顶管施工方案和测量方案（顶管作业施工指导书）

XXX道路排水工程

编号：

排水工程顶管施工作业指导书

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顶管施工作业指导书

1.目的

明确顶管施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范顶管施工作业。

2.编制依据

2.1《市政工程施工技术规程》（排水部分）DB29-76-2004

2.2《城市排水工程质量检验标准》（排水工程）DB29-52-2003

2.3 设计文件中地基承载力满足顶管施工要求。

3.适用范围

适用于泥水平衡顶管作业

4.作业准备

4.1内业技术准备

作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准中的具体要求。对施工人员进行书面技术交底。

4.2 外业技术准备

做好顶管中线及工作井的定位和高程测量；收集有关机械、工作环境参数及设备布设定位安排。

5. 施工工艺流程

施工工艺流程见工艺流程框图所示。

6、施工要求

6.1工作井及接收井施工

利用设计检查井位置布设工作井和接收井的井位。工作井和接收井的尺寸必须充分考虑设计检查井的大小、顶进设备及顶管机头大小。根据地质情况确定止水帷幕桩加钢板桩或钢板桩支护施工方案。

工艺流程框图

6.2水泥搅拌桩止水帷幕施工

搅拌桩直径为φ500mm，深度以设计顶管埋深为准（最大深度12～15m为宜），两桩咬合30cm，改善工作坑外围土体结构，防止周围地下水渗入。

6.3钢板桩施工

6.3.1选用36b工字型钢板桩，每块钢板桩的两侧边缘都做成相互连锁的型式，使相邻的桩与桩之间彼此紧密结合。钢板桩运至现场后，应进行检查、分类、编号。不合格的钢板桩应进行矫正合格后再用。矫正后的钢板桩应符合下列验收标准：

1）高度允许偏差±3mm；

2）宽度绝对偏差 10mm，-5mm，相对偏差±3mm；

3）弯曲及挠度用2m长锁口样板能顺利通过全长，挠度小于1%；

4）桩端平面应平整，倾斜小于3mm。

6.3.2为了增加支护深度，先对工作井及接收井范围内的土进行整体卸载2米，平整后进行井室钢板桩施工，其施工步骤为：先用挖掘机施工打桩沟，沟深0.5m，宽1m，沟底人工清理整平。

具体施工顺序为：钢板打桩→挖土→支撑→挖土→支撑→基底处理→顶管施工→拔桩

1）板桩选用36b工字型钢板桩，长度12m，钢板桩要顺直不得有扭曲变形，否则必须进行调直，打桩机采用液压振动打桩机。

2）采用“一丁一顺”钢板桩支护，即在定出的桩线上按一根横桩一根丁桩依次打入。（详见基坑钢板桩平面图）

基坑钢板桩平面图

3）钢板桩打入时必须挂线沿线垂直打入，打入时有专人对中，过程中如发现异常情况应立即停止，分析查明原因采取措后方可继续进行施工。

6.3.3机械挖井：钢板桩施打完，复核桩位后，放线机械挖井，第一次挖深1.5m，人工紧跟清理，然后焊腰梁，四角平设“八字”平支撑，腰梁横支撑中心线距钢板桩顶1m，腰梁、四角“八字”平支撑焊好后即进行第二次机械挖井，直至挖至井底。开挖井土倒运至基坑外侧3～5m外以减少基坑侧压力。严禁近井、槽旁推土，机械在井、槽边行走，以免扰动支护结构。

6.3.4焊支撑：土方开挖至地下1.5m时，立即停止下挖，进行腰梁、八字支撑施工，腰梁、八字支撑采用对焊钢板桩，电焊机点焊在基坑四周工字钢上。腰梁、八字支撑要求平顺直。八字支撑采用300圆钢管点焊于腰梁的工字钢上，钢管两端应加焊铁板加固，并确保其处于同一水平面，严禁翘头掉尾。注意保护各支撑，严禁抬压、撞击支撑。

6.3.5由于井室较深，井室开挖后应及时做好排水工作，在基坑底两侧挖积水坑，积水坑长宽各为100cm，深度50cm。下潜水泵抽水，保持基槽无积水。

6.4工作井机座施工

6.4.1机座垫层：采用50cm抛填片石加20cm厚碎垫层

6.4.2底板混凝土浇筑

工作井、接收井底板厚度为450mm，混凝土强度采用C30钢筋混凝土结构，底板平面与顶管轴线平行。严格控制底板、承管槽顶面标高及平整度。（详见工作井断面图）

6.5工作井后靠背施工

按照顶管长度计算反力，确定顶管工作井后靠背浇筑1m厚度，面积大小。钢筋混凝土标号采用C25为宜。

混凝土后背墙内预埋一块δ=20mm,面积大小等同后背墙的面积Q235钢板。

工作井断面图

剖面图

6.6顶管设备安装

6.6.1导轨安装

（1）安装导轨前应先复核管道中心线的位置；

（2）导轨底铺设枕木,并将导轨固定；

（3）导轨采用18c槽钢对拼，安装时严格控制导轨高程；

（4）导轨与管道的两条接触线与管节中心的夹角应为60°，由支座和轨道调整共同保证；

（5）机头和混凝土管应安放在导轨上，以保证混凝土管顶进方向的精度，导轨应牢固的与基坑两侧钢板桩焊接在一起。要求在顶进过程中能承受各种负荷，确保不位移、不变形、不沉降。

6.6.2主顶设备安装

（1）主顶设备包括：主顶千斤顶、组合千斤顶、液压站、马蹄形顶铁、环型顶铁。

（2）安装前应对高压油泵、液压油缸、液压管路控制系统、顶铁和压力表等进行标定，标定合格后方可使用。

（3）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；油管应顺直、转角少；油泵应与液压油缸相匹配，并应有备用油泵。

（4）液压油缸的着力中心宜位于管子总高的1/4左右处，且不小于组装后背高度的1/3。

千斤顶布置图

（5）千斤顶的固定布置根据个数按对称形式布置，固定在支架上，千斤顶轴线垂直后背，并与混凝土管轴线平行。

（6）千斤顶规格应一致，均设单独的控制阀，压力油管路均为并联。千斤顶伸出最大行程应小于千斤顶行程的10cm。

（7）千斤顶的安装高程，一般宜使千斤顶的着力点位于管端面垂直直径的1/4左右处。

（8）马蹄形顶铁和环形顶铁要求有足够的强度，相邻面应垂直，单块放置稳定性好，与导轨接触面必须平整。顶铁设锁定装置，防止顶铁受力不均，发生崩铁事故。必须使顶铁与管道轴线平行，使千斤顶轴线、顶铁轴线和管道轴线处于平行。

（9）环型顶铁与混凝土管口之间加缓冲衬垫。

6.6.3测量仪器安装

为保证顶管过程中顶进方位的准确，采用激光经纬仪对顶进方位进行测量。在沉井工作坑地板预埋好钢板（位置为管线中心后背前方），待坑内其他设备安装完毕后，再进行激光经纬仪安装。

6.6.4泥水平衡掘进机泥水循环系统安装

在使用泥水平衡掘进机顶管的主工作坑附近设置一个15m*10m*3m的泥浆沉淀池，池内放池体积2/3的清水，并安装一台进水泵。使用4寸钢管把进水泵与泥水平衡掘进机进水管连接。

主工作坑内安装一台管道泵做为排泄掘进机泥水仓泥浆的设备。用4寸钢管与掘进机排水管连接，把泥浆排至泥浆池。

6.6.5照明设备

工作坑后方做一配电间，将三相380V动力电源直接接到掘进机的电气操纵台上，接到管内的电缆将它悬在管内一侧，不要与油管、注浆管及水管放在同一侧。

6.6.6起重设备安装

（1）顶管工作坑须配备起重设备，采用汽车起重机，起重能力须满足吊装顶管机组、混凝土管和顶进设备的拆装要求。

（2）吊车梁须与支脚基础平面平行，支脚基础要稳固。

（3）起重钢绳安全系数为8，必须有合格证。

（4）起重机操作有专人负责，严格执行操作规程。

（5）正式作业前应试吊，吊离地面10cm左右时，检查重物的捆扎情况和制动性能，确认安全后方可起吊。

6.6.7设备调试

（1）所有的电控系统安装完毕后对电控系统的连接及控制开关进行调试，检验线路连接是否正确、开关是否灵敏。

（2）对主顶油缸及油泵站进行调试，检查油管是否连接正确、油泵站运转是否正常、油路控制闸阀是否完好、顶镐出镐缩镐是否正常，对油管进行排气处理。

（3）对测量系统进行校验，检验支架的稳定性和安全性，对仪器进行摆放调试。

（4）对机头的各项开关进行调试，检验电压表、电流表；检验刀盘转向是否与控制相符；检验纠偏系统是否运转正常；检验土压表是否灵敏；检查齿轮油箱是否满足设备要求；检验螺旋出土机转向是否与控制开关一致，运转是否正常。

6.7顶进

顶进施工严格控制管道顶进高程和位置，并采用注浆减磨降低顶力。

（1）拔掉进洞口钢板桩、然后开镐。掘进机接触土层后打开刀盘，开启进回水阀门。初顶（顶进掘进机的过程）时要严格控制顶进速度和泥水仓水压，并随时观察泥浆排出情况。掘进机顶到位后，停镐，关刀盘和进回水阀门,最后回镐，进回水管拆除。

（2）当顶出3m左右时停止顶进，开始吊装第一节钢筋混凝土管，其他工序与以上一样，前三节管材与机头之间用电焊联成一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。

（3）顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10'。

（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组和机头纠偏。

（5）在每一顶程开始前须制定坡度计划，可对设计坡度线加以调整，以方便施工和最终符合设计坡度要求和质量标准。

顶管施工示意图

（6）机头进洞后，及时将与机头连接的管子分离，机头及时吊

出井外；并抓紧处理井内泥浆和进行洞口封门止水。

（7）机头进洞后止水工作抓紧作好，洞口处土体流失、管子沉

降等现象就不会发生，也是保证顶管质量的关键。

（8）当顶管机头即将进入接收井时用打桩机将顶进前方的钢板桩拔除,机头全部进入接收井后用人工清除机身周围的土并拆除机头与混凝土管之间的连接块,用吊车将机头从接收井吊出,最后用千斤顶将混凝土管顶进至设计位置。

7.顶管施工时的意外应急措施

顶管施工时可能会遇到一些意外情况，如土质突然变化、遇到障碍物等，须采取有效的措施进行处理。

（1）地质发生很大的变化，突然间变硬或变软。可通过刀盘的转矩来判断，如果突然变硬了，则向土仓内加入水或泥浆，掘进机上设有加泥孔，其目的就是用来加泥的。为了防止土的承载力急剧下降，出洞时已把第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。

（2）遇到障碍物时，可以在机头前进行注浆固结土体，然后将机头上人孔打开进行清除。

（3）在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。

8.劳动组织

劳动组织见表劳动力计划配备表所示。

劳动力计划配备表

工种级别	按工程施工阶段投入劳动力情况
	施工准备	顶管施工	收尾工程
负责人	1人	1人	1人
技术主管	1人	1人	1人
专职安全员	1人	1人	1人
测量工	2人	2人	2人
机械工	4人	4人	5人
试验工	1人	2人	1人
砼 工	1人	2人	3人
钢筋工	1人	1人	2人
木 工	1人	2人	1人
电焊工	1人	1人	1人
电 工	2人	1人	1人
普通工	10人	20人	10人
合计	26人	38人	29人

其中负责人、技术主管、专职安全员、及试验人员必须由施工企业正式职工担任，其他人员可根据施工现场的实际情况适当进行调配。

9.材料要求

（1）对采购的原材料进行事前样品检验，检验依据现行国家及有关部委颁布的标准要求，合格者方可购进。

（2）对购进的原材料依据样品进行验收，同时验查原材料的出厂合格证和质保书，并登记记录。

（3）对有合格证的原材料进行复检，复检合格的材料经监理工程师确认后使用。

（4）复检不合格的材料，书面通知物资部门做出标记，隔离存放，按不合格品处理程序进行处理。

10.设备机具配置

主要施工机械配置表

设备名称	数量		设备名称	数量
200 KW发电机	1台		泥水平衡掘进机	1套
50KW发电机	1台		液压千斤顶 200t	4台
1.0 m3挖掘机	1台		液压站	3台
4”潜水泵	4台		顶铁	2套
50T装卸汽车	1辆		注浆泵	1台
电焊机	2台		搅拌桩机	1台
打桩机	1台

11．施工质量控制及检验

11.1质量控制

11.1.1管道接口必须严密平顺；

11.1.2两根导轨应平顺、平行、等高、安装牢固，其纵坡与管道设计一致；

11.1.3后背墙壁面与管道顶进方向应垂直；

11.1.4工作坑支护牢靠，宜形成封闭式框架。

11.2质量检验

顶管工作坑、后靠背、导轨允许偏差见表1；

顶进管道允许偏差见表2。

顶管工作坑及设备允许偏差 表1

项目		允许偏差 （mm）	检验频率		检验方法
			范围	点数
工作坑每侧宽度、长度		不小于设计规定	每座	2	用尺量
后背	垂直度	0.1%H	每座	1	用垂线与角尺量
	水平扭转度	0.1%L		1
导轨	内 距	±2	每座	1	用尺量
	中心线	≤3		1	用经纬仪
	顶面高程	0， 3		1	用水准仪

顶进管道允许偏差与检验方法 表2

项目		允许偏差（mm）	检验频率		检验方法
			范围	点数
中线位移		50	每节管	1	测量并查阅测量记录
管内底高程	DN＜1500mm	30，-40	每节管	1	用水准仪测量
	DN≥1500mm	40，-50	每节管	1
相邻管间错口		15%管壁厚，且不大于20	每个接口	1	用尺量
对顶时管子错口		50	每个接口	1	用尺量

12．安全及环保保证措施

12.1施工安全保证措施

施工现场必须设置安全防护措施，必须配备足够的消防器材。在各配电箱旁边必须悬挂相关的危险标志牌。所有作业人员进场时必须佩戴安全帽。施工人员将严格按有关施工规范施工，做好预防监测控制措施,做好排水和边坡支护措施。

12.1.1在施工过程中的不安全因素主要是由塌方造成。施工中引起塌方的主要原因有：

12.1.1.1大型机械离沟坑边太近，增大土体的滑动力；

12.1.1.2排水系统设计不合理，使土体抗滑力减小，滑动力增大。

12.1.1.3明确各级各类人员在施工活动中应承担的安全职责，做到安全生产事事有人负责，并使责任制落实到实处。把安全生产同经济责任制挂钩，做到奖罚分明。

12.1.2施工用电安全

12.1.2.1施工用电要编制施工组织设计，并经主管部门批准后实施。

12.1.2.2现场设配电房，采用三相五线制，配电房建筑面积约10平方米左右，并具备一级耐火等级。

12.1.2.3用电由有相应专业资质的持证专业人员管理，负责保护所有设备的线路和开关箱，停用的设备必须接闸断电，锁好开关箱；搬迁和移动用电设备应切断电源，作妥善处理后进行；对用电过程发现的问题应及时报告和解决。

12.1.2.4严格用电管理，现场临时电线路按《施工临时设施用电安全技术规范》要求布设，必须由持证的专职电工上岗操作，不得任意拉接电线和电器设备，采用三相五线制供电系统，各类电器设备均安设安全保险装置，严格执行一机一闸一保护，对电力线路、电器设备经常检查、维修、调整并做好测试、检查、维修记录。

12.1.2.5电气设备和线路的绝缘必须良好，各种电动机械接地，接地电阻不大于4Ω，电气设备及线路检修时，先切断电源。

12.1.3机械安全措施

12.1.3.1各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械运行的关键部位进行检查，保证安全防护装置完好，设备装置附近设标志牌及安全使用规则牌。

12.1.3.2各种机械设备视其工作性质、性能的不同搭设防尘、防雨、防晒、防噪音工棚等装置。

12.1.3.3机械安装基础必须稳固，吊装机械臂下不得站人，操作时，机械臂距架空线要求符合安全规定。

12.1.3.4运输车辆服从指挥，信号灯齐全，制动器机械性能良好。

12.1.4防火安全措施

12.1.4.1贯彻“预防为主、防消结合“的消防方针，施工中认真执行有关消防防火管理规定。

12.1.4.2落实“谁主管、谁负责“的原则，成立消防领导小组，明确任命工程各部门防火责任人，各司其职。实行逐级消防责任制，并检查执行，处理隐患、奖罚分明。

12.2环境保护措施

在施工过程中，最大限度减少对周围环境的污染，成立本项目部文明施工领导小组，制订文明施工的实施方案，具体措施如下：

12.2.1加强精神文明建设，提高职工思想政治素质和业务素质，共创良好企业形象。

12.2.2做好现场文明施工宣传工作，宣传党的方针政策和企业精神，增强文明施工意识，自觉文明施工。

12.2.3项目经理部设立一名专职文明施工员和一名兼职文明施工主管领导，负责现场文明施工的监督和指导。

12.2.4施工现场的淤泥及时清运，淤泥外运不得雇佣无淤泥排放证的车辆运送淤泥，不乱倒淤泥、垃圾。

12.2.5坚持文明施工检查制度，各施工队每周不少于一次自检，公司每月不少于一次检查评比。此外，根据工程实际情况，随时组织检查。

12.2.6施工现场的管理

12.2.6.1施工现场与周围场地等实行隔离管理，采用门式架或钢管子作支柱、编织布围蔽，其下砌筑四皮砖，以防止污水流出场地外。

1）施工范围沿线除预留人员、车辆的出入路口外，全部围蔽，以降低施工作业对周围环境的干扰与影响。

2）工地内设置的施工临时设施如各种材料堆放场地、机具停放场地等，应设置施工围栏和张挂明显标志。

3）施工围蔽栏上设立施工警示牌，夜间挂红灯，并保证施工沿线在夜间有足够的照明设施。各交通路口设置明显的导向标志并设专人值班，维持交通畅顺。

4）施工期间，根据监理工程师、业主或当地政府要求，在要求的时间和地点，提供和维持所有的照明灯光、护板、围墙、栅栏、警示信号标志和值班人员，对工程进行保护和为公众提供安全和方便。

5）在施工作业通道出口设置洗车槽，驶出现场的机动车辆必须在工地洗车槽内冲洗干净才上路行驶，保证运输过程不污染市容环境。

6）安排洒水车进行洒水工作，保持周围环境不受泥尘污染。

7）现场办公室及工棚设施要合理、方便、整齐划一，工程一开工，文明施工的宣传标语就要同时悬挂。

8）为方便公众监督，施工现场入口处必须悬挂城监部门颁发的施工标牌，标明工程名称、施工单位、现场负责人、施工许可证号、文明施工负责人、投诉电话等。

9）严格控制施工占用范围、搭设临设、停放机具及材料堆放等不得占用施工范围外的道路。

10）施工场地两侧沿线设置排水沟，场内设置横向排水系统，将现场内的积水排至沉淀池，保证施工现场道路畅通、场地平整，无大面积积水。污水未经处理，绝对不允许排入排水系统。

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