管材采用DN1的钢筋混凝土,企端埋深约为—4m。
管道单节长度为1m,管线长为30m,管坡为0.003,改用人工顶管后,工作井、接收井及检查井的井位和管段长度将根据现场实际情况(顶进长度、地下障碍物、交通影响等)而确定。
3l!
NG=R
1.2施工参照标准oFg5aey4
GBJ08-221-96《市政排水构筑物工程施工和验收规程》]^"k8v/
GBJ08-220-96《市政排水管道工程施工和验收规程》bC@k>yC-
GBJ141-90《给水排水构筑物施工和验收规程》a7H0!
9^h jStmS2n
GB50194-93《建筑工程施工现场供用电安全规范》ZIxRyo-i
GBJ208-83《地下防水工程施工及验收规程》D>ai.T%n
GB50026-93《工程测量规范》7r{qJ7$%
第二章编写依据P#v*TD'
本施工方案编写依据如下:
#6Xs.*b5C \3Oij^l0
1、《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-97;v+6@cC
2、《混凝土质量控制标准》GB50164-92;Dj\e@?
Y
3、《市政道路工程质量检验评定标准》CJJ1-90;vUC!
fIG
4、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-90;NV4g~+n l?
#xAZx&_ cIXwiC
8t
第三章施工部署GA^mgm"O
2.1施工组织安排vM0_>1nN
本工程需要采用人工顶管的管段为计划用4套顶管设备,分成两个阶段顶进,第一阶段为工作坑、接收坑的施工,第二阶段为人工顶管的实施,其中工作坑、接收坑的施工可以交叉作业,速度较快,设备也能得到充分的利用。
~P1_BD(
2.2顶管施工工艺流程Z-Wfcnk
工作坑施工ccG['7 →设备安装P;foK)AM →管吊装就位→施工准备→XBI;Lg 开机顶进→回收掘进机头→结束→测量控制及纠偏→复核→废泥外运→施工下一节zzJ^x8#R
2.3施工顺序75Fp[Q-
施工顺序为:
工作坑施工→顶进设备安装调试→吊装砼管到轨道上→连@a;sV!
S{接好工具管→装顶铁→开启油泵顶进→出泥→管道贯通→拆工具管→砌检查井。
顶管施工工艺流程图见上图所示。
XARSGAuw
2.4顶管工作坑内布置
工作坑内沿顶管轴线方向在临时后座墙上装刚性后座,主顶千斤顶、导轨、刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备。
工作坑边侧设置下井扶梯供施工人员上下。
管内供电及工作坑内电力配电箱均位于工作坑内。
管内测量起始平台,安装在主顶千斤顶之间轴线上,独立与砼底板连接,与千斤顶支架分离,确保顶进时测量平台的稳定。
沿工作坑坑壁依次安装1寸压浆管、4寸供水和出泥管、供电管线。
坑内二侧工作平台布置配电箱、电焊机、泥水旁通装置、后座主顶油泵车和顶铁堆放。
顶管工作坑允许方差
序号
项目
允许偏差
检验频率
检验方法
1
工作坑每侧宽度、长度
不小于设计规定
范围
点数
每座
2
挂中线用尺量
2
后背
垂直度
0.1%H
每座
1
用垂线与角尺
水平线与中心线的偏差
0.1%L
1
3
导轨
高程
3mm
每座
1
用水准仪测
0
中线位移
左3mm
1
用经纬仪测
右3mm
2.5顶管管道内布置
进、排泥管及压浆管设置在管道底部,管内供电及管内照明用36伏低压照明灯设置在管道偏下的一侧,通风管安装于管内偏下的另一侧。
管内照明用36伏低压照明灯每20m布置1只。
施工期间在工作井坑及管道内应配置足量的排水设备。
2.6顶管工作坑地面范围平面布置
在工作坑范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施。
地面指挥监测中心(即操作处)、料具间、仓库、配电间等。
布局要合理,环境整洁、卫生,并有专职人员进行管理。
坑的东南侧布置一台12t汽车式起重机负责钢管、顶铁吊运和坑内、地面的吊装工作。
自动控制台、通讯、中央控制均设置在顶管控制室内进行集中操作。
由于顶管为24小时连续作业施工,在现场四个角及泥浆箱位置各安装錪钨灯一座,供夜间现场照明。
第四章施工准备工作sL~,
3.1生产准备.HDebi
1、进行施工测量和现场放线工作。
{{zua-F
2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物,如管线、电线杆、树a@k.$木及附近房屋等的准确位置。
%JaE4&
3、按施工平面布置图修建临时设施,安装临时水、电线路,并试水、z@n+7p`w电。
yUj;4vd
4、进行顶管所用设备的加工制作。
JchA=n
5、根据顶进长度,准备好各类管线和所需的辅助物(固定架等)。
&08Tns"
6、根据材料计划,分期分批组织材料进场。
3:
"AFV
3.2技术准备_we3jzMW
1、审查施工图纸和进行各专业图纸会审,进行施工技术交底工作。
P69>gBZYD
2、做好标高点控制,施工测量和现场放线工作。
w0\4Wa
3、按照规划局提供的永久水准点,引临时水准点至井下,施工中经常进WY3_7k8u行校核。
DZF[dxH
第五章主要工程项目的施工技术方案vr<)Ay
4.1人工顶管顶力的计算:
w#xncH:
1
(一)对于顶管顶进深度范围土质好的,管前挖土能形成拱,可采用先挖后顶的方法施工。
4h(jw
根据经验公式:
P=nP0
WzG.3^m
其中:
P——总顶力vRq=m8
n——土质系数。
ttTI#Fr2
土质系数取值可根据以下两种情况选取:
\=$EmHF
(1)土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土,管前挖土能成拱者,取1.5~>2FAi.,
2.0。
Ompi~
(2)土质为中粗砂及含水量较大的粉细砂,管前挖土不易成拱者,取3~4。
1kbT@
取n为2.0。
e4[-rkn{hl
P0——为顶进管子全部自重。
顶进的每节管自重约为2吨,最长段以60米计,每jsK|D{m?
节管长2米,共要顶进33.5节管,则P0=2*33.5=60吨。
>DPds~k
则总的顶力为:
P=nP0=2.0*60=120吨#rSasucr
考虑地下工程的复杂性及不可预见因素,顶管设备取1.3倍左右的储备能力,设备;PuyA
顶进应力为156吨,取总的顶力F=200吨,选用两个千斤顶作为顶进动力设备,每个)nf=eU4|
千斤顶的顶力应为100吨。
Jdk3)\
(二)对于顶管顶进深度范围土质较差的,即开挖时容易引起塌方的,可采用先顶后挖_QC?
:
mv6-
的方法施工。
zN?
$Sxttx
根据顶管工程力学参数确定,先顶后挖时,顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻a2(D!
_dZR
力,主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。
;PP_3`
⑴工具管正压力:
与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有CPF>^Mp#
关。
根据有关工程统计资料,软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。
大于Z>>gXh40t/m2时表明土质较好。
-@gJqoo>
F1=S1×K1iECC@g@a
其中BCa90
F1--顶管正阻力(t)4acP*LkkQ
S1--顶管正面积(m2),\m;DR1
K1--顶管正阻力系数(t/m2)^cPo{xf
F1=S1×K1=πr2×K1=3.14*0.85*0.85*35=79.40吨l7D4`i
⑵管壁摩擦阻力:
管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。
根据有关工程统计资料,k?
|F0e_
管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2之间。
"x=@,*Bk
F2=S2×K29>.<+b(>!
'
其中J4'!
F2—顶管侧摩擦力(t)l;][Q]Z@V
S2—顶管侧面积(m2),G!
_SZ
K2—顶管侧阻力系数(t/m2)5Ky9Pz
F2=S2×K2=πDL×K2=3.14*1.7*60*0.5=160.14吨H/v37%p7
顶管阻力为以上二种阻力之和,顶进长度按最长管段60米计算,总顶力:
F=F1+F26_`eTL=G
≈239.54吨|qudJucV
因此,取总的顶力F=300吨,选用两个150吨的千斤顶作为顶进动力设备。
Bc9|rlV,
5.2工作井和接收井的施工2sd=G'7!
工作井和接收井的施工方法采用人工挖孔护壁法施工。
工作井和接收井的结构设计见附图。
6Nd_
YX
5.2.1工作坑施工]zM90$6
工作井采用人工挖孔护壁支护结构。
工作井尺寸净空为4.5×4米,开挖深度为,9l!
fT?
iH
4.5~8.5米左右,壁厚30cm,具体配筋方案见附图。
2
QuypVC]
(一)、施工工艺B&f~.UH
采用分层开挖,分层浇注井壁的方法施工,每节开挖护壁的高度最多不超过100cm。
{D2d({
7
(二)、施工流程TXk"[>,:
H
(三)、施工技术要求G?
/8&%8
1、每层开挖深度不大于1.0米。
zm^p7&ak$
2、钢筋搭接长度不小于35d。
x?
k|i}Q
3、模板拼装要平整,牢固。
l=OC?
d*m
4、层与层之间搭接部分的泥土要清洗干净,并凿毛。
PLB=%[
5、护壁的下一节和上一节的搭接长度不小于10cm。
9mtC"M<
6、钢筋的配置必须按照有关标准和规范进行,浇注的砼必须使用震动棒进行振捣,要浇注混凝土_xwfz]lb+
是否到设计标高tp3N5I
回填300mm厚碎石垫层mp$II?
hZ*
底板浇注~CTRPH
测量控制^Q+5M"/8
绑扎钢筋)W7H{#
立护壁模板NNV.x7
放线定位~9nrS9)
开挖一节土方^g"6p#S=n
人工顶管施工方案b设置足够的支撑,防止“跑模”现象的发生。
C3Z(k}
7、井内的积水由集水井(长×宽×高为30cm×30cm×40cm)及时排走,抽水时要注意用电安全。
nr%^:
u
8、严格控制后靠背、洞口墙的水平度和垂直度。
洞心的标高和洞口的直径要符合设计要求。
U}5KAi9Z
9、浇注完后,养生72小时,才能拆模并开挖下一层。
jDR\
#cGrZ
10、第一层护壁必须勾挂在井口周边。
)7TTRL
11、确保工作井的净空尺寸满足设备要求。
L^Af3]]2
12、底板的标高要符合设计要求。
1&
WFs6
5.2.2接收井施工;]e"bX
接收井是直径为2.5米的圆井,其护壁厚30cm,具体配筋方案见设计图纸。
8BdeqgU/_
5.3顶管工作井内设备安装rGO3
(一)导轨安装。
严格控制导轨的中心位置和高程,确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。
a&PZ7!
PZv
1、由于工作井底板浇注了20cm的砼,地基稳定,导轨直接放置在工作井的底板上。
k#MW>
2、严格控制导轨顶面的高程,其纵坡与管道纵坡一致。
suSIz7:
3、导轨采用浇注砼予以固定,导轨长度采用2~3m,间距设置为60cm。
S^.=joI
4、导轨必须直顺。
严格控制导轨的高程和中心。
E{B<}n|}&
(二)下管、顶进、出土和挖土设备:
bvKi0-
采用电动卷扬机下管,用千斤顶、高压油泵作为顶进设备,用斗车、垂直牵引的卷>aK&T
"
扬机作为出土设备,用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。
w5Z3e^g
(三)照明设备:
井内使用电压不大于12V的低压照明。
ShPV!
$0
(四)通风设备:
人工挖土前和挖土过程中,采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。
cPSpPx
风量的计算:
^S@b*
1、按洞内同时工作的最多人数计算:
&iivSc;#
Q=k×m×qb7/4~
_s
式中:
Q-所需风量,m3/min;N2\,6<
k-风量备用常用系数,常取k=1.1~1.2Ink76-
m-洞内同时工作的最多人数.'M]cN~
q-洞内每人每分钟需要新鲜空气量,通常按3m3/min计算。
ek现管内有两人工作,一人开挖,一人负责运余泥,取k=1.1,m=2,则有Q=d>f5Tl\E
k×m×q=1.1×2×3=6.6m3/min]v#Q\Q8>
2、漏风计算Ru/3>n
Q供=P×Q%O-wMl
式中:
Q-计算风量3JwmLGj}
P-漏风系数q;+qIV&.:
采用Ф200PVC管,每百米漏风率一般可控制在2%以下。
取P=1.02,则Q供=P×Q=6.6×1.02=6.73m3/minoPi)#|jcb
取风量大于7000L/min离心鼓风机(或高压空气压缩机)作为通风设备则可以满足要求。
CR<*<=rI
(五)工作棚架:
作为防雨及安装吊运设备。
工作坑上设活动式工作平台,平台用20#工字钢梁。
在工作平台上设起重架,井旁边装置电动卷扬机。
)<+Z,6
5.4引入测量轴线及水准点'n\ZmG{
(一)将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上(两个点),作为顶管中心的测量基线。
U7O2.y+
(二)将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方,作为顶管高程测量的临时水准点。
U^.$k-
|k
5.5下管+:
D0tYk2B
(一)下管前,要严格检查管材,不合格的严禁使用。
I;=}@]9
(二)第一节管下到导轨上时,应测量管的中线及前后端管底高程,以校核导轨P)`-cfg
安装的准确性。
7p|Pv;wp|
(三)要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。
o|*,<5t
5.6千斤顶和顶铁的安装=*t)@bn
千斤顶是掘进顶管的主要设备,由前面顶力计算可知,本工程最长管段的顶力为300ee6Zm+.B
吨.拟采用2台150吨液压千斤顶。
H`kfI"u8
(一)千斤顶的高程及平面位置:
千斤顶的工作坑内的布置采用并列式,顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线,防止产生顶时力偶,造成顶进偏差。
根据施工经验,采用机械挖运土方,管上部管壁与土壁有间隙时,千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4~1/5处为宜。
:
[!
rj
(二)安装顶铁应无歪斜、扭曲现象,必须安装直顺。
yYF%U7
N/n
(三)每次退千斤顶加放顶铁时,应安放最长的顶铁,保持顶铁数目最少。
Lej3?
k
(四)顶进中,顶铁上面和侧面不能站人,随时观察有无扭曲现象,防止顶铁崩离。
&!
_>J0
5.7顶进施工pf[bOjtR
工作坑内设备安装完毕,经检查各部分处于良好状态。
即可进行试顶。
首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求,合格后即可顶进工具头,然后安放混凝土管节,再次测量标高,核定无误后进行试顶,待调整各项参数后即可正常顶进施工。
在施工过程中,做到勤挖勤顶勤测,加强监控。
顶进施工时,主要利用风镐在前取土,千斤顶出镐在后背不动的情况下将污水管向前顶进,其操作过程如下:
/F9BbG{
(1)安装好顶铁挤牢,工具管前端破取一定长度后,启动油泵,千斤顶进油,活塞伸出一个工作行程,将管子推向一定距离。
<$R'y6U:
(2)停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。
#Mrof9
(3)添加顶铁,重复上述操作,直至需要安装下一节管子为止。
?
?
)IPRv?
yF
(4)卸下顶铁,下管,用环形橡胶环连接混凝土管,以保证接口缝隙和受力均匀,保证管与管之间的连接安全。
lh{U@,/
5.8顶进施工中的重点工序TZ3"u@06
(一)测量67?
O}~jbG
1、测量次数:
在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中,应每顶进20~30cm,即对中心和高程测量一次;在正常顶进中,应每顶进50~100cm时,测量一次。
rUmaKh?
v|X
2、中心测量:
根据工作井内测设的中心桩、挂中心线,利用中心尺,测量头一节管前端的轴线中心偏差。
dv1Y2[
3、高程测量:
使用水准仪和高程尺,测首节管前端内底高程,以控制顶进高程;"V'同时,测首节管后端内底高程,以控制坡度。
工作井内应设置两个水准点,以便闭合之用,经常校核水准点,提高精度。
sQwRlx
4、一个管段顶完后,应对中心和高程再作一次竣工测量,一个接口测一点,有错口的测两点。
.Yg7V'R1
(二)纠偏:
@kBy|5
当测量发现偏差在10~20mm时,采用超挖纠偏法,即在偏向的反侧适当超挖,在偏向侧不超挖,甚至留坎,形成阻力,施加顶力后,使偏差回归。
1)Z4(_
当偏差大于20mm时,采用千斤顶纠偏法,当超挖纠偏不起作用时,用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上,另一端斜撑在有垫板的管前土壁上,支顶牢固后,即可施加顶力。
同时配合超挖纠偏法,边顶边支,直至使偏差回归。
C)hS^D:
(三)管前挖土要求1#}}:
1、在道路和重要构筑物下,不得超越管段以外100mm,管周不得超挖,并随挖随S3D
mc\f
顶。
;Vv.$mI
2、在一般顶管地段,如土质良好,可超挖管端300~500mm,在管周上面允许超挖15mm,下面135度范围内,不得超挖。
wDp5HZ>
(四)接口的处理:
由于顶管的管材为F型接口,顶管完毕后,对于管与管之间的缝隙,采用膨胀水泥砂浆压实填抹。
选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂,配合比(重量比)为:
膨胀水泥:
砂:
水=1:
1:
0.3,随拌随用,一次拌和量应在半小时内用完。
填抹前,将接口湿润,再分层填入,压实填抹平整后,在潮湿状态下养护。
4m1@lnjp
5.9工作井内管道施工>v#6SDg
管道完成后,按设计图在井内用砖砌筑检查井,井内外批防水砂浆。
待砂浆达到一定强度后,回填石屑至管顶面,用水冲实。
6v?
tZ&,G
5.10遇到流砂时的施工技术措施,,8'29yEq
顶进时若遇到流砂较多,且流砂流动性较强,则要在管内准备足够的砂包、稻草,'+&!
;Jj,
用来阻挡流砂的流动。
或用改装后带网格的工具头配合施工。
以防万一,确保施工人员的生命安全.#b,!
N
第六章施工计划-[}AhNYK
6.1施工进度计划4D)M_O
由于本工程工期较紧,因此在开工前一定要做好施工前期的准备工作:
首先要落}Jo}K
)>!
实挖掘机、吊机、槽钢、管材等关键设备和材料以及人员,保证工程开工能够即刻到位;测量人员根据甲方提供的控制点加密导线点水准点、测放中线点标高点以及探测地下管线、构筑物等,根据中线点确定开挖范围以及范围内的拆迁物,在现场和平面图上作标记;搭好工地办公室、小型仓库、工棚以及清理停车场等前期工作。
=xjtPmZ5X
6.2主要施工机具设备w&eq*q
主要施工机具设备一览表M~U>"kX
机具名称
规格、性能
单位
数量
用途
工具头
台
6
纠偏,掘进K
空压机
立方
6
破岩
四角架
6
副
7
出土
斗车
部
12
运土
水泵
1.1-2.2
千瓦
10
基坑排水
电焊机
BX330
台
2
型钢焊接
气割
套
2
型钢切割
卷扬机
1.5T
台
6
竖井提升
千斤顶
150T
台
12
顶管
高压油泵
ZB50
台
6
顶管
顶压装置
全套顶铁、垫座
套
6
顶管
离心鼓风机
7000L/min
台
6
通风
第七章质量保证措施R5Cy%
1、顶管施工前编制顶管组织设计,提交监理和业主审定才能进行施工。
;f[@zo>2、顶管前,项目部向作业班组进行详细的技术交底工作,每道工序开工t_iZ\_8
和员工上岗前进行简短的质量要求和技术交底,由各专业工程人员负责实施,U/:
x使每个员工上岗前做到人人心中有数,以确保工程质量。
.KxE>lJbqM
3、摸清施工沿线的地下管线的详细情况,并制定详细的技术措施。
C/!
8NV1:
4
4、做好施工资料管理工作,及时填写原始记录和隐蔽工程记录(含照片),33w(Pw
及时完成竣工资料。
fc9gi4y9
5、认真做好施工计划,保证施工作业连续均衡、紧凑,从而有效可靠地f2FGod控制质量,保证工程质量。
E3
E$_
<^
6、顶进过程中,应严格控制顶力在允许的范围内,并留有足够的安全系;AE%f.Y
数。
gfAVxMg
7、顶管控制在质量标准范围以内,如果在顶进过程中,发现方向失控,V39)[FH}
应该立即停止顶进,逐级上报,经研究同意后,方可以继续顶进。
^p!
bteA>
8、作好地质勘察及资料整理工作,认真编制好施工方案和通过不同土层>zWVM1\\j
的技术措施及纠偏措施,确保管道的顺利顶进。
0!
)7
9、加强操作控制,使顶管均匀平稳,受力均匀,尽可能减少顶进过程中"rIBy的倾斜、偏移、扭转,防止管壁出现裂缝、变形。
A[m4do
第八章安全文明施工及环保措施G0eJ<*|_3
8.1施工安全措施()+;KF8
1、沿工作井四周设置1.2米高的固定护栏,护栏上挂安全网,工作井四:
}18G}B
周要挂相应的警示标语。
kVZ5>D$
2、挖土施工时工作井必须设置爬梯,供人员上下井用。
使用的卷扬机等~]q^Akq
应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。
;{inhiySN
3、挖出的土石方应及时运离工作井,不得堆放在工作井四周1米范围内。
\$hLhYz-
4、顶管作业人员必须戴硬安全帽。
:
=tPCA=
5、顶管施工区域沿线采用标准围蔽。
PaFJw5f
6、严格遵循土方开挖程序,控制均匀挖土,防止发生偏位,严重倾斜或管涌等现象,做好作业前和施工中的通风换气工作,每次进入管道时,保证管内通风,以免导致人身事故。
+mT}};-TS
7、吊车、起重设备由专人操作和专人指挥,统一信号,预防发生碰撞。
c])b?
dJ*
吊车靠近工作井边坡行驶时,加强对地基稳定性检查,防止发生倾翻事故。
%zyMWC
吊管下工作井时,注意安全。
>1tGQcg
8、加强机械设备维护、检查、保养。
机电设备由专人操作,认真遵守用K`FgU7g{
电安