顶管工程专项施工方案.docx
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1、目 录1 编制依据及说明1、 福龙路(广深港铁路桥段)排水工程施工图;2、 根据工程特点、施工环境、施工条件和自然条件的分析;3、 给水排水工程顶管技术规程(CECS 246-2008)。2 工程概况2.1 工程概述福龙路(广深港铁路桥段)排水工程是针对福龙路-广深港铁路桥段受淹的情况,理顺整个排水通道使片区排水系统通畅,通过在明渠段设置沉砂和清淤设施,定期清疏维护,减少暗涵段的沉积。同时为减轻水源水质污染,新建污水收集管,并将面源污染及漏排污水尽可能收集,同时在明渠改造末端设置稳定塘和表面流湿地进一步净化水质。主要工程内容包括开挖敷设DN300污水管道,DN400污水管道705m;拖管施工D
2、N400污水管道;明渠段改造约893m;DN3000纲砼管顶管155m,开挖敷设25m;过路换管2-DN3000纲砼管30m;DN1800纲砼管顶管35m,开挖敷设12m;稳定塘1426,表面流湿地面积1735。给排水工程主要内容为新建DN300、DN400污水管道共计,其它内容详见水工图纸。2.2 地形地貌 本工程顶管位于人、车流量较大的交岔路口,且地下管线复杂、繁多,因此,施工时须对顶管井位位置的路面采取钢板保护措施、对沿管线地面沉降量严格控制。2.3 工程地质条件 1、场地环境类别本区地处北回归线以南,属于亚热带海洋性季风气候,冬暖夏凉雨量充沛。场地环境类型为类。2、不良地质现象场地及邻
3、区除新近堆填的松散状人工填土砂外,未发现活动断裂、滑坡、崩塌及泥石流等不良工程地质现象。2.4 水文地质条件4、 工程地质情况:顶管及顶管工作井所在范围地层从上而下主要为填石、素填土、粘土质砾砂、淤泥质土和弱风化花岗岩,场地土类型为中软土,场地类别为类。场地地下水类型以孔隙潜水为主。其他概况该工程的顶管属长距离顶管,且管道位于地下水位以下。施工过程中应作好如下几项工作:1)方向控制;2)合理确定顶进头和顶推力;3)工具管开挖面的正面稳定;4)承压壁的后靠结构及土体稳定。由于该工程地处交通繁忙的交岔路口,且地下管线非常之多且复杂,因此,施工时须作好如下几项工作:1)地面沉降控制;2)现场交通疏导
4、;3)现场文明施工。3 施工计划3.1 施工组织计划3.1.1 项目组织与管理机构 我公司在施工现场设有项目经理部,作为公司派出机构。项目经理部代表公司,运用系统工程的理论,按照工程项目运行的内在规律,以项目为中心,以全面、忠实地履行工程承包合同为目标,以完善、健全的公司管理体系和制度为条件,以公司雄厚的技术力量和充足的资源为后盾,对项目建设进行全过程、全方位的科学管理。 项目经理部的组织框图如下。项 目 经 理技术负责人项目副经理技术部质监部工程部物资设备部安监部合约部财务部综合办公室技术管理物资设备采购、供应、管理,施工设备维修质量检查、监督进度、环境管理与控 制安全检查与监督合同管理资金
5、管理、成本控 制外联接待、行政后勤、医疗保健、治安保卫土建施工队顶管施工队项目经理部的主要组织成员见下表: 表一序号姓名职称上岗资格证明证书名称级别证号专业1黄伟生助理工程师建造师注册证二级GD004972市政公用工程、建筑工程2黄文贤高级工程师职称证高级Kq03121037市政3吴汉谦工程师职称证中级013Z074市政道路桥梁4周伟波助理工程师职称证初级粤初职证字第电算化5黄锦裕工程师职称证中级1212A0309工民建6赵荣真助理工程师上岗证初级粤建安C(2011)0002125工民建7洪继德材料员上岗证初级1535C0108工民建8周财平工程师上岗证中级1212C0148工民建9黄和杰资料
6、员上岗证初级1108F0158工民建10彭科军工程师上岗证中级1212B0399工民建11赵荣亮机械设备管理员上岗证初级1212E0102工民建12林伟明工程师职称证中级冀职改办字2007378号建筑3.1.2 项目作业施工队 项目施工所需作业队伍由我公司的劳务公司负责提供。劳务公司根据项目经理部提交的劳动力需用计划,组织具有相关工程施工经验的熟练工人进场作业。作业人员按工种分成若干班组,每个班组配备班组长和班组技术员。班组长在施工队长的直接领导下,组织本班组人员施工作业。各作业队伍的作业内容见下表。表二作业队伍作业内容备 注土建施工队工作井、检查井施工顶管施工队顶管施工3.2 主要材料与设备
7、计划主要材料计划 表三序号材料构件名称规格型号单位数量1钢筋砼顶管DN1800DN3000,L=3000,级根762钢筋砼顶管接头附件DN3000套763井座、井盖700套44C30抗渗砼m31985钢筋多种型号t99主要设备使用计划 表四设备名称及型号单 位数量备注后座顶进装置套1油压千斤顶400t只2通风机f-5轴流式台1压浆设备套1经纬仪带T2陀螺台1水准仪NA2台1全站仪台1拓普康便携式气体检测仪个1RBBJ-T挖土机HD820台1装载机ZL-40台1电动震动锤45KW台1卷扬机5t台3水泵台6自卸汽车8t辆4施工进度计划及保证措施工期目标施工计划工期为90天,计划拟开工日期:2016
8、年06月12日;计划竣工日期:2016年09月12日。工期保证措施1)按照项目施工的规律,对项目各要素及所需资源进行优化,配备优秀的项目管理班子,确保项目管理系统的全面优化。2)认真作好施工准备工作,保证施工所需各项资源的供应。3)充分利用作业面,合理组织,提前插入后续工序。4)合理安排顶进线路和方向,采用相对顶进的方法,将检查井兼作接受井减少了工作井的数量和顶进设备拆、运、装的工作量。5)采用大刀盘土压平衡工具头施工,不受地下水位的影响,施工效率高。6)强化技术、质量、安全管理,避免窝工、停工、返工。4 施工工艺技术4.1 顶管工作井的设置本工程顶管井号1#段全长155m,2#段全长35m,
9、布置2个接收坑,2个中间井,2个接收井。 工作井的位置设置遵循如下原则:1) 应利用管线上的工艺井;2) 应考虑排水、出土和运输方便;3) 应远离居民区和高压线;4) 应尽可能避免地上或地下的管线、构筑物、树木等;5) 工作井的数量不宜过多,以降低工程建设成本、缩短工期。4.2 施工顺序安排总的施工顺序:先施工工作井,后向两边顶进。具体步骤如下:第一步:施工1#、2#工作井;第二步:将顶进设备安装在以上工作井内,同时向两边顶进,根据施工安排,拟定先施工1#、2#工作井;第四步:顶管完成后,施工各检查井。4.3 工作井施工4.3.1 工艺流程 垫层施工开挖基坑打钢板桩测量放线平整场地钢板桩割孔工
10、字钢安装背墙施工浇筑底板 4.3.2 测量放线及基坑开挖用全站仪测放工作井位置及背墙的位置。用反铲挖机开挖基坑,人工挖探管线配合。4.3.3 钢板桩施打(1)钢板桩施工关系到施工支护和安全,是本工程施工最关键的工序之一,在施工中要注意以下施工有关要求:钢板桩施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况,认真放出准确的支护桩中线。打桩前,对钢板桩逐根检查,剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩,不合格者待修整后才可使用。打桩前,在钢板桩的锁口内涂油脂,以方便打入拔出。在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%,当偏斜过大不能用拉齐方法调正时,拔起重打。(2)为保证钢板桩打设精度采用屏风式打入法。先用吊
11、车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩,插桩时锁口要对准,每插入一块即套上桩帽轻轻锤击。在打桩过程中,为保证垂直度,用两台经纬仪在两个方向加以控制。为防止锁口中心平面位移,在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板,阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板块的位置,以便随时检查校正。钢板桩分几次打入,第一次由20m高打至15m,第二次打至10m,第三次打至导梁高度,待导架拆除后第四次才打至设计标高。打桩时,开始打设第一、二块钢板的打入位置和方向要确保精度,每打入1m测量一次。(3)振动沉桩振动锤振动频率大于钢桩的自振频率。振桩前,振动锤的桩应夹紧钢桩上端,并使振动锤与钢桩重心在同一直线上。振动锤夹紧钢桩吊起,
12、使工字钢桩垂直就位或钢板桩锁口插入相邻桩锁口内,待桩稳定、位置正确并垂直后,再振动下沉。钢桩每下沉12左右,停振检测桩的垂直度,发现偏差,及时纠正。振动沉没钢板桩试桩数量不小于10根。沉桩中钢桩下沉速度突然减小,应停止沉桩,并钢桩向上拔起,然后重新快速下沉,如仍不能下沉,采取其他措施。(4)、围檩、拉杆、角撑为加强钢板桩墙的整体刚度,沿钢板桩墙全长设置围檩,围檩用槽钢或角钢组成,通过拉杆固定于原已打好的钢管锚杆上,拉杆由两根25钢筋组成,焊接于钢管锚杆上。为稳妥起见,在钢板桩墙五个转角上另用槽钢或角钢做角撑。(5)、钢板桩的拔除基坑回填后,要拔除钢板桩,以便重复使用(背墙与混凝土相接部分及与管
13、相交部分不予拔除),拔除钢板桩前,应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。否则,由于拔桩的振动影响,以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移,会给己施工的地下结构带来危害,并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。设法减少拔桩带土十分重要,目前主要采用灌水、灌砂措施。先用打拔桩机夹住钢板桩头部振动1min2min,使钢板桩周围的土松动,产生“液化” ,减少土对桩的摩阻力,然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况,发现上拔困难 或拔不上来时,应停止拔桩,先振动1min2min后再往下锤再往上振拔,如此反 复可将桩拔出来。背墙与混凝土相接部分及与管相交部分不予拔除。4.3.4 铺砂垫层在工
14、作井底铺设砼垫层,砼垫层:采用100mm厚C15混凝土垫层,用水准仪找平。4.3.5 背墙施工本工程工作井采用钢板桩四周钢筋混凝土背墙,后座钢板桩作背墙外侧模板,内侧模板采用木模,分两次制安,两次浇筑,钢筋一次成形,不予焊接。4.3.5.1 模板支设井壁模板采用大模板组装而成,内外脚手架与模板系统要分离,各自成系统,以免由于下沉造成破坏。模板加固采用16mm对拉螺栓1000mm紧固加焊止水片。混凝土井壁模板在支设过程中要注意收口,以免上大下小。4.3.5.2 钢筋绑扎内外钢筋要设钢筋支撑,每不少于一个。井壁预埋插筋要有加固措施。4.3.5.3 混凝土浇筑(1)混凝土的浇筑应分段、对称均匀、连续
15、进行。以免造成地基不均匀下沉而导致沉井倾斜、裂缝。(2)浇筑的墙身混凝土应密实,外表面平整、光滑。有防水要求时,支设模板穿墙螺栓应在其中间加焊止水环;筒身在水平施工缝处应设凸缝或设钢板止水带,突出筒壁部分应拆模后铲平以防水。4.4 接收井、检查井 接受井与工作井均为钢筋混凝土结构。工作井与接收井施工期间为施工用井,施工完毕后根据相应管径另浇筑检查井增加流槽,浇筑顶板,砌井筒。4.5 泥水平衡法顶管施工工作井底板砼强度达到砼设计强度的50%后,根据顶管设计高程及轴线预埋钢制导轨,上放顶管设备、液压千斤顶,坑上架设龙门架起重设备,液压油箱及动力设备(液压千斤顶两只,每只不小于300吨,起重设备为2
16、5吨吊车)。4.5.1 施准备及方法顶管施工前应认真熟悉图纸,然后进行顶管轴线的定位,工作坑的放样及进行高程测量。根据己施放轴线及平面位置,预埋导轨。导轨用100503毫米工字钢外露厘米,两轨间距为米。轨道安装完毕后即进行顶管设备、液压千斤顶的安装调试,同时在沉井上架设龙门架起重设备、液压油箱及动力设备的安装。待砼底板强度达到设计要求的强度后开始进行管道顶进。4.5.2 管道顶进采用泥水平衡法顶进,微型掘进机被主顶油缸向前推进,掘进机头进入止水圈,穿过土层到达接收井,电动机提供能量,转动切削刀盘,通过切削刀盘进入土层。挖掘的土质,石块等在转动的切削刀盘内被粉碎,然后进入泥水舱,在那里与泥浆混合
17、,最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。在挖掘过程中,采用复杂的土压平衡装置来维持水土平衡,以至始终处于主动与被动土压之间,达到消除地面的沉降和隆起的效果。掘进机完全进入土层以后,电缆、泥浆管被拆除,吊下第一节顶进管,它被推到掘进机的尾套处,与掘进头连接管顶进以后,挖掘终止、液压慢慢收回,另一节管道又吊入井内,套在第一节管道后方,连接在一起,重新顶进,这个过程不断重复,直到所有管道被顶入土层完毕,完成一条永久性的地下管道。掘进机在掘进过程中,采用了激光导向控制系统。位于工作后方的激光经纬仪发出激光束,调整好所需的标高及方向位置后,对准掘进机内的定位光靶上,激光靶的影像被捕捉到机内摄像机
18、的影像内,并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。操作者可以根据需要开启位于掘进机内置式油缸进行伸缩,为达到纠偏的目的,调整切削部分头部上下左右高度。在整个掘进过程中,甚至可以获得控制整个管道水平、垂直向30cm内的偏离精度。当工作井完成以后,经调试完毕的液压系统,顶管掘进机便通过运输至工地,并安装就位至导轨上,微型掘进设备还包括,操纵室和遥控台、液压动力站、后方主顶、泥水循环装置,激光定位装置,减摩剂搅拌注入装置,泥水处理装置;其他辅助装置包括起重机,发电机、卡车、电焊机等。随后,微型掘进装置上。泥水平衡式顶管突出的优点:(1)适用的土质范围比较广,如在地下水压力很高,以及变化范围很大的条件下,它都
19、适用。(2)可有效地保持挖掘面的稳定,对所顶管子周围的土体扰动比较小,因而由顶管引起的地面沉降较小。(3)与其他类型的顶管比较,泥水顶管施工时的总推力比较小,尤其在粘土层这种表现得更为突出,所以特别适用于长距离顶管。(4)工作坑内的作业环境较好,作业比较安全,由于它采用泥水管道,输送弃土,不存在吊土,搬运等危险的作业。(5)泥水输送弃土为连续作业,因此进度比较快。(一) 施工工艺流程:测量引点工作井施工测量放样井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装地面辅助设施安装顶管掘进机吊装就位激光经纬仪安装掘进机出工作坑正常顶进顶管机进接收坑。(二) 施工测量:工程开工前先进行现况管线调查,复核管线的位
20、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用。(三) 后背安装:后背贴紧墙壁用钢筋混凝土浇注,尺寸为2m2m400mm,然后加2m2m50mm钢板贴紧墙壁,后背平面要求垂直于管道中心线。顶力设备为400t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。顶管施工时,顶力不超过5000KN。(四) 导轨安装:导轨使用140槽钢,经计算D=1500钢筋混凝土管导轨宽度为800mm,导轨高程用顶管坑内的水准点测设。钢制导轨底部和两侧用槽钢焊接固定 。(五) 管前挖土与顶进施工:顶管偏差高程控制在+1cm、-2cm,平面中心线控制在3cm左右。管前
21、挖土长度:本工程中规定管前挖土长度以30cm为宜,最多不能超过50cm。关于管周围的超挖:本工程管顶以上允许超挖3cm, 一定保持管壁与土基面的吻合。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100cm要激光尺测量中心高程一次,及时、细致操作,防止出现偏差。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。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。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
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