顶管施工组织设计

㈠ 顶管施工施工方案

顶管施工工艺顶管法施工是在地下工作坑内，借助顶进设备的顶力将管子逐渐顶入土中，并将阻挡管道向前顶进的土壤，从管内用人工或机械挖出。这种方法比开槽挖土减少大量土方，并节约施工用地，特别是要穿越建筑物时，采用此法更为有利。随着城市建设的发展，顶管法在地下工程中普遍采用。顶管法所用的管子通常采用钢筋混凝土管或钢管，管径一般为700-2600MM,顶管施工主要包括：作业坑设置、后背（又称后座）修筑与导轨铺设、顶进设备布置、工作管准备、降水与排水、顶进、挖土与出土、下管与接口等。
1．10．1顶管法施工的分类目前顶管法施工可分为对顶法、对拉法、中继法、后顶法、牵引法、深覆土减摩顶进法等。在地下工程采用顶管法施工时，可按照地下工程的特点、设计要求、技术标准、有关规程，工程环境的实际情况、施工的力量和经济效益采取不同的顶管法施工。
1．10．2顶管法施工准备工作确定采用顶管施工方案前：
（1）、施工单位应组织有关人员，对勘察、设计单位所提供的顶管施工沿线的工程地质及水文情况，以及地质勘察报告进行学习了解;尤其是对土壤种类、物理力学性质、含石量及其粒径分析、渗透性以及地下水位等的情况进行熟悉掌握。
（2）调查清楚顶管沿线的地下障碍物的情况，对管道穿越地段上部的建筑物、构筑物所必须采取的安全防护措施。
（3）编制工程项目顶管施工组织设计方案，其中必须制订有针对性、实效性的安全技术措施和专项方案。
（4）建立各类安全生产管理制度，落实有关的规范、标准，明确安全生产责任制，明确安全生产责任制，职责、责任落实到具体人员。
1．10．3物资、设备的施工准备工作（1）采用的钢筋混凝土管、钢管、其他辅助材料均须合格。
（2）顶管前必须对所用的顶管机具（如油泵车、千斤顶等）进行检查，保养完好后方能投入使用。
（3）顶管工作坑的位置、水平与纵深尺寸、支撑方法与材料平台的结构与规模、后背的结构与安装、坑底基础的处理与导轨的安装、顶进设备的选用及其在坑底的平面布置等均应符合规定要求。尤其是后背（承压壁）在承受最大顶力时，必须具有足够的强度和稳定性，必须保证其平面与所顶钢管轴线垂直，其倾斜允许误差+-5MM /M
（4）在顶进千斤顶安装时必须符合有关规定、规程要求，尤其是要按照理论计算或经验选定的总顶力的1.2倍来配备千斤顶。千斤顶的个数，一般以偶数为宜
（5）开挖工作坑的所有作业人员都应严格执行工程技术人员的安全技术交底，熟知地上、地下的各种建筑物、构筑物的位置、深度、走向及可能发生危害所必须采取的劳动保护措施
1.10.4顶管法施工应注意事项（1）顶管前，根据地下顶管法施工技术要求，按实际情况，制定出符合规范、标准、规程的专项安全技术方案和措施
（2）顶管后座安装时，如发现后背墙面不平或顶进时枕木压缩不均匀，必须调整加固后方可顶进
（3）顶管工作坑采用机械挖上部土方时，现场应有专人指挥装车，堆土应符合有关规定，不得损坏任何构筑物和预埋立撑;工作坑如果采用混凝土灌注桩连续墙，应严格执行有关项的安全技术规程操作；工作坑四周或坑底必须有排水设备及措施；工作坑内应设符合规定的和固定牢固的安全梯，下管作业的全过程中，工作坑内严禁有人
（4）吊装顶铁或钢管时，严禁在扒杆回转半径内停留；往工作坑内下管时，应穿保险钢丝绳，并缓慢地将管子送入导轨就位，以便防止滑脱坠落或冲击导轨，同时坑下人员应站在安全角落
（5）插管及止水盘根处理必须按操作要求，尤其待工具管就位（应严格复测管子的中线和前、后端管底标高，确认合格后）并接长管子，安装水力机械、千斤顶、油泵车、高压水泵、压浆系统等设备全部运转正常后方可开封插扳管顶进
（6）垂直运输设备的操作人员，在作业前要对卷扬机等设备各部分进行安全检查，确认无异常后方可作业，作业时精力集中，服从指挥，严格执行卷扬机和起重作业有关的安全操作规定
（7）安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核；两导轨应顺直|、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。
（8）在拼接管段前或因故障停顿时，应加强联系，及时通知工具管头部操作人员停止冲泥出土，防止由于冲吸过多造成塌方。并应在长距离顶进过程中，加强通风。
（9）当因吸泥莲蓬头堵塞、水力机械失效等原因，需要打胸板上的清石孔进行处理时，必须采取防止冒顶塌方的安全措施。
（10）顶进过程中，油泵操作工应严格注意观察油泵车压力是否均匀渐增，若发现压力骤然上升，应立即停止顶进，待查明原因后方能继续顶进。（
11）管子的顶进或停止，应以工具管头部发出信号为准。遇到顶进系统发生故障或在拼管子前20MIN ，即应发出信号给工具管头部的操作人员，引起注意。
（12）顶进过程中，一切操作人员不得在顶铁两侧操作，以防发生崩铁伤人事故。
（13）如顶进不是连续三班作业，在中班下班时，应保持工具管头部有足够多的土塞；若遇土质差、因地下水渗流可能造成塌方时，则应将工具管头部灌满以增大水压力。
（14）管道内的照明电信系统应采取安全电压，每班顶管前电工要仔细检查各种线路是否正常，确保安全施工。
（15）工具管中的纠偏千斤顶应绝缘良好，操作电动高压油泵应戴绝缘手套。
（16）顶进中应有防毒、防燃、防爆、防水淹的措施，顶进长度超50M时，应有预防缺氧、窒息的措施。
（17）氧气瓶与乙炔瓶（罐）不得进入坑内。

㈡ 求顶管施工组织设计

（收集整理，仅供参考）
现提供施工方案，其他关于编制说明、临时水电，施工部署等可根据情况编写或在网上搜

顶管施工方案
1.施工程序：围挡→人工挖顶管坑上半部土方和支撑→搭平台、支立四角架及起重设备→挖下半部土方和支撑→安装顶管设备→顶管→砌井→拆撑还土→管道清理与打口→水泥浆填充。
2.施工测量：工程开工前先进行现况管线调查，复核管线的位置与高程。顶管测量人员均持证上岗。现场使用的水准点闭合后方能使。
3.顶管工作坑、检查井坑开挖与支撑：顶管工作坑尺寸的确定。顶管工作坑、检查井坑的长度尺寸为L，宽度尺寸为B。L的计算公式为：L=L1+L2+L3+L4+L5式中：
L1—管节长度（m）
L2—顶镐长度（m）
L3—出土工作间（m），一般取1.0-1.8m
L4—后背墙厚度（m）一般取0.85m
L5—已顶进管留在导轨上的最小长度（m），一般取0.3-0.5m
B的计算公式为：B=D+S，式中：
D—砼管外径（m）
S操作宽度（m），取2.4-3.2m
L=3+1.3+1+0.85+0.5=6.65=7 m
B=1.25+3.2=4.45m =5 m
考虑到顶管坑单向顶进,因此工作坑为L×B=7m×5m；转弯处顶管坑为L×B=7m×7m。检查井坑的尺寸满足检查井的砌筑，净空尺寸长×宽=4.5m×4.5m。
土方调配：顶管坑采取人工开挖，顶管坑的土方部分用于排管马道，其余土方的存放集中在总包方现场指定地点，以便运弃。
顶管工作坑净空尺寸长×宽=7m×5m,检查井坑的净空尺寸长×宽=4.5m×4.5m。深度在5m以内的坑为一步开挖，深度大于5m的坑分两步开挖，第二步较第一步缩小0.5m。
支撑采用钢木组合支撑，立梁采用20#工字钢，圈梁采用25#工字钢，立梁间距1.5～2m，地面以下0.5m设第一道圈梁，以下每1.5m左右设一道，圈梁八字撑采用25#工字钢，长度大于3.5m。
工作坑两端管道入口处，立梁间距1.4m，圈梁距管外顶0.2m，并按管道流水面高程控制其位置。钢筋焊接点均需满焊。圈梁后密排长4m、厚5cm的大板，其后若有空隙用草袋装土填实。顶管坑见底后进行钎探。
4.顶管后背与顶力计算
⑴顶管后背承载力计算（以长距离井段为例，L=19m），后背承载力计算公式为：F=H×B×[σ]= 2.5×3×18=135t，式中：
F—后背承载力（t）
H—后背高度（m）
B—后背宽度（m）
[σ]—后背承载力，取18t/m2。
⑵顶管顶力计算采用经验公式计算，计算公式为：
P=NP0=1.5×3.169/3×19=30.1t，式中：
P--计算总顶力（KN）
P0—顶进管子的全部自重
N:土层系数，取值等于1.5。
⑶根据计算：后背承载力大于最大顶力，能满足最大顶力的需要。后背长度核算公式为：L= P/B +La = 30.1/3+2 =3.46m，式中：
L---后背长度（m）
P---顶管需要的总顶力（t）
B---后背受力宽度（m）
La---附加安全长度（m），砂土取2；亚砂土取1；粘土、亚粘土取0。
经核算，厚背需要的长度为3.46m，故此其它工程项目开槽时，需保留此长度不开挖。
5.后背安装：
⑴后背较坑底深0.8m，采用长3m、断面15cm×15cm方木码放，高度为2.5m，并尽量贴紧墙壁，后背平面要求垂直于管道中心线，如有空隙用砂石填充严密，方木前埋设立铁3根，间距1.0m。立铁前码放横铁，横铁要求码放平整，顶镐后座与横铁结合处严密，以便均匀地将顶力传到后背上。
⑵每座顶管坑顶管时首先顶较长的井段。
⑶顶力设备为320t油压千斤顶，行程L=700mm。根据顶力计算，安装2台千斤顶，与管道中心线对称布置。
6.道轨安装：导轨使用高度为140的钢轨，安装道轨用木枕，经计算D=1050砼管导轨宽度为737mm，导轨高程用顶管坑内的水准点测设。钢制道轨与木枕用道钉固定，两侧用方木与槽壁撑紧固定。
7.测量放线与纠偏
⑴测量与放线：根据监理单位审核批准的桩点施测污水管线的中心线和高程桩。根据中线控制桩用经纬仪将顶管中线桩分别测设在顶管工作坑的前后，使前后两桩互相通视，并与管线在同一条线上。
顶管工作坑内的水准点由坑上一次引测，经过校核，误差不得大于±5mm。每座顶管坑内设2个水准点。
⑵顶管测量与纠偏：在顶第一节管时，以及在校正偏差过程中，测量间距不应超过30cm，以保证管道入土的位置正确；管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不宜超过100cm。
中心测量：本工程最大顶进长度为19m，拟采用垂球拉线的方法进行测量，要求两垂球的间距尽可能的拉大，用水平尺测量头一节管前端的中心偏差，并且每顶进12m用经纬仪检测一次，见顶管测量与超挖示意图。
高程测量：用水准仪及特制高程尺，根据工作坑内设置的水准点，测头一节管前端与后端的管内底高程，以掌握头一节管子的走向，测量后应与工作坑内另一个水准点闭合。
每班工作要做好顶管记录和交接班记录，全段顶完后，应在每个管节接口处测量其中心位置与高程，有错口时应测出其错口的高差。
顶管误差校正逐步进行。形成误差后不可立即将已顶好的管子校正到位，应缓慢进行，使管子逐渐复位，切忌猛纠硬调，以防产生相反的结果。纠偏过程中应加强测量密度，每10--20cm测量一次，根据实际情况采取有针对性的纠偏方式。
常用的方法有以下三种：
①超挖纠偏法：偏差为1--2cm时，可采取此法。即在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐步回到设计位置。
②顶木纠偏：偏差大于2cm时，在超挖纠偏不起作用时采用。用圆木或方木的一端顶在管子偏向的另一侧内壁上，另一端斜撑在钢板或木板的管前土壤上，支顶牢固后，在顶进过程中配合超挖纠偏法，边顶边支。利用顶进时的斜支撑分力产生的阻力，使顶管向阻力小的一侧校正。
③千斤顶纠偏法：方法基本同顶木纠偏法，只是在顶木上用小千斤顶强行将管慢慢移位纠正。
8.管前挖土与顶进施工：顶管偏差高程控制在+1cm、-2cm，中心控制在左右3cm。
⑴管前挖土长度：本工程中规定管前挖土长度为30cm为宜，最多不能超过50cm。
⑵关于管周围的超挖：本工程管顶以上允许超挖1.5cm，但在下面135º范围不得超挖，一定保持管壁与土基面的吻合。
⑶首节管下到导轨上应测量其高程、中心是否符合要求，确认合格后方可顶进。首节管入土后，每顶进30cm要量测中心，高程一次，及时、细致操作，防止出现偏差。
⑷工作坑内设的两个进行校核的水准点、中心点，施工时应对其妥善保护，防止碰撞。
⑸顶进时昼夜三班不间断施工，防止因中途停置而导致摩擦力增加，造成顶进困难。
⑹当遇下列情况时，应停止顶进，迅速采取措施处理：管前方发生塌方或遇障碍物时；后背倾斜或严重变形；顶铁发生扭曲变形现象；错位偏差太大，且校正无效；顶力较预计增大，超过管口许可承受的能力。
8.7顶管测量记录
⑴在顶进过程中，管道一直处于动态，加强顶进施工中的动态管理，是提高顶进质量的首要保证。顶进施工记录则是反映管道在顶进过程中动态情况的依据，因此，应认真填写顶进施工记录，做好交接班，掌握顶进的动态，做到情况明、问题清、有对策、处理及时。
⑵顶进中每班必须如实填写记录，记录中应包括顶进长度、土质情况、顶力数值、每次的测量记录、校正情况、机械运转情况及其它注意事项。
⑶认真执行交接班制度，交接时当班的负责人必须向接班负责人交清记录，并说明在顶进操作中所出现的问题及处理情况。
⑷整个施工段的顶进分阶段的进行自检，不可等到全段顶完再全面检验。日常的顶进原始记录（交接班记录），只反映了当班的情况，但顶进的管道在动态过程中的变化情况则应掌握，所以每顶进20m时即全面检验一次施工质量，存在的问题应在继续顶进中得到解决。
⑸顶管记录由质量检查人员每日收集一次，并将顶进质量及时向项目经理汇报。
9.水泥浆填充
⑴由于管线位于新建路下，为保证路基稳定，顶管结束后应及时对管体四周的缝隙充填水泥砂浆，使其密实坚固，填充水泥砂浆所用设备与填充触变泥浆设备相同，配比为：水泥：粉煤灰：水=1:3:4；
⑵水泥浆液需搅拌均匀，无结块，无杂物。注浆压力为0.1～0.2MPa，注浆孔左右各设一个排气孔。充填水泥浆必须自一个方向顺序压浆，即每个注浆孔压浆时见到前方注浆孔冒出水泥浆时才能认为充填饱满。压浆分两次进行，第一次注满土层和管壁之间的孔隙，等24小时后进行第二次压浆，第二次压浆重新布孔。注浆结束后要及时清理注浆设备，以防堵塞。
⑶注浆设备和系统是由泥浆搅拌机、泥浆泵、输浆管、输浆管总节门、注浆孔及分节门组成。第一注浆孔设在距首节管7.5m左右,依次每3m设置一个注浆孔，注浆孔位置一般设在管子左上方或右上方，以免出土时碰撞。
10.顶管的接口：柔性接口钢筋砼管滑动胶圈接口。
11. 检查井：顶管完成及安管后及时砌筑检查井，砌筑前按设计图对照标准图将井位尺寸施放准确。
井室砌筑采用Mu10非粘土烧结砖，砌筑用M7.5水泥砂浆。砌砖用砂浆配比准确，满铺满挤，砖缝不得有竖向通缝。流槽与井壁同时砌筑，井室内外表面用砂浆分层压实抹光。井室内安装球墨铸铁小踏步，注意管顶上安装挂灯、挂安全带的踏步。
球墨铸铁小踏步安装前必须刷防腐锈漆，砌筑砂浆未达到抗压强度时不得踩踏踏步。井筒勾缝时，砂浆必须填满。预留管端头用白灰砂浆砌堵封严。检查井采用重型五防井盖，高程与路面同高。
12.闭水检验：
⑴闭水试验的条件：检查井及管道的外观质量及复测检验均已合格；注浆孔洞均全部封堵且不漏水；现场有满足闭水要求的水源；排放水不影响附近环境。
⑵带井闭水：放水前检查所有预留支管的管堵是否严密，抹面的强度是否符合要求，检查合格后，方可放水。试验水应为试验段上游管内顶以上2m，如不足2m其渗水量按公式折减。
⑶注水过程中要检查管堵、管道、井身等处有无漏水、渗水，注满水浸泡1～2天后进行闭水试验。