頂管工程是本工程的重點和難點，為使頂管工程按《技術(shù)規(guī)范》的質(zhì)量要求進行施工，并保證施工過程中的安全，擬采用以下施工方案：

以《技術(shù)規(guī)范》為準(zhǔn)則，做好詳細、準(zhǔn)確的技術(shù)交底，施工過程的檢查及三級檢查制度———工序自檢、互檢、質(zhì)檢員專檢。定位放線：確定沿線坐標(biāo)、地面高程并與設(shè)計圖復(fù)核，確定管道、檢查井中心線，計算設(shè)計開挖深度，頂管施工前應(yīng)對管道頂進地段的水文地質(zhì)、地下埋設(shè)物、地上交通及構(gòu)筑物進行周密的調(diào)查了解，有針對性的利用可能提供的設(shè)備，采取有效的排降水和防坍塌的安全技術(shù)措施，嚴(yán)禁在無施工組織設(shè)計的情況下施工，并結(jié)合水文、地質(zhì)條件合理確定開挖順序。

一、???? 工作坑施工

1、頂管工作坑的位置，水平與縱深尺寸，支撐方法，后背、導(dǎo)軌及平臺的安裝，頂進設(shè)備的選用及其在坑底的平面布置等均應(yīng)在施工方案中有經(jīng)計算后的詳細規(guī)定，在施工過程中不得任意更改。

2、開挖工作坑所有人員應(yīng)接受并嚴(yán)格執(zhí)行施工安全管理人員安全技術(shù)交底， 工作坑的上口尺寸為5.5M×4.5M，采用機械挖上部土方時，現(xiàn)場應(yīng)有專人指揮裝車，堆土應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定，注意不得損壞任何構(gòu)筑物和預(yù)埋支撐，然后人工修整，人工修整時要保證土體垂直，并盡可能在同一平面，使得土體與支撐充分接觸，穩(wěn)定有力，人工挖土使用的工具應(yīng)牢固，作業(yè)人員應(yīng)保持安全距離。

3、人工修整好2米時，打好第一級支撐，往下隨著工作坑挖深，上面的支撐跟著延伸。支撐用料嚴(yán)禁采用劈裂、腐朽木料，橫撐應(yīng)用圓木，直徑應(yīng)計算后確定，水平支撐截面應(yīng)不小于15×15cm，支撐時撐木兩端要用大繩系吊好再打撐，嚴(yán)禁用手托舉撐木打撐，打撐的作業(yè)人員應(yīng)站在安全可靠部位，嚴(yán)禁站在板樁或撐木上打撐。密撐下端入土不得小于30cm,橫撐、立撐應(yīng)橫平豎直，頂緊撐牢，聯(lián)結(jié)牢固，立撐與撐木相接處應(yīng)有托木板樁，并且必須緊靠坑壁。橫撐與立撐之間用馬釘連接牢固，每層支撐之間的間距為80～100厘米。

4、工作坑四周應(yīng)設(shè)兩道牢固防護欄，工作人員必須戴安全帽，上下工作坑應(yīng)走安全梯，正確使用個人勞保用品。在工作坑的正上方架設(shè)龍門吊進行吊土、吊管,以保證安全，在工作坑的周邊砌一匹紅磚，以防止雨水流入工作坑內(nèi)，影響工作坑內(nèi)工人的操作及因水給工作坑壁帶來失穩(wěn)的現(xiàn)象，坑外的臨時排水設(shè)施應(yīng)保證暢通，工作坑底要安裝有效的排水設(shè)施，保證坑底的安全。工作坑內(nèi)應(yīng)設(shè)符合規(guī)定的和固定牢固的安全梯，梯子豎立較陡時，應(yīng)有可靠的扶手，工作坑的坑口除留操作需要的洞口后，滿鋪木板或搭兜網(wǎng)，以防止人、物的墜落，在頂進時管內(nèi)使用36伏以下的安全電壓來照明，并采用鼓風(fēng)機來保證管內(nèi)空氣的新鮮。

5、三角架承載力及穩(wěn)定性驗算：

三角架為兩端鉸接，采用長度計算系數(shù)為1.0,并對三角架的受力進行簡單作圖。

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①按承載力驗算

???? a、鋼筋混凝土管重（Ф1200） G=3.14×1.32×0.12×2×2500=2072kg

???? b、每根杉木所承受的壓力???

?P=G/3（1/sin60⁰）=2100kg/3×1.15=805kg=8.05KN

???? c、設(shè)計荷載?????????????? 8.05×1.2=9.7KN≈10KN

???? d、尾徑15 cm杉木截面面積、長5.6 m?? An=3.14×75²=17662.5mm²

e、由公式?σc=N/A_n=10×10³/17662.5=0.57N/mm²﹤f_c=10 N/mm²

^????? 結(jié)論：承載力經(jīng)驗算符合要求

???? ②按穩(wěn)定性驗算

???? 三角架支點按鉸接計算查杉木長細比?? λ=l₀/i=5.6×10³/0.25×150=150

???? 因?λ=150﹥91?? 套用公式?? ψ=2800/λ²=2800/150²=0.124

???? 由公式?? N/ψA₀=10×10³/0.124×17662.5=4.5 N/mm²﹤f_c=10 N/mm²

???? 結(jié)論：穩(wěn)定性經(jīng)驗算符合要求

?6、工作坑平臺設(shè)計

用兩根［220槽鋼搭設(shè)，設(shè)計跨度5.5m，間距1.6m，上面鋪5cm厚松木板，平臺總寬度2m。

1)荷載計算：

?2)槽鋼自重：?? q₁=5.5m×284.5N/m=1.5648KN

3)木板自重:??? q₂=2m×0.05m×2m×7KN/m³÷2=0.7KN

4)承載Ф1200鋼筋砼管???

Q=3.14×1.32×0.12×2×2500÷2=1036kg=10.36KN????????????????????????????????????????????????????????????

5)平臺活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按2KN/m²計算

q₃=2×2÷2=2KN/m

6)平臺均布荷載設(shè)計值

q=1.2(1.5648+0.7)+2×1.4=5.518KN/m

7)平臺集中荷載設(shè)計值

Q=10.36×1.2=12.432

8)鋼梁跨中彎矩設(shè)計值

M=1/8×q×l²+1/4×Q×l=1/8×5.518×5.5²+1/4×12.432×5.5=20.86+17.1=37.96KN.m

計算:

截面模量需用值

W_X=M_max/r_x.f=37.96×10⁶/1.05/215=168.15×10³mm³

梁的經(jīng)濟梁高

h_c=7× W_X-300=7× 168150-300=2570mm

強度驗算:

①內(nèi)力

梁截面面積???? A=220×5+8×2×5=1190mm²

②梁截面幾何特性

I_X=1/12×12×220³=1.065×10⁷mm⁴

W_X=I_X/h/2=1.065×10⁷÷220/2=96800mm³

③抗彎強度驗算

σ=M_X/r_x/W_X=37.96×10³÷1.05÷96800=0.37N/mm²＜f=215 N/mm²

結(jié)論:抗彎強度滿足要求

7、平臺、支架、工作棚的支搭應(yīng)有專人指揮，要正確使用安全防護用品。支撐平臺的［220槽鋼兩端搭在坑上，各不小于1.5m，接觸土的部分加墊橫排方木，每組縱向兩根背對背立放，用鐵絲摽緊摽牢。平臺所用木料無劈裂、腐朽，平臺用木板厚度不小于5cm。平臺用木板應(yīng)用馬釘釘牢，平臺表面應(yīng)用木板鋪平、鋪嚴(yán)、馬釘釘牢。

8、采用《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范實施手冊》經(jīng)驗公式計算后背墻頂力：

P=K粘（22D₁－10）L

P—計算頂力（KN）

D₁—管道外徑（m）?Ф1200 D₁=1440m?Ф1500 D₁=1800m

L—計算頂力長度,取L=50m

K粘—粘性土系數(shù),取K粘=1.2

Ф1200???? P=1.2×(22×1.44－10)×50=1300.8KN

Ф1500???? P=1.2×(22×1.8－10)×50=1776KN

9、后背墻設(shè)計方案：本工程頂進距離較長，采用鋼筋混凝土整體澆注作為后背墻，寬度與工作井內(nèi)凈尺寸相等,同時保證其平面與頂進軸線垂直，后背墻底端在工作坑底以下，并大于50cm，后背土體壁面與后背墻貼緊，后背與坑壁之間的填充材料應(yīng)分層夯實。

10、工作坑導(dǎo)軌采用重型鋼軌。頂管入土前，導(dǎo)軌要支承管節(jié)重量，并保證其穩(wěn)定性和引導(dǎo)管節(jié)前進，所以安裝時必須滿足下列要求：a、按管道設(shè)計高程、方向及坡度鋪設(shè)導(dǎo)軌，要求兩軌道平行，各點的軌距相等；b、導(dǎo)軌軌面應(yīng)光滑，以減少管節(jié)前進時的阻力，裝好的導(dǎo)軌頂面與管節(jié)應(yīng)接觸密切；c、導(dǎo)軌本身應(yīng)平直，并具有足夠的剛度和強度；d、安裝導(dǎo)軌要牢固，保證安裝后的穩(wěn)定性，在頂進過程中，管節(jié)導(dǎo)軌上要不產(chǎn)生跳動和側(cè)向位移。

11、卷揚機必須和平臺、地錨聯(lián)結(jié)牢固，吊裝索具應(yīng)完好無損；卷揚機的前方應(yīng)設(shè)導(dǎo)向滑輪，使鋼絲繞入卷筒的方向與卷筒相垂直，兩者距離一般大于卷筒長度15倍?；啞⒌蹉^應(yīng)有防鋼絲繩脫落裝置，頂部定滑輪應(yīng)有安全限位裝置，卷揚機等設(shè)備的制動裝置應(yīng)齊全、靈敏、有效。作業(yè)時，鋼絲繩不得和任何物品摩擦，卷筒上必須保留3～5圈鋼絲繩，吊裝索具的安全系數(shù)不得小于6倍，鋼絲繩套子必須用編插接法，編插長度應(yīng)大于鋼絲繩直徑的20～25倍，同時最小不得小于30cm，自制的吊鉤不得焊接鑄造。

二、???? 工作坑排水

（1）施工地段地下水位較高時，工作坑施工過程中配備抽水機抽水。每個坑三臺潛水泵（兩用一備），為預(yù)防停電，在現(xiàn)場預(yù)備一臺發(fā)電機。

（2）排水系統(tǒng)確保能連續(xù)工作，使地下水位降至工作底以下至少50cm。

（3）在降低地下水的同時，將密切注意周圍地區(qū)水位的降低至最小，并使用水位降低對構(gòu)筑地基的影響，地下水抽降停止后水位回升引起的浮托作用及基坑下承壓水層沖毀基坑底板可能產(chǎn)生的危害降到最低。

（4）將控制地下水位直至施工完成，避免浮力對結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑的破壞。

（5）管內(nèi)排水在工作坑內(nèi)設(shè)一集水井，用泵將地下水抽至地面已安裝好的管道內(nèi)流走（升坡頂進時）此方法最為經(jīng)濟，但對工作面的土質(zhì)要求要好。

（6）濾井排水，在沿頂進管線并距管線一定距離內(nèi)挖掘排水濾井，將地下水位降至管底高以下至少0.5m。此法適用砂土或砂礫石土層。

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三、管道頂進

管道頂進施工工藝流程：
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