穿越堤坝顶管方案

2021年1月27日发(作者：干旌)


华锦辽通化工大伙房水源给水工程原水输水管道、
配水管道施工

顶管穿越辽河大堤


施

工

方

案





编



制
：
于
占
国


审



核
：
马


强


批



准
：
李
常
忠



中
国
化
学
工
程
第
十
四
建
设
有
限
公
司
盘
锦
项
目
部



2013
年
02
月
20
日




目





录

一、工程概况

............................... ..................
2

二、编制依据

.. ...............................................
5

三、

施工部署

............ ....................................
5

四、挖工作坑

............................... ..................
8

五、顶管机械安装

............................................
10

六、管道顶进

.................... ............................
11

七、防止管外壁
3PE
防腐层破损，减少阻力措施
..................
13

八、水泥、粉煤灰浆补浆

......................................
14

九、监控测量

.................... ............................
14

十、创建安全文明工地措施。

..................................
16

十一、消防保卫措施

..........................................
17

十二、降低成本及材料节约措施

................................
18

十三、施工现场临时用电

......................................
18

十四、冬季施工措施

..........................................
19

十五、穿越防渗膜
(
防渗墙
)
的方法及修补措施
....................
21

十六、管道焊接防腐要求

......................................
24


1


一、工程概况

1.
总体介绍

辽通化工大伙房水源给水工程原水输水管道沿途需四次 穿越双台子河大堤，
具体位置见管线
总平面布置图，为减少穿越施工对堤坝的影响，采用直接顶 进工作管的方法施工，穿越堤坝处所
用钢管的型号规格为
φ
1420mm×
1 6mm
，材质
Q235B
，螺旋焊缝钢管，
3PE
外防腐层，
每处顶管位
置穿越长度约
120
米，管道中心线距堤坝底脚处自然地面以下约
4
米
。

























图
1.1

双台子河防洪堤内设有防渗层，分为两种形式：防渗膜与防渗 墙，本方案的最后部分介绍管
道穿越防渗膜或防渗墙时的方法及修补措施。


2.1
工程简介

辽通化工大伙房水源给水工程穿越辽河大堤和主河道位置如下表：

序号

1
2
3
4
穿越桩号

K4+739.0K4+847.8
K7+613.2--K7+723.9
K12+951.7--K13+056.5
K16+850.1--K16+974.9
穿越长
度（
m
）

108.8
110.7
104.8
120.0
穿越位置

辽河左岸堤防
1
辽河左岸堤防
2
辽河左岸堤防
3
辽河右岸堤防

穿越方式

顶管

顶管

顶管

顶管

管道穿越方式采用直接顶进工作主管
φ
1420
螺旋 缝钢管，
主管道防腐形式为高温
型三层
PE
加强级防腐。

2


2.2
输水管线穿越辽河提防和主河道具体位置概述

（
1
）管线穿越辽河左堤
1
拟建管线工程穿越辽河左堤
1
位于盘锦市兴隆台区吴家乡佟家铺北
（见图
1.1
）
，
辽河 干流大断面
L54
～
L55
之间。穿越起点为辽河左岸堤防背水坡堤脚外< br>30m
，起点
坐标为
X=561492.031
，
Y=426 191.227
，对应桩号为
K4+739.0
；穿越终点为辽河左岸
堤防迎 水坡堤脚外
30m
（
50m
）

的滩地上，
终点坐 标为
X=561581.798
，
Y=426129.811
，
对应 桩号为
K4+847.8
。输水管线穿越走向与堤防垂直，穿越方式采用顶管穿越，穿越
长度
108.8m
，穿越管道设计管中心标高为▽
0.748m
，管顶距离 堤防背水坡堤脚（高程
▽
4.46m
）埋深
3.0m
，距离堤防迎水 坡堤脚（高程▽
4.48m
）埋深
3.02m
，管道设计埋
深满足《 给水排水工程顶管技术规程》
（
CECS 246:2008
）
5.4.1
、
5.4.2
条

“覆盖层
最小厚度不宜小于管道外径的
1.5
倍，且不宜小于
2.5m
”中规定要求。

（
2
）管线穿越辽河左堤
2
拟建管线工程穿越辽河左堤
2
位于盘锦市兴隆台区吴家乡粮家村东
（见图
1.1
）
，
堤防 南北走向与东西走向交叉拐角处，辽河干流大断面
L51
～
L52
之间。穿 越起点为
辽
河
左
岸
堤
防
迎
水
坡< br>堤
脚
外
30m
（
50m
）

的滩
地
上
，
起
点
坐
标
为
X=5 60634.322,Y=423569.325
，对应桩号为
K7+613.2
；穿 越终点为辽河左岸堤防背水
坡堤脚外
30m
，终点坐标为
X=560558. 697Y=423488.473
，对应桩号为
K7+723.9
。输水
管线 穿越走向与堤防垂直，穿越方式采用顶管穿越，穿越长度
110.7m
，穿越管道设计
管中心标高为▽
0.002m
，管顶距离堤防背水坡堤脚（高程▽
3.99m
）埋深
3.27m
，距离
堤防迎水坡堤脚（高程▽
4.42m
）埋深
3.70m
，管道设计埋深满足《给水排水工程顶管
技术规程》
（
C ECS 246:2008
）
5.4.1
、
5.4.2
条

“覆盖层最小厚度不宜小于管道外径
的
1.5
倍，且不宜小于
2.5m
”中规定要求。

（
3
）管线穿越辽河左堤
3
拟建管线工程穿越辽河左堤
3
位于盘锦市渤海乡前安屯南（见图
1.1
）
，辽河干
流大断面
L40
～
L41
之间。穿越起点为辽河左岸堤防背水坡堤脚外
30m
，

起点坐
标为
X=559628.509,Y=418547.3 84
，对应桩号为
K12+951.7
；穿越终点为辽河左岸堤
防迎水坡堤脚 外
30m
（
50m
）

的滩地上，终点坐标为
X= 559724.261,Y=418504.858
，
对应桩号为
K13+056.5
。输水管线穿越走向与堤防垂直，穿越方式采用顶管穿越，穿
越长度
104.8m，穿越管道设计管中心标高为▽
0.580m
，管顶距离堤防背水坡堤脚（高
3


程▽
4.29m
）埋深
3.0m
，距离堤防迎 水坡堤脚（高程▽
5.06m
）埋深
3.89m
，管道设计
埋深满足 《给水排水工程顶管技术规程》
（
CECS 246:2008
）
5.4.1
、
5.4.2
条

“覆盖
层最小厚度不宜小于管道外径的
1.5
倍，且不宜小于
2.5m
”中规定要求。

（
4
）管线穿越辽河干流主河槽

拟建管线工程穿越辽河干流主河槽 位于盘锦市李家村沟沿子西北（见图
1.1
）
，
辽河干流大断面
L3 7
～
L38
之间。穿越起点在辽河左岸滩地，坐标为
X=560038.1 95
，
Y=416121.662
，对应桩号
K15+850.0
。 穿越终点在辽河右滩地，坐标
X=560438.195
，
Y=416121.906
，桩号为
K16+200.0
。输水管线穿越走向与主河槽水流方向垂直，穿越
方式采用顶管穿越，
穿越管道设计管中心标高为▽－
6.90m
，
管顶距离 主河槽河底
（平
均高程▽
-2.10
）最小埋深
4.0m
， 管道设计埋深满足《给水排水工程顶管技术规程》
（
CECS 246:2008
）
5.4.1
、
5.4.2
条

“覆盖层最小厚度不宜小于管道外径的
1.5
倍，
且不宜小于
2.5m
”中规定要求。

（
5
）管线穿越辽河右堤

拟建管线工程穿越辽河右堤位于盘锦市双 台子区世纪花园南（见图
1.1
）
，断面
L37
～
L38
之间。穿越起点为辽河右岸堤防迎水坡堤脚外
30m(50m)
的滩地上，

起点
坐标为
X=561088.244,Y=416122.302
，对应桩 号为
K16+850.1
；穿越终点为辽河右岸
堤防背水坡堤脚外
30m，终点坐标为
X=561213.100,Y=416122.378
，对应桩号为
K16+9749.9
。输水管线穿越走向与堤防垂直，穿越方式采用顶管穿越，穿越长度
1 20.0m
，穿越管道设计管中心标高为▽
-1.049m
，管顶距离堤防背水坡堤脚 （高程▽
2.71m
）埋深
3.05m
，距离堤防迎水坡堤脚（高程▽
3.37m
）埋深
3.71m
，管道设计埋
深满足《给水排水工程顶管技术 规程》
（
CECS246:2008
）
5.4.1
、
5.4 .2
条

“覆盖层
最小厚度不宜小于管道外径的
1.5
倍，且不小于
2.5m
”中规定要求。

2
．地质情况





根据地质勘察报告，各处顶管位置土质情况基本都是粉质沙土，比较利于顶管施工。

3
．水文情况

根据以往在当地的施工经验，静止水位在地下
3米左右。施工前要实际勘探，需提前作好降
水排水措施。

4
．主要工程量

每处顶管位置需用钢管长度约
120m
， 需制作
9m
×
4m
×
5m
工作竖井
1
座，
6m
×
4m
×
5m
工作竖
井
1
座。

4


二、编制依据

（一）
、工程设计图纸

本工程平面设计图、剖面图。

（二）
、本工程地质勘察报告

（三）
、施工技术规程、规范

1.
建筑施工安全检查标准；

2.
施工现场临时用电安全技术规程（
JGJ46-2005
）
;
3.
建筑基坑支护技术规程；

4.
建筑基础坑工程监测技术规范。

5.
《建筑工程质量检验评定标准》
GB50301-2001
6.
《测量技术规范》
CJJ8-99
7.
《工程建筑法规文件》

8.
《建筑工程质量管理条例》

9.
《中华人民共和国环境保护法》

10.
《消防条例》

11.
国家及地方颁发的有关法律、法规、法令。

12.
其他非开挖技术规范。

三、

施工部署

(
一
)
组建工程项目经理部见总施工组织设计

（二）施工进度计划

（工期
25
天）

1.
施工准备阶段：
2
天

（
1
）完成现 场生产临时设施建设；主要施工队伍及机械设备进场；现场施工围挡等项目。

（
2< br>）进行测量放线、安全技术交底工作，组织沿线各管理单位施工配合会，落实各种地上线
杆、地下 管线位置和加固方案。

（
3
）完善开工准备工作的各项报批手续，和设备、材料报验制度。

2.
顶管竖井施工阶段：
5
天

（
1
）工作坑土方开挖钢木支护。

3.
顶管施工阶段：
15
天

（
1
）顶管后背墙及设备安装
2
天。

5


（
2
）顶进施工
10
天。


（
3
）顶管设备拆除、管道清理、注浆施工
3
天。

4.

竣工收尾阶段：
3
天

本阶段的主要任务是现场清理、组织验收。

(
三
)
施工准备
:
1.
劳力组织

根据 本工程特点，为有效组织施工，保证工程顺利进行，在项目经理部组建后，积极组织专
业队伍准备进场施 工。

A
、

劳动力需用量计划


序号


工种名称

2
月份

1
１

1
2
2
8
１

１

1
16
劳动力需用人数及时间

2013
年度

3
月份

1
1
1
2
2
8
1
1
1
16
1
管理人员

2
测量人员

3
电工

4
焊工

5
钻机机手

6
普工

7
机械工

8
质控

9
安全员

合计（人）



B
、主要材料总用量计划


材料名称

型
规格

单位

号

膨润土



T
石蜡



公斤

钢管


Ф
1420
×
16
m
3
石子


1.0
m

3
中沙



m

水泥


普硅
425
T
由于施工场地所限，材料应分期分批进场。

C
、施工机械设备进场计划

序号

1
2
3
4

4
月份











计

划

用

量

10
200
60



工

程

部

位

管外壁

管外壁





质

量

要

求

试验合格






设备名称

油泵

液压千斤顶

卷扬机

电焊机

单位

台

台

台

台

数量

1
2
1
2
6
型号

BZ32-25
YD320-700
JK-2T
BX1-500
备注



出土



5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2.
技术准备

吊车

顶铁

立铁

空压机

横铁

水准仪

经纬仪

低压照明

起重架

注浆泵

台

米

根

台

根

台

台

套

套

台

1
5
2
1
1
1
1
1
1
1
25T
320T
320T
1M

2M-320T
S-6
J
2

JMB-1000
15T
UB3C
3
下管










组织所有管理人员，工程技术人员认 真学习图纸，学习有关规范及操作规程，了解本工程的
设计意图，施工特点及特殊的工艺要求，在甲方技 术人员，测量人员技术交底，交桩下，认真学
习，努力工作，使各项准备工作齐全。

3.
施工准备

根据甲方要求拟订施工计划，组织现场调查，落实工作难点， 摸清影响本工程的地下障碍物
数量及确切位置，积极组织物探，制定加固和保护措施

（四）施工测量

1
、顶管施工工艺流程图如下

临设搭建 →测量放线→探坑开挖→顶管工作坑施工（原有管线或不明物加固处理或移挪）→
设备安装→施工顶进→ 焊接、防腐→注浆→竣工交验。

3
、测量主要仪器

2#
经纬仪一套，用于顶管工作坑内井位轴线控制及地上已知点坐标复核及测定井位。

S3
自动安平水准仪一套，用于已知控制点高程复测及顶进作业中高程控制测量。

导向仪一套。

4
、管道顶进施工前的测量

(1)
对已知控制点进行复核测量

平面位置的复测

对已知
0
点的高程复测

（
2
）下管就位后，管道 前后高程应符合设计要求，在首节管的轴线高程无误后方可进行顶管
作业。

7


首节管顶进施工中，每顶进
30cm
应对管道的轴线、管内底两 端的高程进行复测一次。复测过
程中，按规定做好测量各项记录，作为施工人员在作业中的纠偏依据，保 证管道轴线位及高程符
合设计要求。

5
、施工测量注意事项

(1)
在风力超过四级以上严禁进行地面测量施工。

(2)
测量仪器专人专用，严禁非专业人员使用仪器。

(3)
中心桩复核后及时设置中心控制桩，并砌砖保护，做明显标志。

(4)
水准点复核后，定一临时水准点供施工用。

(5)
水准仪、经纬仪校核后方可使用。测量仪器要定期校核，防止施工中使用时发生偏差。

四、挖工作坑

1
、因本工作坑设计较浅、地下水位较浅，工作坑采用钢木支 护。四周搭设围挡，设有明显的施
工标志。

2
、盘撑用
25#< br>工字钢，竖向间距
1.2m
—
1.5m(
沙土、回填土
1.2 m
，粘土
1.5m )
。立撑用
18#
工字
钢，盘撑竖向之 间用钢筋连接，防止盘撑受力下沉，把连接成一体的盘撑悬吊于地梁上。盘撑外
侧垂直放置木板，板长< br>4m
，厚
5mm
，八字撑用不小于的
20#
工字钢，长度不小 于
2m
。

3
、入洞口装置

顶管过程中，无论是 管从工作坑进洞，还是出洞，管子与洞口之间都必须留有间隙，但间隙
必须做好封闭，如封闭不严，地下 水、触变泥浆和泥砂就会从该间隙中流到坑中，影响坑内作业，
严重时会造成洞口的坍落，
造成 事故，
故洞口必须做止水，
止水方法为，
在入洞口位置浇筑
300mm
厚混凝土止水墙，
墙外侧安装止水橡胶圈。
橡胶圈中间用
δ
=10mm钢板作为隔挡和固定橡胶圈用。
止水圈橡胶质量应达到：拉伸度≥
300%
，邵氏 硬度在
50
±
5
?范围之内。

8


预埋螺栓
A
前止水墙
橡胶止水圈
压板
A
A-A洞口止水圈的构造

4.
、降水措施

如果所处位置地下水位较 高时，考虑降水措施。根据地质情况，可采用井点降水、明沟排水
等。

若工作坑土质易坍塌应加设钢板桩，参见下图，具体位置及数量依实际情况决定。



A

向








井管井点

钢板及钢桩

A
向

基础和垫层

千
斤
顶
及
轨
道

拉线及钢桩

基础降水示意
图


抽水泵排水示意图

9


工作坑的基础用于固定导轨，导轨通常是敷设于基础上的方木或钢轨，用地脚螺栓 固定或在
混凝土中埋钢件，
而后将钢轨焊接在上面。
两导轨间的距离以管中心至两钢轨 的圆心角在
70
～
90
之间为宜。

在基坑开挖时要准备抽水泵
2-4
台（视具体情况而定）
。

对于地下水丰富、地质条件差的穿越点，采用钢板桩围护操作坑四壁，并配合井点和明排水
等措施可有 效的防止地下水的涌入和塌方对作业的影响。对于穿越点地下水位高的作业坑，其四
周采用钢板桩支护， 钢板桩长度在
4-6m
间，可根据作业坑深度具体选择。坑外布设井点进行井点
降水， 井管直径为
φ
400mm
。坑内采用潜水泵排明水。


°
五、顶管机械安装

1
、平台支搭

在中线两侧 ，
1.5m
、
2.5m
处各设一根
40
号工字钢，每根长< br>12m
。四根工字钢作为平台的受力
简支主梁结构，纵向间距
5.0m
设置横向连接梁两根，采用
25
号工字钢，并与主梁焊接牢固。

搭设前将工 作坑四周场地平整后，在工作坑两端距坑边
1.0m
处铺两排
5m
长，
15cm
×
15cm
方
木
4
根作垫木使用，方木用扒锯扒 牢，用吊车将主梁吊至方木上，立稳支牢，以防全部主钢梁因
受冲击时倾覆。

待主钢 梁联接焊完后，上铺长
5m
、
15cm
×
l5cm
方木，坑 口尺寸为
2.6
×
3.2m
，所有方木铺平
挤严后，用扒锯全部扒牢 并在坑口处设活动平台。

2
、立顶管架

顶管工程下管、
出土所用的工作支架由四根
Φ
159mm
，
壁厚
5mm
钢管 组成，
每根钢管长度
L=9m
，
顶部用
70mm
圆钢连接， 两端锁紧。工作支架底部由人工配合将四个支点位置找准确后立即在四脚
外侧焊防滑挡托，在顶管工的指 挥下，上横向拉杆。横向拉杆要齐全，安装要平且保证拉杆能充
分拉。拉杆上齐后，卷扬机就位。

3
、导轨安装

导轨采用卵石为基础，
基底为
4m×
2m
。
基础上铺
2m
长
150mm
×
l50mm
方木，
门距
1m
并用粗砂
填缝。方木上铺导轨，导轨采 用
43kg
／
m
钢轨，长度不小于
5m
，要求光滑直顺。导 轨安装中的偏
差为
1.0mm
，采用道钉固定在枕木上。导轨深入工作坑壁
5 0cm
，以保证管子顺序连接。

D
1
—管外径
1420mm
；

H
—导轨高度
140mm
；

10


E
—预留间隙
30mm
；

A
—导轨间距
mm
代入数据计算得：
A=2

?
D
?
?
h
?
e
?
?
?
h
?
e
?
mm
经计算导轨内距取
759mm
。

4
、后背安装

(1)
后背尺寸如下：

宽度：
4.0
米

高度：
2.5
米

采用长
4.0m
、断面
15cm
×
15cm
方木密排，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，再埋设
3
根立铁，间距
1.8m
，立铁前端码 放横铁。立铁与横铁均采用
25
号工字钢对焊面成。横铁要求码平整，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。顶力设备为
2
台
320T
液压千 斤顶，行程
L=700mm
。

(2)
顶管的顶力计算

设计图纸管线，最大顶进距离为
60m
。

公式
(1)按经验公式
P=np
0
注：市政工程施工技术规范第三册
P587
式中：
P
—最大顶力
(KN)
P
0
—顶进管子的全部自重
(KN)
n
—土质系数
(
当土质为密实砂土时
n
可取
2)
P=5.56 KN
／
m
×
60m
×
3=1008 KN
根据以上计算最大顶力为
100T
，施工时用
320T
液压千 斤顶
2
台。

4
、护铁及顶铁

由于一次顶进距离 较长确保管体安全，保护管子端面，选用整圆护口铁和
U
型顶铁，使端面
传力均匀。< br>
六、管道顶进

l
、下管就位

(1)
检 查钢管：顶管所用钢管端面要平直、坡口完好、管壁厚度均匀，检查合格的管子方可用
起重设备吊到工作 坑的导轨上就位对口，
氩弧焊打底、
手工电弧焊接不少于四遍，
焊缝高于母材
1
毫米。焊接完成后进行探伤，经探伤合格的焊缝作好防腐即可顶进。

(2)
检查起重设备：起重设备经检查、试吊，确认安全可靠方可下管。下管时工作坑内严禁站
11