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1、郑州市管城回族区实验中学宿舍楼过路顶管专项施工方案编制： 审核： 审批： 河南华瑞园林绿化工程有限公司二0一八年五月第一章 编写依据本施工方案编写依据如下：1、郑州市管城回族区实验中学宿舍楼过路顶管项目施工图2、给排水管道施工及验收规范GB50268-20083、混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-20114、郑州市建设委员会颁发的有关建筑规程，安全、质量及文明施工等文件。第二章 工程概况2.1 工程简介工期紧、施工场地有限、现场需穿越道路，可能遇上地下障碍物等情况，考虑影响本工程顶管正常施工的不利因素，故将本工程的顶管工程采用人工顶管。管材DN2000套管，管埋深为5.15m左右（
2、管顶覆土2.75m）。工作井、接收井的井位和管段长度将根据现场实际情况（顶进长度、地下障碍物、交通影响等）而确定。2.2周边环境简介 工作井东侧、北侧为学校消防同道，南侧为6F教学楼，西侧为2F彩板房。据我方在工作井位置所挖探沟探明，工作井南侧有给水主管、消防水主管，西侧有一道给水支管，且管道均位于图纸设计的工作井内。中间有一条校内光纤斜向对角穿过工作井。且工作井位于学校教学楼先期施工的基坑内，有大量的杂填土。2.3施工参照标准施工设计图、施工合同给排水管道施工及验收规范GB50268-2008混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2011施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-200
3、5工程测量规范GB50026-2007建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012现场地质水文情况、地下管线的情况和周围建筑物及设施情况；第三章 施工部署3.1施工组织安排工程需要采用机械顶管的管段为两阶段，一阶段为工作井至配电房，另一段为工作井至教学楼配电室。工作井及接收井共计2座，计划用1套顶管设备，一台备用，第一阶段为工作井、接收井的施工，第二阶段为顶管的实施，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。本工程实地勘察，从道路面层向下的土质分布情况为：混凝土道路面层 水稳层 连砂石基层 杂填土。3.2顶管施工工艺流程工作井施工 设备安装 管吊装就位 施工准备 土
4、方掘进 测量控制及纠偏 废泥外运 开机顶进 结束 施工下一节3.2施工顺序施工顺序为：工作井施工 顶进设备安装调试 吊装砼管到轨道上 连接好工具管 装顶铁 开启油泵顶进 出泥 管道贯通 拆工具管 压浆。第四章 施工准备工作4.1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所需场地内所有障碍物，如管线、电线杆、数目及附近房屋等的准确位置。3、按施工平面布置图修建临时设施，安装临时水、电线路，并试水、试电。4、进行顶管所用的设备的加工制作。5、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。6、根据材料计划，分期分批组织材料进场。4.2技术准备1、审查施工图纸和进行各专
5、业图纸会审，进行施工技术交底。2、做好标高点控制，施工测量和现场放线工作。3、按照规划局提供的永久水准点，引临时水准点至井下，施工中经常进行校核。第五章 主要工程项目的施工技术方案5.1人工顶管顶力的计算（一）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶的方法施工。根据经验公式：P=nPO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,。本工程取1.5.（2） 土质为中粗砂及含水量较大的粉细砂，管前挖土不易成拱者，取45.（3） 土质为砂砾石层，管前挖土不易成拱者，取45。P
6、O为顶进管子全部自重。顶进的每节管自重约为1.056吨，最长段以38米计，每节管长2米，共要顶进19节管，则PO=1.056*19=20.064吨。则总的顶力为P=n*po=5*20.064=100.32吨考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.5倍左右的储备能力，设备顶进应力为150.48吨，取总的顶力F=250吨，选用一个千斤顶作为顶进动力设备，千斤顶的顶力应为250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，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）顶
7、管正阻力与土层密实度、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。本工程为粉质砂土取40t/m2。F1=S1*F*K1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）本工程取1.5F1=S1*F*K1=R2*F*K1=3.14*0.44*0.44*40*1.5=36.474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。根据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在0.5-1.0t/m2之间。F2=S2 *K2其中：F2顶管侧摩擦力（t）
8、；S2顶管侧面积（m2）；K2顶管侧阻力系数（t/m2）本工程取1.0F2=S2*K2=DL *K2=3.14*0.72*37.5*1.0=84.78吨顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度管段37.5米计算，总顶力：F= F1 + F2=36.474+84.78=121.254吨 考虑地下工程的复杂性及不可预见性因素，顶管设备取1.5倍左右的储备能力，设备顶进应力取181.881吨，取总的顶力F=250吨，选用一个千斤顶作为顶进动力设备，千斤顶的顶力应为250吨。DN2000混凝土管道的正截面面积为0.44m2，顶进时每平米承受最大压力为140T,按照规范标准DN2000级钢筋混凝土的混凝土强
9、度为C50.为确保管道在顶进过程中不发生破坏，需至少分140/（140*0.41）=2.43段顶进，故设置中继间一套。5.2.1工作井施工1、结合现场实际情况，工作井位置南部有给水主管和消防主管，西部小给水支管，均位于图纸设计工作井中。综合考虑，避免管道迁移增加造价，且不影响工期，决定将工作井向东北方向迁移，避开给水管道。2、本工程顶坑深度约为5.2米。为保证施工安全，工作井井底采用砼封底，井壁采用C30混凝土浇筑。工作井底部尺寸净空为6.6*4.2米。工作井采用机械开挖，机械回填人工配合，顶坑的回填材料采用3:7灰土回填，边坡系数1:1。3、基坑排水、在基坑开挖前，应根据土质情况选择合适的排
10、水方式，沟槽开挖后在槽底内设置100*100明沟排水，集中排入500*500的集水坑，进行集中排水，确保沟槽内不积水。 2寸潜水泵：在滤管内放入2寸潜水泵一台，进行排水。排水全部引至现场的排水沟内。4、工作井上部设置30cm*30cm砖砌止水墙沿四周设置。5、工作井底的标高要符合设计要求，井壁为C30砼30cm厚；采用混凝土C20厚20cm封底（做法详见设计图）。滑车套管道木、钢板液压顶管机接收坑顶管施工示意图6、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要求。1、由于工作井地板浇筑了20cm的砼，地基稳定，导轨直接放置在工作井的地板上。2、
11、严格控制轨道顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。3、导轨采用浇筑砼予以固定，导轨长度采用23m，间距设置为60cm，材料采用160型H钢。4、导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。（二）下管、顶进、出土和挖土设备：采用12T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，用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。（三）照明设备：井内使用电压不大于12V的低压照明。（四）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。风量的计算：1、按洞内同时工作的最多人数计算：Q=k*m*q式中：Q所需风量，m3/min；K风量备用常用系数，常取k=1.11.2M洞
12、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，一人负责运淤泥，取k=1.1,m=2，则有Q=k*m*q=1.1*2*3=6.6m/min2、漏风计算Q供=P*Q式中：Q计算风量；漏风系数采用200PVC管，每百米漏风率一般可控制在2%以下，取p=1.02，则Q供= P*Q=6.6*1.02=6.73 m/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。（五）工作棚架：作为防雨及安装吊运设备。工作坑上设活动式工作平台，平台用直径48钢管搭设。在工作平台上设起重架，旁边装置小型电动卷扬机。工作平
13、台搭设要求：1、材料要求：进场钢管必须检验合格，钢管采用外径48mm，壁厚3.5mm的焊接钢管，材质为A3钢，钢管不许使用气焊电焊切割不许打孔，节点连接使用直角扣件，扣件不应有裂纹气孔。脚手板：采用木板或刚脚手板，木质脚手板厚度为50mm，宽度200mm左右，材质坚硬不腐烂，横向裂缝不大于1/4板宽。2、工作平台几何尺寸：4m*3m，高度同顶坑深度。3、脚手架立杆纵横向间距1m*1m，水平杆竖向间距小于1.0m。搭设前先将地面平整夯实，然后在地面上铺设通长50mm厚木板（或脚手板）脚手架立杆为单立柱，立柱下装有底座。4、工作平台四周搭设防护栏杆，上杆距地面1.2m，下杆距地面0.6m，立杆间距
14、1.5m，采用钢管扣件连接。防护栏杆并刷红、白相间的安全色。（六）本工程施工期间，为保证顶管施工能连续进行，现场采用两台30KW发动机。（七）管道顶进出料方法：1、管道内出料：作业人员在管端工具头的保护下进行土方开挖，采用钢锹将开挖装入自制轮式小车内（小车尺寸：0.3m宽*0.6m长），顶坑内运土人员利用绳索将运土小车拉出管道倒于顶坑内。2、顶坑内垂直出土：利用工作平台上设起重架将坑内土方运至坑外指定对场。（八）、顶管靠背安设：2、顶机顶力为250T。3、靠背的受力面积暂取3*3=9M2（不对），3*3*32T=288T，288T250T满足要求。4、靠背采用C30混凝土浇筑，为避免滑移、倾覆
15、，将靠背嵌入顶坑底标高下0.5m。5、为保证顶进过程中应力的均匀传递，在顶进设备与靠背中间设置2*2*0.03的钢板传递应力。5.4 引入测量轴线及水准点（一）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。（二）将地面上的临时水准点引入工作井底不予碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。5.5 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。5.6千斤顶和顶铁的安装千斤顶室掘进顶管的主要设备，有前面顶力计算可知，本工程最长管段的顶力为188吨。拟采用1台250T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
