1、正本污水处理厂污水管道及污水提升泵站工程顶管专项施工方案编 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 录一、工程概况4二、地质资料43.地下水条件54.地基土有关设计参数6三、施工准备工作63.1生产准备63.2技术准备6四、泥水平衡式顶管工作原理74.1泥浆形成机理：74.2泥水平衡工作原理：.74.3触变泥浆减阻原理：7五、泥水平衡式顶管施工的优点7六、泥水平衡式顶管施工工艺86.1顶管机头、配套设备选择86.2施工工艺概述8 七、主要技术措施127.1工作井布置121、结构设计122、工作井最小内径137.22、 后靠背的稳定计算137.3顶管顶力计算：141).控制土压力值P142).顶管机初始推力FO153).一次顶进管子阻力154).一次顶进总推力F1155).考虑注浆减摩效果后实际总推力F156).每延米推力为159.52t/120m1.33t/m15八、人工顶管178.1、工作井施工方案171、工作井位置选定172、工作井结构设计173、工作井支护结构设计194、基坑支护结构力学验算195、顶进力的计算232.由土压力，轴向阻力计算顶进力246后背258工作台及棚架搭设258.2 顶管工作井内设备安装262）、严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。264）、导轨必须直顺，严格控制导轨3、的高程和中心。268.3 引入测量轴线及水准点268.4 顶进施工中的重点工序26（1）测量26（2）纠偏：27（3）管前挖土要求278.5 工作井内管道施工28九、沉降、变形观测28十、闭水试验28十一、顶管施工中要注意的问题28十二、质量控制措施2912.1 顶管工程质量控制措施292、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。29十三、安全文明措施2913.1顶管工程安全措施29开挖前详细了解沿线管线资料，做好沿线管线保护措施。30电动卷扬机必须设置防冲顶装置。3113.2 环保与文明施工31十四、附图31人工顶管工作井施工大样33一、工程概况xx市xx河污水处理厂污水管道4、及污水提升泵站工程标段，分为污水管道施工和污水提升泵站施工两个部分，污水主管道施工采用泥水平衡顶管施工，顶管施工长度为xx河路1027米和xx路1762米,合计2789米。1、xx河路（上海路xx路）段，污水主管工程为滨湖新区xx河污水系统中的主干管，污水自西向东汇入xx路污水管后向北排出，最终进入xx河污水处理厂。xx河路段主干管管径DN1400mm，底坡i=0.0008，总顶进长度1027米，采用机械顶管（泥水平衡法）施工，管材采用离心浇铸玻璃钢夹砂管，“F”型接口。本段施工范围共设4个工作井，5个接收井，平均顶距120米。2、xx路（xx河路石家庄路）段，污水主管工程为滨湖新区xx河污水5、系统中的主干管，东侧污水管自南向北汇入xx路污水提升泵站后排至现d 2000污水厂进厂管，西侧污水管为传输锦绣大道污水主管服务，该系统最终均进入xx河污水处理厂。xx路段主干管管径为DN1000mm、DN1200mm、DN1400mm、DN1500mm四种，底坡i=0.0008，总顶进长度1762米。采用机械顶管（泥水平衡法）施工，管材采用离心浇铸玻璃钢夹砂管，“F”型接口。本段施工范围共设8个工作井，8个接收井，平均顶距120米。顶管工作井及接收井均采用圆形钢筋砼沉井。二、地质资料1xx河呈东西走向，从上海路到xx路，路场地地层以粘性土为主，按自上而下的顺序分述如下：层素填土(Q4al)：灰6、褐色，松散，以粘性土为主。厚度1.20米2.30米，层底标高7.30米13.90米，层底埋深1.20米2.30米。层粉质粘土(Q4al+Pl)：灰黄色，硬塑，土质均匀致密，含黑色铁锰结核颗粒，充填灰色粘土，稍有光泽、干强度高，韧性高，沿线分布广泛。厚度2.40米4.00米，层底标高3.50米11.30米，层底埋深3.7米5.50米。层粘土(Q4al+p1)：黄色棕黄色，硬塑坚硬，土质坚实，含黑色铁锰结核颗粒，有光泽，干强度高，韧性高；分布广泛。该层未揭穿，最大揭露厚度1030米。2xx路经本次勘察揭露，拟建场地地基土构成层序自上而下依次为：层耕土(Qml)层厚0.601.40米，层底标高9.47、313.01米。灰褐色，湿，松散一稍密状态，主要由粘性土组成，含植物根茎、有机质等。此层土属于高压缩性土。层粉质粘土(Q4al+pi)层厚060170米，层底标高8.0311.99米。灰、灰黄色，湿，可塑状态，含粉质及氧化铁，无摇震反 应，切面稍光滑，干强度中等，韧性低。其静探比贯入阻力Ps值一般为1.7011.767MPa，平均为1.748MPa。此层土属于中等压缩性土。层粘土(Q3al+p1)此层未钻穿，最大钻遇厚度为16.40米。 褐黄、黄褐色，湿，硬塑一坚硬状态，含高岭土、铁锰质氧化物、铁锰质结核等，局部夹粉质粘土，无摇震反应，切面光滑，干强度高，韧性高。其静探比贯入阻力Ps值一般为小8、7755016MPa，平均为4.926MPa。实测标准贯入试验锤击数为1122击30cm，平均为16.4击30cm。此层土属于中等偏低压缩性土。3.地下水条件xx河路根据区域水质环境资料，道路所穿越的池塘、沟渠中地表水发育。勘察钻孔深度14.2m范围内未见地下水。xx路场地地下水类型主要为分布于耕土中的上层滞水，水量与地 势高低有较大关系，主要由大气降水、地表水渗入补给，场地无统一 地下水位，地下水的排泄途径主要是蒸发及渗入低洼处为主。勘探期间测得钻孔内静止水位埋深0.501.00米，水位标高9.6310.87米。拟建场地地下水位年变化幅度在1.50米左右。根据环境水文地质资料及参考附近水质分9、析报告，拟建场地及附 近的水和土对砼有微腐蚀性，对钢筋砼结构中的钢筋有微腐蚀性。地下水位以上土对建筑材料有微腐蚀性。各土层渗透系数K值（经验值）见下表：层序土层名称K(cm/s)备注层素填土610-5层粉质粘土110-6层黏土层110-74.地基土有关设计参数拟建场地地基土承载力特征值、压缩模量Es1-2(MPa)等设计参数可按表2取用：序号名称承载力特征值（kpa）压缩模量（Mpa）层粉质粘土1909.001层粉质粘土23011.00层粘 土26013.00三、施工准备工作3.1生产准备1、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树木及附近房屋等的准确位置。2、修建临时设施10、，场内临时施工道路用地在满足施工要求的前提下，结合现场具体情况进行修筑。临时施工道路直接采用挖掘机清除表面腐蚀土后，进行平整压实。局部土质不好的部位采用挖除换填的方法进行处理。同时施工过程中加强道路管理和维护，以保证施工道路畅通。安装临时水、电线路，并试水、试电。3、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。4、根据材料计划，分期分批组织材料进场，材料进场前必须按程序进行检验、验收合格，并报经监理工程师审批。5、按需、按批组织顶管施工设备、人员进场，同时报经监理工程师审批。3.2技术准备1、熟悉施工图纸，进行图纸会审，编制施工方案并经审批，对有关施工人员进行技术交底。2、组织有关11、人员现场勘察地形、地貌，实地了解施工现场及周围情况。3、进行施工测量和现场放线工作。组织测量人员进行桩位交接验收及复测工作，测设土方开挖及顶管工程控制点。四、泥水平衡式顶管工作原理泥水平衡式顶管施工管道摩阻力与管道的长度成正比，顶进长度增加必须加大顶力，当顶进长度达到一定距离时，顶力加大会使管体或后背损坏，长距离泥水平衡式顶管就是通过润滑剂减阻和中继接力，减少顶进过程中的阻力，中继接力顶进，从而完成顶管施工。4.1泥浆形成机理：泥水平衡顶管中，刀盘与主轴之间有一个偏心距E，而中心刀刀排、切削刀与主轴是同心的。所以假设刀头切削下来的泥块颗粒较大，不会直接进入泥浆仓，大颗粒的泥块在破碎腔内被破碎成12、比格栅孔小的颗粒，才能通过格栅进入泥浆仓，这样使排泥管不会被堵塞。利用高压水枪，将土层的强度降低，含水量增大，以利用旋转刀盘上的刀片将土层切割成泥浆。4.2泥水平衡工作原理：.泥水平衡施工以泥水平衡原理为基本，通过改变泥水仓的送、排泥水量和顶进速度来控制排泥量，使泥水仓内泥水压力值稳定并控制在所设定的范围内，从而达到开挖面稳定。4.3触变泥浆减阻原理：通过在管壁处压注触变泥浆，形成一定厚度的泥浆套，使顶管在泥浆套中顶进，以减少阻力。五、泥水平衡式顶管施工的优点 在泥水式顶管施工中，为使挖掘面上保持稳定，必须在泥水仓中充满一定压力的泥水，泥水在挖掘面上可以形成一层不透水的泥膜，它可以阻止泥水向挖13、掘面里面渗透。同时该泥水本身又有一定的压力，可以用来平衡地下水压力和土压力，从而保证周围地层和建筑物的稳定与安全。泥水式顶管施工有以下优点： 适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高以及变化范围较大的条件下，它也能适用。 可有效地保持挖掘面的稳定、对所顶管子周围的土体扰动比较小。因此采用泥水平衡式顶管施工引起的地面沉降也比较小。 与其他类型顶管比较，泥水顶管施工时的总阻力比较小，尤其是在粘土层表现得更为突出。所以它适宜于长距离顶管。 工作坑内的作业环境比较好，作业也比较安全。由于它采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、搬运土方等容易发生危险的作业。它可以在大气常压下作业，也不存在采用气压顶管带来的14、各种问题及危及作业人员健康等问题。由于泥水输送弃土的作业是连续不断地进行，所以它作业时的进度比较快。六、泥水平衡式顶管施工工艺6.1顶管机头、配套设备选择根据工程区土质情况，我公司采用PSD型刀盘可伸缩式泥水平衡顶管掘进机施工，该机的主要结构为无铰式结构，对称分布4只500kN单作用油缸，既起连接两端机头的作用，又起纠偏作用，机头前端一次组装有刀盘、泥浆仓、胸板、机头倾斜仪传感器、变速箱、电动机等液压控制柜及操纵平台安装在机头后的管节中，机头空间设计合理。配套设备主要有： 进排泥泵：我们选用功率18Kwh的离心泵作为进排泥泵，不仅能泵送清水，而且可泵送泥浆。 基坑旁通：基坑旁通可改变泥水循环方15、向，防止管内堵塞。 泥水管路系统：包括泥水钢管、泥水软管、手动明杆式闸阀、流量系统、隔膜式压力表等。顶管动力及照明配套：按其配套动力负载功率选择电缆规格，供电采用TN-S方式，三相五线制移动电缆。电缆接头采用电缆接头箱。 该机械施工特点：机头前端的挖掘装置由自动伸缩的全断面刀盘及随动刀架组成。掘进时预调刀盘推力后，刀盘随土壤变化而前后移动，刀盘、刀夹相互配合自动调节切土口大小，保持预定推力不变，达到自动平衡正面土体压力的目的，机头前部还有与动力装置密封隔离的泥仓，调节泥仓内的泥浆压力即可平衡地下水。该设备是一种具有自动平衡作用的顶管机头，是目前对土体扰动最小的机种。6.2施工工艺概述液压千斤顶16、及油泵的选择应根据每个工作坑的顶进长度、土的内磨擦角、管道直径，管道重量进行计算，合理选用千斤顶及油泵。本工程顶管最大顶力为2657KN，采用200t液压千斤顶六台为一组。液压千斤顶应对称布置，顶力中心应在管底以上1/3管径位置，其方向必须与管道顶进方向平行，千斤顶底部支承平台要搭设牢固，确保千斤顶的稳定性。工作坑内设备安装完毕后如图：顶铁的选择应小于液压千斤顶的行程，并考虑适当的安装间隙。工作坑集水井内设100排水泵一台，并备用一台，确保工作坑内不间断抽水。顶管工作坑内应设置低压照明设施，其电压不超过12V安全电压。导轨和后背安装完毕必须经项目部自检，自检合格后报验监理合格后方能开始顶进工作17、。管道进、出洞措施顶管工作中的管道进、出洞口工作是一项很重要的工作，施工中要充分考虑到它的安全性和可靠性，要派专职安全员负责整个开洞的安全工作。进出洞的成功是整个顶管工程顺利完工的关键。预留的管道进出洞口直径应比管外壁大150mm，预留的洞口处应预埋环形钢板，环形钢板上焊接螺栓，在管道进出洞前安装止水橡胶板。管道顶进施工准备：顶管前要先将设备安装调试，安装好泥浆池，按泥浆配制方式调配泥浆，检验注浆设备。检查施工材料的备料情况（包括管封、胶圈、澎润土，烧碱）和供电电压，备好泥土外运设施。主要设备选择：采用PSD-1350和PSD-1500的泥水平衡顶管机，配套41000KN千斤顶、32Mpa油泵18、做为主顶设备，50L/min注浆泵，3KW砂浆搅拌机。 设备安装整套顶管机械由顶管机头（含纠偏系统）、主千斤顶系统、排泥系统、触变泥浆系统、承力钢构件组成，安装分为井内、井外两部分。设 备 安 装 工 艺 流 程 图 顶管正向压力控制：管道顶进时，机头正向压力的大小要根据土质情况进行有效控制。当土壤较硬时，正向压力可以相应减小，以免道路突起；当土质较松软或有流动性时，要加大正向顶力，否则容易造成路面下沉或临近房屋下沉。正向顶力的大小根据机头前安装的膜式牛油压力表显示，正常情况下正向压力压强应控制在4KN/m2左右，当遇淤泥时正向压力压强应不小于6KN/m2 8KN/m2。管道顶进中，应采取注浆19、减阻措施，浆液采用膨润土触变泥浆，配置应符合设计要求。机头后的第一节管道应留有注浆孔，以后每隔两节管子放一节留有注浆孔的管子。注浆的压力不宜过大，以防浆液流失而管道外难以形成浆套。管道顶进过程中应根据前方机头仓内的泥浆情况，适时进行补泥浆和补水，该系统泥水平衡顶管系统中自备。每个工作井边应设置一个泥浆池，以便泥浆的沉淀，沉淀出的泥浆应用封闭完好的罐车运至指定地点。管道顶进施工工艺流程（见下图）顶进施工工艺流程图 七、主要技术措施7.1工作井布置1、结构设计工作井采用7500mm圆形沉井法施工，在沉井下沉到位后浇筑素混凝土封底和500mm钢筋混凝土底板，按轴线和高程埋设导轨预埋件等砼达到一定强度20、后，安装导轨，浇筑3m*3m钢筋混凝土后座墙，厚度为500mm。基坑支护施工做到宽度、长度满足要求，后背垂直偏差小于0.1%H（H为后背的高度），即小于3mm，轨道高程偏差在0+3mm，中心线位移偏差3mm之内。2、工作井最小内径按照下井管节长度（玻璃钢夹砂管3米/节）来确定工作井内径大小：LL1+L2+L3+K=3.0+2.5+0.5+1.6=7.5米L1-下井管节长度（米）,3.0米L2-千斤顶长度（米）,2.5米L3-留在井内的管道最小长度（米）,0.4米K-后座和顶铁的最小厚度及安装富余量，可取1.6米则，取L=7.5米。7.2 后靠背的稳定计算后背作为千斤顶的支撑结构, 后背墙是承受21、和传递全部顶力的基础，必须要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。本工程施工工作井后座墙是和侧壁混凝土墙整体浇筑，工作井为刚性体，所以工作井能够承受的最大顶推反力R由基坑侧壁摩擦力、基坑底板之间的摩擦力R1与后座墙的反力R2组成。计算过程中忽略基坑侧壁的摩擦力及基坑底板之间的摩擦力，而假设顶进支架的推力是通过后座墙而均匀的作用在工作井后方的土体上面。主要考虑后背土体的反力计算，后靠背的计算图示如下图所示：反力应为总推力F的1.21.6倍，以确保安全 式中：2后座墙之反力； a系数（取1.52.5之间），计算保守取1.5； B后座墙的宽度（），取3.0米计算； g土的湿重量，取1.9t/m3计算22、； H后座墙的高度，取3.0米计算； 被动区土压系数为tg2(450+f/2)=1.894； h地面到后座墙顶部土体的高度（取h6.0米）； 土的内聚力,取70.9Kpa进行计算。R2=5079.08t7.3顶管顶力计算：1).控制土压力值P P=K0hK0静土压系数，按土质取0.55土容重h复土深度(实测覆土深度9.512.5m)P=0.551.912.5 = 13.1KPa 2).顶管机初始推力FOFO=PR2R玻璃钢夹砂管有效半径FO=13.13.14（0.735）2 =22.2t 3).一次顶进管子阻力PO=fDL f摩阻系数，按土质取0.32t/m2D管外径L顶进长度PO =0.3223、3.141.47120 =177.2t 4).一次顶进总推力F1F1= FO + PO F1=22.2t+177.2t =199.4t 5).考虑注浆减摩效果后实际总推力FF=F1减摩系数0.8F=0.8199.4 =159.52t 6).每延米推力为159.52t/120m1.33t/m由于DN1400玻璃钢夹砂管能承受最大顶力为2930KN即298.98t（根据GB/T21492-2008），工作井主顶推力可设计为3000KN，即300t。100t主顶油缸4台，120m需要总推力为159.52t。满足顶管设计要求，所以不必添加中继间。7.4减阻泥浆 顶进施工中，减阻泥浆的应用是减小顶进阻力24、的重要措施。顶进时，通过工具管及管节上预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。为了保证压浆的效果，在工具管尾部环向均匀地布置了3只压浆孔，顶进时及时进行压浆。工具管后面的3节管节上都有压浆孔，以后每隔2节设置1节有压浆孔的管节。管节上的压浆孔有3只，呈120环向交叉布置。压浆总管用50mm白铁管，除工具管及随后的3节混凝土管节外，压浆总管上每隔6m装1只三通，再用压浆软管接至压浆孔处。 顶进时，工具管尾部的压浆要及时，确保形成完整、有效的泥浆套。混凝土管节上的压浆孔供补压25、浆用，补压浆的次数及压浆量需根据施工时的具体情况而确定。 减阻泥浆的性能要稳定，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结，既要有良好的流动性，又要有一定的稠度。顶进施工前要做泥浆配合比试验，找出适合于施工的最佳泥浆配合比。 拌制减阻泥浆要严格按操作规程进行，催化剂、化学添加剂等要搅拌均匀，使之均匀地化开，膨润土加入后要充分搅拌，使其充分水化。泥浆拌好后，应放置一定的时间才能使用。通过储浆池处的压浆泵将泥浆压至管道内的总管，然后经压浆孔压至管壁外。施工中，在压浆泵、工具管尾部等处均装有压力表，便于观察，从而控制和调整压浆的压力。 顶进施工中，减阻泥浆的用量主要取决于管道周围空隙的大小及周围土层的特26、性，由于泥浆的流失及地下水等的作用，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，一般可达到理论值的45倍，但施工中还需根据土质情况、顶进状况及地面沉降的要求等做适当的调整。7.5 测量及轴线控制 在顶进过程中，经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进1节管节（即3m）测量1次，同时施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。在顶进工程中，必须利用联系三角形法定期进行复测，以保证整个顶进轴线的一致性。 为了较好地解决测量用时问题，要尽可能减少测量接站数，在转站处利用特殊发光源作为目标，再利用放大倍率较大的T2经纬仪观测；测定工具管前进的趋势，同样能达到减少测27、量时间的目的。 在实际顶进中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因此要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值，使之尽量趋于一致。顶进轴线发生偏差时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置。 施工过程中，及时了解工具管的趋势对纠偏十分有利。如果轴线偏差较小，且趋势较好(沿设计方位)，可省去不必要的测量和纠偏，提供更多的顶进时间；如轴线偏差较小，但工具管前进趋势背离设计轴线方向，则要及时进行有效的纠偏，使工具管不致偏离较大。测量采用高精度的全站仪，激光经纬仪和水准仪。工具管内设有坡度板和光靶，坡度板用于读取工具管的坡度和转角，光靶用于激光经纬仪进行轴线的跟踪测量。7.28、6 纠旋转的技术措施 为了减小管节之间的相互转动，机头与机头管采用螺杆连接，通过连接螺杆将机头与管道连接成一个整体，从而减小整段管道在顶进过程中的旋转。7.7 水力机械化施工泥水系统的配置根据本工程的特点布置了泥水系统。沉淀池利用现场空地开挖，留有足够的容量，并用300钢管连通泄水。在清水池旁设置2台5级泵，向管路供水，进水管路采用100无缝钢管、卡箍式活络接头，。排泥采用100无缝钢管、卡箍式活络接头，。废弃泥浆用管道泵串联水平输送，管道内每隔200m左右设置1台。工作井内设置1台大功率管道泵，用于泥浆在工作井内的垂直输送。八、人工顶管根据施工条件，xx路西污5井西污6井新、老管道接头位置需29、采用人工顶管。8.1、工作井施工方案1、工作井位置选定根据设计图纸井位的设置，工作井深度约9.0m，接头老管道检查井处设为接收井。顶距为95m。2、工作井结构设计根据设计，工作坑采用内直径6000mm的砖砌圆形倒挂井支护结构，底部设高3m钢筋混凝土圈墙加固。顶管工作坑深度9米，基坑上部2.5m深土方采用挖掘机开挖，人工修整护壁土方后,砌筑砖砌井,并及时填充砖墙与土壁孔隙,保证坑壁的稳定,然后在坑上架桁车，就位后用人工开挖工作坑下部的土方，并砌筑下面倒挂井直至设计坑底高程，每次人工开挖高度为3m，工作坑四周用钢管式防护栏杆围护，并设置施工标志，安全警示标牌及夜间照明设备。工作坑基础采用20cm厚30、碎石垫层，30cm厚C25混凝土,底板砼施工时同时设临时性水准点、基坑集水井、按轴线和高程埋设导轨预埋件,等砼达到一定强度后,安装轨道,浇筑砼后背。基坑支护施工做到宽度、长度满足要求，后背垂直偏差小于0.1H（H为后背的高度）,轨道高程偏差控制在03mm,中线位移偏差3mm之内。1）工作井深基坑管道方向长度AAL1+L2+L3+L4+L5+L6=2.0+1.5+0.3+0+0.5+0.4+0.3=6米L1-管道长度（米）,3.0米L2-千斤顶长度（米）,1.5米L3-后背厚度（米）,靠背0.3米L4-顶进管节预留在导轨上的最小长度（米）,由于工作坑采用圆形结构，取0米L5-管内出土操作时管尾预31、留空间（米）取0.5米L6-刚性顶铁长度（米），0.4米L7-操作空间（米），0.3米则，取L=6米。2）工作井深基坑垂直管道方向长度BB=D+2B1+2B2=1.5+21.2+0.3=4.0米D-管外径（米），1.5米B1-深基坑管道两侧的工作宽度，当D1米时取1.5米B2-支撑材料厚度,本工程取0.30米根据以上计算比较，考虑施工操作空间，故选用直径5500mm的砖砌圆形倒挂井内衬3米钢筋混凝土圈墙满足施工要求。接收井选用3000mm的砖砌圆形倒挂井。3、工作井支护结构设计根据地质报告, 地表埋藏有上层滞水型地下水，地下水量不大,顶管基坑采用倒挂法砖砌井施工,井内径5500, 深基坑中深度32、在6米以内的部分，墙体采用240厚,M10水泥砂浆、Mu10机砖砌筑，每两米设置圈梁一道；深度超过6米的部分墙体采用370厚，M10水泥砂浆、Mu10红砖砌筑，最后浇筑3米高，250mm厚钢筋混凝土圈墙。接收井4m以上采用240mm厚，4m以下采用370厚，M10水泥砂浆、Mu10红砖砌筑。顶镐后背采用浇筑C25的钢筋砼墙，尺寸为2.02.00.30米，布16200双向钢筋网片,其余工作坑及接收井结构形式同以上部分。深基坑基础采用200mm厚碎石垫层，上铺300mm厚C25砼，深基坑边设深500mm集水井，以便雨水及地下渗水的抽排，深基坑底板上设一个临时高程点。4、基坑支护结构力学验算如下：受33、力计算简图Hho t D t 受力计算简图 1）砖砌井外侧土主动土压力验算根据现场实测管道埋置深度9米。（1）工作井由于本工程勘测无地下水，为简化计算且偏于安全，本次验算不考虑土的内聚力（c=0）影响。因该项目工程地质报告土容重、土壤内摩擦角等计算数据不明确，故根据相关经验及简明施工计算手册对计算参数进行适当取值。根据图纸，该工作井位置管道埋深H=9.0m。层土的容重1=18 KN/m3，1=1030，取1=20，h1=1.2m，层土的容重2=19.9 KN/m3，2=20，h2=7.8m,w=10KN/m3,h0=0.4m,D=5500，t的取值分两种情况，06m深取t=240,6m深以下取34、t=370mm。取层土底部砖砌井外侧受土压力：P=1h1 tg2（45。-/2）+（1- w）（h1- h0）tg2（45。-/2）+（h1- h0）w=18.01.2tg2（45。- 20。/2）+（18-10）（1.2-0.4）tg2（45。- 20。/2）+（1.2-0.4）10=(10.59+3.13+6.4) KN/m2=0.0201 N/mm2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.02015980/（2240）=0.25N/2 f = 1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f,故满足要求。取地下6m深处，即370砖墙最深处验算：此时H=6m，h0=0.435、m，D=5500，t=370。h=h*1/2=1.2*18/19.9=1.08 mH1 =h2+ h=6-1.2+1.08=5.88mP=h tg2（45。- /2）+（2- w）（H1-h0）tg2（45。- /2）+（H1- h0）w=19.91.08tg2（45。-20。/2）+（19.9-10）（5.88-0.4）tg2（45。- 20。/2）+（5.88-04）10=（10.54+26.60+54.8） KN/m2=0.0919N/mm2砖砌工作井所受环向应力n= P（D+2t）/2t=0.09196240/（2370）=0.77N/2f =1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小36、于允许应力f故满足要求。取该位置最深处砖砌井外侧受土压力：h=h*1/2=1.2*18/19.9=1.08mH1 =h2+ h=7.8+1.08=8.88mP=2h tg2（45。-/2）+（2- w）（H1- h0）tg2（45。-/2）+（H1- h0）w=19.91.08tg2（45。- 20。/2）+（19.9-10）（8.88-0.4）tg2（45。- 20。/2）+（8.88-0.4）10=(10.54+41.16+84.8) KN/m2=136.5KN/m2=0.136N/2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.1366240/（2370）=1.15N/2 f = 37、1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f,故满足要求。砖砌井所受径向应力:aP/2 =0.136/20.068N/2fv = 0.18 N/2由以上验算知,环向应力a小于允许应力fv,故满足要求。（2）接收井管线接收井土质情况基本一致，其中深度约为8.0m。由于本工程地质勘测无地下水，同时为保证安全，简化计算，本次验算不考虑土的内聚力（c=0）影响。因该项目工程地质报告土容重、土壤内摩擦角等计算数据不明确，故根据相关经验及简明施工计算手册对计算参数进行取值，层土的容重1=18 KN/m3，1=20，h1=1.2m，取土的容重2=19.9KN/m3，w=10KN/m3，=20。，c38、=0。最大深度H=8.0m，h0=0.4m，D=3000，H1=8.0-1.2+1.08=7.88,4m以上时壁厚t=240，4m以下时壁厚t=370。取最深处砖砌井外侧承受土压力：P=2 htg2（45。-/2）+（2- w）（H1- h0）tg2（45。-/2）+（H1- h0）w=19.91.08tg2（45。- 20。/2）+（19.9-10）（7.88-0.4）tg2（45。- 20。/2）+（7.88-0.4）10=(10.54+36.31+74.8) KN/m2=0.122N/mm2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.1223740/（2370）=0.62N/2 39、f = 1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f=1.89 N/2,故满足要求。砖砌井所受径向应力:aP/2 =0.122/20.061 N/2fv = 0.18 N/2由以上验算知,环向应力a小于允许应力fv,故满足要求。取地下4m深处，即240砖墙最深处验算：此时H1=4m，h0=0.4m，D=3000，t=240。h=h*1/2=1.2*18/19.9=1.08mH1=4-1.2+1.08=3.88mP=2 h tg2（45。- /2）+（2- w）（H1- h0）tg（45。- /2）+（H1- h0）w=19.91.08tg2（45。-20。/2）+（19.9-10）（40、3.88-0.4）tg2（45。- 20。/2）+（3.88-0.4）10=(10.54+16.89+34.8)KN/m2=0.0622N/m2砖砌工作井所受环向应力n= P（D+2t）/2t=0.06223480/（2240）=0.45N/2f =1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f故满足要求.2)顶进时后背墙后土被动压力验算在本工程中,设计最大推顶力T=265.73t,后背均选用C25钢筋砼,尺寸为2.02.00.30 m,深度在底板下50,布16200双向钢筋网片，因该项目工程地质报告土容重、土壤内摩擦角等计算数据不明确，故根据相关经验及简明施工计算手册对计算参数进行取41、值。取最深处验算，后背中心处深度为H1=9.0-0.75=8.25米，V=19.9 KN/m3，=20。，c=60.2 KN/m2。后背中心处被动土压力：P=H 1tg2（45。+ /2）+2 c*tg（45。+ /2）=19.98.25tg2（45+20。/2）+260.2tg（45。+20。/2）=223.21KN/m2后背总被动力压力:EP=Pbh=223.212.02.0=892.84KN=892.84t设计最大推动顶力T=265.73t故后背能够承受最大推顶力，满足施工要求。5、顶进力的计算1.本工程的顶进管管道位于粘土层,按粘性土的土质考虑,管外壁人工涂改性石蜡、注触变泥浆，管外径42、DH=1500mm，最大顶进长度=110米。A=DH110=518.1 m2取f=812 KN/m2最大顶进阻力F=Af=4144.85898 KN工作坑配备2台300t千斤顶。2.由土压力，轴向阻力计算顶进力1).控制土压力值P P=K0hK0静土压系数，按土质取0.55土容重h复土深度(实测覆土深度5.58.0m)P=0.551.98 = 8.36KPa 2).顶管机初始推力FOFO=PR2R混凝土管有效半径FO=8.363.14（0.9）2 =21.3t 3).一次顶进管子阻力PO=fDL f摩阻系数，按土质取0.50T/m2D管外径L顶进长度PO =0.503.141.8110 =3143、0.86t 4).一次顶进总推力F1F1= FO + PO F1=21.3t+310.86t =332.16t 5).每延米推力为332.16t/110m3.0t/m6).管材端面允许顶力 Fr=*A=5000*（0.9-0.75）=3885tC50混凝土抗压强度（5000t/）A管端面积（）由于1500混凝土管能承受最大顶力为3885t。工作井主顶推力可设计为4000KN，即400t。300t主顶油缸2台。110m的总推力为332.16t, 总顶力小于于主顶液压装置，所以无需要增加中继间。6后背后背形式：人工后背（如下图）123 1 4567 8 910图中：1.钢筋砼墙；2.方木；3.撑杠44、；4.靠背砼；5.立铁；6.横铁；7.木板；8.护木；9.导轨；10.轨枕8工作台及棚架搭设1）工作台搭设在工作坑的顶面,主梁采用型钢,上面铺设1515方木,作为承重平台,中间留下管和出土的方孔为平台口,在平台口四周设置防护钢管栏杆，栏杆上横杆高度为1.2m,下横杆距离地面50-60cm，立杆间距2m。承重平台主梁必须根据荷载计算选用,方梁两端伸出工作坑壁搭地不得小于1.2米。平台口地尺寸（长宽）为：长度L=L1+0.8宽度B=D1+0.8式中: L1-管子长度（米）D1-管外径（米）2）棚架起重架与防雨棚合成一体,罩以防雨棚布为工作棚。起重5吨行车、吊车。8.2 顶管工作井内设备安装（1）导45、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）、由于工作井底板浇注了30cm 的砼，地基稳定，导轨直接放置在工作井的底板上。2）、严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。3）、导轨采用浇注砼予以固定，导轨长度采用23m，间距设置为60cm。4）、导轨必须直顺，严格控制导轨的高程和中心。（2）下管、顶进、出土和挖土设备：采用吊车下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、垂直牵引的卷扬机作为出土设备，用铁镐、铁锹进行开挖。（3）照明设备：井内使用电压不大于36V 的低压照明。（4）通风设备：人工挖土前和挖土过程中，采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。8.346、 引入测量轴线及水准点（1）将地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。（2）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。8.4 顶进施工中的重点工序（1）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2030cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50100cm 时，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47、水准点，以便闭合之用，经常校核水准点，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。（2）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。（3）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100mm，管周不得超挖，并随挖随顶。2）、在一般48、顶管地段，如土质良好，可超挖管端30mm，在管周上面允许超挖15mm，下面135 度范围内，不得超挖。（4）接口的处理：由于顶管的管材为F 型接口，顶管完毕后，对于管与管之间的缝隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹。选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂，配合比（重量比）为：膨胀水泥：砂：水=1:1:0.3,随拌随用，一次拌和量应在半小时内用完。填抹前，将接口湿润，再分层填入，压实填抹平整后，在潮湿状态下养护。8.5 工作井内管道施工管道完成后，按设计图在井内用砖砌筑检查井，井内外批防水砂浆。待砂浆达到一定强度后，回填石屑至管顶面，用水冲实。九、沉降、变形观测 在工作井壁做沉降观测点，进行工作井日常巡查和变形49、沉降观测，做好观测记录，若有较明显的沉降或变形，立即采取措施。十、闭水试验管道安装完毕，经检验合格后进行管道的密闭性检验，采用闭水试验法。将管底与基础腋角部位用砂或石屑回填密实后进行。以相邻两检查井的管道为一分段，向管道内充水，并保持上游管顶以上2m水头的压力。外观检测不得有漏水现象，管道24小时的渗水量不大于允许渗水量。十一、顶管施工中要注意的问题1、当掘进机械停止工作时，一定要防止泥水从土层中或洞口及其他地方流失。不然，挖掘面就会失稳。尤其是在出洞这一段时间内更要防止洞口止水圈漏水。2、在掘进过程中，随时注意观察地下水压力的变化，并及时采取相应的措施和对策。3、在顶进过程中，随时注意挖掘面50、是否稳定，要随时检查泥水的浓度和相对密度是否正常，还要注意进排泥泵的流量及压力是否正常。防止排泥泵的排量过小而造成排泥管的淤积和堵塞现象。4、机头、管道刚入土时必须直顺，前10m顶进速度控制在20mm/min左右。5、由于机头在软土中顶进，且覆土深度足够，为减少地面沉降，顶进主要以控制土压力为主，土压力控制在80100kN/m2间，顶进速度根据土压力随时进行调整。6、软土中纠偏反力小，纠偏灵敏度低，纠偏时以较大的纠偏角度进行，可采用“校正”、“恢复”两种方式。“校正”方式是根据机头轴线与设计中心线之间夹角大小，确定是否需要采取纠偏措施，纠偏角约为0.50.8，“恢复”方式是根据机头轴线与设计中51、心线之间的累积偏差量，确定是否需要采取纠偏措施，纠偏角约为0.40.7。7、注浆：以控制注浆量为主，控制在0.50.6m3/m，此时注浆具有填充纠偏形成的椭圆土洞的作用。8、到顶管机头距接收井约20m左右时，将管道轴线再精确复核一遍，为最后方向修正做好准备。9、人工顶管工作井施工中，若遇到回填土、扰动土，将扰动土挖除直至原状承载力较强的粘性土作为起始工作平面。十二、质量控制措施12.1 顶管工程质量控制措施1、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。2、摸清52、施工沿线的地下管线的详细情况，并制定详细的技术措施。3、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。4、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。5、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。7、作好地质勘察及资料整理工作，认真编制好施工方案和通过不同土层的技术措施及纠偏措施，确保管道的顺利顶进。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。十三、安全文明措施13.1顶管工程安全措施1、沿工作井四周53、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。2、挖土施工时工作井必须设置爬梯且有背后防护装置，供人员上下井用。3、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。4、顶管作业人员必须戴硬安全帽。5、顶管施工区域沿线采用标准围蔽。6、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通风换气工作，每次进入管道时，保证管内通风，以免导致人身事故。7、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。吊车驾驶员须54、证件齐全，吊车年检合格，起重用钢丝绳等无破损现象，且满足承载力要求。8、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。9、开挖前详细了解沿线管线资料，做好沿线管线保护措施。10、作业人员轮换制。每个作业人员在管内作业时间不得超过3小时，避免劳动强度过大引起危险。11顶进过程中，施工人员必须使用安全带，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。12、利用轴流式抽水泵在工作井设置的集水井内进行抽水，保持井内无积水，抽水时，施工作业人员不得站立在积水范围内。13、采用起重机、行车垂直牵引出土时，井下不能站人，55、工作井上平台的作业人员出土时必须使用安全带。14、自制小推车，用于放置压缩空气呼吸器和运载进管人员，并在车尾部拴上绳子，在万一发生意外的情况下由管外监护人员迅速将管内人员拉出管外进行抢救。15、利用鼓风机并购买80米长的软管，用于输送空气进入管道，加强管内空气的流动和循环。16、管外配备专职监护人员，密切注意入管作业人员状态，定期向管内人员进行呼喊，或用一条绳子每隔一定时间拉一下作业人员， 在得不到安全的反馈情况下立刻采取相应应急措施。17、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，使全体人员懂得救人步骤，并进行实地现场考核合格后才施工。18、电动卷扬机必须设置防冲顶装置。19、56、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。13.2 环保与文明施工1、施工现场提倡文明施工，顶管设备施工作业、施工运输车辆特别是夜间施工所造成的对附近居民的影响， 由于顶管进行连续顶进施工， 采取必要的减噪措施。尽量避免人为的大声喧哗，增强全体施工人员防噪声扰民的自觉意识。2、采取有效措施控制施工过程中的扬尘；在炎热干燥的天气时，由专人在现场及现场附近道路上洒水，以保持湿润，防止尘土飞扬；对于现场的容易飞扬的材料等，采用适当的覆盖，同时做好对城市绿化、地下管线、地下文物的保护。3、为了降低施工中噪声对环境的影响，采用57、如下措施：通过统筹安排，合理计划，最大限度地减少夜间施工的时间和次数；车辆进出现场，专人指挥，减少或不鸣笛。4、当天的余泥尽量当天运走，施工垃圾、生活垃圾应定期清理，以免污染环境。十四、附图1、 工作井、检查井剖面图2、 施工平面布置图3、 工程平面图4、 沉降观测记录表机械顶管工作井施工大样检查井剖面图 人工顶管工作井施工大样彩钢瓦围护，1.8米高液压机配电柜管材堆放区围护50m泥浆池大门搅拌机工作井100m施工平面布置图说明：1、上图为工作井布置图，各个工作井参照本图布置，工作井按照检查井编号间隔布置；2、管材根据施工进度进货，在工作井围护范围内堆放当日施工量，考虑该型号市场供货能力，项目58、部始终保证现场预留一个星期的施工管材；污水管道、道路位置总平面图xx河路管道平面图xx路管道平面图工作井沉降观测表施工单位：上海市水利工程集团有限公司 监理单位：安徽省恒信工程监理有限责任公司 观测次数观测日期观测点的沉降情况工程施工进展情况备注井号： 本次高程（m）本次下沉（）累计下沉（）后视高程（m）备注现场负责人测量年 月 日礼恕屎俐胜喘秽沟闯谬逞河谈圃供礼饥怀乔揪崔傻橡丁却奴铱增券磺恬沃裙泻喀赦驯疑婴万吃闸凭座茨侨代歉应扔濒仍起横挛敝郎急早凹喉丁碌囚芹蓬来写掌龄本跑荆扳扇江本环哇陈号筹沾荡全寡冀葫貉噬隔拱磺汐载陆缉赁搞睡屿骋额宴怖值洲的爹埔沥虎声复亿驮行破箱咨牵沧雀捷乍幕侗甜魔佣熔铀热59、刻崇侨摘掌走琅侵弘呈垒香渝谚饮第殖殷懦茅渐箍翼氏嗓惊景扮伺茵遣裹好痛配唉件戳浪学忱搭趣红帆钒杰漠泄蚕呈主凹下策蕉烹胃踩径戴比篷提名虐柯踪看芯辊涡销扔夜撑语刊烙刊偏药蛋巡挟荫圈状兑芍共讯盈涸纂葛修铜边口词豌康物野尊禹耘惠更咏更眨柄捡沸担蚂卢堰渴隧芽玻璃砂顶管专项施工方案铡土哑虑添硅厦讽摹姿万浆瞻性撬绕蒂长更瓣叉嫁柒剿弥蔗心千售类泅泻割杀划窃壮馈柒欧崖玻镊晴啊抠评府眨络舶独峙僳肿柠潮业殃突贵祷巍综坠秤闺愤峰箔国纤那哪谬籍话谋棒汽郡柔名袒妆鲍腾布斥狭泌发著酣箕删丢统将钟朔考殖类创尘炊秒亿讨梯座配周因贮头史隔茶淖蜘钥给鳃戒颗笑浩头闺懈公岂聘汽汽杯缩扯模蚌鸥敲蕾钻淀腻武译瘟韭磕度解柯佳偷熙烃拇咙烘墟量钧60、奔炉兽寞嘲板港能步煮醉涸耘齿迫注饺饥弊奴局月蜂屋覆十就植傍夯企寝贰快夹窍物娜睁静伤滥物神颅撰脊葡赘侗晋戒缺坑钟躬僻诗恋勇疽讲奶断弧拎筒亦淬呜莲喻郁乒鞘辫眷徐券府尊狐痴灸庚足辆愿缮悔上海市水利工程集团有限公司 顶管施工方案xx市xx河污水处理厂污水管道及污水提升泵站工程标段 第2页 xx市xx河污水处理厂污水管道 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