合肥经开区佛掌路 施工方案.docx
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合肥经开区佛掌路施工方案
顶管施工专项方案报审表
工程名称：
合肥经开区佛掌路（穿晶弘电器）污水管道维修工程编号：
致：
安徽省恒信工程监理有限公司（监理单位）
我方已根据施工合同的有关规定完成了合肥经开区佛掌路（穿晶弘电器）污水管道维修工程顶管施工专项方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。
附：
顶管施工专项方案及专家论证意见
承包单位（章）________________
项目经理________________
日期___
专业监理工程师审查意见：
专业监理工程师________________
日期________________
总监理工程师审核意见；
项目监理机构________________
总监理工程师________________
日期________________
深基坑施工专项方案报审表
工程名称：
合肥经开区佛掌路（穿晶弘电器）污水管道维修工程编号：
致：
安徽省恒信工程监理有限公司（监理单位）
我方已根据施工合同的有关规定完成了合肥经开区佛掌路（穿晶弘电器）污水管道维修工程深基坑施工专项方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。
附：
深基坑施工专项方案
承包单位（章）________________
项目经理________________
日期___
专业监理工程师审查意见：
专业监理工程师________________
日期________________
总监理工程师审核意见；
项目监理机构________________
总监理工程师________________
日期________________
深基坑施工专项方案审批表
工程名称
合肥经开区佛掌路（穿晶弘电器）污水管道维修工程
施工单位
安徽四方建设工程有限公司
有关部门会签意见：
结论：
审批单位（盖章）
审批人
总公司工程师：
（签名）
佛掌路（穿晶弘电器）污水管道维修工程专家意见纪要
建设单位
合肥海恒项目管理有限公司
工程地点
合肥经开区
工程名称
佛掌路（穿晶弘电器）污水管道维修工程
会议地点
会议议题
时间
结论：
专家成员
专家组长
日期
合肥经开区佛掌路
（穿晶弘电器）污水管道维修工程
深
基
坑
施
工
专
项
方
案
编制：
审核：
审批：
安徽四方建设工程有限公司
2013-2-17
第二章、施工现场布置
2.1、工作井布置
第三章、施工准备
3.1、准备工作
第四章、顶管施工技术措施
4.1工程测量
4.2顶管施工
第五章、深基坑施工技术措施
5.2深井降水和倒挂井施工
第七章、雨季施工措施
第一章、工程概况
1.1、工程概况
1）工程名称：
佛掌路（穿晶弘电器）污水管道维修工程
2）工程地点：
合肥经开区
3）工程规模：
本工程位于合肥经济技术开发区中部，佛掌路（穿晶弘电器）污水管道维修工程，北起紫石路南至云谷路。
新建DN800污水管中心线位于紫石路（莲花路）道路红线以南（东）3~4米，自东向西经莲花路向南接至云谷路现状DN1200污水管。
新建DN800污水管全长877米。
施工图范围内的污水外排工程，含砼管道铺设、顶管、顶管工作井、顶管接收井、污水检查井等。
工期60天，工程质量合格。
1.2、工程相关单位
建设单位：
合肥海恒项目管理有限公司
监理单位：
安徽省恒信工程监理有限公司
设计单位：
济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司
施工单位：
安徽四方建设工程有限公司
勘察单位：
合肥市勘察院
1.3、编制原则
依据佛掌路（穿晶弘电器）污水管道维修工程施工设计图纸。
现场勘探及业主提供的其它有关资料。
执行国家及有关技术规范、规程、标准。
我公司ISO9001：
2000《质量保证手册》、质量体系程序文件及顶管施工中积累的丰富经验。
1.4、项目成果目标
我公司对本工程极为重视，多次召集技术人员现场勘察，研究施工方案，制定合理工期计划，我们将通过精心组织、科学管理、规范施工，确保达到以下目标：
（1）工期目标：
按合同规定要求，工程总工期2个月（60天，以监理工程师发布开工令为准）。
竣工时做到工完料尽，场地清，设备清，临时设施清。
（2）质量目标：
本工程的质量目标为合格，并对工程质量责任实行终身责任制，保证整体工程竣工时一次验收通过。
（3）安全目标：
坚持“安全第一，预防为主”的方针，确保该工程不发生重伤以上安全事故，符合有关安全施工的各项规定，服从业主对安全的管理检督。
（4）文明施工、环境保护：
该工程创文明施工标准化工地。
执行政府有关部门和业主关于安全文明施工、环境保护的各项法规及制度，服从业主对安全文明施工的管理检督和检查。
第二章、施工现场布置
2、1工作井布置
根据施工图纸及现场勘察、测量后，施工布置如下：
、W1井—W6井段（莲花路东）管道深度在3.4米—3.8米（如下图），此段管道中心线在两高压线中间，无法沉井施工，此段顶管拟采用人工顶管顶进。
分别在W2井、W4井和W6井处设置工作井，工作井深度在3.5米左右，工作井计划采用倒挂法施工，墙后0.37米，每2米设置钢筋混凝土圈梁一道，并在井口加混凝土压顶。
、W6井——W9井，此段位于晶弘场内施工区，经测量施工区内场地高程低于紫石路路面高程2米左右，管道埋深（见下图）2.8米左右，管道覆土厚度不能满足管道顶进要求，故此段拟采用明挖施工法。
、W9井——W12井，此段位于晶弘电器生产厂区内，管道埋深（见下图）在4.9米—5米。
工作坑设在W12处，深度5米，工作井计划采用3米高度沉井，开挖地面标高下负2米为工作井起沉平台，开挖系数为1:
1~1:
1.2，并做好施工排水措施。
工作井上部采用砖砌结构，墙后0.37米厚，井口做混凝土压顶一道。
此段顶管施工方式采用泥水平衡法或土压平衡法顶进。
、W12—W13（原紫石路污水井）为过紫石路接佛掌路原污水井，长35米且接收井在交口中，机头无法取出，故此段拟采用人工顶管法施工。
2.2、工作坑大小的确定
工作坑的大小（D），是根据顶管管材、千斤顶的长度和顶进时预留长度等确定的：
泥水平衡法施工工作井的大小
D=L1+L2+L3+L4=2.2+3+0.6+0.7=6.5米
L1——管道长度（米），2.2米
L2——千斤顶长度（米），3米
L3——靠背厚度（米），0.6米
L4——顶进管节预留在轨道上的最小长度（米），0.7米
综上所述，本工程施工管径为DN800顶管，泥水平衡法施工工作井内经为Ф6.5米。
土压平衡法施工工作井（底部沉井，上部砖砌结构）的大小：
D=L1+L2+L3+L4=2.2+1.2+0.6+0.5=4.5米
L1——管道长度（米），2.2米
L2——千斤顶长度（米），1.2米
L3——靠背厚度（米），0.6米
L4——顶进管节预留在轨道上的最小长度（米），0.5米
综上所述，本工程施工管径为DN800顶管，泥水平衡法施工工作井内经为Ф4.5米。
人工顶管法施工工作井（砖砌结构）的大小：
D=L1+L2+L3+L4=2.2+1.2+0.3+0.3=4米
L1——管道长度（米），2.2米
L2——千斤顶长度（米），1.2米
L3——靠背厚度（米），0.3米
L4——顶进管节预留在轨道上的最小长度（米），0.3米
综上所述，本工程施工管径为DN800顶管，人工顶管法施工工作井内经为Ф4米。
第三章施工准备
3.1、准备工作
3.1.1、技术方面
首先组织人员熟悉图纸，做好技术与质量、安全交底工作。
组织有关人员研究图纸和投标阶段施工组织设计，并在此基础上编制更为详细的施工组织设计和各单项工程的施工技术方案，指导工程施工，并贯彻到管理人员和操作工人。
合理布置施工场地，根据图监理工程师提供的测设基准资料和测量标志，进行现场坐标、高程测量，并将测量结果提交监理工程师核查，作为施工放样的依据，在此基础上建立施工控制网，以便对整个标段的建筑物实行同精度控制，确保工程质量。
3.1.2、原材料供应方面
由于本工程质量要求高，所以对自购材料的产地、厂家、质量严格把关，按规范要求使用前分批量抽检，合格的才能使用，并经业主、监理工程师认可，有必要的质保资料和复检报告。
所有材料均经现场取样试验合格后方可用于工程。
根据设计要求，管材均采用F型砼顶管管材，接口采用柔性橡胶圈。
选用优良管材，并处理好管子接口对顶管施工是十分重要的。
对于成套管材，要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。
所有材料通过汽车运至施工现场，原材料供应从货源、规格、计划、用量、采购办法、运输管理以及进场时间等方面列出周密详细的材料计划表，以确保工程的顺利进行。
3.1.3、设备供应方面
为确保工程质量，保证工程进度要求，我公司计划在工程施工过程中，利用机械顶管设备施工。
本公司其他设备充裕，状况良好，可根据工程进展情况，随时调配机械设备，具体机械设备供应状况见下表。
拟投入本工程的主要施工机械表
序号
机械种类
型号
功率
数量
新旧
程度
是否自有
备注（进退场时间）
1
泥水平衡顶管掘进机
MEP型
1台套
90％
自有
随时
2
汽车吊车
25T
1台
70％
自有
随时
3
挖掘机
1M3
2台
85％
自有
随时
4
自卸汽车
4.5T
1部
80％
自有
随时
5
泥浆罐车
1台
90％
自有
随时
6
31.5MPa千斤顶
400t
2台
85％
自有
随时
7
油泵
66L/min
1台
85％
自有
随时
8
电焊机
2台
90％
自有
随时
9
水泵
2台
90％
自有
随时
10
钢筋加工设备
1台套
85％
自有
随时
11
模板加工设备
1台套
85％
自有
随时
12
砼振捣设备
3台
85％
自有
随时
13
砼拌和机
0.35M3
1台
90％
自有
随时
14
砼切缝机
1台
85％
自有
随时
15
风镐
3台
80％
自有
随时
3.1.4、劳动力计划
本次顶管工程我公司计划安排1个机械顶管施工队，1个工作井、接收井施工队,1个普工施工队。
人员组成：
（1）管理人员：
技术干部5人，后勤人员2人，
（2）工作井、接收井施工：
模板制作10人，钢筋制作5人，砼浇筑5人，辅助工5人，
（3）机械顶管施工：
顶管工程一般要求24小时连续施工，每台套顶管设备需人员配备如下：
序号
工种
数量
职责
1
技术人员
2
施工技术、质量管理，数据收集分析，发现并解决问题
2
机头操作员
2
操作机头运转、顶进，读取测量数据，分析偏差、纠偏，记录顶进数据
3
控制台操作人员
2
操作主千斤顶、泥浆泵、压浆泵，调整顶速、泥浆流量等
4
注浆工
2
拌浆，调整注浆量及注浆压力
5
电工
1
设备及配套电器的供电及运行安全
7
吊车驾驶员
2
起重机械操作
8
辅助工
5
接、拆进排泥管，挂钩
合计
16人
（4）普工施工：
瓦工4人，辅助工10人，总计59人。
3.1.5、向监理工程师提出开工报告单
根据技术条款要求，在分部（分项）工程开工前，向监理工程师提交开工报告单。
该报告单得到监理工程师审批后，才能开工。
3.2、临时设施
3.2.1、临时设施位置及搭建标准
工地布置时因考虑到施工方便，故办公及居住用房在附近租房，施工现场只搭设值班工棚。
工地配备货车一辆，供工地购买零星材料。
3.2.2、标志牌设置
我单位将在建设工程项目部、主要施工段的出入路口或项目监理指定的位置设置施工标志牌。
3.2.3、施工用电
根据工程特点，主要用电设备有顶管机、潜水泵、搅拌机、现场照明等。
工作时最大用电量约100KW，实际考虑用电量100×1.2=120KW。
施工用电在施工工作井附近从主电线杆400KW变压器处接总下火配电箱，按表计费，费用自理。
线路布置时按三相五线制，每处下火均布设漏电保护器，并做到一机一闸，三级保护，确保用电安全。
为确保工程顺利、安全施工，工作坑及开挖部位低压（＜36V）照明，合理布置照明系统。
3.2.4、施工用水
施工中用水，由于机械顶管施工用水量较大，就近现场用水。
顶管工作坑、检查井施工，冲洗用水，养护、闭水试验及其它施工用水等废水，通过沉淀后，排入附近的污水管线中。
3.2.5、施工噪音控制
在选择施工设施、设备及施工方式时，我方将细致考虑由此产生的噪声对劳动力和周围地区居民的影响。
顶管现场施工平面布置及工作坑布置见下图。
顶管现场施工平面布置图
工作坑布置详图
第四章、顶管施工技术措施
4.1工程测量
4.1.1、交桩程序
在甲方提供完整的导线点和水准点后，组织技术人员对甲供导线点、水准点进行闭合测量，确认无误后，引测/布置各导线控制网和水准控制网。
测设各附属构筑物定位线和沟槽开挖线，并标出与管线冲突的地上、地下构筑物位置，建立临时水准点，测量管线的地面高程，以确定挖深。
4.1.2、施工控制桩的测设
测设控制桩的方法：
平行线法、延长线法及根据已有交桩和导线点引测在道路外增设布置临时控制点的方法。
4.1.3顶管施工控制测量
4.1.3.1测量控制网及井下测量平台的建立
4.1.3.1.1根据测量控制点，在井周围布设一个高精度的控制网，用以测放、检查和修正工作井井区和井下的测量点，如轴线点、井下的测量起始点和后视点等。
4.1.3.1.2测量平台置于井下顶管轴线上，靠近后靠背处，通过控制网将顶管测量起始点测放其上，并在井中布设2～3个稳固的后视点，以便互相校核。
起始点对顶管测量精度至关重要，故井下测量平台要单独设置，不与管道、设备、后靠背接触，不受顶管操作的影响，以保持其稳定性。
4.1.3.2顶管轴线与标高控制
4.1.3.2.1本工程顶管测量按直线顶管测量方法施工。
顶管方向与高程控制可直接用置于井下测量平台起始点上的激光经纬仪对管头上方的光靶即可。
激光经纬仪发射的激光束偏离光靶中心的距离，即顶管的偏差值，但方向相反。
4.1.3.2.2随着顶管进尺的增加，激光发射距离的增长，激光会发生散射，即打在光靶上的激光点会扩大，影响目视精度。
此时顶管轴线采用支导线法控制，标高采用支水准线路控制。
4.1.3.3顶管测量注意事项
4.1.3.3.1由于顶管的部分操作在工作井内进行，顶管过程中起始点和后视点发生位移是完全可能的，故每周均需对其进行检查校核，发现偏移过大需查明原因并及时修正。
4.1.3.3.2地面测量控制网上的部分点在顶管轴线上或工作井附近，可能因地面沉降等原因而移动，故也需不定期进行校核检查。
4.2顶管施工
4.2.1、泥水平衡式顶管的基本原理
在泥水式顶管施工中，为使挖掘面上保持稳定，必须在泥水仓中充满一定压力的泥水，泥水在挖掘面上可以形成一层不透水的泥膜，它可以阻止泥水向挖掘面里面渗透。
同时该泥水本身又有一定的压力，可以用来平衡地下水压力和土压力，从而保证周围地层和建筑物的稳定与安全。
泥水式顶管施工有以下优点：
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较大的条件下，它也能适用。
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。
因此采用泥水平衡式顶管施工引起的地面沉降也比较小。
③与其他类型顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土层表现得更为突出。
所以它适宜于长距离顶管。
④工作坑内的作业环境比较好，作业也比较安全。
由于它采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、搬运土方等容易发生危险的作业。
它可以在大气常压下作业，也不存在采用气压顶管带来的各种问题及危及作业人员健康等问题。
⑤由于泥水输送弃土的作业是连续不断地进行的，所以它作业时的进度比较快。
4.2.2、泥水平衡顶管机头、配套设备选择
根据工程区土质情况，我公司采用MEP型刀盘可伸缩式泥水平衡顶管掘进机施工，该机的主要结构为无铰式结构，对称分布6只500kN单作用油缸，既起连接两端机头的作用，又起纠偏作用，机头前端一次组装有刀盘、泥浆仓、胸板、机头倾斜仪传感器、变速箱、电动机等液压控制柜及操纵平台安装在机头后的管节中，机头空间设计合理。
配套设备主要有：
①进排泥泵：
我们选用r=1.3以下的离心泵作为进排泥泵，不仅能泵送清水，而且可泵送泥浆。
②基坑旁通：
基坑旁通可改变泥水循环方向，防止管内堵塞。
③泥水管路系统：
包括泥水钢管、泥水软管、手动明杆式闸阀、流量系统、隔膜式压力表等。
④顶管动力及照明配套：
按其配套动力负载功率（如下表）选择电缆规格，供电采用TN-S方式，三相五线制移动电缆。
电缆接头采用电缆接头箱。
该机械施工特点：
机头前端的挖掘装置由自动伸缩的全断面刀盘及随动刀架组成。
掘进时预调刀盘推力后，刀盘随土壤变化而前后移动，刀盘、刀夹相互配合自动调节切土口大小，保持预定推力不变，达到自动平衡正面土体压力的目的，机头前部还有与动力装置密封隔离的泥仓，调节泥仓内的泥浆压力即可平衡地下水。
该设备是一种具有自动平衡作用的顶管机头，是目前最适合软土地层顶进，扰动土体最小的机种。
4.2.3、测量放样
①顶管工程的测量工作是整个顶管工程质量的关键，它的实施好坏将直接影响到管线线形的平顺，甚至影响到顶管的顺利贯通，因此需精心实施，确保无误。
②本工程测量包括高程测量和左右偏差测量两部分。
③高程测量：
在地面上把永久性水准引测至井边，通过垂直吊钢尺引测至井下，设临时水准点，再在管道内架设水准仪测至机头内标靶，即可知道机头高程偏差。
④左右偏差测量：
可在后座设一激光经纬仪，在满足通视的条件下，直接看机头内标靶就可知道左右偏差。
⑤根据接收井预留口间隙，考虑到沉井土建施工存在误差，机头操作也存在误差，我们把管道内导线测量误差控制在±25mm。
导线测量测回数定为一测回，必要时增加测回数。
4.2．4、施工工艺概述
顶进工艺规定，允许顶力范围内最大顶距计算
根据设计要求，本工程管道顶进允许最大顶力Fmas=4000KN，因此，根据地质勘测报告给出的地质报告计算允许最大单向顶管长度LmasF=F1+F2F为顶力，F1为机头正向顶力，F2为管道摩阻，当采用泥水平衡法施工时，F1=1/4πD2γH（注浆减阻条件下）D为管道外径γ为土的容重，取20KN/m3H为管顶覆土高度，顶部硬壳层不计取最大值H=7米，F2=πDf，f为管壁与土的平均摩擦阻力。
本工程管道穿越土壤为软土类，f=4.0~6.0取f=4.5
F=F1+F2
4000=1/4π×0.962×20×7＋π×0.96×4.5×Lmas
Lmas=279.9m
本标段最大顶距为280米，根据计算，本工程管道顶进只采用注浆减阻，各顶段均不需要安装中继间。
但由于地下土质变化的偶然性，现场仍应准备两套中继间，以备土质变化时使用。
工作坑设备的安装与拆除导轨安装的质量是保证管道顶进质量的重要一环，导轨采用50Kg/m导轨，导轨与支架连接采用铁路防爬器，避免由于钢轨可焊性差采用焊接时造成月光焊或断裂。
导轨安装的标高，坡度、轴线位置必须准确无误，导轨要牢固可靠，中间不得有接点，安装完毕后要认真对其安装尺寸标高、轴线位置进行复核，符合规范要求后，方可进入下道工序施工。
顶管后背必须坚固，并对其强度进行顶力计算，如不能满足要求对其进行加固处理。
本工程顶进距离较长，采用3.0m×2.0m组合型钢后背，后背安装必须平整，钢后背后面用砂石塞实，确保不位移。
液压千斤顶及油泵的选择应根据每个工作坑的顶进长度、土的内磨擦角、管道直径，管道重量进行计算，合理选用千斤顶及油泵。
本工程φ800顶管采用400t液压千斤顶两台为一组。
液压千斤顶应对称布置，顶力中心应在管底以上1/3管径位置，其方向必须与管道顶进方向平行，千斤顶底部支承平台要搭设牢固，确保千斤顶的稳定性。
工作坑内设备安装完毕后如图：
顶铁的选择应小于液压千斤顶的行程，并考虑适当的安装间隙。
工作坑集水井内设φ100排水泵一台，并备用一台，确保工作坑内不间断抽水。
顶管工作坑内应设置低压照明设施，其电压不超过36V安全电压。
导轨和后背安装完毕要由安质部组织自检，自检合格后报验监理合格后方能开始顶进工作。
管道进、出洞措施
顶管工作中的管道进、出洞口工作是一项很重要的工作，施工中要充分考虑到它的安全性和可靠性，要派专职安全员负责整个开洞的安全工作。
进出洞的成功是整个顶管工程顺利完工的关键。
预留的管道进出洞口直径应比管外壁大150mm，预留的洞口处应预埋环形钢板，环形钢板上焊接螺栓，在管道进出洞前安装止水橡胶板，橡胶板的安装如图：
1-预埋钢环2-扇形压板3-环形橡胶板4-安装钢环5-混凝土管6-井壁
管道顶进施工准备：
顶管前要先将设备安装调试，安装好泥浆池，按泥浆配制方式调配泥浆，检验注浆设备。
检查施工材料的备料情况（包括管封、胶圈、澎润土，烧碱）和供电电压，备好泥土外运设施。
主要设备选择：
采用扬州产DBNPφ800的泥水平衡顶管机，配套4×250KN千斤顶、32Mpa油泵做为主顶设备，50L/min注浆泵，3KW砂浆搅拌机。
管道顶进：
管道开始顶进时，首先要对第一节管道的轴线，标高进行测量，以保证第一节管子的平稳准确进洞，管子进洞后，打开视频接受器，激光经纬仪，放下光靶，在顶进过程中随时观测管道走向，即时对管道的轴线和标高进行纠偏。
管道轴线偏差控制在40mm以内，标高控制在+30mm、-40mm以内。
在顶进过程中轴线偏差大于20mm，标高偏差大于10mm时必须纠偏，纠偏到一半时就应停止纠偏。
顶管正向压力控制：
管道顶进时，机头正向压力的大小要根据土质情况进行有效控制。
当土壤较硬时，正向压力可以相应减小，以免道路突起；当土质较松软或有流动性时，要加大正向顶力，否则容易造成路面下沉或临近房屋下沉。
正向顶力的大小根据机头前安装的膜式牛油压力表显示，正常情况下正向压力压强应控制在4KN/m2左右，当遇淤泥时正向压力压强应不小于6KN/m2~8KN/m2。
管道顶进中，应采取注浆减阻措施，浆液采用膨润土触变泥浆，配置应符合设计要求。
机头后的第一节管道应留有注浆孔，以后每隔两节管子放一节留有注浆孔的管子。
注浆的压力不宜过大，以防浆液流失而管道外难以形成浆套。
管道顶进过程中应根据前方机头仓内的泥浆情况，适时进行补泥浆和补水，该系统泥水平衡顶管系统中自备。
管道顶进的注浆减阻系统和注泥浆系统的系统图如图
每个工作井边应设置一个不小于4m*4m*1m*3格的砖砌泥浆池，以便泥浆的沉淀，沉淀出的泥浆应用封闭完好的罐车运至指定地点。
设备安装
整套顶管机械由顶管机头（含纠偏系统）、主千斤顶系统、排泥系统、触变泥浆系统、承力钢构件组成，安装分为井内、井外两部分。
参见设备安装工艺流程图。
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