顶管施工方案

第一章工程总说明

一、编制依据

1、建设单位提供的番禺区钟屏岔道污水主干管工程的工程施工图设计、答疑会

议精神、答疑会议纪要；

2、本工程的施工承包合同书；

3、本工程的招标文件；

4、建设部颁发的《建筑工程施工现场管理规定》；

5、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008;

6、《给水排水管道工程顶管技术规程》CECS246:2008;

7、《混凝土和钢筋混凝土排水管》；

8、《企业标准》及《质量保证体系文件》；

9、广州地区有关法律、法规及标准；

10、国家现行技术标准、施工及验收规范，工程质量评定标准及操作及操作规程;

11、施工经验、施工技术技能等；

二、工程概况

本工程位于广州市番禺区钟村镇钟屏岔道的市广路与G105国道之间路段。本工

程为了与广明高速路同步建设，并完善钟村污水收集系统，改善城区生态环境，减少

污水对河涌的污染，沿钟屏岔道新建污水干管，设计起点市广路，止点为新G105国

道，收集沿线的污水，经新G105国道污水主干管转输至钟村污水处理厂。

本工程设计顶管施工管道约3341米，管径为D800〜D1350,需要浇筑顶管工作

井16座，顶管接收井18座。

项目材料长度(米)管径(mm)埋深(m)

顶管III钢筋硅管107380013.5〜4.0

顶管III钢筋硅管759006.05〜6.22

顶管III钢筋硅管80412005.0〜7.0

顶管III钢筋硅管125113506-7.5

顶管焊接钢管138820*96.0〜7.0

工作并16座

接收井18座

顶管范围及地质资料

各井段长度规格数量单位埋深(m)地质情况备注

W3-W1顶管井段D80093.2米13.5〜12.0混合岩

粉土、淤泥质粉质

W3-W5顶管井段D800120米13.5〜10.9

粘土

W7〜W5顶管井段D800120米8.1〜10.9混合岩、粉土

W7-W9顶管井段D800120米8.1〜5.38混合岩

W18-W16顶管井

D800114.4米3.94〜粉质粘土

段

W18-W20顶管井

D80082米3.69〜3.94粉质粘土

段

W26-W25顶管井D80033.1米5.22〜4.95粉质粘土

段

W26-W28顶管井

D800120.1米5.22〜4.98粉质粘土

段

W30-W28顶管井

D800120米4.94〜4.98粉质粘土

段

W30-W32顶管井

D80096米4.94〜5.12淤泥质粉质粘土

段

W35-W32顶管井

中砂、淤泥质粉质

D1200114.1米6.01〜5.12

粘土

段

W35-W38顶管井

中砂、淤泥质粉质

D1200165.2米6.01〜5.94

粘土、粉质粘土

段

W40-W38顶管井

D1200120.2米6.04〜5.94粉质粘土、中砂

段

W40-W42顶管井

D1200120.2米6.04〜6.14粘土

段

各井段长度规格数量单位埋深(m)地质情况备注

W44-W42顶管井

D1200120.4米6.256〜6.14粉质粘土

段

W44-W46顶管井

D1200122.4米6.256〜6.178粉质粘土

段

W47-W46顶管井

D120041米6.77〜6.178粉质粘土

段

W47-W49顶管井

D135080.4米6.77〜7.02粉质粘土

段

W51-W49顶管井

粉质粘土、淤泥质

D1350119.6米7.11〜7.02

粘土

段

W51-W53顶管井

D1350120米7.11〜6.78粉质粘土

段

W55-W53顶管井

粉质粘土、中砂、

D1350120米7.23〜6.78

粗砂

段

W55-W57顶管井

D1350120米7.23〜7.02粉质粘土、中砂

段

W60-W57顶管井

D1350153米7.14〜7.02粉质粘土

段

W60-W63顶管井

D1350133.4米7.14~6.4粉质粘土

段

W64-W63顶管井

D135032米6.32〜6.4粉质粘土

段

W64-W66顶管井

D1350120米6.32〜6.49待补充

段

W67-W66顶管井

D135060米6.62〜6.49待补充

段

W67-W69顶管井

D1350125.5米6.62~6.6泥质粉砂岩

段

W67-W104顶管

D820*992.1米6.62~6.74泥质粉砂岩

井段

W70-W69顶管井

D135066.7米6.54~6.6粉质粘土

段

W82-W32顶管井

D90074.6米6.05〜6.22粉质粘土

段

W82-W83顶管井

D820*944.9米6.05〜5.82无地质资料

段

(二)本工程施工的重点和难点是：

(1)本工程采用顶管施工时，根据管线所在位置的高程可知工作井埋置深度较

深，施工难度较大，工艺比较复杂。

(2)进行顶管施工时，道路保持正常通车，车流量相对较大，必须做好道路附

近处的交通疏导工作。

(3)工程属于地下施工，必须做到安全施工，保证施工作业人员的人身安全。

(4)顶管施工中，对地质要求较高，要认真研究地质资料，清晰掌握地质情况,

对遇到的各种问题及时采取相应措施。

(三)周边环境

本片区顶管施工主要位于钟屏岔道、市广路路等现状道路上，周边主要为居民

楼，工厂围墙等，需做好安全监测与房屋保护措施。原有道路可作为现场的施工便道,

在施工期应做好交通疏导工作。

W7工作井沉井周围环境离房子较近

W16〜W20顶管段周围环境离房子较近

三、地质及水文情况

1、地质情况

场区素填土呈稍密状态，系路基填土，分布广泛，土质不均匀，工程性质尚可,

淤泥质土呈流〜软塑状态，土质不均匀，工程性质差；其余各岩土层工程性质均较好。

总体而言，管道沿线地基条件较好。

管道沿线地层可划分为：人工填土层(QJ1)、第四系全新统海陆交互相积层(Q4ml

第四系上更新统河流相冲积层(Q.3及残积层(Qd)、下伏基岩为第三系土布心组(耳苏

碎屑岩，现根据其岩性和状态自上而下可划分为：

a、第四系人工填土层(Qji)

素填土：广泛分布于整个场区，呈层状分布。灰褐色、褐黄色、灰黄色等，稍

湿，松散，主要由粘性土及中细砂组成，局部含局部含少量块石，顶部0.00〜0.30m

多为混凝土路面，层顶埋深0.00~3.10m,层厚为0.50〜5.40m。

b、第四系全新统海陆交互相积层(QJ)

淤泥、淤泥质粉质粘土：广泛分布于整个场区，呈层状分布。灰黑色，深灰色,

流塑，有机质含量为1.01%〜7.08%,平均3.46%,具臭味。层顶埋深0.00〜10.06m,

层厚为0.4〜8.20m。

淤泥质细砂：呈似层状或透镜状分布。灰黑色，灰色，饱和，松散，粒径较均

匀，含少量淤泥。该层以淤泥质细砂为主，局部相变为淤泥质中，粗砂。层顶埋深

2.00-13.00m,层厚为0.40〜4.60m。

c、第四系上更新统河流相冲积层(Q3.)

按组分不同又可划分为以下两个亚层：

粉质粘土：广泛分布于整个场区，呈层状分布。灰白色，灰黄色，可塑，土质

较均匀，局部具砂感。层顶埋深3.80〜21.80m,揭露厚度0.40〜5.80m。

中、粗砂：呈似层状或透镜状分布。灰白色，灰黄色，灰色，饱和，稍密，局

部中密，粒径不均匀，含少量粘性土，局部层间夹薄层粉细砂。层顶埋深4.60〜20.00m,

层厚0.40—4.50m,平均1.85m。

d、第四系残积层(Qel)

可塑粉质粘土：暗红色，褐红色等，可塑，土质均匀。层顶埋深7.10〜21.90m,

揭露厚度0.70〜2.50m,平均1.60m。

硬塑粉质粘土：暗红色，褐红等，硬塑，土质较均匀。层顶埋深4.80〜15.10m,

揭露厚度0.70〜4.70m,平均2.47mo

f、第三系土布心组(耳为)碎屑岩

场区基岩为第三系土布心组碎屑岩(耳为)，揭露岩性为泥岩、细砂岩、粗砂岩、

砂岩、砂砾岩、砾岩等，碎屑结构，中厚层〜厚层构造。根据岩石风化程度自上而下

可划分为：

全风化带：褐色，岩石风化完全，岩芯呈坚硬土柱状，遇水易软化，局部夹中、

强风化砂岩块。层顶埋深7.10〜21.70m,揭露厚度0.40〜4.50m。

强风化带：暗红色、浅黄色，岩石风化强烈，岩芯多呈半岩半土状，局部呈碎

块，岩块一般轻击可断。层顶埋深6.20〜18.10m,揭露厚度0.50〜2.40m。

中风化带：灰色、浅黄色，岩石裂隙发育，岩芯10〜30cm柱状夹3-8cm碎块状,

岩质较硬,锤击声稍脆。层顶埋深7.40〜19.20m,揭露厚度0.50〜1.60m。

微风化带：暗红色，裂隙一般发育，岩芯呈35〜80cm柱状，岩质新鲜，锤击声

脆。层顶埋深15.40m,揭露厚度1.50m。

2、水文地质特征

地下水类型

场区地下水类型主要有上层滞水、孔隙潜水承压水、基岩孔隙裂隙承压水。

上层滞水：赋存于人工填土层中。场区内人工填层分布广泛，结构疏松，含上

层滞水，但含水量不大，其动态受季节性控制。地下水主要接受大气降水、场区地表

水及生活用水的参入补给。

孔隙潜水承压水：赋存于全新统海陆交互相沉积层（QI）和上更新统河流相冲

积层（Q力砂层中。砂层多位于相对隔水的粉质粘土、淤泥层之下，地下水以承压

水为主，局部直接位于人工填土层之下，所含地下水为潜水。孔隙水主要接受大气降

水的参入补给及上游地下水迳流的侧向补给。

基岩孔隙裂隙承压水：赋存于强风化及中风化岩孔隙裂隙中。场区强风化及中

风化岩孔隙裂隙发育，含孔隙裂隙水，具有较高的承压性，但含水量一般不大。地下

水主要接受上覆砂层孔隙水的越流补给和上游地下水迳流的侧向补给。

3、施工应注意的岩土工程问题

(1)拟建场地局部处在冲洪积区，地下水位浅，水量大，砂层较厚，易产生涌

砂、流砂、流土、管涌、潜蚀等现象。施工过程中如发现流砂、流土、管涌、潜蚀或

地下水涌水严重等异常情况，应立即停止施工，先止水，再施工。

(2)在施工前应布设一定数量的监测点，对施工期间的路面、地下水位进行监

测。

(3)施工时应注意保护地层的天然状态，不被水浸泡和软化，基槽(坑)开挖

时应预留底层进行人工清理，清理后立即进行垫层施工和处理。

(4)对采用顶管施工的地段，先进行浅层物探工作，以便更详细查清顶管地段

的地层情况及地下障碍物。

第二章施工部署

一、施工总体安排

1、为保证本工程的施工顺利进行和施工质量，主要在考虑施工部署时应将施工

带来的干扰减少到最小程度。考虑到施工占用道路情况，及时做好交通疏导措施。完

成管道施工后尽快恢复原路面。

2、每个片区视业主提供场地情况安排施工。确保施工工期，关键控制顶管施工

工期。采用流水作业，根据进度情况及时调整进场顶管机械台数。

3、尽早安排工作井、接收井施工。不影响后续顶管顶进施工。

二、施工进度计划安排

本工程准备进场4台顶管机进场施工，工作井、接收井采用流水作业，暂定开工

日期为2015年08月21日。

详见进度计划横道图

三、施工工艺总体流程

(1)总体施工顺序

(2)顶管施工工艺流程

测量放线地下管线探测

地下管线保护

地面设备安装工作井设备安装及出洞准备

注浆材料准备设备调试管材进场

注浆顶进

材

料

循环出土运

输

堆

放

混凝土管安装

测量与纠偏

出洞准备

取出掘进机及附属设备

监理工程师复检

(3)沉井施工工艺流程图

(4)逆挖井施工工艺流程图

开

挖

下

节

(5)旋喷桩施工工艺流程图

四、施工难点和相应对策

1、施工难点的确定

本工程主要采用顶管法施工，顶管最长一段有120米，在顶管作业的过程中角度、

坡度一旦出现微小偏差，都有可以致使顶管偏离接收井或者高度不符合设计，致使顶

管与原有管连接不上，造成重大损失。因此，我们将顶管纠偏控制作为工作重点。当

管道发生横向或竖向偏差，控制顶进方向的主要方法是控制机头前端四个纠偏油缸的

伸缩，达到控制机头与土层切削面的角度，从而得以控制顶管机走向。但是在顶进过

程中偏差的合理范围不明确以及没有准确有效的纠偏方案，从而导致纠偏困难甚至于

停工。

2、顶管在顶进施工顶偏的对策：

(1)当顶管机机头没有全部入洞机头中心、高程偏差大于20毫米时，应停止顶

进，若此时纠正高程，轨道上管道要加配重；纠偏中心，轨道管要加两侧支撑。

(2)机头全部入土后，高程、中心偏差大于10毫米时，可用机头纠偏油缸纠偏。

(3)在顶进时出现偏差时，应依据测量得到的机头折角、倾斜仪基数和走动趋

势、前后尺读数比较编写纠偏方案，要尽量避免0.5。的大动作纠偏。

(4)对于出洞阶段的纠偏，既可以用纠偏系统也可以用主顶装置来进行。利用

主顶装置纠偏是通过对主顶油缸进行合理的编组，利用主顶的合力作用点的变化对工

具进行纠偏。

第三章施工项目组织管理

一、施工组织管理机构

拟为本工程设置的项目经理部机构图

项目经理：许永乔

项目副经理：邓波技术负责人：柳峰

安

综

技

质

物

计

工

财

资

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全

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伟

土方专业施工队

项目部组织机构设置说明：

①本项目经理部组织机构是根据本工程的工程特点并针对该工程工期紧迫、质

量要求高等特点而设置的。

②项目部组织机构是参照以下原则进行设置的：⑴精干高效；⑵分工明确;

⑶专业化；⑷责、权、利对等。

③项目经理部采取项目经理负责制，项目经理全权负责本项目经理部的运作，

将工程项目实施的责、权、利与项目经理及整个项目班子捆绑在一起，向管理要效益,

以实现工程项目的施工目标。

、施工人员以及机械配置

(1)人员配备

1、项目部主要管理人员基本情况及分工见下表:

序号姓名技术职称本项目职务职责

1许永乔高级工程师项目经理负责项目全面管理工作

2邓波工程师项目副经理负责项目全面管理工作

3柳峰高级工程师技术负责人负责技术管理工作

4高明工程师安全员负责现场施工工作

5林良毅助理工程师安全员负责现场安全管理工作

建筑施工

6罗浩伟质检员负责质量检查工作

技术员

7郭伟高级工程师预算员计量、变更管理

8黄晓聪助理工程师机械设备负责人机械管理

9郑鸿标高级工程师施工管理负责现场施工管理

负责工程材料的采购工

10蔡桂泰助理工程师材料员

作

2、劳动力投入计划

本工程的工期非常紧张，需要有数量足够，素质高的劳务人员。我们将调遣具

有较高施工技术水平和同类工程施工经验的施工队。本工程劳动力安排如下:

工种土方机械操作人

模板工钢筋工硅工

人数工员及司机

第一沉井施工队44553

第二沉井施工队44553

第三沉井施工队44553

第四沉井施工队44553

顶管1号机班组22

顶管2号机班组22

顶管3号机班组22

(2)机械配备

序国别额定功率生产

机械或设备名称型号规格数量备注

号产地(KW)能力

1电焊机AX5—5002台中国22KVA

2钢筋切断机KQ-401台中国13KW

3钢筋弯曲机1台中国

4钢筋冷拉卷扬机1台中国

5挖掘机PC2004台日本

6顶管机3套中国

7自卸车RD0408台

8汽车吊3台中国16t

9插入式振动器ZX504支中国

10平板式振动器B-152台中国

11洒水车1台中国

12发电机120KW6套中国

13冲击电钻2支中国

序国别额定功率生产

机械或设备名称型号规格数量备注

号产地(KW)能力

15空压机3台中国

16水泵6台中国

17圆盘锯3台中国

第四章施工准备

一、施工临时设施准备

(1)施工围蔽

结合本工程实际情况，为了减小对交通影响，施工现场进行分批对工作井和接

收井的围蔽，施工时使用围蔽按穗建筑[2006]411号文规定实施，并且在沿围蔽板

摆设路障(水马)，以防车辆碰烂围蔽板，给施工带来麻烦，在施工道路前方50m,

树立交通指示牌，警示灯等安全标志。

25.00

(2)施工用水用电

1、用水；根据具体情况，本次施工生活用水和施工均采用市政自来水，经与周

围村委会或企业商量提供供水管接驳点，采用DN50PVC管接至各个用水点，并在接

驳点安装水表以便日后统计用水数。

2、用电：从周围企业协商接驳点接驳铺设电力传输线路和安装配电设施至各用

电点，施工用电主要是顶管、高压旋喷桩施工、水泵抽水及工作井施工使用，为了保

证在施工前期暂时没有市电供应的情况下仍能顺利开展工作，以及避免因市网供电线

路停电检修而中断生产的影响，现场备用2台35KW发电机，供施工临时供电。为减

少发电机噪音扰民，所有发电机均使用静音发电机。发电机只限在日间使用，以防止

夜间施工对周围民居生活的影响。

(3)污水、垃圾处理

1、把施工产生的污水排入污水沉淀池，经沉淀后就近接入市政污水管系统或环

保部门允许排放的其他地方，严禁随处排放污水。

2、对施工现场临时办公室、卫生间及工地范围内的生活垃圾及时进行清理，每

日安排专人负责收集和处理垃圾。

(4)其它设施

1、工地临时办公室配备必要的医疗药品。

2、各施工营地储备足够的消防灭火器材，确保施工的防火安全。

二、技术及顶管施工设备准备

(1)施工技术准备

由于本顶管工程施工难度较大。因此应作好充分的施工技术准备，使工程按质、

按期完成。

①掌握地形、地质、水文等勘察资料，对顶管顶进线路的地层情况(尤其是砂层、

岩层)、地下水位情况进行充分的分析，预先分析施工中可能遇到的各种不利因素，

并提出相应的解决方法和措施。

②组织有丰富施工经验的技术人员成立施工技术组，仔细阅读、熟悉图纸，以便

作好图纸会审工作，充分了解和掌握设计意图、结构特点和技术要求。

③对各复杂部位和关键部位进行技术讨论，作好资料、图表上墙。

④做好施工过程中需监测项目的前期准备，施工过程各种记录表格的前期整理。

⑤在施工前对各工种、各施工班组进行详细的技术交底。

⑥编好顶管施工工艺卡，做好顶管施工操作人员的再培训工作。

⑦绘制临时工程及施工非标准设备工具图纸。

（2）施工现场准备

1）施工测量放线

根据提供的水准点和坐标点，建立测量控制网，按设计图纸对顶管沿线进行测量

放样，测放出各井位的位置和标高，并做出标记。各控制点（坐标桩和水平基准点桩）

均应设置保护措施，以防破坏。

2）做好现场的“三通一平”工作

在施工现场范围内修通临时道路，接通施工用水、用电，平整好施工场地。

①场地内施工临时道路要求有足够承载力，以保证施工材料设备及施工机具的正

常运输。

②接通供电线路：现场供电包括施工用电和照明用电两部分，供电线路均按施工

平面布置图确定的位置和要求接通。

3）组织机械设备进场

根据施工机具的需用量计划，按施工平面布置图的要求，组织施工机械设备进场,

机械设备进场后按规定地点和方式布置，并进行相应的保养和试运转等工作。

4）组织材料和构配件的进场

根据顶管施工进度计划组织其所需的材料、构配件进场，材料进场后立即向驻地

监理进行报审及原材料试验等工作，并按规定地点和方式存放或堆放，做好组织和保

护措施。

5）工作井安设起重机，布设泥浆箱、鼓风机、压浆泵等辅助设备。

(3)顶管设备准备

①对顶管的工具头、顶铁、轨道、支架等进行设计、加工制造，满足设计精度要

求。

②对顶管设备就位调试包括：电气系统采用低压照明、设漏电开关；通讯系统，

采用对讲机，保持通讯顺畅；油压系统，给千斤顶供油，流量足够，压力均匀稳定，

控制自如，管路不漏油，接头牢固；触变泥浆系统，泥浆达到指标，压力均匀稳定，

各出口保证泥浆达到量，防止堵塞；通风系统，达到要求送风量；排土系统，出土速

度度快、动作连贯、安全。

③顶管起重设备：该设备以考虑吊装单节DN1350硅管为主，单节管子自重约

3.2t,选用1台25t汽车吊。

第五章工程主要施工工艺和技术措施

一、工作井、接收井施工

1、工作井、接收井施工方案

本工程顶管工作井、接收井均采用现浇钢筋混凝土结构，沉井法施工。

①沉井法施工采用不排水下沉的施工方法；

②工作井顶管出洞口采用旋喷桩加固处理；

③沉井采用C30P8混凝土；

④井壁开孔预留并临时封闭。

⑤各节沉井下沉时，混凝土强度应大于或等于95%。

⑥根据本工程的特点与设计要求，对沉井应采用两节制作、两次下沉的方法。

2、工作井、接收井分布情况

本工程由于管道较长，故采用分段法施工。由于工期较紧，须合理安排设备、人

力等资源，不同施工段平行施工。根据本工程已有的图纸，共有工作井16个、接收

井18个。

①、工作井、接收井、沉井大样图

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工作并剖面图

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工作弁平面图

接收并剖面图

接收井平面图

②、顶管段检查井大样图

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井底部施唉桩平面才行置图

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尺寸

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