2014兰山区饮水工程顶管施工方案

'1.编制依据（1）兰山区2014年年农村饮水安全工程施工招标文件；（2）兰山区2014年年农村饮水安全工程施工设计图纸；（3）《给水排水管道工程施工及验收规范和条文说明》（GB50268-20082011）；（4）《工程测量规范》（GB50026-93）；（5）《村镇供水工程技术规范》（SL310—2004）；（6）《农村供水工程技术要点》（征求意见稿）；（7）《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）；（8）《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）；（9）《建筑现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；（10）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；（11）以往类似工程经验。2.工程概况2.1.工程概述临沂市兰山区2014年农村饮水安全工程项目位于临沂市兰山区境内，涉及饮水不安全人口4万人，主要建设内容包括：土建、设备购置、管道购置及安装工程。2.2.顶管施工区域地质情况工程开工后，为补充地质资料，我方安排人员对顶管施工区域进行补充勘探，地面以下1∽1.5m范围为土质，其下为石灰岩。2.3.地下水情况根据勘探，局部地段存在上层滞水，施工中要采取排水措施。2.4.现场情况本工程中，顶管段两端设计为检修阀井，可在顶管完成后将工作井作为检修井。33 顶管坑及接收坑附近管道埋深为4.5m，根据现场情况，决定顶管段北侧设立顶管坑，南侧设立接收坑。1.1.顶管工程量清单内顶管工程量如下项目名称单位数量DN1000过路顶管（含钢管）m435.000DN600过路顶管（含钢管）m230.000DN500过路顶管（含钢管）m30.000DN400过路顶管（含钢管）m100.000DN300过路顶管（含钢管）m30.000DN200过路顶管（含钢管）m120.0002.工作坑设计方案2.1.工作井尺寸设计工作竖井应有足够的工作面，顶管坑尺寸应按下式计算：底宽W=D+2（B+b）底长=L1+L2+L3+L4+L5式中：W----工作坑底宽（m）；D----被顶管外径（m），本工程顶管外径为1.4m；B----管道两侧操作宽度，单位m，通常每侧为1.2-1.6m；b----撑板与立柱厚度之和，单位m，采用0.2m；L1----管子顶进后，尾部压在导轨上的最小长度（m），顶进混凝土管一般取0.3～0.5m，本工程取0.5m；L2----管节长度,本工程中为2m；L3----出土工作间长度，根据出土工具而定，宜为1.0～1.8m，取1.2m；L4----液压缸长度,本工程中取1.5m；L5----后背所占工作坑长度，包括横木、立铁、横铁，取0.85m。底宽＝1.4+2×1.4＝4.2m施工时取4m33 底长＝0.5+6+1.2+1.5+0.85＝10.05m施工时取10m接收坑底宽取4m，底长取4.0m。1.1.1.工作井净深度的设计竖井深度公式如下：H1=h1+D+C+h2+h3H2=h1+D式中：H1----顶进坑地面至坑底的深度（m）；H2----接受坑地面至坑底的深度（m）；D----管道外径（m）；C----管道外壁与基础顶面之间的空隙，为0.01-0.03m；h1----管道覆土厚度（m）；h2----基础厚度（m）；h3----垫层的厚度（m）；本次施工井底基础厚度0.3m，垫层的厚度h3=0.10m。故顶管坑深度H=3.1+1.4+0.03+0.3+0.1=4.93m；接收坑深度H=3.1+1.4=4.5m；图1顶管工作坑纵断面布置图33 因此顶管坑尺寸选择4m×10m×4.93m。接收坑尺寸选择4.0m×4.0m×4.5m。1.1.基坑支护设计1.1.1.基坑支护形式的选择根据本工程地质水文条件，基坑周围环境及支护结构的使用功能，结合目前同类施工条件下，基坑开挖及支护所采用的较为成熟、可靠的施工工艺，为能够最大限度地减少基坑开挖对周边环境的影响，并保证施工过程的安全操作，同时考虑顶管施工的需要，本工程采用“钢筋榀架+钢筋网片+锚喷混凝土”的倒挂施工支护结构，并在井口处设置闭合的冠梁。1.1.2.倒挂支护的结构形式（1）坑体结构形式顶管坑和接收坑平面净空分别为4m×10m、4m×4m，见图2、图3、图4、图5。图2顶管坑平面图33 图3接收坑平面图图4顶管坑断面图33 图5接收坑断面图（1）支护结构的做法1）冠梁采用C30模筑混凝土结构，断面尺寸为1000X600mm，主筋采用8Φ20，箍筋采用Φ12@300。在冠梁内预埋纵向连接筋Φ20，梁内锚固长度1m，并打入地下土层内30cm。2）工作坑壁及支撑墙均为C25喷射钢筋混凝土结构，厚度均为300mm。3）工作坑壁隔栅主筋为4Φ25，箍筋采用12@150。在冠梁以下0~4.5m范围内，钢格栅竖向间距为0.6m。为了加强结构的强度，在每榀钢隔栅转角部位设置2Φ28的加强筋，与Φ25钢筋焊接连接。钢隔栅之间采用4M25螺栓连接。所有钢格栅均采用工厂预制加工，集中运送至现场，然后现场安装。安装时，第一榀钢隔栅必须紧贴冠梁底部。4）支撑墙隔栅主筋为4Φ18，箍筋采用12@300。在冠梁以下0~7.2m范围内，钢格栅竖向间距为0.6m,7.2m以下竖向间距为0.45m。支撑墙与工作坑壁隔栅之间采用4M25螺栓连接。33 5）工作坑壁及支撑墙钢隔栅内外两侧均满铺设置φ6@100X100钢筋网格。6）上下层钢隔栅采用Φ20@1000的竖向连接筋连接。内外层竖向连接钢筋须穿过钢隔栅内部，内外层间隔500mm，并与钢隔栅焊接牢固。上下层竖向连接筋之间采用焊接连接，焊接长度不小于200mm。7）钢隔栅锚杆内打设φ32.5×3.25锚杆，沿向下15°角打入，每隔一榀设置一层。锚杆水平间距为1.0米，上下两层锚杆梅花状布置。锚杆固定后注入改性水玻璃浆液。8）结构底部采用内外双向Φ16@200钢筋网格，C25预拌混凝土，结构厚度为300mm。9）在倒挂支护结构外侧分别用安装3个盘撑，结构为30#工字钢平放并与钢隔栅焊接连接。1.工作坑施工1.1.混凝土地圈梁在工作坑外边尺寸范围内挖土深l.5m，施做钢筋混凝土冠梁。冠梁顶要在地面下1.0米深处，冠梁上砌砖墙（内抹面）0.6m（即高出地面0.1m），待竖井使用完后方便拆除。1.2.工作平台平台用40a工字钢做主梁，南北向放置，间距2.5米，并需要让开吊管位置；负梁采用25工字钢，15×15方木采用满铺方式；吊架采用“四不搭”架设，管子采用φ159×10钢管。起重机械采用两台卷扬机，一个20吨，一个10吨。“四不搭”架子座落在圈梁上的预埋板。33 图6顶管坑工作平台示意图1.1.支护墙体施工1.1.1.土方开挖（1）待混凝冠梁强度达到90%后进行基坑土方开挖；（2）开挖顺序由上至下、对角开挖、中间留核心土的方式进行，每一循环挖深与钢隔栅竖直间距相等，开挖顺序示意图见图13。中间支撑墙体锚喷前，先从一侧将支撑墙投影位置的土方掏出，并保留另一侧投影外的土方。待中间墙体锚喷完成后再开挖另一侧的土方。（3）开挖出的土方用土斗及时运出工作坑。（4）土方开挖后进行钢隔栅安装、混凝土锚喷施工。之后进行下一循环的土方开挖、钢隔栅安装、混凝土锚喷施工。（5）挖至设计标高施做封底，最终形成整体支护。33 图7开挖顺序示意图1.1.1.锚喷和支护（1）基坑壁用Φ20连接筋与混凝土圈梁下部骨架连接，并在混凝土圈梁底部安装第一层钢格栅，钢格栅各部分之间采用螺栓连接，与预留竖向连接筋焊接牢固。（2）基坑施工时分部位进行挖土、安装钢格栅、钢筋网片及锚喷混凝土，依次向下逐层交叉施工，钢格栅层与层间用连接筋焊接连接，外挂钢筋网片，分2至3次喷射混凝土达到厚度要求，逐层重复施工直至达到深度，最终形成钢筋混凝土锚喷护壁。（3）在每一层基坑壁钢隔栅安装时，同步安装支撑墙相应的钢隔栅，在基坑壁锚喷混凝土时同步对支撑墙进行锚喷施工。（4）喷射混凝土设计强度等级为C25，基坑壁每隔一榀打设一层锚固钢管，钢管选用φ32×3.25的普通钢管，钢管长1.5米，斜向下15°。每层锚固钢管采用梅花状布置，并通过锚固钢管向土壁注入改性水玻璃浆液。（5）支撑墙体钢格栅与基坑壁钢格栅采用螺栓连接，上下钢格栅之间采用竖向连接筋焊接牢固。无须打设锚杆及注浆。1.1.2.封门顶管过程中，管从工作坑进洞、还是出洞，管子与洞口之间都必然会有间隙，间隙必须做好封闭，如封闭不严，触变泥浆及回填注浆就会从该间隙中流到坑中，影响坑内作业，严重时会造成洞口的塌落，造成事故，故洞口必须做好止水。根据设计高程在施做工作坑锚喷护壁时，将预制好进出洞口的圆拱形钢格栅（钢隔栅主筋采用4Φ28钢筋，箍筋为Φ12@150,洞内径尺寸略大于管子外径8～10cm），与横向钢格栅连接，洞口部分的钢格栅及锚喷混凝土在水泥混凝土管就位后再拆除，另做止水洞口。33 为了方便施工，在隔栅墙底部也开设洞门，洞门边距离连接螺栓不小于0.5m。施工方法同上。1.1.1.封底工作坑混凝土封底在挖深达到设计管底高＋管壁厚＋设备底座安装尺寸＋导轨高后进行。打底板混凝土要注意与设备安装的予埋相配合。坑底部一角施做与底板混凝土浇筑成一体的集水坑。1.2.接收坑施工接收坑施工方法同顶管工作坑。2.施工监测2.1.施工监测的原则1）施工监测应以获得定量数据的专门仪器测量或专用测试元件监测为主，以现场目测检查为辅；2）各监测项目在结构施工前应测得稳定的初始值，且不少于两次；3）各项监测工作的时间间隔根据施工进程确定，当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测，当有危险事故征兆时，则需要进行连续观测；4）量测数据必须完整、可靠，对施工工况应有详细描述，使之真正能起到施工监控的作用，为设计和施工提供依据；5）测试单位根据对当前测试数据的分析，较好的预报下一施工步骤中地层、支护的稳定与受力情况及地表沉降等，并对施工措施提出相应的建议；6）所有测点均应反映施工中该测点受力或变形等随时间的变化，即从施工开始到完成、测试数据趋于稳定为止；7）按规定及时向建设单位、设计单位提供量测报告，内容包括：测点布置、测试方法、经整理的量测资料及分析的主要成果、结论及建议、量测记录汇总等。同时，施工过程中依据监控资料进行现场分析，以便判断支护状态，采取相应变更设计参数和施工方法；2.2.监控量测的重点33 监控量测重点主要有以下几点，在施工过程中要特别注意加强监控量测，以指导安全施工及保护工程周边环境，采取必要的施工保护措施，确保其安全。1）基坑结构沉降；2）基坑结构墙变形；3）地表下沉；1.1.监控量测的施工准备1）监测项目的计划和监测方案。根据工程的特征，制定详细的观测计划和信息传输方法。2）监测：监测应在基坑施工之前就开始进行，以得到可靠的初始记录。在监测中，监测频率是根据项目的设计要求和施工情况来确定的。3）信息传输：所有现场测得的数据，要通过自动或人工的形式，及时安全地传送到数据库系统中，以便按时提供可靠的结果。4）定期简报：将现场测得的数据的分析结果和预测，定期以简报形式汇报有关单位。分日报、周报、月报，关键时刻要进行小时报。1.2.监测内容及测点布置1）根据设计要求和相应的规范规程，为确保施工安全，做到信息化施工，拟定的施工监测项目主要有：基坑结构位移、地表下沉等。2）具体的监测项目、测点布置、使用仪器设备及观测频率如下表1～表2所示。表1　量测项目及施测方法序号量测项目施测方法1地表下沉0.5级精密水准仪2基坑结构下沉0.5级精密水准仪3基坑结构侧墙位移GY-85型尺式收敛仪33 表2测点布置及测点安设点数序号量测项目测点布置每断面测点数1地表下沉地面每50m3～15点2基坑结构下沉井口圈顶部2点3基坑结构侧墙位移侧墙1对表3　施工内部量测数据控制界限序号量测项目允许极限值(mm)控制界限值(mm)1地表下沉跨径≤8m4020跨径>8m5545跨径>8m0.6%～0.8%0.4%～0.6%表4量测项目的频率表序号量测项目施工掌子面距测点位置量测频率(次/d)1地表下沉距测点或超过测点3倍洞径1/1超过测点3倍～5倍洞径1/2超过测点5倍以上洞径1/7超过测点3～5倍洞径1/2超过测点5倍洞径1/72基坑结构下沉施工期间1/1建成1个月内1/7建成1个月以后1/30或不定期3基坑结构侧墙位移竖井施工期间1/1竖井建成1个月内1/7竖井建成1个月以后1/30或不定期1.1.监测点的布设1）基准点设置水准基准点（又称监控点）是沉降观测起始数据的基本控制点，拟布设深埋混凝土结构水准基准点3个，形成监控网。基准点设置在所观测建筑物50m的沉降影响变形区以外；工作基点距离拟建建筑物的距离不得小于建筑物基础深度的1.5～2.0倍，工作基点与联系点也可在稳定的永久建筑物墙体或基础上设置，点与点之间的距离小于30m33 ，要求埋设于车辆、行人少，通视情况良好且便于保存的地方。基准点埋设深度应达到原状土层，具体深度以勘察报告或实际揭露为准。采用洛阳铲钻孔，直径为150mm，灌注混凝土，中间埋设直径Φ25mm左右的螺纹钢筋。混凝土浇注养护稳定后方能开始引测基准点标高，并进行首次联测。2）变形监测点的埋设根据规范及设计要求，沉降观测点标志制作采用埋设L形螺纹钢（Φ=22mm）的方案，并用红油漆标记编号，基坑周围地表沉降标志采用钻孔法或探井法埋入，标志形式为直埋式。具体规定按《建筑物变形测量规程》第C.0.2条规定执行。1.1.监测点保护措施1）监测点是一切测试工作的基础，因此特别加强对各监测点的保护工作，完善检查、验收措施。2）在每个监测点埋设完成后，应立即检查埋设质量，发现问题，及时整改；3）确认埋好后，埋设人员应及时填写埋设记录，并准确测量初始数据存档，作为开挖时监测的参考；项目负责人应进行实地验收，并在埋设记录上签字确认；4）对于所有预埋监测点的实地位置应做精确记录，露出地坪的应做出醒目标志，并设保护装置；1.2.施工监测1）基坑施工现场必须组织专职量测小组。量测小组在施工单位项目部技术负责人领导下，负责测点埋设、日常量测和数据处理等工作，并及时向主管技术领导和部门反馈量测数据。2）五固定：固定观测人员；固定观测仪器；固定观测水准尺；固定观测路线；固定观测方法。3）每次观测之前将仪器露天放置30分钟。33 4）烈日下观测使用观测伞；温差变化较大时使用仪器罩。5）常规水准观测顺序为后前前后。6）在线路上预先测量距离，水准仪与水准尺之间的距离不超过50m，分别在水准尺和水准仪摆设处作相应标志。7）基坑支护过程监控测量表5.7-1基坑支护过程监控测量表序号监测内容单位数量监测仪器测点布置测试频率1竖井圈梁水平位移和垂直位移观测点2全站仪、测倾仪井口圈梁施工过程中每天进行2竖井周围地面沉降观测点10精密水准仪井口附近地表施工过程中每天进行8）异常情况的判别和对策制定量测监控方案时应根据有关规范、规程、计算资料和设计文件确定监控量测项目的管理基准值，并把管理基准值的70%时定为监控量测项目的警戒值。在量控监测的过程中，若发现观测值达到了警戒值，则应进一步加大观测频率，密切观测。当监测数据达到或超过管理基准值时，应停止施工，报告监理，并向监理报送应急补救措施，修正支护参数后方能继续施工，警戒值见表5.7-2。表5.7-2警戒值设定表监测项目警戒值（mm）管理基准值（mm）地表沉降2130基坑支护结构水平位移2130地下管线变形7—2110—30建筑物允许倾斜率(%)0.140.21.1.数据处理33 1）鉴于量测数据控制界限尚未有统一的规定，为了施工本身及基坑施工影响区范围的地上、地下建（构）筑物的安全，施工过程中必须按表4-2控制界限（严于国家GBJ86-85和铁道部标准）进行控制，表中数据与国家、地方、设计标准矛盾时，执行后者规定界限。2）量测数据处理，遵守下列规定：（1）现场量测数据及时绘制位移–时间曲线图或位移–进尺曲线图。（2）当位移–时间曲线图或位移–进尺曲线图趋于稳定时，进行数据处理以推算最终位移值和掌握位移变化规律。（3）数据处理一般采用回归分析方法。3）施工现场必须建立下列量测记录图表，并按规定填报、绘制。（1）现场监控量测记录表参见表；（2）现场监控量测信息反馈分日、周、旬、月报表；（3）现场监控量测位移–时间曲线图或位移–进尺曲线图。（4）回归分析拟合曲线和位移趋势预测曲线。1.1.信息反馈在施工过程中，对现场测得所有观测数据，均实行信息化管理，由富有经验的专职人员根据不同的观测要求，绘制不同的变形或形变曲线，并打制相应表格，预测变形发展趋向，定期以简报的形式汇报，分为日报、周报、月报等。根据工况，监测人员做到随叫随到。1）一般情况的处理一般情况下，下一次观测时应提供上一次的观测成果。既在开挖15天内，一日一报，16—30天两日一报，30天以后一周一报。2）特殊情况的处理特殊情况施工单位必须随时向业主或监理书面报告（紧急情况可口头报告），提供技术资料，必要时提供阶段性报告。量测数据遇有下列情况必须立即向上级或上级部门技术领导反馈反馈：（1）支护结构出现大量明显裂缝；（2）实测数据绝对值已达到或超过表41所列控制界限值；（3）实测数据绝对值已接近表4.2所列允许极限值；33 （4）量测数据绘制的散点图出现不符合正常图形规律的异常变化；（5）量测数据接近表4.3的规定，或国家规范、设计及建设单位规定的允许值。3）监控量测反馈程序本标段沉降变形监测资料均用计算机配专业技术软件进行自动化初步分析、处理。根据实测数据分析、绘制各种表格及曲线图，当曲线趋于平衡时推算出最终值。监测人员按时向施工监理、设计单位提交监控量测周报和月报，并综合分析监测成果，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议，及时反馈指导信息，调整施工参数，保证安全监测反馈。1.1.监测管理1）监控量测小组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告有关情况和问题，并提供真实可靠的量测资料；2）仪器在安装埋设的全过程中，对仪器、监测元器件和设备工艺等进行连续性的检验，以保证其质量的稳定性，并作安装记录。组长负责监测工作的组织计划、外协及监测资料的质量审核；3）制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施；4）成立专门监测组承担施工监测，量测人员保持固定，保证资料的连续性；5）仪器采用专人专用，专人保养，专人校检的方法管理；6）仪器设备和元器件在使用前均经严格的校验，合格后方可投入使用；7）在监测过程中，必须遵守相应的测试细则及相应的规范要求；8）量测资料均应经现场检查、室内复核两道程序后方可上报；9）量测资料的储存、计算、管理均采用计算机系统管理,进行信息化管理。1.2.测量安全保证措施1）监测人员须将工作日程通知现场负责人，得到现场负责人的批准后方可进入现场；33 2）监测人员进入施工现场要戴安全帽，佩带标识，服从指挥；3）未经工地批准，监测人员不得随意移动或操作工地的施工设备，不得擅自拉引电源线；4）监测人员登高时，应使用坚固可靠的工作梯，不得登踏斜木板或木箱；5）监测人员在有车辆通行的路面工作，应穿好安全背心，必要时要设置车辆绕行或缓行标志。1.应急预案1）发生坍塌事故时，要立即封闭现场疏散人员，封锁现场隔离带与事故地点应保证安全距离。2）排险和抢救由有经验人统一指挥进行。3）因坍塌造成人身事故后同时采取两个方面的措施：一方面立即扒土，扒土时必须使用保证遇难者不被伤害的工具，并密切注意伤员情况，防止二次伤害；另一方面对伤员上部土体采取临时支撑措施，防止因二次塌方伤及抢救者或加重事故后果。4）对于不稳定的土体采用垂直注浆加固土体。5）对危害大的复杂塌方，应由安全部门共同商定处理方案。6）认真贯彻基坑施工“短开挖、强支护、快封闭、勤量测”施工原则和预防为主的方针，采取施工量测，控制地表沉降在允许范围内和杜绝塌方发生。7）加强监控量测，并根据监控量测、信息反馈、位移反分析来调整支护参数，确保施工安全。2.顶管施工本次顶管施工采用人工掘进顶管施工，工作坑工作平台采用工字钢+方木+搭板搭设，工作坑处吊运设备用架子采用工字钢龙门架。顶进前采用改性水玻璃浆液进行土壤固化，过程中采用触变泥浆减阻，顶进后采用水泥浆液填充。33 1.1.设备安装1.1.1.工艺流程工作平台安装→垂直起重运输设备安装→导轨安装→顶进设备安装→检查验收1.1.2.工作平台的安装l工作平台应按照施工方案设计图要求支搭。l工作平台承重主梁应根据管重及其他附加载荷计算选用。主梁两端支搭在工作坑壁外不小于1.2m。l必须根据起吊设备能力及起吊物质量核算起重架。支搭于工作平台上的起重架，应安装牢固，并设有防雨棚。l工作坑上的平台口必须安装护栏，并设专用人行爬梯。1.1.3.垂直起重运输设备安装l安装前必须对卷扬机、电动葫芦等起重设备进行全面检查，设备完好，方可安装。l电动葫芦起重能力应与行走梁匹配。l起重设备安装后在正式作业前必须试吊，吊离地面10cm左右时，检查重物、设备有无问题，确认安全后方可起吊。l起重设备设专人检验、安装并必须遵守安全操作规程。1.1.4.导轨安装在槽底用C20混凝土铺一层20cm基础，宽度较枕木长50cm，在混凝土内部埋设15cm×15cm枕木，埋深13cm。枕木长度应比导轨外缘两边各长出30cm，间距40cm。枕木埋入混凝土的面需包油毡。顶管坑的支护以及平台搭设完成后，进行导轨安装。导轨选用须根据管径确定。1）两导轨的间距33 图14导轨间距示意图A0—两导轨的中距A—两导轨上部的净距a—导轨的上顶宽度，采用起重机钢轨QU100，a=100mmD—管外径，D1400管外径为1634mm.h—导轨高度,采用起重机钢轨QU100，h=150e—管外底距枕木的距离，取25mm。2）导轨安装质量检验标准l顶管导轨安装净距应符合下表要求表7.1.4顶管导轨安装净距管径（mm）管外径（mm）A(mm)A0(mm)备注14001634869969l导轨应直顺、平行、等高，安装牢固，其纵坡与管道设计纵坡一致。l安装导轨高程及内距允许偏差为±2mm；中心线允许偏差为3mm；顶面高程允许偏差为0～+3mm。l导轨应根据管材规格选配相应的钢轨做顶进导轨；l应在检验合格的基础上安装枕木，在检验合格的枕木上安装导轨。l结合管道基础设计，确定混凝土面的高程及宽度。水泥混凝土基础的宽度比管外径大40mm，厚度采用20～30mm，混凝土基础顶面应低于枕木顶面1～2cm。33 1.1.1.顶进设备安装施工l安装前应对液压缸、高压油泵、液压管路控制系统进行检查，设备完好方可安装。l应根据顶管坑的施工设计，安装高压油泵、管路及控制系统。油泵宜设置在液压油缸附近；油管应直顺、转角少；油泵应与液压油缸相匹配，并备有备用油泵。l液压油缸的油路应并联，每台液压油缸应有进油、退油的控制系统。l液压油缸的着力中心应位于管总高的1/4处，且不小于组装后背高度的1/3。l工具管应在导轨、工作平台、垂直起重设备安装完成后进行安装，安装前应对设备进行检查，使其处于完好状态。l顶铁应放置在工作坑内顶进方向的两侧，摆放整齐，方便安装。l顶铁应有足够的刚度，长短搭配满足顶进需要，外形尺寸规整，顶面与轴线垂直，安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污。l更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；顶铁的允许连接长度，应根据顶铁的截面尺寸确定。当采用截面为20cm×30cm顶铁时，双行使用的长度不得大于2.5m，且应在中间加横向顶铁相连。l顶进设备安装后应试车运行。导轨及设备的安装质量应符合下列要求：l枕木的安装高程应低于管外高程1～2cm，间距均匀，其铺装纵坡应与管道纵坡一致。两根导轨应直顺、平行、等高，导轨安装牢固，其纵坡与管道设计坡度一致。l导轨、高程及内距允许偏差为±2mm，中心线允许偏差为3mm，顶面高程允许偏差为0～+3mm。l顶进设备液压系统应符合施工设计要求，管路连接不得漏油，压力表应经过校验合格。33 起吊设备各连接部件应牢固可靠，电葫芦应检验合格，限位装置齐全有效，起吊索具（吊钩、钢丝绳）经过检验合格，安全可靠。1.1.1.顶管坑后背设置后背土壁应平整，并与管道顶进方向垂直。在平直的撑板前紧贴撑板横排20cm×20cm方木，方木前放置立铁，立铁前横向叠放15cm×40cm横铁。方木及立铁应埋至工作坑底以下50cm。(1)顶进时总顶力P=nGLP—计算总顶力（kN）G—管子单位长度管体自重（kN/m）L—顶进总长度（m）n—土质系数，取2.0。取管径D1400，顶距为50米进行计算，D1400顶管L=2m,每节管重为5.09吨/49.88KN（制管公司提供）。p=2×49.88÷2×50=2494KN（全部顶力）(2)后背墙允许抗力Ep＝Ep——后背墙的允许抗力（KN）B——后背墙的宽度，取2.0米K——安全系数，取2.0γ——后背土体的重力密度，取20(KN/m)H——后背墙高度，施工中坑壁采用钢筋混凝土锚喷护壁，取H＝4.9米Kp——被动土压力系数，Kp＝tan2(45°+ψ/2)C——后背土的粘聚力（KN/m2）,取15Kp=tan2(45°+ψ/2)=tan2(45°+ψ/2)=tan2(45°+25/2)=2.46433 Ep＝2÷2×（0.5×20×4.9*4.9×2.464+20×4.9×2×2.464+2×15×4.9×）＝1305.34KN(3)后背墙被动土压力作用点符号意义同上（3）H0E＝4.9÷3×[(2×（4.9+3×2）×+6×15)÷（2×（4.9+2×2）×+4×15）]＝2.03m(4)后背墙稳定性验算Ep×H0E＝1305.34×2.03＝2649.84KN.m≥2494KN.m结论：后背墙稳定锚喷结构锚喷结构图15后背墙装配图1.1.1.管道顶进（1）作业条件l全部设备已经检查，并经过试运行确认正常；l首节管在导轨的中心线、坡度、高程应符合导轨设备安装规定。（2）工艺流程33 土壤固化压注触变泥浆↓测量放线→首节管空顶就位→初始顶进→管道顶进→回填注浆→检查验收↑顶进测量（1）土层加固当顶管开挖面及管顶部位遇有粉细砂及砂砾石土层时，注浆加固土层，防止顶进过程管前产生坍塌。加固范围，管线为全线加固。加固方式为在管道内采用钻孔方法φ15cm形成梅花状，钻孔高度距顶管上管壁15cm为宜，然后采用φ10cm花管伸入孔内，便可注液加固土壤。土层加固采用灌注水玻璃浆液的措施。加固应符合下列要求：对注浆原料进行检验，并测试凝结时间、渗透半径、酸碱度等指标。浆液配制搅拌时，混合顺序应按照：硫酸溶液稀释、降温后，方可进入搅拌装置内—水玻璃溶液稀释—碳酸氢钠溶液进行混合。水玻璃、碳酸氢钠溶液应按混合液凝结时间需要掺入。每次配制浆液，需与现场注浆速度及所需量相适宜。（2）触变泥浆减阻顶管过程中，采用在管节四周注触变泥浆，减少顶力。采用触变泥浆顶管应包括以下设备：泥浆封闭设备、注浆泵、输浆干管、分浆罐及注浆孔等灌浆设备；拌和机及储浆罐等调浆设备。使用混凝土管材时，应在接口处衬垫麻辫，防止接口漏浆。垫放防漏材料。灌浆前，应通过注水检查灌浆设备，确认设备正常、无渗漏现象后方可灌注。灌浆应按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行，并应与管道的顶进同步。灌注用注浆泵进行。输浆管宜用钢管或高压胶管，布设至注浆孔，加装注浆闸门。注浆孔个数根据管径而定，一般为4m一处，均匀布置，并具备排气功能。33 触变泥浆宜采用膨润土配制。膨润土在使用前应测定其胶质价。测定方法符合下列规定：将蒸馏水注入直径25mm、容量100ml的量筒中，至刻度60～70ml刻度处。称膨润土试料15g，放入量筒中，再加水至95ml刻度，加盖封闭，摇动5分钟，使膨润土与水混合均匀。加入氧化镁1g，再加入水至100ml刻度，加盖封闭摇动1分钟。静置24小时，使之沉淀，沉淀物的界面刻度即为膨润土的胶质价。触变泥浆拌和采用下列要求：按试验确定的触变泥浆配合比，称量水、膨润土及碱的质量。表7.1.7-1触变泥浆配比（重量比）膨润土的胶制价膨润土水碱（碳酸钠）60～701005242～370～801005241.5～280～901006142～390～1001006141.5～2取称量水的一部分与碱配制碱溶液。将剩余水与膨润土拌和均匀。将制配好的碱溶液，注入膨润土浆内，继续搅拌至均匀，形成触变泥浆。拌制好的触变泥浆应静置12小时后方可使用。为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强，可掺入凝固剂（石膏灰）。但为了在施工使用时保持流动性，还必须掺入缓凝剂（工业六糖）和塑化剂（松香酸钠）。表7.1.7-2触变泥浆掺入剂配比（重量比，以膨润土为100）石灰膏工业六糖松香酸钠（干重）水4210.128掺入凝固剂时的拌和程序：用规定比例的水分别将工业六糖及松香酸钠溶化。将溶化的工业六糖放入石灰膏内，拌和成均匀的石灰浆。将溶化的松香酸钠放入石灰浆内，拌和均匀。33 将上述拌和好的掺入剂，按规定比例倒入已拌和好并放置12小时的触变泥浆内，搅拌均匀，即可使用。灌浆遇机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进。（1）顶管操作工艺l首节管空顶就位后，拆除洞口封门应符合要求：l采用钢木支撑、立板密撑时，应采取措施保持洞口上方支撑稳固。l采用锚喷护壁时，封门拆除前，对封门背后土体进行注浆加固，封门拆除后将工具管立即顶入土层内。l初始顶进封门拆除后，初始顶进5～10m范围内，应增加测量密度。首节管允许偏差为：轴线位置3mm，高程0～+3mm。当接近允许偏差时，应采取措施纠偏。l管前挖土长度：土质良好，在正常顶管地段，可超越管端30～50cm；在不良地段开挖超越管端距离不得大于30cm。l在正常顶管地段，管顶部位最大超挖量宜控制在1.5cm左右，管底部位1350范围内不得超挖。在不允许土层下沉顶管地段，管子周围不得超挖。l人工挖土顶管时，管前挖土人员应在管内操作。土质不良，管前应加工具管。严禁挖土人员在工具管外进行作业。l人工挖土前，应先将工具管刃口部位切入周边土体中。挖土应根据地层条件，辅助以必要的降水或注浆加固等措施。（2）填充注浆顶管终止顶进后，应对管外壁与土层之间形成的空隙或触变泥浆层进行充填、置换，保障被穿越的地面构筑物安全，注浆应符合下列要求：在顶进过程中，将对管外壁的土壤造成松动和空洞。顶管施工完毕，为不造成今后的事故需对管外壁压入填充物。本次压入物选定为水泥粉煤灰液，其配比为10：1，使用定量水稀释水泥粉煤灰，置入压力罐中，使用高压空气压入，压入口还使用触变泥浆孔管。如在压浆孔加固不当的，采用从地面打孔的方法压浆加固。具体详见下图。33 图16背后注浆加固图（1）顶进过程、顶铁拆装及使用要求l顶铁应无扭曲现象，安装应顺直；l每次退回液压缸活塞换放顶铁时，应换用可能安放的最长顶铁。l在顶进过程中，顶铁上方及侧面不得站人，并随时观察。顶铁有错位、扭曲现象时，必须采取措施，防止崩铁。（2）质量标准l管道接口勾缝必须密实、平顺、不脱落。l管内不得有泥土、石子、砂浆、砖块、木块等杂物。l管外壁与土体间的空隙，采用雷达探测，并填充处理完毕。l顶管允许偏差见下表：表7.1.7-2顶管允许偏差表序号项目允许偏差（mm）检验频率检验方法范围点数1中线位移D<1500≤30每节管1测量并查阅测量记录，有错口时测量2点D≥1500≤502管内底高程D<1500+10，-20每节管1用水准仪测量，有错口时测量2点3D≥<1500+20，-404相邻管间错口D<1500≤10每个接口1用尺量5D≥1500≤206对顶时管节错口≤30对顶接口1用尺量注：D为管内径。（3）应注意的问题33 l顶进应昼夜三班连续施工，除不可抗拒情况外，不得中途停止作业。l应严格执行测量放样复核制度，每次测量前，要先检查测量标志点是否移动。l为防止管端破损，应在顶进过程中认真控制好方向，纠偏不得大起大落。l为防止接口管渗漏，在吊装过程中应采用专用吊具，严禁用钢丝绳直接套入管口吊运，以防损坏管口及钢套环。l为防止地面沉降，应严格控制超挖量，顶进完成后要及时进行注浆。1.1.施工测量1.1.1.一般要求根据管道中心位置，在地面上先测出中心桩，高程引点到井坑边，工作坑挖完后引入坑底。在施工过程中主要对轴线中心位置和高程进行重点测量控制。施工中严格执行三级测量复核制度,做好测量原始记录,及时对测量成果进行复测。施工中如发现水平桩错位和丢失，需及时进行校测并补设桩点。1.1.2.测量顶进l顶管施工测量应建立平面与地下测量控制系统，控制点设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护之处。l在首节管及校正偏差过程中，应按顶进及纠偏方案及时对中心线及高程进行测量；在正常顶进中，每顶进50～100cm测量一次。l顶距在60m以内，中心线测量宜根据工作坑内设置的中心桩挂设中心线，利用特制的中心尺，测量首节前端的中心偏差。顶距超过60m时，宜使用经纬仪测量中心线或采用激光经纬仪和光栅靶测量。l高程测量：应使用水准仪和特制的高程尺进行。除测量首节管前端管底高程，还应测量首节管后端管底高程，以掌握首节管的坡度。工作坑内应设置稳固的水准点2个，供测量高程时互相闭合。l在一个顶管段完成后，应测量一次管道中心线和高程。每个接口应测量一点，有错口时测量2点，并形成文件。33 l在顶进过程中依据测量结果进行纠偏。纠偏应遵循小角度渐进方式，使顶进管段逐渐复位。工具管产生转角时的复位应遵循渐进原则。1.1.1.中心线与高程纠偏l当测量结果发现管道顶进中出现偏差趋势，应开始进行纠偏。l纠偏过程中应增加测量密度，每10～20cm测量一次。l不得硬性纠正调整。l根据土质及偏差数值，可采用挖土法、支顶法等纠偏方式。l顶铁与管口之间应采用缓冲衬垫。l顶力作用下，管节承压面的应力接近其设计抗压强度时，应采用U形或环形顶铁等措施，减少管节承压面的应力。1.1.2.应立即停止顶进并及时采取措施的情况l发生塌方或遇到障碍。l后背倾斜或严重变形；l顶铁发现扭曲迹象。l管位偏差过大，且矫正无效。l顶力较预计大，接近管节端面可承受的顶力。2.现况设施保护措施2.1.地下管线设施保护措施根据设计图纸及物探结果，工作坑施工范围内无地下管线设施，因施工现场情况复杂，故在施工前先进行坑探。坑探全部采用尖锹挖掘，不得使用镐刨，并由经验丰富的工人操作。若在工作坑施工范围内出现地下管线设施，则按照以下方式进行保护：2.1.1.坑探33 对于横穿地下设施的坑探，要在开挖断面的两侧顺行挖沟寻找。按照已掌握的情况确定坑探范围，在坑探过程中，一时未找到不要放弃，要扩大范围或深度找到为止。对于即刻施工范围已探明的设施，要采取相应的保护措施；对于暂缓施工范围已探明的设施，要做出永久标识（含施工图上或现场），注明种类、断面、高程。对于相邻顺行的地下设施，要横向挖沟寻找。以便确定其具体位置、埋深；确定新建设施基础的开挖方法。其坑探的要求同上。对于不易发生位置及高程变化的管沟，如排水管道、电力、热力方沟、通讯水泥管块等，可通过实测相邻检查井位置及井内管沟断面、标高推算确定；但对于易发生水平位置、高程变化的设施，如：燃气、给水、直埋电力、通讯等管线，不仅要进行详细的坑探，还要加密探坑，必要时，将在施工范围地段内的管线全部亮出，并采取临时保护措施。1.1.1.地下管线悬吊保护沿已建管线开挖至管底；沿已建管线埋设吊架梁，并将管子吊好注意随时调整紧线，不允许管口移动；继续开挖并施工下面土方。对于电信管块，管线下方用四根100×100方木作垫板，上方用两根25b工字钢作横梁。工字钢上方、方木下方均用两根10号槽钢作担梁，间距0.5m。上下槽钢担梁之间用φ20钢筋连接。φ20钢筋上下两端作螺纹，用双螺母固定。方木与管道底面接触部位垫1cm橡胶板。需要破除管块的采用以下方法施工：用木锤将管块敲碎，然后用劐开的塑料管将电缆包住，再在塑料管外套上用大板拼制成的木盒子，然后采用上述电信管块保护方法进行悬吊保护。对于金属管线，管道下方采用100×3带钢兜住金属管线，管道上方用两根25b工字钢作横梁，25b工字钢与带钢之间用φ20钢筋连接。带钢与管道接触部位用10mm橡胶板作垫，带钢间距0.8m。9.安全环保施工措施9.1、顶管作业必须严格执行交接班制度，作业中必须明确联络信号及报警方法。9.2、33 开挖工作坑作业前，场地应符合排管、运管、吊运、出土、的安全要求。工作坑要分层开挖并及时分层支撑，工作坑四壁支撑框架必须加固，在挖土、支撑作业中，不得碰撞已安装好的支撑件，发现有松动变形必须加固，拆除工作坑支撑作业中，无关人员不得在基坑内。设专人指挥，自上而下逐层拆除，在下层未回填完成前不得对上一层支撑进行拆除。9.3、坑内设置安全爬梯，上下工作坑必须走安全梯，安全梯要固定在支撑上，严禁乘坐运输料斗出入顶坑。顶进时，顶铁上方几及侧面不得站人，并应随时观察有无异常迹象。进入现场必须戴安全帽，并使用相应的防护用品。在出土和吊运材料时，井中设备下严禁站人。9.4、因故停顶后恢复顶进前，必须对支撑平台、支架、电气设备、吊索、机具进行检查，确认安全后方可作业。9.5、非机电人员不得从事机械、电气作业。9.6、作业中传递工具、材料必须轻拿轻放，稳妥传递，严禁从坑上向下或者从坑下向上抛扔。作业面内遇不明构筑物或管道，应停止作业，确认安全后方可继续作业。9.7、下管作业必须统一指挥，下管前必须检查起重设备、钢丝绳、吊钩、支架、平台确认安全后方可下管，下管要在平台上试吊，安全后下管；下管前，严禁管下站人，从活动平台下管时，应将管子吊起，稳定后开启活动平台检视坑底，确认安全后方可缓慢吊下，管子下至距坑底30～50cm时，作业人员方可靠近管子进行稳管作业，作业过程中，严禁手扶钢丝绳，管子就位支稳后方可摘钩。作业人员避开吊具后方可提升吊具，关闭活动平台后方可进行坑内作业。9.8、33 挖土人员在管内掏挖作业时，严禁超挖每次挖土不大于20cm，作业时发现土体稳定性较差，有塌方预兆时，必须立即停止作业，采取加固措施，作业人员遇呼吸异常，或有异味、渗水、塌方现象，必须停止作业，向上级报告，管内照明线路及其他设备必须紧靠管子装设，且电压不得高于24伏，潮湿时采用12伏的电压。垂直运输时，作业人员应检查土车的四个吊点，并将四个吊钩挂好。吊钩必须有防脱钩装置，坑底人员撤至安全地方后，方可起吊土车，土车在平台上稳定后方可摘钩。运土车运行时，严禁人员乘小车进出或上下。9.9、顶进前要检查液压系统、顶铁、后背、导轨、支撑等，确认安全后方可顶进，顶进时顶铁上及顶铁两侧不得有人。顶进中发现塌方、后背变形、顶铁扭翘、顶力突变等情况，立即停止顶进，确认安全后方可顶进。9.10检修作业前，必须停机，卸压，切断电源；拆除设备前，必须卸除油压，切断电源。9.11卷扬机出土操作人员必须服从挖土人员的指挥。垂直运输时要对土车的四个吊点进行检查，并设置防脱钩装置，必须经常检查吊索具、地锚、制动装置，保证安全。9.12平台上方木应满铺，梁、方木必须固定，平台防护栏不得低于1.2m。立架底角与梁焊接牢固，支架的拉杆不少于4道。作业人员出入口要设置不低于1.2m的防身拦。采用四角架吊运的工作坑必须设活动平台，活动平台要设锁定装置，就位后一定要锁定。9.13施工作业时坑内、坑外不得生火，施工人员必须佩带安全帽，现场要设立安全警示牌、警示灯，顶坑周围设置1.2m高的安全防护拦。9.14采取措施使机械噪声控制在规定范围内，防止噪声扰民。9.15渣土分类堆放，及时消纳。9.16现场出入口设立清洗设备，对运土车辆进行冲洗和覆盖，避免运土车辆污染社会道路及扬尘。33 目录1.编制依据12.工程概况12.1.工程概述12.2.顶管施工区域地质情况12.3.地下水情况12.4.现场情况13.工作坑设计方案23.1.工作井尺寸设计23.1.1.工作井净深度的设计33.2.基坑支护设计43.2.1.基坑支护形式的选择43.2.2.倒挂支护的结构形式44.工作坑施工74.1.混凝土地圈梁74.2.工作平台74.3.支护墙体施工84.3.1.土方开挖84.3.2.锚喷和支护94.3.3.封门94.3.4.封底104.4.接收坑施工105.施工监测105.1.施工监测的原则105.2.监控量测的重点105.3.监控量测的施工准备115.4.监测内容及测点布置115.5.监测点的布设125.6.监测点保护措施135.7.施工监测135.8.数据处理145.9.信息反馈155.10.监测管理165.11.测量安全保证措施166.应急预案177.顶管施工177.1.设备安装187.1.1.工艺流程187.1.2.工作平台的安装187.1.3.垂直起重运输设备安装187.1.4.导轨安装187.1.5.顶进设备安装施工207.1.6.顶管坑后背设置217.1.7.管道顶进227.2.施工测量2733 7.2.1.一般要求277.2.2.测量顶进277.2.3.中心线与高程纠偏287.2.4.应立即停止顶进并及时采取措施的情况288.现况设施保护措施288.1.地下管线设施保护措施289.安全环保施工措施2933 34'