采用铁路顶管施工方案

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1、 顶 管 施 工 方 案 云南省 沾益县水洞山水库工程管道工程铁路顶管施工方案2013年10月1日第一章 编写依据：遵照甲方的总体规划及各重点部位的施工要求，在节约增效的前提下、安全、优质、高速地完成施工任务，力争早日投运，故编制该施工方案的原则本着:1、重点考虑材料基坑支护和雨天施工的问题。2、严格执行标准规范，科学组织，精心安排，保证工程质量和施工进度。3、精细组织施工，加强工程施工的管理工作，推行新工艺、新技术、力争精品工程。编制依据： 1、工程设计图纸； 2、给水排水管道工程施工及验收规范GB502682008；3、施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005。4、工程测量规范GB

2、50026-93；第二章 工程概况 因该施工段（K5+410K5+455）穿铁路故将该施工段改用人工掘进、机械顶管。改用人工掘进、机械顶管后，工作井、接收井的井位将根据现场实际情况（地下障碍物、交通影响等）而确定，现以确定为K5+455处为工作井，K5+410处为接收井，共45米，且采用套管施工（使用DN1000的预应力混凝土管套DN500的钢管）。 第三章 施工部署1、施工组织安排顶管段计划分成三个阶段施工，第一阶段为工作井、接收井的开挖施工，第二阶段为人工掘进、机械顶管的实施，第三阶段为钢管的实施，其中工作井、接收井的施工可以交叉作业，速度较快，设备也能得到充分的利用。2、施工工艺流程 1

3、）、人工挖探坑，查找并清除地下障碍物等；2）、确定顶管位置，放线定位，挖掘工作坑及接收坑土方；3）、平整坑底，安放靠背，工作坑碎石垫层地面铺设，工字钢支架；4）、安装顶管机；5）、顶管；6）、土石方外运；7）、拆除顶管机及其它设备；8）、钢管的焊接；9）、下放钢管与混凝土管用钢配件连接；10）、浇筑C30砼，封堵DN500钢管与DN1000混凝土管中间的空隙。第四章 施工准备工作 1、 生产准备 1）、进行施工测量和现场放线工作。 2）、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线准确位置。 3）、进行顶管所用设备的进场准备。 5）、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物。 6）、根据

4、材料计划，组织材料进场。2、 技术准备 1）、审查施工图纸和进行各专业图纸会审，进行施工技术交底工作。 2）、做好标高点控制，施工测量和现场放线工作。 3）、按照建设提供的永久水准点，引临时水准点至工作井下，施工中经常进行顶管标高的校核复测。第五章 主要工程项目的施工技术方案 1 人工掘进、机械顶管顶力的计算： （一）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，采用先挖后顶的方法施工。根据经验公式： P=n P0其中：P总顶力n土质系数。土质系数取值可根据以下两种情况选取： （1） 土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土，管前挖土能成拱者，取1.52.0。 （2） 土质为中粗砂及含水量

5、较大的粉细砂，管前挖土不易成拱者，取34。取n 为2.0。P0为顶进管子全部自重。顶进的每节管自重约为3.08吨，施工段以45米计，每节管长5 米，共要顶进9节管，则P03.08*927.72吨。则总的顶力为：P=n P0 2.0*27.7255.44吨 考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，以及管道顶进方向有可能有石头等障碍物，顶管设备故取1.5 倍左右的储备能力，设备顶进应力约为83.16 吨, 取总的顶力F150 吨，选用1个千斤顶作为顶进动力设备，千斤顶的顶力应为150 吨。（二）对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方的，可采用先顶后挖的方法施工。根据顶管工程力学参数确定，

6、先顶后挖时，顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻力，主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。 （1）工具管正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。大于40t/m2 时表明土质较好。F1=S1K1其中F1-顶管正阻力(t)S1-顶管正面积(m2)K1-顶管正阻力系数(t/m2)F1=S1K1=r2K13.14*0.47*0.47*3524.28 吨(2)管壁摩擦阻力：管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。并且管道顶进方向有可能有石头等障碍物，根据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在0.2

7、-0.7t/m2 之间。F2=S2K2其中F2顶管侧摩擦力（t）S2顶管侧面积（m2）K2顶管侧阻力系数（t/m2）F2=S2K2=DLK2=3.14*0.94*45*0.7=92.98吨顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度按最长管段14米计算，总顶力：F=F1+F2117.3 吨因此，取总的顶力F150 吨，选用1个150 吨的千斤顶作为顶进动力设备。2、工作坑和接收坑的施工 工作坑及接收坑尺寸均为64米，深度为5m，为方便操作人员上下，作业坑焊接搭建临时爬梯一架，拐角处挖小型集水井，用泥浆泵及时排出。由于工作坑距自然地面5米，且路面与施工地面高差较大，且临近铁路线，震动负荷比较大，为了确保

8、工作坑内安全，在工作坑及接受坑四周先用工字钢间距1.0米做钢板挡护，现场电源、水源须先进行架设连接到施工现场，运输DN800砼管与钢管等主要原材料和机械设备需提前运至施工现场，方便施工。 3、顶管工作井内设备安装 （一）导轨安装。严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。 1、严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。 2、导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。 （二）下管、顶进、出土设备：采用20吨吊车下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、卷扬机作为出土设备。 （三）照明设备：井内使用电压不大于12V 的低压照明。风量的计算： 1、按洞内同时工作的最多

9、人数计算： Q=kmq式中：Q所需风量，m3/min; k风量备用常用系数，常取k=1.11.2 m洞内同时工作的最多人数 q洞内每人每分钟需要新鲜空气量，通常按3m3/min 计算。 现管内有两人工作，一人开挖，一人负责运余泥，取k=1.1,m=2, 则有Q=kmq=1.123=6.6 m3/min 2、漏风计算 Q 供PQ式中：Q计算风量 P漏风系数 采用200PVC 管，每百米漏风率一般可控制在2以下。取P1.02，则Q 供PQ6.61.026.73 m3/min 取风量大于7000L/min 离心鼓风机（或高压空气压缩机）作为通风设备则可以满足要求。4、引入测量轴线及水准点 （一）将地

10、面的管道中心桩引入工作井的侧壁上（两个点），作为顶管中心的测量基线。 （二）将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。5、下管 （一）下管前，要严格检查管材，不合格的严禁使用。 （二）第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程，以校正导轨安装的准确性。 （三）要安装护口铁或弧形顶铁保护管口。6、千斤顶和顶铁的安装千斤顶是掘进顶管的主要设备，由前面顶力计算可知,本工程最长管段的顶力.拟采用1 台150 吨液压千斤顶。 （一） 千斤顶的高程及平面位置：千斤顶的工作坑内的布置采用并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时力偶，造

11、成顶进偏差。根据施工经验，采用机械挖运土方，管上部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/41/5 处为宜。 （二）安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺。 （三）每次退千斤顶加放顶铁时，应安放最长的顶铁，保持顶铁数目最少。 （四）顶进中，顶铁上面和侧面不能站人，随时观察有无扭曲现象，防止顶铁崩离。7、顶进施工工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态。即可进行试顶。首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具头，再次测量标高，确定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进施工时，主要操作过程如下

12、： （1）安装好顶铁挤牢，工具管前端取一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，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，直至需要安装下一节管子为止。 8、顶进施工中的重点工序 （一）测量 1、测量次数：在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每顶进一根管，即对中心和高程测量一次； 2、中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。 3、高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，以控制顶进高程；同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合

13、之用，经常校正水准点，提高精度。 4、一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。 5、测出要施工位置铁路轨道顶标高，为控制铁路标高提供依据。（二）纠偏：当测量发现偏差在1020mm 时，采用超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。 当偏差大于20mm 时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用时，用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。 （三）管前挖土要求 1、在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外1

14、00mm，管周不得超挖，并随挖随顶。 2、在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300500mm，在管周上面允许超挖15mm，下面135 度范围内，不得超挖。 第六章 施工计划 1、施工进度计划 由于本工程工期较紧，因此在开工前一定要做好施工前期的准备工作：首先要落实挖掘机、吊车、工字钢、管材等关键设备和材料以及人员，保证工程开工能够即刻到位；测量人员根据甲方提供的控制点、导线点、水准点、测放中线点、标高点以及探测地下管线、构筑物等，根据中线点确定开挖范围以及范围内的拆迁物，在现场和平面图上作标记。 2、主要施工机具设备序号设备名称数量备注120吨吊车1台2运土斗车3台3全站仪1台4水准仪1台

15、5水准尺1把6液压千斤顶2台7载重汽车1辆8电动机1台9泥浆泵1个10卷扬机1台3、劳动力安排序号工种人员数量备注1电工12电焊工13力工44机械操作工25后勤保障人员16测量员13天10天1天3、进度安排挖工作坑工作坑布置拆除顶 管降水挖接收坑钢配件安装下放钢管拆除接收管钢配件焊接施工完成 2天 15天2天2天2天2天1天2天第七章 质量保证措施1、顶管施工前编制顶管施工方案，提交监理和业主审定才能进行施工。 2、顶管前，项目部向作业班组进行详细的技术交底工作，每道工序开工和员工上岗前进行简短的质量要求和技术交底，由各专业工程人员负责实施，使每个员工上岗前做到人人心中有数，以确保工程质量。

16、3、摸清施工沿线的地下管线的详细情况，并制定详细的技术措施。 4、做好施工资料管理工作，及时填写原始记录和隐蔽工程记录（含照片），及时完成竣工资料。 5、认真做好施工计划，保证施工作业连续均衡、紧凑，从而有效可靠地控制质量，保证工程质量。 6、顶进过程中，应严格控制顶力在允许的范围内，并留有足够的安全系数。 7、顶管控制在质量标准范围以内，如果在顶进过程中，发现方向失控，应该立即停止顶进，逐级上报，经研究同意后，方可以继续顶进。8、加强操作控制，使顶管均匀平稳，受力均匀，尽可能减少顶进过程中的倾斜、偏移、扭转，防止管壁出现裂缝、变形。第八章 安全文明施工及环保措施一）施工时的安全措施1、施工地

17、段火车限速15km/h行驶。为确保安全，在施工地段前后各600m处各设置减速标志牌，标牌为黄底黑字。2、在每趟列车行驶于顶管处前，急时通知施工人员撤离，防止因震动引起塌方，出现安全事故。3、在每趟列车经过顶管处后，立即对铁轨进行位置与高程测量，是否因列车的经过引起铁轨的位置与高程变动。4、沿工作井四周设置1.2 米高的固定护栏，护栏上挂安全网，工作井四周要挂相应的警示标语。 5、挖土施工时工作井必须设置爬梯，供人员上下井用。使用的吊车等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。 6、挖出的土石方应及时运离工作井，不得堆放在工作井四周1 米范围内。 7、顶管作业人员必须戴硬安全帽。 8、顶管施工区域沿线

18、采用标准围栏。 9、严格遵循土方开挖程序，控制均匀挖土，防止发生偏位，严重倾斜或管涌等现象，做好作业前和施工中的安全保障工作，以免导致人身事故。 10、吊车、起重设备由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞。吊车靠近工作井边坡行驶时，加强对地基稳定性检查，防止发生倾翻事故。吊管下工作井时，注意安全。 11、加强机械设备维护、检查、保养。机电设备由专人操作，认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业。 12、开挖前详细了解沿线管线资料，做好沿线管线保护措施。 13、作业人员轮换制。每个作业人员在管内作业时间不得超过1 小时，避免劳动强度过大引起危险。 14、顶进过程中，施工人员必须使用安全带，

19、洞口必须有施工人员照应，洞内用不大于12 伏照明灯照明，每班作业时必须有合格的电工当班。 15、采用卷扬机垂直牵引出土时，井下不能站人，工作井上平台的作业人员出土时必须使用安全带，做好安全措施。16、电动卷扬机必须设置防冲顶装置 17、管外配备专职监护人员， 密切注意入管作业人员状态， 如出现状况立刻采取相应应急措施。井上配备相应药品。作业前要对施工人员进行紧急救援的培训。 18、施工过程中使用的有关机械设备必须严格按照各机械的安全操作规程进行操作，全部用电设施必须符合施工现场临时用电安全技术规范。二）挖土时的安全措施 1、作业环境内保持清洁和干燥。 2、机械各联结部位应紧固，各运动部位及各部

20、阀门开闭应灵活，并处于起动前的位置。 3、发现以下情况必须立即停机检查，找出原因待故障排除后，方可作业。 漏水、漏电或冷却水突然中断； 压力表、温度表、电流表的指示值超过规定； 排气压力突然升高，排气阀、安全阀失效； 机械异响或电动机电刷发生强烈火花。 4、停机时，应先卸载，然后分离主离合器，再停止电动机的运转。三）环保与文明施工 1、加强环境保护，控制空气污染，对施工作业机械，运输车辆作业时所产生粉尘进行控制，并定期对施工现场周围地面进行淋水，减少灰尘对周围环境的污染。2、保持每天24小时对工地范围内的交通通道进行维护、清扫。工地范围与各主要通道加强照明设施，保证车辆司机、行人能充分看清路况、警示标志以及施工围栏。3、当天的余泥尽量当天运走，避免污染环境。8