1、大道顶管工程基槽开挖及管基铺设安全专项施工组织设计编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位： 编 制: 审 核： 批 准： 二XX年X月目录第一章 沉井施工组织设计5一、工程概况5三、沉井施工方案6（二）沉井制作7（三）沉井下沉12（1）刃脚平均高：100mm13沉井下沉水平位移纠偏示意图14（四）沉井封底及底板浇筑14（五）挡土墙砌筑及回填：15（六）沉井流槽的砌筑：15（七）现浇盖板15（八）人孔砌筑及回填：15第二章 顶管施工组织设计17一、工程概况17二、工法选择171、工艺原理172、机头选型18三、顶进设备及附属设施安装181、安装液压推顶设备12、81）组合油缸架及操作平台182、安装顶管机头193）安装洞口动密封装置193、其它设备的安装20四、顶管用管材20、管材的标准202、管材的生产20五、顶管出洞211、土壤加固212、拆封门213、顶管出洞21六、顶管掘进221、顶管出土222、顶管推进223、吊装管节22七、中继间接力221、中继间结构221）短行程千斤顶组（总推力8000KN，行程30cm）232、中继间分段安装位置23=1183KN23K顶力储备安全系数取1.523L11号中继间可顶管道长度23L2=N/KDf24LN=N/KDf24八、顶管注浆241、泥浆的搅拌储存242、泥浆孔布置243、泥浆注压254、泥浆置换23、5九、测量纠偏251、顶管测量252、顶管纠偏25十、机头对接251、土壤加固262、机头前端焊接密封263、现浇混凝土内衬26十一、顶管劳动力使用计划26本表按四个作业面，每个作业面每天两班作业考虑。27十二、顶管主要机械设备使用计划27第三章 检查井及支线管道施工组织设计28一、检查井施工281、主干线上检查井施工28 安装垂直施顶设备28 钢管节与主管连接处理28（2）垂直顶升的设备及管节28（3）垂直顶升的出土29（4）地面出口处施工292、干线两端的检查井施工29二、干线的水平贯通施工301、水平连接方式302、准备工作303、水平施顶安排30三、支线管道301、支线的顶管施工30（4、1）支线顶管的工作坑及接收坑的布置30（2）从跌落汇水井向主管顶进施工312、开槽支线施工31（1）埋管施工安排31（3）基槽开挖32（4）沟槽的排水处理32（1）槽底排水32（2）沟槽顶地面排水33（5）管基铺设33（6）管道预制与运输33（7）管道安装33（8）截流井及矩形、圆形雨水井施工34（10）回填土34四、检查井及支线管道的施工设备35一、质量保证措施387、商品混凝土运到施工现场后要做好试验，保证混凝土的质量。38二、质量保证体系38第七章 安全保证体系39一、安全保证措施395、起重作业应专人指挥，做到“三不吊”。3911、井内和管道内要连续通风，保证内部空气新鲜。39二、安全5、保证体系39 第一章 沉井施工组织设计一、工程概况 XX大道顶管工程共有工作井两座，分别位于管线的两端，上游工作井在XX路附近，外形尺寸为10100 mm10704mm8100mm；下游工作井在长堤路口，外形尺寸为10100mm10740mm8950mm。上游工作井井位处的地质情况如下：层土为杂填土，层厚约1.5m，为块石、建筑垃圾及杂填物；层土为淤泥、淤泥质粘土，厚度约3.5m；层土为淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土，层厚约6.1m，以下为层土、层土等。沉井下沉过程中将穿过层土、层土，最后刃脚踏面座落于第层土中。下游工作井井位处的地质情况如下：表层为路面；层为中细砂填土，层厚约5.1m；层为淤泥、6、淤泥质粘土，层厚约4.7m；以下为层土、1层土、层土等。沉井在下沉过程中将穿过路面和层土，最后其刃脚踏面座落在第层土中。由于井位处的地质情况较差，距离水源又近，为保证沉井在下沉过程中的安全，在两座沉井位置处应进行地基处理以改良土质。具体方法为压密填充注浆法，其目的是提高井四边和刃脚处地基土的承载能力，又能保证沉井干施工、干封底。二、主要实物工程量：序号工程名称单位上游井下游井1钢筋混凝土m33703962挖土方m3117012603回填土方m33103104砌砖m324.224.25注浆m3294631006路石破除及恢复m204547回填砂m38608608砖砌溜槽m398112三、沉井施工7、方案（一）沉井施工工艺流程图工作准备 地基土压密填充注浆 基坑填砂及砼垫层基坑开挖 内外脚手架搭设底模 砖墙刃脚底模并粉饰底模 刃脚钢筋加工底模 刃脚钢筋绑扎底模刃脚模板加工底模 刃脚模板支立底模 刃脚砼浇筑底模 井壁钢筋加工底模 井壁钢筋绑扎底模 井壁模板加工底模 井壁模板支立底模 井壁砼浇筑底模 破除素砼垫层底模 沉井下沉至设计标高底模 浇筑素砼垫层底模 浇筑钢筋砼底板底模 （二）沉井制作1、准备工作包括场地平整、大小临时设施、设备、周转材料进场等。2、地基土压密填充注浆由于沉井所处位置土的含水量较高，承载力较小，且属于粘性土，渗透系数较小，不适合采用井点降水，故采用我局已广泛使用过的地基8、土压密填充注浆方式来达到隔断地下水提高土体承载力和沉井干施工、干封底的目的。地基土压密填充注浆范围如下图： I19300/221300/230003000 I 14800/2221300/2 注浆平面图 I-I剖面图3、基坑开挖、填砂、混凝土垫层浇筑：为保证沉井制作均匀下沉，应先将沉井范围的障碍物与表层土挖出。根据沉井施工有关规范和现场实际情况，基坑开挖深度按2m考虑。基坑开挖的高宽比不超过1.2及保证不小于0.8m的工作宽度（如下图所示）。因此，基坑开挖范围应比沉井外径大2.4m左右。同时应在坑周布置23个集水井及时排除坑内积水。为保证制作沉井的地基具有足够的承载力，开挖基坑底部若遇松软的土9、质，必须予以清除，用砂或砂土回填、整平、夯实。以防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降，造成井壁开裂。基坑开挖采用反铲挖土机进行，并辅助人工整平。800制井位置1600 基坑开挖示意图基坑形成后立即以粗砂分层回填夯实，层厚20cm，辅以洒水，用平板振动器或蛙夯密实，以保证填砂的承载力。现场采用如下方法检测密实度：用直径16圆钢1.95m长，下端举高0.5m后。垂直自由下落，若贯入度7.0cm，即为密实，否则应继续密实，直到满足要求。砼垫层宽度、厚度及填砂厚度、宽度计算如下：（1）砼垫层宽度、厚度计算：砼垫层宽度：b=b12h 式中b1为踏面宽度，等于25cm。 h为垫层厚度（cm）根据式G。=R 10、S b 得 h =(G。/RSb1)/2 式中G。为井体第一次砼（按刃脚踏面以上4m高计）浇筑后单位长度上的重量，等于5.87t/m。RS为填砂的允许承载力，取值为10t/m2。计算可知：h=（5.86100.45）2=0.07m=7cm代入式中得： b=59cm取 b=60cm（）、填砂厚度、宽度计算：（如下图所示）hhsb1bb+2hs混凝土垫层、砂垫层计算模式图根据图四垫层受力可得G。= P（hsb）hs = G。/Pb 式中：P为地基土的允许承载力，取值为6t/m2，代入式中得：hs = 5.8760.60 = 0. 39 m = 39cm施工时考虑取hs= 50cm。填砂底宽B=2h11、sb= 20.50.65 =1.65m施工时考虑取1.8m4、模板设计以下游工作井为例，该井总制作高度8.95m，下沉深度约10m，考虑分两层浇筑，第一次浇筑高度4.0m，砼方量约120m3，第二次浇筑到顶面标高，高度4.95m，砼方量约146m3。模板采用钢框竹胶板大模板拼装而成，井壁四角采用木模板面层钉5mm厚竹胶板（或白铁皮）。模板横带248600,竖带28600，（1）模板受力计算：根据规范，砼入模时模板受侧压力为：P=824KV0.5P1上式中：K温度校正系数，查表得值1.53 P1倾倒砼产生的水平动压力查表得值6KN/ m 2 V砼浇筑速度（m/h）考虑采用商品混凝土，每小时砼供应12、量约为30m3/h，井每延米高砼方量30.8m3/m。则有：V=0.97m/h P=50.17KN/m2（2）模板验算：横带验算：横带外径1=4.8cm，内径2=4.0cmI=2（4142）/64 =2（4.844.04）/64 =26.97cm4， L=0.6m按五跨连续梁计算。横带承受60cm宽均布荷载的作用。如图五所示：q = 50.170.6=30.1kn/m = 0.301kn/cmQ=0.301KN/CM600*5=3000 按最不利荷载计算，查表得：Mmax = KmQL2 = 0.1190.301602 = 128.95cm max = Mmax/W =128.95/26.9713、*(4.8/2) =11.47 = 15.5 KN/ cm2所以强度满足要求。 fMax=5QL4/384EI4=0.089 cm 18.06KN。5、钢筋绑扎及混凝土浇筑：钢筋集中加工，分二期绑扎，首期绑扎高度为4.5m，砼浇筑后再绑扎二期钢筋到顶。绑扎前，首先搭好内外脚手架，在砼垫层及内外脚手架之连杆上准确测放出钢筋骨架边线，依据控制线绑扎钢筋。砼浇筑采用商品混凝土，泵车泵送入模。砼入模应注意对称布料并及时振捣，使上、下层砼结合成一体，振捣器应插入下层砼5cm左右，要防止漏振、欠振及过振现象发生。第二次浇筑与第一次浇筑方式相同。施工缝采用凹型槽处理。第二次混凝土浇筑前用同标号的混凝土砂浆浇14、筑一层后再浇筑混凝土。由于交通和天气炎热，选在夜间进行浇筑，浇筑前应先洒水湿润后再浇筑砼，浇筑后的砼应时常注意洒水养护，防止干裂。6、沉井预制容许偏差控制值：长、宽： 15mm对角线： 1%井壁厚度： 15mm（三）沉井下沉1、下沉系数及稳定系数计算：根据设计说明，按排水下沉计算，列表如下： 井位项目工作井备 注井体自重G(t)600按上游工作井计算。刃脚端承力R156.3端面积（210.74210.1）0. 25；按15t/m2计算井周摩阻力Tf(t)506.4表面积2(10.110.74)8.1=337.6m2；按1.5 t / m2计算下沉系数K11.18K1 = G / Tf稳定系数K15、20.90K2 = G / (RTf)经计算，沉井下沉系数和稳定系数均满足规范要求。2、垫层混凝土的凿除：垫层砼凿除时要求均匀对称，以减少不均沉降，并要求速度要快，为此采用风镐同时对称进行，同时垫层凿除后，及时在踏面下回填砂。3、沉井下沉测量监测要求：（1）在凿除砼垫层前，须在井顶及井壁上画出沉井的纵、横中线。中线按井壁四等分求得，并互相垂直，中线用于沉井垂直度与位移的监测。同时在井周围及路面作好沉降观测点。（2）在沉井四角，从刃脚踏面算起，画上相同的标尺，标尺用于监测下沉量，每次监测均需测量。（3）凿除砼垫层要加强垂直度、下沉量测量，发现倾斜立即报告纠正。（4）沉井初沉时，每班至少作两次全面16、监测（中线位移、垂直度、下沉量、地面沉陷量），每开挖一层土均应作一次下沉量、垂直度测量。（5）正常下沉时，视下沉速度每工班测12次。（6）发现倾斜严重、快速下沉等异常现象时，在纠偏过程中要随时监测。（7）沉井沉至设计标高后，封底以前每24小时监测一次。4、沉井下沉容许偏差：沉井下沉完毕后，标高、位移、倾斜度的允许偏差值如下：（1）刃脚平均高：100mm（2）刃脚底面高差：两角距离L10m，L/100；L10m,100mm。（3）水平位移：100mm以内（4）垂直度：1/100以内。（5）刃脚平面轴线：100mm以内。5、挖土下沉：沉井初沉是沉井下沉中最关键的工序，此时四壁无磨擦力，沉井全靠砂堤17、承担，下沉系数很大，沉井又未入土，重心高，四壁 无土体约束导向，开挖稍不均匀，就可能倾斜、移位。刃脚下砂堤与砂垫层要分层均匀开挖，每层厚度20cm，开挖要在刃脚下沿全面进行，砂堤及砂垫层一经挖除，沉井立即下沉入土。挖出的砂和土立即用汽车运走，以免占用过多的场地影响交通。采用人工在井内挖土，装入2m3土斗中，用25t汽车吊垂直运输，直接卸入运土汽车上。6、沉井下沉过程中几种问题的纠正：（1）倾斜处理：沉井下沉完毕，要求倾斜在1 / 100以内，为达到这一目的，沉井下沉过程中要求控制在1 / 1501 / 200之间，超过1 /150就要纠偏。纠偏方向就是在倾斜的相反方向井壁多挖土或在井壁外侧射水18、冲刷予以纠正，但纠偏过程中要加强监测。另一方面，挖土下沉要均匀进行，尽量避免倾斜发生，严格控制倾斜度在1 / 150之内。（2）水平位移过大的处理：沉井下沉完毕，要求水平位移100mm，水平位移过大就要纠偏，纠偏方向如下图所示。沉井下沉水平位移纠偏示意图经过（a） （b） （c）几个循环，即可达到要求。要注意的是：沉井倾斜调整和位移纠偏，需在沉井终沉标高1.0m之前必须完成。（3）沉井突沉的预防：沉井应按正常速度下沉，要不过快也不过慢，要防止由于挖土过快或地质骤变，或下雨井内积水过多等使下沉失控，产生突然过大的下沉，发生突沉不仅井壁受力不均容易开裂破坏，还可能会造成安全事故。预防措施是：首先了19、解土层情况做到心中有数，其次控制挖土速度，再有准备好备用水泵，及时排除井内积水。一旦发生突沉，可立即在刃脚斜面回填土。（4）沉井不沉或超沉的处理：当沉井下沉不顺时要及时了解地质情况，如地质无异常情况可考虑在沉井上压载，也可在沉井外用水冲刷，减少井壁摩阻力。当沉井下沉时有超过设计标高的趋势时，为防止超沉，除需在刃脚下垫块石和在刃脚斜面下回填砂砾等措施以制止下沉外，在沉井制作之前，还予先在底板下注入水泥浆，其厚度为3m，顶部标高在刃脚踏面标高以上100cm，既起到防止超沉作用，又起到隔水封底作用。（四）沉井封底及底板浇筑待沉井到位稳定后（8小时累计下沉量10mm）即可封底，步骤如下：1、回填砂土至20、底板底标高以下30cm并夯实整平。2、回填15cm厚道渣并夯实整平。3、在井中部安装减压排水井。4、浇注15cm厚C20砼垫层。5、绑扎底板钢筋，按规范要求采用双面搭接焊。连接底板止水槽予留钢筋。6、浇筑底板砼。砼坍落度在58cm，先注入漏斗，吊车吊至井底，徐徐打开漏斗门将砼均匀分布，插入式振捣密实后再用平板振捣器提浆，初平，最后瓦工找平、收面。砼始凝后，井内灌10cm深水养护，防止收缩裂缝。在整个全过程中，应保证减压排水井中的水泵正常工作，以防止浮力破坏底板。7、减压排水井施工。（五）挡土墙砌筑及回填：挡土墙采用砖砌，墙宽48cm，顶面略高于地表，防止施工期间雨水流入井内，墙后回填采用粘土并21、夯实。（六）沉井流槽的砌筑：清除井内杂物，以MU5机砖作流槽的主体结构，用砂浆砌筑，表面抹20mm厚水泥砂浆。（七）现浇盖板沉井盖板为钢筋砼结构，平面尺寸：10.49.4m，厚45m，其施工流程如下：井内搭设脚手架平台 安装底模板 绑扎钢筋 安预留孔环模板 支侧模 浇注砼。平台采用满铺脚手架，底部支承在沉井底板上；底模采用组合钢模板；钢筋在加工房制作，运至现场绑扎；砼采用商品混凝土。（八）人孔砌筑及回填：人孔采用砖砌，内径尺寸为直径700mm，墙宽24cm，墙高须保证安装窨井盖板后，盖板与地表齐平，砖砌人孔需内外粉，以保证不渗水。四、劳动力使用计划：（见下表）序号工 种人 数1工地负责人22技22、术人员23木工164钢筋工165砼工86电焊工47起重工48架子工109机修、使用工410吊车司机211瓦工412材料工213测量414试验2合计80五、机械设备计划：序号名 称单位数 量备 注1装载机台13.0m32运土自卸汽车辆2载重16t3汽车吊辆225t4电焊机台45污水泵台4扬程20m6钢筋机械套17木工机械套18手提砂轮机台29砂轮切片机台210空压机台2电动0.9m311注浆设备套212混凝土泵车辆213混凝土搅拌车辆414台钻台115插入式振捣器台1216平板振动器台217蛙夯台1第二章 顶管施工组织设计一、工程概况XX大道（XX路长堤路)顶管工程全长1504.2m,为双排2123、50钢筋混凝土管节。从XX路到长堤路共分五段，第一段为直线渐变段，长67米，两排管道间距从2米逐渐变为5米；第二段为转弯半径700米的弧线段，全长约674米，两排管道间距为5米左右；第三段为直线段，全长220米，两排管道间距为5米左右；第四段为转弯半径600米的弧线段，全长327米，两排管道间距为5米左右；第五段为直线渐变段，全长195米，两排管道间距从5米左右逐渐变为2米。顶管使用的管节为F型企口管，施工时从两端工作井向中间对顶，最后在地下进行对接。沿线土层地质为淤泥质软粘土，含水量不均匀，范围值在30%80%之间，地基土承载能力较低。二、工法选择1、工艺原理顶管的工艺原理参见下图，在工作井24、内顶管轴线的后方安装了一组主顶油缸，提供水平推力，将管道一节连着一节地从工作井前壁预留洞口中顶出工作井进入土层中。在管道的最前端布置有一台机头，机头的作用是平衡前方土体，能以有效的技术手段和措施，确保对周围土体扰动很小的情况下，取走顶入机头土舱内的这部分土体；机头的另一作用是调节顶管发生的方向偏移，能引导后续的砼管道准确地沿着预先设计的直线或曲线路线顶进。当管道顶进的阻力超过主顶油缸提供的水平推力时，需要采用中继间接力推进，以实现长距离顶管技术。2、机头选型本机头选型按照保证质量、安全、文明施工、保护地面建筑物与地下管线、维护道路交通等要求，根据本工程所处的淤泥质软弱地质与施工环境条件合理选择25、为液压封闭式土压平衡机头。该机头前方为密封舱，密封舱的后方安装有土压力表，可随时掌握密封舱内土压力数值，让操作人员很方便地调整前方土压力平衡。密封舱板上设有一道密封门，该密封门采用液压启动，当管道向前顶进时根据土压力数值可将密封门开大开小，土层即进入机头后的皮带传送机上。三、顶进设备及附属设施安装顶管的设备包括液压推顶设备、顶管机头、泥浆搅拌及注浆设备、供电通风设备、起重设备等及其它相应的附属设施。顶管之前必需将以上设备按照相应的质量、精度标准要求安装就位并进行运转调试，方可进行管道的顶进。1、安装液压推顶设备液压推顶设备包括工作井内的主顶设备及中继间接力顶进设备，（中继间安装在后面叙述），主26、顶设备及其附属设施包括：1）组合油缸架及操作平台2）主顶油缸4台（顶力为3000KN/只，行程1.3m）3）高压油泵站及管阀4）组合环形顶铁（两块）5）顶力分压环（一块）6）后座承压壁主顶油缸固定在组合油缸架上作整体吊装，四台主顶油缸对称布置如下图所示：高压油泵站设置在地面工作井近处，与主顶油缸连接的油路顺直，减少转角，接头不漏油。油泵站位置搭设有防雨棚。油路系统装有限压阀，溢流阀和压力表等指示保护装置，安装完毕后要进行试车，使用过程中定时检修维护，及时排除故障。主顶油缸提供水平推力将管道在土层中向前推进，其反推力作用在后座钢构件体上并传递扩散到工作井后壁上。后座结构采用25mm厚钢板加工，其27、结构尺寸55m，厚50cm，重15t。后座与工作井后壁之间垫一层5cm厚木板，这样即可将4台油缸的集中顶力传递扩散到25m2的工作井壁上。分压环外径、内径与钢筋砼管一致，其长度为50cm，四台主顶油缸的顶推力作用在分压环上，分压环再均匀扩散传递到砼管的后端面。环形顶铁的结构与分压环一样，它的作用是由于油缸的一次行程不足以将一节砼管推顶到位，需要将油缸收回后，在分压环与油缸之间加垫该顶铁结构，然后利用油缸的第二次行程再推，这样反复多次即可将一节大大超过油缸行程长度的砼管推顶到位。本工程每套顶管设备需要分压环一件，1.0m长度的顶铁两件，采用20mm厚钢板加工，3件共重约8吨。2、安装顶管机头1）28、安装导轨导轨安装在工作井底板上，它是支承机头及砼管节的一种顶管附属结构。导轨的结构型式如下图所示，定位后必须稳固，高程及方向必须精确。导轨采用38kg/m钢轨，其长度为4.5m，两条轨道互相平行，间距1.5m。机头及砼管吊放到导轨上时，其高程及方向应与设计一致。2）安装顶管机头顶管机头在我局基地维修调试好，运到现场后，被吊放到工作井内导轨上。检查测定机头与轨道是否平衡、吻合，机头的前后端中心方向和相对高差小于2mm，然后对机头的电路、油路、气压、泥浆和操纵系统等设备进行逐一连接，各部件连接牢固，不得渗漏，安装正确，并对各系统进行认真检查和试运行。3）安装洞口动密封装置机头及砼管道被从工作井前墙29、预留洞口中顶出进入土层中，为防止井外水土从洞口与机头外壁之间的缝隙涌入工作井内，必须在洞口处安装动密封装置，其结构如洞口动密封装置图所示。3、其它设备的安装本工程每个工作井配备一台25吨汽车吊及一台组合桁架吊，负责顶管施工中的起重吊装工作。泥浆站安置在地面，由泥水拌制储放系统和注压设备管路系统组成。可随时向顶进管道内供应泥浆。气压站安置在地面，它由生产压缩空气的空压机，储气罐、除油清洁过滤器及气压管路组成，可随时向顶进管道前方供应清洁空气和0.8Mpa以内的压力。四、顶管用管材、管材的标准本工程选用能适应曲线顶管的F型接口管，该管材的一端预埋有一钢套环，另一端为F型台面，在第一台面上粘贴一条橡30、胶密封圈，两管节连接时，带橡胶密封圈的一端被紧压入前管后端的钢套环内；两管的砼端面之间还安装有一块传力衬垫环，该衬垫环材料为2cm厚花旗松木板。管材的技术质量指标如下：外观质量表面具备钢模板脱模后的自然光滑，不得有脱皮、麻面、狗洞等缺陷。管节长度 3000mm砼强度等级 C50直径公差 2mm端面平整度 2mm钢套环周长误差 3mm钢套环直径误差 1mm 2、管材的生产管材的生产按招标书要求，原则上由甲方联系制管，在制管商需要的情况下，我单位可提供租赁模具、技术指导、质量监督检查。管材及其接口材料必须由制管商配套供应，这样对接口的密封质量才可做到责任明确。管材运到顶管现场后，我单位还要进行二次31、质量把关检查，对不合格的管材坚决退回。五、顶管出洞顶管机头被从前墙预留洞口中顶出工作井进入土层中的过程叫做顶管出洞。顶管出洞是顶管工程中的一道关键工序，西德文献称：“顶管出洞出得好，整条管道才有可能顶好，顶管出洞出得不好，整条管道就难于顶好。”故在顶管出洞过程中必须高度重视，制定严密的技术方案措施。1、土壤加固工作井预留洞口外土体采取注浆加固措施，以增加洞外土体固结力，使机头出洞时土壤稳定，不塌方、沉陷。土壤加固的范围及方法参见工作井沉井施工一章。2、拆封门当所有设备进行全面检查、液压、电气、压浆、气压通风、照明通讯等操作系统能正常显示其进入工作状态，然后进行联动调试，确认没有故障后，方可准备32、出洞。顶管出洞时需要拆除洞口钢封门，拆钢封门前一定要将机头推进洞口动密封装置内，以避免洞外土壤加固失效致使大量泥水涌进工作井内的事故发生可能性。拆除封门是将机头密封门打开，在各种设施特别是气压通风运转正常的情况下，由操作工人进入机头前舱割除封门，割封门时是由下向上割，必须是有操作经验的工人进入。安全措施必须到位，舱外观察接应人员应高度集中，当发现有塌方的现象时操作人员必须立即退入后舱，并关闭机头密封门。能够安全、顺利拆除钢封门的前提是土壤加固的可靠性，本出洞方案若发生土壤加固失效的情况也不会发生质量安全事故，因土壤坍塌时洞口、机头均已密封，机头前舱及时充入了压缩空气。3、顶管出洞当封门拆除完毕33、，清除洞口处金属物件或较大硬块等障碍物后，随即将机头顶进切入土层中。这时应控制好机头出洞的方向和高程，在测量跟踪的情况下将机头随调随顶，完成整个顶管出洞过程。机头出洞的方向调整是利用四个主顶油缸的不同顶力和行程来进行，只有当顶进数米长度的砼管道后，才可启用机头的纠偏装置。六、顶管掘进完成顶管出洞后，即可进行正常的顶管掘进。1、顶管出土管道在土层中向前推进，切入机头内的土需要挖掘进入后方管道内运走，挖运土方数量不应超挖欠挖，不然会引起地面的沉降或隆起。控制出土量的方法主要是观察土压力表读数或理论出土量控制。本工程机头的土压力表平衡及出土方法在顶管机头选型一章节内已介绍。土壤进入机头后的皮带传送机34、上，再卸至土方运送车的土斗内，然后拖运到工作井内桁车架提升至地面堆土场。管道内的土方运送车为电瓶车牵引，在顶进管道内安装有轨道，电瓶车牵引土斗底盘小车从机头前方沿轨道运行到工作井内。2、顶管推进管道向前推进起初主要是依靠工作井内的四台主顶油缸提供水平推力，每次推进长度主要是根据运土车斗容积确定，使一次推进长度的理论出土量与斗容积一致。当主顶油缸的行程到位以后，需将顶伸出的缸轴收回，然后加垫一节顶铁再推，直至将一节管推顶到位。3、吊装管节一节管推顶到位以后，将油缸收回，并将顶铁及分压钢环吊离轨道，再吊装下一节管继续掘土推进。管节吊放到导轨上后，应仔细检查密封胶圈是否粘贴牢固，传力衬垫木环是否固定35、，钢套环是否变形等，然后调整好管口中心，利用主顶油缸推顶管节使接口连接就位。管节的橡胶密封圈被挤进前节管后端的钢套环内具有一定的压缩量，应注意橡胶圈的位置在挤入过程中是否翻转，否则应重新安装。七、中继间接力管道顶入土层后，其阻力由两部分组成，一是机头前方正面阻力，二是管外壁摩擦阻力。当这两部分顶管阻力之和超过管道的承受能力或主顶油缸总推力时，即应加设中继间接力，实行分段逐次顶进，以实现长距离顶管推进。1、中继间结构中继间的结构参见图十一，主要由以下几部分组成：1）短行程千斤顶组（总推力8000KN，行程30cm）2）壳体和千斤顶紧固件，止水密封圈3）承压法兰片4）液压、电器、操纵系统中继间的千36、斤顶组在高压油路的作用下，以其后管道为后座支承力，将其前段管道向前推进约30cm，采用这种方法，将管道分段逐次推进，是实现长距离顶管的技术措施之一。2、中继间分段安装位置中继间在管道上的分段安放位置应通过阻力计算确定，第一号中继间要克服机头前方迎面阻力和管道外壁阻力，并应留有较大的安全顶力储备。机头迎面阻力F1按被动土压力计算F1=/4D2Htg2(45/2) =/42.64219.78tg2(4520/2) =1183KN式中D机头的外直径取2.64m土层容重取19.7KN/m3H被动土压力计算深度取8m土壤的内摩擦角取20管外壁摩擦阻力F2按下式计算F2= DLf1号中继间总顶力N=K（F37、1F2）=K（F1DLf）故L 1=（N/KF1）/（Df）=(8000/1.51183)/( 2.6418)=27.8m取24 m式中N中继间千斤顶总顶力，为8000KN K顶力储备安全系数取1.5 f管外壁摩擦阻力系数，当采用泥浆减阻时为10KN/m2 L11号中继间可顶管道长度其余中继间的顶力仅克服管道外壁与土层之间的摩擦力应留有1.2倍安全储备系数，每个中继间可顶管道长度L2=N/KDf =8000/（1.23.142.3712） =75mLN=N/KDf =8000/（1.23.142.376） =150m取L3=111 m，L4=120 m，L5=132 m，L6=132 m，L738、=158.1 m。本工程单条管线总长1504.2m，采用从两头向中间对顶的方法，每套设备顶管长度为752.1m，根据以上计算，确定每套设备顶进的管路上需安装7套中继间接力顶进。八、顶管注浆顶管注浆是将膨润土泥浆材料，注压到顶进管道的外周围，作为减少顶进摩擦阻力，实现长距离顶管的重要措施之一，注浆尚可填充管道外周围土层空隙，起到减少地层损失控制地面沉降的作用。1、泥浆的搅拌储存拌制泥浆的原材料为顶管专用膨润土袋装复合材料，由杭州地质矿产研究所研制生产，运输到现场加水拌制。泥浆通过搅拌机拌制，再输送到储浆筒内存放。本工程每个工作井需6立方米储浆筒4个，泥浆在储浆筒内需要存放24个小时以上充分膨化后39、才能使用。2、泥浆孔布置将泥浆注压到管道外周围，是通过在砼管壁上预留泥浆孔。沿着管道布置注浆断面，每个断面设置3孔或4孔交错布置，在靠近机头的前100米范围内每6米布置一个注浆断面，其后每912米布置一个注浆断面。每条管道共需布置泥浆孔约750个。泥浆孔的结构见下图所示，为预埋直径25mm镀锌钢管，预埋在砼管壁上。每个注浆断面沿管壁圆周四等分或三等分布置泥浆孔。3、泥浆注压注压泥浆的总管采用直径50mm镀锌管，从地面泥浆站经工作井下直通机头前方。总管在经过每个注浆断面处留有一个三通连接支管，支管为直径25mm橡胶压力软管连通每个泥浆孔，每个泥浆孔均安装有一个不锈钢球阀，当开启球阀时，泥浆注压泵40、就会将储浆筒的泥浆经过总管到支管从各个泥浆孔注到管道外周围。对机头后的几个注浆断面应在管道顶进的同时压注足量的泥浆，以使管道外壁形成完整的泥浆套，其它断面按依次顺序作定量的跟踪补浆。4、泥浆置换每条管道顶管结束后，应利用泥浆管路注压水泥砂浆（可掺加适量粉煤灰）到管外周围，置换泥浆套，加固或改良周围土壤。当水泥砂浆凝结后，拆除泥浆孔球阀换上闷盖，将孔口封堵。九、测量纠偏1、顶管测量顶管测量的目的是检查管道在顶进过程中发生偏差的数值。按照设计的管道中心线和工作坑位置建立地面与地下测量控制网点系统，采用坑道测量方法，测定机头及前数节管道的实际位置，再与设计的位置比较计算其偏差值。平面偏差是由全站仪或41、经纬仪（测距仪配套）在管道内采用支导线方法测量，高程偏差是采用水准仪进行测量。2、顶管纠偏管道在顶进过程中所发生的偏差，是通过在机头纠偏的方法来进行调整。在机头的后端部设置了四组纠偏千斤顶，若管道偏左则纠偏千斤顶采取左伸右缩的方法予以编组操作，若同时发生有高程偏差，则应先纠正偏差较大的一面。顶管过程中，应做到“五勤”，即勤挖土、勤顶进、勤测量、勤纠偏、勤注浆。顶管施工作业是在每天24小时内均不间断地进行，测量纠偏工作每天通常要进行四次，特殊情况可调整测量次数。十、机头对接本工程每条管线均采用从两头向中间对接顶进的施工方案，当两台相向对顶的机头顶进到预定的位置时，两机头前端相碰在一起，采取在地下42、暗接处理。1、土壤加固两机头前端相碰后，土舱内的土压力应保持正常压力，两机头的密封门均应关闭，以避免水土从机头前端面相碰处的缝隙向管道内流失。这时应从管道内向机头前端注压水泥砂浆，目的是将两机头前端面的缝隙堵严。为使水泥砂浆尽早凝固，可掺适量水玻璃采取双液注浆的措施。2、机头前端焊接密封当水泥砂浆凝结后，可适当打开机头密封门，挖出一部分土舱内的土，观察机头前端缝隙是否堵严，土体是否稳定，否则应及时关闭密封门并对土舱内充气。在确信机头前端密封可靠后，才可全部清除机头土舱内的土，将两机头前端焊接密封。3、现浇混凝土内衬两机头前端焊接密封后，两段相向对顶的管道即告贯通。这时可拆除机头的所有设备，割除43、机头的内脏结构，仅保留两机头外壳体。然后以机头外壳体作为外模，制作安装与砼管内径相同的内模，对机头外壳体段进行现浇砼内衬施工。常规现浇方法对内衬砼浇捣不密实，故在管道顶部内衬采取压力送水泥砂浆密实。十一、顶管劳动力使用计划序 号工 种人 数备 注1技术人员62机头操作16有顶管施工经验3修理工8有顶管施工经验4电工8有顶管施工经验5电焊工8有顶管施工经验6测量工16有顶管施工经验7材料员4有顶管施工经验8吊车司机6有顶管施工经验9一般操作20一般工人10普工80合计172本表按四个作业面，每个作业面每天两班作业考虑。十二、顶管主要机械设备使用计划序号设 备 名 称规 格 型 号数 量备 注1工44、具管（机头）21504只2皮带机20m3 / h4架3汽车吊25t2台4龙门吊20t2台5电动空压站10m3 / min，138kw2套6柴油空压机6m3 / min2套7主顶油泵站66L / min，66kw4套8泥浆泵站3kw4套9主顶千斤顶400t，31.5MPa16只10电焊机A500，26kw8台11测量仪器测距仪，经纬仪4套第三章 检查井及支线管道施工组织设计一、检查井施工1、主干线上检查井施工在设计图中，全长1504.2m的主干线上共有22个检查井本工程的干线沿途检查井采用钢结构顶管形式，当干线管道顶完后，找出各检查井的位置，在主管道内用垂直顶升制作检查井井身，车道上检查井井口处45、作相应的地基处理，以满足公路上汽车荷载的要求。结构如图所示。检查井钢管内径70cm，壁厚14mm。单个井的施工工艺如下： 松开预留孔盖板 孔外周注浆 安装垂直施顶设备制作钢管节 安装钢管节 施顶管节上升 循环水排泥拆除施顶设备 管顶出地面 井出口处理 钢管节与主管连接处理（1）垂直顶升施工安排本工程两条主管上共有22个检查井，由于工期短，垂直顶升又要等到主管顶完后才能进行，因此拟安排四套设备进行施工，一套设备占用一端管道的出口用作通道，互相不干扰。（2）垂直顶升的设备及管节主管上部履盖土层厚度只有57m，垂直管节内径70，内外壁磨擦力不是很大，拟用2台40t的千斤顶施工。为了在主管内安装方便，46、管节长度采用60cm，管壁厚14mm，管节经防腐处理后运进主管内，节与节之间采用焊接，接头在现场作防腐处理，垂直管与主管也采用焊接，事先在主管节的预留孔处埋设环向钢板。（3）垂直顶升的出土采用循环水来带出管道内的土，用一台水泵通过一根6寸的管向封闭的管节冲水，另外用四根管（34寸）通进封闭的管节，让泥水经过四根小管流出封闭的管道，然后流进推车内，拉出地面。（4）地面出口处施工当顶管顶出地面后，挖除管周围的表层土体，然后铺设碎石垫层，最后现浇顶面承压板。承压板将路面的动荷载传到地基上，以免荷载通过垂直井压坏主干线管道。承压板的直径3.7m，中间预留孔内径73.8cm。以上是在道路上的出口的井的处47、理方案，如果干线的检查井位于花坛或路边时，可取消承压板，按常规方法制作井盖。2、干线两端的检查井施工当两端的工作井使用完后，最后制作其检查井，因为主管道内大部分设备和材料要通过工作井运到管道内。其工作内容包括，井内砌筑流槽，制安盖板，出口井筒的砌筑、盖板上部回填等。其施工工艺流程如下： 浇注内衬砼 砌筑井内流槽 现浇盖板 砌筑井筒 安装井盖 回填土层在盖板现浇时，将相应井筒的位置预留，当砼强度达到85%后，拆除井内支撑，然后再制作井筒，井筒用MU机砖砌筑，井筒壁要预埋爬梯，顶部使用铸铁盖板。二、干线的水平贯通施工为调节两根主干线管道中的水位，本工程的主干线上共有两根支线管道水平与两主管道连通。48、1、水平连接方式在主管中使用水平顶管法施工主干线的连接通道，连接管采用80cm内径的钢管，壁厚14mm。管节长度为60cm。2、准备工作根据检查井所在管节的设计位置，选择其下游的相邻管节做水平连通的施工管节，预先在主干线布有通道的相应管节的侧壁留孔，以便连通管的施工。两预留孔在干线完工后，由于与设计有误差，连通管施顶时应在接收孔四周布设接收导向，以便管道顺利进孔。另外，在水平连通处要作灌浆处理，防止进孔时外围的水涌进主管内。3、水平施顶安排当主管和检查井施工完后，可安排水平连通管施工。拟用4台40t的千斤顶施顶水平连通管，管节在厂里加工，运到工地通过工作井运到主管道内。施顶操作方法与垂直顶升基49、本相同。三、支线管道在干线上有六处支线管道，其D800管159延米，D600管86延米，D400管49延米，800管道采用钢顶管施工技术施工，D600和D400的管道开槽埋管。1、支线的顶管施工支线的顶管线路都是从汇水井跨过道路到主干线管道，每段顶管长度在1528m之间。（1）支线顶管的工作坑及接收坑的布置汇水井的位置全部位于道路的两旁，部分井周围较空畅，部分井靠近在建筑物边缘，根据汇水井周围的施工条件，顶管的方向可分为两种，如汇水井处有制作坑条件，则顶管采取汇水井向主干线施顶，否则，采取从主干线向汇水井施顶。（2）从跌落汇水井向主管顶进施工在汇水井处制作钢筋砼沉井工作坑，内部尺寸5 m3 m50、，壁厚50cm，井壁上预留顶管出洞口和支线管连接口。在主管检查井所在管节的上游相邻管节预留接收孔。管节长度1.5m。（3）从主管向跌落汇水井施顶顶推设备安装在主管内，管节长度为60cm，在汇水井处用挖孔桩制作接收坑，挖孔桩内径为3.0m。施顶操作与垂直顶升基本相同。（4）跌落汇水井施工当支线顶管施工完成后，可在接收坑或工作坑中制作跌落井，按设计图纸施工。2、开槽支线施工本工程有7个跌落汇水井，其中6个跌落井都有支线管与相连。支线管为D600和D400的普通砼管，埋深为4m左右，管道段长为420m。根据地质报告资料显示，本区域从地面至0处为人工堆积土，下在是淤泥，支线的管底在0处，开挖施工基本上51、在人工填土层内进行。（1）埋管施工安排支线开槽埋管施工可与支线顶管施工同时进行，最后与跌落井相连形成整个的支线管网。共有六处支线埋管，由于工作量小，可逐一分开施工，安排一个埋管队就可满足施工进度要求。（2）埋管施工工艺： 测量放线 路面破除 基槽开挖 挡板支撑 排水处理 管基铺设 管节制作 安装管节 接头处理 截流井等制作 闭水试验 回 填（3）基槽开挖挖深按4m考虑，上面1m采用放坡开挖，坡比1:1.5下面3m按支撑开挖，采用横板加立木支承，沟底宽度大于管基宽1m，以便槽中施工人员行走。其断面见管槽施工断面示意图。立木长3m，布置间距为2m，槽底要进行管道安装施工，空间要大，用槽钢将连续5根52、立木连在一起，然后用横支撑在槽钢导梁上。开挖采用0.8m3的反铲，人工配合削坡，一部分土运到卸泥区，一部分土用于后步工序的回填。开挖时分层施工，先用反铲挖上面1m，工人削坡，然后进行垂直沟的开挖施工。垂直沟每挖深1m，用横板和撑杆支撑侧壁，以免土坑倒坍，然后再进行下1m的开挖，直到设计标高。（4）沟槽的排水处理此段地下水静水位高于基底约1m，应作排水处理，另外沟槽形成后，有大量雨水进入槽内，施工时应采取相应的排水措施。（1）槽底排水根据一般经验，此处采取集水坑排水法较适应。在槽底两侧的边缘分别一条集水沟，集水沟底宽30cm，边坡1:0.8，纵向坡为1.3%，在沟槽的端点部位挖集水坑，坑深80c53、m，集水坑用编筐围护，防止泥砂堵塞吸水笼头。抽水设备采用潜水泵，水直接排到路边雨水井内。（2）沟槽顶地面排水在沟槽顶的地面开挖线以外要作相应的排水安排，阻止雨水进入槽内，在开挖线两侧之处1m，分别沿沟槽挖一条截流沟，将雨水截在沟中，然后顺沟流入其它地方。（5）管基铺设本工程共六处管网，分区铺基础和制作检查井。基槽开挖时不要超挖，尽量不扰动管基下部的原状土，人工用铁锹整平基槽底部，测量放标桩，沿纵向坡度。管基为135砼结构，其构造图由设计院将来补出。其施工程序为：沟底整平 铺碎石层（10cm厚） 现浇管基底层（12cm厚） 安装管节 现浇管基侧面基础砼。侧面基础浇注前，底层基础表面需凿毛且刷净，54、使整个管座成一整体。（6）管道预制与运输开槽施工部分的管道为普通砼，管节长2m，由专业厂家预制，然后用汽车运到安装现场。管节在现场临时堆放时不能叠堆，堆放地点在开挖线3m之外，减少堆载对边坡稳定的影响。（7）管道安装管节长2m，重1.5t左右，由于吊机需停在开挖线5m以外的地方，这样起吊水平距离在1314m左右，选用16吨的汽车吊吊装。当管座底部砼达到设计强度75%后，可安装管节，安装时调节更换沟槽段的支撑，避免吊装与支撑在空间位置发生碰撞。另外，调节支撑时注意保持坡壁时刻有支撑，新支架没安装好之前，不能拆除旧支架。管节安装到管座底部后，临时固定，防止滚动，然后浇管座的侧面砼，最后制作接头。管55、节间现浇钢筋砼套环接口按设计图施工。（8）截流井及矩形、圆形雨水井施工这些井的施工与管道的铺设同时进行。在施工前要查清旧雨水井及旧支线排水情况，做好新旧井的连接工作。施工程序如下：底板铺垫 安装进、出口管节 流槽砌筑 井身砌筑 制安盖板 井筒砌筑 井盖安装施工要点：a、有井的位置开挖时宽度要增大，其底宽大于井底板宽度1m；b、采用标准砖，不大于Mu7.5，水泥砂浆M10，砼标号C20；c、抹面、勾缝、座浆及抹三角灰均匀用1:2.5水泥砂浆；d、井室内外及井筒内外抹面厚20mm；c、井室流槽与井壁同时砌筑。（9）闭水试验排污管道一定要做闭水试验，其渗水量要满足设计有关要求。当一处的管道全部安装完56、且接口全部施工完毕，然后临时堵塞管道上的各预留孔及端头管口，防止它们渗水。上述条件准备好后可作闭水试验。试验要求：a、闭水试验应在管道回填土前进行；b、闭水试验在管道浸泡水24小时后再进行；c、闭水试验的水位，应为试验段上游管内顶以上2m，带井试验；d、渗水量的观测时间不得小于30分钟；e、观测时，不断向管道内补水，保持试验水头恒定。（10）回填土当闭水试验合格后，可进行回填施工。回填按分估进行，每估中分层填压，分层厚度50cm，每层按阶梯式分开不能形成竖坎。每段施工流程：清除沟槽内的水 清除沟内杂物 分层回填 夯实 土工实验 验收回填注意事项a、回填时保证槽内无水。b、回填土的含水量要满足设57、计要求。c、管道两侧的回填土层高差不得大于30cm。d、管顶以上50cm内的回填土应用木夯分层夯实，50cm之上用其它夯实设备，1.5m之上才能用压路机碾压。回填密实要求及检测标准管胸腔部位密实度95%；管顶上50cm范围内密实度85%；管顶上50cm之外按修路标准控制（道路上）或85%（落在绿地及其它地方）；回填土的含水量按GBJ201 - 83执行。施工现场土工试验采用环刀法：仪器设备 环刀：内径68cm、高23cm、壁厚1.52mm。 天平：称量500g、感量0.01g。 其它：切土刀、钢丝锯、凡士林等。操作方法a、按工程需要取原状土样，整平其两端，将环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在58、土样上；b、用切土刀将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀为止，将两端余土削平，取 余的代表性土样测定其含水量；c、擦净环刀外壁，用天平称其质量；d、计算出湿密度及干密度；e、进行二次平行测定，其平行差值不得大于0.03g /cm3。取其算术平均值。四、检查井及支线管道的施工设备序 号名 称规 格数 量1汽车吊16t12反铲0.8m313千斤顶40t16台4卷扬机2t4台5水泵1030KW6台6砼搅拌机500L1台7电焊机20KW6台8电瓶拖车4辆9试验设备一套第四章 施工总平面布置图（见下图）第六章 施工组织管理机构项 目 经 理项目总工程师项 目 副 59、经 理 测 量 组试 验 室质 量 检 查 部技 术 管 理 部计 划 财 务 部综 合 办 公 室安 全 监 督 部 劳 动 人 事 部设 备 管 理 部 行 管 部 物 资 采 购 部 四个顶管作业面,两个沉井作业面,一个支管作业面第七章 质量保证措施一、质量保证措施1、对职工加强质量意识教育，树立“百年大计，质量第一”的思想，严格按各项操作规程和验收规范施工。2、建立健全质量保证体系，严格质量保证管理体制。3、严格执行验收签证制度，每道工序都要严格把关4、成立QC小组，对沉井制作、沉井下沉、顶管出洞、管节顶进等关键工序开展QC活动，并落实专人负责，明确职责。5、模板严格按规范检查验收，保60、证轴线位置准确，几何尺寸符合要求，表面光洁，脱模剂涂刷均匀。6、钢筋加工绑扎严格按标准施工，作好各项试验工作，控制好保护层的厚度及钢筋间距。7、商品混凝土运到施工现场后要做好试验，保证混凝土的质量。二、质量保证体系项目经理项目总工质保部质检部专职质检员测 量 组 质 检 员试 验 组 质 检 员钢 筋 组 质 检 员木 工 组 质 检 员混 凝 土 质 检 员顶 进 组 质 检 员井 区 组 质 检 员物 资 组 质 检 员第七章 安全保证体系一、安全保证措施1、树立“安全第一”的思想以及“生产必须安全，安全为了生产”的指导方针，做到预防为主。2、建立健全安全保证体系。派一名专职安全员负责整个61、工地的安全，协助项目经理抓好安全工作。3、脚手架搭设严格按操作规程作业，并组织验收小组验收，验收合格后方可使用。4、各类电器必须设置接地装置及触电保护装置，并经常检查其完好情况。5、起重作业应专人指挥，做到“三不吊”。6、进入工地必须戴安全帽，空中作业必须系安全带，所有操作人员必须正确穿戴各类劳保用品。7、各类机械必须专人操作，定人定岗，严禁非操作人员操作机械。8、做好消防工作及文明施工工作。9、穿越XX大道应注意来往车辆，防止事故发生。10、对脚手架、起重作业、沉井下沉、管节顶进等建立危险点，落实专人负责，制定有效措施并严格执行。11、井内和管道内要连续通风，保证内部空气新鲜。二、安全保证体系项目经理井 区 组 安 全 员顶 管 组 安 全 员测 量 组 安 全 员混 凝 土 安 全 员木 工 组 安 全 员钢 筋 组 安 全 员试 验 组 安 全 员测 量 组 安 全 员沉井工段安全员顶管工段安全员专职安全员