顶管工程施工组织设计

顶管工程施工组织设计

工程概况

×××路位于×××。道路红线宽度为100米，为机非分流的城市快速路。污水管位于道路中心线南侧15.5米，管径为φ1200，平均埋深为6.5～7.0米。顶管工程分二段，第一段从21#井开始，穿越×××向东，在35#井处向南折入泵站至泵站进水闸门井，长度约632米；第二段从51#井开始至52#井结束，主要是穿越×××，长度为120米。

顶管工程工作量：752米管道顶进（φ1200）、6只顶管沉井、2只顶管工作坑。

沉井施工

沉井施工程序：

基坑测量放样🡺基坑开挖🡺刃脚垫层施工🡺立井筒内模和支架🡺钢筋绑扎🡺立外模和支架🡺浇捣混凝土🡺养护及拆模🡺封砌预留孔🡺井点安装及降水🡺凿除垫层、挖土下沉🡺沉降观察🡺铺设碎石及混凝土垫层🡺绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土🡺混凝土养护🡺素土回填。

基坑测量放样

根据沉井设计图纸和工程地质报告所揭示的地质情况，沉井基坑开挖深度取2 米，沉井刃脚外侧面至基坑边的工作距离取2米，基坑边坡采用1:1。整平场地后，根据沉井的中心座标定出沉井中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。施工放样结束后，须经监理工程师复核准确无误后方可开工。

工作井、接收井基坑布置示意见附图。

基坑开挖

经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。挖土采用1米3的单斗挖掘机，并与人工配合操作。基坑底面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥，在底部四周设置排水沟与集水井相通，集水井内汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除，防止积水而影响刃脚垫层的施工。

刃脚垫层施工

刃脚垫层采用砂垫层和混凝土垫层共同受力。

1.3.1砂垫层厚度的确定

砂垫层厚度Ｈ可采用如下计算公式计算：

Ｎ／Ｂ＋γ_砂Ｈ≤［σ］

根据计算结果，无论是工作井还是接收井，砂垫层厚度Ｈ均为 60（厘米）。

砂垫层采用加水分层夯实的办法施工，夯实工具为平板式振捣器。

1.3.2混凝土垫层厚度的确定

混凝土垫层厚度可按下式计算公式计算：

ｈ＝（Ｇ₀／Ｒ－ｂ）／2

根据计算结果，混凝土垫层厚度ｈ为10～15厘米（工作井为15厘米，接收井为10厘米）。

混凝土垫层表面应用水平仪进行校平，使之表面保持在同一水平面上。

立井筒内模和支架

由于顶管沉井高度达8米左右，因此，井身混凝土分三节浇捣，内模同样分三节按装。井筒模板采用组合钢模与局部木模互相搭配，以保证内模的密封性。

刃脚踏脚部分的内模采用砖砌结构，宽度与刃脚同宽。井身内模支架采用空心钢管支撑。钢管支架必须架设稳固，如有必要，可采用对撑支架，增加内模的稳定性。

钢筋绑扎

钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、鳞锈等清理干净；钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋均应调直；预制构件中的主钢筋均采用对焊、焊接并按照有关规定抽样送检；钢筋接头应互相错开，并严格按照国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204—92）中的有关规定执行；现场钢筋绑扎时，其交叉点应用21＃铁丝绑扎结实，必要时用电焊焊牢。

钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定，保证钢筋设计间距。为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。

钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽验收。隐蔽验收合格后，方可进行立外模。

立外模和支架

钢筋绑扎验收后，应进行架立外模和支架。井壁内外模用串心螺丝固定，串心螺丝采用φ16的圆钢，中间设置止水片，两端设置铁片控制井壁厚度尺寸，圆钢两端头上铰成螺纹，用定制钢螺帽固定，拆模时拆去钢螺帽，割去外露部分，再用同标号防水砂浆二度抹平，确保不渗水。外模支架必须稳、牢、强，保证在浇捣混凝土时，模板不变形，不跑模。

浇捣混凝土

模板和支架工序完成后，必须经监理工程师进行验收。验收合格后，方可进行混凝土的浇捣。为缩短施工周期和保证工程质量，采用泵送商品混凝土。泵送混凝土可将输送管的软管直接放入浇捣段，距离浇捣面1米左右，保证混凝土不离析。

混凝土浇捣前应严格检查各种预留孔、预留管和预埋件的位置和几何尺寸，严禁漏放和错放。

混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，振捣棒插入时应离开钢筋，但应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生。混凝土在捣振时应注意和随时检查模板受力和钢筋受力的情况，防止模板因混凝土振捣的原因而跑模。

井身浇捣混凝土分三段施工：

工作井——总高度为8.43米，分三次浇捣完成，一次下沉。第一次浇捣刃脚部分，高度2.4米，标高－5.73～－3.33米；第二次浇捣高度3米，标高－3.33～－0.33米；第三次全部浇捣完成，浇捣高度3.03米，标高－0.33～＋2.70米。

接收井——总高度为7.85米，分三次浇捣完成，一次下沉。第一次浇捣刃脚部分，高度2.0米，标高－5.15～－3.15米；第二次浇捣高度2.9米，标高－3.15～－0.25米；第三次全部浇捣完成，浇捣高度2.95米，标高－0.25～＋2.70米。

采用分段浇捣混凝土时，严格按规范要求做好施工缝。施工缝做成凸缝，并在后浇时将连接处的混凝土凿毛，并用水清洗干净，浇捣时先用12%的UEA砂浆座浆，然后轻倒第一层混凝土并振捣密实，以免形成蜂窝，影响沉井的质量。

在混凝土浇捣过程中，还应做好混凝土的试块工作，保证质保资料的完善。

养护及拆模

混凝土浇捣完成后应及时养护，养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法。在养护过程中，对混凝土表面需浇水湿润，严禁用水泵喷射而破坏混凝土。养护时应确保混凝土表面不发白，至少养护七天以上。养护期内，不得在混凝土表面加压、冲击及污染。

在拆模时，应注意时间和顺序。拆模时间控制在混凝土浇捣后的3～4天内进行，过早或过晚的拆模对混凝土的养护都是不利的；拆模顺序一般是先上后下，小心谨慎，以免对混凝土表面造成破坏。对于分段浇捣混凝土部位，应保留最后一排模板，利于向上接模。

封砌预留孔

严格按照设计图纸的要求，设置和封砌各种预留孔，并保证在沉井下沉过程中，预留孔内不渗水。

井点安装及降水

为确保沉井平稳下沉，采用排水下沉法施工。用井点抽除地下水，降低地下水位，井点在基坑外周布置，并至少预抽七天后，方可开始挖土。

凿除垫层、挖土下沉

沉井下沉需待混凝土强度达到设计要求后，方可开始挖土下沉。下沉时，应先凿除刃脚下的混凝土垫层及砖砌内模。

挖土工具采用蟹斗挖机挖土吊出井外。沉井挖土顺序应中间稍低于四周，沉井内的挖土高差控制在1米以内，禁止深锅底挖土，防止沉井突沉造成沉井倾斜的危险。

另外，井壁外的灌砂必须均匀充实，使沉井下沉时四周摩阻力相近，均匀下沉。沉井下沉时，应防止倾斜，发现问题及时纠偏，若沉井下沉有困难时应另外想办法，不准大量挖深，造成突沉。

沉井挖土三班制连续作业，中途不停顿，确保沉井连续、安全地下沉就位。

当刃脚距离设计标高在1.5米时，沉井下沉速度应逐渐放缓，挖土高差控制在50cm内，当沉井接近标高时，应预先做好止沉措施。止沉措施可采用在刃脚四周间隔挖出设计标高的槽，填入方木，并应注意抛高系数，禁止超沉和超挖。

沉降观察

沉井在下沉过程中，必须随时测定沉井标高，确保均匀下沉，并做好沉井下沉记录。

沉井下沉至设计标高（包括抛高）后，应先清除表面浮泥等杂物，超挖的土方必须用碎石夹砂填实，不得用土填，井内不得有积水，并确保井点的正常工作，不允许发生停泵，同时加强对水位的观测，保证降水要求，地下水位必须距离垫层50cm以下。

底板与刃脚的接触面，必须将表面混凝土全部凿毛并露出石子，便于新老混凝土的结合。

当沉井在8小时内的累计下沉量不大于10mm时，方可浇捣底板碎石垫层。

铺设碎石层及C15素混凝土垫层

在铺筑碎石层时，应确保井底内无积水、无流砂、无翻浆等现象。20cm的碎石层应做到平整，无坑塘，必须时应用水平仪抄平，保证碎石层的水平。

碎石层铺筑完成后，即可在其上浇捣素混凝土垫层。在铺筑素混凝土垫层后，应保证表面平整，无地下水上冒现象。

绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土

在素混凝土垫层完成后，就可在其上绑扎底板钢筋。钢筋在绑扎时，应保证刃脚钢筋与底板钢筋的连接、上下两层钢筋的间距，并将刃脚混凝土的表面凿毛露出石子，便于刃脚混凝土与底板混凝土的结合。

底板混凝土浇捣完成后应及时养护，确保其表面不露白，并应防止阳光及温差的剧烈变化，以免底板出现收缩裂缝，影响沉井的施工质量和使用功能。

顶管施工

机头选型：

根据地质报告，并结合本公司的施工经验，顶管机头决定采用气压平衡网格（水冲）式机头进行施工。该机头在顶进过程中，通过气压平衡正面土压稳定机头，减少外部土体对周围地面的影响。

顶进设备及顶进工艺

2.1 主顶：

采用4台200吨／台千斤顶作为主顶，千斤顶行程为1.4米。千斤顶动力由油泵提供。千斤顶后端用道木和分压环将反力均匀作用于工作井，前端顶进分压环，顶铁将顶力传至管节。分压环制作具有足够的刚性，与管端面接触相对平整，无变形。

2.2 中继间：

在长距离顶进过程中，当顶进阻力超过容许总顶力时，无法一次达到顶进距离时，须设置中继间分段接力顶进。本顶管工程在顶进长度超过100米时，考虑在机头后设置一只中继间，并采用触变泥浆注浆工艺。

中继间由前壳体、千斤顶及后壳体组成。前壳体与前接管连接，后壳体与后接管连接，前后壳体间为承插式连接，两者间依靠橡胶止水带密封，防止管道外水土和浆液倒流入管道内。

每只中继间安装10个、每个顶力为30吨的千斤顶，千斤顶沿圆周均匀布置。千斤顶的行程为28厘米，用扁铁制成的紧固件将其固定在前壳体上。钢壳体结构进行精加工，保证其在使用过程中不发生变形。中继间壳体外径与管节外径相同，可减少土体扰动、地面沉降和顶进阻力。

当管道顶通以后，拆除千斤顶及各种辅件，外壳与管节内壁之间的间隙用细石混凝土填充。

2.3 接口：

管节接口主要由外套环（钢套环）橡胶止水带和软土衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中，橡胶带不移位、不翻转，确保管节的密封性。同时，钢环套在进场前还必须做好防腐处理。

橡胶止水带应保持清洁、无油污，并存放在阴暗处，防止老化。施工中，将橡胶止水带用强力胶水粘贴于混凝土管口凹槽处，并粘贴牢固，在管节对接前涂无腐蚀性润滑油以减少摩阻，防止止水带翻转、移位和断裂。

软木衬垫采用多层胶合板（厚度1cm左右），将其夹于前后管节钢套环间，以均匀管节间的相互作用力，减少接口损坏。管道顶通后，管道须作内接口处理，将管节间的胶合板凿至同样深度（深度2～3cm即可），并用沥青弹性嵌缝膏或水泥砂浆抹平。

2.4 注浆工艺：

在长距离（大于100米）管道顶进过程中，必须采用注浆工艺，利用触变泥浆套减少顶进过程中管壁与土体之间的磨擦力，并填充流失的土体，减少土体变形、沉降和隔水。

触变泥浆由膨润土和水搅拌而成，配合比为1：8。触变泥浆经搅拌后存入储浆箱，通过注浆机经管道输送至混凝土管注浆孔，注入土体形成泥浆套。

管道内辅助管道的辅设

混凝土管内的辅助管道设置于管道内壁，用钢架将其有序地固定在混凝土管壁上。

3.1 通风设施：

由于管道顶进距离长，埋置深度深，管道内的空气不新鲜，加上土体中会产生有害气体，因此，必须设置供气系统。通风设施用一台9米3的柴油空压机将压缩空气输入空气滤清器，再进入储气桶，经过气压调节阀，将压缩空气传输至管道最前端，并将管道最前端的空气排出，以此进行空气循环。

3.2 电源布置：

在顶管过程中，主要的电源为动力用电和照明用电。

3.2.1 动力用电

由于管道内的电机采用380V动力电，因此，进入管道的动力电必须做到二级保护和接地保护措施，动力电源线设置在操作人员不易接触处，并在电源线外增设护套，保证用电安全。

3.2.2 照明用电

由于管道内的空气湿度较大，因此，采用36V低压照明电，低压电须通过变压器降压。灯具采用防水防爆灯具，

3.2.3 施工用电：150KW／h。

工程质量

施工技术管理

质量管理

1.1 建立质量管理体系

公司质量主管

工地质量主管

顶管质量监督

沉井质量监督

1.2 完善质检制度，严把质检关

在施工过程中实行三级检验和交接班质量签证制度。由各班组的质量员对上一班的工程质量进行逐步验收，合乎要求后，签字接收。

二个不同工种之间的交接亦需要各工种质量员进行检验，如浇捣混凝土时，应对钢筋和模板进行检验，签字予以认可后，方可进行浇捣混凝土工作。

各工种质量员需对本工种的每道工序检查签证，并上报项目经理，经复验合格后，报监理工程师检查。

公司的质量主管部门对工程质量进行不定期的抽查，并实现质量奖罚制度。

1.3 切实做好施工交底工作

整个工程的施工过程，每个工序的施工方法、要求和注意事项，都使每个职工心中有数，并积极动员和发挥全体职工的经验，定期召开小组会互相交流，对施工过程中的操作方法，就有关质量、安全、工程进度等方面提出合理的建议。

开展劳动竞赛活动，比质量、比技术、比文明施工、比安全，并由公司实现奖励。

1.4 认真做好测试工作

原材料的测试结果必须符合设计要求。对钢材、管材、水泥、砂石等材料进行必要测试。凡尺寸不符、质量不符、型号不符及测试结果不合格者，严禁进场和使用。

对在施工中的加工质量，如钢筋对焊、调直及弯曲、混凝土及砂浆试块等也进行及时测试，其结果必须符合设计要求。

对在施工过程中的工后效果也应进行测试，如沉井的工后沉降、顶管管道的沉降、管道轴线的位移等进行测试，其结果应满足验收要求。

在测试工作中发现问题应及时追究原因，进行改进，不能让不合格的材料用于工程建设。

1.5 各类专职人员持证上岗

各类专职及特殊工种人员必须持证上岗，并经常进行技术教育和专业知识再教育，使职工从实践中提高业务水平，为在施工中保证安全、保证质量、保证工程进度作出贡献。

进度管理

本工程的工程量较大，6个沉井（3个工作井，3个接收井），2个工作坑，752米的管道顶进（φ1200）。而业主的指定工期仅为4个月，因此，公司就本工程制定如下措施，以保证工期的顺利完成。

2.1 做好充分的准备工作

充分了解施工现场的道路、施工便道、河道、拆迁等情况，主动和有关部门及业主联系，预先办好各种施工手续，力争早日开工。

对必需的工程材料、成品及半成品早日定货并检验合格，保证及时供货，杜绝停工待料现象。

对各种机械和设备经常保养，确保进场施工后发挥最大工效。

对设计或监理工程师交付的各类中心控制桩、座标、水准点按实际需要做好攀线桩，并反复检查至正确为止。

对在工程中所必需的混凝土及砂浆配合比，应予先做好试验，待开工后即可申报监理工程师批准使用。

2.2 安排足够的劳动力投入施工，并还应保证突击施工的人员抽调。

2.3 精心施工，严格检验，杜绝返工，使工程顺利进行。

2.4 做到工毕场清，减少最后的清理时间。

2.5 各类内外业资料与工程基本同步，不准弄虚作假，不准发生资料后补的现象。

2.6 合理安排机械设备和劳动力，发挥最大的施工工效。

2.7 对各种机械设备做到勤保养、勤修理，防止在使用过程中发生损坏，影响工程的顺利开展。

2.8 在施工例会上，应将本周所完成的工作量和下周的施工安排上报监理工程师，并使之满意。

安全管理

3.1 建立专职的安全管理体系，健全严格的安全管理制度

工地安全主管：

沉井队安全员：

顶管队安全员：

3.2 严格按操作规程施工，并订立安全协议。认真执行定期和不定期检查制度和例会制度，对不安全的苗子应及时纠正，确保安全生产。

3.3 电器设备及施工机械必须加强检查，非专职人员不得上岗使用和管理。

3.4 工地现场实行三班制安全巡查，对各种电器设备及施工机械进行随时检查，保证安全。

3.5 使用符合安全规范的各类电器及施工机械，用科学的头脑管理施工。

3.6 加强对职工的安全生产教育，使每个员自觉遵守安全制度，确保施工安全。

文明生产管理

4.1 工地文明施工管理员：

顶管队文明施工管理员：

沉井队文明施工管理员：

4.1 挂牌施工，接受群众监督。

4.2 建立建全文明管理制度，并定期召开文明施工大会，对成绩突出者予以奖励，对屡教不改者予以重罚。

4.3 工地材料及机械应堆放整齐，既有利于施工取用，又可保证周边环境卫生的清洁。

4.4 遵守法律，服从政府的一切法令及法规，及时与当地政府有关部门订立治安协议，在政府部门的指导和支持下，共同搞好治安保卫工作。

施工工期

×年×月×日～×年×月×日。

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 说   明

景观园林、建筑、规划、室内装修、建筑结构、暖通空调、给排水、电气设计、施工组织设计