陕西省西咸新区泾河新城南泾南路市政工程 开挖、支护、顶管、降水专项施工方案
第一章 工程概况
1.1管道工程概况 1.1.1污水管工程概况
本项目污水工程设计为双排管（北侧为主管，南侧为辅管），污水管位于道路中心线两侧18m侧分带下，主管埋深在5—15.3米，工作坑开挖深度也超过5米，均为深基坑作业施工。辅管埋深在4.0—7.0米，北侧主管W17-W88为d1000-d1800mm主管道采用III级钢筋砼钢承口管，采用机械顶管施工，顶管工作井及接收井采用钢筋砼护壁逆作法施工，工作井和作业井交错布置。南侧辅管采用明挖基坑施工，小于DN800管道采用HDPE双壁波纹管，管顶覆土小于等于4米管道采用环刚度SN8级，管顶覆土大于4米管道采用环刚度SN12.5级，大于等于DN800管道采用玻璃钢夹砂管道。 1.1.2雨水管工程概况
本工程雨水管道设计为双排管（南侧为主管，北侧为辅管）雨水管位于道路中心线两侧15m侧分带下，采用明挖基坑法进行施工，开挖深度3.0m—8.0米。小于DN800管道采用HDPE双壁波纹管，环刚度SN8，大于等于DN800管道采用玻璃钢夹砂管道。
顶管施工计划表
井号 W17工作井 W18接收井 井深 井底标高 380.5 380.4 年平均最高水位标高 387.1 387.1 降水高度 6.6 6.7 长度 管道作业方式 人工顶管 人工顶降水方式 3个降水井 3个降水井 支护形式 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 7.7 7.2 56 56 九治建设西咸新区泾河新城高泾南路市政工程项目部 第 1 页 共 51 页
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W19工作井 W20接收井 W21工作井 W22接收井 W23工作井 W24接收井 W25工作井 W26接收井 W27工作井 W28接收井 W29工作井 W30接收井 W31工作井 W32接收井 W33工作井 W34接收井 W35工作井 W36接收井 W37工作井 W38接收井 W39工作井 W40接收管 50.2 7.1 7.5 7.7 8.0 8.2 8.0 7.9 7.8 7.7 7.6 7.6 7.4 7.3 7.2 7.3 7.5 7.8 8.0 8.1 7.9 7.8 380.1 380.0 380.0 379.8 379.7 379.6 379.6 379.5 379.5 379.4 379.3 379.2 379.1 379.1 379.0 378.9 378.9 378.8 378.8 378.7 378.6 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 7.0 62 7.1 62 7.1 64.89 7.3 62 7.4 62 7.5 62 7.5 62 7.6 62 7.6 48 7.7 50.36 7.8 62 7.9 62 8.0 62 8.0 62 8.1 62 8.1 62 8.2 62 8.3 62 8.3 62 8.4 8.5 62 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 3个降水井 3个降水井 3个降水井 3个降水井 3个降水井 3个降水井 3个降水井 3个降水井 3个降水井 3个降水井 3个降水井 3个降水井 3个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼7.1 380.4 387.1 6.7 九治建设西咸新区泾河新城高泾南路市政工程项目部 第 2 页 共 51 页
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井 W41工作井 W42接收井 W43工作井 W44接收井 W45工作井 W46接收井 W47工作井 W48接收井 W49工作井 W50接收井 W51工作井 W52接收井 W53工作井 W54接收井 W55工作井 W56接收井 W57工作井 W58接收井 W59工作井 W60接收井 W61工作井 8.0 7.9 7.8 8.0 8.2 8.5 8.8 8.9 8.8 8.6 8.5 8.7 9.0 9.2 9.6 9.9 10.2 10.0 9.5 9.0 8.4 378.3 378.2 378.2 378.1 378.0 378.0 377.9 377.7 377.7 377.6 377.5 377.4 377.4 377.3 377.1 377.1 377.0 376.9 376.9 376.8 376.7 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 8.8 68 8.9 68 8.9 68 9.0 68 9.1 68 9.1 68 9.2 68 9.4 68 9.4 68 9.5 68 9.6 68 9.6 68 9.7 68 9.8 68 9.9 68 10.0 68 10.1 68 10.2 68 10.2 68 10.3 68 10.4 56.2 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 人工顶管 人工顶井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 4个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 42.17 九治建设西咸新区泾河新城高泾南路市政工程项目部 第 3 页 共 51 页
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W62接收井 W63工作井 W64接收井 W65工作井 W66接收井 W67工作井 W68接收井 W69工作井 W70接收井 W71工作井 W72接收井 W73工作井 W74接收井 W75工作井 W76接收井 W77工作井 W78接收井 W79工作井 W80接收井 W81工作井 W82接收井 管 68 6.7 5.4 5.7 8.6 11.2 11.2 10.9 10.6 10.3 10.8 11.2 11.2 12.2 12.8 12.7 376.5 376.4 376.3 376.2 376.1 376.0 375.9 375.8 375.8 375.7 375.6 375.5 375.4 375.3 375.2 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 10.6 68 10.7 68 10.8 62.34 10.9 80 11.0 80 11.1 80 11.2 80 11.3 80 11.3 80 11.4 56 11.5 51.18 11.6 80 11.7 80 11.8 80 11.9 80 12.4 375.2 387.1 11.9 80 12.4 12.9 13.5 14.0 375.1 375.0 374.8 374.7 387.1 387.1 387.1 387.1 12.0 80 12.1 80 12.3 80 12.4 80 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶人工顶管 人工顶管 人工顶管 人工顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 8.0 376.5 387.1 10.6 九治建设西咸新区泾河新城高泾南路市政工程项目部 第 4 页 共 51 页
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W83工作井 W84接收井 W85工作井 W86接收井 W87工作井 W88接收井 管 80 14.9 15.3 15.1 15.0 14.8 374.6 374.5 374.4 374.3 374.2 387.1 387.1 387.1 387.1 387.1 12.5 80 12.6 80 12.7 80 12.8 12.9 100.79 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 机械顶管 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 5个降水井 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 钢筋砼护壁 14.4 374.7 387.1 12.4
1.2地质水文状况 1.2.1地层结构
地层结构自上而下分层为：填土、黄土状土、细中砂、圆砾、粉质粘土。
填土①（Q4ML）：黄褐色，以粘性土为主，含植物根系等，土层厚度0.4m~0.5m。
黄土状土②（Q4aL）：褐黄色，硬塑~可塑，湿~饱和。具针孔及发育，可见小颗料钙质结核及云母片，偶见蜗牛壳，结构松散。土层厚度4.40m~8.30m，厚底深底5.7m~8.0m。
细中砂③（Q4aL）：褐黄色，稍密~密实，颗料矿物成分主要以石英、长石、为主，可见云母碎片，颗粒均匀，级配较差；该层夹粉土薄层。层厚0.4m~2.9m，层底深度6.1m~10.8m。
圆砾④（Q4aL）：黄褐色或杂色，中密~密实，饱和。该层以中粗砂填充为主；颗粒成份主要为花岗岩、石英岩、长石、石英等。
粉质粘土⑤（Q4aL）：褐黄~灰黄色，硬塑~可塑，饱和，土质均匀，
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含氧化铁条纹，粘性较好，含钙质结核，见少量蜗牛壳残片。 1.2.2水文地质条件
1、地下水：根据岩土工程勘察中间报告实测2012年9月的勘察结果，实测场地地下水位埋深为7.9m~8.9m，属潜水类型，勘察期间所测地下水位接近年地下水位的低水期水位。根据调查，耕种灌溉时水位明显上升，旱季抽水灌溉时，地下水位下降显著，夏季阴雨连绵时，地下水位可大幅度上升，故场区地下潜水位年变化幅度建议按3.0m~5.0m考虑。
2、地表水：拟建道路位于泾河北岸，距泾河最近处约1km，本次勘察范围内道沿线没有其它地表水体，可不考虑地表水对道路的影响。 1.3施工平面布置
本工程为最大限度发挥机械设备的效率，搞好现场文明施工，现场必须要求科学合理的平面布置，拟作如下施工总平面布置：
1、项目部选址于K2+420南侧征地范围内。钢筋加工场和材料堆放场选址于K2+400北侧原当地预制楼板场，该场地已经硬化处理且排水设施健全，满足施工规范要求。
2、施工现场所在区域交通相对方便，各施工区均可从K2+540北侧的河李村村道相交处的便道直接到达，满足机械、设备、人员进场条件。
3、临时供水、供电
施工、生活用水采用在项目部驻地钻井取水，然后用水管引入作业用水点。水管遇路口等设施则埋地通过。
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施工用电采用分区供电形式，现已联系电力公司，计划装配二台200KW变压器，目前已装配1台200KW的变压器。所有电缆均采用架空敷设，禁止将电缆放在其他管道上面或下面平行铺设。配电箱分布在有用电设备的地方，箱内需设置自动空气开关、漏电开关、闸刀（三相或单相根据负荷类型确定），各配电箱必须作重复接地，现场所有设备必须实施一机一闸一漏电开关制，并配备1组发电机组。
施工用电的主干线按三相五线制架设，供电电压380V。井内及顶管动力采用380V交流电，但其内部的照明用电采用36V安全电压。
第二章 编制依据
1、陕西省西咸新区泾河新城高泾南路一期市政工程施工图设计 2、施工区域的水文、地质勘查资料
3、建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知（建制【2009】87号文）
4、《建设工程安全生产管理条例》国务院令第393号 5、《给水排水工程顶管施工技术规程》（CECS 246—2008） 6、《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268—2008） 7、《建筑基坑支护技术规程》（JTJ120—99） 8、《施工现场临时用电安全技术规范》(JTJ26—2005) 9、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）
10、《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》（JGJ167—2009） 11、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）
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12、《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJT111-98)
第三章 施工计划
3.1主要工程数量
污水管顶管施工5638米；污水管明挖施工14778米；雨水管明挖施工22200米。 3.2施工进度计划：
充分利用施工场地计划每项施工任务采用多个施工班组平行流水作业法安排施工。
施工总工期：2012年10月28—2013年8月28日
1、污水管顶管施工计划2012年10月28—2013年2月10日 （计划每天完成60米，90天完成施工）。
2、污水管明挖施工计划2012年10月28—2013年3月10日 （计划每天完成120米，120天完成施工）。
3、雨水管明挖施工计划2012年10月28—2013年4月5日（每天200米计划150天完成施工）。 3.3机械设备进场计划安排
表3-1 拟投入的主要机械设备表
序 号 1 6 6 7 设备名称 规格型号 TPND-2050 32T PC220 10T 数量 制造 年份 2009 2006 2006 2004 额定功率 (kW) 40 12 生产 能力 良好 良好 良好 良好 用于施工部位 管道 管道 管道 管道 备注 顶管机 千斤顶设备 履带式挖掘机 自卸汽车 2台 13套 6台 3台 已进场 长臂 九治建设西咸新区泾河新城高泾南路市政工程项目部 第 8 页 共 51 页
陕西省西咸新区泾河新城南泾南路市政工程 开挖、支护、顶管、降水专项施工方案 8 9 15 16 17 18 19 20 21 水泵 汽车式起重机 钢筋调直机 交流电焊机 钢筋弯曲机 钢筋切断机 砼输送泵 平板式振动器 插入式振动器 QS32×25 60台 3台 1台 1台 1台 1台 1台 3台 5台 2008 2004 2002 2002 2000 2003 2003 2003 2002 4 3.0 20 1.5 7.5 1.5 1.5 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 管道 管道 护壁 护壁 护壁 护壁 护壁 护壁 护壁 QY25 GT4-8 BX-300 TYB-HD42D GT1-4 HBT60 ZW30-12 ZX-25 表3-2拟配备本工程的试验和检测仪器设备表
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 仪器设备名称 全站仪 水准仪 激光经纬仪 钢卷尺 钢卷尺 激光垂直仪 磅秤 试模 型号规格 南方 S3 J2-2 50m 5m - 200Kg 150×150×150 数量 2台 4台 2台 6 20 1台 3台 6 国别 产地 北京 苏州 苏州 广州 广州 广州 广州 沈阳 制造 年份 2006 2005 2005 2008 2008 2008 2006 2008 用途 测量、监测 测量、监测 测量、监测 测量、监测 测量、监测 混凝土检测 配制水泥浆 混凝土试样 备注
第四章 沿线调查
道路沿线地势较为平坦，最大高差7米左右，K4+600—K4+800、K5+200——K5+700路段道路穿过村庄，拆迁量较为集中，民房以1—2层砖混建筑为主，其余路段大部分为农田。
K3+860处道路与包茂高速公路复线（南北走向）相交。
K3+948处与泾惠灌区南干泄水渠相交，泄水渠为梯形段面，渠顶高
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程与两侧地表高程相当，上口宽9.4m，底口宽0.4m，深度2.7m有常流水。
K2+620道路红线内有一处高压电杆。已上报要求拆除，待拆除后再进行该段管道施工。
本工程范围内基本为农业用地，无任何现状排水管网。
第五章 顶管施工设计方案
5.1人工顶管工作井、接收井尺寸的确定 5.1.1工作井尺寸
工作井设于井孔位置，其应有足够的空间和工作面，保证下管、安装顶进设备的操作空间，工作井可按如下公式： 底宽W=D+(2.0～2.4) 式中W…工作井底宽度〔m)； D…被顶进管子外径(1.2--2.16m) 底长L=L1+L2+L3+L4+L5 式中L…工作井底长〔m)
L1…管子顶进后，尾压在导轨上的最小长度，此处取0.5m； L2…每节管子长度(m)，此处取2米；
L3…出土工作间隙，根据出土工具确定，此处取1.5m； L4…千斤顶长度〔m〕，此处取1.5m； L5…后背所占工作井厚度(m)，此处取0.8m。
由于本工程的顶管直径为DN1000-DN1800，采用人工顶管工作井的井室尺寸:W x L=5 m x 6.5 m
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5.1.2接收井尺寸
接收井内最小宽度B=D1+2*1000；最小长度应满足顶管机在井内拆除和吊出的需要，并应满足管道连接的工艺要求，接收井人工顶管长度取2.0m，宽度取4.5m。
式中D1---顶管机外径（mm） 5.2机械顶管工作井、接收井尺寸的确定
由于本次机械顶管施工主要位于圆砾层，该层以中粗砂填充为主，因些采用泥水平衡式顶管机。 5.2.1工作井尺寸
机械顶管时工作井的最小长度应取按顶管机长度确定的和下井管节长度中数值较大的。
1、按顶管机长度确定
L≥L1+L3+K=5.5+2.5+1.6=9.6 L—工作井的最小内净长度；
L1—顶管机下井时的最小长度，如采用刃口顶管机应包括接管长度（m）；
L3—千斤顶长度，一般可取2.5m；
K—后座和顶铁的厚度及安装富余量，可取1.6m。
2、 按下井管节长度确定时 L≥L2+L3+L4+K=7.6
L2—下井管节长度（m）钢筋砼管可取2.5~3.0m；
L4—留在井内的管节最小长度，可取0.5m。
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因些得出采用顶管机顶管工作井长度取9.6m
3、工作井最小宽度
由于我部顶管施工的工作井均为深工作井（深度在9m~15m）： B=3D1+(2.0~2.4）=7.4~7.8m 机械顶管工作井的最小宽度为7.4m，长度为9.6m。 5.2.2接收井尺寸
接收井内最小宽度B=D1+2*1000；最小长度应满足顶管机在井内拆除和吊出的需要，并应满足管道连接的工艺要求，接收井人工顶管长度取5.5m，宽度取6m。
式中D1---顶管机外径（mm） 5.3井的深度
井的深度由设计高程和基础底板的厚度决定。因此，设计院设计的污水井满足工作井、接收井满足实际需要。 5.4支护设计
工作井、接收井采用钢筋砼护壁逆作法支护，混凝土采用C30商品混凝土浇筑而成，开挖深底根据地质情况决定，按1：0.1进行放坡，首层开挖深度不大于3.0m。每3.0m设为一阶，井四周采用C15砼截水沟，井底设置集水井，各层支护厚度及配筋详见下图。 5.4.1工作井结构设计图
1、工作井平面布置图（按开挖最深15m计）
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2、工作井钢筋布置图
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3、工作井防护布置图
栏杆详见栏杆大样图排水沟详见大样图地面基坑底集水井,内放扬程20m的水泵 4、排水沟大样图
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5.5工作井设计计算书： 5.5.1设计条件
1、本工程位于泾河新城，取最不利工作井井深15米进行计算，钢筋混凝土整体深井结构：净尺寸11.2×13.4×15（长×宽×高）； 2、混凝土强度等级：C30；
3、钢筋采用HRB335（Ф）级热轧钢筋； 4、钢筋保护层厚度：壁板35mm,底板40mm； 5、回填土重度：18KN∕m3 ； 6、选用汽-20荷载等级（20N∕m2） 7、地基承载力fa=200KPa，内摩檫角=ф30. 5.5.2壁板计算
井护壁厚度计算如下，支护混凝土等级选定为C30。 1、土压力计算：
查公路《施工手册-桥涵》，土压力按库仑公式计算, Ea=rhtg2(450- /2)
式中：Ea=主动土压力（kPa） r=18（KN/m3）土天然重度
=坑壁土平均内摩擦角（200）
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h=基坑深度（m）
Ea=18*15* tg2(450-200/2)=132（kPa） 首层3m Ea=18*6* tg2(450-200/2)=26.4（kPa） 2、护壁厚度计算： d= kEaD/2fc
式中：k=1.65安全系数（查建筑工地施工计算手册） D=基坑井壁直径（m） Ea=主动土压力（kPa）
fc=混凝土早期抗压强度（kPa）,查施工手册第四版得弹性模量E（3*104N/mm2）
=1.65*132*13.4*/3*104/2=0.45m
首层3m时d=1.65*26.4*13.4*/3*104/2= 0.09m
结论：首层护壁厚度30cm，以后每层增加10cm满足要求。 5.5.2、配筋计算
1、设计要求: 结构安全等级: 一级 混凝土强度等级: C30 钢筋等级: HRB335
弯矩设计值 M＝50.000000（kN-m） 轴心力设计值 N＝224.000（kN） 矩形截面宽度 b＝5500.0改为（mm） 矩形截面高度 h＝1000.0改为15000（mm） 钢筋合力点至截面近边的距离 a'＝a＝35.0（mm）
2、计算参数:
根据设计要求查规范得: ◇重要性系数 γ0＝1.0 ◇混凝土C30的参数为: 系数 α1＝1.00 系数 β1＝0.80
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混凝土轴心抗压强度设计值 fc＝14.3（N/mm2） 混凝土轴心抗拉强度设计值 ft＝1.43（N/mm2） 正截面混凝土极限压应变 εcu＝0.00330 ◇钢筋HRB335的参数为:
钢筋抗拉强度设计值 fy＝300（N/mm2） 钢筋弹性模量 Es＝2.0（×100000N/mm2）
3、计算过程: ◇截面有效高度: h0＝h－a＝965.0（mm） ◇偏心距:
e0＝M／N＝223.2（mm） ◇判别结构破坏类型: h／2－a＝965.0（mm）
因为e0＞h／2，属于大偏心受拉 ◇钢筋面积计算:
e'＝e0＋h／2－a'＝688.2（mm）
As'＝As＝γ0×N×e'／fy／（h0－a'）＝1299.0（mm2） ◇配筋率验算:
规范要求最小配筋率ρmin＝取大者（0.2％，45×ft／fy％）＝0.21（%）
ρmin×b×h＝11550（mm2） As'≥ρmin×b×h＝11550（mm2） As≥ρmin×b×h＝11550（mm2） 4、选用钢筋计算
已知：钢筋面积As＝11550（mm2）
选用钢筋：根数＝36（根），直径φ＝16（mm），总面积＝11307.6（mm2），单根钢筋理论重量＝2.47（kg/m）。
已知井宽5500，钢筋36根，计算钢筋间距为：5500/36=152.77mm
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取150mm。具体配筋如钢筋图所示。 5.6后背结构及抗力计算
后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和刚度，且压缩变形均匀。本工程采用钢筋砼预制块后背，这种后背安装方便，安装时应满足下列要求:使用干斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1∕3。
1、后背设置
为满足本工程顶管的要求，后背设计长3500㎜、高2000㎜、厚1000㎜的钢筋砼预制块结构。
2、顶力计算：后靠背稳定性验算主要考虑后靠背被动土承受的压力是否大于最大顶力。
①人工顶管推力的理论计算：（GB５０２６８－２００８Ｐ７８）
Ｆp＝π*D*L*f k+N F
式中Ｆp—顶进阻力（KN）
D—管道外径（M） L—顶进长度（M）
f k—管道外壁与土的单位平均摩阻力，取6.0（KN/㎡） N F=π/4*Dg2(1-e)*R
Dg—管外径2.16米； e—开口率取90%；R—顶压阻力300～
500KN/㎡,取400 KN/㎡）
本工程人工D1800顶管顶力（取最长一段）68米 N F=3.14*2.162*(1-0.9)*400/4=146.5KN Ｆp=3.14*2.16*68*6+146.5=2913KN
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根据顶力计算，顶进后座选用的1台320t（3200KN）千斤顶。因此，总推力Ｆp =2913KN。根据总推力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。主顶选用1台320 t（3200KN）级油缸。因此可满足要求。
②泥水平衡法机械顶管推力的理论计算：（GB５０２６８－２００８Ｐ７8）
Ｆp＝π*D*L*f k+N F
式中Ｆp—顶进阻力（KN）
D—管道外径（M） L—顶进长度（M）
f k—管道外壁与土的单位平均摩阻力，取16.0（KN/㎡） NF=Л*D2/4*P
其中 F1--顶管泥水阻力(t) D--顶管外径(m)
σ--顶管泥水最大压力(t/m2)
σ与土层密实度、土层含水量、地下水位状况有关。根据有关工程统计资料和本工程的分析，估算工具头正面泥水压力为300KN/m2左右，NF=Л*D2/4*P＝Л*2.16/4*300＝720KN
在考虑一次顶进距离最长为p=3.14*2.16*100.79*13+720=9606KN
根据该管径混凝土管的要求，顶力较小，顶进的后座采用4个250T的千斤顶。
3、后背土体稳定计算：
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100.79m时Ｆ
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后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形现象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。
后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工安全，施工时应有后背的强度和刚度计算。
后背设计长3500㎜、高2000㎜、厚1000的砼长方体预制块。后背土体稳定计算式：
P≤FP／K
FP----工作井后壁被动土压力强度 P----后靠背最大承受压强 K----工作井稳定系数（取1.2） FP=1／2rH2KP+2CH KP=tg2(45°+φ／2)
r----土的天然重度 （取18.5 KN／m3） KP----被动土压系数 H-----工作井高度
C-----土的粘聚力（取16.3 Kpa） φ------土的内摩擦角（取16°）则： 顶管工作井，井深15米
2
FP=1／2×18.5×152×tg（45°＋φ／2）＋2×16.3×15=3248（Kpa）
FP／K=3248／1.2=2706（Kpa） 顶进后背压强计算
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P=9606／(3.5×2.0)=1372 Kpa 由以上计算得知：
P=1372 Kpa≤FP／K=2706 Kpa，满足后被土体稳定性验算条件。 按上式计算，工作井加护套后土体稳定性能承受受力＞实际顶力能满期足要求。 5.7降排水设计
根据地质水文情况，施工时必须通过降水及时降低管道沿线土层的含水量，以防止流砂等不良现象的发生，拟采用管井（直径600mm）降水来达到本次降水的目的，根据规范要求，水位降至作业面以下1m。由于距泾河较近。 5.7.1周边工程环境
本工程的污水顶管基坑位于北侧辅道上，周围建筑物离开挖作业点较远，基坑对周边建（构）筑物基本无影响。 5.7.2降水技术方法选择及布置：
依据勘察报告所提供水文地质条件，含水层岩性为细中砂、圆砾、粉质粘土，底板埋深5~15m，结合我公司的降水经验及施工工艺等特点，降水方案可选择管井降水方案。管井降水施工简单，质量易控制，降水效果明显，根据水头高度不同布置降水数量，降水点布置在距基坑边缘4m~5m之间。管道沿线按梅花型布设降水井，降水井深统一按比工作面深10m打井。
1、基坑涌水量计算（当基坑降水8-10m时）：
①本工程基坑远离边界且属潜水完整井，其涌水量按《建筑基坑支
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护技术规程》（JGJ120－99）F.0.1－1式计算，为：
Q =1.366Ks(2H-s)s/1g(1+R/r0)
=1.366*5*10*（14-10）*10/1g(1+120/8) =2268(m3/d)
式中 Q——基坑涌水量m3/d； K—渗透系数（设计参考值为5m/d）； M—承压含水层厚度m； H—潜水层含水厚度；（按7m） S—基坑水位降深m；（按10m）
R—降水影响半径m（宜通过试验或根据当地经验确定，当基坑侧壁安全等级为二、三级时，可按经验公式计算R=2S（kH）
0.5
,=2*10*(5*7)0.5=120式中H—含水层厚度；
r0 —基坑等效半径m（r0=0.29*（a+b）=0.29*（15+12）=8） ②单根井点管的出水量，按《建筑基坑支护技术规程》（JG120-99）
8.3.4式计算，
q=120πrsl√K =120*3.14*0.3*3*√K =758（m3/d）
式中：q—单根井点管的出水量（m3/d） rs—过滤器半径（m）；
l—过滤器进水部分长度（m），经验值不小于1/3含水层厚度； k—渗透系数（设计参考值为5m/d）；
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③降水井的数量n，可按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—99）8.3.3式计算，
n=1.1Q/q
=1.1*2268/758=3.3 2、基坑涌水量计算：
当基坑8m时Q =1.366*5*8*（14-8）*8/1g(1+96/6)=2131(m3/d) n=1.1Q/q=3
当基坑降水为6m时n=2.3 当基坑降水为5m时n=2 当基坑降水为3m时 n=1
由以上计算得出当基坑降水8--10m采用4口井进行降水，当基坑降水5--8m采用3口井进行降水，当基坑降水3--5m采用2口井进行降水,当基坑降水3m以内采用1口井进行降水。
3、对采用人工顶管和明开挖施工的管道，应在施工前对沿管道纵向进行降水，对降水深度在8--10m时采用间距15m梅花型布置降水井，当降水深度在工作5--8m时采用间距20m梅花型布置降水井，当降水深度在工作3-5m以下时采用间距25m梅花型布置降水井，当降水深度在工作3m以下时采用间距30m梅花型布置降水井。
4、降水过程中注意地下水位观测。在基坑开挖前及开挖过程中，眼井全部启动强力降水，之后可以根据水位观测情况及天气情况适当调整降水井数。管井内水泵位置置于底标高以下1米处，当管井内水位低于水泵时，停止抽水，当水位高于水泵位置，继续抽水。
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5.8顶管施工通风设施
由于施工过程中难以避免人员进入已施工好的管道内进行作业，而施工好的管道内并没有新鲜空气进入，人员在里面呆的时间过久，极易导致人体缺氧而造成安全事故的发生，为此在进行顶管施工时，采用离心柜式风机送风，已达到管道内空气清新，并且交接班时应对管道内有毒气体进行检测，避免顶管内发生中毒现象。本工程采用离心柜式风机和Φ200mmPVC管，所需供应的新鲜空气风量按管道同时工作的最多人数计算工作点处所需的风量；
Q=kmq
式中:Q-所需风量，m3∕min; k-风量备用安全系数，取k=2～3 m-洞内同时工作的最多人数
q-洞内每人每分钟需要新鲜空气量，通常按3m3/min计算。 按管内最多有三人同时工作计，取k=3, m=3, 则:Q= kmq=3 ×3 ×3=27m3/min
采用Φ200PVC管，每百米漏风率一般控制在2%以下，取P=1.02 则Q供=27*1.02=27.54m3/min,取风量大于30m3/min离心鼓风机作为通风设备。
第六章 顶管施工技术方案
6.1工作井、接收井井体施工
工作井、接收井直接施作于污水井位置，工作井与接收井交错布置，工作井采用钢筋砼护壁逆作法施工，井的形状为矩形，具体见设计图纸。 1、井的施工流程
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放线——降水——基坑开挖——超平放线、验线——支护——人工挖土——支护——观测——纠偏——支护——人工挖至设计标高——浇筑底板砼——安全防护。 2、工作井、接收井的制作
工作井、接收井按1：0.1放坡，混凝土采用C30商品混凝土浇筑而成，根据开挖深度根据地质不同而定，首层开挖深度不超3m。 基坑开挖前设置围栏，高度1.2米，双横杠间距0.35米，每2.5m立一根直杆，栏杆材料均采钢管搭接而成，护栏必须牢固、可靠。并用高1.8m的彩钢板封闭，同时悬挂闪光警示灯，设置安全警示标志，提醒非施工人员请勿靠近。
基坑开挖及进行基础施工过程中，运土车尽量采用小型的自卸三轮车在预定好的运输便道上运输土方，确保离基坑一定安全距离，防止动荷载引起坑壁塌方。井壁距路基设计标高40cm以上的护壁采用砖墙砌筑，砖墙为24墙，墙顶用1:7.5的水泥砂浆压顶。防止砖头脱落，落入井内伤人。 6.2人工顶管施工方案 6.2.1人工顶管施工流程详见图
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顶进设备安装
管节安装 施工准备 导轨安装 后座顶板安装 后座千斤顶安装 洞口止水装置安装
6.2.2人工顶管工作井内设备安装
顶进结束 接口检查 1、导轨安装。严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。由于工作井底板为砼，地基稳定，导轨直接放置在工作井的底板上；严格控制导轨顶面的高程，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：
采用吊车下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、垂直
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牵引的卷扬机作为出土设备。
3、照明设备：井内使用电压不大于36V 的低压照明。 6.2.3引入测量轴线及水准点
1、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。
2、将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。 6.2.4下管
1、下管前，要严格检查管材，不合格的严禁使用。
2、第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程。 3、要安装护口铁或弧形顶铁保护管口。 6.2.5千斤顶和顶铁的安装
1、千斤顶的高程及平面位置：千斤顶的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。根据施工经验，采用机械挖运土方，管上部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4~1/5 处为宜。
2、安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺。
3、每次退千斤顶加放顶铁时，应安放最长的顶铁，保持顶铁数目最少。
4、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。
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6.2.5 顶进施工
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。首先校测设备的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，确定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进施工时，其操作过程如下：
1、安装好顶铁挤牢，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。 3、添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。 4、卸下顶铁，下管，用弹性密封单橡胶圈接混凝土管，以保证接口缝隙和受力均匀，保证管与管之间的连接安全。 6.2.6 顶进施工中的重点工序 1、测量
①测量次数：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中心测量：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高程测量：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，提高精度。
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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。 2、纠偏：
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。
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。 3、管前挖土要求
①在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并随挖随顶。
②在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300～500mm，在管周上面下面135 度范围外允许超挖15mm，下面135 度范围内，不得超挖。 6.3泥水平衡法顶管施工方案 6.3.1工作坑设备、地面设备安装
工作井施工期间，进行工作井上的设备安装准备工作，包括砌筑工具头系统的泥浆池砖墙及触变泥浆系统的泥浆池砖墙、安装泥水处理系统、安装进泥浆的渣浆泵及管道系统、压触变泥浆的螺杆式泥浆泵及管道系统、安装地面操作系统及操作系统的防雨棚、接好水电等工作。 工作井施工完毕后，可进行工作井下的设备安装准备，包括穿墙位
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置止水密封橡胶的安装、整体式顶进系统的安装（千斤顶、导轨等）、出泥浆的渣浆泵及管道系统的安装、测量系统的安装。 1、安装导轨：
先复核管道中心位置，采用装配式轻型导轨，按轨距安放在砼基础面上。二根轨道必须互相平行、等高，导轨面的中心标高按设计沟底标高设置，坡度与设计管道坡度相一致，工作坑的砼基础面标高为沟底标高减去导轨的构造高度和10mm以下调整的薄铁板厚度。导轨定位后必须稳固、正确，在顶进中承受各种负载时不位移、不变形、不沉降。 2、安装主顶设备：
① 将主顶千斤顶对称布置为4只，固定在组合千斤顶架上作整体吊装。每台千斤顶规格一致，行程同步，油路并联，共同作用，均备有独立的控制阀，伸出的最大行程小于油缸行程10cm左右。
② 油泵设备设在距离主顶千斤顶的近处，并设置防雨棚，油路安装顺直，减小转角，接头不漏油，油泵的最大工作压力不大于32kpa，装有限压阀、溢流阀和压力表等指标保护装置，安装完毕后必须进行试车，在顶进中定时检修维护，及时排除故障。
③ 选择符合要求刚度的马蹄形顶铁，受力后无变形，相邻面垂直，排列不扭曲，单块放置稳定性好，连续部位不脱焊、不凸面，与导轨的接触面平整，顶进前滑动部分抹油润滑。
④ 环形顶铁与管口相吻合，中间用软木板衬垫。 3、安装前墙止水圈
为了防止顶管机头进出工作坑洞口流入泥水，并确保在顶进过程中
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压注的触变泥浆不致流失，事先安装好前墙止水圈，其组成部分为预埋法兰底盘、橡胶板、钢压板、垫圈与螺栓。法兰底盘预先埋设在砼井内，中心正确，端面平整，安装牢固，螺栓的丝口妥善保护，水泥浆予先清除。
4、安放顶管机头
顶管机头的尺寸和结构要符合要求，在吊入顶进坑前要作详细检查。起重机卸机头时，要平稳、缓慢、避免冲击、碰撞，并由专人指挥，确保安全可靠。机头安放在导轨上后，测定前后端的中心的方向偏差和相对高差，并做好记录，机头与导轨的接触面必须平稳、吻合。工具管和掘进机要按设计要求，准确定位，两边对称。机头必须对电路、油路、水路、泥浆管路和操纵系统等设备进行逐一连接，各部件连接牢固，不得渗漏，安装正确，并对各分系统进行认真检查和试运行。 5、起重机械
顶进工作坑配备一台26T吊进行垂直运输作业。其起重能力满足顶管工具管和顶进设备的装拆、吊管和顶铁装拆、其他材料的垂直运输。 6、安置土方运输设备
采用泥水平衡顶管机，以水力机械方式将泥浆通过与管路连接的吸泥泵输出并与排泥旁通装置直接输送到地面泥浆沉淀池。 6.3.1管道顶进 1、施工工艺流程
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顶进前准备机械设备交班检查 工具头刀盘转动、开进出渣浆泵 压触变 减阻浆 顶进、调整进出渣浆泵流量到达平衡 1个行程顶进结束 泥浆 制作 泥水沉淀、装车、外运 测量工具头的偏位、作好记录、纠偏 1节 顶进 整体式顶进系统调节顶块 管道吊装、安装 1个顶进循环结束 管道顶进施工工艺流程图
2、出坑
出洞前对所有设备进行全面检查，液压、电气、压浆、气压、水压、照明、通讯、通风等操作系统是否能正常进行工作，各种电表、压力表、换向阀、传感器、流量计等是否能正确显示其进入工作状态，然后进行联动调试，确认没有故障后，方可准备出洞，如存在问题要及时调整、维修或更换。
通过水位观测孔检查洞口外段的降水效果是否达到要求；洞口止水圈与机头外壳的环形间隙均匀，密封、无泥浆流入；洞外地面无明显沉陷后，方可拆除封门。先拆除砖墙，而后拆除井外的组合钢封门。拆除封门后，在确保人身安全的前提下，立即清除洞口外可能存在的金属物
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件或较大的硬块等障碍物，而后将机头随即切入土层中，避免前方土体松动坍落。
3、顶进
①工具头刀盘转动、开进出渣浆泵
交班和例行检查完毕后，接通电源，将工具头的刀盘转动，当设备的参数稳定后，开进出渣浆泵，开始泥浆循环。
②顶进、调整进出渣浆泵流量达到平衡
工具头的操作全部采用在管道外控制台控制，1个机手操作，控制台实现对工具头刀具的转动、纠偏控制、压力显示。顶进千斤顶，观察工作仓的土压力表，调节渣浆泵的流量达到工作仓的泥水平衡，其平衡的原理是：当进泥和吸泥泵稳定工作时，调节进泥和吸泥的泵量，使工作仓内应保持一定压力，仓内泥水压力应与地下水压力相平衡，泥水压力过大，则出现地面隆起；泥水压力过小，则地面沉陷，控制顶进与出泥的速度相当关键。
③泥水处理系统处理，废渣外运
采用泥水平衡式工具头出土，需要在工具头中注入含有一定泥量的泥浆，通过大刀盘切削工具头前方的原状土，与注入的泥水搅拌，泥水通过吸泥泵排到地表泥水处理系统处理，泥浆可以反复循环使用，处理好的泥沙用泥浆车外运。
④测量工具头的偏位、记录、纠偏
测量方法，在工作井后座位置设置测量机座，测量基座由地面引入地下，避免工作井的变形引起的误差，将激光经纬仪放置在其上调平后，
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使激光经纬仪发射的激光沿着顶进方向水平射出，打在工具头的测量靶位上，通过望远镜读出工具头的偏差。每隔0.5m记录一次。（辅以人工测量校对）。
纠偏办法，顶进中发现管位偏差5mm左右，即应进行校正。纠偏校正缓缓进行，使管节逐渐复位，不得猛纠硬调。校正方法采用工具头自身纠偏法：控制工具头的状态（向下、向上、向左、向右)，每次纠偏的幅度以5mm为一个单元，再顶进1m时，如果根据激光经纬仪测量偏位趋势没有减少时，增大纠偏力度（以5mm为一个单元），如果根据激光经纬仪测量偏位趋势稳定或减少时，保持该纠偏力度，继续顶进，当偏位趋势相反时，则需要将纠偏力度逐渐减少。
⑤1个行程顶完后，整体式顶进系统调节顶块
当顶完1个行程后（1m），停止顶进，调节整体式顶进系统顶块，可继续顶进下一个行程。
⑥顶完一节管后，拆开各管路、砼管吊装、各管路安装
顶完一节管后，拆开所有管线（电力电缆、信号线、油管、进出泥浆管、触变泥浆管），进行玻璃夹砂管吊装后，安装好所有管线（电力电缆、信号线、油管、进出泥浆管、触变泥浆管），继续顶进。 6.3.3进坑：
顶管机头进坑时，接收坑内预先安置枕垫和滚筒，当顶管机头前部将近接触接收坑外边时，拆除封门。当管节顶入接收坑后要考虑留出的管节长度，以尽量避免敲拆管道，方便接口施工，露出的管段小于管长的三分之一。掘进机脱离管子时必须采取措施，防止管节接头橡胶圈的
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松动。 6.3.4接口：
接口材料采用弹性密封单橡胶圈。 6.3.5异常情况处理
管道顶进应连续作业，管道顶进过程中，遇下列情况时，应暂停顶进，并及时处理：
1、工具管前方遇到障碍；2、后背墙变形严重；3、顶铁发生扭曲现象；4、管为偏差过大且校正无效；5、顶力超过管段的允许顶力；6、油泵、油路发生异常情况；7、接缝中漏泥浆。当管道停止顶进时，需采取防止管前塌方的措施。 6.3.6其他附属施工方法
1、顶管工作面排水
地下水由工作面流向工作井集水坑，再用泵排出地面。 2、管道渗漏的处理
对管道渗水和漏水点，埋入导水水管，用快凝环氧树脂封闭管周，待水泥由一定强度后，用手动泵压入水泥水玻璃浆液封堵。
3、顶管内通风
顶管内面无人，如果需要进去维修设备等，进管之前需要通风，采用压入强制性通风措施，用风机通过Φ200PVC管向顶管工具头压风。
4、照明及用电
施工用电主干线采用380V三相五线制，接通地面、工作井、管道内、工具头、管道照明采用36V以下低压电源供电。
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6.4顶管施工质量控制
6.4.1外观质量标准
1、接口必须密实、平顺、不脱落。
2、内涨圈中心应对正管缝，填料应密实、均匀。 3、顶进中，管口不应裂损，管材不应发生裂纹。 4、管内不得有泥土、石子、砂浆、砖块、木块等杂物。 5、顶管中，如遇塌方或超挖空隙时，必须进行压力灌浆等处理。 6.4.2实测实量允许偏差标准
序号 1 中线位移 D≥1500mm 管内底 高程 D＜1500mm D≥1500mm D＜1500mm D≥1500mm ＋30，－40 ＋40，－50 15%管壁厚，且不大于20 50 检查项目 D＜1500mm 50 允许偏差（mm） 检验频率 范围 每节管 点数 1 检验方法 测量并查阅 测量记录 2 每节管 1 用水准仪测 3 相邻管口间错口 每个接口 对顶接口 1 用尺量 4 对顶时管间错口 1 用尺量 6.4.3顶管质量通病及防治措施
1、顶管工程管道轴线偏差过大
①现象：管道轴线与设计轴线偏差过大，使管道发生弯曲，甚至造成管节损坏，接口渗漏。
②原因分析
1）地层正面阴力不均匀，使工具管受力不均匀，形成导向偏差，造成管道轴线偏差。
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2）顶管后背发生位移或不平整，使顶力合力偏移，造成管道轴线偏差。
3）千斤顶不同步，或千斤顶间顶力相差较大，或安装精度不够，造成顶力合力线偏差，使管道轴线发生偏差。
③预防措施
1）顶管施工前对管道通过地带的地质情况认真调查。设置测力装置，指导纠偏。纠偏应按照勤测量、勤纠偏、小量纠的操作方法进行。
2）采用同种规格的千斤顶，使其顶力行程、顶速相一致，保持顶力合力线与管道中心线相重合。
4）加强顶管后背施工质量的控制，确保后背不发生位移，并应使后背平整，以保证顶进设备的安装精度。
5）顶进过程中应随时绘制顶进曲线，以利指导顶进纠偏工作。 ④治理方法
1）重新调整千斤顶行程、顶力、顶速，或重新调整千斤顶的安装精度。
2）对顶管后背进行加固，防止位移继续发展，并确保后背平整。 3）纠偏前应认真分析顶进曲线的发展趋势，采取适当的纠偏量，循序渐进，切不可操之过急，适得其反。
2、顶力突然增大
①现象：在顶进过程中顶进压力突然增大。 ②原因分析
1）土层塌方，或工具管前端遇障碍物，使摩阻力增大。
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2）管道轴线偏差形成弯曲，使摩阻力增大。
3）减阻介质，膨润泥浆配比不当或注入不及时，或注入量不足，减阻效果降低，使摩阻力增大。
4）顶进设备油泵、没缸、油路发生故障。
5）顶进施工中，因故停顶时间过久，润滑泥浆失水后，使减阻效果降低。
③防治措施
1)顶进过程中严格执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作要求，使管道轴线被控制在允许偏差范围之内。
2)按不同地质条件配制适宜的泥浆，并采取同步注浆的方法，及时足量地注入泥浆。
3)顶进施工前应对顶进设备进行认真的检修保养。 4)停顶时间不能过久，发生故障应及时加以排除。 ④治理办法
发生顶力过大的情况时，应立即停止顶进，查找原因，判明情况后采取相应措施进行处理。
3、工具管旋转
①现象：工具管沿圆周方向旋转，使顶进操作发生困难。 ②原因分析：
1）工具管前端土层软硬不均匀，使工具管受力不均匀，造成工具管向土层软的方向旋转。
2）顶进千斤顶及油路布置不合理，千斤顶之间存在着顶进时间差，
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使顶进合力线偏移，造成工具管旋转。
3）顶管轴线发生偏差时，纠偏量过大，使工具管发生旋转。 ③预防措施
1）遇前端土层软硬不均匀，应采取多挖硬、少挖软的方法。 2）顶进前应将千斤顶逐台调试好，要采用同种规格的油缸，并使液压泵到各千斤顶之间的距离相等，管径一致。
3）严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作要求。
4）工具管设置测力装置，以便测定出平衡力的大小来指导纠偏。 ④治理方法
可采用单侧配重的方法加以纠正，也可利用纠偏与旋转间的规律，配合上下方向的纠偏，造成一定的左右偏差，使工具管得到一个反向的旋转的力，但是采用此方法，应注意轴线的控制，以免造成轴线偏差过大形成弯曲，给以后的施工造成困难。 6.5施工降水
1、施工流程：设备进场—井点定位—管井施工—试抽水—开始降水—基础施工—基础回填—管井封闭—设备退场。
2、管井定位
根据轴线控制点，用钢卷尺定位。 3、成井
采用泥浆护壁回旋钻机钻进成孔。成孔后要洗井冲净孔底沉渣，并连续下入井管和滤料。
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4、安装管井
井管采用PVC波纹管，长度为18米。管与管连接口要用胶带密封，用铅丝扎紧。在PVC波纹管管身波纹与波纹之间用10号钻头，每隔10mm布置渗透眼，打孔过后再管身上面用60膜的尼龙网布均匀缠绕在滤管上并绑牢。井管外填滤料，滤料采用5#—10#的瓜子片掺中粗砂灌至地面。摆放PVC波纹管时要扶正，确保井管整体垂直度。
5、洗井
管井安装后，及时放入1.5千瓦的高扬程水泵抽水洗井，防止时间闲置，使滤管堵塞。
6、抽水
洗井12—24小时后，流出清水，即可连续抽水。如出现出水浑浊并大量含有粉粒成分时，要调细滤料粒径。
7、排水
抽出来的通过高扬程泵直接排至原有村里的排水渠，通过排水渠排至泾河。
8、施工控制
降水过程中注意地下水位观测。在基坑开挖前及开挖过程中，眼井全部启动强力降水，之后可以根据水位观测情况及天气情况适当调整降水井数。管井内水泵位置置于底标高以下1米处，当管井内水位低于水泵时，停止抽水，当水位高于水泵位置，继续抽水。
第七章 明挖管道技术方案
7.1基础的排水和降水
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沟槽的临时排水措施按照不同路段的实际情况进行安排。根据地勘资料和结合现场实际情况对开挖深底高出地下水位的应在开挖前布设。
1、地面排水：管道施工期间设置临时排水设施。临时排水通道设置设在各个不同路段，并在正式施工前完成临时排水通道的设置。
2、沟槽内排水：在管道底部设0.3m×0.3m的排水边沟且每隔20m设一集水井以φ100mm口径污水泵抽排。
3、井点降水的一般措施：
①井点设备运转正常后，保持连续抽水。
②井点正常运行时，发现水质浑浊，分析其原因并采取相应的措施。 ③拔除井管后，土中留有的孔穴及时用黄砂灌实。 4、排水
抽出来的通过高扬程泵直接排至原有村里的排水渠，通过排水渠排至泾河。 7.2明挖法施工
1、开挖
对于采用明挖法施工的污水、雨水管开挖深度在3--8米，超过5米按深基坑施工，采用边坡放线法进行开挖，全站仪测放沟槽的开挖中心线，确定槽口开挖宽度，并用石灰线标明开挖边线,开挖过程中如遇有土质较差的地段应加大开槽坡度，开挖时应及时安设龙门板，控制中线和槽底高程。开挖口线5米以内，不得堆土或堆放杂物。
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彩钢板米：0.5米彩钢板米：0.5备注：1、管径+工作面宽度2、坑深在5米以内时不设平台。
彩钢板米米彩钢板：0.5：备注：1、0.5：0.5管径+工作面宽度2、坑深在5米以内时不设平台。
2、验槽
由施工单位自检，再请监理工程师进行沟槽底高程、地基承载力等检测是否符合规范及设计要求，验槽合格后方能进行下一道工序。若遇软弱基础，地基承载力达不到设计要求，则再对地基进行处理。
3、管道安装
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砂垫层按规定的沟槽宽度满堂铺设、摊平、拍实。砂铺设结束后，在铺好的砂垫层上安装管道。用25吨吊车下管，用16t手拉葫芦牵引管，用5t手拉葫芦稳管的安管方法施工。
①管敷设前应逐根进行检查，确保无空鼓、裂纹和缺口，保护层无脱落、油类侵蚀现象、变形、扭曲及不符合尺寸的不能使用。
②对于粗造的工作面使用砂轮磨光机进行打磨，以免影响安装及焊接质量。
③装管的作业是向前渐进，为了防止已装到位的管道回弹，单靠回填胸腔土和管道自身产生的磨擦阻力是阻止不了回弹力，因此还必须采用手动葫芦稳管，使之随后安装的管道能阻止回弹，如此循环。
4、沟槽回填
①管道铺设完毕并经验收合格后立即回填，管顶50cm以下采用砂回填。
②从管底基础顶面开始到管顶以上0.7m的范围内，采用人工回填，回填分层对称进行，每层的松铺厚度15-20cm，压实厚度不大于20cm，回填石屑的压实度必须满足设计要求。回填材料中不含有石块、砖及其它杂硬物体。
③管顶70cm以上部位的回填采用机械从管道轴线两侧同时回填、夯实，回填材料及压实度符合相应的路基要求。
7.3明挖法施工监护措施 1、工程项目部落实施工员促进沟槽的开挖、围护符合安全规定，作为专项施工组织设计要求的监护责任人。
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2、监护的主要项目为：监查开挖后对邻近构筑物的影响；监查沟槽的沉降及位移。
3、监查的频率一天两次；上班前或后一次，下班前一次；由监查人记录在《施工日记》中；在暴雨或连续的雨天中，增加监查次数。
4、监查中发现异常情况，及时报告项目经理。由项目经理决定采取何种应急技术措施来消除隐患。
第九章 质量保证措施
1、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。
2、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。 3、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。 4、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。
5、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。
6、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。
7、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。 8、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
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土层的技术措施及纠偏措施，确保管道的顺利顶进。
9、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。 第十章 安全文明施工及环保措施 10.1 施工安全措施
1、沿工作井四周设置1.2 米高的固定护栏，采用1.8m高的彩钢板进行围挡，工作井四周要挂闪光灯和相应的警示标语。
2、挖土施工时工作井必须设置爬梯，供人员上下井用。使用的卷扬机等 应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。
3、挖出的土石方应及时运离工作井，不得堆放在工作井四周2 米范围内。
4、顶管作业人员必须戴硬安全帽。
5、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。
6、吊车、起重设备由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞。 吊车靠近工作井边坡行驶时， 加强对地基稳定性检查， 防止发生倾翻事故。吊管下工作井时，注意安全。
7、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。
8、开挖前详细了解沿线管线资料，做好沿线管线保护措施。
9、作业人员轮换制。每个作业人员在管内作业时间不得超过1 小时，
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避免劳动强度过大引起危险。
10．顶进过程中，施工人员必须使用安全带，洞口必须有施工人员照应， 洞内用不大于36 伏照明灯照明，每班作业时必须有合格的电工当班。 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， 每一分钟对管内人员进行呼喊， 或用一条绳子每隔一定时间拉一下作业人员， 在得不到安全的反馈情况下立刻采取相应应急措施。
14、井上配备相应药品。作业前要对施工人员进行紧急救援的培训，并进行实地现场考核合格后才施工。
15、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，全部用电设施必须符合《施工现场临时用电安全技术规范》。 10.2应急预案
针对本工程的可能发生的事故紧急情况引发的伤害(如基坑坍塌、高处坠落等)，必须及时采取抢救行动和补充措施，使其得到最大限度地减少伤害和损失。
1、应急预案的方针与原则
坚持“安全第一，预防为主”的方针，贯彻“常抓不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”的原则。 2、机构与职责
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一旦发生施工安全事故，公司领导及有关部门负责人必须立即赶赴现场，组织指挥抢险，成立现场应急救援领导小组。 组长:崔向军
副组长:陈振武 王金川
成员:卫龙伟 张玉 王晨 胡海宁 李阳 张峰
职责:研究、审批抢险方案;组织、协调各方抢险救援的人员、物资、交通工具等;保持与上级领导机关的通讯联系，及时发布现场信息。 3、应急资源
应急资源的准备是应急救援工作的重要保障，项目部应根据潜在事性质和后果分析，配各应急救援中所需的消防手段、救援机械和设各、交通工具、医疗设备和药品、生活保障物资。
4、教育、演练
为全面提高应急能力，项目部应对抢险人员进行必要的抢险知识教育，制定出相应的规定，包括应急内容、计划、组织与准各、效果评估等。并定期组织应急演练。 10.3危险源辨识
本工程中重大危险源主要有：物体打击、土方坍塌、高空坠落、触电、有害气体危害、交通事故。 10.3.1物体打击
1、顶管工作井、接收井施工过程中独脚吊杆起吊重物时绳断、脱钩、井上物体放置不当跌入井下造成的物体打击。
2、顶管施工过程中龙门吊、吊车向工作井内下管挂管方式不当及钢
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丝绳卡头连接不当，钢丝绳断裂造成的物体打击。
3、顶管过程中顶铁放置不当造成蹦铁产生的物体打击。
4、开槽埋管施工过程中沟槽边物体放置不当跌入沟内造成的物体打击。
5、顶管管材放置不当造成滑管产生物体打击。 6、顶管机高压油管脱落，高压油产生物体打击。 10.3.2土方坍塌
1、开槽埋管施工中支护不及时造成的沟槽坍塌。 2、开槽埋管施工形成神仙土造成的土方坍塌。
3、顶管工作井及接收井逆作法施工中砼井壁灌注不及时造成的土方坍塌。
4、顶管工作井及接收井施工中随意改变井壁结构造成的土方坍塌。 10.3.3高空坠落
1、顶管工作井及接收井施工过程中，井边围栏不围护或围护不当造成的高空坠落；上下人爬梯安装不当造成的高空坠落；独脚吊杆操作人员不系安全带造成的高空坠落。
2、工作井进场及转场施工中，搭设龙门吊，拆、装简易出土龙门吊，工作人员不系安全带造成的高空坠落。 10.3.4触电
1、工地施工用电及生活用电、配电线路不符合安全规定造成漏电。 2、电缆线老化、与使用功率不匹配造成漏电。
3、线缆接头未用绝缘胶布包扎，接头处设搭接造成脱落。
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4、各种电器没有防雨、防潮措施造成漏电。 5、穿越各路口明设电缆没加设防护套管产生漏电。 6、无上岗证擅自上岗作业造成事故。 10.3.5有害气体危害
1、顶管及开槽埋管施工过程中挖断不明管道造成气体泄露。 2、进入现状给水井及排水检查井不留排气时间，造成气体危害。 10.3.6交通事故
1、顶管工作井、接收井、开槽埋管施工作业面未按规定围护防护栏。 2、施工作业现场未按规定设置安全警示牌、限速牌、禁止通行牌、夜间警示灯或警示灯夜间不亮造成交通事故。 10.4危险源的预防 10.4.1物体打击的预防
1、顶管工作井、接收井施工过程中独脚吊杆主吊钢丝绳连接处卡头每处不应少于2个；钢丝绳每两天检查一次；吊土麻绳直径不应大于20mm，每天检查两次。
起吊块状物体应装框或用吊布；吊勾应有防脱落装置；井上物体放置应距井边2米以外。圆形易滚动物体应设片塞；堆集物体高度不应大于1.5米。
2、顶管施工下管时应使用专用起吊设备，改用其它装置时应通过有关人员准许。吊杆钢丝绳卡头连接不应少于2个，挂管工具应使用专用工具。主吊钢丝绳每3天检查一次。
3、顶管使用顶钢应使用专用圆形顶钢，当使用其它长形顶钢时应有
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防蹦铁装置。
4、沟槽边2米以内不准堆放物体；管材应分散放置，不准堆码。 5、顶管管材在井边放置不准堆码，管材应用卡塞固定。
6、顶管机高压油管接头应联接牢固，每3天检查一次，有问题及时更换。
10.4.2土方坍塌事故预防
1、开槽埋管施工中现场技术人员施工前应按施工规范及技术要求进行交底。
2、顶管工作井及接收井逆作法灌注砼井壁时分层高度应过大。 3、顶管工作井及接收井如地层结构发生变化，确需改变原设计井壁结构时应通知相关人员，同意后方可改变。 10.4.3高空坠落事故的预防
1、顶管工作井及接收井边围栏应使用国家标准脚手架，严禁使用薄壁不合格材料做围护杆。围护立杆应深入土层不小于500mm，井边围栏的具体搭设尺寸应按设计图纸施工。不得随意更改。井内上下人爬梯要焊接全封闭护栏。
2、工作井、接收井的进场、转场、搭设简易龙门吊、拆除简易吊脚手架杆时现场技术人员应进行安全交底，交代搭、拆顺序，施工作业人员需带安全带。 10.4.4触电事故的预防
1、工地施工用电及生活用电的配置应由专业电工按《施工现场临时用电安全技术交底规范》的相关要求进行配置。
九治建设西咸新区泾河新城高泾南路市政工程项目部 第 50 页 共 51 页