排水顶管施工方案

一、工程概况

二、编制依据

（1）《给水排水标准图集》

（2）《检查井设计与施工标准图集》（H DBT2004-001）（3）《给水排水管道工程施工及验收规范》

（GB50268-2008）

（4）《建设工程安全生产管理条例》（中华人民共和国国务院令第393号）

（5）施工图纸及岩土工程勘察报告

三、主要施工工法

本标段排水施工范围为N SH26-N SH33（包含NS H26、NSH33排水井），井间距离依次71.96m、46.36m、100m、100m、85.41m、100m、100m,具体形式见下图：

N SH26-NS H32(不含NS H32)井位置各开设工作坑1座、顶管长度71.96m中间加设一个工作坑、顶管长度46.36m采用一次顶进，顶管长度85.41m及100m段中间加设两个顶进工作坑，共计15个顶进工作坑。下穿铁路部分井号为N SH31-NSH32，铁路中心距离N SH31号井14.5m、距离NS H32号距离85.2m，施工此段顶管时对既有拉滨铁路线路进行P50钢轨，采用3-5-5-3形式扣轨防护。

管材为钢筋混凝土管，胶圈接口。顶进时可随时通过超欠挖方法纠正顶进偏差。工作坑三侧设固定围挡封闭，一侧采用活动围挡作为出土进管工作口。本标段NSH26-NS H31开挖深度依次为11.108m、10.453m、10.382m、9.272m、8.022m、7.779m，平均深度为9.5m，地下水位2012年2月份（枯水区时段），测定为平均深度8.8m，由于施工条件，此段施工处于8月末9月初（水位高峰区），平均深度将达到约7.8m，为确保施工过程中充分稳定有地下水位土体，工作坑坑壁四周做好保护，本着保质保量保安全的原则，积极配合建设单位完成本工程的施工。

四、主要施工顺序：

1、预埋纵向钢板桩（36b工字钢）

2、基坑开挖

3、逐层搭接横向20H工字钢且附有斜支撑

4、搭做施工平台，每井预留两孔

5、顶管

6、回填

五、顶进工作坑

顶进工作坑尺寸为长 5.0米，宽 5.0米，工作坑深度为9.5m，采用人工将顶坑挖至 2.0m左右后进行支护，支护方式采用12m长36b工字钢支护，连续部置，横梁间距2m使用20H型钢连接，使用20H型钢设置两道斜角支撑分别为顶面下返4m、7m处，且斜支撑与水平梁应连接牢固，上下通道应搭设牢固。在钢桩间设挡土板

支撑并在基坑上部应增设水平锁口钢梁，详见以下示意图。安装平台及顶管架子，工作坑开挖过程中要保证坑壁直顺、平整，设专人监视，在快接近设计深度时测量清底，防止出现超挖现象。

36b工字钢

20H型钢

20H型钢

挡土板

平台架子及架子上部顶梁的选用

36b工字钢

20H型钢

20H斜支撑

挡土板

挡土板

平台梁选用36b工字钢，搭接方式见图。

平台板采用6×0.2×0.06m木板，用圆钉钉在平台梁上，并预留孔洞，一个为下管孔洞，一个为工作人员出入口，架子采用φ20圆木，设四排，架子安装应牢固可靠。

1、顶管坑内后背的搭设及材料的选择

后背采用钢筋混凝土形式，一侧顶进完毕后，调头顶进时，将钢筋混凝土后背放置在已完成的混凝土管道前并且紧靠坑壁。

2、导轨安装

导轨选用钢质材料制作，其安装应符合规定：

（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：±2m m

（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。

3、千斤顶的安装

（1）千斤顶应固定，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线上。

（2）放置一台320T的千斤顶。

4、顶铁的安装

（1）安装顶铁时，应首先检查顶铁与导轨之间、顶铁与顶铁之间的接触面。如有泥土或油污等，应擦拭干净，防止接触不良，相互滑动。安装后，顶铁必须与管道的轴线平行，使千斤顶轴线、顶铁轴线和管道轴线相互平行。

（2）更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；顶铁拼装后应锁定；使用顶铁时必须注意安全，加强防护。

（3）顶铁允许连接长度应根据顶铁的截面尺寸确定。

（4）顶铁与管口之间的连接，无论是混凝土管还是金属管，都应垫以缓冲材料，使顶力均匀分布在管端，避免应力集中对管端的损伤。

a、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现象。

5、油泵安装于运转

（1）油泵设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少。

(2)千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。

六、管道顶进

1、管道顶进的方法的选择

管道顶进时应考虑管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素。

顶管施工中的测量，应建立地面与地下测量控制系统，控制点应设在不易拢动、视线清楚、方便校核、易于保护处。

2、顶管的程序

顶管方向单向顶进，采用320t顶镐。顶进前，检查以下内容：

（1）管子在导轨的中心线，坡度和高程符合设计规

定。

（2）掏土采用人工掏土方式，管下部120°范围内不得超挖，管顶以上超挖量不得大于 1.5mm，人工掏土在管内进行，管子外露在工作坑的长度不得小于0.5m，且不得有接口，管道进入土层过程中，每顶进30cm，测量不应少于一次。

（3）顶管质量的监测：用水准仪平面位置的方法是在待测管首端固定一小十字架，在坑内架设一台水准仪，使水准仪十字对准十字架，顶进时，若出现十字架与水准仪上的十字丝发生偏离，既表明管道中心线发生偏差。

3、管道顶进过程纠偏

管道顶进过程纠偏措施：管道顶进过程中如发现管道超出允许偏差，应马上纠偏。偏差较小，采用超欠挖土法调整，如管道偏左侧则多挖右侧土方，管道偏上则多挖下部土方。偏差较大，采用千斤顶配合直径18c m 圆木调整，如管道偏左，则支向右方，纠偏时，测量员应每顶进20cm时，测量一次。

4、混凝土现浇检查井

管线检查井根据设计间距设置。

5、回填

按甲方要求采用回填砂方式回填顶管坑及检查井作业坑。

七、支护结构检算

1、顶管施工工作基坑开挖深度为9.5m，检算时按

10m 检算。采用36b 工字钢板桩作围护结构，桩长为12m ，桩顶标高为-2m ，桩水平间距0.5m 。

共设2道20h 型钢支撑，见下表。

中心标高（m ）

刚度（M N /m 2）

预加轴力（k N /m ）

-4 50 -7

50

基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。

h 2 x 0.5 s

45

q =0 (粉质粘土)

(粉质粘土)

(粉质粘土)

4

7

H =10

D =4

板桩

荷载(kPa) 1 12.26 12.26

3.83

14

2、地质条件场地地质条件和计算参数见表1。地下水位标高为-9.8m。

表1

3、工况

工况简图如下：

工况 14.5

工况 24

工况 37.5

工况 4

7

工况 5

10

4、计算

(粉质粘土)安全系数K=1.41,圆心O( 1.45,0.74)

墙底抗隆起验算

P r a n d t l:K=2.12Te r z a g h i:K=2.42

(粉质粘土)坑底抗隆起验算K=2.11

抗倾覆验算(水土合算)

K c=1.53

包络图 (水土分算, 矩形荷载)

20100-10-20 0

2

4

6

8

10

12

14

深度(m)

水平位移(mm)

Max: 18.7

100500-50-100

2

4

6

8

10

12

14

深度(m)

弯矩(kN*m)

-17.5 ~ 82.7

100500-50-100

2

4

6

8

10

12

14

深度(m)

剪力(kN)

-37.1 ~ 67.1 5、斜支撑验算

4.5m处20H型钢

刚度检算：

Q=61.5kn/m E=2.1x105mp a I=4.610x10-5m4L=2.26m

f=ql4/100EI=1.66mm≤[f]=2260/400=5.65mm满足要求

强度检算：

Q=61.5kn/m L=2.26m W=0.461x103cm3

M m a x=1/10QL2=31.4kn m

σ=M m a x/W=68.11≤215N/m m2满足要求7m处20H型钢

刚度计算：

Q=191.8k n/m E=2.1x105mp a I=4.610x10-5m4L=2.26m f=ql4/100EI=5.1mm≤[f]=2260/400=5.65mm 满足要求强度检算：

Q=191.8k n/m L=2.26m W=0.461x103cm3

M m a x=1/10QL2=97.9kn m

σ=M m a x/W=212≤215N/mm2满足要求

八、深沟槽施工方案

NSH32-NS H33井间距100m，d1600mm180度砂石基础埋管，其中N SH32挖深 6.38m，N SH33挖深 4.66m,根据分析对比，结合现场实际情况，深沟槽采用放坡形式。

1、根据《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268—2008第 4.3.3条载明，深度在5m以内的沟槽边坡的最陡坡度规定：

地质条件为硬塑的粘质粉土、粘土时，坡顶有动载时，其坡度不陡于1:0.67，无荷载时采用1:0.33。

本段开槽施工深度在 4.66-6.38米之间，其中5米以上的沟槽段最大挖深 6.38米，平均深度为 5.52米。采用二级放坡形式，5米以下采用1:0.33，

5米以上地段有机械作业，属动载，坡度采用1:0.67。

方案设计取最大挖深 6.38米，做为计算实例，施工断面图如下：

2、沟槽边坡最陡坡度要求

地质条件良好、土质均匀、地下水位低于沟槽底面高程，且开挖深度在5m以内、沟槽不设支撑时，沟槽边坡最陡坡度应符合下表的规定。

深度在5m以内的沟槽边坡的最陡坡度

3、沟槽每侧临时堆土或施加其他荷载要求

（1）不得影响建（构）筑物、各种管线和其他设施的安全；

（2）不得掩埋消火栓、管道闸阀、雨水口、测量标志以及各种地下管道的井盖，且不得妨碍其正常使用；

（3）堆土距沟槽边缘不小于1倍坑或沟槽深度，且高度不应超过 1.5m；沟槽边堆置土方不得超过设计堆置高度。

4、沟槽挖深较大时，应确定分层开挖的深度要求

（1）人工开挖沟槽的槽深超过3m时应分层开挖，每层的深度不超过２m；

（2）人工开挖多层沟槽的层间留台宽度：放坡开槽时不应小于0.8m，直槽时不应小于0.5m，安装井点设备时不应小于 1.5m；

（3）采用机械挖槽时，沟槽分层的深度按机械性能确定。

5、管段吊装要求

（1）吊装设备的安装与使用必须符合起重吊装的有关规定，吊运作业时必须遵守有关安全操作技术规定；

（2）吊点位置应符合设计要求，当设计无要求时应根据施工条件计算确定；

（3）采用吊环起吊时，吊环应顺直；当吊绳与起吊管道轴向夹角小于60o时，应设置吊架或扁担使吊环尽可能垂直受力；

（4）管段吊装就位、支撑稳固后，方可卸去吊钩；就位后不能形成稳定的结构体系时，应进行临时支承固定；

（5）按规定做好管段吊装施工监测，发现问题及时处理。

6、排水施工措施

根据该场地地下水埋藏条件、基坑开挖深度、本工程实际情况以及场地附近地区已有的施工经验，正常情况下不需要考虑排水施措。但为防止因雨水而使基坑积水，在坑内布置排水沟及集水井，利用潜水泵抽出基坑积水。

九、安全保证措施

1、安全措施

（1）开挖前应掌握现场土质情况，错开桩位开挖，

缩短每节高度随时观察土体松动情况，必要时可在塌孔处用砌砖、钢板桩、木板桩封堵；操作进程要紧凑，不留间隔空隙，避免塌孔，施工期间应加强对支护体系进行变形监测。

（2）孔内应设置应急软爬梯供人员上下井，使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置，不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚下踏井壁缘上下。电动葫芦宜用按钮式开关，使用前必须检验其安全起吊能力。

(3)每日开工前必须检测井下有无有毒、有害气体，并应有足够的安全防护措施。桩孔开挖深度超过9m 时，应设专门向井下送风的设备，风量不得少于25L／s。

(4)孔口四周必须设置护栏，一般加0.8m高围栏围护。

(5)挖出的土方应及时运离孔口，不得堆放在孔口

四周l m 范围内，火车的通行不得对井壁的安全造成影响。

(6)施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须

由持证电工操作；电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m 以上，严禁拖地和埋压土中，孔内电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。照明应采用安全矿灯或32V 以下的安全灯。振动器的操作人员应穿绝缘胶鞋和配戴绝缘胶皮手套，并遵守《施工现场临时用电安全技术规范》(J GJ46-88)的规定。

(7)每天施工前，应安排下井人员对自己孔内进行检查。如果孔内有疑样，要及时向上方汇报问题解决后方可下井。

(8)施工作业人员进入施工现场必须正确带好安全帽，穿胶底鞋。

(9)机具设备由专人检查保证状态完好，并制定施工机具设备的保养制度。

(10)井内超过6m后每天下孔时必须先进行通风。

根据《建设工程安全生产管理条例》（中华人民共和国国务院令第393号）规定，非工作人员禁止入内，孔内作业时孔口上面必须有人监护，挖出的土方应及时远离井口。不得堆放在孔口四周1m范围内，利用桶运土时，必须采用相应的防范措施，以防落物伤人。

孔内作业人员每隔2小时出孔休息一会，井上人员必须每隔2分钟就要和井下人员联系一次，用对讲机联系的方式以保证井内人员安全。

2、其它方面安全技术措施

(1)设专人负责现场排水工作，对于临时设施和设备的防护进行全面检查；对于怕雨、怕潮、怕裂、怕倒的原材料、构件和设备等，放入室内或设立坚实的基础堆放，或用篷布封盖严密等措施，进行分别处理。

(2)安排好职工、民工的生活和住宿，保证足够的休息时间,作业时间一般为8小时，特殊情况不超过12小时，以保证工人有饱满的精神，在工作中精力充足而防止事故发生。

(3)运输车辆必须进出有序，时速不超过5km,行车中严禁带人

十、文明施工

1、组织措施

组织以项目经理为首的文明施工领导班子。公司与项目经理签订文明施工责任状，项目经理与施工队签订文明施工责任书。成立现场文明施工管理组织，并选派一名工程师担任现场安全、文明施工的管理员，制定安全、文明施工检查制度，定期组织项目部成员进行检查评比，制定奖罚制度，做到奖罚分明。认真执行文明施工的有关细则，按工程段划分文明施工管理责任区，由各工程段施工队负责，将文明施工思想贯彻到现场施工管理人员及每个工人之中，并把文明施工责任落实到他们的日常工作中。坚持以人为本，加强思想教育，使每个工人充分认识到安全、文明施工的重要性，以及作为主人翁的责任感，做好文明施工工作与他们的切身利益是紧密相连的，以自觉的文明行为，树立良好的文明形象，从而为文明施工现场达标，树立企业形象贡献一份力量。

2、施工现场要加强场容场貌管理，做到整齐、干净、节约、安全，力求均衡生产。

3、施工现场做到工完场地清，施工垃圾要集中堆放。及时清运，以保持常容的整洁。

4、施工围挡色彩一致，立放整齐，顺直。施工围挡因施工原因临时拆除后要及时恢复，对破坏的施工围

挡要及时更换。

5、现场主要出入口设大门，并制作门楣，门侧悬

挂标明工地项目名称、建设单位、设计单位、监理单位的施工铭牌。出入口处设专人24小时值班，施工区域设醒目界限标致，严禁非施工人员进入施工现场。

十一、环保及其他各项措施

1、防噪音措施

（1）合理安排施工工序，将容易产生施工噪音的工序安排在白天工作时间内进行，夜间尽量少安排施工作业，以减少噪音产生。

（2）易产生噪音的设备配备消声装置或者设隔音罩。

（3）加强职工防噪音意识的教育，施工人员操作时轻拿轻放，严禁扔甩模板等各种材料。

2、防尘措施

(1）运输建筑材料、垃圾和工程渣土的车辆，要以

帆布或尼龙网覆盖，防止建筑材料、垃圾和工程渣土飞扬、洒落，保证行驶途中不污染公路和环境。

(2）场内道路定期洒水，减少灰尘对院内的污染。

3、劳动保护措施

（1）职工代表大会宿舍制定管理制度，宿舍要做到通风明亮、保暖隔热；室内地面应硬化，保持室内清洁卫生，夏天装好吊扇，施工人员一律睡双层铺单人床。严禁非工地人员及小孩在施工现场穿行、玩耍。

（2）卫生责任制，食堂经常消毒，保持干燥、整洁、