顶管专项方案(专家论证修改后).doc

亳州市西一环路（和平路~文帝路）道路及排水工程顶管工程施工方案 编制： 审核： 审批： 中铁天丰建筑工程有限公司第五项目部二〇一二年八月西一环路顶管施工方案一、编制依据（1）亳州市西一环路（和平路—文帝路）工程施工招标文件；（2）亳州市西一环路（和平路—文帝路）道路及排水工程施工图设计；（3）施工前施工现场调查和咨询所获取的资料；（4）现行的有关施工技术规范、规程、图集以及验收标准二、工程概况西一环路位于规划南片区西侧（文帝路至和平路），主要承担城市南北方向的交通流量，沟通城市南北之间的联系，为过境车辆提供了一条便捷的通道道路建成后，主要以交通功能为主，同时为两侧地块的开发利用提供有力条件如下图所示：规划区文帝路和平路西一环路标段全长1.736Km（文帝路至和平路），红线宽度60米，考虑未来城市发展和公交停靠需求，本工程方案设计机动车道采用双向六车道的规模，并设置非机动车道和人行道；设计中结合景观要求，合理分配道路各要素宽度，力求打造出城市南北向一条高等级的主干道。

现状西一环路无雨、污水管网，排水都由地面直接流入附近河流，且雨、污合流现设计雨、污水管道均采用道路双边部管，雨、污水管道位于道路中心线东、西两侧16m、18.5米处建成后雨、污分流管材均采用钢筋混凝土承插管以及钢筋混凝土顶管和HDPE管本标段设计污水顶管工程共332m,管径为d800管道埋深5.8m～6.2m，单次顶进最长距离107m（西污24→西污28，d800），管道材料均为Ⅲ级钢筋砼F型钢承口管顶管工作井共2座，分别是：西污25、西污27；顶管接收井共4座，分别是：西污24、西污26、西污28以及接下游井（距离西污28向南32m处）三、地质条件根据《岩土工程勘察报告》（中铁大桥勘察设计研究院集团有限公司），本标段顶管工程场地岩土层主要分布情况由上至下为：①层杂填土→②层粉土→③层粉质粘土各层土特征描述如下：①层杂填土：承载力低，压缩性高，工程性能差异较大②层粘土：中密状态，承载力较低，压缩性中等③层粉质粘土：主要为可塑状态，承载力一般，压缩性中等顶管工程主要穿越③层粉质粘土，主要为可塑状态，承载力一般，压缩性中等 四、施工安排结合本工程现场实际情况，管道施工安排如下：1、工期进度安排计划工期2012年8月28日~2012年10月30日完成；工作坑计划2012年8月28日~2012年9月25日完成；顶进计划2012年9月25日~2012年11月30日完成。

接收井和检查井砌筑及回填2012年9月25日~2012年10月15日完场2、主要材料计划材料名称规格单位数量III级F型钢承插口混凝土管Φ800m332砼C30m340C20m330钢筋Φ14, Φ8t1.5砖20*10*5cmm3260碎石m3153、主要机械设备安排设备名称规格单位数量挖掘机200台1发电机75kw台1铲车辆1运水车辆1自卸汽车10t辆2桁吊8t台2鼓风机台2水泵管径10cm台44、劳动力安排2个工作井同时开挖，同时顶进，每个工作井安排劳动人10人，工作面全面展开时共需劳动力25人，计划投入劳动力30人五、施工方案根据现场实际情况，综合考虑后，本标段顶管工程拟采用敞开式人工挖土法进行顶进施工5.1测量放线工作坑开挖前必须测设中线和设置水准点工作坑的中心线与顶进管道中心线一致，设置的方法在工作坑两侧钉基桩，桩距基坑边应不小于1.5m，以防开挖基坑时丢桩工作坑附近设临时水准点，坑内设备安装完毕后，在坑内两端设1～2个临时水准点5.2工作坑(1)工作坑直径的设计工作坑直径D≥b1+b2+L1+L2+L3D：工作坑直径b1:后背墙厚度，取500mmb2：刚性顶铁厚度，取300mmL1：管材长度，取2100mmL2：主油缸长度，取1000mmL3：操作空间，取200mm，则D=4100mm。

本工程取D=4200mm（坑底净距离） (2)工作井制作结合我单位在顶管施工经验，考虑本标段土层特点，工作井设计为内径4.2m的圆井，墙体采用370mm厚M7.5#砂浆砖砌倒挂制作工作井在顶部、距离顶部2.5m处和管顶上方20cm处各设一道C30钢筋混凝土圈梁圈梁截面为37cm*30cm，圈梁的钢筋配置为II级钢筋4根Φ14螺纹钢，箍筋为I级钢筋Φ8的圆钢，间距为20cm工作井开挖深度因土质而定，一般较好土层开挖0.5m，砖砌填充，较差土层，开挖0.3—0.4m左右，砖砌填充一直到底板井底设置集水坑，一般设置1个φ0.5×1m集水坑，保证坑内无积水施工工作坑底板采用10cm碎石加20cm厚C20砼底板，以防止工作井下沉造成顶进位置偏差接收井施工方法同工作井后附工作井大样图（3）工作坑支护结构力学验算受力计算简图本标段顶管共设2个工作井，深度5.8～6.2米，土质为粉质粘土根据地质勘探资料反映，考虑挡土墙的安全验算，取土的内聚力C=0（计算的理论土压力比实际土压力大）土的容重γ=19.06KN/m3, γw=14.53N/ m3，Ф=12.3度，C=0；由于工作井四周不间断施工，沿工作坑井四周取一均匀应力γ=30KN/ m3。

按受力最大处即井底部验算，最大深度H=6.2米，h0=2米现取井深为6.2米处砖砌井外侧所受土压力： 则K=tg2(45º-12.3º/2)=0.412P=30K+γh0k+(γ-γw)(H-h0)K+(H-h0)γw=30×0.412+19.06×2×0.412+(19.06-14.53)×(6.2-2)×0.412+(6.2-2)×14.53= 96.88KN/ m2=0.158MPa(根据土压力计算公式)砖砌井所受环向应力：δ=P（D+2t）/2t=0.097×4940/(2×370)=0.65N/mm2<[f]=1.89N/mm2（且安全系数大于2.5）由以上验算知,环向应力δ小于允许应力[f],故满足要求，上部6.2米处能采用直径D4200mm，墙体t为370mm砖砌支护4)工作井内基础、导轨工作井基础采取10cm碎石垫层上浇筑C20混凝土底板，总厚度为30cm顶进方向处混凝土底板预埋钢板，高程与设计管道坡度一致导轨安装平行、等高，与混凝土基础中预埋钢板焊接5)工作井后背后背是整个顶管工程的关键工序，在后背墙浇筑施工中，应确保后背墙的水平方向和垂直方向与管轴线90°，确保顶进质量符合优良标准。

经过顶力计算，后背墙的结构采用2000×2000×500mmC30砼及一块1500×1000×20mm的钢板，后背墙混凝土内放置一层II级钢筋Φ14的间距10*10cm钢筋网片，网片设置在钢板后10cm处如后背土体较差时尚需对后背土体进行注浆加固处理 (6)工作坑施工注意事项a、工作坑施工时应采用间隔开挖方法，对称下挂以减少地下水的渗透和防止土体滑坡b、桁车吊运时坑底人员不得停留在重物下方c、桁车操作人员要佩带安全带d、取土作业，堆土距坑边10米以外e、工作坑内设钢制爬梯，方便人员上下工作坑f、为避免工作坑四周土体的侧压力及水土的流失对工作坑支护及周边建筑物的影响，要定期对工作坑的变形及周边建筑物进行观测7)坑口平台防护 洞口用5cm厚的脚手板封顶防护，四周采用彩钢瓦围护，高度不低于1.8m，并在醒目位置处挂设安全警示标志8)桁车的架设a、桁车采用8tb、桁车地基应平整坚实，采用重型槽钢做为桁车的承重平台，槽钢两侧入地基长度为50cmc、大风、雨天过后，应对桁车进行严格检查，发现连接点松动等情况应及时处理d、在搭设过程中要及时设置拉绳或吊索，避免在搭设过程中发生偏斜和倾斜e、在桁车的四角设置避雷措施，接地电阻不大于4Ω，经过桁架的电线要严格检查，不得有裸露。

9)工作井排水距离工作井周边1m处挖截水沟（30*30*50cm）、集水坑（Φ50cm，深80cm），避免井口雨水流入坑内；工作井内设置集水坑（φ0.5×1m），排水采用水泵抽出至集水池（15*15*2m），集水池四周做好安全防护（采用钢管架和密度网防护，设置明显的警示标志），沉淀后用运水车运出因地下水较丰富，工作井、接收井均采用大口径（Φ500mm）井点降水措施，沿井周设置4个大口径井点（见大样图）；顶管走向沿线两侧同样采取大口径井点（Φ500）降水措施，每15m设置一个井点降水，井点深度≥12m管井深度确定：H≥H1+h+L*i+2H1为基坑深度，取6.5mi为降水漏斗曲线坡度与r的关系，取0.5h为下限水至基坑底安全距离，取1.5mL井点中心至基坑中心距离（短边距离的一半）下限水位至井点底距离取2m根据计算，井点深度应不小于12m5.3管道顶进（1）顶进力的计算本工程的顶管土质按粉质粘土层考虑，最大顶距按107米考虑Fp=3.14D0LfK+NFFp：顶进阻力（KN）；D0：管道的外径（m）；L：管道设计顶进长度（m）；fK：管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（KN/m2）；查规范取：6.0 KN/m2。

NF：顶管迎面阻力（KN）； NF=3.14（Dg-t）tR （公式中：Dg：顶管外径；t：刃脚厚度；R：挤压阻力，取400KN/m2）NF=3.14（Dg-t）tR=3.14*（0.93-0.065）*0.065*400=70.6 KNF=3.14*0.93*107*6.0+70.6=1945.4KN可选用2台200t的千斤顶2）工作坑后备的受力分析后背墙土抗力（反力）计算：反力R应为总推力Fp的1.2～1.6倍以确保安全 R =a B(gH2KP+2cH +ghH KP)式中：R：总推力之反力（KN） a：系数（取1.5～2.5之间） 取2B：后座墙的宽度 取2米 g：土的容重（KN/m3） 取19.06 KN/m3 H：后座墙的高度 取2米（入土0.5米） KP：被动土压系数 为 tg2(45°+f/2) f取12.3° c：土的内聚力（KPa） 取39.4 KPa h：地面到后座墙顶部土体的高度（m） 取6.2米代入公式得：2´2´[19.06´22´tg2(45°+12.3°/2)+2´39.4´2´tg(45°+20°/2)+19.06´6.2´2´tg2 (45°+12.3°/2) ]=4´（117.4+195.4+363.9）=2706.8KNR/Fp=2706.8/1945.4=1.39,可确保安全。

顶管管节外壁全部涂水柏油，内表面涂一层聚氨酯或聚乙烯高分子树脂防腐处理，进出洞口需做好密封防水3）管道吊装本。