电缆管道穿越国道工程顶管施工方案

电缆管道穿越XXX国道工程顶管施工方案

XXXXXXX公司 2013年9月

电缆管道穿越国道工程顶管施工方案

一、编制依据

1、编制原则

1.确保本工程质量达到合格标准，满足业主的工期要求，有利于施工安全、环境保护、文明施工。

2.根据本工程特点及工期、质量要求，合理安排财力、人力及物力。 3.精心组织施工，创造精品工程。

2、编制依据

1.质量、环境、职业健康安全管理体系： 《质量管理体系标准》（GB/T19001—2000）

《环境管理体系—规范及使用指南》（GB/T24001—1996） 《职业健康安全管理体系—规范》（GB/T28001—2001） 2.工程技术规范及有关说明：

《顶管施工技术及验收规范》（中国非开挖技术协会行业标准）（试行）； 《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194—93）； 《建设工程项目管理规范》（GB/T50326—2001）； 《顶管施工技术》(人民交通出版社，余彬权等)。

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二、工程概况

一、概述

本工程为XXXXXX电缆管道穿越XXX国道工程，根据设计要求，采用顶管法铺设φ1550钢筋混凝土电缆管道两条，单管道长度约40米,深度为现状地面下2.0米（暂估）。管道采用钢筋混凝土钢承口Ⅲ级管。顶管工作坑和接受坑根据勘察资料进行开挖、降水、支护。

二、场地地质条件

1、 现场地上情况

顶管工作场地有道路通达，交通便利，为施工运输提供了条件。 现场附近的场地均为绿化区，且有光缆通过，临设、材料堆放、加工场地等均有一定困难。

2、 现场地下情况

根据现场实际调查，顶管施工范围有XX国道、光缆等,管底深约米，施工前应详细进行勘察以及物探、坑探等工作，确保道路、光缆安全运行。

穿越地层为强风化混合花岗岩。 3、 埋深情况

根据场地实际情况，设计电缆管道底部埋深在 米,管道顶部距现有道路底部为2米。

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三、施工准备

1.建立施工组织机构

本项目部组织机构由项目经理、项目副经理、总工程师及“四部一室”(即：工程部、技质部、材料设备部、安全部及办公室)组成，下设2个专业施工队、1个文明施工环保队（见图项目经理部组织机构图）。

2．技术准备工作

(1)组织工程技术人员熟悉审核施工图纸，掌握本工程的设计意图、施工特点及特殊工序要求以及甲方对本工程的工期质量要求；编写各种技术交底。

(2)技术及管理人员现场勘察地形，地貌及地下障碍物的情况。 (3)测量人员做好施工前的各项准备工作，检查验收场区的控制桩，编制测量放线方案，按照测量方案测设施工控制桩，并作好控制桩保护。

(4)在施工组织设计基础版的基础上，结合施工图纸（资料）和现场实际情况，编制行之有效的施工方案。

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3．施工人员准备

为了保证本工程如期完成施工任务，决定发挥我们整体实力和专业施工能力，利用多年从事穿越施工的丰富经验，选派具有丰富专业施工经验的施工队伍进场施工。

工程施工人员计划表

4．物资设备准备：

为了保证本工程有序的进行，同时不占用较多资金，根据施工的先后顺序编制可行的材料、机械设备进场计划。材料采购计划按照工程量清单及施工顺序实施。

四、施工安排

1．施工工期

工作坑制作计划使用12天，顶管施工推进速度按6米/天计算，顶管4天，总工期为18天。

2.施工进度计划

为了在规定的工期内完成施工任务，我方除保证人员、机械设备、物资器材作好周密的进场计划及时供应外，计划采用每日三班8小时的

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工作制度。

3．施工顺序 (1)三通一平； (2)工作坑构筑；

(3)按照施工方案要求的各种施工设备进场作业。

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4、施工机械设备

五、施工技术措施

1、施工工艺流程

搭设平台 开挖支护 设备安装 顶进施工 管口处理、注浆

①─────②─────③─────④─────⑤─────⑥

2、主要顶管施工技术措施 1、测量放线

首先认真学习设计图纸，根据复核合格后的导线点、水准点放出具体线位，引出控制桩，确认合格后方可进行顶管施工。在施工中注意保护桩位不丢不移。

2、顶管工作坑

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本工程需开挖顶管工作坑及接受坑，均采用锁口圈梁加钢筋混凝土锚喷进行支护。

（1）工作坑的尺寸

根据设计要求顶管工作坑大小为4×6（米），顶管工作坑深度在米；接受坑大小为4×4（米），顶管工作坑深度在 米。 （2）工作坑的开挖

本工程顶管工作坑拟采用锁口圈梁+水平钢格栅+喷射砼结构支护。

① 管线调查：工作坑施工前需进行地下管线的调查，提出对原有管线的保护方案，施工中不得损坏原有管线。

② 探槽：工作坑施工须先开挖探槽，开挖相互垂直的二条探槽，分别平行于工作坑的两边，其长度须大于工作坑开挖范围1米，深度的确定须配合地下管线调查资料，通常在2米左右。

③ 工作坑上口采用混凝土地圈梁、墙壁采用锚杆固着混凝土锚喷支护。

④ 土方开挖：上部采用机械与人工配合，下部土方在锚喷施作的同时人工挖土，垂直运输采使用卷扬和土斗。

⑤ 锁口圈梁的施工：锁口圈梁尺寸为宽×高＝600mm×500mm，其顶面标高为从自然地面下反0.5米。锁口圈梁内侧采用钢模，混凝土标号为C30，主筋Φ18间距100 mm上下两层钢筋,箍筋Φ12间距200 mm,。

⑥支护的施作由上到下进行，按5厘米超挖考虑。地面以下四米

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之内每一循环挖深1.5米设一榀格栅，钢格栅断面150*150mm2主筋Φ18, 箍筋Φ8间距200mm。主筋连接处均采用焊接，纵向连接筋进行绑扎，搭接长度不小于35d，钢筋网片搭接长度不小于两个网格。开挖后尽快架设格栅，施作C20喷射砼250 mm，形成封闭结构。水平格栅自埋深4m以上间距0.6m，自埋深4m米以下间距0.5m，水平格栅在洞口上1m范围内增设1榀，在洞口两侧设置竖向格栅，竖向格栅与洞口上下方的水平格栅连接形成闭合框架。沿钢格栅每延米做Φ18*2000的土钉1根，在每两榀格栅间内外侧双排设置Φ16间距小于0.5m的钢筋拉杆，且四角两侧必设一根，另外，还需加设Φ6间距150×150mm双层钢筋网片，钢筋网搭接长度不小于2个网孔，钢筋拉杆锚入锁口圈梁内不小于35d。混凝土强度等级为 C20，材料为水泥、中粗砂、豆石（粒径在0.5～1.0 cm），配合比为水泥：砂子：石子＝1：1.8 : 1.9，并加入速凝剂，速凝剂为水泥重量的5%。⑨ 顶进坑底板：在挖深达到顶进坑底标高后施作底板，底板现浇10厘米厚的C20混凝土。

3、坑口工作平台搭设

（1）现场平台搭设钢梁需跨越6m长的工作坑，钢梁两端沿坑边向外伸出2m长。为满足承重要求，跨槽架设4根长度为10m的钢梁，钢梁与地面的接触处必须用方木垫平、垫牢以防下沉。平台钢梁材质均为工字钢。

（2）在地面上安放横梁，在顶进纵向铺设两根一组，宽度布置均匀，井坑中心每边一组。

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（3）工字钢搭设节点焊接，在钢梁上布满15×15cm方木，再在方木上满铺5cm厚木板，在井坑中心预留出土、下管用3.5×2m见方的方孔。在孔周围安装钢管护栏，高度为1.5m,立管间距为1m，水平杆均匀布置3道。

（4）安装四角吊架。吊架材质为DN219×7.5mm钢管，架子底角安放在两根平台工字钢上，架子底角依尺寸及所需下管位置对准中心，两边相等，底角与工字钢焊牢。

（5）平台一侧安装卷扬机，方向对准架子腿，并在卷扬机的后边埋设地锚。

（6）工作坑挖方支护完毕，搭设上下安全爬梯。采用固定式直爬梯。

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5、设备安装 （1）顶力计算

顶管所处的地层为砂层，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。

计算顶力F=F1+F2

其中：F—总推力 F1—迎面阻力 F2—顶进阻力 F1=π/4×D2×P （D—管外径1.0m P—控制土压力）

F2=πD×f×L （f—摩擦系数 L—最大推进长度） 式中：P=KO×γ×HO （KO —静止土压力系数 取0.55） HO--地面至管道中心的厚度，取7m； γ--土的湿重量，取1.9t/m3 则：P=0.55×1.9×7=7.3t/m2 F1=3.14/4×1.0×1.0×7.3=5.7t 顶管长度20 m则：

F2=3.14×1.3×0.4×20=32.7t F=5.7+32.7=38.4 t

采用320t顶镐满足施工需要。 （2）制作后背墙

根据公式：P≥F /[б]，式中[б]取180kn/m2

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则：P =384/180=2.1m2

施做后背时将土壁铲修平整，使壁面与管道顶进方向垂直。后背采用2×4米50 cm厚的碎石台填充，前面放置立铁，立铁前横向放置横铁，混凝土后背及立铁应卧到工作坑底1～1.5m深处。

（3）制作混凝土木枕基础

考虑到顶进工程质量，采用铺设10cm厚混凝土，埋设20×20cm的方木做轨枕。

（4）安装导轨

导轨采用定型钢轨，要求两导轨平行放置，安装要牢固，与管道设计坡度一致。在顶进过程中不得产生位移。

导轨间距如下：

A=2[（2D-h+e）（h-e）] 1/2 式中：

A—两导轨上部的净距（mm ） D—管外径（mm ） h—导轨高度（mm ）

e—管外底距枕木的距离（一般25mm ）

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导 轨

方 木

混凝土基础

混凝土木枕基础示意图

图5-3

(5)设备安放 安放顶镐、油泵、顶铁，进行油路、电路连接，确认无误后进行 试机。 (6)安装完毕正式顶进作业前组织有关人员对起吊索具、安全 防护、机械设备、顶管后背和通风设施进行验收，完全合格后方可进 行施工。 (7)开洞及加固 基坑开挖时预留洞口两侧设置竖向格栅， 竖向格栅与洞口上下方 的水平格栅连接。洞口开洞时应先确定洞口土体是否稳定，如果土体 不稳定应在洞口上部打入小导管并注浆用来加固土体。 6、管材选用及连接方式 采用钢承口混凝土，管长 3 米，接口采用铁接口。 7、顶进施工 (1)下管前先对管子外观进行检查，主要检查管子有无破损及 纵向裂缝，端面要平直，全面合格后，方可用起吊设备吊到工作坑导 轨上就位，下管时对起重设备必须检查，确认安全可靠方可下管，下14

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管时注意工作坑内严禁站人。

（2）第一节管子下到导轨上，测量管子中心及前后端的管底高程，确认安全合格后方可顶进，因为第一节作为工具管，顶进方向与高程的准确是保证整段顶管质量的关键。

（3）开挖时容易引起塌方，采用先顶后挖的方法施工。掘进时自上而下分层开挖，管前超挖量根据土质条件确定；管下部135°范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于1.5 cm。

（4）顶进开始时，注意缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常速度顶进，顶进时注意顶铁上方及侧面不得站人，顶进中如遇下列情况时应停止作业：

a 管子前方发生坍塌或遇不明障碍物。 b 后背倾斜或严重变形。

c 顶力突然增大，超过管口的承受能力。 d 管子线位偏差大，并且校正已无效。

（5）挖土要及时外送，及时顶进，使顶力限制在较小的范围内。 （6）顶铁与钢管之间要加设钢防护圈以增加钢管的受力面积。 （7）认真做好顶管交接班工作及原始记录工作。 8、对顶质量控制

采用先进激光经纬仪，通过观察光靶上激光点的位置进行随时监控。顶进过程中及时测量轴线位置和高程，第一节管每顶进20cm测量一次，正常顶进时每50cm测量一次。并将测量数据输入电脑，利用电脑进行轴线方向的预测。并及时采取措施实时纠正，保证管道在

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不超过允许偏差的轴线上顶进。

9、对顶纠偏方法

不断地观察光靶上激光点的行走轨迹，如发生偏移大于0.5cm，预测管头又有向偏差大的方向发展的趋势时，要采取纠偏措施。纠偏时采用超挖纠偏法，当偏差大于1cm时采用顶木校正法纠偏，必要时采用小千斤顶校正法。纠偏时每1米做纠偏前后的数据比较，利用计算机模拟顶进轨迹趋时，有回归趋势时，保持一段顶进距离后，要停止纠偏，防止左右摆动。纠偏的原则是勤纠、微纠，每次纠偏量不要过大，而且要注意发展趋势，当上下、左右均发生偏差时，先纠上下、后纠左右。

10、触变泥浆

为保证管道顶进顺利，顶管施工时将在管道顶进后与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆套减阻。触变泥浆从前向后依次注入，顶进一段距离后及时进行补浆。为了使膨润土充分分散，泥浆拌和后停滞时间在12h以上。管道顶进时向管外压注触变泥浆，降低管道延程摩擦阻力。根据经验采用触变泥浆减阻，预计可减少顶力的30％。

(1)．应用触变泥浆的设备

泥浆封闭设备：包括前封闭环及后封闭圈，主要作用是防止泥浆从管端流出。

调浆设备：包括搅拌机及储浆罐等。

灌浆设备：包括泥浆池注浆泵、泵管、分浆罐及喷浆管等。具体见下图：