过桥区专项方案.docx
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过桥区专项方案
胶州湾辅路污水一标段顶管过瑞昌路桥区专项方案
胶州湾辅路污水一标段顶管过瑞昌路桥区专项方案
（K2+127~K2+529，402米）
一、工程概况
此段污水汇水区域从瑞昌路以北汇入规划后海一号泵站，主干管管径为DN800，设计坡度为0.1%～0.2%，经泵站提升后排入现状海泊河污水处理厂，沿线将四方区欢乐滨海城瑞昌路污水排水口、辅路东侧瑞昌路设计污水管道接入，同时根据管线综合在规划道路路口预留污水管道。
根据《环胶州湾高速公路（市区段）拓宽改造工程工程地址勘察报告》得知，本工程大部分污水管道基础坐落于淤泥质粉质粘土、杂填土（建筑垃圾、砖块、石块及混凝土块）及部分素填土上。
二、施工思路
辅路污水瑞昌路桥区段埋深约8m，且污水管线距离两侧的中压燃气、电力管廊、输油管道等管线及建筑物较近，采取开挖的方式进行管道铺设可能会对周边管线造成影响，为保护周边管线和建筑物采取顶管的施工方式。
桥区段桩号从K2+127—K2+529，该段管道埋深约8米，底标高约为-2.70米。
该段管线穿越环湾大道东侧四处匝道，并穿主桥及两座人行道桥。
其中，管线外边缘到主桥桥台最近距离为13.5米，离两侧人行道最近桥台距离为2米。
由于现场地质情况复杂，含有大量的石块和生活塑料垃圾，无法选用气压平衡和泥水平衡顶进方式，管道埋深较大，且穿越桥区，一般施工工艺很难保证施工质量与安全，故采用挤压配合手掘式顶管进行施工，辅以专项措施防止沉陷。
三、顶管施工防沉降措施部署
顶管过程中靠近管线的建筑物有两个人行道桥台（距离管道2m），桩深为：
19m。
主桥距离管线最近桥台为13.2m，埋深为：
31m，管道埋深为6.58~7.3m，管道埋深低于桥台埋深且距离较远，对主桥桥台影响不大。
3.1工作井井区现场布置
在工作井的井口周围需要占用一定面积的土地，以布置顶管施工的地面机械设置，包括起重机、空压系统、油压系统及泥浆系统等、供水供电、管节堆场、临时堆土场、车辆进出通道以及加工维修场地、值班室等临时设施。
工作井内需设置钢制带扶手爬梯，供施工人员上下，井口设安全护栏。
3.2施工现场用电、用水
每座工作井顶管期间用电量需要80kw，接收井需要15kw，根据现场情况，无城市供电接驳点，我部组织120kw发电机组一套，且备用80kw一套，基本可以满足施工。
施工用水不多，可采用在湖岛河河水作为膨润土泥浆搅拌用水。
3.3办公和生活区布置
现有的施工临时设施、办公和生活用房已租用附近民房解决。
3.4顶管管材
顶管管材的混凝土强度等级为C40，管道内径为800mm，管壁厚度80mm，单节管长2m，单节重量约2.1T。
3.5工作井接收井
本工程工作井、接收井及检查井采用商品混凝土。
井壁采用C25，封底采用C25，垫层采用C15。
四、主要工序施工方法
4.1施工测量
4.1.1交桩及复测
施工人员进场后即与监理工程师取得联系，实施现场交接桩，交接桩后即进行复测：
绘制控制测量布置图，实施闭合导线控制测量，补设或根据施工需要增设控制点，并进行固桩、护桩。
4.1.2施工测量
采用激光经观察纬仪配合测量靶子测量。
把激光经纬仪安装安装校正好后，经纬仪有一束光打在掘进机头的光靶上，观察光靶上光点的位置，就可以判断管子的高低和左右偏差。
在顶第一节管（工具管）时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过300mm，保证管道入土的位置正确；管道进入正确的顶进作业后，测量间隔不宜超过1000mm。
4.2施工平台搭建
工作井的结构类型采用钢筋混凝土，应根据地面环境条件，地质水文情况，施工设备条件、工作井后座反力、管道直径、埋置深度等因素进行选择。
工作井的内径空尺寸和深度，应满足施工阶段的要求。
可根据采用的顶管工艺，按《给排水管道工程施工及验收规范》有关规定计算确定。
顶管施工完成后，工作井的内部空间可利用修建污水检查井。
工作井及接收井结构类型及平面形状见详图。
采用钢筋混凝土结构，施工方法采用沉井法。
4.2.1后背墙
后背墙的刚度及稳定性决定顶管的成败。
利用沉井壁做持力墙需要增加持力墙强度，拟利用增加持力墙厚度50cm及5cm钢板增加后背反推力，确保顶进成功。
4.3顶管施工
4.3.1概述
桥区管线长度402m，管道平均深度约8m。
顶管施工是先制作安装工作井，在井内安装主顶油缸系统提供水平顶力，然后将混凝土管一节一节的从工作井的前墙预留洞口中退出进入井外层土中，直到接收井入洞。
在管道的前端设置一节顶管机头，顶管正面土体靠机头维持平衡，在管道向前顶进的途中通过机头逐步将前方土体挖掘进入管道内，然后运输到后方工作井并提升至地面弃走。
为按期完成本工程施工，采取24小时连续施工作业。
4.3.2顶管工艺的选择
我国当前顶管工程施工工艺有：
手掘配合挤压式、土压平衡式、泥水平衡和气压平衡四种，由于土压平衡式和泥水平衡在施工过程中需要大量的泥水排放空间，按青岛市目前环境要求，施工环境压力相当大，且在杂填土地质情况下进行施工难度较大或成本较高；手掘配合挤压式，它对现场环境影响小、适用于地质条件复杂、占用场地小、简便及施工进度快的优点。
为保证试验段的成功率，满足在普遍地质条件下的施工工艺，我们实验段工艺采用手掘配合挤压式施工工艺。
4.3.2.1手掘配合挤压式顶管工艺及原理
首先，用主顶油缸把手掘式工具管放在安装牢靠的基坑轨道上。
其次，用主顶油缸慢慢的把工具管切入土中。
在初始顶进的过程中应特别加强测量工作，如果在出洞时就出现大量涌土，就说明要么辅助方法没有奏效，要么选用的方式不适应该土质条件，手掘式顶管在注浆时第一环注浆应在工具管后的管子上。
由于顶管顶进深度范围土质较差，开挖时容易引起塌方，故采用先顶进后挖的方法施工。
它是一种敞开式顶管工艺，因此要防止发生有毒、有害气体中毒现象。
本工程采用鼓风形式排出有害气体。
4.3.2.2手掘配合挤压式工具管的组成和施工原理
工具管组成部分为：
壳体、纠偏油缸、液压阀、高压油管、测量、照明。
我们采用两段式壳体分为前后两节，前节安装纠偏油缸，后节壳体活动的部分内装备密封圈，以防止泥水侵入，后壳体与第一节混凝土管连接。
工具管口采用网格式就是在刃口内安装上网格式水平墙板，其优点：
在管内取土变成矩形后，上下左右之间的空间比较大，布置起来比较深；工具管较短，质量比机械式轻，使用纠偏力较小，最大纠偏角不大于2.5°；纠偏油缸的工作压力在21mpa—32mpa就可以满足施工要求。
挤压式工具管使用应注意要点：
用主顶油缸把工具管挤到土里，而被挤压的土则从工具管排土口排出，它仅用于较软的粘土中才能使用，可以用排土率衡量使用与否，挤进的土体积与出土口的体积比在95~100%可使用，如出土量太少，地面易隆起，出土量如果太多，地面就会沉降，地表产生不规则裂缝，相对沉降较迟缓，需要一段时间后才能产生下沉裂缝，多与管道平行。
这就要根据土质确定开口率，一般在1~5%之间。
4.3.2.3油泵顶力计算
根据公式：
P=n*Po
其中P为总顶力
n为土质系数
本工程土质为淤泥杂填土等，取1.5~2.0。
为顶进管子自重，按80m算，Po=80*2.5=200T。
则总顶力P=2*200=400T。
考虑地下工程的复杂性及不可预见性，顶管设备取1.5倍左右的储存能力，设备顶进应力为600T，可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300T。
4.3.3顶管工艺流程
施工准备-工作井施工-设备安装-出洞-顶进（注浆减阻）-挖土外运-测量-出洞-水泥浆置换
4.3.3.1顶管设备及安装
顶管设备包括工具管、油泵、千斤顶和导轨。
当工作井封底后，安装好安全围栏和爬梯，然后将上述设备龙门架吊入井中。
吊管时采用16T吊车，进行管道吊装。
工作坑出土采用吊车出土，人工配合。
余土全部装车外运。
导轨安装：
导轨用型钢和P38以上钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用螺栓紧固于钢横梁上，以便装拆。
钢横梁置于工作井底板上，并与底板上的预埋铁板焊接，使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的、牢固的整体。
两导轨安装要顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致，安装允许偏差为轴线位置±3mm，顶面高程0-＋3mm，两轨内距±2mm，安装保证牢固，不产生位移，并经常校核。
千斤顶安装：
千斤顶要固定在支架上，并与管道中心垂直对称，合力方向在管道中心垂直线上，千斤顶对称位置，油路并联并有进退油控制系统。
安装油泵及运转：
油泵设在千斤顶附近，油管子要顺直、转角小。
穿墙止水：
穿墙止水是安装在管节外壁与井壁之间的构件，其主要作用是在顶进过程中防止工作井外的泥水沿管壁流入井内。
其主要组成由预埋法兰地盘、橡胶板、刚压板、垫圈与螺栓。
法兰盘应预先埋设在混凝土井内，中心正确，端面平整，安装牢固，螺栓丝口应妥善保护，水泥浆应预先清除。
顶管机头安装：
机头吊入井内前进行详细检查；卸机头时应平稳、缓慢，避免冲击、碰撞，并由专人指挥，确保安全；机头安装在导轨上后，应测定前后端的中心方向偏差和相对标高，做好记录，机头与导轨的接触面必须平稳、吻合；机头必须对电路、油路、气压、泥浆管路等设备进行逐一连接，各部件连接牢固，不得渗漏，安装正确，并对各个分系统进行认真检查和试运行。
4.3.3.2顶管管材本工程顶管管材全部为预应力钢筋混凝土管材,管材出厂前要进行质量检查、合格后方可运到现场。
管材运输要垫稳、绑牢,不得相互撞击;管材装卸要使用兜身吊带或专用工具起吊,防止接口部位损伤。
加强现场预制管的成品保护,管材直接放在平台专用导轨上或专用导轨延长线上（管材数量较多时）,并使用方木楔打掩稳定,以减少现场二次搬运工作量并确保施工安全。
起重设备经检查、试吊,确认安全可靠后,再将封闭主梁洞口的活动平台移开,敞露主梁洞口进行下管操作。
下管时顶管工作坑内和主梁洞口周边严禁站人。
当预制管节下管距顶管工作坑底顶进导轨小于50cm时,操作人员方可进前工作。
4.3.4手掘配合挤压式顶管.
4.3.4.1顶管出洞
顶管出洞是指顶管机头和第一节钢筋砼管从前墙破出洞口封门进入土中，开始正常顶管之前的过程，是顶管的关键工序，也是容易发生事故的工序。
当井内、外的准备工作全部准备好后，可将机头吊放在井内轨道上，调整好方向，开始顶管出洞。
工作井壁前墙有机头及管道出洞的预留洞口，为防止井外水土从预留洞口与机头外壁之间的缝隙流入工作井内，预留洞口与管道间设有密封装置。
4.3.4.2洞口密封结构
出洞密封结构的作用是阻止在顶管过程中泥水从管节与洞口间的间隙流入井内，同时也起定位作用。
根据管道中心线与井壁预留孔的位置，制作一个钢结构的内套环，套环内圈安装有橡胶止水带环，套环安装在井预留孔与管节之间，外围焊接在孔的预埋钢板上，内圈橡胶紧贴管节。
4.3.4.3破墙出洞
当机头前端进入洞口密封圈后，即可破墙出洞，工作井预留洞口是采用砖砌体临时封堵，在顶前采用风镐凿除内层一部分封堵墙体，然后将机头推进，依靠机头前端刃口破除外层墙体，随即进行顶管正常推进。
如工作井周围地下水较丰富，应预先在出洞口的地层内灌注水泥浆，使其土体固结，防止井外水渗入工作井内。
4.3.4.4注浆减阻
在管壁外周空隙压注膨润土泥浆，形成一定厚度的泥浆套，利用触变泥浆的润滑作用，以减少顶进阻力，注浆减阻是实现长距离顶管的重要措施之一。
对顶管机头尾端的压浆，要紧随管道顶进同步压浆。
为使管道外周围形成的泥浆始终起到支撑地层和减阻作用，在后续管道的适当地点，还必须进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失量。
压浆孔是在管节预制时以每条3个孔位均匀布置，每三节安装一节带孔管节以便注浆。
压浆系统包括：
注浆泵、搅拌器、注浆管道、管道阀门和压力计。
触变泥浆是由膨润土、水和掺和剂按一定比例混合而成。
本工程拟购置膨润土袋装复合材料，在现场施工加水拌合。
顶进完毕后，应对泥浆套的浆液进行置换。
置换泥浆采用水泥浆并掺加适量的粉煤灰，以增加稠度，压浆体凝结后（在24小时以上）拆除管路，封堵管节内壁上的注浆孔。
置换泥浆配合比（重量比）：
水：
水泥：
粉煤灰=1:
0.5:
0.5。
4.3.4.5顶进纠偏操作要坚持“勤顶、勤挖、勤测、勤纠”的工艺原则,要根据顶进轨迹变化图,分析偏差发展趋势,掌握纠偏时机,循秩渐近、使首节管逐渐回到设计位置。
每当出现偏差时严禁一次性的过量超挖、猛顶猛纠的操作方法,此种作法势必会增加顶进阻力,还会造成管口损伤。
4.3.4.6顶管工作坑内设4个观测基准点,在盘撑上设2个轴线测量基准点,在混凝土底板上设2个高程观测基准点。
考虑到在顶进过程中顶管工作坑后背土体可能产生的扰动对观测基准点的影响,每个班次在上班后、下班前都要将顶管工作坑内4个固定基准点与布设的控制桩进行校核。
为保证施工质量,顶管施工前3m（顶进初始段）以及正在校正偏差过程中要对高程和中心线一镐一测量。
顶管施工前3～10m段要对高程和中心线每顶进50～60cm测量一次。
正常顶进施工段、每顶进80～100cm测量一次。
本工程高程测量用水准仪及管端高程尺,轴线测量采用经纬仪及管端中心尺。
在人行桥靠近管线桥墩上设观测点，避免意外发生。
4.3.4.7土体加固
由于顶进中管外壁必要超挖或淤泥流动引起管沟沉降，顶进结束后24小时内开始进行水泥浆压力充填，注浆压力0.25Mpa。
注浆时充填饱满。
进行钻孔水泥浆充填，最大限度地消除因顶管施工造成的管沟沉降，水泥浆充填可以有效地补偿顶管管外侧空隙部分，从而达到管体外侧土体密实。
注浆采用三次注浆新技术，确保注浆充填的工作质量。
注浆材料以低标号水泥为主，为节约材料可行当添加粉煤灰，具体注浆材料的配比按水泥；粉煤灰=1：
1（重量比），加水量以目测稠度适当，（水：
灰=1：
1）并能够具备注浆泵适用。
4.3.5管线及桥梁保护措施
电力管廊及瑞昌路桥均为重要公用设施，顶管施工中一是确保以上设施的安全，不允许出现任何沉降，二是保证顶管施工一次到位。
顶管过程中随时观察土壤的变化，如发现异常情况及时采取相应的措施，如放慢顶管进度，封闭工作面等措施。
在顶管施工之前，我们在路面、桥面沿管道中心线设立测量观测点，对其进行监控。
根据测量结果及时采用相应的措施，保证安全。
顶管施工完毕后，除在管道内采用采取注浆的措施外，在地面上对管道相交的地方钻孔注浆保证管道的安全。
4.3.6桥的沉降观测
4.3.6.1水准点的布置：
建筑物的沉降观测是根据够筑物附近的水准点进行的，所以水准点必须坚固稳定，为了对水准点进行相互校核，防止其本身发生变化，水准点的数目应尽量不少于3个，以组成水准网，对水准点要定期进行高程检测，以保证沉降观测成果的准确性。
布置水准点时应考虑下列因素：
1）水准点尽量与观测点接近，其距离不应超过100m，以保证观测的精度。
2）水准点应布设在受振区域以外的安全地点，以防止受到振动的影响。
根据施工现场实际情况和以上的几个条件，水准点布置如下：
高速路西侧桥墩设置一个，人行道桥墩设置一个，华创风能门口设置一个。
4.3.6.2观测点的布置和要求：
观测点的布置应合理的安排，才能有效地反映建筑物的沉降，
观测点的埋设采用ф18的膨胀螺丝，安装在桥台上面，在膨胀螺丝的上面焊制一钢筋，钢筋的上端焊制一钢球，球的顶端即为观测点的高度。
4.3.6.3沉降观测：
1）过桥台的时候每顶进一次管观测一次。
2）观测时要固定人员观测和整理成果。
3）固定使用的水准尺和水准仪。
4）观测点应在成像清晰，稳定时进行。
5）前视各点观测完毕后，应回视后视点,最后应闭合于水准点上。
6）仪器在每测站测完前视各点以后再回视后视点，两次读之差不得超过1mm。
7）每次观测结束时，要检查记录是否正确，精度是否合格，并进行误差分配，然后将观测高程列入沉降观测成果表中，计算相邻两次观测之间的沉降量，并注明观测日期和荷载情况。
当沉降较大时将加密测量并停止施工，待消除相应的沉降因素后再行施工。
五、质量保证技术措施
为确保本工程的施工质量、安全、工期，施工中必须按施工组织设计、项目质量计划、安全生产保证计划的指导下进行施工。
本工程中施工时应注意以下几点：
5.1工程开工前，应组织所有涉及本工程的管理人员，现场施工人员熟悉了解本施工组织设计，使每个施工人员，管理人员对工程总体要求明确，对本岗位的责任，质量要求和技术要求心中有数。
5.2项目经理按照方案的宗旨和示意图，充分运用自己的工作实践和管理经验精心组织、管理。
协调指挥好队伍精心施工。
5.3施工技术措施要求既满足了规范、规程和设计要求，又考虑了实际施工中的变化性，既有依据标准，又有成熟经验，在施工中不得任意改变。
5.4严格执行施工中的检验复核制度。
5.4.1施工中的桩位定点、基准轴线、水准高程引点必须经建设、监理单位在现场复核验收，验收合格后方准使用。
5.4.2隐蔽工程必须经建设、工程监理单位现场进行质量验收，在验收合格后继续施工。
5.4.3严格工序之间的交接制度、保证工序质量。
施工中还应健全完善工序的自检和工序之间互检工作。
下道工序检查上道工序是否合格，如不合格必须重新返工处理，至合格，然后再进行后续工序施工。
每道工序的负责人应认真把关，前一道工序应对下一道工序负责。
六、安全及文明施工措施：
6.1根据谁负责生产谁就负责安全的原则，针对工程和工地机构的实际情况，确定本工地的项目经理为第一安全责任人，并对施工安全总负责。
分管生产的项目副经理对安全生产负直接领导责任，具体组织实施各项安全生产措施和安全制度。
施工员对负责分管施工范围内的安全生产负责，贯彻落实各项技术措施。
工地应设专职安全管理员。
负责安全管理和监督检查。
这种职责使整个工地形成职责分明的安全工作网络，在此基础上，工地应健全落实安全组织体制。
6.2安全教育制度
进入工地后，应对进入工地的全体人员进行教育，定期进行安全意思教育、新工人上岗教育，各种结合培训工作的安全操作教育。
根据工种分配不同，对施工班组进行安全技术交底，施工人员上下班要进行交接岗位安全交底。
6.3安全设施验收挂牌制度
安全设施是按照施工组织设计根据施工需求配备的，为了保证数量、质量、位置、性能符合施工安全规定的要求，打桩机必须由打桩公司安全管理部门、动力部门对施工设施各部位的连接、接地、保护装置等按专门程序进行复查，进行试运转，完成全部验收手续，挂合格牌后才可投入施工使用。
6.4安全检查制度
施工过程中，安全检查应分打桩施工、基坑开挖和打桩后对围护支撑检查，专业检查应根据工程开展实际情况，由具体安全负责人组织施工检查。
6.5安全技术施工
6.5.1安全员、电焊工、吊车工、汽吊指挥工等特殊岗位持证上岗，杜绝无证操作。
6.5.2现场电缆线架空布设，各种电器控制须设漏电保护装置。
6.5.3电器线路及靠电动运转的施工机械修理时必须断电进行，并挂警示牌。
6.5.4进入施工现场须戴安全帽，上塔系好安全带。
6.5.5外露传动装置系统须有防护网罩。
6.5.6经常检查各种传动、升降、电压、机械系统以及吊臂、吊绳、吊钩等关键部位的安全性、牢固性，发现隐患及时消除。
6.5.7每日或雨后必须检查沟槽及围护结构稳定情况，在确保安全的情况下继续工作。
6.5.8开挖出的土方，不得堆于基坑边，及时外运。
6.5.9施工现场应有安全标志，主要出入路口和车辆进出道口应挂设安全警示标志，夜间设红灯警示。
七、文明施工措施
7.1完善技术操作管理规程，确保临近建筑及管线安全。
7.2打桩施工安排在白天作业，避免夜间施工对周边的不良影响。
7.3现场设专职调度员，对运输建材、机具、渣土的车辆进行全面安排，统一调度。
保证施工现场车辆通畅，便于施工顺利进行。
7.4基坑四周必须设置1.2m高的围护栏杆，设置一定数量临时上下施工扶梯。
附件1.本项目施工组织机构图
项目经理
项目总工
项目副经理
试验室
综合部
工程部
办公室
附件2质量检查组织机构框图
监理工程师
项目经理部
项目经理部
质量安全监察室
全面质量管理工作小组
施工队
作业班组
质量检查员
机械投入计划
序号
机具名称
型号类型
需求量
资源
备注
单位
数量
1
顶管工具管
DN1200
台
1
自有
顶管用
2
主顶千斤顶
300t
只
2
自有
顶管用
3
高压油泵
40Mpa
台
2
自有
顶管用
4
泥浆泵
BW600/30
台
2
自有
顶管用
5
空压机
3m3
台
1
自有
顶管用
6
单梁吊
10t电动葫芦
座
1
自有
用于井口起重
7
自卸车
30t
台
2
租用
弃土外运
8
水准仪
台
2
自有
测量用
9
全站仪
台
1
自有
测量用
10
冲击钻机
45kw
台
2
自有
降水井用
11
挖掘机
60
台
1
自有
12
长臂挖掘机
台
1
租用
开挖工作及接收坑
劳动力投入计划
序号
工种名称
人数
进场日期
1
砼工
10
2
钢筋工
20
3
起重工
4
4
模板工
20
5
顶管工
20
6
电焊工
3
7
机修工
1
8
电工
1
9
测量工
3
10
汽车司机
2
11
瓦工
3
12
后勤人员
3
升级会员 