北京朝阳奥运承载区水环境治理工程顶管施工组织设计.docx

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北京朝阳奥运承载区水环境治理工程顶管施工组织设计

第一章：

编制依据

技术资料

施工依据：

-------市政设计有限公司提供的工程图纸。

规范、标准

1.2.1《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-98

1.2.2《建设工程监理规程》DBJ01—41—2002

1.2.3《建设工程施工现场供电安全规范》GB50194－93

1.2.4《建设工程监理规范》GB50319-2000

《北京市给排水管道工程施工技术规程》BJ01-47-2000

《排水检查井》02S515

《排水管（渠）工程施工质量检验标准》DBJ01－13－2004

《市政基础设施工程资料管理规程》DBJ01－71－2003

《市政基础设施工程质量检验与验收统一标准》DBJ01－90－2004

《工程测量规范》GB50026-93

《施工现场临时电安全技术规范》JGJ46-2005

《北京市市政工程施工安全操作规程》DBJ01-56-2001

《预防混凝土结构工程碱集料反应规程》DBJ01-95-2005

《混凝土强度检验评定标准》GBJ107-87

《混凝土质量控制标准》（GB50164－92）

《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204－2002）

有关建筑法规文件：

1.3.1《建设工程质量管理条例》（国务院令第279号）

《中华人民共和国环境保护法》

《城市建筑垃圾管理规定》

《中华人民共和国文物保护法（修正本）》

《中华人民共和国环境噪声污染防治法》

《中华人民共和国大气污染防治实施细则》

效力顺序：

1.4.1法规性文件

1.4.2国家颁发的规程、规范和标准

1.4.3行业部门颁发的规程、规范和标准

1.4.4设计单位指定的规程、规范和标准

1.4.5监理工程师以书面形式发布的本工程专用规定

1.4.6招投标文件、答疑文件、补充说明、施工合同

第二章：

工程概况

工程简介

北京朝阳奥运承载区水环境治理工程为北京环境二期工程项目世行贷款的余款利用项目，该项目由朝阳水利局主管，北小河治理工程为三个项目之一。

本工程为北小河治理工程（2标）西段，其范围为北五环~京顺路。

在范围内北小河两岸铺设污水管线、对现况入河合流管线截流、为减少出水口局部铺设雨水管线。

由于设计雨污水管线埋深较大，本标段工程均采用非开挖施工。

设计雨污水管线均位于北小河河道治理拆迁线范围内，以大地坐标确定设计污水管线线位，以大地坐标与设计污水管线的相对关系确定雨水管线线位。

本工程左岸污水管线为1050mm企口砼管道，全长1059米，起点为京顺路西侧终点接入望京橡胶坝上游市政污水井，平均埋深为6.5米，管道施工方法为顶管施工，其中检查井共35座型号为05S522-29。

右岸污水管线为高密度聚乙烯双璧波纹管，全长499米，起点为东辛店铁路桥西侧，终点进入五环路东侧市政污水井，平均埋深5.5米，其中检查井共15座型号为05S522-13，管道施工方法为拉管施工。

右岸东西点铁路桥下污水管道施工为明铺，其位置为河道内，管材为高密度聚乙烯中空壁缠绕管，全长88米。

本工程延北小河左右岸进行铺设，因临近河道所以地下水丰富，水位高，并且两岸障碍物较多，拆迁难度大，给施工带来很大不便。

工期要求

本工程2007年5月30日开工；

2007年7月25日竣工；

工期日历天数为55天。

工程质量等级标准

2.3.1工程质量标准：

依据合同要求工程质量标准为合格。

主要工程量

设计雨水管线全长164m

钢筋砼承插口管D=500mmL=90m

钢筋砼承插口管D=700mmL=74m

检查井6座

设计污水管线全长1754.5m

普通统承插口管D=300mmL=108.5m

高密度聚乙烯双壁波纹管D=500mmL=499m

高密度聚乙烯中空壁缠绕管D=1000mmL=88m

钢筋砼顶管用企口管D=1050mmL=1059m

检查井70座

第三章:

工程主要特点、重点、难点

工程特点：

3.1.1本工程建设的目的在于通过新建污水管道，截流目前直接入河的污水，完善该流域排水系统。

此工程对该地区的发展具有重要作用，质量要求高。

另外，安全生产是日常施工中的重中之重。

故此，工程施工全过程要始终将质量和安全工作放在首位。

3.1.2本工程干线管道累计总长约定1059m,施工战线长、施工用地狭窄；相交的现况市政、公用地下管线，施工中采取相应的保护措施，使之正常运营、无损坏，是保证本工程顺利实施的前提。

因此，必须搞好工程的管理工作。

3.1.3由于工程施工需占用或穿越道路、河道、树木片林及房屋建筑等，施工过程中搞好与各方面的配合，并做好文明施工、便民服务工作是工程能顺利进行的重要保证。

3.1.4本工程施工沿线地下水水位较高，施工降水是关键。

工程重点：

3.2.1本工程无论是顶管施工段、还是大开槽施工段，合理划分施工段落、安排施工顺序、有一条畅通的施工道路（保证施工车辆出入现场，施工材料及时到位）、沿线社会车辆及行人便利通行，即整个工程沿线的交通疏导问题是本工程施工的重点。

3.2.2由于本工程管道埋深较大（最深处约达标9m）、地下水位较高（第一层水位埋深4m），确保干槽、顶管无水作业，施工排降水是保证工期及工程质量的重中之重。

3.2.3实现工程目的—污水截流，现况污水管的接入是本工程竣工、收尾阶段的重点。

针对上述重点工作，合理部署、细致安排，切实做好技术、设备、材料的准备工作，根据不同地段、不同情况分别制定合理可行的施工方案，确保工程安全、顺利进行。

3．3工程难点；

3.3.1由于本工程管线井位处交叉、平行现况地下管线较多且距离较密，顶管工作坑、检查井结构施工时，确保现有地下管线的安全运行是本工程的难点。

3.3.2现况污水管的接入与截流是本工程的难点。

需与管理部门积极协调，并制定严密的安全防护措施和应急预案，方可实施。

并且现况污水管道中存积大量污水，在接入前须对其进行抽排污水。

我单位将架设10台水泵进行抽水作业。

3.3.3本工程的支线管道由于管径小，采用明开槽施工。

支线多、长度短、开槽深，施工难度较大是本工程的一大难点。

第四章、施工部署与安排

施工工期控制：

本工程计划开工日期2007年5月30日，计划完工日期2007年7月25日；总工期55日历日。

具体安排详见附表一施工进度计划网络图。

施工组织：

4.2.1项目经理部组织构成

针对本工程规模、特点和技术要求，我公司将抽调技术水平层次高、施工能力强、曾多次承建污水管道工程的项目经理部负责本项目工程。

项目经理部代表本公司全面履行《建设工程施工合同》。

具体组织机构见附表1。

4.2.2施工工力组织（月度劳力计划见附表二）

针对本工程特点，项目部下设四个工程队：

即降水工程队、顶管工程队、结构工程队、管道安装工程队。

（1）降水工程队负责本工程施工期间的全部降水工作。

（2）结构工程队负责本工程全部段内井室、闸井结构施工。

（3）顶管工程队负责本工程全部顶管管道及顶管工作坑、接收坑支护结构施工。

（4）管道工程专业队负责工程除顶管外全部管线及支线井结构施工。

4.2.3施工设备组织：

根据施工工艺及合理工程进度要求，本公司拟配备合理先进的施工机械负责本工程施工；所有设备均由项目设备部调配。

自有设备随时保养，提前一天进场，对于外租设备，按进度计划提前10天预定，检查设备完好情况，并提前三天进场。

本工程拟投入设备情况见附表三。

4.2.4施工材料组织：

本工程所用材料均由项目材料部统一采购，质量部配合，对于管材、盖板、井筒等大型构件，按施工计划提前一个月出计划。

提前5天进场；对于水泥、机砖、钢筋等提前一个月进场做试验。

工程中要求按整个工程材料计划、月材料计划、月调整计划组织材料进场。

本工程拟投入主要材料见附表四。

4.2.5实验室及试验检测设备：

为保证本工程的施工质量，满足本工程的施工需要，建立工地试验室。

来完成一些常规试验及混凝土试块养护等。

原材及混凝土强度试验再委托一家一级资质实验室和一家见证实验室。

为保证工程质量，施工过程中对试验检测设备要严格控制。

按照《中华人民共和国计量法》、《计量法实施细则》等规定，使工程在施期间所使用的试验检测设备达到100％合格状态。

施工期间试验检测设备如发生误差、毁损，须及时送交国家承认的计量检定机构维修检测，合格后方可继续使用。

本工程所用主要试验检测设备见附表五。

工程总体安排：

4.3.1部署原则：

⑴抓住工程主要矛盾、难点地段，尽快创造条件先行开工，确保足够的施工周期；

⑵根据全线各段不同情况，合理安排施工顺序，对于相对条件好，对周边环境影响小的施工段，创造大规模施工条件；对于各支线管道、检查井，由于场地条件受限制，采取随开槽随安管，及时完成构筑物并回填，尽量缩短战线，减少对周边环境的影响。

同时，支线的开挖、安管、回填应避开雨季施工。

⑶事先请管线产权单位或使用单位派查线员指认，我项目部进行物探、坑探，掌握各检查井四周现有地下管线的准确位置、高程，制定行之有效的保护措施后再行施工，且地表以下2m范围内采用人工开挖，以确保地下管线的安全。

4.3.2施工段的划分：

根据上述部署原则以及工程结构形式、沿线的施工条件、局部特点等因素，将本工程分段如下：

⑴第一施工段：

左岸污水管线；

⑵第二施工段：

右岸污水管线；

⑶第三施工段：

东辛店铁路桥河道明铺管道；

⑷第四施工段：

雨水管道；

4.3.3工程阶段安排：

第一阶段：

施工准备：

2007年5月25日至2007年5月30日完；

第一施工段施工：

2007年5月305日至2007年7月25日完；

第二阶段：

2007年6月6日至2007年7月25日，主要完成：

；

第三阶段：

2005年6月10日至2007年7月25日，主要完成

第四阶段：

2007年7月1日至2007年7月25日，主要完成

上述安排详见施工进度计划网络图。

4.3.4工期保证体系：

4.3.5工期保证措施：

⑴积极主动地配合建设单位、监理、设计等单位，积极做好开工前的准备工作，创造和提供便利条件，按时报送各种文件资料及开工前的各项手续，积极创造开工条件。

⑵积极协助监理组织设计交底、交桩工作。

⑶主动配合现场拆迁工作，针对现场实际情况充分利用空间，见缝插针，以干促拆。

⑷搞好开工前教育，抓好职工培训，制定周密的人员、物资、设备调配计划。

⑸做好施工准备，制定合理的施工计划，力争在最佳的施工季节形成大干的局面。

根据现场条件，对于白天施工条件受限制的地段，安排夜间施工，工作坑、顶管、检查井、闭水回填等工序要科学合理的安排，形成流水作业，连续施工，主要工程项目实行网络动态管理，落实施工计划。

⑹雨季是影响施工工期的重要因素，雨季施工时充分考虑各方因素，做好雨施物资、人力、机械设备的准备，合理安排施工，切勿因水患造成质量事故，影响工期造成浪费。

⑺做好便民、降噪、文明施工和交通组织等配合工作，搞好周边关系以保证施工正常进行。

⑻推行“项目法”施工，实行目标管理，建立岗位责任制，搞好内部经济承包，奖惩分明。

⑼重视工程质量，严格自检，力争做到验收一次通过，加快施工进度。

⑽使用满足工程需要的土方开挖、安管、顶管等各种先进机械设备，提高施工生产力。

⑾开展劳动竞赛，关键部位、制约工程进度的段落安排连续作业。

⑿现场积极创造运输、存放条件，确保管材等主要材料提前进场。

施工临时设施布置：

（详见附图）

4.4.1办公、生活区、生产区布置：

在现况茶家东路桥北侧有一闲置院子，故租为办公、生活区、生产区等用地，占地700平方米；模板、钢筋加工场和料站占地1500平方米。

临时占地情况详见附表六。

4.4.2施工临时用水：

在本工程中临时用水量不大，仅为井室养护及管道闭水使用，所以不再单独另设临时输水管线，在生活区、办公区内布置∮50临时上水供生活用，管道闭水时使用施工降水排出的水。

4.4.3施工临时用电：

在本工程主要用电设施有：

照明、降水、排水、混凝土振捣、夯实机械、生活用电、顶管设备、钻机、钢筋加工设备、焊机等总用电量计算见附表，故采用两台315KVA变压器，设置于施工管线一侧，具体位置详见平面图一，沿线架设缆线杆，每座检查井处埋设一线杆线，设置电闸箱。

供现场施工、照明用。

现场用电情况详见附表七。

临时用电量计算

P=×（K1×∑P1÷C0S∮+K2∑P2+K3∑P3+K4∑P4）

其中：

∑P1——高峰期电动机额定功率570KW

K1——电动机需要系数查表取

∑P2——现场电焊机额定功率总和84KW

K2——电焊机需要系数查表取

∑P3——室内照明用电总和22KW

K3——室内照明需要系数查表取

∑P4——室外照明用电总和240KW

K4——室外照明需要系数查表取

COS∮电动机平均功率因数

P=×（×570÷+×84+×22+240×）

=×（285++42+11+240）

=（KW）

故选取：

两台315KVA型变压器，此计算书只限于本工程各施工阶段中高峰期用电最大的阶段，各施工段导段使用。

4.4.4施工临时路：

由于从东五环至双桥东路段施工管线均在现况巡河路上路上，现况路宽6米，顶管工作坑占用3.3米，剩余2.7米局部加宽1米后可以通行，故利用现况巡河路作为施工路。

4.4.5临时围挡：

为了搞好文明施工，保障社会行人安全，考虑全封闭施工。

每个顶管工作坑、顶管接头坑施工占地四周设围挡。

第五章：

施工技术方案

工程测量：

5.1.1施工前测量人员要认真学习图纸并对测绘院交给的导线桩、水准点进行复测，报请监理认可后对其采取相应的保护措施，并定期进行校测。

5.1.2为便于施工，在管线一侧做一条测量导线、临时水准点，以上控制点要设在相对固定的地点，施工过程中要定期复核。

5.1.3施工过程中严格执行测量复核制度，特别是对起终点，控制井位严格控制，要提前做好内业后现场实施。

5.1.4及时将现场地表高程测量报监理认可。

5.1.5所使用的仪器计量器具必须符合精度要求，并按有关规定进行检定。

5.1.6现场测量要与各工序施工紧密配合，保证现场施工精度。

5.1.7顶管工作坑使用的中心和水准点要引入坑下牢固的地点。

降、排水措施：

5.2.1本工程延北小河左右岸进行铺设距河道较近，管线中心距河道15米左右。

根据地质勘测显示标高至地表为回填土，标高～为粉质粘土，以下为砂层。

地下水基本与现况河道持平，标高为，地下水类型为地下潜水。

5.2.2对于降雨及邻近现况雨污水管、沟渠渗漏水的影响，在顶坑、接头井的内底设排水井，以便及时将水排出。

5.2.3排水出路：

管井井点降水及坑底明排的水量均排入现场现况北小河内。

5.2.4管井施工要点

⑴根据基坑开挖上口施放井位中线，钻机采用回转钻机，成孔孔径为：

无砂管外径加300mm，以便于滤料的填充。

钻孔时在土质允许、不坍孔的情况下，泥浆稠度尽量小，以避免形成较厚的护壁隔水层而影响降水效果。

⑵滤料的供应要及时，填充时要快，其滤料采用—1.5cm的粒径豆石。

⑶无砂管入孔安装时，管间衔接要严密、牢固，避免脱节涌入泥砂。

⑷安装完毕应及时注入清水进行洗井，洗井机械应采用≮6m3的空压机，吹洗要充分彻底。

⑸管井吹洗试抽正常后，用专用盖堵封口，以避免垃圾杂物入内，又能有效地保证人身安全。

⑹在降水过程中，要派专人监测水位并做好记录，以便掌握降水深度，确定基坑开挖时间。

⑺所用的潜水泵要有备份，以便及时更换故障水泵，保持抽水不间断。

5.2.5工程降水计算书

（1）降水计算

根据地质勘测报告因地下水位在工作坑坑底上方约3.0米，工作坑深度较深，为确保安全施工，在工作坑开挖前需采取降水措施，根据以往降水施工的经验和降水计算，拟在每个工作坑四个角打4个大口井,井内径300mm，井深15米。

具体布置见附图。

降水井深度计算：

Hw=Hw1+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5+Hw6

=7+++（1+4）+=14.2m

Hw——降水井深度（m）；

Hw1——基坑深度（m）；7m深

Hw2——降水水位距离基坑底要求的深度（m）取0.5m

Hw3——ir0；I为水力坡度，在降水井分布范围内宜为1/10~1/15；r0位降水井分布范围的等效半径或降水井排间距的1/2（m）；取0.5m

Hw4——降水期间的地下水位变幅（m）；取1m

Hw5——降水井过滤器工作长度（m）；取5m（含Hw4）

Hw6——沉砂管长度（m）；取1.2m

本工程降水井深度15m>14.3m，符合要求。

取30m为一个计算单位。

计算假想半径X为

X=A/T=30*=51.1m

降水系统的总涌水量Q采取潜水完整井计算，R0=13+=64.1m

Q=（2H-S）S/（lgR0-lgr0）

=ⅹⅹ（2ⅹ）/（）

=ⅹⅹ（）

=462.5m3/d

=0.0054m3/s

选11/2B17B型离心泵

泵的流量q=10m3/h=0.0027m3/s

确定管井的数量

n=q=取3眼

即井的间距为15m。

井深为15m。

（2）施工降水井布置

因为紧邻北小河北岸，地下水丰富，为了稳定顶管工作坑及接收坑，防止工作坑及接收坑上浮，有利于施工，故此在每座工作坑及接收坑四周各打4眼降水井，井深15米，井口直径300mm，沿每段管线一侧15米间隔布置一眼降水井，井深15米，井口直径300mm。

（3）成井之后，每个降水井降水20天，注意密切关注水位变化，当水位明显下降后，开始工作坑的开挖，工作坑的降水要一直持续到雨水井砌筑完毕，才能停止降水。

管线的降水井在工作坑成型前2~3天开始降水。

干线顶管施工：

本工程干线设计管径为D=1000总长度为1059米，干线全部采用顶管法施工。

5.3.1根据本工程各顶管段的条件现场情况，确定本工程顶管施工主要技术要点，全线顶管均处于层间潜水层中，首先要解决好降、排水问题，保证顶管施工顺利实施。

四、工作坑施工方案

（一）施工工序

测量放线→工作坑开挖（第一步）→喷射砼→支撑→工作坑开挖（第二步）→喷射砼→支撑┅混凝土底板（C20、厚30cm）→验收

（二）施工步骤

1、由测量员放出顶坑中心及轴线，施工员根据此中心及轴线放出工作坑开挖的内边线和外边线。

2、工作坑开挖采用人工开挖，第一步开挖深度达1.5米时，即应进行喷射砼，然后进行板桩支撑。

以后每开挖1.5米进行一次锚喷及支撑。

竖向支撑必须保持垂直，施工中随时测量，否则将增加支撑的侧压力，造成支撑体系受力不均。

3、盘撑使用30A工字钢形成封闭式框架，斜八字撑直边2m，斜边长2.83m，立撑2m加设一根I25工字钢，用以同水平支撑联络，增加支撑的整体稳定性。

盘撑工字钢的焊接需双面满焊，对接的工字钢需双面满焊并加加强板。

4、工作坑底板高程应低于管道流水面，h=e+de—管外底距枕木的距离取20cm，d—为管壁厚。

底板采用C20级混凝土，厚度为30cm，浇注宽度大于枕木长度50cm，并在混凝土内部埋设20cm×20cm的方木作轨枕。

5、工作坑在开挖同时进行砼锚喷，以固定坑壁土方，避免开挖过程中塌方。

每开挖1.5米进行一道水平支撑架设，并进行锚喷砼。

竖井墙体内打锚杆筋，锚杆筋采用螺纹20`钢筋长1.5m，锚杆为梅花形布置每平米3根。

锚杆上挂双层钢筋网片φ,网格尺寸10cm×10cm。

6、顶管工作坑喷射砼：

（1）本工程喷射砼设计强度等级为C20,用普通硅酸盐水泥中粗砂、豆石（粒径在~1.5cm），配比为水泥：

砂子：

石子=1：

2：

2；掺加FS-1型砼补偿收缩剂，掺量为水泥重的8%；速凝剂掺量按试验数据使用。

水泥、砂子、豆石用干式搅拌机搅拌，混合料在喷射机附近掺入速凝剂，混合料随伴随用，掺速凝剂的干料其存放时间不应超过2小时。

（2）喷射作业应分层、分片、分段依次进行，喷射顺序应自下向上螺旋式移动，回旋圆直径应为200~300mm，一圈压半圈，一次喷射厚度不得大于100mm，不得在一处堆积。

（3）喷射手必须穿雨衣，戴胶皮手套，戴防护眼镜和防尘口罩，喷射前必须检查工具、设备、材料是否齐全完好，喷射时管道不准有死弯，非操作人员不得在附近停留，喷枪在任何情况下严禁对人。

（4）喷射机司机必须做到开始时先送风、再开机、再给料，结束时应待料喷完后再关风。

向喷射机供料应连续均匀，机器正常运转时，料斗内应保持足够的存料。

喷射机的工作风压，应满足喷头处的压力在左右，喷射作业完毕或因故中断喷射时必须把喷射机和运料管内的积料清除干净。

（5）喷射手施工操作应遵守以下规定：

喷射手应经常保持喷头有良好的工作性能；喷头与受喷面应保持垂直，宜保持~1.0m的距离。

喷射砼时应控制好水灰比，保持砼表面平整、湿润、有光泽，且无干斑或滑移流淌现象。

（6）喷射砼作业结束后，应立即清除墙底部的回弹物，平时也应经常地清理工作面，使之保持整洁并应经常喷水养护，使砼表面保持湿润状态。

顶管工作坑支撑计算书

一、工作条件

1、工作坑，长宽高=6×5×7m

2、地质：

粉质粘土，初见水，自然地面下7m，按施工降水完全，工作坑内无水考虑。

二、工作坑尺寸计算（单位均以米计）：

底宽=d+~d为管外径，底宽取5m

底长=L1+L2+L3+L4+L5

式中：

L1管子顶进后，尾端压在导轨上的最小长度，顶钢筋砼管一般留~0.5米，取0.5米。

L2：

管节长度：

取3.0米

L3：

出土工作间长度，取1.0米

L4：

顶镐长度，本工程使用的顶镐长度为0.95米。

L5：

后背所占工作坑长度，包括横木、立铁、横钢，取0.85米

故：

底长=++++=5.8米，取6米。

三、导轨、枕木的规格及安装要求

A、枕木截面采用20×20cm方木，要求直顺平整。

B、枕木安装高程严格控制，高程宜低于管外底高程1-2cm，其纵坡应与管道纵坡一致。

C、因本工作坑内可能有水，故本工作坑底部打砼基础，将枕木打于砼中，具体要求如下：

1）砼基础宽度取3.0米,厚度30厘米,砼面低于枕木上面5厘米.

2）枕木长度比导轨外缘两边各长出30cm。

枕木与砼的接触面宜包裹油毡或纸袋，以便于顶管完成后拆除。

四、导轨内距计算：

（单位：

mm）

A=2√[D-（h-e）]（h-e）

式中:

A两导轨内距

D:

管外径

h：

导轨高

e：

管外底距枕木距离

五、拟定工作坑支撑设置

1、立撑采用25×5㎝方木

2、水平撑工30A工字钢，斜八字撑为I25工字钢，直边2m，斜边长2.83m

六、土应力强度计算

土应力强度在无水层的计算公式

无水：

ζ=λγh

盘撑示意图

这里γ=λ=

计算结果如图

八、水平支架的设置

根据土质土应力的特点和土应力的梯度情况，水平框架底部间距2.0m，第一道盘撑距地面0.5m，往下每隔1.5m设置一道，最下一道间距2.0m。

具体见《盘撑支护断面图》。

九、强度检算

1、底层框架验算

（1）底层框架受力高度2m

（2）工字钢：

W=518㎝3As=㎝2

（3）受弯应力：

M=ζ/10α2=10×22=109375kg.Cm盘撑受力示意图

б1=m/w=109375/518=211kg/㎝2

（4）受轴向应力

N=×=10938kg

б2=N/As=10938/=219kg/㎝2

（5）工字钢受到的组合应力

б=б1+б2=211+219=430kg/cm2〈{б}2100kg/cm2（2100kg/cm2为设