人工顶管方案

1.1编制依据

一、本工程采用的施工技术标准、规范和验评标准

1.顶管施工技术及验收规范（中国非开挖技术协会行业标准）；

2.给排水工程顶管技术规程（CECS246：2008）；

3.给水排水管道工程施工及验收规范（GB 50268-2008）；

4.给水排水构造物工程施工及验收规范（GB 50141-2008）；

5.混凝土和钢筋混凝土排水管（GB/T 11836-1999）；

6.施工现场临时用电安全技术规范（JGJ 46-2005）。

二、我公司踏勘工地时从现场调查、咨询所获得的有关资料。

三、本公司拥有的科技、工法成果、管理水平、技术装备以及本公司多年来施工所积累的经验。

1.2工程概况

一、工程名称：广州洲岛截污工程—金洲北路及安新街污水管道改造工程。

二、建设地点：长洲岛金洲北路及安新街。

三、建设单位：广州市污水治理有限责任公司。

四、设计单位：广东省建筑设计研究院。

五、 工程简介：金州北路污水管道改造工程是广州洲岛截污工程中的一个子项工程，工程位于黄浦区长洲岛中部，贯穿长洲岛南部及北部。金州北路是长洲岛上的主要道路，东起长洲码头，西至深井海，全长约3000m。金州北路污水收集管道工程是长洲岛截污系统工程中的主干管工程，其接纳了深井海以东，约长洲岛2/3面积的污水。沿途主要接入洪福涌截污管道、军校路污水收集管道、长洲路污水收集管道、黄船二街污水收集管道、金蝶路污水收集管道、中山公园前路污水收集管道以及道路两侧的污水。总管道长度约3km,设计管径为DN400~d1200。

根据设计图要求，安新街管网工程Ax5~AX11、Ax18~Ax21、Ax23~Ax24号井段及金洲北路管网工程Jzb16~Jzb22、Jzb24~Jzb26、Jzb28~Jzb31、Jzb56~Jzb63号井段管道埋设区域土层全为强风化，无法使用泥水平衡法顶进施工，故采用敞开式顶管；该段管径采用D1200Ⅲ级混凝土管，总长度为1.2公里，埋深约为6米。

工作井及接收井采用逆作拱墙法施工，井壁将分节段进行制作，每节井壁制作高度为1米。工作井及接收井施工前，将在井周施打搅拌桩；搅拌桩桩径为500mm，桩端应打穿软土层至持力层。若桩打入持力层50cm后桩长不足5m，则继续打桩至进入持力层1m处。

按照设计图要求，安新街管网工程Ax10~AX11、Ax18~Ax21、Ax23~Ax24号井段及金洲北路管网工程Jzb25~Jzb26、Jzb29~Jzb31、Jzb57~Jzb59、Jzb62~Jzb63号井段两侧需施打搅拌桩，搅拌桩桩径为500mm，桩间相互搭接长度为200mm，桩端应打穿不透水层1米；如遇强风化时，多次搅拌即可停止。

1.3 敞开式顶管平面布置图

1.4 顶管井剖面图

工作井剖面示意图

接收井剖面示意图

1.5管道施工纵剖面图

相关的管道施工纵剖面图查阅附件1及附件2。

1.6 工程地质概况

根据设计单位出具地质资料显示，管道埋设区域土层全为强风化，现将岩土分层特征自上而下描述如下：

1.素填土：本层分布广泛，各钻孔均有揭露。以素填土为主，呈灰褐、褐黄色、灰色等，组成物主要以粘性土为主，局部含较多碎石、碎砼块等，多呈松散（软）状，局部稍压实。其实测击数N=3~1击。平均值为N=6.1击，标准值为N=5.1击。 

2.质粘土：以灰色、灰白、灰黄色、褐红色等，以粉粘粒为主，含少量粉细纱，稍湿，呈可塑状态。其测击数N=5~14击。平均值为N=8.5击，标准值为N=7.4击。地基承载力特征值的经验值fak=150~180kpPa。本层土的含水量中等，属中压缩性土。

3.粉砂、细砂层：灰色、深灰色，饱和，松散，级配一般，砂粒成份主要由石英组成，局部含淤泥质。其实测击数N=2~10击之间。平均值为N=5.8击，标准值为N=5.4击，地基承载力特征值的经验值fak=80~10kpPa。

4.岩石强风化带：红褐色，岩石风化强烈，岩芯手可折断，遇水易软化，岩芯呈半岩半土状。其实测击数N=51~52击之间。平均值为N=51.3击。地基承载力特征值的经验值fak=500~550kpPa。

详细的地质情况，参查阅附件。

第二章  施工计划

2.1 编制原则

⑴ 严格按照施工程序和控制性进度的要求进行编制；

⑵ 依据相关技术规范和我单位类似工程项目施工经验进行编制；

⑶ 充分理解设计意图和设计对施工总工期规划，根据施工组织设计总体大纲和相关阶段性性工期范围内，合理地进行本标施工进度安排；

⑷ 严格按我单位的施工管理水平，合理地进行人、机、物等资源的配置，确保施工进度计划的可操作性和资源保证措施的充分性；

⑸ 严格按照我单位的施工技术水平，详细进行施工规划，确保本施工进度计划同技术力量保持一致，保证本施工计划在技术上的可行性；

⑹ 全面分析关键线路上各项目的施工方案，据实考虑关键项目的施工强度，力求进度计划合理可靠；

⑺ 按期并力争提前实现各项控制性进度，优质、高效地完成本合同工程施工，是本进度计划的根本控制目标。

2.2 施工总工期

根据我单位技术水平和机械设备的投入状况，结合本工程的实际情况，经过对本工程各施工项目进度的详细分析，拟开工日期为2009年12月18日，于2010年5月13日完工，施工历时147天。

根据我们对施工组织设计仔细研究，制定了本方案实施性的控制性工期，如表3-1。

表3-1                      控制性工期对照表

施工进度计划见附图：施工进度计划横道图。

2.4 主要施工工艺流程图

2.4.1 敞开式顶管施工工艺流程图

2.4.2 搅拌桩施工工艺流程图

放线、定位

调  平

钻头对位

预搅下沉

至设计孔深

复搅

提升喷浆搅拌

清洗

移位

2.4.3 逆作拱供墙法工作井及接收井施工艺流程图

2.5 劳动力使用计划

本工程劳动力按各工程项目的需要布置，同时考虑均衡调配，使最高峰劳动力与最低峰劳动力不至于相差太悬殊。在施工过程中按计划进行人员调配，如有困难我公司将就近从其他项目调遣队伍进行增援，确保工期目标实现。

劳动力需用计划表

本工程的主要材料经业主或监理单位认可后在广州市场上购买，技术及质量标准均要符合国家规范及设计要求。采购数量及规范依照设计图工程数量要求，分批采购进场。

一、材料进场的检验

坚持材料进场检验制度，确保原材料、半成品、成品使用前符合技术规范的质量要求。

（一）、严格控制原材料、半成品的质量。施工中所用的钢材、水泥、预制材等除须具有相应的质量证明书外，还须按规范要求进行拍检试验，合格后方可使用，对经试验达不到设计要求的原材料或作降级使用、或作退货处理。

（二）、原材料、半成品的堆放应符合现场要求，分类分规格堆放，并挂上标识牌，以防误用。

（三）、单位工程管理部每周将对不合格半成品、成品或不合格的原材料进行统计分析，对一些容易出现质量通病的工序，分析该工序所用材料、工艺、生产设备、操作规程、操作人员的技艺或其他因素，对质量的不同影响，区别对待并提出和采取预防措施。

二、主要材料的质量控制

（一）、钢筋

钢筋和焊条的采购，必须要有出厂质量保证书，没有出厂质量保证书的钢筋，不能采购，对新用的钢筋，严格按规范规定取样试验合格后才能使用。

（二）、混凝土

本工程所需的混凝土采用商品混凝土。

（三）、预制构件、管材

我公司在进场后，即派员与上述各材料成品供应商取得联系，提供所需材料、零件的时间和清单，以便供应商作好供料准备工作。

2.7 主要机械设备需用计划

在本工程施工中，我公司将分批安排技术先进、性能优越并且满足施工进度要求的机械设备进场施工。

1.拟投入本工程工作的施工机械设备

施工机械设备表

3.1 组织准备

我司将陆续调配具有丰富施工经验的专业施工队伍进场。进场工人数量按照临时工程及各专业工程的施工强度进行确定，保证劳动力配备能够满足工期的要求。同时，对进场所有职工加强管理，建立健全内部约束激励机制，充分调动广大职工的积极性和自觉性，保证安全、高效、优质完成本工程的施工任务。

3.2 技术准备    

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。做好定位点控制，施工测量和现场放线工作。

3.3 施工现场准备

3.3.1 场地布置

严格按照要求进行材料堆放（仓库）及加工场布置，力求减少占地，方便当地民众、方便施工、减少干扰、安全可靠、经济节省。

3.3.2 施工用电准备

施工时，拟配备2台100KW型发电机组作为电源。

3.3.3 沿线管线及建筑物勘测保护

⑴ 根据业主、监理、设计提供的沿线管线及建筑物分布情况，结合现场实际勘测的结果，对沿线需进行保护的管线及建筑物进行标识、施工时根据需要有针对性地避开或保护或迁移。

⑵ 对需进行深层作业的地段，先用探测仪器进行勘测，再用人工开挖探管，确保施工不破坏沿线管线及建筑物。

3.3.4 建立测量控制网络

按照设计单位提供的永久水准点，引临时水准点至井下，施工中经常进行校核。

第四章  主要项目施工方法及技术措施

4.1水泥搅拌桩工程

4.1.1概述

采用“四搅四拌”施工工艺，固化剂使用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥用量为60kg/m，施工前应取样进行室内搅拌试验，以确定合适的水泥用量（28天抗压强度大于1.0Mpa），最终应进行荷载试验检验处理效果。

工作井及接收井施工前，将在井周施打搅拌桩；搅拌桩桩径为500mm，桩端应打穿软土层至持力层。若桩打入持力层50cm后桩长不足5m，则继续打桩至进入持力层1m处。

按照设计图要求，安新街管网工程Ax10~AX11、Ax18~Ax21、Ax23~Ax24号井段及金洲北路管网工程Jzb25~Jzb26、Jzb29~Jzb31、Jzb57~Jzb59、Jzb62~Jzb63号井段两侧需施打搅拌桩，搅拌桩桩径为500mm，桩间相互搭接长度为200mm，桩端应打穿不透水层1米；如遇强风化时，多次搅拌即可停止。

4.1.2主要施工机具设备

根据本工程的施工特点，水泥搅拌桩施工拟选用深层搅拌桩机。配备2台ZJ-400型灰浆搅拌机拌制水泥浆，2台SGB-10型慢速储存桶用作集料斗，2台SGB-6型灌浆泵压浆，2台SJC型水泥土搅拌桩浆量监测记录仪。

4.1.3施工工艺流程

水泥搅拌桩的施工工艺流程见图2.4.2。

4.1.4工艺参数选择

工艺参数选择表

施工平台构筑

⑴ 桩位放样

按照施工图用测量仪器测放桩放，并设置好控制和控制线，在施工过程中随时检查纠正桩孔孔位偏差，使桩孔孔位偏差不超过5cm。

⑵ 搅拌机定位安置

在测量放样的桩孔孔位上安装深层搅拌机，机座用枕木垫实，并用水平尺检测机座的水平度，用日本进口的法勾配倾斜角度尺检测机架两个方向的垂直度。凡发现偏差过大，及时进行调整，直到合格为止。

⑶灰浆拌制与过滤

水泥浆的水灰比应符合规范要求，用高速制浆拌制水泥浆液。拌制时间不少于1min。搅拌好后，进行浆液密度测试，合格后进行过滤，放入集浆池（桶）以备泵送入孔，并不断搅动，防止产生沉淀。

⑷ 工艺方法

① 采用“四搅四拌”法进行施工。桩机安装检测合格后，将深层搅拌机的搅拌头对准孔位中心，启动搅拌机，预搅下沉，下沉至设计孔深进行注浆搅拌。为使桩底充分进浆注浆驻搅30～60s，并在底部1m范围内上下活动一次，然后开始正常喷浆搅拌堤升，直至地面，完成第一次搅拌，然后再次搅拌下沉至设计孔深，进行第二次复搅。根据不同的机型、地层性状，多头小直径深层搅拌桩机提程式速度选用III～IV挡。在搅拌过程中使用SJC型浆量自动监测仪进行监控与记录，并根据其显示的数据及时调整、补充浆量，以满足设计的水泥用量。

② 由于搅拌桩顶部复土压力减小，直接影响搅拌质量，因此桩顶设计标高与施工场地地面标高接近时，应特别注意桩头的施工质量，搅拌机自地面以下1m喷浆搅拌提升出地面时，宜用慢速，当喷浆口即将出地面时，宜停止提升、搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。

③ 当搅拌端部接近桩顶预定位置时，持续搅拌3min后，才能拔出搅拌桩头。

⑸ 前、后台配合

前台操机与后台供浆应密切配合，联络信号必须明确，前台搅拌机喷浆提升的次数和速度必须符合已定的施工工艺，后台供浆必须连续，一旦因故停浆，必须立即通知前台，为防止断桩和缺浆，宜浆搅拌机下沉至停浆点以下半米，待恢复供浆时再喷浆提升。如因故停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，定先拆卸输浆管路，妥为清洗。

⑹ 清洗

喷浆施工完毕后，向集浆池中注入少量清水，开启灰浆泵，清洗注浆管路。

⑺ 移位

重复上述步骤，进行下一根桩的施工。

4.1.6特殊情况处理

⑴ 遇地下构造物无法成桩

施工中如遇块石、砼块等地下障碍物时，当障碍物埋深较浅、易于开挖时，则用人工或机械方法清除后再施工；当障碍物埋深较深无法开挖时，按监理工程师的指令进行处理。

⑵ 地层致密、搅拌下沉困难

施工中如局部遇粘土层含水量较低，致密坚硬，搅拌下沉困难时，则通过采用输浆管注水助搅下沉的方法施工，在喷浆前，浆喷浆管内的水全部排尽，并在计算段浆量与总浆量时将注水量扣除。

4.1.7质量控制

⑴ 质量控制

① 该工程系隐蔽工程，施工质量控制难度大。施工过程中，现场质检员必须对各工序的各施工参数、质量控制点进行严格的检测。严格按ISO9002质量体系文件及技术要求，进行过程控制。

② 施工前，由项目总工程师组织施工技术员、质检员、机班长及机组操作工人进行现场技术交底。施工过程中施工技术、质检人员24h跟踪作业，严格控制检测各工序的施工质量，发现问题，进行及时处理。

⑵ 桩位控制

由专业测量人员负责测放线及桩位定点，设置测量控制点并予以妥善保护；在施工过程中随时抽测、校核桩位，确保桩位布置与设计图误差不大于5cm。

⑶ 桩体垂直度控制

为保证搅拌桩的垂直精度，开钻前，应用水平尺、水准仪对搅拌桩机的平整度和导向架对地面垂直度进行严格检测、校核，检测合格后方可开钻，且在施工过程中随时检测，保证搅拌桩的垂直度偏差不超过1.5%。

⑷ 桩深控制

严格按设计要求用SJC型监测仪进行控制，桩深必须满足设计要求，如遇含水量低的致密天然土层无法达到设计深度时，一般以搅不动为止，控制标准为下沉速度小于2cm/min时继续搅拌5～10min，如无明显变化，则终孔提升喷浆。

⑸ 水泥浆控制

水泥浆严格按设计水灰比控制，备制好的水泥浆经常搅动，不能有离析现象，对停置时间超过2小时的水泥浆坚决弃掉不用。

⑹ 桩底质量控制

当浆液达到出浆口后，严格按照技术要求，先在孔底喷浆30-60s，并在底部1m范围内上下活动一次，使浆液完全达到桩端，然后再按正常速度提升。

4.1.8质量检测

⑴ 原材料的检测

施工中每批进场水泥均须有材质证明，按每200t抽检一组，检测水泥性能指标，合格水泥才能用于本工程。

⑵ 桩体质量检测

工作井及接收井采用逆作拱墙法施工，井壁将分节段进行制作，每节井壁制作高度为1米。工作井壁厚度为0.5米、接收井井壁厚度为0.4米，采用C25砼，底板先铺设30cm碎石垫层,后绑扎双向钢筋，采用C25砼。详细情况见设计院井体结构设计图。

1.施工工艺

采用分层开挖，分层浇注井壁的方法施工，每节开挖护壁的高度最多不超过100cm。

2.施工流程

逆作拱墙法工作井及接收井施工艺流程图2.4.3。

3.施工技术要求

1)基坑施工中需配置1台卷扬机配合土方开挖后的清运工作,并且基坑施工完毕后作为主体结构施工垂直运输工具。

2)拱墙轴线沿曲率半径方向的误差不超过±40mm，平整度不大于50mm，上下两道拱墙的竖向施工缝应错开，错开距离不小于2m。拱墙施工采用连续施工，每层拱墙施工时间不超过24小时。

3)拱墙平面采用分段跳格施工，以保证施工安全及加快施工进度。每一节施工完毕后，待混凝土强度达到95%时再开挖下一节拱墙基槽。 

4)拱墙施工的内模将采用定制钢模板，以保证墙身的曲率和施工质量满足设计及规范要求。

5)放出墙身基础线位，浇筑素砼垫层并按工序进行基础的立模、钢筋绑扎、预留墙身钢筋绑扎等工作。预留墙身钢筋采用Φ48钢管对夹稳固定位，以防止发生偏移。分段制作的拱墙的水平环向主筋应按规定连接。

6)进行墙身钢筋模板的制安，侧墙模板安装采用10#槽钢作竖压及横压，Φ48钢管支顶，配合使用对拉钢片（或螺杆）的支撑体系，以确保模板的整体稳固性。

7)上下两层拱墙的施工缝应错开，错开距离应大于2m。拱墙施工应连续作业，每道拱墙施工时间不应超过36h。

4.遇流动性淤泥或流砂时的施工措施

1)减少每节护壁的高度（可取0.3~0.5M），或采用钢护筒施工，采用上述方法后仍无法施工时，应迅速用砂回填桩孔到能控制坍孔为止，并速报有关技术部门及设计单位处理；

2)若流砂情况严重，将在井外侧四周打入拉森Ⅲ型钢板桩，个别无法锁口处，在外侧加打一根钢板桩，形成封闭的止水、止淤泥、止流砂的保护圈。由于钢板桩的刚度较大，断面较小，较容易打入中风化的岩层之中去，从而阻断了淤泥、流砂的通道，减少了孔内的开挖量，加快了施工进度。

3)开挖时流砂严重的桩孔，应先将附近无流砂的桩孔挖深，使其起集水井作用。集水井应先在地下水流的上方。

4.3 敞开式顶管工程

4.3.1顶管顶力计算

管道顶进区域内全为强风化岩层，管前挖土能形成拱，故采用先挖后顶的方法施工。由于管道埋设区域全为强风化岩，管道顶进时，与岩土之间会形成较大的摩擦阻力；为此，凿岩时，岩面四周需比管道外径稍大1~2cm；待施工完成后，采用注浆方式，填补管道与岩土之间的空隙。在进行顶力验算时，管道自重为主要验算数值。

顶管摩阻力计算

1、根据经验公式： P=n P0

其中：P——总顶力

n——土质系数

本工程人工顶管土质为强风化，土质系数取1.5～2。

取n为2。

P0——为顶进管子全部自重。

每节管自重约为2.5吨，每节管长2米，取本工程最长顶进距离140米进行验算，共需顶进70节管，则P0＝2.5×70＝175吨。

总顶力为：P=n P0 ＝2×175＝350吨

考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.4倍储备能力，设备顶力为500吨，选用两个千斤顶作为顶进动力设备，每台千斤顶力应不少于250吨。

4.3.2后靠背稳定性

承压壁是承受和传递全部顶力的后座墙，更应具有足够的强度和刚度，并有足够安全度。本工程拟用装配式后靠背——组合式钢箱加砂浆垫层，并紧贴井壁。管节能否顺利顶进与后靠背的承受力能否满足顶力要求有很大关系，因此后靠背的承受力必须满足传递最大顶力的需要，本工程后座千斤顶的总顶力为250t/个X2个=500t。C、Ø  γ取个土层的加权平均值——土层的内聚力10kpa、内摩擦角150、重度18Kn/m3。后靠背土体承受力的计算如下：

取后座井壁投影面积3500mmX6000mm。

 R=αB（γH2/Kp/2+2CH√kp+γHhKp）

  =2X3.5X(18X62X1.7/2+2X15X6X1.3+18X6X1.0X1.7)

  =6778.8kN>500kN——千斤顶总顶力（后座进行双液化学灌浆，增加的土体强度作为安全筹备，所以满足顶进要求）

4.3.3管材强度

本工程钢筋混凝土管内径为1200mm,壁厚120mm，混凝土强度等级为C60，主筋采用二级钢。为保证混凝土管的正常顶进，需进行强度验算。

混凝土管正截面承载力N=fcXAc+fy’Xas’+2fyXAsso

式中：fc——混凝土轴心抗压强度，26.5N/mm2;

     Ac——混凝土核心轴面积， mm2;

     Fy’——钢筋的抗压强度设计值，310N/mm2;

     As’——纵向受压钢筋的总截面积，mm2

     Fy——环向钢筋的抗拉强度设计值，310N/mm2;

     Asso——环向钢筋的换算截面积，mm2；

     Asso=πX docor X Assl/S;

 dcor——混凝土核心直径；

 Assl——环向钢筋的单根截面积，mm2；

 S——环向钢筋的间距，mm2;

 Ac=（1080——2X30）2/4—πX9002/4=1808 mm2；

As’=40XπX (8/2)2=2009.6  mm2;

 Assl=πX (8/2)2=50  mm2;

Asso= πX(80+800)X50/120=1151.88mm2;

所以：N26.5X1808+310X2009.6+2X310X1151.88=6129KN≈612.9t>500t(千斤顶的最大顶力)，所以混凝土管强度满足要求。

4.3.4顶管工作井内设备安装

1、导轨安装

严格控制导轨中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。控制导轨顶面高程，其纵坡与管道纵坡一致。导轨采用浇注砼予以固定，导轨长度采用2～3m，间距设置为60cm。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

采用电动卷扬机下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，使用运土车、水平牵引和垂直牵引的卷扬机作为出土设备，采用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。

3、风量计算

按洞内同时最多作业人数计算：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=1.1～1.2

      m－洞内同时工作最多人数

      q－洞内每人每分钟需要新鲜空气量，通常按3m3/min计算。

现洞内最多有两人工作，一人开挖，一人负责运余泥，取k=1.1,m=2, 则有Q= k*m*q=1.1*2*3=6.6 m3/min

4、漏风计算

   Q供＝P*Q

式中：Q－计算风量

      P－漏风系数

采用Ф200PVC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 m3/min

取风量大于7000L/min离心高压鼓风机（或高压空气压缩机）作为通风设备可满足要求。

5、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20#工字钢梁。在工作平台上设起重架，上装电动卷扬机。

4.3.5引入测量轴线及水准点

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。从地面上方临时水准点引入工作井底部不易碰撞地方，作为顶管高程测量临时水准点。

4.3.6下管

下管前，严格检查管材质量情况。第一节管下到导轨上时，应测量管道中心线及前后端管底高程，以便校核导轨安装的准确性，并需安装户口铁或弧形顶铁保护管口。

4.3.7千斤顶和顶铁的安装

千斤顶是敞开式顶管主要设备，本工程拟采用2台400t液压千斤顶。千斤顶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，造成顶进偏差。千斤顶的着力点作用在管道垂直直径的1/4~1/5处为宜。

安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺。每次退千斤顶加放顶铁时，应安放最长顶铁，保持顶铁数目最少。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。

4.3.8电力设备设置及安装

顶管机械供电电压采用三相四线400/230(V)，动力机械的电压标准为380V，井内外照明采用220V，工作地段照明和手持电动工具，按规定选用安全电压供电，其输入电压为220V，输出电压可通过变压器分别调节为36V、32V、24V、12V四个等级，根据作业工作面安全要求选用电压，除动力机械在安全的条件下可使用12V以外的电源外，施工作业管道内段照明等，必须使用12V安全变压器配电。

4.3.9顶进施工

1.施工前准备工作

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。首先将工具头下到导轨上，就位以后，装好顶铁，连接好各系统并检查正常后，校测工具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，然后安放混凝土管节，再次测量标高，核定无误后进行试顶，待调整后各项参数后即可正常顶进施工。

工具头采用钢管制作，其外径稍比混凝土管外径偏大1cm，制作长度为1m。详细的工具头结构图，查阅附件3.

在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进施工时，主要利用风镐在前取土，千斤顶将管道向前顶进，其操作过程如下：

1)顶铁安装挤牢，工具管前端破取一定长度后，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。添加顶铁，重复上述操作，直至需安装下一节管子为止。

3)卸下顶铁，下管，用环形橡胶环连接混凝土管，以保证接口缝隙和受力均匀，保证管与管之间连接妥当。

2.管道顶进

掌子面采用风镐凿进，超挖长度控制在300mm范围内。如围岩底部超挖过大，可用砂砾填充。

3.测量

1)在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每顶进20～30cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50～100cm时，测量一次。

2)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)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，以便闭合之用，经常校核水准点，提高经度。

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。

4.纠偏

1)当测量发现偏差在10～20mm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。

2)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。

5.接口处理

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。

6.管外注浆

由于砼管管壁与土体间存在一定宽度的孔隙，围岩的长时间暴露和受水的浸泡会对其稳定性产生影响，因此必须对管壁与围岩间进行注浆填充。

1)施工主要材料和机具

材料包括：注浆浆液采用普硅32.5R水泥，掺入水玻璃做速凝剂；

机具包括：钻、注浆泵、钢丝刷、棉纱、胶手套、灰刀、灰桶、扳手、手钳；

配比：水泥：水：水玻璃＝1.1：1：0.02；

压浆压力：约6公斤；

2) 施工方法

注浆应从管中部向两侧井方向赶浆。每排间距约4m，如图：

每排设置三个注浆孔，管中两个，管顶一个，埋设注浆管；采用注浆泵灌注，先由管道中间六排注浆孔的管中注浆孔进行压力灌注，利用管顶的注浆孔进行排气和排水，待管顶注浆孔有浆液冒出后，连接注浆管进行注浆，注浆压力约为6公斤，分次逐级升压的方法进行施灌；待浆液完全凝固后，拆除注浆管，将注浆缝面修复平整。

4.4施工监测

1.施工监测组织措施

本工程地处校区，经理部决定成立专业监测领导小组，从组织措施上保证监测任务得以顺利进行。

2.内容施工监测

根据本工程的实际情况，其监测内容如下表：

监测程序如图

4.监测质量的保证措施

A 坚持按计划、有步骤的进行，监测前编制工程监测实施性计划，包括监测程序、方法、使用仪器，监测精度，监测点的布置，监测的频率和周期。

B 使用的仪器及传感器在施工监测过程中要保证其精度和可靠性，组织有经验的监测工程技术人员参加监测小组，确保施工监测质量。

C 所监测的数据必须保证真实、可靠，监测人员对监测数据负责。

D 根据施工具体情况确定监测项目，设定变形值，内力值及其变化速率预警值，当发现超过预警值时，及时报告总工程师和监理工程师，并采取应急补救措施。

E 每个工程项目的监测资料保持有完整清晰的监测记录、图表、曲线、监测文字报告，并报送监理审查。

F 测点变形值采用回归分析，求出变形与时间回归方程和变形与开挖深度的回归方程，以推算最终位移和掌握位移变化规律。对大量的监测信息，使用计算机纭图和分析，将信息及时反馈指导施工。

5.警戒值的设置

本工程变形警戒值如下表：

6.监测结果汇报制度

监测负责人对每次监测数据要即时进行整理分析，并将分析结果在8小时内以书面形式向项目总工程师汇报，项目总工程师对监测资料要即时进行评判，并将评制结果在8小时内向项目经理汇报，同时向驻地监理工程师汇报，若遇监测值达到警戒值或危险值时，项目总工程师要立即组织监测人员、项目经理、驻地监理工程师等有关人分析原因，制定对策措施，以保证施工安全。

第五章 质量保证措施

一．顶管施工前编制顶管组织设计，提交监理和业主审定才能进行施工。

二．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。

三．认真分析地质资料，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。

四．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。

五．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。

六．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。

七．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。

八．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。

九．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。

第六章  安全生产保证措施

6.1安全生产保证体系

1.安全保证体系流程图如下：

2.严格执行各种有关安全法规。

3.对工人进行岗前三级安全教育,经考试合格后方能上岗。职工调换工种或使用新工具、新设备的要进行岗前岗位安全教育和安全操作的培训。坚持每周案例等。特别加强民工的安全教育(安全意识、防护技能、交通安全、法制教育)。

4.严格执行各类机械设备的专人管理和操作制度，各类机械有安全防护设备，机械设备要定期保养，经常检修，使其处于良好的状态。

5.现场材料、机械、临设按施工平面图整齐放置或搭设。施工现场的坑、洞、危险处，设防护设施和明显的警示标志，不准任意移动。在施工区域和生活区域及道路上设置照明系统，保证夜间照明和生活用电。施工区城内按有关规定建立消防责任制，按照有关防火要求布置临设，配备足够数量的消防器材，并设立明显的防火标志。

6.2安全用电

1.严格用电管理，现场临时电线路按《施工临时设施用电安全技术规范》要求布设，必须由持证的专职电工上岗操作，不得任意拉接电线和电器设备，采用TN-S供电系统，三级配电二级漏电保护，严格执行终端一机一闸一漏电保护开关，对电力线路、电器设备经常检查、维修、调整并做好测试、检查、维修记录。

2.电气设备和线路的绝缘必须良好，各种电动机械接地，接地电阻不大于4欧姆，电气设备及线路检修时，应先切断电源。

6.3起重作业的安全

起重设备应有稳定的基础，钩、链、绳等符合规定，有限位、防超负荷、超速和失灵保护装置，安设防闸瓦过度磨损的警铃自动断电保护装置，钢丝绳的安全使用要符合有关规定，勤加检查。起重设备的焊缝、连接螺栓、滑轮、制动防滑装置，均需经常检查，发现问题及时处理。起重吊装作业要统一指挥，统一信号，起重设备与架空线路保持规定的安全距离，所有人员必须集中精力，注意吊运方向，禁止在6级以上大风、暴雨、雷电、大雾等恶劣天气下从事吊装作业。

6.4气体检测及其它安全作业事项

1.在人员下井及管道顶进前，要用含氧量探测仪进行氧气浓度的探测，利用毒气探测仪进行有毒气体浓度的探测。

2.工作井围蔽范围内的灭火器配备为两个，临时动火作业现场、值班室、发电房配备一个灭火器。

3.油料等易燃易爆物品，严格按国家颁布的安全规程采购、运输、保管和发放。

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应急爬梯，供人员上下井用。

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.井下施工人员必须戴硬安全帽、穿防水胶鞋。

8.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。

9.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。

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2小时，避免劳动强度过大引起危险。

11.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。

12.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。

13.管外配备专职监护人员，密切注意入管作业人员状态，每三十秒对管内人员进行呼喊，在得不到安全的反馈情况下立刻采取相应应急措施。

14.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。

15.电动卷扬机必须设置防冲顶装置。

6.5空气压缩机带风镐挖土时的安全措施

1.作业环境内保持清洁和干燥，贮气罐放在通风良好的地方，半径15m以内不得进行焊接或热加工作业。

2.曲轴箱内的润滑油量应在标尺规定范围内，加添润滑油的品种、标号必须符合规定。

3.各联结部位应紧固，各运动部位及各部阀门开闭应灵活，并处于起动前的位置。

4.起动空气压缩机必须在无载载荷状态下进行，待运转正常后，再逐步进入载运转。

5.开启送气阀前，应将输气管道联接好，输气管应保持畅通，不得扭曲。送气时，在出气口前不准有人工作或站立。

6.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，如：

1)漏水、漏气、漏电或冷却水突然中断；

2)压力表、温度表、电流表的指示值超过规定；

3)排气压力突然升高，排气阀、安全阀失效；

4)机械异响或电动机电刷发生强烈火花。

5)停机时，应先卸载，然后分离主离合器，再停止电动机的运转。

6.6雨季作业安全措施

1.注意各种媒体提供的天气预报，根据天气的情况合理安排生产。

2.暴雨、台风等恶劣天气前后，现场安全小组专门检查临设、棚架、支顶、围护、设备、电器的安全，发现隐患立即整改。

3.雨季中设置专门班组，对所有排水管沟、井口进行24小时巡查，及时疏通，确保施工现场排水顺畅。施工现场预备足够的抽水机，随时抽排积水。

4.施工现场的大型临时设施，在雨季前应修整加固完毕，保护不漏、不塌、不倒、周围不积水；施工现场的机电设备（配电箱、电焊机等）设有可靠的防护装置；经常检查照明和动力线有无混线、漏电，埋设是否牢靠等，保证雨季中正常供电；不能受台风暴雨袭击的原材料、构件和设备等，应放入室内或设置坚实的基础堆放在较高处，或用棚布遮盖严密。

5.雨天尽可能不进行焊接作业，如确实因施工需要进行焊接作业，必须作好防雨措施，如搭设防雨棚或用太阳伞遮雨，作业人员必须穿绝缘鞋。

第七章  安全生产应急预案

7.1总则

为了贯彻《安全生产法》和《职业病防止法》，针对工程较容易发生的重大事故，例如坍塌、管道内作业危害、触电或中毒事故等，按照“预防为主”的方针，做好预防事故发生的各项准备工作，力争在事故发生时，能迅速抢救人员，尽力减少损失，开展事故调查，及时恢复生产，特制定该预案。

7.2组织机构

组长：

副组长：

组员：

7.3危险源

敞开式顶管施工过程中，主要存在的危险源有井内作业中毒、触电、坍塌等事故。出现事故时，应遵循7.8章节事故应急流程进行处理及第六章安全生产保证措施的相关事项。

7.3常设生产安全事故应急救援队人员

常设生产安全事故应急救援队，在发生重大事故时，由公司安全生产事故应急领导小组直接调动指挥。常设生产安全事故应急救援队的组成与公司常设义务消防队成员相同，占各部门在册员工的20%，每年根据人员健康状态等情况作出适当的调整，具体名单每年各部门于第一季度上报公司和上级部门备案。

7.4常备生产安全事故应急救援资源

1.设备

事故应急救援常用设备必须由指定的单位随时准备好，期于不足者可由公司应急领导小组从公司内任一部门抽调，常用设备如下表：

事故应急救援队必备的常用器材如下：

公司财资部从安全生产技术措施用款中提取10万元，当发生重大事故时，可由公司事故应急领导小组组长批准使用。

4.设备、器材的保养和维护

事故应急设备器材的保养与维护一般按照设备管理制度由保管负责部门进行保养与维护，器材由保管人员按照器材要求进行保养维护，设备及器材必须每天确保完好状态，需要维修或报废的，及时从其他部门调补，不得带有故障、不得欠缺。负责部门及保管人员必须经常定期检查，公司行政部不定期进行抽查，不得以生产或其他理由使事故应急救援器材或设备流失或不足，设备和器材报废后或原来没有的，可以申请安全生产技术措施用款购买。

7.5人员的培训和演练

1.各部门及各工程项目部应急救援队队员，除了每年参加消防教育培训演练外，还要在由本部门和工程项目部的事故应急救援领导小组组织进行救援培训及演练，熟识本行业可能发生的生产安全事故的种类及其防范措施，熟识各类事故应急处理的步骤，公司行政部每年对各部门的事故应急救援队骨干人员进行培训与演练，并推介学习先进的应急救援技术。

2.各部门必须确保事故应急救援队伍中的特种作业人员定期年审和培训，不合格者迅速调整。

3.各部门和工程项目部的生产管理人员必须经常结合生产作业的特点，指出事故容易产生的地方和危害程度，经常教育员工要遵守有关安全生产操作规程，容易产生危害的地点要放设明显的警示标志。

7.6协调与应急调动

公司事故应急领导小组在重大事故发生时，除了调动应急救援队伍及设备和装备外，有权调动公司内一切资源用于事故应急处理。

7.7事故应急处理程序

1.当发生死亡事故，或重伤三人及以上的重大事故、中毒事故、或经济损失5万元以上的重大事故，就应该启动应急处理程序。

2.公司应急处理主要程序图

3.主要事故应急处理程序

1)坍塌事故处理程序

2)管道内作业中毒事故处理程序图

3)触电事故应急处理程序图

附件1：金洲北路管网工程施工纵剖面图及地质剖面图

附件2：安新街管网工程施工纵剖面图及地质剖面图

附件3：顶管工具头结构图