顶管施工方案讲解.pdf

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1、古城路（沪宁高速至新 312 国道）污水管道 顶管 专项施工方案 施工单位：天合建设集团有限公司 项目经理：技术负责人：编制人：编制日期：专项施工方案审批表 工程名称 建筑面积 结构类型 市政 层数 工程详细地址 建设单位 施工单位 监理单位 开竣工日 期 专项方案名称 专项施工方案 实施时间 专项方案内谷 施工单位审批意见 方案编制人 职务 方案执行人 职务 方案监督人 职务 审核意见 方案审核人 职务 审核意见 方案审批人 职务 审批意见 总包单位审批意见 方案审批人 职务 审批意见 监理单位审批意见 专业监理工程 师 总监理工程 师 审批意见 审批意见 主管部门备案签收 备案序列号：安监

2、号码:年 月 日 、工程概况：建设单位：高新区规建局 设计单位：中国市政工程中南设计研究院 勘查单位：昆山华一岩土勘察工程有限公司 监理单位：昆山市杰士工程监理咨询有限公司 施工单位：天合建设集团有限公司 本工程为古城路（沪宁高速新 312 国道）污水管道工程，管 线全长约 1739m,其中 D800 钢筋砼顶管 511m,D800 钢筋砼开挖管 1328m。钢筋砼沉井工作井、接收井共计六座，其中圆井 2 座尺寸 分别为 0 7000、C 4500,方井尺寸为 4000*7000、4500*3000 各两 座。沉井采用排水下沉法施工。二、顶管施工工艺（一）、施工工艺流程 工艺流程：机头选型-平

3、面布置、井内布置及管内布置-出土方案 T顶力计算T进洞方案 测量以及设备安装泥水系统的安装顶进 开始试阶段以及纠偏方法-安放中继间。1、机头选型 本工程由于一次顶进距离较长,为确保工程质量万无一失,确保 绝对工程安全,我公司根据以住施工经验,决定采用日本 ISEKI 公司 生产的 UNCLEMOLE 型 TCZ600 具有破碎功能的泥水平衡顶管掘 进机。具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机有多种形式。其基本原理是 主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比 较大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和 石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的 15%20%。刀盘

4、由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速 器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊 联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边旋转 切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比 泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排 泥管中被排出。另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间 隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小 块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥 土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也

5、能正常工 作。一般情况下，刀盘每分钟旋转 4 5 转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达 2023 次。由于本机有以上这些特殊的构造，因 此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的，破碎的最大 粒径可达掘进机口径的 40%45%之间，破碎的卵石强度可达 200Mpa。本掘进机的优点是：(1)、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置(DESANDMAN)成套化。（2）、带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎小于外径 30%，一轴 强度 196Mpa（2000 kg/cm2）的砾石。（3）、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土、砂砾混合卵 石土和软岩上。（4）、使用安装在轨道上的主顶油缸。

6、一次顶进长度超过 100m。（5）、该机由一人在地面遥控操纵即可。（6）、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有 ISEKI 专利的 RSG 双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将 方向误差控制在 10mm 之内！（7）、使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。（8）、泥水分离装置 DESANDMAN 是一种密封性好，操作灵活 的分离系统，且能节省安装空间。2、平面布置、井内布置及管内布置（1）、在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设 施，地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间、冷作间等。布局要 合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。（2）、现场布置采用8t汽吊

7、，设备进场时，采用16t汽车吊车。（3）、管道顶进时，起吊设备采用跨距为 14m 的龙门行车（起 重能力为30t）,行车导轨与顶管中心线应平行铺设，并与管中心左右 对称。（5）、井内布置：工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油 缸、油泵动力站、钢制扶梯等。3、出土方案 泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土 通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土。在沉井上部砌 2 只沉淀池。沉淀的余土外运需按文明施工要求和渣土 处理办法，运到永久堆土点，不得污染沿途道路环境。4、顶力计算 推力的理论计算：F=F1 十 F2 其中F总推力 Fl 一迎面阻力 F2 顶进阻

8、力 F1=n/4*D2*P（D 管外径 p控制土压力）P=Ko*YHO 式中 KO 静止土压力系数，一般取0.55 HO 地面至掘进机中心的厚度，取最大值 丫一土的湿重量，取1.9t/m3 F2=%D*f*L 式中 f 一管外表面平均（根据顶进距离平均沙砾土）综合摩阻力，取 0.8t/m2 L 顶距 根据计算可得总推力F,根据总推力、工作井所能承受的最大顶 力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。工作井 设计允许承受的最大顶力为 500t，管材轴向允许推力450t，主顶油 缸选用 2 台 200t(2000KN)级油缸。每只油缸顶力控制在 200t 以下，当顶管所需推力不够时，中

9、间需要额外的顶进系统，即设置中继间。5、出洞方案 为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内，在洞口 内预先安装一个单法兰穿墙钢套管，用于安装橡胶止水圈及止水封 板。由于顶进距离长，造成管材表面及 F 型钢套环、砂等对橡胶止水 圈不可避免的磨损，需经常更换橡胶止水圈。因此，我们在洞口里侧 增加一道橡胶止水圈，当需更换外部橡胶止水法兰时，洞口内部的橡 胶止水圈可防止地下水进入井内。6、测量以及设备安装(1)测量的方法 A、通视条件下的测量 使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经 纬仪至 A 点，后视 B 点，作 BA 直线的延长线，并在工作井后部定 出一点C。保证C、A、

10、B在一条轴线上，置经纬仪在 C点上，后视 A点，在工作井井壁上定出一点 A，置激光经纬仪基座于井下D点,并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于 A 点，后视 B 点，在激光经 纬仪器架上定出 D 点，D 点同 A，A，B 点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中D点，后视A，点，依设计轴线打 好角度，既可定出轴线。B、不通视条件下的测量 a 引出 A、B 两点后可根据导线法以及平移法定出 C、D、A，其余步骤同通视条件下测量定位。b 后靠背导轨及后顶的安装 轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁 100200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重 合，

11、在轴线定好后既可安装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸 计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周做出46 个临水点，保证轴线标高，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点 拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴 线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好 后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。引轴线至井底前后两侧 A、B 两点，分中后靠背，在后靠背上作 一分中点C，开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上，此值 可肉眼鉴定，误差不应大于10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点 D、D，测量AD和A D的距离，只需保证AD的距离约等于A D

12、误差不应大于 3cm，导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点，后 使用线坠调整前后方向既可，最后根据实际情况填塞 C15-C30 的混 凝土至井壁到后靠背的间隙，后顶的安装在后靠背的安装完毕后进 行，抄平后顶后只要保证所以千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及 高程均要与主导轨保持一至，此副导轨用于防止机头进洞后低头，增 高装置可根据机头重量以及增高量选择枕木，钢支架或砼垫层。洞口止水装置的安装，应保证除止水圈外最小直径大于进洞物最 大直径的 8cm，防止受到进洞物的剪切而失去止水效果，位置确定后 可用水泥砂浆封堵与井壁形成的间隙，防止从间隙处

13、漏水、漏浆。7泥水系统的安装 泥浆池应尽量靠近工作井边，可采用并联法，泥浆池尽量靠近工 作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，沉石箱的配 置可沉淀块状物，防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损 坏。注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均 匀，系统应配置减压系统，在泵出品处 1 米外以及机头注浆处各安装 一只隔膜式压力表。8顶进开始调试阶段以及纠偏方法：（1）、顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先应清洗，防止 灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动 作正常，液压系统无泄漏。机头下井后刀盘应离开封门 1 米左右，放置平稳后重测导轨标高，高程

14、误差不超过 5mm，即可开始凿除砖封门，砖封门应尽量凿除干 净，不要遗留块状物，同时可进行土体取样工作，使用 100,L=500mm 的两根钢管在洞口上下部各取长 400mm 的土样，取样工 作完成后随即顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。TCZ 机头属于刀盘不可伸缩型，土压力表所显示的土压力为泥 仓土压，显示的土压力与实际顶进的土压力存在一个压力差 P，此 值一般取15-30T，由于进泥口是衡定的，TCZ机头的土压控制主要 通过顶速来调节，每次初顶时先调节好送水压力，然后打开机内止水 阀，转动刀盘，关闭机内旁道，待流量达到额定值的 80%时既可开 始顶进，送水压力可通过机内压力调节既可完成。顶进

15、过程中的方向控制：由于 TCZ 机头本身所具有的方向诱导装置，纠偏操作就变的简 单易行了，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在二号光耙的 中心既可。（2）纠偏方法与措施 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T项目管理部T监 理工程师，确保测量万无一失。2）布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定 时复测并及时调整。3）顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在 10 20 不得大于 0.5。并设置偏差警戒线。4）初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减 慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编

16、组和机头纠偏。5）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。6）、平面纠偏，采用经纬仪测量检查，高程偏差采用水准仪测量。测量的频率一般每天四次，出洞前更要勤测量。9、中继间安放：（1）、中继间千斤顶的数量应根据该段单元长度的计算顶力确 定，根据计算每段顶管拟在机头后部 70米安放一只中继间。（2）、中继间的外壳在伸缩时，滑动部分应具有止水性能；（3）、中继间安装前应检查各部件，确认正常后方可安装；安 装完毕应通过试运转检验后方可使用；（4）、中继间的启动和拆除应由前向后依次进行；（5）、拆除中继间时，应具有对

17、接接头的措施；中继间外壳若 不拆除时，应在安装前进行防腐处理。三、顶管施工质量控制（一）、顶管施工质量控制 项目 允许偏差 钢筋砼管最大偏角 0.5 管线轴线偏差 L身0M 50MM 标高偏差 L身0M+30-40 相邻管节错口 15MM无碎裂 接口抗渗试验应达 O.IIMPa 内腰箍不渗漏，橡胶止水圈不脱出 顶进过程中地面沉降控制范围 项目 允许变化范围（MM）地面隆起的最大极限+30 地面沉降的最大极限-30 顶管在纠偏过程中，应勤测量，多微调，每项纠偏角度应保持 100，不得大于1 2、控制路面下沉措施 1、严格控送水量及泥浆输出量以及顶进速度。2、可采用1:1水泥浆置换触变泥浆。1:1

18、水泥浆置换触变泥浆，宜采用活塞泵或螺杆泵。管路接头宜 选用拆卸方便、密封可靠的活接头。注浆孔的布置宜按管道直径的大 小确定，每个断面可设置35个，并具备排气功能；相邻断面上注 浆孔可平行布置或交错布置。1:1水泥浆的配合比，应按管道周围土 层的类别、膨润土的性质以及技术指标确定。水泥浆的注浆量，宜按 管道与其周围土层1米估算。注浆压力可按不大于0.1MPa开始加压,在注浆过程中的注浆流量、压力等施工参数，应按减阻及控制地面变 形的量测资料调整。每个注浆孔宜安装阀门，注浆遇有机械故障、管 路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后可继续顶进。四、文明施工措施（一）、文明施工 1、挂牌施工，接受群众监督。

19、2、建立建全文明管理制度，并定期召开文明施工大会，对成绩 突出者予以奖励，对屡教不改者予以重罚。3、工地材料及机械应堆放整齐，既有利于施工取用，又可保证 周边环境卫生的清洁。4、健全安全文明施工保证体系，落实各项安全、文明施工措施。5、充分发挥现场党员、团员的作用，积极做好广大参建员工的 政治思想工作，激发广大职工的劳动热情。6、加强民工管理，加强“七不规范”和文明意识教育，提高民工 的整体素质，促进工程施工顺利进行。7、施工区域通道要指派专人清扫养护，确保道路平整、通畅、无积水。8、施工区、生活区分隔明确，生活区做到整齐洁净，施工区建 设机具设备排放整齐，有条不紊。9、在施工中做好排水工作，

20、在雨期加强值班巡逻。10、加强施工现场管理，每次做到工完场清，各施工段的落手清 工作。11、生活区做到“五小”设施齐全，强化专人管理搞好室内环境卫 生。12、食堂要有卫生许可证，炊事员事先做好体检，食堂内必须做 到无“四害，”熟生菜分开，预防疫病。13、加强卫生教育宣传力度，使卫生落实到工地每个员工。14、建立卫生管理组织，施工现场的卫生管理由项目经理负总责，分管专职人员具体负责日常管理工作。15、工地办公室做到整洁有序，窗明地净，桌椅摆放整齐，无积 灰，图纸文具整齐划一，进入室内使人感到庄重大方、井井有条。16、职工宿舍确保窗明地净，人上物品摆放整齐，宿舍保持通 风良好，空气新鲜。合理安排卫

21、生值日 17、遵守法律，服从政府的一切法令及法规，及时与当地政府有 关部门订立治安协议，在政府部门的指导和支持下，共同搞好治安保 卫工作 18、管道内出土，要随出随运，路面要有专人打扫。五、安全施工保证措施及急救方案（一）、安全施工保证措施 1、井下施工的所有移动电机具和设备，必须有严格的接地措施。井下、管道内的照明必须用 12V 安全电压。2、往井内运砼管等材料时，采用机械吊运时，吊斗下方严禁站 人。吊运应有专人指挥，并严格遵守起重机械的安全技术操作规程。上下操作人员应相互配合。严禁将各种砌筑材料向井内抛扔。3、泥浆泵的架设和吊设必须牢靠，吊设泥浆泵的栏杆或固定物 体，必须有足够大的拉力。4

22、、每个班次用专用仪器检测管内有无毒气及易燃气体的浓度，并在管内配备防毒面具，预防不测。5、由于本区间管道顶进正处于汛期及台风季节，要专人接听天 气预报，做到早了解早防范，要汛期及台风来临前，做好在工作井内 布置一台渣浆泵、四台潜水泵及草包等，在工作井四周砌 30cm 踢脚。在暴雨及台风时处理可能发生的事情，吊车吊运管材下井，要注意防 风。6、在施工平面总体规划上，工作井、接收井内的积水，用水泵 及时排除。“两及时”，即遇雨要及时检查，发现井内积水尽快排除。7、每个班组每天上班不超过八个小时，特别是进入管内气操作 工人，要保证有充足的精力，发现有头晕、胸闷，应立即上井。8、土要做到随挖随运，防止

23、土积多造成塌陷。9、开展安全检查活动，对查出的安全隐患，必须定人定时定措 施整改，使安全工作横向到边，纵向到底。10、加强电器安全检查，现场电气设备严格实行接地和三相四线 制，电动机械及电动工具设置漏电开关。11、加强吊装作业安全，吊车垂直运输不得用“一点吊”，严格执 行“十不吊”规程。12、施工现场实行全封闭隔离，井边上设置安全护栏，上下扶梯 必须设置扶手，严禁井上下抛物品。13、夜间施工增加照明，安放红灯示警。（二）、急救方案 1、如发生气体中毒事件，情况不明不能冒然下井，所有救援人 员要在自身安全情况下才能救人，下井施救人员必须要配有防毒面具 和氧气，并立刻拔打 119、120 急救电话，把吸入毒气人员放在安全 通风的地方，等待医务人员急救。2、在发生顶进时，如发现土质有变化，立即停止顶进，把顶头 前封门关死，通知业务代表和总监，等业主代表和总监确认没有问题 和没安全隐患的情况下才能顶进。在顶管顶进中如发生穿孔现象，在 有条件情况下关闭机头封门，管内人员要有顺迅速离开，撤到安全地 方，在这方面，我们项目部在顶管顶进之前，要进行培训和演练，并 及时作出总结，对存有的问题在日后的工作中加以提高。