渭环东路（纬三路-高永路）市政工程顶管工作坑支护专项施工案编制人：审核人：审批人：时间：2018年3月1日目录一、工程概况 (2)二、管线调查及相邻建筑物情况 (3)三、编制依据 (4)四、施工技术准备 (4)五、工作坑开挖支护案 (6)六、顶管施工工艺 (10)七、安全措施 (19)八、注意事项 (19)九、安全应急预案: (20)十、文明施工及环保措施： (21)十一、附表，附图 (22)一、工程概况1、工程容本工程位于经济技术开发区泾渭新城东北部，是园区一条南北向主干道。
污水顶管管道长为1872米,雨水顶管管道长为1304米。
设计管道为钢筋混凝土承口三级管，污水管道埋深6.336-3.742米，雨水管道埋深5.843-2.660米，设计管径污水为D1000mm，雨水管道为D1350-2200mm，采用人工顶管施工法施工。
设计顶管工作坑：WA、B工作坑深度为6.336-3.742米， YA工作坑深度为5.843-2.660m，WA/B、YA单侧向顶进现状井室,由于工作井深度大于5m，特制订本专项施工案。
2、地质情况根据地下勘察报告的结论，根据边地质情况，地下十米以上为天然黄土，土质良好，本工程顶管段挖深最深为6.336米，因此对本顶管操作坑采用放坡加木板支撑护壁施工工艺。
二、管线调查及相邻建筑物情况1、相邻管线本工程为新修道路，红线围无交叉管线。
2、边建筑物具体情况施工作业20m围无建筑物。
三、编制依据现行的工程建设政策、法规以及现行有关施工及验收规、标准图集、质量检验评定标准：1、《给水排水管道工程施工及验收规》（GB50268-2008）2、《建筑地基基础工程施工质量及验收标准》GB50202-20023、《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246:2008）4、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）四、施工技术准备（一）技术准备1、组织现场施工人员学习，审查施工图纸和进行各专业图纸会审，进行设计要求和施工技术交底。
2、编制好顶管施工工艺卡，做好顶管施工人员的再培训工作。
3、绘制临时工程及施工非标准设备工具图纸。
（二）工作坑位置工作坑处应便于排水、出土和运输，并具备有堆放少量管材及暂存土的场地；（三）工作坑设计：工作坑的尺寸应根据施工法和设备尺寸，按实际布置的情况确定，同时要考虑工作坑设置的使用功能（单向顶）的因素。
一般开挖工作坑，其底部的平面尺寸应根据管径大小、管节长度、操作设备、出土式及后背长度等情况而定。
1、工作坑的尺寸计算：矩形深工作井的底部尺寸一般可按下式计算其宽度（B）与长（L）：B=3D1+（2.0~2.4m）式中 B ——工作坑的底部开挖宽度（m）；D1——管道外径（m）管径为2200mm的YA30的顶管坑：B=3*D1+2=8.6m管径为1500mm的YA23的顶管坑：B=3*D1+2=6.5m管径为1350mm的YA12的顶管坑：B=3*D1+2=6.05m管径为1000mm的WA3的顶管坑：B=3*D1+2=5mL=L1+L2+L3+L4+k式中 L ——工作坑的底部开挖长度（m）L1 ——管节长度（m）；L2 ——千斤顶长度（m）L3 ——后背墙的厚度（m）；L4 ——稳管时，已顶进的管节留在导轨上的最小长度（m），一般为0.3m～0.6m。
L=3+1.2+0.4+0.6=5.2m经计算渭环东路（纬三路—高永路）市政工程入口处顶管工作坑w开挖尺寸为：4*5m，接收井为现状污水井；顶管坑Y开挖尺寸为6.5*5.5m，接入现状雨水井。
2、工作坑的基础采用混凝土基础，基础厚度为30厘米，强度等级为C20。
浇筑宽度较枕木长50cm。
并在混凝土部埋设15 cm×15 cm的木作轨枕（木埋入混凝土的面包油毡）。
这种基础不扰动地基土，能承受较大的荷载。
五、工作坑开挖支护案由于工程现场征地拆迁等问题不能及时完成地勘报告，本工程暂时按一般湿陷性黄土地质。
土体自身稳定性较好且无地下水。
结合现场实际情况及设计图纸，本工程污水管顶管工作坑采用木板支撑。
木板支撑一般是应用在地质情况好，土体自稳性高，无地下水的情况下。
其支护工艺流程是：工作坑定位→工作坑尺寸放样→工作坑开挖→工作坑支撑→封底混凝土浇筑。
一）施工准备1、确定工作坑的中心位置及开挖尺寸；2、调查工作坑开挖围的无地上地下障碍物；3、开挖机械的配备和支撑材料的准备。
二）工作坑的开挖、支护1、工作坑的开挖、支护横撑木板规格6*0.25*0.08m、5*0.25*0.08m，横撑圆木直径不小于0.25m。
作坑的开挖尺寸经计算确定后进行开挖，3米以采用机械挖土，人工修整；根据土质情况及时进行加固。
为了保证施工的安全，开挖时根据土质情况进行适当放坡。
当工作坑开挖至3m深时进行第一层的支护，支护至工作坑底上0.5m处。
工作坑四用木板拼接成整体紧贴土体；采用直径25cm圆木呈“井”字支撑形状上下两层支撑。
开挖与支撑交替进行，离井底2m围为了保证顶管空间，不设置中间横撑。
2支护计算①主动土压力计算：依据《建筑基坑支护技术规》（JGJ120-2012）,对于地下水位以上土层，作用在支护结构外侧的主动土压力强度标准值按下列公式计算：P ak=σak K a,I– 2c i√K a,I式中：P ak --支护结构外侧，第i层土中计算点的主动土压力强度标准值（kPa）；当p ak＜0时，应取p ak=0；K a,I—为第i层土的主动土压力系数；c i、φi—第i层土的粘聚力（kPa）、摩擦角（°）；对地下水位以上的各类土，土压力计算、土的滑动稳定性验算时，对粘性土、粘质土，土的抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标c cu、φcq，参考地勘资料取值；σak—支护结构外侧计算点的土中竖向应力标准值（kPa）,按照下式计算；σak=σac+∑Δσkjσac—支护结构外侧计算点，有土的自重产生的竖向应力（kPa）；σac=γh, γ为计算土层的天然重度，h为计算土层的厚度（W21顶管坑为6m，Y18顶管坑为5m）；σkj—支护结构外侧第j个附加荷载作用下计算点的土中附加竖向应力标准值（kPa）,应根据附加荷载类型计算。
本工程无附加荷载，取0；主动土压力强度标准值计算：W21顶管坑：P ak=σak K a,–2c i√K a,=16.5*6*tan²（45°-15°）-2*5*√tan(45°-15°)=48.41-5.77=42.64（kPa）Y18顶管坑：P ak=σak K a,–2c i√K a=16.5*5* tan²（45°-(20.1/2)）-2*5*√tan(45°-(20.1/2))=40.34-5.77=34.57（kPa)②、撑木计算：横撑设置2排，上下两根横撑间距为2m，因下端支点受力较大，所以只计算下端反力：W21顶管坑：R=(p a Hl)/3=(42.64*6*2)/3=.56(kN)Y18顶管坑：R=(p a Hl)/3=(34.57*5*2)/3=115.23(kN)假设采用撑木为油松，查《木结构设计规》（GB50005-2003）,其顺纹承压强度为【σa】=12N/mm²，设计撑木直径0.25m，因横木承受支点反力受压杆件，其截面积可按下式计算：A=R/【σa】φφ—横撑木的轴心受压稳定系数假设撑木长6m，轴心木长细比：λ=I0/r=（4*6000）/250=96I0—横撑木的计算长度（mm）r—横撑木的回转半径，取250mm当λ＞91时，φ=2800/λ2=2800/962=0.30W21顶管坑：A0= R/【σa】φ=.56/12000/0.30=0.0474(㎡)Y18顶管坑：A0= R/【σa】φ=115.23/12000/0.30=0.0320(㎡)W21顶管坑：d=√(4* A0)/3.14=√(4*0.0474)/3.14=0.24(m)Y18顶管坑：d=√(4* A0)/3.14=√(4*0.0320)/3.14=0.2(m)故满足要求。
六、顶管施工工艺根据本段地质情况及施工任务实际情况，我单位拟对雨污水干管工程采用人工顶管。
人工顶管工艺流程：工作井施工→顶进设备安装调试→吊装混凝土管到轨道上→装顶铁→顶进→出土→管道贯通→检查井施工。
一）、平台搭建、四的护栏及挡水墙（1）平台搭建工作平台主梁采用40号工字钢，次梁采用30号工字钢，平台口尺寸为3.5m×2.0m，其余位置满铺木及大板，主梁两端与工作井侧墙接地长度不少于2m。
（2）防护栏工作井口设不低于1.2米的防护栏，护栏上挂密目网。
工作井口外1.0～1.5m处设置高1.8m的彩钢板围挡，作业人员出入口设不低于1.2米的护身栏，架设施工人员上下爬梯。
（3）挡水墙工作坑开挖边线外1.0～1.5米处砌筑30厘米高的砖墙，并用M10的水泥砂浆抹面，以防止雨水流入工作坑，影响施工。
二）、顶管采用人工顶管施工案（1）顶管推力计算：设计管线管径为D=800mm，顶进距离最长为36m。
计算总顶力：P=n×G×L=3×1.9×36=205.2T设计管线管径为D=1500mm，顶进距离长为43m。
计算总顶力：P=n×G×L=3×2.43×43=313.47TP－计算总顶力G－管子单位长度管自重（T）L－顶进总长度n－土质系数，取3由于顶距较长，为减小顶管过程中的摩擦力，宜采用管四注入触变泥浆可减少顶力20%～30%。
故顶力为P=205.2×70%=143.64T（D800mm）故顶力为P=313.47×70%=219.429T所以，根据计算和管子受力均匀两面考虑，选用1台QYS320型的千斤顶，其顶推力每台为320T。
（2）护铁及顶铁由于顶进长度较大，护口铁根据顶进情况选择U型或圆形护铁，以确保管体安全，保护管子端面，使端面受力均匀。
顶铁选用矩形端面顶铁，结构为槽钢和工字钢焊接成的型钢。
根据具体情况，可选钢制顶柱，顶柱均被可靠固定在U型顶铁支架上，有效防止崩铁。
在顶进过程中，顶铁与千斤顶的行程长度配合传递顶力，在顶镐与管子之间陆续安放。
（3）基坑基础及导轨基坑基础为30cm厚混凝土基础，坡度与设计管道坡度一致。
基坑导轨起导向作用，导轨宜采用QU80的导轨，其高度为130mm，上顶宽度80mm。
导轨安装是顶管施工中的一项重要工作，安装的准确与否直接影响管子的顶进质量，应保证两轨平行、四角高程并具有足够的刚度。
导轨设计采用重型钢导轨，其安装要求如下：安装后导轨应该牢固，不得在使用中产生位移，并且要求两导轨应顺直，平行，等高或略高于该处管道设计高程，其纵坡应与管道设计坡度相一致。