热网工程顶管施工方案

1、 工程概况

1.1 本热网工程拟建一条供热干管，主要供应莲华山工业园东北的清湖镇和贺村镇的已有热负荷及兼顾莲华山工业园内部近期、远期热负荷。电厂额定设计供热能力为120t / h，最大为155t / h；单台机组最大供热能力为60t / h 。电厂额定抽汽参数为1.5Mpa ，300℃。本设计管网最大负荷约123.5t / h，正常用汽约87.7t /h。 1.2 本热网工程分为三大部分，现施工为第一部分（100子项）：江山电厂至福临旺家装管线。

1.3 地质情况：工业园土壤多红壤和黄红壤，有机含量较高，适合果木生长；丘陵坡地多为凝灰岩及少量玄武岩、石灰岩、石英砂岩等构成，地质条件好，地基承载能力一般较高，适用于工业与民用建地基；镇区范围地震烈度在6度以下，可视为地震安全区。

1．4 工期计划：2013年7月31日-2013年8月31日完成顶管段施工。

2、 编制依据

2.1 CJJ34—2010 《城镇供热管网设计规范》； 2.2 GB 50235—2010 《工业金属管道工程施工规范》 2.3 GB50184—2011 《工业金属管道工程施工质量验收规范》； 2.4 GB50236—2011 《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》； 2.5 CJJ104—2005 《城镇供热直埋蒸汽管道技术规范》； 2.6 GB/T21448—2008 《埋地钢制管道阴极保护技术规范》。

2.7 《电力建设安全施工管理规定》、《电力建设安全规程》； 3、 参加作业人员的资格、要求和数量

3.1 参加作业人员需经过三级安全教育，并经考试合格。 3.2 施工班组长、施工技术员应具有较强的识图能力和施工组织能力并且具有丰富的现场施工经验。

3.3 参加施工人员要求体质良好，并具有较高的安全施工意识。 3.4 参加施工人员要求有良好的职业道德，做到安全文明施工。 3.5 劳动力组织

3.5.1 参加作业人员的数量（见表1-1） 表1-1

4、 施工中工器具、仪表的规格要求

4.1 施工中所用到的工器具、仪表在使用前应全面清点，并经检验合格，试用良好方可使用。

4.2 施工工器具一览表（见表2-1） 表2-1

5、施工准备及条件

5.1 施工现场应做到“三通一平”，施工用水水质良好，满足砼养护用水要求。施工电源满足施工机械的用电容量，并有良好的接地装置。 5.2 施工用料能确保按计划进场。

5.3 施工人员已准备就绪，劳动力安排已落实。

5.4 工程开工前，对所有参加施工人员进行安全、技术、质量、文明施工要求交底。

6 作业程序与方法（过路段顶管施工工艺）

顶管穿越施工设备主要包括液压千斤顶、挖掘机、顶铁及运土设备等。穿越套管采用顶管施工方法，穿越地层多为砾石层，对于在套管顶进方向的砾石提前取出，以减少套管顶进时的阻力。因地层的不均匀性在选用顶管机时，顶管机推力可适当加大。施工前开挖工作坑，将设备安装就位，吊装套管、安装盲板顶环，利用液压千斤顶顶

推套管，每顶进一定行程，退回顶缸，操作人员进入套管内挖土外运，然后加入套管并更换顶铁继续顶进，循环作业，直至套管顶至对面接收坑；拆除设备，清理套管内余土，进行主管穿越。 6. 1施工程序

公路顶管穿越施工程序如下：

6.2施工准备

施工前由项目部技术、质量、HSE 工程师对机组施工人员进行详细交底。

施工设备及用料齐全完好并就位。 安全警示牌标志齐全并摆放在相应位置。 6.3测量放线

根据设计控制桩，用经纬仪放出穿越管段的中心线，并撒上白灰线。 定出施工区域边界线的位置。 6.4施工准备：

施工队伍进场后，必须先进行场地的整理，及时进行测量放样，准确放出沉井轴线和基坑开挖的边线。机械设备与材料抓紧落实进场，所需的材料设备必须准备齐全，要满足规范设计要求。施工场地采取封闭式管理，砼采用商品混凝土，被破坏的道路待施工完毕后按原样恢复。

6.5沉井施工程序：

基坑测量放样基坑开挖铺设碎石及混凝土垫层钢筋绑扎浇捣混凝土养护及拆模素土回填。 6.5.1基坑测量放样

根据工作井的现场情况和工程地质报告所揭示的地质情况，拟定沉井发送坑坑底尺寸长5m ；宽4 m；深度比设计要求管底标高深0.8 m；接收坑坑底尺寸定为：长4 m，宽4 m，深度比设计要求管底标高深

0.2m ；定为基坑边坡采用1:1.5。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。 6.5.2作业坑附图

6.5.3基坑开挖

经监理工程师认可的基坑开挖范围后，即可进行挖土工序的施工。采用机械挖土。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，防止积水而垫层的施工。 6.5.4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。 6.5.5底板钢筋绑扎

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。 6.5.6浇捣底板混凝土

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。 6.5.7浇捣混凝土

模板工序完成后，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，混凝土采用自拌砼。

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。

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。 6.5.8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。

6.5.9

为确保工作井的平稳，采用水泵直接抽除地下水，降低地下水位。 6.6顶管施工 6.6.1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。 6.6.2顶进设备及顶进工艺 1、主顶：

采用2台320吨／台千斤顶作为主顶，千斤顶行程为1.8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。

随着工具管的顶进，开挖面挖掘出来的弃渣进入工具管内，通过斗车在管节中运送到工作井，然后用门吊运出堆放。 （1）机头正面阻力的确定：

F1=(π*D外2）/4*γ(H+2/3* D外）*tg2 (45°+Ψ/2) 式中F1——机头正面阻力；

γ——土的比重

H ——管顶土层厚 Ψ——内摩擦角 D 外——顶管掘进机外径

正面阻力计算以最不利条件下施工进行。 （2）顶管管道周边阻力： F2=π*D*L*f2

W103~W104井管道周边阻力=2215.6KN

式中F2——采用注浆工艺时管壁与土层间的摩阻力；

D ——管节外径（0.8米）；

H ——顶进长度（W103~W104为45.1米）；

f——采用注浆工艺时管壁与土层的摩擦系数，取7KN/m2 故本工程项目顶管时可不设中继站。

6.2.3顶管导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合下列规定： （1）两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。 （2）导轨安装的允许偏差应为：

轴线位置：3mm ；顶面高程：0~+3mm；两轨内距：±2mm 。 （3）安装后的导轨必须牢固可靠，严禁在顶管过程中产生位移或变形，并应经常检查校正。

6.2.4千斤顶的安装应符合下列规定：

（1）千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；

（2）当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜相同，当规格不同时，其行程应同步，并应同规格的千斤顶对称布置；

（3）千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。

6.2.5油泵安装和运转应符合下列规定：

（1）油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；

（2）油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵，油泵安装完毕，应进行试运转；

（3）顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；

（4）顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。

6.2.6分块拼装式顶铁的质量应符合下列规定：

（1）顶铁应有足够的刚度；

（2）顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型，当采用焊接成型时，焊缝不得高出表面，且不得脱焊；

（3）顶铁上应有锁定装置。

6.2.7顶铁的安装和使用应符合下列规定：

（1）安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和项铁之间的接触面不得有泥土、油污；

（2）更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后应锁定；

（3）顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U 形或环形顶铁；

（4）顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。

6.2.8采用起重设备下管时应符合下列规定：

（1）正式作业前应试吊，吊离地面10cm 左右，检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全后方起吊。

（2）下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm 时，操作人员方可近前工作。

（3）严禁超负荷吊装。

6.2.9砼管顶进

当工具管前端用人工挖掘形成一略小于工具头的半球形空间后及时开动顶进油缸，伸出千斤顶油缸顶进，顶井过程中应均匀缓慢，每分钟顶进不得大于1cm ，严禁时快时慢，并随时注意顶进压力的变化，若发现顶进压力突变时应及时停止工作，待查明原因后方可重新开顶，顶进时压力不得超过额定油缸压力的80%，即25Mpa 。同时工

具管前方开挖掏空的不得超过20%，防止工具管前空间过大而发生垮塌、掉块等。

6.2.10取土

顶管顶进的主要弃土为杂填土，可用铁镐辅助人工开挖。

管内运输采用小型斗车水平运输，工作井内采用卷扬机提升至地面，再运至距井口8米外堆放，以备外运。

6.2.11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。

6.2.12 注浆工艺：

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。

6.3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。

6.3.1 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3立方米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。

6.3.2 排水设施

沉井工作坑采用雨棚遮盖，防止雨水积至工作坑内；同时，坑内根据地下水位的实际情况设置排水泵，并保持水泵的工作状态良好。

6.3.3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。

6.3.4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。

6.3.5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，

6.3.6施工用电：150KW ／h 。

7、安全生产措施

安全文明生产是企业管理的基础，“安全第一，预防为主”是基本建设的基本方针之一。确保安全施工，加强安全防范意识，使各项安全工作真正落到实处。

7.1安全管理目标：

我施工建立以项目部为核心的行政保证体系和安监体系，以总工为首的技术管理、质量保证体系，形成有效的监督制约机制。 安全目标：

7.1.1杜绝事故的发生

7.1.2消灭设备损坏事故、机械事故、火灾事故、交通事故。

7.2安全生产措施

7.2.1贯彻“安全第一、预防为主”的方针，认真落实公司“班组安全条例”。

7.2.2加强职工安全教育，提高安全意识。凡参加施工的人员，必须接受安全教育，经考试合格后，方可进入现场。

7.2.3加强安全宣传工作，利用安全简报等形式广泛宣传安全方针政策。

7.2.4项目部定期组织安全检查，发现不安全因素及时进行整改。各工地需加强日常安全检查，将事故消灭在萌芽状态。

7.2.5严格执行“事故报告制度”，对事故调查，分析及处理必须按“四不放过”原则进行。

7.2.6建立健全安全生产保障体系，成立以项目经理安全职能部门、工程负责人、班组长、班组工人人人参加的安全保障体系，工地设专职安全员，同时成立安全领导小组，负责制定审查有关安全措施、制度，并组织活动，进行宣传工作，监督安全措施的执行情况，组织安全技术培训，在施工中要坚持谁抓生产，谁负责安全的原则。

7.2.7进一步明确和落实安全规章制度，责任落实到人，加强安全宣传和教育，在工地醒目处书写安全标语，在工地入口场处设专人看守，进入工地要戴安全帽。

7.2.8施工前，加强安全技术交底工作，交底人、接收入双方必须签

字，施工过程中，专职安全员、工地负责人、班组长要检查、督促安全生产情况和技术交底的落实情况。

7.2.9工作坑四周设钢板围护；公路上采用钢板铺设。

7.2.10成立机电维修和消防管理小组，对机具、电器等特殊工种要持证上岗，并按规定安装触电保安器，防雷接地装冒及机具防护系统，同时定好责任制，使每一台机电设备均有专人使用、维修、检查、保管，以防机械和触电事故发生。

7.2.11安全生产工作与经济挂钩，制定明确的奖罚条例，并严格认真兑现。

7.2.12工地用电需有保安装置，闸刀和门锁齐全，平时上锁锁好，工地用电不得乱拉乱拉，非专职电工不可修理电器或接拆电源，移动式机械操作，需一人操机，一人理线。操作时要穿戴绝缘手套和鞋，配电箱要用标准箱，顶管时管道内作业采用36V 或24V 电压照明。

8、应急保障措施

8.1应急处理的程序：

及时发现事故→报告→组织→施救→确定方案→抢险→消除隐患

8.2应急处理原则：

8.2.1施工中如遇突发事件，则及时起动应急处理小组的活动。

8.2.2及时的报告监理、业主及相关单位（如120、119、122等单位）。

8.2.3会集相关人员迅速的、准确的分析出突发事件的起因，无有发展的事态，果断的采取相应的处理措施。

8.2.4如遇安全事故，则先救人，后抢物，排出安全隐患。

8.2.5如遇公共设计遭到破坏，则及时报告专业管理单位，及时进行抢修。

8.2.6在公共场合下，应及时疏散人群、车机械等，将危险因素与人隔离。

8.3应急处理方法

8.3.1出现道路塌陷或路基损毁等事故

a. 及时终断交通，避免发生路面交通事故；

b. 及时报告交通主管部门，由交管部门维护交通秩序；

c. 利用原有的道路做好标志，恢复交通（见下图）；

d. 及时抢修损毁道路，消除道路安全隐患，保障及时车辆正

常通行。

S315应急车道示意图

8.3.2如遇施工过程中破坏了公共设施，则应及时报告相关的产权单位及管理部门。

8.3.3对自来水管遭损坏时，首先疏散现场作业人员，防止由高压水冲刷造成塌方伤人，然后关闭损坏处两端的阀门，停止长时间遗漏，同时通知管线产权单位进行抢修，确保生产生活用水。

8.3.4对于地下管线，施工前查清此段施工区域内管线的类别和走向，对一类传输线和电缆，请产权单位派人到现场巡视指导，确保万无一失，对一般管线，如有损坏由公司派人及时抢修，确保线路畅通。

8.3.5管内作业时，要有严格的人员清点制度，几个人下去作业完工时必须有几个人上来，施工时也要经常呼应，有情况可以立即传递。

8.4应急保障措施

1、领导重视参与工作，保证应急处理的政令畅通，保证应急处理的人力、物力、资金到位。

2、经常组织应急小组学习，熟悉处理预案，定期检查应急小组成员的应急状态，常敲警钟。

3、对应急工作成绩突出者，给予奖励和表彰。

4、凡在处理应急事件中玩忽职守的、不积极的应急处理的，给予严厉的处罚。

5、把各产权单位抢修人员的姓名及电话作成通讯录，分发给每个管理人，发生事故及时通知处理，做到有备无患，使损失减少到最小。

9、 质量保证体系及质量保证措施

9.1 质量保证体系