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1、西安曲江临潼国家旅游休闲度假区芷阳二路（凤凰大道108国道）市政工程顶管施工方案编制：审核：审定：西安西丰市政配套工程有限公司 第一工程项目部 2012年 月 日目 录1、编制依据2、工程概况3、施工方案及技术措施4、顶力计算与后背设计顶力计算5、顶管后背安装6、顶管机械设备安装7、管前挖土与顶进8、顶管接口9、顶管施工记录与管理10、管道内辅助管道的辅设11、工作坑监测12、对邻近结构物可能引起变形监控措施13、现况设施保护措施1、编制依据建筑基坑支护技术规程DB11/489-2007混凝土结构设计规范GB50010-2002工程测量规范 招标文件 市政工程设计文件给水排水管道工程施工及验收
2、规范市政排水灌渠工程质量检验评定标准2、工程概况：西安曲江临潼国家旅游休闲度假区芷阳二路南起凤凰大道, 北至108国道,全长476.478m。道路中线以西2.5m为雨水管线，全长606m，顶管长度57m。以东2.5米为污水管线。全长556.52m, 顶管长度481.52m，3、施工方案及技术措施：根据管道所处土层性质、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，经技术经济比较后，确定采用机械顶管法。由于该施工段土质为湿陷性黄土层，本次顶管工作坑较深。根据以上情况本次施工将采用具有支撑的工具管注浆加固土层的措施； 超挖示意a最大超挖量；b允许超挖范围工具管接触或切入土层后，自上
3、而下分层开挖；工具管迎面的超挖量根据土质条件确定；在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于15mm；管前超挖根据具体情况确定，并制定安全保护措施；顶管施工工艺流程：见“顶管工艺流程”顶管工艺流程管道进场验收顶进纠偏顶进出土顶管结束接口压浆，闭水偏差测量浇注检查井检验管道顶进管道拼装整体检查验收施工准备后座顶板安装导轨安装洞口止水装置安装后座千斤项安装顶进设备安装测量放样3.1 施工准备施工前，施工用的顶管及其它设备经过试运转，保证设备在施工时正常运转，同时配备足够的备品备件，保证对故障设备的及时维修和更换。为使顶管顶进顺利，应对管道外壁采用减阻泥浆措
4、施。施工前，制订好质量计划，具体的质量目标，关键工序。工程用的材料设备外购件符合设计规定，供、质检部门按规定审查验收，把好物资供质量关。加强质量安全教育，增强责任心和质量安全意识。3.2降水施工本工程设计出案时尚未提供地勘资料。结合该地区相邻工程地质情况，本次设计按III级自重湿陷性黄土地质、无地下水进行设计。如遇地下水位较高，必须人工降低地下水位时，根据现场实际情况,优化施工方案,降低地下水位,形成干场作业。3.3测量放线测量放线：测量仪器经法定计量部门校验合格且在有效期内使用。依据线路平面图、断面图、设计控制桩、水准桩进行测量放线，用全站仪进行测量，确定顶坑位置，开挖及硬化范围和挖深；测量
5、放线中对已确定测量控制桩和控制高程点全过程保护。根据管道穿越中心线，测量放出钻机锚固箱纵横线的正确位置。3.4工作坑位置的选定及设计、顶管工作坑是顶管施工时在现场设置的临时性设施，选择工作坑的位置还应考虑以下原则：a、用的坑壁原状土作后背；b、作坑处应便于排水、出土和运输，并具备有堆放少量管材及暂存土的场地；c、作坑尽量远离建筑物；、工作坑设计工作坑均为双向坑。工作坑的尺寸应根据施工方法和设备尺寸，按实际布置的情况确定，同时要考虑工作坑设置的使用功能（单向顶、多向顶等）的因素。 一般开挖工作坑，其底部的平面尺寸应根据管径大小、管节长度、操作设备、出土方式及后背长度等不情况而定。、工作坑的尺寸计
6、算：矩形工作坑的底部尺寸一般可按下式计算其宽度（B）与长（L）： B=D1+2b+2C 式中 B 工作坑的底部开挖宽度（m）； D1 管外径（m）； b 管两侧操作空间（m），一般为每侧1.21.6m；C 撑板厚度（m），一般采用0.2m。L=L1+L2+L3+L4+L5式中 L 工作坑的底部开挖长度（m） L1 管节长度（m）； L2 顶镐机长度（m）； L3 出土工作间长度（m）； L4 后背墙的厚度（m）；L5 稳管时，已顶进的管节留在导轨上的最小长度（m），一般为0.3m0.6m。经计算矩形工作坑的宽度：B=3.5米工作坑的长度：L=5米但结合雨污水和坑的方法，工作坑开挖尺寸定为长6m
7、*宽4m。、工作坑的防护和支撑按照1：0.5的坡度根据管道埋深计算出工作坑地面开挖宽度，并放出道路占用边线，将工作坑四周用彩板围档。机械开挖人工修坡，开挖后，根据土质情况采用木板支护壁，工作坑木板支护砼护完毕后，搭设平台和立顶管架，必须有专业人员进行指导监督。、工作坑的基础采用3：7灰土和混凝土相结合的基础，厚度各为30厘米。混凝土强度等级为C30，浇筑宽度较钢制导轨两侧各宽50 cm。并在混凝土内部埋设15 cm15 cm的钢制导轨作轨枕，这种基础不扰动地基土，能承受较大的荷载。4、顶力计算与后背设计顶力计算:4.1顶管参数根据设计污水、雨水管的实际位置及相关的岩土勘察资料，统计整理顶管参数
8、。、污水W1- W1-1顶坑深度8.5m，管径d=800，管壁厚度100mm，砼强度C40，管节长2m，覆土厚7.5m，井段长为44.07m。、污水W5- W6顶坑深度8.8m，管径d=800，管壁厚度100mm，砼强度C40，管节长2m，覆土厚7.6m，井段长为44.07m。4.2顶管顶进力的计算 （采用技术规程估算公式法）顶管的顶进力按给水排水工程顶管技术规程（：GB50268-2008）下称“规程”，推荐式计算由公式：F0=D1LfK+NF 式中 F0 总顶力标准值 （KN）；D1 管道的外径（m）；L 管道设计顶进长度（m）； fK 管道外壁与土的平均摩阻力（KN/m），按本规程12.
9、6.14 取软粘土与粉性土之间的摩阻力fK=3.5KN/m； NF 顶管机的迎面阻力（KN） NF= 3以顶管位置w46（800）为例： F0=D1LfK+NF式中D1 =1.00m，L=44.07m，fK =3.5KN/m，NF =3，代入上式，得： F0=1.0044.073.5+3=487.33KN 按此计算方法，将其他位置的顶管数据、规格长度计算，整理成下表：管道总顶力计算汇总表序号顶管位置管径（mm）管外径m顶进长度m平均摩阻力KN/m管端迎面阻力KN总顶力标准值KNDD1LfKNFF0124.3管道允许顶力验算根据“规程”8.1.1钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力可按下式计算：F
10、dc=0.5(123)/(Qd5) fC AP式中 Fdc 混凝土管道允许顶力设计值（N） ； 1 混凝土材料受压强度折减系数 1=0.9 ； 2 偏心受压提高系数 2 =1.05 ； 3 材料脆性系数 3=0.85 ； 5 砼强度标准受压系数 5=0.79 ； fC 砼受压强度设计值(Mpa) ； AP 管道最小有效传力面积（mm）； Qd 顶力分项系数 Qd=1.3 。以顶管位置w1（800）为例：管道允许顶力FdcFdc=0.5(123)/(Qd5) fC AP=0.5(0.91.050.85)/(1.30.79)4067698.410-3=660.910KN5、顶管后背安装结合本工程实
11、际情况，以坑壁土体做后背的装配式后备设置，符合下列规定：5.1、装配式后背墙采用预制混凝土块、型钢及钢板等组装，组装后的后背墙有足够的强度和刚度；5.2、后备土体壁面平整，并与管道顶进方向垂直；5.3、装配式后背墙的底端在工作坑底以下，不小于50cm； 5.4、后备土体壁面与后背墙贴紧，有孔隙时采用砂石料填塞密实；5.5、组织后背墙的构件在同层内的规格一致，各层之间的接触紧贴，并层层固定；5.6、工作坑的支撑形成封闭式框架。5.7、顶管工作坑及装配式后背墙的墙面与管道轴线垂直，其施工允许偏差符合下表的规定：工作坑及装配式后背墙的施工允许偏差（）项 目允许偏差工作坑每侧宽度不小于施工设计规定长度
12、装配式后背墙垂直度0.1%H水平扭转度0.1%L注：1、H为装配式后背墙的高度（）； 2、L为装配式后背墙的长度（）。6、顶管机械设备安装6.1、顶进设备的选择本工程结合实际情况，采用工作顶力为200T及160T活塞式双作用液压千斤顶。千斤顶布置采用双排式。顶进时着力点位置在管子外半径的1/41/5之间比较合适。千斤顶与管子之间采用顶铁传送顶力。顶铁用型钢焊拼成各种结构的传力形式，根据安放位置和传力作用不同，用横铁和立铁组合。主顶站千斤顶固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底的横梁上，千斤顶着力点在与水平直径成45的顶管圆周上，即与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道圆心上，每个千斤顶
13、的纵度与管道设计坡度一致。6.2、导轨的设置是顶管工程关键，要求设置牢固可靠，轨距高程正确，须在轨底下浇注C20垫层，厚20mm并预埋螺栓，以便通过扣件扣紧导轨，并保证水平。导轨安装在顶管中至关重要，其安装精度甚至决定管道是否可顶好，故须达到如下要求： 两导轨顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致 导轨轴线偏差3mm；顶面高差0+3mm；两轨间距2mm。安装后的导轨牢固，不得在使用中产生位移，并经常检查校核。6.3、其他工装主要包括轨排分配梁及钢传边柱，用槽钢、角钢和钢板制作，钢筋砼管及设备搬运用16T吊车或简易行吊。油泵安装和运转符合下列规定：油泵设置在千斤顶附近，油管顺直、转角少；油泵与千斤顶相匹配，并有备用油泵；油泵安装完毕，进行试运转；顶进开始时，缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进； 顶进中若发现油压突然增高，立即停止，检查原因并经处理后方可继续顶进；
