的

允许强度时，管端应增加U型或环形顶铁。

5.3管前挖土与顶进

5.3.1管前挖土

管前挖土是控制管节顶方向和高程、减少偏差和重要作业，是保证顶质

量及管上构筑物安装的关键。

5.3.2下管

挖土之前应先下管，并做好以下几项工作：

⑴检查管子

下管前应先对管子进行外观检查，主要检查管子有无破损及裂缝；端面

要平直；检查合格后的管子方可用起重设备吊到工作井的导轨上就位。

⑵检查起重设备

起重设备以检查、试吊，确认安全可靠方可下管。下管时工作井内严

禁站人。当距导轨小于50cm时，操作人员方可进前工作。

⑶管子就位

第一节管放到导轨上，测量管子中心及前端和后端的管底高程，确认

安装合格后方可顶进，第一节管作为工具管，顶进方向与高程的准确，是保

证整段顶管质量的关键。因此必须认真对待此项工作。

5.4管前挖土的长度控制

一般是安排一个人挖土。为加快工程进度，每班两个人，轮流开挖。

土方在管内可采用电瓶车进行，也可采用人力斗车进行运输。土方在工作井

采用电动葫芦进行垂直运输。在一般地段，土质良好，挖土时可超挖30〜50

cm。在道轨以外最大不得超过30cm,同时应遵守管理单位的规定。在不允

许土下沉的顶管地段（如上面有重要建筑物或其它管道），管子周围一律不

得超挖。在一般顶管地段，上面允许超挖L5cm,但在下面120。范围内不

得超挖，一定要要保持管壁与土基表面吻合。

5.5顶进

采用2台320T/台的液压千斤顶作为主顶。顶进开始时，就缓慢进行，

待各接触部位密合后，再按正常速度顶进。顶进若发现有油路压力突然增高,

应停止顶进，检查原因经过处理后方可继续顶进，回镐时一，油路压力不得过

大，速度不得过快。挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小

范围内。

5.6焊接管道

顶管采用D1200长12m的钢管顶管，焊接接口。为了有利于导向，钢

管必须与顶进的钢管平直，方可进行焊接。焊接时，不能出现焊接缺陷。焊

接部位进行防腐处理。

5.7通风设施

由于施工过程中难以避免人员进入已施工好的管道内进行作业，而施工

好的管道内并没有新鲜空气进入，人员在里面呆的时间太久，极易人体缺氧

而造成安全事故的发生，为此在进行顶管施工时，应该配备空压机进行工作

井及管道内通风，确保施工工人安全作业。为使拥有足够的功率能把新鲜空

气送入管道内并尽量减少气体在管道内流动的压力损失，因此有必要采用离

心柜式风机和PVC通风管。

5.8测量与纠偏

5.8.1轴线控制点的建立：以工作井穿墙管与井孔中心为依据，在地面

建立实际管轴线控制点。

5.8.2井上井下的点位传递：井上井下控制点位的传递，因井较深，可

垫木方将经纬仪一边脚架架空在工作井内，再采用经纬仪一次投递。

5.8.3顶管定向：从地面传递管轴线上的一个点至井下仪器平台，传递

另一点至站标。该站标设置在穿墙管的上方井墙上。顶管施工时，在井下仪

器平台上放置一台T2型经纬仪，以短边推长边的方法定出顶进方向。

5.8.4顶进过程中测量纠偏应把握勤微纠的原则。

测量次数：开始顶第一节管子时，每顶进20〜30cm/次，正常顶进时，每顶

进80cm。校正时，每顶进一镐即测量一次。

5.8.5中心测量：首次在地面用经纬仪确定顶管方向桩，然后在工作坑

边的两方向桩上挂小线，其上吊2个垂球到工作坑底部，在工作坑中用激光

水准仪照准两垂球，读管前端的中心尺刻度，若中心尺的中心刻度相重合,

说明方向准确，否则其差值为偏差值。

5.8.6高程测量：在工作坑内引设水准点清，停止顶进，将激光水准仪支

设在顶铁上，测量前端管底高程。

5.8.7顶进偏差的校正：顶进中发现管位偏差10mm左右，即应进行校正,

纠偏校正应缓缓进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。当管道出现偏差时,

应该及时纠正，不要等到误差大才纠正。纠正前应分析偏差原因，有针对性

的进行处理。除采用工具管前壳体与后壳体间的纠偏千斤顶进行的纠偏外。

5.8.8地面沉降观测

地面沉降点在路面用道钉埋设，特殊要求的构筑物用红三角标记。地面沉降

观测在顶管施工过程中应每天进行，沉降量控制在+10mm、-30mm之间。

5.9公路路基的保护

为了防止顶管施工对公路路基土层的扰动，在施工中对公路采取监测保

护措施。

5.9.1路基沉降观测

在DN1200管通过的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。采取措施控制地基土层沉降量，其措

施方法主要有：控制超挖、多挖土及土层的流失；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。

5.9.2保护

钢管顶进施工完成后，为了保证路基的稳定性，对公路的路基土层进行

填充灌浆进行加固。灌浆材料采用水泥和粘性土配制，保证钢管具有一定的

柔性，同时使公路路基稳定。

第六章质量保证措施

6.1工程质量控制措施

1、竣工测量测出各管口高程及水平位置的数据，入竣工资料。顶管施工外

观质量标准检查项目规定如下：

(1)目测直顺、无反坡、清洁、不积水、管节无裂缝。

(2)顶管施工如遇塌方或超挖，土壁与管壁之间的空隙必须进行压浆、补

实处理。

2、建立健全由项目经理统一管理的技术、质量、安全管理体系；

3、落实岗位责任制，在施工过程中做到各负其责，达到以工作质量保证工

程质量的目的；

4、严格控制材料进货渠道，进场材料都必须有合格证，重要材料进场时施

工、技术、质量负责人必须全部亲自到场检验，确定合格才可入场使用；

5、顶进施工时，顶进记录必须真实、清晰、完整。建立健全交接班制度。

当交接班时，当班负责人必须向接班负责人交清记录，并说明在顶进操作中

所出现、发现的问题及处理情况。

6、提高施工及操作人员的素质，加强在顶管施工中的动态管理。顶进施工

必须认真执行施工方案及有关规定。

7、严格按设计要求与施工规范施工，及时收集施工资料。施工资料要做到

真实、准确、及时。

附表一

顶管允许偏差

序允许偏差检验频率

项目检验方法

号(mm)范围点数

1中线D<1500W30

每节管1测量并检查记录

2位移D21500〈50

3D<1500

管内底+10、-20

每节管1水准仪测量

高程

4D21500+20、40

5相邻D<1500W10每个接口1用尺量

6管间

D21500W20

错口

7对顶时管节错口W30对顶接口1用尺量

附表二

顶管工作坑允许偏差

序检验频率

项目名称允许偏差检验方法

号范围点数

1工作坑每侧宽度、长度不小于设计规定2挂中线用尺量

后垂直度0.1%H1

2用垂线与角尺

背水平线与中心线的偏差0.1%L每座1

导高程+3,01用水平仪测

3

轨中线位移左3,右31用经纬仪测

8.质量目标

工程质量保证达到设计要求，达到合格标准。

6.2深刻领会设计说明及设计意图，了解施工程序和过程

测量放线必须进行复核，确保测量放线准确。在施工过程中，强调施

工自检，及时发现问题，及时改正。及时记录施工过程中的各项大事，完

善工程资料。严格控制进场材料质量。认真做好成品、半成品的保护工作。

6.3做好施工技术交底工

交底内容：

1、工程设计内容特点。

2、现场规划意图。

3、工程施工要点、难点。

4、有关施工工艺及有关技术规范，质量标准，原材料及半成品要求等。

6.4严格控制材料质量和各主要工序的施工质量

1、质量要求：实际铺管位置与设计管线位置轴线允许偏差50mm、管内

底高程+30mm-40mm,满足GB50268-2008规范规定。不对地面设施和已有地

下管线造成损坏。

2、质量保证措施：

施工前应对起点和终点高程进行复检，确保放线精度。严格调整导轨及主顶

油缸的位置和角度，牢固固定，以保证顶管的位置精确。施工中严格要求勤

挖勤顶，不可超挖和欠挖。管道下部135’范围内不准超挖，上部超挖量不得

大于2cm,管前超挖量不得大于20cm。每顶进50cm管子测量一次，发现偏

差应及时纠正，顶进纠正须勤测量、多微调，纠正角度保持在10'〜20',

不得大于0.5。可根据施工中进展情况增加测量次数，以确保管线的位置偏

差控制在设计范围之内。

3、坚持材料检验制度，水泥，钢筋，半成品，成品等必须有出厂证明

合格证及试验资料•，砂石等材料由试验室协同质检人员及监理工程师定期抽

验。严把材料质量关，为夺得优质工程打好基础。

4、加强计量管理体制，严格控制碎，砂浆配合比，并设专人制作，管

理和养护试件。

5、严格质量检查制度，对各道工序，由现场负责先自检，再由质检人

员检验，合格后方可进行下一道工序。

6、质量检查严格履行手续。对不合格工序坚决返工重做，并追究行政、

技术责任，实行重罚。

6.5尊重监理工程师的现场指导

监理工程师受业主委托，并由业主授权，对工程原材料•，施工工艺，

施工方案，工程质量，工程进度，工程计量等一系列问题独立地进行工程监

理，拥有无可争议的权力。做为施工单位的一切活动，尤其是工程进度，工

程质量等，均应自觉接受服从监理工程师的监督和指导。对监理工程师的要

求要严肃对待，遵照执行，包括施工进度安排及各种表格，资料均应按监理

工程师要求，认真填写送达。监理工程师现场指导时，要热情接待，主动汇

报工程进度，工程质量情况，配合监理工程师对工程进行全方位的工程监理。

质检人员应坚持原则，对工程质量事故不姑息迁就，严格把关，极积配合业

主及监理工程师作好质量监察工作。

第七章安全文明施工保证措施

7.1安全文明施工保证措施

工程实施过程中，保障人身、财产安全是施工生产的永恒主题，由此结

合本工程项目具体特点，制定切实有效、杜绝安全事故的管理体系和保证措

施，是工程顺利实施的重要保障。

7.1.1安全生产管理措施

1.“安全第一，预防为主”是我国制定的安全生产方针，为了做好安

全工作，在施工过程中制定安全生产操作规程，认真贯彻教育领先，预防为

主的方针。

2.建立安全生产责任制，制定健全生产操作规程，设置具体领导分管

安全施工工作；施工基槽时设专职安全员，经常检查，发现问题及时解决，

把事故隐患消灭在萌芽之中。

3.严格禁止违章作业，违章指挥，在安全与生产发生矛盾时，有权停

止生产，及时采取安全可靠的措施解决矛盾，杜决安全隐患发生。积极宣传

党和国家的安全方针，政策法令，规章制度，并监督检查，认真执行；组织

特殊工种操作人员进行安全技术培训，进场人员进行安全生产教育。施工现

场设置专职安全员，直接受项目经理及上级质安部门领导，经常对现场进行

安全检查，制止。

4.制定项目经理安全生产职责

项目经理对本工程安全生产负全面责任。具体负责执行上级有关安全生

产工作的文件和决议，认真贯彻执行安全生产规章制度，操作规程，领导编

制本项目工程安全技术措施，负责作好安全技术交底的督促工作，组织定期

和不定期的安全检查，及时消除隐患，定期向项目部通报安全生产情况，经

常进行安全生产的思想教育和组织学习安全生产的政策，法令，规章制度和

技术知识。对督促检查指导施工工长执行各项安全措施，安全交底安全教育,

安全检查，隐患整改工作，保证安全生产的材料，设备，资金的落实。

5、制定专职安全员安全生产职责

专职安全员应在公司安全生产与职业安全健康管理办公室、项目经理的

领导下，经常组织学习、宣传党和国家有关劳动保护的方针，政策法令，制

度等。协助上级有关部门领导组织推动，开展安全生产工作。督促施工现场

和各部门，认真贯彻执行党和国家的安全法规，安全技术操作规程和企业的

安全生产制度。协助项目经理，配合有关部门作好对新工人进场教育，生产

班组经常性安全教育等。

7.2产组织保证措施

1.工程项目部及项目经理对工程安全全面负责。

2.成立现场安全小组，在公司安全办公室的管理指导下负责工程安全制度

的制定、施工中安全隐患的检查、生产安全监督、并严格执行奖惩制度。

3.认真贯彻安全生产方针，坚决执行国家、政府、主管部门颁发的安全生

产法令、规定、制度、标准、规范。

4.把安全生产纳入工程承包与劳动承包，公司与项目部、项目部与生产班

组签定安全生产责任书，并分解落实。

5.组织制定施工现场各项安全管理制度、方法、奖惩条例，并强制实施。

6.工程开工前，针对施工生产具体情况，编制施工安全保证措施，向项目

部全体人员、劳务人员进行安全技术交底。

7.组织定期安全教育和安全活动，做到时间有安排、措施有保证、内容有

记录。

8.创造安全的施工作业环境，对作业面进行经常性巡视，不向不具备安全

作业条件的施工现场输送劳动力。

9.提供现场施工防护和安全设施所应有的机械、设备、材料。

10.合理安排施工程序和施工技术保障，杜绝由于安排不当导致工序颠倒或

造成疲劳作业。

11.采用新设备、新材料•、新工艺必须向作业人员、劳务人员进行性能、使

用说明、安全技术要求及作业防护条件交底。

12.严格持证上岗、岗前考核制度，坚决禁止无证上岗、越证操作。

13.坚决制止作业人员的不安全行为，及时发现、纠正违章行为，并将有效

的监督检查与经济挂钩。

14.组织施工现场安全检查，组织、保证按期彻底消除隐患和危