顶管专项施工方案1Word文档下载推荐.docx
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审批意见(仅对超过一定规模的危险性较大的分部分项工程专项施工方案):
建设单位:
建设单位代表:
年 月 日
淄博高新区高铁新城基础设施建设项目道路工程-站前路
顶管施工方案
编制人:
审核人:
审批人:
项目经理部
二〇一七年十一月十一日
一、工程概况
高新区高铁新城基础设施建设项目道路工程-站前路排水工程在施工中发现在K0+260施工区域内存在管径2m,南北走向横穿施工道路的引黄管线,该管线影响我方雨污水排水管道施工。
经与淄博引黄供水管理局与甲方沟通,该段雨污水管道变更为顶管施工。
二、施工部署
施工区域采用围挡封闭,在路边设置标志牌和反光标志,夜间设警示灯。
开挖土方随挖随运到弃土场堆放;
临时用电主干线采用380V三相五线制,接通工作井;
坑内及管道内照明采用12V安全交流电源供电。
供电拟采用现场发电机组。
三、顶管施工措施
根据现场布置,先施工顶管工作井。
1、顶管施工流程图:
砌筑井体
2、顶进设备
顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、工具管及运出土设备等。
(1)千斤顶
千斤顶是掘进顶管的主要设备,本工程采用2台500t液压千斤顶。
千斤顶在工作坑内的布置应与管体中心线一致,顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线,防止产生顶时折力偶,造成顶进偏差。
根据施工经验,采用人工挖运土方时,管上半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)高压油泵
由电动机带动油泵工作,选用额定压力为62MPa的ZB-500注塞泵,经分配器,控制阀进入千斤顶。
(3)顶铁
顶铁是传递和分散顶力的设备。
要求它能承受顶压力而不变形,并且便于搬动。
根据顶铁位置的不同,可分为横顶铁、顺顶铁和U形顶铁三种。
(4)其它设备
工作坑上设活动式工作平台,平台用30号工字钢梁,上铺15×
15cm方木。
工作坑井口处安装一滑动平台,作为吊土使用。
工作平台上设起重架,上装电动卷扬机。
工作棚用彩瓦遮盖,以防雨水及阳光,便于人员在不同气候下的正常操作。
4、工作井
(1)工作坑的布置
工作坑是顶管施工的工作场所。
其位置可根据以下条件确定:
1、单向顶进时,应选在管道下游端,以利排水;
2、考虑地形和土质情况,有无可利用的原样土做后背;
3、工作坑与可能穿越的管线,建筑物要有一定安全距离;
4、距水、电源较近的地方;
5、工作井不影响地面交通等。
(2)工作坑的尺寸
工作坑应有足够的空间和工作面,保证下管、安装顶进设备和操作间距,坑底长、宽尺寸可按如下公式:
底宽W=D+(2.4~3.2)
式中 W──工作坑底宽度(m);
D──被顶进管外径(m);
底长L=L1+L2+L3+L4+L5
式中 L──工作坑底长(m);
L1──管子顶进后,尾端压在导轨上的最小长度,一般留0.2米;
L2──每节管子长度(m);
L3──出土工作间隙,根据出土工具确定,一般为1.0~1.5m;
L4──千斤顶长度(m)
L5──后背所占工作坑厚度(m)。
本工程工作井为内径4m×
6m的工作井
(3)工作坑基础加固
工作坑底根据土质、管重量及地下水情况,做好基础,以防止工作坑底下沉,导致管子顶进位置的偏差。
视地质情况可采用级配碎石基础,当工作坑底土质松软,有地下水时,应采用强度为C25混凝土封底,厚度为20cm,混凝土底板漏水处应采用灌注水泥浆。
井内设一个集水坑,平面尺寸为50cm×
50cm,深50cm,用砖砌筑,水泥砂浆抹面,以便收集地下水和雨水,用潜水泵将水排出地面。
(4)工作坑导轨设置
导轨是引导管按设计的中心线和坡度顶进,保证管在顶入土之前位置正确。
导轨安装牢固与准确与否对管子的顶进质量影响较大。
因此,安装导轨必须符合管中心、高程和坡度的要求。
四、出土与顶进
工作坑内设备安装完毕,经检查各部处于良好状态,即可进行出土和顶进。
首先将管子下到导轨上,就位以后,装好顶铁,校测管中心和管底标高及接口处是否符合设计要求,合格后即可进行管前端取土,凿开护壁进行进洞施工;
当管体进洞后,不要急于顶进,首先要封堵好洞口处管体外壁与土体之间的缝隙,保证管体外壁泥水不会渗漏入工作坑,以免因出洞引起的护壁外土体的塌方。
1、顶进施工
顶进利用千斤顶出,靠在后背不动的情况下将被顶进管子推向前进,其操作过程如下:
⑴安装好顶铁挤牢,管前端已掏挖一定长度后,启动油泵,千斤顶进油,活塞伸出一个工作行程,将管推向一定距离。
⑵停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。
⑶掏挖取土,添加顶铁,重复上述操作,直至需要安装下一节管子为止。
⑷卸下顶铁,下管,接下一节管。
⑸重复上一工艺流程,直至全段贯通。
2、顶管工作面排水
地下水由工作面流向工作井集水坑,再用泵排出地面。
3、管内作业面安全措施
管内主要采用人工来掘进、纠偏、排土及顶进,考虑管内工作环境要求,必须采取以下措施:
⑴管内施工属于潮湿环境,管内照明必须采用安全低压照明,管内沿线间距5m,在管体右角上安装一盏12V、60W的灯泡。
⑵在顶管中,通风是一个不容忽视的问题。
因为在顶进过程中的时间比较长,人员在管子内要消耗大量的氧气,时间长了,管内就会出现缺氧,不仅影响作业人员的健康,而且影响测量。
因此需解决好通风问题。
由于本工程施工管道长度不大,采用鼓风式通风,选用小型风扇。
在施工人员下井前必须先通风,并利用鸟类以及有害气体检测设备对井内气体进行检测,确认安全后方可下井操作。
4、纠偏顶进措施
⑴顶管测量:
采用光学水准仪。
①测量次数:
开始顶第一节管子时,每顶进20—50cm/次,正常顶进时,每顶进1m/次。
校正时,每顶进50cm即测量一次。
②中心线测量:
首先在地面用经纬仪确定顶管方向桩,然后在工作坑边的两方向桩上挂小线,其上吊2个垂球到工作坑底部,在工作坑中用激光水准仪照准两垂球,读管前端的中心尺刻度,若与中心尺的中心刻度相重合,说明其方向准确,否则其差值即为偏差值。
③高程测量:
在工作坑内引设水准点,停止顶进,将激光水准仪支设工作坑同内,测量前端管底高程。
⑵顶进偏差的校正
顶进中发现管位偏差10mm左右,即应进行校正。
纠偏校正应缓缓进行,使管子逐渐复位,不得猛纠硬调。
5、减阻润滑
触变泥浆通过制造、储存、压浆系统,从第一节管注浆孔处压入触变泥浆,形成一定厚度(15mm左右)的泥浆套,间距6~8m设一道补浆孔,使顶管在泥浆套中向前滑行,减少摩阻力,根据压力表和流量表,计量桶控制注浆量,压力应控制在地下水位的1.1—1.2倍。
材料:
膨润土:
烧碱:
水=1:
0.05:
4.5配比,经试验,确保泥浆性能良好,必要时加其他外加剂。
为使泥浆能及时将管壁空隙灌满,灌浆速度要与顶进速度相适应,注意观察,防止跑冒,并保证泥浆达到量。
造浆后应静置24小时后方可使用。
6、排土和泥土外运
顶管土体在管内用人力手推车运输到工作坑,由提升设备将泥土运至地面堆土区,然后用环保运输车运至弃土场。
7、正常顶进施工
顶进速度应根据出土情况确定,要即挖即顶,防止塌方。
顶进过程中,若摩擦力过大时,采取边压触变泥浆边顶进,以减少管体的阻力。
顶进一节后,回缩千斤顶,拆开通风、照明等管线,吊入下一管段,校直对中,接好接头,安装回各顶铁,接通各管线,开动油泵顶进一千斤顶行程,回缩千斤顶,测量、加顶铁,重复顶进至一节管体后,又重复上述流程。
8、主要技术措施
为了控制好路地面沉降,使其保证在规范要求以内,主要采取了以下措施:
(1)等体积置换:
即在管内挖掘土方的体积Q土完全等于顶入管子的体积Q管(Q土=Q管),所以每次顶进都经过一定的计算,尽可能相等。
若Q土>Q管时,地面易于沉降;
Q土<
Q管时,地面易于隆起。
(2)减少扰动:
顶管是静荷载作用于土体,然而,顶管在采取纠偏措施时,虽然仍属静力范围,但对土体却有周期性的扰动。
因为纠偏时对土体一侧加荷的同时,另侧又强迫卸荷,促使土体内发生应力变化,导致扰动和变形,而且,这样的变化是周期性的,即扰动还没有恢复第二次扰动又发生,如此重复动作,使土体疲劳,以致变形加剧,并扩散至地表。
为了减少这种对土体扰动,故尽量;
①减少纠偏次数:
压注泥浆不使管壁与土体之间形成空隙:
顶管设计时,为了减少摩擦阻力,降低主千斤顶的顶力,工具头的外径常常比顶入管材的外径大10mm~20mm,因此,顶管时在顶入管与土体之间就存在一定的空隙,导致土体可能的沉落,为此,必须及时压注泥浆于空隙中,并且边顶进,边压注,更需要在中间补浆,使在顶管中形成完整的泥浆套,既消除了空隙,又能平衡其上土体之自重,防止沉落。
②使土体中不产生附加应力:
土的变形,归跟到底是主体有了附加应力,顶管时,此类附加应力源于以下几种外力:
A、泥浆压力的影响。
为此,在压浆时要控制好压力。
恰好能平衡“泥浆套”以上主体的压力,故事先要根据估计上压力确定泥浆的压力,并非泥浆压力越大越好。
B、道路汽车行驶时的荷载,包括重载汽车急驶中的轮压力,主体的疲劳反应,以及紧急制动压力等。
C、邻进施工影响及堆载影响等等。
(3)顶进中导向要好,除了管端正面挖掘要均衡、对称外,还要:
①经常检查工作井内的导轨,穿墙门洞与顶管间的空隙等有无异常;
②千斤顶的中心应和正面阻力及摩阻力的合力重合,尽量减少偏心,这一点在开始安装时必须考虑,若在开始顶进之后调正,就困难了;
③经常注意后座的刚度是否足够,其变形的大小和均匀度,以及弹、塑性变形值的比例等,随时设法消除各种影响异向精度的因素;
④顶进不宜求快,在穿越道路的顶进中,更需要慢,通常每次顶20~30cm。
在过道路时,改为10~15cm。
每次顶进少一些,异向就相对易于掌握。
五、主要施工机具设备及人力使用计划
1、主要施工机具设备
机具名称
单位
数量
用途
注浆泵
台
1
灌注水泥砂浆
灰浆搅拌机
搅拌砂浆
水泵
20
基坑排水
电焊机
2
维修焊接
油压千斤顶
8
顶管
高压油泵
4
顶压装置
套
冲击打夯机
回填土实
全站仪
测量
水准仪
发电机组
供电
2、劳动力使用计划
采用综合梯队形式,以便相互配合,发挥多面手作用,现场配备技术负责1人,施工员1名,电工1人,测量员1人。
挖桩工每组4人,计划2组,共计8人。
六、质量控制与管理
使工程符合设计施工技术标准和施工规范要求。
具体做法是:
建立质量管理。
从工作质量抓起,做到认真细致,严格标准和计量,保证各工序质量,控制好各施工阶段质量,以提高总体工程质量。
施工前将建设单位下发的技术规范、地下管线施工规范、验收规范、质量控制点部位和验收标准内容下发到各施工班组,施工中对照检查落实,针对容易影响工程质量的某些工序,某些结构部位,制定质量控制点,确定控制点应达到的质量目标,在施工中检测控制点的现状与制定的质量目标对比,如不能满足验收要求,分析产生原因,采取技术措施和管理措施,消除质量影响因素,不断提高工程质量,达到质量目标为准。
同时积极配合业主监理工程师共同完成质量监控。
工作中具体任务、责任、权力及惩罚,做到事事有人管,办事有标准,工作有检查。
顶管施工质量控制
项目
允许偏差
管线轴线+偏差
L≤100m
50mm
标高偏差
+30~-40
相邻管节接口符合:
①《给排水管道工程施工及验收规范》(GBJ141-90)
②《给排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-97)要求
顶进过程中地面沉降控制范围
允许变化范围(mm)
地面隆起的最大极限
+10
地面沉降的最大极限
-10
顶管在纠偏过程中,应勤测量,多微调,每项纠偏角度应保持10-20"不得大于1°
。