顶管工程施工组织设计

目录第一章工程情况

第二章施工总平面布置

第三章工作井施工

第四章顶进施工

第五章项目组织管理及劳动力配置

第六章施工机械设备和材料计划

第七章施工进度计划

第一章工程情况

1.1 编制依据

1.中国非开挖协会《非开挖管线铺设工程技术规》（试行本）；

2.《建筑基坑支护技术规程JGJ120-99》；

3.《工程测量规GB50026-2007》；

4.《施工现场临时用电安全技术规JGJ46-2005》；

5.《建筑机械使用安全技术规程JGJ33-2001》。

6.《工程建设标准强制条文（城市建设部分）》（建标[2002]202号）

7.《给水排水管道工程施工及验收规》GB50268-97

8.《混凝土结构工程施工及验收规》GB50204-2002

1.2 工程概况

龙湖时代天街顶管工程因原有污水管网堵塞，为了修复已破坏的管道，需要穿越土层，该段施工采取在地面以下使用非开挖液压顶管方式将直径DN800mm钢筋混凝土管安装埋设。为了安全、优质、按期完成此工程任务，特制定如下施工方案。

第二章施工总平面布置

2.1 施工总平面布置原则

1.合理规划施工用地

根据施工项目及施工特点合理规划，保证施工现场占地充分利用。

2.科学设计施工平面图

2.2 临时设施布置

1.防护围栏

为保证施工现场不受干扰及确保过往行人的安全，本工程采取封闭施工，在本工程施工围沿线两侧各设置一排标准彩钢板防护围栏，将施工区域与社会交通通道隔离开。采用标准彩钢板制作，总高1.8m，样板背面使用钢管支设，要求钢板围栏支设牢固、美观。防护围栏四周悬挂施工重地，闲人免进、深基坑，注意安全、有电危险等安全标志。

2.施工用电

因施工临时用电量大，应尽量协调附近的工业用电。保证施工用电，自备50KW发电机一台。

第三章工作井施工

3.1 施工准备

1.进行施工前的施工现场调查，收集有关资料。

2.进行测量放线。

3.对施工班组进行技术交底和技术培训。

4.进行工程材料复试和配合比的试配。

3.2 工作坑开挖

按照工作坑轴线控制桩在地面上放置工作坑井基坑。工作井净空埋设深度根据设计深度确定（需考虑垫层、底板、导轨等深度）。

1、工作井的开挖采用人工开挖的形式进行，工作坑预计净空尺寸直径5米圆形砼井，深度约16米。要求：按照井壁支护结构的要求井壁的厚度100—400mm；砼强度等级不低于C30，钢筋配置主钢筋不宜小于Φ14mm，间距不大

于200mm，竖向钢筋要求直径不小于Φ8mm。本工程依据以上所求的侧向土压力强度验算，以及在此强度下所需钢筋面积取Φ14mm钢筋作为主筋，间距200mm，本工程的工作井的真正侧压力只有工作井周边围300—800mm的回填土所产生的侧压力，综上所述，本工作井采用Φ14mm、Φ8mm单层双向，间距为250mm，厚度为250mm砼强度为C30的钢筋砼，能够保证其承担的工作容。

3、3基坑施工

（1）应根据深井平面尺寸决定基坑底面尺寸，开挖深度及放坡大小，定出基坑平面的开挖边线，整平场地后根据设计图纸上的工作井坐标定出工作井中心桩以及纵横轴线控制桩，以上施工放样完毕后经技术部复核后方可开工。

（2）基坑第一层开挖采用人工开挖，先由测量人员按设计图放出工作井

的边角线，施工人员按放出的边线开挖，通过计算得出最大开挖深度达到2.2米，现在挖1.5米，因土质状况良好无须放坡，施工人员可直接按边线下挖到1.5米。

（3）当施工人员挖到1.5米后，由测量人员再次对轴心线进行复核，如有误差应立即进行必要的修正，当确定无误后放出工作井一周的钢筋位置，然后按钢筋笼所处位置下挖200mm的槽沟。

（4）基坑挖好后按设计要求绑扎钢筋，钢筋的绑扎、焊接应严格按钢筋制作规操作。

（5）钢筋绑扎到位后，用砂浆先将挖好的槽沟填平，并拍打密实，目的是预留下一层的钢筋搭接接头。

（6）支模：在钢筋上绑好混凝土保护层垫块，拼装模板时先按照边线安装钢模，支模时要拉水平、竖向通线，并设竖向总垂直度控制线以保证模板水平、竖向位置准确。

（7）模板安装好后用钢管进行加固，加固间距水平方向750mm，纵向为1500mm，安装时水平拉杆和间距必须严格控制保证模板有足够强度、刚度和稳定性。

（8）钢模支撑好后，经过检验合格后方可浇筑混凝土，检验时模板轴线、支架、顶膛螺栓进行认真检查，复核，发现问题及时处理。

（9）混凝土采用C30混凝土，混凝土入模采用导筒。

（10）浇筑混凝土时下料要均匀，浇筑高度要控制在施工规允许围（其砼的自由落差不得超过2m），浇筑混凝土时要保证混凝土振捣密实。又要防止过分振捣引起的混凝土过振及模板变形。

（11）拆模：混凝土浇筑完毕待混凝土达到终凝后方可拆模。

（12）模板拆除后，对浇筑的墙体进行浇水养护，然后继续向下开挖，开挖深为1.5米，并按照第一层混凝土墙的轴线向下开挖确保基坑的平面位置正确。

（13）在开挖至1.5米后按上诉中第3条操作，同样挖出一条深200mm的沟槽。

（14）绑扎第二层钢筋前，先将第一层预留的钢筋搭接头全部用水冲洗掉上面的泥土，然后用钢丝刷清楚上面的铁锈，打扫干净后绑扎钢筋，钢筋的搭接、绑扎、焊接严格按“钢筋制作”中的规执行。

（15）最后支模，加固如上循环操作至工作井浇底。

2、工作坑出的土方及时运出工作场地，确保土方开挖远离基坑，降低基坑上部荷载，从而减少对基坑的影响。

3、工作井浇筑完成后，根据设计高程，先在底板浇筑10mm厚C20混凝土垫层，然后顺管道轴线方向两侧各200mm安装一根2.5米长钢轨固定，最后浇筑300mmC30混凝土固定，形成导轨。

第四章顶进施工

4.1 顶管施工原理

液压顶管在顶进管道的两端按设计的方案设置工作井和接收井，工作井设置坚固的后座，后座为现浇2*1.2*1米混凝土墙，置Φ14mm钢筋网片两层，钢筋间距150mm，双向布置，C30混凝土。后座墙正面布置5*10木方一层，然后置钢板一块。吊进油压千斤顶以及要顶进的混凝土管，接好照明，油管等管线，然后用油压千斤顶缓慢顶进，通过人工挖掘的方式，

将混凝土管顶进。在顶进的过程过激光经纬仪测量顶管的方向，边顶进边排土边调整，直至将混凝土管顶至接收井。

4.2 施工工序

4.3 顶进前准备阶段

1.测量放线

经相关部门审核、审批确认此专项施工方案以后，即可进行现场测量放线，从而确定出设计管线、工作井及接受井的确切位置。

具体是：首先根据现场提供的、经复核无误的高程控制点，其次复核已给坐标点的位置和标高，当与设计无误时，即可进行设计管线、工作井、接受井的放线定位工作。

2.顶力计算与顶管后背墙

1)顶力计算

推力的理论计算：（以Φ800mm计算）

F=F1十F2

其中F—总推力

Fl一迎面阻力 F2—顶进阻力

F1＝π/4×D2×P (D—管外径0.96m，P—控制土压力)

P＝Ko×γ×Ho

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2.48m

γ—土的湿重量，取1.9t/m3

P＝0.55×1.9×2.48＝2.59t/m2

F1=3.14/4×（0.96）2×2.59＝1.87t

F2＝πD×f×L

式中f一管外表面平均综合摩阻力，取0.8t/m2

D—管外径0.96m

L—顶距，取值约25m

F2＝3.14×0.96×0.8×25＝60.288t。

因此，总推力F=1.87+60.288＝62.158t。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。主顶油缸选用一台(根据现场实际情况定)300t(3000KN)级油缸。油缸顶力控制在300t以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力300t。

2)后背的计算

后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形即象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则，千斤顶在余面后背上，造成顶进偏差。

后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。所以，应进行强度和稳定性计算。本工程采用现浇整体式后座墙组合钢板结构，这种后背安装方便，安装时应满足下列要求：使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3。

后背墙应承受和分散船体全部顶力，必须具备足够的强度和刚度。后背墙的平面必须与顶进轴线相垂直，在顶进中随时检查，如有发现倾斜，则必须重新布置，以保证安全。

3.顶管导轨

导轨安放在基础面上，导轨定位安装后必须稳固，标高、位置正确，在顶进中承受各种负载时不移位，不变形，不沉降。导轨安放前，应先复核管道

中心位置。滚轮接触钢管位置的标高应按管道设计标高调整，在顶进中应经常复核调整，确保顶进轴线的精度。导轨设置坡度与设计轴线相同。

顶管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；两轨距：±2mm。

3)安装后的导轨必须牢固可靠，严禁在顶管过程中产生位移或变形，并应

经常检查校正。

3.千斤顶的安装

千斤顶的安装应固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；

4.油泵安装

油泵站设置在千斤顶附近，油路安装应顺直，减少转角，接头不漏油。油泵的最大工作压力不大于32Mpa，应检查限压阀、溢流阀和压力表等指示保护装置，安装完毕后进行试车，在顶进中应定时检查维护。

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；

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.顶铁

1)顶铁作用于管道口，将顶力均匀传送到管道上，使顶进正常进行，其质

量应符合下列规定：

①顶铁应有足够的刚度；

②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；

③顶铁上应有锁定装置。

2)顶铁的安装和使用应符合下列规定：

①安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和项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；

④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。

4.4 顶管施工

1.测量复核

待顶管前期准备工作结束后，首先应精确放线并复查。应根据业主提供的平面控制网点及水准网点，按照《工程测量规》GB50026-93进行施工测量，测量工作是一切工作的先导，测量工作的好坏直接影响到以后工程质量的好坏。因此，安排优秀测量人员，配置精密仪器，确保施工放样工作精准、及

时、高效完成。复核基准点时，如发现问题及时上报，并协商解决。

2.管节材质检查

该工程顶管管材均使用管径为Ф800mm的钢筋混凝土承插管，管道连接采用钢承插加密封胶圈的方式。

钢筋混凝土管规格尺寸、接口形式和外压荷载系列表

橡胶圈采用氯丁橡胶，其化学成分、物理力学性质均符合国家ZBQ43001—87《预应力与自应力钢筋混凝土管用橡胶密封圈》的规定，橡胶圈的外观和断面质地应致密，圆度均匀，无气孔、气泡、裂缝或凹痕等缺陷。

钢套环的外表面（除埋入混凝土部分外）在做防腐涂层以前必须进行表面除锈处理，要求采用喷射磨料（喷砂或抛丸）除锈或其他机型方法除锈，去除所有的氧化皮、泥土、焊渣及其他污物。所有曝露在外的钢板及预埋铁件的外表面的除锈处理要求达到SYT4007—86《涂装前钢材表面处理规》所规定的sa2 1/2级标准。钢板与混凝土接触的表面必须进行清扫。去除松散的铁氧化皮、浮锈、泥土、焊渣等附着物。

管节安装前应进行外观检查，发现裂缝、保护层脱落、空鼓、接口掉角等缺陷，使用前应修补并经鉴定合格后，方可使用。

钢筋混凝土管图片如下：

钢承插钢筋混凝土管

钢承插钢筋混凝土管

钢圈密封橡胶圈

接口示意

3.开始顶进前应检查下列容，确认条件具备时方可开始顶进：1)全部设备经过检查井并经过试运转；

2)工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合规规定；

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。

4.采用手工掘进顶管法时，应符合下列规定：

在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135度围不得超挖，管顶以上超挖量不得大于1.5cm—3cm；管前超挖应根据具体情况确定，如高填方地段在顶管施工时会发生大面积坍塌，应少挖勤顶；若坍塌量大或不可控时，应立即封闭管道进行高压灌浆处理，并制定安全保护措施方案。并向甲方提交技术变更及方案，由甲方审核后在复工。

管节连接口处理：管道连接采用钢承插加密封胶圈的方式，在每个承插口放置一条密封胶圈。顶管完成后，再使用密封材料（常用的密封材料有水泥混合水玻璃和加铝膨胀水泥等）对每个连接口进行勾缝处理。达到设计闭水要求。

5.高程控制、纠偏

1)高程控制：（边顶进边测量）将测量仪器放入地层中，每顶进50cm，测量

不应少于一次，管道进入土层后正常顶进时，每顶进100cm，测量不应少于一次，纠偏时应增加测量次数。

2)纠偏：出现较大的偏差，应小角度连续纠偏，保持适当的曲率半径返回到

轴线上来。避免管道顶进时产生过大的侧应力。对于短距离纠偏作业，可采用后座液压油缸进行纠偏，根据偏差情况，快定后座油泵的开启和关闭。

4.5 场地清理

施工产生的工程土、垃圾采用施工车拉至指定地点卸下，做好场地清理工

作，给后续施工单位创造条件。土方回填及恢复路面与园林恢复施工，并达到设计要求。

第五章项目组织管理及劳动力配置

5.1 组织机构保证体系

1.建立施工组织机构

本工程的主要工程容是顶管工程，根据工程特点，在公司统一部署和职能处室协同配合下，由项目经理牵头组织，项目技术负责人负责落实，组织能吃苦耐劳的各类专业工程技术管理人员投入施工管理，组建一个少而精的项目部，从而确保各项具体目标(工期目标、质量目标、安全目标和经济目标等)的实现。

2.合理设置施工班组

根据工程施工特点，我们将合理配置技工和普工的比例并符合并行流水作业的要求，根据工期制定出工程各阶段所需劳动力计划。

3.施工力量的集结、进场和培训

在建立工地组织领导机构后，根据各分项工程的开工日期和劳动需要量计划，分批分阶段地组织劳动力进场并及时组织进行上岗前的培训教育工作。该项工作是施工准备工作的一项重要任务，对涉及本工程的技术工人再次进行技术、质量、安全操作、消防和文明施工等方面培训教育。

4.向施工班组和施工工人进行开工前的交底

在开工前将工程的设计容，施工组织设计、施工计划和施工的技术质量要求等详尽地向施工班组和操作工人进行讲解、交待，以保证工程能严格按照设计图纸、施工组织设计、施工技术规、安全操作规程和施工质量检验评定

标准的要求进行施工。我们将根据不同对象采取书面、口头和现场演示的方式进行交底。

5.建立健全各项管理制度

“没有规矩，不成方圆”，进场后将建立健全各项管理制度，以便各项施工活动能顺利进行。主要有：技术质量责任制度，工程技术档案管理制度，技术交底制度，职工考勤制度，工程材料采购验收、保管待制度，工程质量检查验收制度，安全操作规章、机具保养管理制度。

5.2 主要施工管理人员安排

1.现场组织机构

1)我公司针对本工程的重要性，将严格实行“项目法”施工，组建一个由

具有丰富施工经验和管理能力的人员组成的项目班子负责本工程施工。

按照工程项目在规律，严密组织技术、质检、劳务、材料、设备、安全等生产要素部门，对本工程进行全员、全面、全过程的系统综合管理。

2)项目经理对工程质量、工期、安全、成本及文明施工全面负责，各施

工管理职能部门在项目经理的直接领导下做到有计划、有组织施工，确保工程质量、工期、安全等方面达到目标要求。现场组织管理机构图:

3)项目部主要成员由在我司参加管道工程施工，并具有丰富施工经验的人

员组成。

2.项目部主要人员配备情况

3.项目部规章制度和各主要职能负责人的职责

1)项目部规章制度是确保工期如期实现的必要保证

施工项目部是代表公司行使该工程实施的临时权力机构，将全面按项目法管理施工。为此特以作业班组为单元，层层建立工期质量、安全文明施工等方面的管理制度，从而确保工期高品质如期完成。

2)主要人员职责

（一）项目经理

代表公司是该工程施工的最高指令人，对工程形象进度和工程质量全面的

责任。

岗位职责如下：

①全面主持项目执行机构的日常工作；

②在投标阶段，组织编制投标文件；

③项目实施过程的全职组织者和指挥者；

④组织编制项目质量保证计划、各类施工技术方案、安全文明施工组织管理方案并督促落实工作；

⑤组织编制项目执行机构的劳资分配制度和其他管理制度；

⑥与组织编制项目实施的各类进度计划、预算、报表；

⑦组织项目实施的各类供应商的选择工作；

⑧拟订项目执行机构组织和人员配制及其岗位职责；

⑨具体负责项目质量、工期，安全目标的管理监督工作；

⑩决定项目的各种奖励分配方案并报公司备案；

11 负责与业主、监理、设计等的协调和沟通的组织领导工作；

12 组织和领导工程创优工作；

13 负责工程的竣工交验工作；

（二）技术负责人

对该项目工程负技术责任，分管施工业、工程施工、工程质量、测量工作、组织参加业主技术会议和编制实施性施工组织设计，解决施工过程疑难问题，组织编制、审定竣工资料。

岗位职责如下：

①协助项目经理管理和领导技术部和设计部的工作；

②组织相关部门和人员代表项目部参与与业主、监理或设计方等就施

工组织设计、技术、设计、质量等方面的问题的会议、讨论或磋商；

③主持施工组织设计和重大技术方案和测量方案的编制并负责审核、把关；

④组织进度计划的编制并监督落实，负责沟槽开挖与安管装等工作之间在进度安排方面的配合和协调；

⑤参与项目质量策划并督促技术方案和施工组织设计主要容的落实工作；

⑥对新技术、新工艺和新材料在本工程的推广和使用进行指导并把关；

⑦协助项目领导和组织创优工作；

⑧竣工图、竣工资料、技术总结等工作的指导和把关；

⑨负责组织对工人和劳务队伍的岗前培训工作并审查培训效果；

（三）施工员及测量员

施工员负责从项目经理和技术负责人那里接受任务，并下达安排到各班组，监督执行完成当天的工作任务，负责收集并汇报自已所管辖施工区的完成情况和现场出现的问题。

在工程施工“龙头龙尾”工程，测量员负责施工中复测、放线、放样、平面和高程控制测量工作，并及时提供工序施工平面和高程资料。

（四）工程造价员

岗位职责如下：

①编制各工程的材料总计划,包括材料的规格、型号、材质。在材料总计划中，主材应按部位编制，耗材按工程编制。

②负责编制工程的施工图预、结算及工料分析，编审工程分包、劳务层的结算。

③编制每月工程进度预算及材料调差（根据材料员提供市场价格或财务提供实际价格）并及时上报有关部门审批。

④审核分包、劳务层的工程进度预算（技术员认可工程量）。

⑤协助财务进行成本核算。

⑥根据现场设计变更和签证及时调整预算。

⑦在工程投标阶段，及时、准确做出预算，提供报价依据。

⑧掌握准确的市场价格和预算价格，及时调整预、结算。

⑨对各劳务层的工作容及时提供价格，作为决策的依据。

⑩参与投标文件、标书编制和合同评审，收集各工程项目的造价资料，为投标提供依据。

11 熟悉图纸、参加图纸会审，提出问题，对遗留未发现问题负责。

12 参与劳务及分承包合同的评审，并提出意见。

13 建好单位工程预、结算及进度报表台帐，填报有关报表。

（五）质安员

在安全管理小组领导下，坚守工作现场随时巡视、检查、指挥安全管理，消除安全隐患，尤其重视安全管理工作，同时还应协助交警维护好交通秩序，保证交通安全。

岗位职责：

①协助技术负责人工作和监理一道，负责项目安全生产、文明施工和环境保护工作；

②参与编制项目质量保证计划，负责编制安全文明施工组织管理方案和管理制度并监督实施；

③负责安全生产和文明施工的日常检查、监督、消除隐患等管理工作；