明挖明顶方案资料.docx
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明挖明顶方案资料
一、工程概况
1、工程概况
新改污-20至新改污-19截污管道工程原设计直径为1600mm，总长74米长，采用人工顶管的倒虹吸施工，横穿过老包河大道。
施工从新改污-20向新改污-19顶进（30m），施工到包河大道东侧块慢车道隔离带处遇到暗塘淤泥管涌后，致使路面塌陷。
经相关单位现场踏勘研究并结合给水管道改建及新建桥梁建设封路期间取消倒虹吸改明挖施工，管径改为直径1800mm，管底流水标高较倒虹吸管底流水标高抬高2米，管道总长78米。
2、地质情况
根据现场调查及地勘报告，查明在施工区域的地层主要为第四系地层。
现将地层分为4层，自上而下分别叙述如下：
第一层杂填土：
杂色，该层以回填粘性土为主，偶见碎石，该层顶部建有植物根系，整体具塑性，手握成团。
该层依据《公路工程地质勘察规范》（JTCC20-2011）土石等级定位Ⅰ级，土石类别判定为松土。
第二层粘土：
褐黄色，可塑状，含铁质氧化物锈斑及灰色条纹，可见少量砂姜，韧性较好，干强度高，无摇振反应，若芯刀切面光滑。
该层依据《公路工程地质勘察规范》（JTCC20-2011）土石等级判定为Ⅱ级，土石类别判定为普通土。
第三层淤泥粉质粘土：
青褐色，软塑状，含河道淤泥，有臭味，易污手。
该层依据《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）土石等级判定为Ⅰ级，土石类别判定为松土。
第四层粘土：
褐绿色，软塑状，含铁锰质结核，夹灰色白色高岭土条带，局部含砂姜，该层塑性较高，无摇震反应，刀切面光滑，干强度较高。
本次勘察未揭穿此层，揭露厚度1.7~2.2m，层底标高3.4~3.78m。
该层依据《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）土石等级判定为Ⅱ级，土石类别判定为普通土。
3、水文条件
根据设计勘察勘测资料地下水主要赋存于粘性土和填土中的上层滞水及孔隙水，与附件的河流水位一致，地下水主要接受天气降水和地表水的补给，丰水期主要接受十五里河以及附件沟渠的补给，枯水期则向附近的十五里河排泄，地下水位为9.4~10.2米，地下水对钢筋混凝土结构的混凝土及钢筋均具有弱腐蚀性。
4、施工难点
（1）沿线地质情况比较复杂，管涵持力层在淤泥粉质粘土上，力学不稳定，部分土质需进行加固处理。
（2）施工中开挖深度较大，在考虑保证安全的前提下确定合适的放坡坡度及开挖方式。
（3）施工中作业面下榨，不能就近堆放开挖出的土方，需要考虑到土方外运。
（4）沿线地下管道复杂，需提前做好部署，施工开工前，根据施工图纸与有关单位联系，并请他们现场监督，办好有关手续。
二、编制依据
1、十五里河综合治理新改污-20至新改污-19截污管道工程，岩土工程勘察报告。
2、截污管道施工图纸。
3、国家、行业及地方有关政策、法律、法令、法规及技术质量标准、施工验收规范、规程。
（1）《建设基坑工程技术规范》（YB9258-97）
（2）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002J220-2002）
（3）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GBJ50300-2001）
（4）《工程测量规范》（GB50026-27）
（5）《建筑机械使用安全技术规范》（JGJ33-2001J119-2001）
（6）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）
4、市政管道施工工程相关规程、规范
（1）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB5026-2008）
（2）《混凝土排水管道基础及接口》（04S516
（3）《市政排水管工程质量检验评定标准》（CJJ3-90）
（4）顶管施工及验收规范
5、安全文明施工相关要求。
6、工艺标准及操作规范。
7、现场和周边的实际踏勘情况。
三、总体设想与施工部署
本工程污水管道¢1800mm,设计管底流水标高为7.62m，地面标高为15.20m左右，管道沟槽开挖深度8.0m左右，现场地面西侧分布直径1400mm的自来水管道横穿污水管道，埋深4.0m左右；东侧分布高压线杆离沟槽中心线3.79m，如采用明挖施工，根据沟槽开挖放坡施工，自来水管及高压线杆无法保障运行安全。
经相关单位及专家讨论后，拟采用顶管加明挖的施工方案。
按原设计管线施工，从20#工作井往19#井顶进，如遇到障碍物或暗塘无法顶进时，采用明挖法施工以避开东侧高压杆线影响，遇到西侧自来水管时采取掏洞明顶法施工。
1、施工准备
（1）测量人员认真核对图纸，了解设计意图，并进行现场施工放样。
（2）管理人员及施工人员和机械设备就绪，施工便道安全，畅通，施工场地平整。
（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、试电。
（4）进行顶管所用设备的加工制作。
（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）
（6）根据材料计划，分期分批组织材料进场。
（7）做好标高点控制，施工测量和现场放线工作。
（8）按照测绘院提供的永久水准点，引临时水准点至井下，施工中经常进行校核。
2、总体施工顺序
（1）顶管工程施工顺序
基坑底基础及后靠背安置安装导轨设置承压壁安装主顶设备安装顶管机头安置起重机械安置土方运输设备安放管节顶进
（2）顶管顶进工艺流程
沉井中心线测量放样安装顶机架与主顶装置顶进管机顶进，吊下一节管节管节顶进顶完第一节管，吊下一节管管节拼装顶力接近许用力吊放中继环同上继续再顶出洞，顶管机与管节分离。
（3）明挖施工顺序：
测量放样确定开挖顺序和坡度支护
（至设计标高）挑出排水明沟和集水坑修边和捡底管道顶进
闭水试验土方回填。
（4）土方开挖平面布置：
对机械进、出场和土方外运道路、马道的设置结合现场情况总体布置（详见附件）
（5）土方开挖断面图（详见附件）
3、施工组织管理机构、人员配置及职责
（1）施工组织管理机构及人员配置
施工管理机构网络图
（2）职责
项目经理：
工期、质量安全、成本等实施计划组织、协调、控制和决策，对各生产施工要素实施全过程的动态管理、监督。
技术负责人：
技术方案、进度计划制定、执行、监督、调整。
安全员：
安全检查、文明施工管理。
质检员：
质量检查、质量预控、质量验收。
材料员：
材料比选、采购、保管、发放、送检。
施工员：
现场机械设备的维护、保养、运行记录、水电施工现场的指挥，直接管理和指挥班组施工生产。
资料员：
对公司文件、工程文件资料进行收集、整理、筛分、建档、归档工作的管理。
4、资源配置
拟投入主要测量、试验仪器设备表
序号
仪器设备名称
规格型号
单
数量
备注
1
全站仪
632H
台
1
已标定
2
水准仪
S3
台
2
已标定
3
塔尺5m
铝合金钢
把
2
4
砼抗压试模
150×150×150
组
3
5
砂浆抗压试模
70.7×70.7×70.7
组
4
6
砂浆抗折试模
150×150×600
组
2
7
台秤
200KG
台
1
已标定
明挖工程投入主要机械、设备表
序号
机械设备名称
规格型号
单位
数量
1
液压挖掘机
1m3
台
2
2
自卸汽车
8t
辆
6
3
起重机
50t
台
1
4
电焊机
YNT-100
台
1
5
发电机
5KW
台
1
6
振动棒
台
2
7
打夯机
台
2
顶管工程主要机械设备表
机具名称
规格
性能
单位
数量
用途
千斤顶
200T
台
4
顶管
高压油泵
ZB-100
台
2
顶管
预压装置（全套顶铁、垫座、滑道）
套
2
顶管
工具头
良好
台
2
纠偏、掘进
鼓风机
7000L/min
台
2
通风
空压机
2m3
良好
台
2
出土
四角架
6米
良好
副
2
出土
斗车
良好
部
8
出土
水泵
1.1-1.2Kw
良好
台
8
基坑排水
电焊机
BX-330
良好
台
2
型钢焊接
气割
套
2
型钢气割
卷扬机
1.5T
台
2
竖井提升
劳动力及专业人员进场计划表
序号
工程名称
工种名称
人数
1
污水管线
杂工
8
2
污水管线
管道安装工
6
3
污水管线
泥工
5
4
测量
测量员
2
5
试验
试验员
2
6
施工管理
施工员
2
7
技术管理
技术员
2
合计
27
四、明挖明顶施工方案
1、顶管工程
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。
根据经验公式：
P=nP0
其中：
P——总顶力
n——土质系数。
土质系数取值可根据以下两种情况选取：
（1）土质为粘土，管前挖土能成拱者，取1.5～2.0。
（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。
取n为2.0。
P0——为顶进管子全部自重。
顶进的每节管自重约为5吨，最长段以78米计，每管长2米，共要顶进39节管，则P0＝5*39＝195吨。
则总的顶力为：
P=nP0＝2.0*195＝390吨
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。
顶进应力为507吨,取总的顶力F＝600吨，选用两个千斤顶作为顶进动力设备，每个千斤顶的顶力应为300吨。
1、千斤顶的选择
（1）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40t/m2时表明土质较好。
F1=S1×K1
其中
F1--顶管正阻力（t）
S1--顶管正面积（m2）
K1--顶管正阻力系数（t/m2）
F1=S1×K1=πr2×K1＝3.14*1.08*1.08*35＝128吨
（2）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，管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2之间。
F2=S2×K2
其中
F2—顶管侧摩擦力（t）
S2—顶管侧面积（m2）
K2—顶管侧阻力系数（t/m2）
F2=S2×K2=πDL×K2=3.14*2.2*80*0.5=276吨
顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度按最长管段80米计算，总顶力：
F=F1+F2≈404吨
因此，取总的顶力F＝500吨，选用两个250吨的千斤顶作为顶进动力设备。
2、顶管工作井内设备安装
（1）、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。
1、由于工作井底板浇注了30cm的砼，地基稳定，导轨直接放置在工作井的底板上。
2、严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。
3、导轨必须直顺。
严格控制导轨的高程和中心。
（2）、千斤顶和顶铁的安装
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300吨.拟采用2台200吨液压千斤顶。
1）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。
2）安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺。
3）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。
4）顶进中，顶铁上面和侧面不能站人，随时观察有无扭曲现
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