【顶管方案】市政机场道路新建雨污水顶管专项施工方案

　X XX 机场东路（ XX ～X XX 大道）

　道路新建工程

　 雨水污水顶管

　专项施工方案

　 编

　制：

　 审

　核：

　 审

　批：

　 XX 建设有限公司

　目

　录

　一、 编制说明.............................................................................................................. 1 1.1 编制依据 ........................................................................................................................... 1 1.2 编制原则 ........................................................................................................................... 1 二、 建设项目概况简述.............................................................................................. 1 2.1 工程概况 ............................................................................................................................ 1 2.2 地质概况 ............................................................................................................................ 2 三、 施工方法.............................................................................................................. 3 3.1 施工工艺的选择 ................................................................................................................ 3 3.2 顶管设备 ............................................................................................................................ 4 3.3 顶管施工工艺示意图 ........................................................................................................ 7 3.4 施工准备 ............................................................................................................................ 8 3.5 顶管施工 .......................................................................................................................... 10 四、 钢板桩支护措施................................................................................................ 17 4.1 钢板桩支护工艺选用 ....................................................................................................... 17 4.2 钢板桩吊运及堆放 ........................................................................................................... 18 4.3 施工工艺流程 ................................................................................................................... 18 4.4 操做方法 ........................................................................................................................... 18 五、 工程质量保证措施............................................................................................ 19 5.1 质量控制管理 .................................................................................................................. 19 5.2 顶管施工过程质量控制措施 .......................................................................................... 21 5.3 管道纠偏 .......................................................................................................................... 22 5.4 沉降观测 .......................................................................................................................... 22 六、 工程安全保证措施............................................................................................ 24 6.1 安全目标 .......................................................................................................................... 24 6.2 安全管理组织机构 .......................................................................................................... 24 6.3 顶管作业危险作业分析 .................................................................................................. 25 6.4 安全施工基本要求 .......................................................................................................... 25 6.5 顶管施工安全措施 .......................................................................................................... 26 6.6 工作坑开挖及顶进中的安全措施 .................................................................................. 27 6.7 施工用电安全 .................................................................................................................. 27 6.8 机械设备安全 .................................................................................................................. 28 6.9 防火安全管理 ................................................................................................................... 28 七、 应急预案............................................................................................................ 29

　1 一、 编制说明 1.1

　 编制依据

　1）

　《开封市机场东路（G310～华夏大道）道路新建工程》施工图

　 2）

　《给水排水管道施工及验收规范》 GB50268－2008 3）

　《市政排水管渠工程质量检验评定标准》 CJJ3-90 4）

　《建筑机械使用安全技术规程》

　(JGJ33-2005) 5)

　《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 6）

　《玻璃纤维增强塑料夹砂排水管道施工及验收规程》 （DGJ08-234-2001）

　1.2

　 编制原则

　1)针对本工程的特点，特将雨水、污水两项单位工程顶管工程控制点编制专项施工方案，制订切实可行的措施，确保工程顺利的施工。

　2)坚持我公司“用户至上、为用户服务”的宗旨。以满足业主的要求为基本点，与贵方同心协力，全心全意与贵方共同奋斗，共创优质工程。

　3)坚持科学管理。针对工程的特点，采用先进的施工手段与技术，编制出详细施工方案或作业指导书、工程进度计划、人力及机具使用计划、质量保证措施、安全保证措施等。

　5)确保安全施工。安全文明施工是工程建设中的一件头等大事，严格遵守施工生产安全操作规程规定，特别是遵守业市政道路施工方面的有关管理制度。杜绝因违章操作而造成生命、财产损失的事故发生。

　6)落实文明施工，严格执行我公司关于施工现场文明施工的规定。文明施工是反映企业管理水平的一个重要标志。针对本工程制订专门的文明施工措施，坚决杜绝野蛮施工的现象发生，确保施工现场整洁有序。

　二、 建设项目概况简述 2.1 工程概况

　机场东路污水工程分为马家河南北两部分，采用玻璃钢夹砂管道，马家河以

　2 南收集沿线污水排入现状 310 国道南侧污水管道，过 310 国道时采用顶管施工，马家河以北部分从南向北收集沿线污水排入华夏大道污水管道。雨水工程采用玻璃钢夹砂管，自 G310 国道至马家河转输上游雨水同时收集沿线道路雨水，自南向北排入马家河；自马家河至规划芦花岗，转输上游雨水同时收集沿线道路雨水，自北向南排入马家河。本工程污水工程顶管长度为 39.5m，雨水工程顶管长度为24m，管径为 DN800，环刚度≥40KN/m 2 。

　2.2 地质概况

　 ①层

　粉土(Qal+pl4-3 ):层顶高程 70.11~72.52m,平均层顶高程 71.36m；层厚1.4~4.7m,平均层厚 3.37。黄褐色,稍密,稍湿,土质不均匀,无光泽反应,干强度低,韧性低,摇振反应迅速。局部上部存在厚度为 1.0m~2.0m 的杂填土层,杂质分成以碎砖块、石子及生活垃圾为主。

　②层

　细砂(Qal+pl4-3 ):层顶高程 67.00~69.95m,平均层顶高程 67.99m:层厚0.8~2.9m,平均层厚 1.46m。黄褐色,稍密~中密,湿,颗粒纯净,级配较均匀,分选较好,矿物成分以石英、长石质为主,暗色矿物次之,该层局部夹有黄褐色粉土薄层或透镜体。

　③层

　粉土(Qal+pl4-3 ):层顶高程 65.30~68.16m,平均层顶高程 66.53m;层厚3.6~7.0m,平均层厚 5.39m。灰褐色,稍密,湿~很湿,土质均匀、纯净,略粘,局部见灰褐色软塑状粉质粘士薄层或透镜体,无光泽反应,干强度低,韧性低,摇振反应迅速。

　④层

　粉质粘土(Qal4-3 ):层顶高程 58.88~64.45m,平均层顶高程 61.14m；层厚1.2~4.0m,平均层厚 2.64m。灰褐色,软塑状,土质均匀、纯净,局部见灰褐色粉土薄层或透镜体,干强度高,韧性高,无摇振反应,稍有光泽。

　⑤层

　细砂(Qal+pl4-2 ):层顶高程 56.30~61.55m,平均层顶高程 58.65m；层厚3.0~6.0m,平均层厚 4.38m。灰褐色,中密,湿~饱和,颗粒纯净,级配较均匀,分选较好,矿物成分以石英、长石质为主,暗色矿物次之。该层局部见灰褐色粉土薄层或透镜体。

　⑥层

　粉士(Qal+pl4-2 ):层顶高程 52.50~56.82m,平均层顶高程 54.04m；层厚0.5~5.0m,平均层厚 2.45m。黄褐色,稍密,很湿,土质均匀、纯净,略粘,无光泽反应,干强度低,韧性低,摇振反应迅速。

　3 ⑦层

　细砂(Qal4-2 ):层顶高程 51.23~53.31m,平均层顶高程 51.92m；层厚10.7~12.7m,平均层厚 11.76m。黄褐色,密实,饱和,颗粒纯净,级配均匀,分选较好,矿物成分以石英、长石质为主，暗色矿物次之,局部夹有黄褐色粉土、粉砂薄层或透镜体,见小粒径钙质结核及淡水螺壳碎片。

　⑧层

　粉质粘土(Qal+pl4-1 ):层顶高程 39.21~40.76m,平均层顶高程 40.11m；层厚2.7~6.7m,平均层厚 5.31m。灰褐色,硬塑状,土质均匀、纯净,局部见灰褐色粉土薄层或透镜体,见小粒径钙质结核及淡水螺壳碎片,干强度高,韧性高,有光泽反应,无摇振反应。

　⑨层

　细砂(Qal+pl4-1 ):层顶高程 33.41~38.06m,平均层顶高程 34.80m；层厚15.7~20.0m,平均层厚 17.10m。黄褐色,密实,饱和,颗粒纯净,级配均匀,分选好,矿物成分以石英、长石质为主,暗色矿物次之,局部夹有黄褐色粉土、粉砂薄层或透镜体,见小粒径钙质结核及淡水螺壳碎片。

　⑩层

　粉质粘土(Qal+pl4-1 ):层顶高程 17.51~18.32m,平均层顶高程 17.97m；层厚4.4~4.8m,平均层厚 4.52m。黄褐色,硬塑状,土质均匀、纯净,局部见黄褐色粉土、细砂薄层或透镜体,见小粒径钙质结核及淡水螺壳碎片,干强度高,韧性高,有光泽反应,无摇振反应。

　⑪层

　细砂(QQal+pl3 ):层顶高程 12.71~13.92m,平均层顶高程 13.45m；最大穿见厚度 3.60m。黄褐色,密实,饱和,颗粒纯净,级配均匀,分选好,矿物成分以石英、长石质为主，暗色矿物次之,局部夹有黄褐色粉土、粉质粘土、粉砂薄层或透镜体,见小粒径钙质结核及淡水螺壳碎片。该层未穿透。

　三、 施工方法 3.1 施工工艺的选择

　（1）由于本顶管段位于粉土层及细砂层中，且需穿过车流量较大的 G310国道，需要控制地面隆陷，宜采用泥水平衡式顶管法。

　（2）适用地质范围较广，在地下水位较高以及地质变化范围大的土质条件，效果尤其突出。

　（3）可保持挖掘面的相对稳定，对周围土层的影响较小，施工后地面沉降

　4 最小。相比，泥水顶管的推力较小，适宜于长距离顶管。

　（4）工作坑内作业环境较好，作业比较安全。由于采用泥水输送弃土直至地面，搬运土方更为方便。

　（5）由于采用地面遥控操作，施工更加文明安全。

　（6）由于连续出土，大大提高了推进速度。采用了方向引导装置，使得顶进速度快、精度高。

　3.2 顶管设备

　结合本工程现有的施工条件和土质情况，我们选用地面遥控操作的泥水平衡掘进机。顶进设备见下图：

　3.2.1 泥水平衡顶管机原理 泥水平衡式顶管机是利用加压的泥水及刀盘推动切削刀进行挖掘施工的。压力泥水在挖掘面泥土的表面形成一层泥膜,同时通过压力的作用与挖掘面的土压和地下水压力保持动态平衡，有效的稳定挖掘面，将顶管施工对地面的影响即地面沉降减少到最小。当掘进机正常工作时，进排泥阀均打开，机内旁通阀关闭。泥水从进泥管经过进泥阀进入顶管机挖掘面的泥水仓里，挖掘的泥砂经同泥水搅拌后，通过排泥管和排泥泵送到地面的泥水分离装置。泥水分离装置将泥砂和水分离以后，泥水再次送入刀盘循环使用。这些工序完全由中央操作盘进行遥控。

　5 3.2.2 配套设备

　 （1）进排泥泵：选用不仅能泵送清水，而且泵送 r=1.3 以下泥砂的离心泵作为进排泥泵。

　 （2）基坑旁通：用于改变泥水循环方向，防止管内堵塞。

　（3）泥水管路系统：包括泥水钢管、泥水软管、旁通阀组、流量系统、隔膜式压力表等。

　（4）千斤顶：采用 2 台 150t 液压千斤顶。

　（5）高压油泵：选用额定压力为 31.5Mpa 的柱塞泵，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。

　（6）顶铁

　 分块拼装式顶铁的质量应符合下列规定：

　a.顶铁应有足够的刚度；

　b.顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型；当采用焊接成型时，焊缝不得高出表面，且不得脱焊；

　c.顶铁的相邻面应互相垂直；

　d.同种规格的顶铁尺寸应相同；

　e.顶铁上应有锁定装置；

　f.顶铁单块放置时应能保持稳定。

　（7）靠井内一侧的平台上存放顶铁顶环，工作井顶进方向一侧搭设“之”字型扶梯，作为上下应急通道。

　6

　3.2.3 顶力计算 根据《给水排水管道施工及验收规范》 GB50268－2008 中相关计算公式 顶进阻力 F=πDLf+NF D------管道外径（m）

　L-------设计顶距(m）

　F-------管道平均摩阻力（KN/㎡）

　NF---------顶管机的迎面阻力（KN）(NF=π/4D²P) P 为控制土压力 F=3.14x0.86x39.5x8+3.14/4x0.86²x0.55x4.1x19 =878.2KN 取理论顶进阻力的 1.2 倍作为总顶力，即为 1053.84KN.根据实际情况，根据实际情况，顶力是通过油泵的压力控制的，选用规格 150t 油缸，千斤顶的总顶力即为 150t，能够满足顶进距离的要求。

　3.2.4 后背计算 后靠背受力取顶进阻力的 1.2 倍，本工程取 F=100×1.2=1200 KN。

　7 土的被动土压力为：E P =γh2 kp /2+2ch KP =762.41 KN/M2 式中：E P -后背墙被动土压力（KN）

　 γ-后背土的重力密度，取γ=19 KN/M2 h=工作坑深度，取 h=4.6m K P -被动土压力系数，取 K P =3 C-后背土的粘聚力，取 C=10 KN/M2 承载面积 S=F/0.8E P =1.728 ㎡. 根据实际经验，设计后背墙高×宽=1.5×1.5=2.25 ㎡>1.728 ㎡。

　3.3 顶管施工工艺示意图

　顶管设备就位 机头刀盘运转 顶管机进洞 送排泥泵开启 顶进出土 泥水分离 进洞密封器安装 放样、复核

　顶管井施工

　8

　3.4 施工准备

　3.4.1 工作坑布置

　（1）开挖工作坑底最少满足 5 米长、6 米宽顶管工作面，污水顶管工作坑深度 4.8m，雨水顶管工作坑深度 3m。根据本工程特点采用钢板桩支护措施，具体施工方法后附钢板桩施工措施。

　（2）工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站等。

　（3）

　由于污水管道顶管管底深度较深，且建设方一直未能提供地质勘查报告，所以该顶管施工位置地下水位情况不明确，故采取井点降水的施工措施来降低地下水位，使水位控制在工作坑坑底 50cm 以下，保证工作坑内正常安全施工。确定工作坑的位置，沿工作坑四周各布置一排井点，井点管距坑壁不应小于

　9 1.0m ，间距 1.0m ，埋深根据降水深度及含水层位置决定，但必须埋入含水层内。如该位置地下水位较高，根据现场情况增加降水措施，由工程各方现场确认。

　（4）工作坑底部基础采用 C15 混凝土基础，基础厚度 20cm 在混凝土基础中每隔 0.5 米埋设方木，作为道轨枕木（方木埋入混凝土的面用油毡包裹），混凝土基础顶面应低于枕木面 1～2cm。

　 （5）后背做法：将后背土壁铲修整平，使土壁面与玻璃夹砂管顶进方向垂直，后背土体壁面应与后背墙紧贴，孔隙应用砂石料填塞密实。根据后背设计安装后背，采用 4 米长 15×15cm 的方木紧贴坑壁横排码放 3.0m 高，方木前立4.0m 长 I30 工字钢（立铁），间距 1m，方木和工字钢置入基础 1.0m 深。再将 2根 40#工字钢（横铁）放在立铁前，调整横铁，使千斤顶的着力点位于管端面垂直直径的 1/4 左右处，不小于组装后背高度的 1/3。

　（6）导轨、枕头安装：枕铁或枕木的安装高程宜低于管外底高程 2cm，间距均匀，铺装纵坡与管道纵坡一致。两根导轨直顺、平行、等高，导轨安装牢 固，其纵坡与管道设计坡度一致。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。

　 设备工作坑就位

　（1）现场布置采用 25t 汽吊，设备进场时，采用 25t 汽车吊。管道顶进时，现场管材吊放设备仍采用 25T 汽车吊进行吊放下管。

　（2）正式作业前应试吊，吊离地面 10cm 左右时，检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全后方可起吊；按施工设计安装提升架和起重设备，起重设备安装后，应进行空载和重载的安全检验。

　（3）严禁超负荷吊装。

　3.4.3 环境保护措施

　（1）在工作井范围内实行半封闭隔离施工场地，地面设施布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。

　10 （2）开挖工作坑和接收坑土方集中堆放，用密布网覆盖严密，防止扬尘。

　 （3）在顶管工作坑旁布置两座沉淀池，将泥浆中的小碎石、砂等固体颗粒物经过一号沉池分离后的泥浆排到二号沉池，充分沉淀，泥浆泵安装在二号沉池中供泥浆循环。施工的过程中，利用挖掘机及时清理一号沉池、二号沉池，清理出来的沉渣运至政府指定的处置场地。

　3.5 顶管施工

　3.5.1 安装、下管就位

　（1）要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格坚决予以退回。

　 （2）

　针对现场实际情况，下管就位采用卷扬机为主，人工配合的方式进行，下管时工作坑内严禁站人。

　 （3）

　管节起吊时应保持水平状态，起吊要缓慢平稳，施工作业人员用麻绳牵引，避免管节来回晃动。管节下吊速度均匀，低速轻放。当管节距导轨小于 50cm时，操作人员方可近前工作。管节将至井底时，平稳放置在轨道面上。

　3.5.2 顶管测量与控制 顶管工程的测量工作是整个顶管工程质量的关键，测量工作的准确性将直接影响到管线实际轴线的平顺，甚至影响到顶管的顺利贯通，因此需精心实施，确保无误。

　 （1）本工程测量包括高程测量和左右偏差测量两部分。

　（2）在地面上把永久性水准引测至井下，设临时基准点，再在井底架设激光经纬仪，将激光投射到机头的标靶上，由机头内的摄像机将信号传到地面遥控操作台的显示屏上，机头高程和左右偏差一目了然。

　3.5.3 顶管测量与控制 （1）对进出洞口土体采用压密注浆进行加固。

　11

　 （2）为使进出洞口顶进过程中不发生泥水流失，在进出洞口里安装橡胶止水法兰。

　 进出洞措施：

　 （1）作好进洞前的准备工作，包括人员、设备；

　（2）机头出洞后，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；

　 （3）机头进洞后止水工作抓紧做好，就可避免洞口处土体流失、管子沉降等现象，从而确保顶管质量。

　3.5.4 顶管注浆 触变泥浆减摩是顶管施工中减少顶力的一项重要技术措施，在顶进过程中，通过顶管机尾部的同步注浆与管道上的预留孔向管节外壁压注一定数量的减摩泥浆，采用多点对称压注使泥浆均匀地填充在管节外壁和周围土体的空隙来减小管节外壁和土体间摩阻力，起到降低顶进时阻力的效果。在管节外壁能否形成完整的泥浆套，将直接影响到泥浆的减摩效果。减摩泥浆采用触变泥浆，该浆液性能稳定，且有良好的触变性，又有一定的稠度（浆液配比见下表）。施工过程中，泥浆应保证不失水、不沉淀、不固结，泥浆的配比应根据不同的地质情况作相应的调整，使泥浆适应土层的特性，起到预期的减摩效果。施工过程中还可配制特殊的泥浆以满足顶进施工中特殊适应土层的特性，起到预期的减摩效果。施工过程中还可配制特殊的泥浆以满足顶进施工中特殊要求。

　浆液配比（重量比）

　膨润土 水 纯碱 CMS 400 适量 6 2.5 浆液质量指标 a、稠度 b、PH 9～10 12～14cm ＜2%

　12 注浆是最大限度降低顶进阻力的关键。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进摩擦阻力，注浆时要满足以下几点要求：

　 1 1 、选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试，主要指标为造浆率、失水量的动塑比。

　2 2 、在管节上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。注浆前通过注水检查注浆设备，确认设备正常后方可灌注。

　3 3 、膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间按照规范进行，搅拌均匀的泥浆静置一定时间后再灌注。

　 4 4 、压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况。

　 5 5 、注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。注浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进。

　 6 6 、注浆泵的流量与顶进速度相匹配。

　3.5.5 顶进设备安装 （1）规格相同的两台千斤顶对称固定在支架上，与管道中心的垂线对称，其合力作用点在管道中心的垂直线上。

　 （2）千斤顶的油路采用并联，每台千斤顶均有进油、退油的控制系统。油泵与千斤顶匹配，同时配备备用油泵。

　油泵安装和运转应符合下列规定：

　 1、油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；

　2、油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进行试运转；

　3、顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；

　13

　4、顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进； 5、千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。

　6、油泵设置在千斤顶附近，油管应直顺、转角少。油泵安装完毕，先进行试运转。

　 导轨的安装

　导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合下列规定：

　1、两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；

　 2、导轨安装的允许偏差应为：

　轴线位置：3mm 顶面高程：0~+3mm 两轨内距：土 2mm

　 3、安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核。

　顶铁的安装

　1、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；

　 2、更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后应锁定；

　 3、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，单行顺向使用的长度不得大于 1.5m；双行使用的长度不得大于 2.5m，且应在中间加横向顶铁相联； 4、顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加 U 形或环形顶铁； 5、顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。

　14 3.5.6 顶进 开始顶进前应检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进。

　（1）全部设备经过检查并经过试运转； （2）工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合相关规定； （3）防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施； （4）开启封门的措施。

　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：

　（1）安装好顶铁并挤牢，管前端已入土一定长度后，启动油泵，千斤顶过油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。

　（2）停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。

　（3）添加顶铁，重复上述操作，直至安装下一节管子为止。

　（4）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，以保证接口缝隙密封和受力均匀，并采用其他防渗漏措施，保证管与管之间的连接安全。

　（5）重新装好顶铁，重复上述操作。

　顶进注意事项：

　（1）顶进时应遵照“先开动切刀挖泥然后顶进，随挖随顶”的原则。应连续作业，避免中途停止，造成阻力增大，增加顶进的困难。

　（2）首节管子顶进的方向和高程，关系到整段顶进质量，应勤测量，勤检查及时校正偏差。

　（3）安装顶铁应平顺无歪斜扭现象，每次收回活塞加放顶铁时，应换用可能安放的最长顶铁，使连接的顶铁数目为最少。顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并随时观察顶铁有无异常现象。

　15 （4）顶进过程中，发现管前土方坍塌、后背倾斜，偏差过大或油泵压力表指针骤增等情况，应停止顶进，查明原因，排除故障后，再继续顶进。

　（5）顶进施工记录是反映管道在顶进过程中动态情况的依据，因此，必须认真填写顶进施工记录，做好交接班，掌握顶进的动态，做到情况明、问题清、 有对策、处理及时。

　（6）顶管跟踪注浆与顶管结束后补浆控制沉降 为防止顶管顶进过程中地面沉降的发生，在原配浆的基础上，将水的参量降低 6%，来提高触壁泥浆的稠度，起到控制触壁泥浆的流失，可防止地面沉降的发生。

　3.5.7 顶管管节接头 顶管连接接头采用不锈钢套圈设计，以不锈钢套圈、遇水膨胀胶圈和管头凹槽配合进行弹性密封。

　顶管接头结构图

　 3.6 测量定位放线、管线探测

　（1）测量定位放线 对建设单位提供的施工区内的导线网与水准网及其控制点进行复测，经核对无误后方可使用。测量工作从外业到内业必须做到步步校核。

　（2）平面测量控制 ① 施工测量按《城市测量规范》CJJ8-99、《工程测量规范》GB50026－97

　16 的有关规定执行。根据施工需要，引测三个导线点至顶管工作坑附近，布设三级导线平面控制网（即采用原有控制网作为平面控制网），形成闭合导线网。

　② 为保证测量精度，对于钢尺测量的边长，需加入相应的修正，测量的平面导线需进行平差计算，测量角度精确至 0.1º，坐标及高程精确到 1 毫米。

　（3）高程测量 ① 高程控制采用城市四等水准测量的技术施测，使用 DS3 水准仪进行观测，往返各一次。高程闭合差在 20L 之内（L 为水准跨线长度，以千米计）为合格。

　② 井坑内的高程控制点采用长钢尺导入法将高程传入，先做趋近水准测量，再做竖井高程传递。竖井传递高程采用悬吊钢尺法，井上和井下两台水准仪同时观测读数，每次错动钢尺 3-5 厘米，施测三次，高差相差不大于 3 毫米时取平均值使用。

　③ 高程控制点的布设：可利用平面控制点的埋石作为高程控制点，也可单独设置，如特殊需要时可进行加密。加密的水准点精度不低于高程控制点的精度，其布设形式为附合水准路线。

　（4）顶管施工测量 顶管施工采用连续测量与间断测量结合的方式。

　连续测量：在顶进坑后方安放一台激光经纬仪，激光经纬仪按照设计顶进轴线方向发出一束激光，照射到掘进机的光靶上，机手按照激光指示路线操控机械顶进。

　间断测量：每顶进一节管后，测量人员对激光经纬仪进行校核，并且采用水准仪，测量已顶进管道高程偏差情况；采用水平尺测量管道水平偏差情况。测量结果填表上报到项目部。

　根据施工图要求的管道轴线，安装位置线、管道两端的具体轴线位置及标高。

　（5）管线复测 进场后根据定位放线现场成果，主要采用现场管线调查对地下金属和非金属管道进行复测，把管线种类、埋深、管材标示在现场和图纸上。根据现场管线资料调整管道轨迹，确定穿越剖面图，确保提前避开地下障碍物及管线。

　（6）场地准备 根据现场测量放线及管线复测结果确定的最终施工图对出入土点进行按有

　17 关文明施工要求围护，清理平整场地，搭建施工设施，落实现场水源、电源。

　 四、 钢板桩支护措施 根据地形勘察报告，该场地范围内地层为细粉沙质土。

　工作坑与接收坑原采用放坡大开挖方式，基坑易出现流砂松动塌方，无法正常开挖，四周外边面靠近道路，经项目部技术人员研究，决定采用钢板桩进行支护，以达到止水挡土防止塌方的目的。

　1 4.1 钢板桩支护工艺选用

　 根据本工程场地地质情况特点，本工程钢板桩主要作用是为了隔绝砂层地下水流入基坑，同时支护边坡防止流砂涌动，起到支护边坡的作用。设计要点如下：

　（1）采用拉森式（U）型钢板桩，桩长 9m； （2）钢板桩沿基坑四周连续设置成封闭的帷幕周长约 30M；

　 施工机械及设备

　机械参数 机械名称 型号 数量 功率 使用部位 液压振动锤 MIL-2000 1 台

　安装于挖掘机上打钢板桩 履带式 单 斗挖掘机 W-1001 1 台 1M3

　吊液压振动锤 汽车式起重机

　1 台 30t 用于拨钢板桩 震动拔桩机

　1 台 45KW 拨钢板桩 履带式单斗挖掘机 W-1001 1 台 1M3

　挖槽、配合桩机作业及修路 气割机

　1 套

　切割钢板桩 电焊机 XD1- - 200

　2 台 2KVA 钢板桩接长 经纬仪 J2

　1 台

　测量放线 水准仪 S3-d 1 台

　抄平、沉降观测

　18 材料选择 型号 尺寸（mm）

　截面积 A 单根 （cm2 ）

　重量（kg/m）

　惯性矩 Ir 截面抵抗矩 宽度 b 高度 h 腹板厚t 1

　翼缘厚 t 2

　单根 每米宽 单根（cm4 ）

　每米宽（cm4 /m）

　单根（cm3 ）

　每米宽（cm3 /m）

　鞍 IV 型 400 18/0 15.5 10.5 99.14 77.73 193.33 4.025 31.963 343 2043 （3）由于本工程为钢板桩用于基坑的临时支护和止水，故不需进行材质检验而只对其做外观检验，以便对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。

　外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等内容。检查中要注意：①、对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；②、有割孔、断面缺损的应予以补强；③、若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。原则上要对全部钢板桩进行外观检查，对不符合要求的钢板桩需进行矫正。

　2 4.2 钢板桩吊运及堆放

　装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单捆起吊、钢筋捆扎、专人指挥。钢板桩堆放的顺序、位置、方向和平面布置应考虑到以后的施工方便，并按型号、规格、长度施工部位分别堆放，堆放的高度不宜超过 2M。

　3 4.3 施工工艺流程

　基线确定

　定桩位

　钢板桩施打

　 顶管施工

　拔桩 4 4.4 操做方法

　（1）基线确定：施工员的在基坑边上定出轴线，留出以后施工需要的工作面，确定钢板桩施工位置。

　（2）定桩位。按顺序标明钢板桩的具体桩位，洒灰线标明。

　（3）钢板桩施打。采用单独打入法，即吊升第一支钢板桩，准确对准桩位，振动打入土中，使桩端透过砂层进入不透水的强（中）风化岩层。吊第二支钢板

　19 桩，卡好企口，振动打入土中，如此重复操作，直至基坑钢板桩帷幕完成。钢板桩施打时，由于钢板桩制作本身的误差、打桩时的偏差、施工条件的限制，使帷幕的实际长度无法保证按钢板桩标准宽度的整数倍，故此钢板桩帷幕最终封闭合拢有相当难度。调整的办法，一般有采用异形钢板桩来闭合或通过调整帷幕轴线用标准桩实现闭合。由于本工程钢板桩墙精度要求不高，故采用后一方法来实现转角的闭合，即在转角处两侧各以 10 根钢板桩的宽度来调整轴线实现闭合。如出现部分钢板桩长度不足，可采用焊接接长，一般用鱼尾板焊接法。接长时避免相邻两桩接头在同一深度，接头位置应错开 1M 以上，且宜间隔放置打桩。

　（4）

　钢板桩垂直度控制 钢板桩由机械竖直就位后，在钢板桩相互垂直的两个方向，采用铅锤进行垂直度控制或配备经纬仪，此工作，由专业施工员进行跟踪、控制。

　（5）钢板桩拔除。

　工程完毕后即进行钢板桩的拔除。采用较大型的吊车与振动锤配合来进行钢板桩的拔除，即利用振动锤产生的强迫振动扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊车的作用将桩拔除。钢板桩拔除后留下的桩孔，必须即时做回填处理，回填一般用挤密法或填入法，所用材料为中砂。

　五、 工程质量保证措施 5.1 质量控制管理

　（1）建立完善的质量保证体系，切实开展全面质量管理，强化全员质量意识。

　（2）建立健全和严格执行各种质量管理制度 （3）认真执行工前技术交底制。开工前必须向全体施工人员进行设计意图，技术标准、施工方法、施工时的注意事项交底，并进行专项技术培训，使全体施工人员质量目标明确，白准清楚，施工方法得当，工艺操作符合要求。

　（4）认真实施施工前查交底，工中检查指导，工后查总结评比的施工质量评测措施。

　（5）认真执行各种行之有效的技术管理制度，审核设计图纸，领会设计意图，严格按设计文件、施工规范及验收标准施工，把好质量关。

　20 （6）原材料、半成品和成品现场验收制度

　 对原材料、半成品和成品要有质检工程师组织质量、技术、物资部门及施工对的有关人员进行验收，确保各单项材料的性能符合技术要求，各种混合材料使用按设计规定的配合比进行。

　（7）检测仪器设备的校验评定制度 各种检测仪器、仪表均按照计量法的规定进行定期或不定期的校验标定。工地设专人负责计量工作，设立帐卡档案，监督和检查。检测仪器设备有工地实验室指定专人送检和管理。

　（8）组织技术人员对工程进行详细全面的调查研究，编制好实施性施工组织设计，对本工程在人力物力、时间和空间、技术和组织做出一个更加全面合理的安排，以保证按照规定的工期、质量、安全优质地完成施工任务。

　质量保证体系图

　资 料 员 质量 资料 收集 保 管 员 材料 保管 质量 施工 技术 员 按工种进行质测 量 员 对工程平面标高进行控 制

　技术 质量 措施 制定 采购 合同 保管 合价 技 术 员 预 算 员

　观测

　对构造 形状进行控制 质 量 员 技 术复核、分 项工 程材 料 员 采购 材料 质量 验收 试 验 员 配合比材料复试、送样管理 材料供应科 项目总工程师 技术质量科 全面负责 项目经理 指导工作 公司技术质量部 主管负责 项目总工程师 监理单位

　监督、检查

　21

　 5.2 顶管施工过程质量控制措施

　（1）积极推行顶管技术，施工技术负责人应根据土质情况调整施工技术参数，作业人员未经批准不得随意进行操作，以免造成达不到规定循环进度及超挖或欠挖。

　（2）必须按设计规定和施工规范进行操作，以免造成整体性差，接头处不平整，顶管橡胶止水圈渗漏等诸多病害。

　（3）顶管严格控制顶进速度，力求推进压力与开挖面压力平衡。

　（4）严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠的施工方法。

　（5）严格控制管道接口的密封质量，防止渗漏。

　（6）顶进施工前，对顶进设备应进行认真检修保养，保证顶管连续进行。（7）严格执行管节和各种材料的验收制度。

　（8）管节的运输、装卸、安放过程中，应做到吊点准确，轻装轻卸，以防破坏防腐层，造成管节碰伤。

　（9）下管前，应对管子进行质量检查，即检查管节有无裂缝，缺口，漏筋，管端面平直度等。

　（10）定期检查记录，出现问题及时解决。

　（11）顶管工程全部结束后一定采用注浆填充，保证管道不发生沉降位移。

　顶

　管

　施

　工

　质

　量

　控

　制

　项

　 目 允许偏差 最大偏角 0.5° 管线轴线偏差 L≤100m 50mm

　22 标高偏差 L≤100m +30~-40 相邻管节错口 ≤15mm 无碎裂 接口抗渗试验应达 0.11MP 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 +10 地面沉降的最大极限 -10

　5.3 管道施工过程中注意事项

　（1）顶管机旋转 顶管机在顶进过程发生旋转，将影响管内设备的使用，甚至使液体外溢等。这对管道出泥、安装等有较大影响，因此须加强控制，避免扭转角度过大。

　 A A 预防措施 a.纠偏时，注意纠偏油缸不要对管节形成扭矩。

　b.稳定主顶油缸后座。主顶油缸后座不稳易使主顶油缸在工作时方向变化，产生扭转角。

　c.管道内安装的设备应对称布置，避免布置在同一侧。

　B B 纠扭措施

　控制旋转的方法很多，本工程主要采取配重法，顶管机内的设备布置注意了重量对称分布，以防顶管机旋转，但顶进中的机体旋转仍常有发生，处理方法是在顶头内摆放配重，若顶管机左旋，即在机内右侧摆放配重，若右旋，配重就摆左边，效果良好，因顶管机内设备已考虑了重量对称分布，故所用配重的数量较小，配重选材一般根据实际情况选用，最好用铸钢锭。

　（2）纠偏 纠偏是指工具管偏离设计轴线后，利用工具管内的纠偏机构（纠偏油缸）改变管端方向，减小管线偏差的过程。纠偏必须遵循以下规律。

　a.纠偏应在顶进过程中进行，静态的纠偏会对管线产生不利的影响。

　b.钢筋砼纠偏比较灵敏，纠偏角度不宜过大，避免造成较大的弯曲。

　c.第一段管节质量要好，因为第一段管节在纠偏过程中承受多次反复应力，易损坏管节。

　23 d.第一段管节不宜过长，管段过长会影响纠偏的灵敏度，一般不宜超过 2.0米。

　e.纠偏过程中，要在网格底上绘制工具管的测点轨迹，推算出其行进轨迹，根据行进轨迹及时调整纠偏角度，避免纠偏过大产生过度弯曲。

　f.及时了解工具管穿越的土层，特别是不均匀土层的土质情况。

　（3）

　导轨偏移 基坑导轨在顶管施工过程中产生左右或高低偏移。

　防治措施：

　a.对导轨进行加固或更换。

　b.把偏移的导轨校正过来，并用牢固的支撑把它固定。

　c.垫木应用硬木或用型钢、钢板，必要时可焊牢。

　（4）洞口止水圈撕裂或外翻 顶管过程中有时会发生如下现象：

　a.洞口止水圈在顶进过程中被撕裂。

　b.洞口止水圈外翻，泥水从中往外渗漏，同时洞口地面产生较大的塌陷。

　防治措施：

　泥水力太高或橡胶止水圈太薄引起的外翻，应增加洞口止水圈的层数或增加橡胶止水圈的厚度。

　（5）

　后靠背严重变形、位移或损坏 顶管后背在顶进过程中有时会发生：

　a.后靠背被主顶油缸顶得严重变形或损坏，已无法承受主顶油缸的推力。

　b.后靠背被顶得与后座墙一起产生位移。

　防治措施：

　a.应该用刚度好的钢结构件取代单块钢板做后靠背。

　b.后靠背后面的洞口要采取措施，可用刚度好的板桩或工字钢叠成“墙”垫住洞口或管口。

　c. 后座墙后的土体采用注浆等措施加固，或者在其地面上压上钢锭，增加地面荷载。

　d.用钢筋砼浇筑整体性好的后座墙，并且尽量使墙脚插入到工作坑底板以下深一些。

　（6）

　主顶油缸偏移

　24 油缸位置在顶管施工过程中会发生：

　a.主顶油缸轴线与所顶管子轴线不平行或者与后靠背不垂直。

　b.主顶油缸与管子轴线不对称，偏向一边。

　防治措施：

　a.正确安装立顶油缸，同时后靠背一定要用薄板垫实或用砼浇实。

　b.重新正确安装油缸架。

　5.4 沉降观测

　本工程顶管工程紧挨 G310 国道，周围无其他重要管线布置，所有顶管施工过程中要严格检测 G310 国道路面沉降情况，在 G310 国道顶管施工位置道路南侧和北侧各设置一个观测点。当沉降累计达到 10mm 时，分析原因，采取措施，消除隐患后再施工。

　六、 工程安全保证措施 6.1 安全目标

　严格执行“安全第一，预防为主”的方针，杜绝一切大小安全事故。

　6.2 安全管理组织机构

　项目部成立安全生产领导小组，由项目经理任组长，执行经理、总工任副组长；安全部门为专职管理部门，设专职安全员；建立健全安全生产组织，监督施工中安全生产，实施施工过程中安全管理职能。

　安全生产管理网络图

　25

　6.3 顶管作业危险作业分析

　（1）崩铁：发生顶力大的时候，崩铁现象出现是顶铁中心处向内外或向上拱起； （2）后背破坏：顶进中会发生后靠背满足不了顶力作用； （3）管节破坏：在顶进中出现管节开裂或分层。

　（4）顶进中发生以上事故应立即停止顶进，检查原因，处理后再行顶进。

　6.4 安全施工基本要求

　（1）工程施工前，由技术负责人、安全员向班组做安全交底，交底要求具体、明确，要有正式的书面记录和签字。

　（2）每月安全领导小组做一次工地的安全检查评分，针对存在的问题，及时分片或分组开会教育，令其整改。

　（3）安全员和班组长向班组安全讲话，检查安全准备工作，紧跟生产制度，进行监护，对违章作业，及时纠正，对冒险作业，坚决制止。其教育需由本人签安全行政主管部门 项目经理 项目安全主管 监理单位安全总监 雨水管道 污水管道 综合办 技 术 科 供应科 安全科 质量科 财 务 科顶管作业班组 顶管作业班组 公司安全管理部门

　26 字，以示慎重敲响警钟。

　（4）下基坑不戴安全帽的一次罚款50元，不听劝阻的，停止作业。

　（5）严禁酒后上班，不准赤脚、穿拖鞋上班，不准高处向下扔物品，违规罚款50元。

　（6）白天有的转向、缓行、禁行等交通标志，并安排保通人员负责维护交通，夜间在路口处设红灯示警。

　（7）特殊工种，如电工、起重工、机械工等必须持证上岗，无证人员不准禁行操作，同时要求其上岗前进行岗前检验。

　（8）机械设备有漏电保护装置和接零接地，施工电线架空搭设，不准电线拖在地上，工地用电符合“一机、一闸、一箱、一漏”的标准，并由电工专职管理。

　（9）经常对机械设备进行检查维护保养，每天上班试运行运转后才能进入施工操作，严禁吊车等机械设备带病作业。

　6.5 顶管施工安全措施

　（1）落实各项安全管理制度，建立完善安全生产保证体系 由于管道内施工条件差，工人常在震动、噪声、地下水、有害气体等不良环境中从事繁重体力劳动，加之顶管施工工艺操作要求高，组织施工时，更需做到文明施工和科学管理，从工程管理、规章制度、纪律教育、安全培训、机械设备的使用和保养等各个方面，建立安全施工责任制，抓好纪律教育、技术培训，不断提高各级施工人员的素质，同时采取奖惩制度，并创造安全、卫生、无害的劳动条件，严格按规定的工序、工艺施工，确保工程安全。按安全生产保证体系框图的规定，各负其责、各司其职，从思想、组织、检查、经济四个方面作好安全保证工作。

　（2）加强施工现场管理、重视目测观察 目测观察既省事作用又很大，对于开挖后未支护的土质情况，观察内容为土体的土质和分布，接触面填充物的性质、状态，涌水量和涌水压力，管道顶部、侧部的稳定状态等。

　目测观察中应特别注意土质危险性较大引起塌方事故和渗漏涌水象征时，立

　27 即停止开挖工作，及时采取安全措施，消除隐患后才准作业。

　6.6 工作坑开挖及顶进中的安全措施

　（1）由于当地土质较差，开挖时土方外翻需弃土，距离沟边2.0米以外。

　（2）人员上下必须使“之”字梯，严禁工作人员攀爬工作坑。

　（3）下管时工作坑下方严禁站人。

　（4）距工作坑、接受井外缘四周安装双横杆护栏，下道护栏距地面0.6m，上道护栏距地面1.2米，护栏用黄、黑双色涂刷。

　（5）井口出车平台用木板或钢板铺设，安装牢固不留孔缝。

　（6）定时、定期检查工作坑、接受井坑的支护情况，周围土体的变化情况，一旦出现隐患应及时通知项目经理和安全负责人。

　（7）顶进中注意压力表指示值的变化，当发现压力上升时，要立即停止顶进，检查原因，防止发生意外。

　（8）控制千斤顶活塞杆的外伸长度，不要超过临界冲程，以免损坏设备。

　（9）后背顶铁与管口之间应衬垫缓冲的材料，保护已顶入管道的接口不受损伤。

　（10）随挖随顶进，以防止拱变动，甚至出现塌方。

　（11）顶进中，人员应离开顶铁，以防崩铁伤人。

　6.7 施工用电安全

　（1）现场照明：照明电线用绝缘子固定，导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。照明灯具的金属外壳必须接地或接零。室外照明灯具距地不低于3米，室内距底面不低于2.4米。

　（2）配电箱、开关箱：应使用标准电箱，电箱内开关电器必须完整无损，接线正确，电箱内应设置漏电保护器，选用合理的额定漏电动作电流进行分级匹配。配电箱设总熔丝、分开关、零排地排齐全，动力和照明分别设置。金属外壳电箱应作接地或接零保护。开关箱与用电设备实行一机一闸保险。同一移动开关箱严禁有380伏和220伏两种电压等级。

　（3）架空线：架空线必须设在专用电杆（水泥杆、木杆）上，严禁架设在

　28 树或脚手架上，架空线应安装设横担和绝缘子。架空线应离...