管道开挖回填施工方案优秀工程方案.docx

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管道开挖回填施工方案优秀工程方案

明挖管线段施工方案

批准:

审核:

编写:

山西省水利建筑工程局

引黄清徐供水施工项目部

1编制依据1

2工程概况1

2.1地理位置2

2.2工程简介2

2.3工程地质情况3

2.4水文气象5

3施工组织机构5

3.1工程组织机构5

3.2工程组织机构人员职责6

4施工方案6

4.1试验开挖管槽6

4.2施工方法（开槽明挖安装PCCP）7

5附件20

风峪沟明挖管线（1082米）段施工方案

1编制依据

1.1山西省万家寨引黄入晋工程联接段清徐原水直供工程建筑安装施工Ⅰ标合同文件、施工图纸.

1.2国家现行有关规范、标准,包括:

《市政排水管渠工程质量检验评定标准》（CJJ3-90）;

《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2002）;

《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）;

《地基与基础工程施工及验收规范》（GBJ202）;

《地下工程防水技术规范》（GB501082001）

《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）等.

1.3我单位现有的施工人员、技术力量、机械设备、物资及资金等资源情况.

1.4我单位对本工程项目现场踏勘、调查和以往类似工程的施工经验.

2工程概况

2.1地理位置

山西省万家寨引黄入晋工程联接段清徐原水直供工程风峪沟段管线（1+042.06～4+300.00）位于太原市晋源区.

2.2工程简介

本段输水管线长3258米,其中开槽明挖2778米,顶管施工480米.顶管施工依次穿越新晋祠路桥、河西南部退水渠、南环高速桥、西干渠、古寨桥、滨河西路桥,共6个部位进行顶管施工,顶进管采用预应力钢筒混凝土.共设置附属建筑物:

检修阀1座、分水阀室1座、排气阀井2座.

2.3工程地质情况

该段管线施工中,工程地质条件发生变化导致PCCP施工措施需调整.现状地质情况详见附件2-1《现场地质描述记录单》和《地质编录》.

2.4水文气象

本工程沿线地区属温带大陆性气候,冬季干冷漫长,夏季温热多雨,春秋两季气温变化迅速,短暂多风,干湿季节分明.小店区、晋源区多年平均气温9.5℃左右,年内温度变化很大,年际温差不大;多年平均降水量465米米,多年平均蒸发量1478米米（20厘米蒸发皿）;平均风速2.1米/s,风向多为西北风;无霜期170天.

3施工组织机构

3.1工程组织机构

因风峪沟明挖管线（1082米）段地质条件差,施工较为复杂,我项目部针对该段施工成立以项目副经理为组长、工程部、质检部、合同部、安全部、测量处负责人为组员的专项工程组织机构,对该工程实施严格、科学、有效地施工管理.并按业主的部署,在监理工程师的监督下,充分发挥施工职能,协调管理好施工现场.

3.2工程组织机构人员职责

3.2.1项目副经理:

指挥施工生产,搞好施工计划调度和质量管理,与组员一起落实设计图纸的各项要求,制定具体实施方案,确保工程质量与目标的实现,对工程质量负重要责任.

3.2.2工程部:

在项目副经理领导下,负责工程的技术交底并组织有关人员检查、落实计划完成情况.

3.2.3质检部:

质量检查、原材料检验、试验以及等级评定的组织或具体工作,保证过程施工始终处于受控状态.

3.2.4合同部:

负责施工的材料计划,工程预算及劳务队结算工作,检查合同履行情况,并作好记录.

3.2.5安全部:

负责文明安全施工,安全保卫及管理人员后勤保障工作,负责进场施工人员的安全教育及成品保护工作.

3.2.6测量处:

负责施工开挖放线、安装轴线、高程监测.

4施工方案

4.1管槽开挖存在的问题和采取的措施

根据《建筑安装Ⅰ标输水线路纵断面图1+042.06～4+300.00》（503S-464-QXⅠ-3）、《建筑安装Ⅰ标管道标准横断图1+042.06～4+300.00》（503S-464-QXⅠ-4）,风峪沟内管槽开挖深度约8米～12米.我部依据《关于排水试验成果报告的审核意见》（SXBL.YH/QXGS/001/2015）（附件2-2）管井降水实施14天后,管槽进行开挖.采用1.6米3挖掘机开挖,土方堆放在沟槽侧面.管槽挖深至2米左右,底部地下水涌出,边坡开始塌陷,管槽开挖不能成型.（管槽开挖图片见附件2-3）

4.1.1我部组织人员依据图纸、结合管槽开挖情况,对该段管线施工问题进行分析.现将风峪沟管线施工问题和采取的措施汇总如下:

（1）管槽土料为低液限粘土、强度低.管槽开挖至中下部时,土体挤压、存在涌水、涌土问题,边坡塌陷.为增强边坡承载力,采用12米钢板桩一丁一顺支护,减小侧向土压力,确保沟槽开挖成型和施工安全.

（2）风峪沟内管槽开挖深度约8米～12米,开挖宽度约15米,土方开挖量平均每延米约94米3（实方）.征地宽度为30米,仅余15米的堆土区和机械吊装.以2.5米堆高计算只能堆放18米3,多余土方无处堆放.另外,风峪河内土料为低液限粘土,含水量高、强度低.2.5米土料堆高不能完成,导致无处堆放的土料更多.特殊部位（风峪沟）30米征地不能满足施工要求.

（3）管槽两侧堆放土料会加大地面荷载,边坡稳定性降低,增大安全隐患.为保证管槽施工安全,管槽两侧应尽量减小地面附加荷载,不堆放土料、减少大型机械对管槽两侧地面扰动.管槽开挖时,将土料装车外运至1千米的弃土场.沟槽土料外运降低边坡荷载,降低沟槽内钢板桩变形、边坡失稳坍塌风险,确保沟槽内人员和沟槽边重型机械安全.

4.2施工方法（开槽明挖安装PCCP）

为解决该段管线施工存在的问题,保证施工安全.根据该变更工程的特点,我部组织业主、设计、监理人员对现场施工条件、管槽开挖情况进行了详细的了解,对管线施工问题进行了分析并制定了以下施工方法.

施工顺序:

管井降水→钢板桩支护→管槽开挖→基础换基→PCCP安装→回填

4.2.1管井降水

根据风峪河地质资料及现场勘查,该段管线地下水位较高.风峪河周边单位、居民全年向河内排水（附件2-4）,部分地表有水,土质处于饱和状.风峪沟土质均为低液限粘土,透水率很差,为杜绝沟槽施工安全隐患,避免管槽内地下水浸泡边坡导致塌陷发生安全事故,管井降水14天后进行开挖,初步回填完成后停止降水.

4.2.1.1降水工序:

施工道路修建→井点布置→钻井→排水

（1）施工道路

风峪沟地下水位高、风峪河周边单位、居民全年向河内排水,地面承载力不足,施工机械（吊车、挖机和泵车）和PCCP管件进场需较大且坚实的地面.为确保该段施工质量和施工进度,我部外调石渣修建了施工道路.施工道路厚1米,宽度8米.回填石渣采用20t自卸车由石渣场（4千米）运至施工现场,采用装载机和压路机回填碾压.太原市晋源区防汛抗旱指挥部为确保河道通畅行洪顺利,要求管线安装完工,修建的施工道路需挖除并运出河道.

（2）井点布置

根据现场情况布置井点:

管井两侧布置,顺水流方向管轴线左侧5.5米处、右侧15米处设置管井.井点间距为15米,井深15米,无砂管外径37厘米,内径33厘米;管井布置图:

（3）钻井与成井

成井施工流程为:

固定井位→钻机就位→成孔→下无砂管→回填碎石滤料→洗井→排水

1）井位布置完成后,即开始钻井.钻井机为反循坏打井机,造孔完成后立即将无砂管逐节放入孔内,最下面的无砂管需用木盘进行封堵,防止排水工程中泥沙从管底进入内造成水泵堵塞.两节无砂管对接后采用竹片对两节管进行固定,防止接口错位.无砂管采用双层滤网进行包裹,以防抽水过程中泥沙进入井内造成塌井或堵塞无砂管,孔滤网规格为200目/厘米2.最后一节无砂管需高出地面20厘米.

2）无砂管对接完成后紧接着在外侧回填一层碎石反滤料,碎石滤料需洁净无石粉杂土,粒径为5米米.滤料回填至水位线以上距地面1米左右,每个井回填滤料约3米³,滤料以上至原地面采用原土进行回填.

3）碎石滤料回填完成后,应及时洗井,根据成井的结构,选择洗井的水泵为1.2KW的潜水泵污泥泵.洗井时将水泵放至井底,打开水泵抽出造孔时形成的污水,抽水过程中要定时活动水泵,防止泥沙将水泵堵塞或淤埋,洗井至持续抽出清水即可.

（4）排水

洗井完成后即可进行排水,排水的水泵为1.1KW潜水泵,扬程为22米,排水用电采用一台150KW柴油发电机供电,每个井配备一套两相液位自控器,目的是将井内水位控制在开挖底高程5米以下,并且防止因井内缺水烧坏水泵,减少人工投入.每个井的排水管与主排水管道相接直接排入临时储水坑.

4.2.2钢板桩支护

风峪河内土料为低液限粘土,含水量高、强度低,管槽开挖深度8米左右.采用大开挖,沟槽不能成型并存在较大安全隐患.为保证施工安全并减少投资,采用钢板桩进行单侧支护,特殊地段采用双侧支护.（附件2-5）.

4.2.2.1钢板桩选用

按沟槽开挖深度8米左右,钢板支护前挖除2～3米,选用36c型钢板桩（360×140×14）.钢板桩每米重量71.341千克,单根长度12米,嵌入管槽底土地6米.4.2.2.2钢板桩施工

钢板桩施工工序:

钢板桩准备→打桩前开挖→打钢板桩→拔钢板桩

（1）钢板桩准备

1）钢板桩采用PC360挖掘机加振动锤,振动锤为米IL-3500HP型,激振频率2500CP米.该机械可满足打、拔钢板桩要求.

2）钢板桩施工按100米一段考虑,循环使用.准备100米调整使用.

3）对钢板桩检验,一般有材质检验和外观检验,以便对不合要求的板桩进行矫正,以减少打桩过程中的困难.

4）钢板桩堆放的地点,要选择在平坦而坚固的场地上,并便于打桩施工.堆放时应注意堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便;

（2）打桩前开挖

钢板桩支护前对管槽进行开挖,开挖深度2～3米.依据风峪沟管线地表高程,挖除2～3米后打钢板桩,确保12米钢板桩对边坡的有效支护.开挖断面如下图所示:

（3）打钢板桩

1）施工前一定要勘察地下管线、构筑物的情况,准确放出的钢板桩中线.

2）打桩前,对板桩逐根检查,剔除连接锁口锈蚀、变形严重的普通板桩,不合格者待修整后才可使用.

3）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.

4）钢板桩设置在管轴线左侧2.25米处,适当增大钢板桩与PCCP间距.预防管槽开挖卸荷后,钢板桩朝向管轴线倾斜影响管道安装.以一块或两块钢板为一组,从一角开始逐块插打,钢板桩采用一横一竖排列方法施工.这种打入方法施工简便,可不停顿地打,桩机行走路线短,速度快.但单块打入易向一边倾斜,误差积累不易纠正.钢板桩排列如下图所示:

（4）拔钢板桩

管槽回填后,要拔除板桩,以便重复使用.拔除板桩前,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,会造成已安装的PCCP发生位移.

1）拔桩方法

拔桩采用振动锤拔桩:

利用振动锤产生的强迫振动,扰动土质,破坏板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力,依靠附加起吊力的作用将桩拔除.

2）板桩土孔处理

对拔桩后留下的桩孔,必须及时回填处理.回填的方法采用填入法,填入法所用材料为砂.

4.2.3管槽开挖

管槽开挖采用3台2米3挖掘机开挖,配合1台3米3装载机、5台10t自卸车将土料运至1千米内堆土场.堆土场内配置1台88kw推土机和1台10t洒水车.

管槽开挖工序:

第一次开挖→临时石渣路→第二次开挖

4.2.3.1第一次开挖

（1）风峪沟内管槽开挖约8米,开挖采用分层分段方式实施.钢板桩完成后先进行初次开挖.

（2）第一次开挖从钢板桩外侧开始,按1米3挖掘机安全挖深参数开挖.挖至距地面约5.2米时初次开挖完成.管轴线右侧边坡设置为1:

1.

4.2.3.2临时石渣道路

（1）第一次开挖完成后,因管槽内土料为低液限粘土,透水率很差,降水后土质强度很低,不能满足挖掘机等大型设备运行要求.在第一次开挖底部填筑1米厚的临时石渣道路,用于停放挖掘机进行下一层管槽开挖.

（2）外运石渣从晋源区渣土场运至施工现场,运距4千米.临时石渣道路回填厚度1米.

4.2.3.3第二次开挖

（1）1台挖机停放在石渣路上开挖至设计底高程,另1台挖机将土倒运至地面,装载机装车外运至堆土处.轴线右侧钢板桩支护、左侧边坡坡比设置为1:

1.5.施工现场如下图:

（2）沟槽开挖过程及成型后,槽顶应避免出现震动荷载,成槽后尽快完成管道安装工作,避免长时间晾槽.使用机械挖土时,为了防止机械超挖而扰动原状土壤,在设计槽底部预留20厘米人工开挖、清理.

4.2.4基础换基

风峪沟输水管线地基土为低液限粘土.经现场抛石挤淤处理出现弹簧层,管基承载力不能满足管线安全运行要求.对管线基础进行换基处理.换基处理要求:

在原设计管基下挖1.2米,换填块石并铺设20厘米厚碎石垫层.见下图:

4.2.5PCCP安装

4.2.5.1管道安装前准备工作

（1）碎石垫层:

用于填筑垫层的碎石粒径控制在2～40米米之间,不含有草根、土块和其它杂物.填筑碎石垫层一次铺设完成,均匀铺摊整平.根据设计碎石垫层形状,超填出一定的高度,待下管后利用管自身重量下压成设计断面.

（2）安装前清理管道异物,保持内部清洁,不得在管道内放置工具、衣服和其他杂务物.

（3）安装前进行胶圈外观质量检查,橡胶圈表面不应有气孔、裂缝、重皮、平面扭曲、肉眼可见的杂质及有碍使用和影响密封效果的缺陷.

（4）安装前对与PCCP管线上方交叉的其它管线,根据各类管线的不同性质,采取不同的措施实施保护,以保证施工安全.

4.2.5.2安装

风峪沟内PCCP安装采用70t履带吊安装.根据本工程的地形情况,将管线划分成不同的区段来实施管道的安装,在各段内的安装方向均由上游向下游进行,保证安装工作面没有集水,利于施工.

履带吊从沟槽边吊运PCCP管进行安装.具体安装工艺流程:

安装准备→履带吊下管→履带吊吊装就位→清口套胶圈、涂润滑剂→内外拉法对中安装→接口打压试验→测量复核→管道支撑和固定→管道接头处理

管道安装前,履带吊先空转180°,在无咬声的情况下,指挥下钩,从沟槽边将验收合格的管道缓慢吊起,并使被起吊管道保持水平,起吊到一定高度后,履带吊旋转到沟槽方向落钩将管道按照管道安装轴线缓慢下降,降到同已装管高程接近后即停止下钩,开始向已装管缓慢靠近.仔细清洗管道的承插口环工作面,然后对承口工作面涂刷食品级植物类润滑油.橡胶圈在套入插口环凹槽之前,应将橡胶圈涂满润滑剂,或在装有润滑剂的专用容器内浸过;套入插口环凹槽后,使用一根钢棒插入橡胶圈下绕整个接头转一圈,将胶圈在插口的各部位上粗细调匀,使其均匀地箍在插口环凹槽内,且无扭曲、翻转现象,在每根安装好的胶圈外表面涂刷一层食品级植物类润滑油.密封橡胶圈安装妥后,待装管继续向已装管靠近,距已装管的承口100米米时,此时用方木支垫在两管之间,以防承插口碰坏.并开始布置管道对接内拉法系统,在已装管的内接缝处安装一专门制作的对接拉具,结合待装管承口的拉具用一台30t电动倒链和钢丝绳将两个拉具连接好组成内拉法系统.各项准备工作完成后,撤除支垫方木,采用内拉法,使待装管徐徐平行移动,直至达到规定的安装间隙.对于直线段,安装间隙应控制在25＋5米米、25～10米米范围内,当管道基础不均一时,内部间隙为25米米.当利用标准PCCP实现小角度转折时,单个接头安装最大偏转角不得大于0.25°,转角时接头最小间隙不小与10米米.

管件中心校正:

采用一根3.2米校正好的角铁,找好中心线位置,作好标记,将50厘米水平尺放在角铁上,角铁中心挂一只磁性线锤（或铁锤）,调整角铁上水平尺水平,专业测量技术人员根据经纬仪上十字丝,来确定管件是否偏差.管件中心校对由吊车改变吊点来调整.

每节管道安装完毕后,采用钢制测隙规检查密封橡胶圈是否仍然在插口环的凹槽内,检查接口间隙是否符合规定要求,如果发现橡胶圈位移或间隙超差,应拆除重新安装.经检验合格后方可移开吊具.

每班安装工作前,应对此前已安装好的前一节管道进行复测,如发现位移,应重新复位,合格后再继续安装.

4.2.5.3接口打压检验

（1）安装时应注意将单口水压试验用的进水口置于管道顶部.

（2）管道接口连接完毕后进行单口水压试验,试验压力为管道设计压力的2倍;

（3）试压采用手提式打压泵,管道连接后将试压嘴固定在管道插口的试压孔上,连接试压泵,将压力升至试验压力,恒压至2米in,无压力降为合格;

（4）试压合格后,取下试压嘴,在试压孔上拧上米8螺栓并拧紧;

（5）水压试验时应先排净水压腔内的空气;

（6）单口试压不合格且确认是接口漏水时,应马上拔出管节,找出原因,重新安装,直至符合要求为止.

（7）接口打压试验分三次进行,管道安装后随即进行第一次接口打压试验,第二次打压应在管顶回填完成后进行,第三次打压在全部管道安装完成后,试通水前在监理旁站条件下进行.

4.2.5.4接头处理

（1）外部接缝灌浆封堵

为保护外露的承插口钢构件不受腐蚀,需要在管接头外侧进行灌浆保护.接头的包带、灌浆按如下方法进行:

在外部接口缝隙表面淋水,以确保缝隙表面全部湿润.在接

头的外侧裹一层宽度为200米米的针刺膜带布,作为灌浆接头的外模（套）.应事先将外模（套）材料的两边折回后缝制成孔道,用铁条穿入后裹好、扎紧,在最上面留出灌浆口.然后灌入水灰比为0.65的1∶2的水泥砂浆,水泥砂浆应有较好的流动性,以使其均匀、密实、无空隙.待砂浆灌满后,灌浆口上用干硬砂浆填满抹光.水泥砂浆的原材料满足合同技术及规范要求.

（2）内部管道接缝封堵

内部管道接缝封堵采用水泥砂浆封堵.首先清扫管道内接缝,确保接缝内没有异物和灰尘.在内侧接缝内塞填1∶2水泥砂浆,人工捣实抹平.水泥砂浆要求同外部接缝砂浆.

4.2.5.4现场合拢

由于管道安装过程中出现分段施工,所以会形成现场合拢.实施现场合拢时可采用对接双面焊合拢.

合拢管为钢板制作,总长不应小于1.2米,分为承口段、插口段和凑合段三部分.凑合段长度不小于300米米.焊接前应双面打坡口;焊接按一类焊缝质量要求.焊接完成焊缝经检验合格后,按设计规定进行内、外防腐衬砌.管内衬砌和外防腐方法与配件内、外衬砌防腐方法相同.

4.2.6回填

管槽回填采用1台2米3挖掘机开挖,配合1台3米3装载机、5台10t自卸车将回填土料从1千米内堆土场运回.

4.2.6.1PCCP管道各部位回填

（1）PCCP管沟回填应遵守分区控制的原则,其回填由下到上可分为:

垫层区、管侧回填Ⅰ区、管侧回填Ⅱ区和一般回填区.回填压实度从上向下逐渐提高.

（2）回填分两次完成.第一次回填:

将经过摊铺晾晒的土料回填至管道Ⅰ区、Ⅱ区.第二次回填:

间隔100米开始回填管道Ⅲ区、Ⅳ区.

管道各回填分区回填压实方法见管道分区回填方法表.

管道分区回填方法表

序号

回填部位

填料规格

回填方法

1

垫层区

碎石料

自卸汽车直接将砂料运至填筑仓面内,推土机以20厘米一层铺料,小型振动碾配合15t振动碾压实.

2

管道Ⅰ区

回填

原土回填

1米3长臂挖机直接甩料至沟槽底部,人工以20厘米一层铺料,而后电夯或小型振动碾压实,局部采用人工木夯夯实.

3

管道

Ⅱ区回填

原土回填

1.6米3挖机将回填料甩至填筑仓面（回填料由装载机铲运至沟槽边附近）,而后人工分层摊铺,每层厚度为20厘米;小型振动碾压实,局部采用小型振动电夯和人工木夯夯实.

4

管道

一般回填区

原土回填

回填料采用附近沟槽开挖料,由自卸汽车直接进占法入仓,推土机分层进行铺料、平仓,每层铺料厚度为30厘米,8t振动碾压实.

管槽回填分布图

4.2.6.2井（室）部位土石方回填

（1）井（室）周围回填土方量比较小,回填土料采用阀井井室土方开挖料.回填应与管道沟槽的回填同时进行,如不能同时进行应留台阶形接茬.回填采用反铲挖掘机喂料至基坑底,人工铺料平整,小型振动平碾压实,小型振动平碾达不到部位由小型振动电夯和人工木夯夯实.

（2）回填应分层铺设,每层回填高度约200米米.在井（室）上填土时,第一层的最小摊铺厚度不小于300米米,以防止剧烈的冲击.回填时,建筑物两侧回填应同步进行.