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排水系统顶管施工方案(专家论证改后) .doc

《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号文）

《关于加强人工挖孔桩作业安全工作的紧急通知》（渝建发[2011]95号）

《建筑工程预防坍塌事故若干规定》（建质[2003]82号）

京沪高速铁路插板式金属声屏障施工方案《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246:2008）

《重庆市特种设备安全监察条例》（重庆市人民代表大会常务委员会公告（2008）23号）

《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）

《重庆市房屋建筑和市政基础设施工程现场文明施工标准》（渝建发[2008]169号）

（1）采用成熟、可靠、先进、针对性强的施工方法、方案及施工组织形式。

（2）强调科学的组织管理，特别是施工组织设计以及施工部署要特别结合现场的实际情况，充分考虑本工程所涉及的各方面的有利及不利的影响因素。

（3）坚持在实事求是的基础上，力求技术先进、科学合理、经济适用的原则。

（4）坚持自始至终对施工现场全过程严密监控，以科学的方法实行动态管理，并按动静结合的原则，精心进行施工现场规划布置。尽量压缩施工临时占地，严格组织、精心管理、文明施工，创标准化施工现场。

（5）严格贯彻执行国家及重庆市对工程建设的各项方针政策及工程建设施工强制性条文。严格执行设计及施工验收规范。

（6）坚持“以人为本”建立健全安全保证体系，制定安全保证措施和防护措施，坚持标准化作业，确保安全生产。

（7）坚持施工与环境协调的原则，严格控制施工过程中的噪音、粉尘、污水、废物对周围的影响。

根据本项目所组织的人员、机械、材料及资金计划与现场实际情况要求，计划从2014年8月10日开始全面施工，2014年11月30日全部结束，共计110天。具体安排如下：

顶管工作井计划开工时间为2014年8月10日，预计结束时间为2014年8月20日。

顶管施工计划开工时间为2014年8月14日，预计结束时间为2014年11月7日。

检查井浇筑、验收预计结束时间为2014年11月30日。横道图如下：

根据顶管工程施工特点、管径规格以及成本综合考虑，选用人工辅助机械顶管施工，拟投入机械设备和材料用量如下：

主要施工机械设备及铺助材料用表

根据现场实际情况以及设备最大顶进距离，天宫殿N区2#路立交主线西段以及东段顶管施工区域均分别设置工作井六座，接收井两座。

结合现场实际情况以及顶进设备尺寸，天宫殿N区2#路立交西段顶管施工工作井平面尺寸设置为L*B=5.6*2.8m方形井，接收井为L*B=3.5*2.8m和L*B=3.7*3.5m方形井。；东段顶管设置工作井为L*B=5.6*2.8m和L*B=7*3.5m，接收井为L*B=3.7*3.5m方形井；F工程顶管设置工作井为L*B=5.6*2.8m方行井，接收井为L*B=3.5*2.8m方形井。

5.4、顶管平面布置图（见附图一）

5.5、顶管纵断面布置图（见附图二）

2.1、顶管井施工工艺流程

顶管井包括顶管工作井和顶管接收井，其施工工艺如下：

基坑测量放样→基坑开挖→护壁钢筋绑扎→护壁内模和支架安装→浇筑护壁混凝土→护壁混凝土拆模及养护→钢筋混凝土底板→封砌预留孔洞→后背墙施工→混凝土养护。

2.2、顶管施工工艺流程

井中心测量放样→设备安装→管道吊装到位→人工掘进、出土→开机顶进→测量控制及纠偏→管道拼装→管道顶进→第二节管道掘进、出土、顶进……→定力接近许用应力→安放中继间→同上继续顶进→……顶进到位→出洞、拆除工具管→全线复测→顶进结束→闭水试验。

工作井、接收井施工采用人工挖孔作业施工，顶管施工采用人工辅助机械钻进施工。

以业主移交的控制点、水准点为依据，结合工程实际情况，建立现场测量控制系统。

对施工区域采用围挡进行封闭，围挡采用2m高彩钢瓦进行围挡，钢管扣件做支撑系统。

建立现场的施工临时供电、供水线路。

组织施工机具及作业材料进场，满足开工前的需要。

施工井场地平面布置图：

3.2、工作井、接收井施工

工作井、接收井井（见附图三）：

工作井、接收井采用逆作法，用人工将土体开挖1m后立即进行钢筋绑扎、模板安装、砼浇筑，尽量减少土体的暴露时间。工艺流程：挖土→出土→绑扎钢筋→支模→浇注混凝土→拆模→养护→进入下一循环。

工作井和接收井开挖时轮换交替从地面向下挖土，井口上部1.2m范围为锁口，其下每1m一节为井壁，开挖1m后应立即施工锁口，每挖1m应及时按照设计图纸进行施工护壁，护壁接头不要留在岩石分层、土石分界处，以确保施工安全。当井壁土层稳定性差时，应缩短井壁分节高度，采用0.5m一节，必要时应加密钢筋、加厚护壁，以确保安全。

护壁采用C30钢筋混凝土，单节护壁长1.0m，深度≤5m，护壁厚度30cm；深度≤10m，护壁厚度40cm；深度≤15m，护壁厚度50cm。钢筋采用HPB300和HRB400，钢筋连接采用绑扎或焊接。浇筑混凝土时要加强振捣，确保混凝土与孔壁间联结密实。竖井开挖进入中风化基岩部分，岩石比较完整时，为节约成本，可不再采取护壁支护措施。

挖出的土、石用50t吊车吊至井口2m以外并即时转运至业主指定的弃渣场（康师傅弃渣场）。

3.3、工作井、接收井基础

为了保证在坑内正常作业，防止工作坑地基沉降，影响管道顶进位置的准确性，应在坑底浇筑50cm厚C30钢筋砼基础，以便安放顶进顶推架。

为确保顶管安全与顶进质量，要求工作井内不应有积水。工作井四周设置施工排水沟，由排水沟把工作井内积水引入宽1m×长1m×深1m集水坑内，再用小型潜水泵抽出排到道路排水沟内。排水泵大小因工作井内渗水量而定。排除井内积水使用潜水泵，排水过程中井内不得有人。排水作业结束，必须在切断潜水泵电源后，作业人员方可进入井内作业。

管节的吊运、装车、下管均采用50t吊车进行。管节起吊时严格遵守起吊规范，管节必须轻吊轻放。管节堆放时应堆放整齐排列有序以便于节省施工中的场地占用。

4.2、顶管开挖方式选择

考虑到该工程所处地段的地质条件及施工的安全性和可靠性，通过与其它顶管方法的比较，决定采用手掘式加水钻开挖顶管施工。

1、手掘式顶管最大优点是施工进度快，但只能用于地质条件较好地段。施工时要注意控制超挖。

水钻取芯钻头长度为0.6m左右，孔径最大为φ150mm，专用工装支架由开挖洞的大小而定制。即根据不同尺寸的顶管定制不同的专用水钻工装支架。

水钻工艺使用范围：泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、砂岩等岩石硬度较高的围岩。

水钻施工主要优点是对围岩的破坏小，开挖洞成型好；缺点是施工进度缓慢。加快施工进度的主要手段之一是增加工作面，即多个作业面同时施工，为此，本方案施工进度横道图中工作井、接收井开、完工计划工期节点的有效实现，是本顶管工程按期完成的关键。

顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、导轨等。

千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程拟采用6台300t液压千斤顶，行程为2m。

千斤顶的工作坑内的布置与采用个数有关，如一台千斤顶，其布置为单列式，应使千斤顶中心与管中心的垂线对称。使用多台并列式时，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，采用人工挖运土方，管上半部管壁与岩壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4～1/5处。

由电动机带动油泵工作，选用额定压力为62MPa的ZB－500柱塞泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致。

顶铁是传递和分散顶力的设备。要求它能承受顶压力而不变形，并且便于搬动，本工程拟采用U形顶铁。

U形顶铁安放在管子端面，顺顶铁作用其上。它的内、外径尺寸与管子端面尺寸相适应。其作用是使用顺顶铁传递的顶力较均匀地分布的到顶管端断面上，以免管端司部顶力过大，压坏混凝土管端。

导轨的作用是引导管子按设计的中心线和坡度顶进，保证管子在顶入土之前位置正确。导轨安装牢固与准确对管子的顶进质量影响较大，因此，应根据工作井预留孔洞中心标高，推算出导轨顶面距与预留孔洞中心的高差，安装导轨时必须严格控制其标高和中线位置，确保符合设计中心位置、高程和坡度的要求。基座上的导轨按照顶管设计轴线并按实测洞门中心居中放置，并设置支撑加固，保证基座稳定不变形。

本工程采用38kg钢轨作导轨。

工作坑内设备安装完毕，经检查各部处于良好状态，即可进行开挖和顶进。

首先将管子下到导轨上，就位以后，装好顶铁，校测管轴线和管底标高是否符合设计要求，合格后即可进行管前端挖方。挖方采用人工配合小型机械（钻机）进行，即先在围岩壁上放出管硐开挖边线，然后采用小型钻机沿管硐边线连续不间断钻孔，将所有钻孔连成圆圈，使管硐边线内外两侧的围岩分开，以减小围岩应力，再在管硐边线内侧围岩表面均匀布孔，采用液压破碎机将岩石剥离下来。管前挖出的土、石及时运出管外，采用50t吊车吊至坑外，再由机械搬运至业主指定的弃渣场（康师傅渣场）。管硐挖出后及时顶进，顶进利用千斤顶出镐。在后背不动的情况下将被顶进管子推向前进，其操作过程如下：

安装好顶铁挤牢，管前端已一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。

停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。

添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。

卸下顶铁，下管，用钢套环连接混凝土管，在混凝土管接口处放一圈麻绳，以保证接口缝隙和受力均匀或掺合其他防渗漏措施，保证管与管之间的连接安全。

重新装好顶铁，重复上述操作。

①顶进作业应符合下列规定：

a、应根据岩土条件、周围环境控制要求、顶进方法、各项顶进参数和监控数据、顶管机工作性能等，确定顶进、开挖、出渣的作业顺序和调整顶进参数；

b、掘进过程中应严格量测监控，实施信息化施工，确保开挖掘进工作面的围岩稳定和围岩压力平衡；并控制顶进速度、挖土和出土量，减少岩体扰动和地层变形；

c、手工掘进时，在允许超挖的稳定岩层中正常顶进时，管下部135°范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于15mm(见图5)；

d、管道顶进过程中，应遵循“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的原则，控制顶管机前进方向和姿态，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施；

e、开始顶进阶段，应严格控制顶进的速度和方向；

f、进入接收工作井前应提前进行顶管机位置和姿态测量，并根据进口位置提前进行调整；

g、在软土、岩层中顶进混凝土管时，为防止管节飘移，宜将前3～5节管体与顶管机联成一体；

h、钢筋混凝土管接口应保证橡胶垫板正确就位；钢管接口焊接完成后，应进行防腐层补口施工，焊接及防腐层检验合格后方可顶进；

②施工的测量与纠偏应符合下列规定：

a、施工过程中应对管道水平轴线和高程、顶管机姿态等进行测量，并及时对测量控制基准点进行复核；发生偏差时应及时纠正；

b、顶进施工测量前应对井内的测量控制基准点进行复核；发生工作井位移、沉降、变形时应及时对基准点进行复核；

c、管道水平轴线和高程测量应符合下列规定：

●出顶进工作井进入岩层，每顶进300mm，测量不应少于一次；正常顶进时，每顶进1000mm，测量不应少于一次；

●进入接收工作井前30m应增加测量，每顶进300mm，至少测量一次；

●全段顶完后，应在每个管节接口处测量其水平轴线和高程；有错口时，应测出相对高差；

●纠偏量较大、或频繁纠偏时应增加测量次数；

●测量记录应完整、清晰。

d、纠偏时开挖面岩体应保持稳定；采用挖方纠偏方式，超挖量应符合地层变形控制和施工设计要求。

e、工具管纠偏应平稳，避免用大角度纠偏。

4.7、触变泥浆减阻施工

为了减少顶进中的阻力，防止塌方，采用在管外壁与土体之间注入触变泥浆，形成泥浆套，减少管外壁与围岩之间的摩擦阻力。触变泥浆除起润滑作用外，静置一定的时间泥浆固结，产生一定强度。

泥浆配比及注浆操作同常规方法。按市政操作规程要求进行。为使泥浆能够达到较好的充满度，每2节管设一处注浆孔，每处在管顶部及水平直径两侧管壁开3个注浆孔，注浆孔的设置与管材生产厂家联系。

在生产管材时将注浆孔预留好,孔径规格为Φ50mm,从管体顶进10m至15m后开始注触变泥浆。随顶随注，注浆压力应达到0.2Mpa,以保证注浆饱满，确实起到润滑减阻作用。

调浆设备：搅浆机及储罐

灌浆设备：注浆泵、输浆管

合川嘉陵江南屏大桥悬臂施工方案触变泥浆材料主要成分：膨润土、碱（碳酸钠）和水

①触变泥浆的拌和和程序：

a、将定量的水放入搅拌罐内，并取其中一部分水溶化碱；

b、在搅拌过程中，将定量的膨润土徐徐加入搅拌罐内，搅拌均匀；

c、将溶化的碱水倒入搅拌罐内，碱水必须在膨润土上搅拌均匀后加入再搅拌均匀，放置12h后即可使用。

②注浆时，应符合下列规定：

a、注浆孔的布置按管道直径大小确定，每个断面可设置3～5个；相邻断面上的注浆孔可平行布置或交错布置；每个注浆孔宜安装球阀，在顶管机尾部和其他适当位置的注浆孔管道上应设置压力表；注浆压力可按0.1Mpa开始加压，在注浆过程中再按实际情况调整。

b、注浆前，应检查注浆装置水密性；注浆时压力应逐步升至控制压力；注浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时WST 312-2009标准下载，经处理后方可继续顶进；