1、宁津县DN1500顶管施工方案宁津县宁东公路(阳光大街-宁津新河)雨水顶管工程(DN1500)施工方案2017年6月一、 工程概况二、 编制依据三、 主要机械设备的选择四、 施工组织及施工现场平面布置五、 资源配备和控制六、 主要施工方法和措施七、 计算八、 主要工程量九、 施工进度计划十、 质量管理体系要求 十一、安全文明施工保证措施 一、工程概况本工程为宁津县宁东公路(阳光大街-宁津新河)DN1500雨水顶管工程。管道采用钢承口钢筋混凝土管材,单根管长为2.5米,管径为DN1500。本次施工内容主要包括:顶管工程长度共计320米;主工作坑1座,接收坑1座本工程质量目标:合格。二、编制依据1
2、、施工图。2、给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-20083、泥水平衡顶管掘进机作业指导书Z/GJS011-2001三、主要机械设备的选择顶管机:根据顶进沿线的地质条件及以往同类工程的施工经验,为保证道路安全和工程进度及顶管质量,本工程选用DN1500泥水平衡顶管掘进机。泥水平衡掘进机在顶进中土体经过掘进机刀盘的切削扰动,经切土口切入泥水仓,在泥水仓内进行搅拌,使切入的土体与水混合成泥水状,经过泥水循环系统排至沉淀池。这时掘进机前端土压力减小,主顶系统顶进,使掘进机前端的原状土的土压及水压始终处于平衡状态,如此循环顶进延续作业。四、施工组织及施工现场平面布置本工程成立项目经理部,由项
3、目经理、施工负责人、技术负责人、安全负责人、质量负责人、物资负责人组成。项目经理部下设施工队,施工队由项目负责人、施工员、质检员、材料员、测量员、安全员组成。1、项目负责人:(1)单位工程的组织者和领导者,对工程质量负有直接责任。(2)负责对施工人员进行质量方针的教育,贯彻执行国家和企业有关标准,执行施工组织设计,建立工程项目质量管理体系。(3)合理安排施工质量与施工进度的关系,确保工程质量。(4)负责施工现场的图纸会审和技术交底工作。(5)执行公司质量管理体系文件。定期向公司有关部门报告工程进度及对质量、成本、安全等工作进行管理的情况。2、施工员要在岗位职责上严格执行公司质量管理体系文件。(
4、1)负责工程中的施工技术和施工质量,严格按照国家有关规范、质量标准及施工设计要求施工。(2)按公司有关规定认真做好开工前的各项准备工作,参加施工图纸会审、技术交底及施工组织设计的编制。(3)按公司规定组织班组进行三检工作,参加分项工程的质量检验评定。(4)指导班组工人按操作规程工作,坚持质量标准,确保工程质量。3、质检员要在岗位职责上严格执行公司质量管理体系文件。(1)掌握工程质量标准和验收规范,负责工程的质量检验工作(2)督促、协助项目组负责人和班组搞好“三检”工作,做好专检验收工作,并标识单线图。(3)对工程质量进行评定和核查,做好分项、分部和单位工程质量检验资料的积累,及时填报各种质量体
5、系运行记录。(4)参加工程竣工验收、竣工资料整理。(5)参加对不合格品的处置并负责监督整改,对违反操作规程和忽视质量的做法有权制止或责令返修、返工或停工。(6)负责本项目部贯标文件资料的管理。4、测量员要在岗位职责上严格执行公司质量管理体系文件。(1)必须使用经检验合格并在有效期内的测量仪器。(2)了解设计意图,现场情况和施工组织设计进度计划及测量依据,负责工程测量放线工作,执行工程测量规范标准,遵守测工操作规程,严格施测,及时、真实、准确提供有关数据,填写测量记录。(3)负责施工过程设计变更的标识工作。5、材料员兼项目部设备管理员要在岗位职责上严格执行公司质量管理体系文件。(1)负责现场的物
6、资管理和物资合格证、材质单、质量证明文件的验收、存档工作。(2)负责现场物资数量、质量的验收,分类存放,保管和发放及标识。(3)负责对不合格品物资的隔离、存放并标识,提出解决办法并落实。(4)负责设备的干净整洁、完好,未完好设备及时退回。 6、安全员要在岗位职责上严格执行公司质量管理体系文件。(1)协助项目组负责人开展安全管理工作。(2)积极组织施工人员学习安全操作规程和安全生产管理制度。(3)每天坚持安全巡回检查,发现有违章操作和不安全因素要及时制止和上报,消除事故隐患,随时检查施工人员执行安全生产管理制度和安全技术操作规程的情况,制止“三违”。(4)及时向项目组负责人汇报施工安全情况,反映
7、问题,并提出管理建议。2、施工组织管理在工程现场项目经理部的领导下,采用横向分工负责,协调配合与纵向责任落实的管理方法,科学制定计划和决策。各专职负责人员均驻现场,进行组织指挥、检查,并作好检查记录。项目经理部定期召开由有关负责人员参加的工程控制和协调会议。各专职负责人应根据施工进度计划,提前做出本专业的工序安排,人员组织、施工准备计划及有关专业人员配合的计划及要求。五、资源配备和控制1、人员配备计划:序号岗位名称数量序号岗位名称数量1项目负责人1人7焊 工2人2施工员1人8测 工1人3质检员1人9电 工1人4安全员1人10触变泥浆调配员2人5材料员1人11管道工4人6机械手2人12配合民工4
8、人合计21关键与特殊工序的操作人员应持证上岗。2、主要施工机械设备配备计划: 序号机械设备名称型号数 量1泥水平衡掘进机D1500 1台2液压千斤顶 200t4只3液压站31.5MPa 1台4顶铁D1500 1套5吊车25T1辆6挖掘机1m3 1台7汽车10t1辆8振动打桩机1台9电焊机2台10注浆泵2台11潜水泵6台由材料员兼职负责按公司设备管理程序和固定资产管理规定对现场设备进行维护管理。 3、测量与监视装置配备计划:序号测量与监视装置名称型号1水准仪DZS3-12塔 尺5m3激光经纬仪DJJ2-24皮尺50m上述测量与监视装置由项目部质量负责人负责建立技术状态记录,使其处于完好工作状态,
9、并建立测量与监视装置的发放及返还记录。由测量员负责检验试验设备仪器的使用和维护执行测量与监视装置的控制程序。4、物资采购及控制:本工程所需主要物资为钢承口钢筋混凝土管,甲供。辅助物资为焊条、膨润土等。辅助物资由公司供应科制定采购计划,经公司主管物资领导审批后,由供应科与合格名录下的厂家签订采购合同。采购方式为自采,由材料员负责执行采购控制程序。六、主要施工方法和措施、工艺流程施工准备(施工人员进场测量放线、引测施工控制点施工设备进场)钢板桩工作坑开挖及支撑工作坑底板浇筑顶进设备安装、调试顶管机出洞吊放第一节管顶进(注浆减阻)依次循环顶管机进洞、顶管结束拆卸设备。、主要施工方法 1、施工准备、认
10、真熟悉及审查图纸,领会设计意图,查看现场、校核现状资料,进一步确定管材、劳动力、机具、材料设备的供应计划。、组织施工人员认真学习工程技术文件,深入了解工程性质,工程范围、设计意图、施工期限、各种管道及构筑物的具体情况,工程质量要求、技术和安全措施等,对参加施工的施工队下达施工任务,进行技术交底。、开工前对地上地下障碍进行调查,搞好施工现场三通一平工作,布置好施工作业区。、开工前教育职工不扰民,不乱泼乱倒,爱护周围环境,与周围居民搞好团结,讲究精神文明。、落实好驻地的安全、防火、防盗措施。、根据工程质量、工期、施工进度计划以及公司具体的机械,人员情况按施工组织设计要求组织采购各种材料进场。(7)
11、 对设备材料的进场道路进行布置。临时路的铺设视现场实际情况而定。2、测量放线施工前由设计、甲方、施工单位三方确定轴线及水准点高程,并建立相应的地面控制点,便于施工时复测,经监理部门进行验收后再进行施工。建立地面地下测量控制系统,控制点设在不易扰动,视线清楚,方便校核,易于保护处。3 工作坑(1)主工作坑和接收坑的布置及尺寸 本工程工作坑共2座,主工作坑1座,接收坑1座。主工作坑的尺寸根据顶管的各种设备安装尺寸确定。尺寸如下:主工作坑: 8m5m4.7m(深) 接收坑: 6m5m4.7m(深)(2)工作坑支护及开挖 工作坑测量放线后,进行工字钢支护施工,采用8米长的36#工字钢,主工作坑后背采用
12、工字钢竖排密打,其它侧采用工字钢一横一顺咬打。接收坑工字钢全部采用一横一顺的打法。工字钢支护施工完毕后即可进行工作坑的开挖,工作坑采用人机配合开挖,工作坑内用36#工字钢双拼焊接一道矩形支撑框架,支撑四周加焊三角支撑。(3)基础做法采用寸石垫层100mm厚,底板采用C25混凝土0.4米厚。基础内预埋尺寸为300mm150mm铁板,对称分布在管道中心线的两侧,间距为1.2米,每隔2米铺设两块。其上焊接两条导轨,安装完成后应对其质量进行检查,每条导轨测其4点高程,高程必须一致。 (4)主、付工作坑排水措施:主付工作坑内对角设集水井一座,井径0.8米,主工作坑基础下1米,坑底四周设0.30.3米排水
13、沟,1%坡度坡向集水井,井内稳泵,昼夜排水。4顶管施工(1)、顶进设备安装、把地面上建立的测量控制网引至工作井内,并建立相应的地面控制点,便于顶进施工时复测。、工作坑内精确测放轴线。、稳置轨道轨道采用钢制轨道,表面平直光滑无毛刺,轨道高20cm。根据设计管道的标高、坡度进行轨道安装,轨道中心线与管道中心线在同一垂直平面内,轨道与底板基础连接牢固。、主顶油缸架稳置依照轨道和管道中心线、高程为参考,进行稳置主顶油缸底架,油缸底架中心线与所顶管道中心线在同一垂直平面内,油缸底架及主顶油缸稳置要牢固并在允许偏差范围内。、后背铁稳置后背铁采用2.5m2.5m后背铁,厚度40厘米,并以钢板为模板打C20砼
14、300厘米厚,后背铁受力面平直,具有足够的刚度和强度。后背铁安装要紧靠工作井后背工字钢,与工作井底板充分接触并与管道中心线垂直,安装偏差要在允许范围内。工字钢、测量系统安装为保证在顶管过程中顶进方位的准确,我们采用激光经纬仪对顶进方位进行测量。在工作坑基础预埋好钢板(位置为管线中心后背前方),待坑内其他设备安装完毕后,再进行激光经纬仪安装。 激光经纬仪安装在经纬仪架上。经纬仪架与工作坑基础予埋铁焊接牢固,在安装经纬仪前先用经纬仪把工作坑上的管道中心点打设到经纬仪架的中线板上,然后利用这个中线点与工作坑框架上的中线点稳置经纬仪。经纬仪安装高度,依据掘进机内的测量标靶高度确定泥水循环系统的安装在使
15、用泥水平衡掘进机顶管的主工作坑附近设置一个15m*10m*3m的泥浆沉淀池,池内放池体积2/3的清水,并安装一台进水泵。使用4寸钢管把进水泵与泥水平衡掘进机进水管连接。在主工作坑内安装一台管道泵做为排泄掘进机泥水仓泥浆的设备。用4寸钢管与掘进机排水管连接,把泥浆排至泥浆池、设备联接主顶油缸的油路应并联连接,每台油缸应有独立的进油、回油的控制系统。其它各设备之间按规范进行连接安装,安装完毕后进行调试。、供电系统的设置供电系统由变压器、总控箱、分配箱、开关箱和用电设备及输电线路组成,总控箱、分配箱、开关箱及升压装置的布置应符合相关规范要求,并采取防雨、防晒措施;输电线路采用线板架设并标识,线路架设
16、应横平竖直、符合相关要求,管内线路架设采用在钢套管上焊接一块扁铁作为支架。、设备调试A、所有的电控系统安装完毕后对电控系统的连接及控制开关进行调试,检验线路连接是否正确、开关是否灵敏。B、对主顶油缸及油泵站进行调试,检查油管是否连接正确、油泵站运转是否正常、油路控制闸阀是否完好、顶镐出镐缩镐是否正常,对油管进行排气处理。C、对测量系统进行校验,检验支架的稳定性和安全性,对仪器进行摆放调试。D、对机头的各项开关进行调试,检验电压表、电流表;检验刀盘转向是否与控制相符;检验纠偏系统是否运转正常;检验土压表是否灵敏;检查齿轮油箱是否满足设备要求。(2)、顶进:本工程采用DN1500泥水平衡顶管掘进机
17、,顶进分为初始顶进和正常顶进两个阶段,掘进机从顶进开始到第一节管子接上并与掘进机连接好之前的顶进称为初始顶进,在此以后的顶进称为正常顶进。在这两个阶段 “报警系统”必须开启,予以监视。A、初始顶进初始顶进阶段缓慢进行不可以进行纠偏,要始终注意观察掘进机与基坑导轨的接触情况是否正常,如果不正常或有大的变化,必须停止顶进,经原因分析后,再决定是否继续顶进。启动刀盘、打开进回水系统,出水口正常出泥浆后,顶镐徐徐顶进,速度小于30mm/min ,有异常立即停进。B、正常顶进泥水平衡顶管施工在正常顶进中,开顶前观察进回水系统是否正常,然后打开进回水截止阀,关闭旁通阀。再观察出水口出水是否正常,泥水仓水压
18、是否正常,正常后开动千斤顶顶进。顶进过程中,严格控制泥水仓的压力,刀盘扭矩电流,并随时观察出水口出水情况。一节管顶完后,先关闭千斤顶和刀盘,然后打开旁通阀,关闭进回水截止阀。C、管节止转的方法和措施顶管时,机头在刀盘及出土机的作用下会发生旋转,对机头的旋转主要采用加压重块的方法,先在机头两侧做好放压重块的架子,并均衡放置重块,当机头右转时,将右侧压重块搬向左边,反之将左侧压重块搬至右侧。压重块应采用铅块,因其体积小、比重大,便于搬运。(3、测量、纠偏方法:泥水平衡顶管掘进机的纠偏系统是由四组纠偏油缸构成的,纠偏的控制是根据管道激光测量定位系统来决定的。在顶进过程中,激光经纬仪从始至终进行跟踪测
19、量,激光纠偏系统随时根据激光点的左右上下进行纠偏。顶进第一节管时,每顶进0.20.3m即对中心线和高程测量一次,顶进正常时,每顶进0.51.0m测量一次,发现偏差及时调整纠偏,加以修正控制。做到勤测勤纠,先纠高程偏差后纠左右偏差,并做好纠偏记录。(4、泥浆减阻的方法和技术措施长距离顶管的成败在于减阻的好坏,采用触变泥浆减阻护壁的施工措施,即在管壁与土壁之间注入触变泥浆。本工程专用的顶管机外径尺寸比管节外径大20mm,故顶管机在土层中顶进时使管节外围形成20mm的空隙,如能及时有效向该空隙注入触变泥浆填充在管节外围,形成一个较完整的泥浆套,顶进时既可有效减阻又能起到支撑土层的作用,加快顶进速度。
20、反之,泥浆套不能形成,顶力将急剧上升,严重时将可能顶坏管节,甚至使顶管工作失败。、触变泥浆的配比触变泥浆配制:选用较好的钠基膨润土,膨润土:水=1:8(重量比),采用机械定量搅拌桶把水与膨润土搅拌均匀然后打入几个注浆罐,静置12小时,使其充分吸水,膨润成胶体,利用比重计测其比重,掌握在1.15g/cm为宜。、注浆孔布置顶管机机尾部均匀设置三只压浆孔,顶进时,及时跟踪注浆,确保在顶管机后面及时形成完整的泥浆套。每两节管安排一节有浆孔的混凝土管,管内三只压浆孔120后对中,即在管节顶部设一只压浆孔,另两只压浆孔斜向下夹角为120。通过1寸高压注浆软管接通三个压浆孔与输浆总管,每个注浆孔均安装闸门进
21、行独立控制。、同步跟踪注浆制作触变泥浆采用机械定量搅拌罐把水与膨润土搅拌均匀,静置12小时,使其充分吸水、膨润成胶体。将地面配制好的触变泥浆经注浆泵增压后进入输浆管,通过环形管注入顶管机及管节的压浆孔,形成泥浆套。当管节顶进时,利用顶管机尾部环向均匀布置的三个压浆孔,与顶进同步跟踪注浆,以确保当掘进机向前时在其后形成的环向空隙立即被泥浆充填,从而形成完整的泥浆套。、补压浆管节在顶进过程中,由于部分浆液流失到土层中,因此必须间隔一段时间后进行补浆。、压浆量与注浆压力压浆量原则上控制在同步跟踪注浆量为管节外理论空隙体积的4倍左右,注浆压力值不宜过高和过小,依据采用浆液的粘度和管路长度,压浆站的压力
22、初步控制在2050KPa。七、计算1.顶力计算F=F1+F2其中F总推力Fl一迎面阻力 F2顶进阻力F1(/4)*D2*P (D管外径为1.8m P控制土压力)PKo*Ho式中 Ko静止土压力系数,一般取0.55Ho地面至掘进机中心的厚度,取3.6m土的湿重量,取1.9t/m3P0.551.93.63.762t/m2F1=3.14/41.823.7629.6tF2DfL式中f管外表面平均综合摩阻力,取0.1t/m2D管外径1.8mL顶距(320m)F23.141.80.1320181t。F=9.6+181=190.6t根据计算,该段顶管最大顶力为190.6t。该段顶管采用4台千斤顶,共800T
23、,能够满足顶力要求。2. 后背反力计算当顶力作用点与后背反力合力作用点相一致时,后背土体允许抗力可按下式计算:PB(0.5H2Kp+2CH(Kp)0.5+hHkP)式中P工作坑内千斤顶计算最大顶力(KN)系数 取2B后背宽度 2.5米H后背高度2.5米h地面至后背顶部的深度2米C土的粘聚力,取13KPA土的天然重力密度(19KN/m3)Kp被动土压力系数,查系数表取2.342P=1906B(0.5H2Kp+2CH(Kp)0.5+hHkP) 22.5(0.5192.522.342+2132.52.3420.5+1922.52.342)=2305KN结论:后背满足顶力要求八、主要工程量序号名 称数
24、 量1工作坑2座2 DN1500顶管长度 320米九、施工进度计划根据工程的实际情况制定施工进度计划,总工期30天。十、质量管理体系要求1、顾客要求的识别沟通:、本工程所采用的标准、图纸、设计交底纪要,合同中的要求及过程中的合同变更均为顾客的明示和隐含的要求。、在施工过程中采用设计变更、工程例会、监理通知形式与顾客代表进行沟通。、项目部负责人随时将顾客要求和意见反馈到公司主责部门,以尽快落实满足顾客要求。2、内部沟通:公司内部沟通可利用技术交底,生产调度会,简报及文件,监督检查方式进行沟通,沟通内容为施工进度,质量情况,技术要求,设计变更等内容。3、过程测量和监控:、由施工技术科组织相关人员对
25、设计图纸会审、确认,参加由顾客组织的设计交底并制定施工方案。严格按照施工图纸和相关规范进行施工,各施工工序质量要求均应满足相关规定。、施工技术科组织供应科、经营业务科等各有关部室及项目负责人对设计图纸、施工方案、施工工艺进行交底。、对顶进设备安装、DN1500管道顶进工序执行“三检”制度。由操作人自检,由工序负责人进行交接检,由质检员进行专检,并负责填写保存“工序三检记录”。、本工程关键工序为:顶进设备安装。特殊工序为:DN1500管道顶进。、施工技术科应对本工程制定检查计划,对工程开工前、施工准备工作、施工过程的质量及管理情况,竣工交验前的工程施工质量及质量检验资料、质量保证资料,进行检查及
26、控制,并填写程序控制检查记录。4、产品测量和监控:、分项工程的测量和监控,由项目组质检员在分项工程质量经三检合格后,对分项工程质量进行抽检和评定,填写分项工程质量检验评定记录,进行质量状态标识。、分部工程的监控和测量,由项目部质量负责人组织有关人员对分部工程质量进行评定,并填写分部工程质量检验评定记录,进行质量状态的标识。、对于管道在安装后需由项目组负责人组织质检员和现场监理代表参加共同对管道接口、安装质量进行检查验收,并填写隐检记录。、最终检验和试验,在分项、分部工程检验合格后,由项目部负责人组织会同监理或顾客,对工程整体质量进行检验,合格后,报施工技术科交验,对单位工程进行质量评定,并填写
27、单位工程质量检验评定记录,进行状态标识,报监理单位进行确认。、物资的测量和监控由项目组材料员、质检员按采购程序要求进行检查和验收,并填写验收记录。工程所用的材料、设备进场前必须进行登记检验,并应具有合格证书,在使用前应按照规范要求作好复试合格证书和复试报告必须经现场工程师认定后方可允许该材料、设备用于工程中。5、过程质量控制:、顶管采用泥水平衡掘进机进行施工,先进的纠偏系统是顶进质量的可靠保证。顶进时采用二班作业不间断,认真填写施工记录并向下班交清施工情况。、管道在安装过程中,随时进行检查安装的高程、轴线位置、接口安装、注浆压力及管道顺直度,并报请监理检查验收。、顶进过程中,为控制好顶进方向,
28、采取勤测勤纠的纠偏方式,先纠高程后纠左右。并在出洞前控制好掘进机姿态,不做大的纠偏动作,以保证掘进机准确出洞。、为保证触变泥浆减阻达到预定效果,每根注浆管上的注浆孔前都设置闸阀。并在第一节注浆管的注浆孔前安置注浆压力表。、顶管施工,应按作业指导书的规定进行,使各道工序处于受控状态,一道工序完成后经检验合格做好工序交接签证,并且经监理工程师认定后方可进行下道工序。、认真做好顶管施工质量的检查和及时评定,及时向监理提供顶管工程的详细施工记录表,并由专人收集和整理保存,同时做好所有材料、设备合格证和实验报告的收集保存,以保证竣工资料的详细完整。、顶管质量测量和监控表过程名称质量控制点检测手段计划过程
29、质量等级过程质量负责人轨道安装允许偏差:轴线3mm 顶面高程0+3mm 两轨内距2 mm水准仪、塔尺经纬仪 盒尺合格后背安装允许偏差:垂直度1 扭转度1经纬仪线坠合格油缸架安装允许偏差:整体轴线3mm 左右高差03mm水准仪、塔尺经纬仪合格顶进安装允许偏差:1.过程:中心线偏差:10cm高程偏差:10cm2.出洞:中心线偏差:50mm高程偏差: +40mm-50mm激光经纬仪、水准仪、塔尺钢卷尺优良6、测量、分析、改进、对于施工过程中出现的质量通病由技术负责人组织进行原因分析,并制定纠正或预防措施。、项目经理负责组织有关施工、技术、质检人员对出现的一般有合格品(项)的原因进行调查分析,为制订纠正或预防措施提供依据。、一般工序的不合格品(项)纠正措施由项目部技术责任人组织制订,上报项目经理审批。、关键工序的不合格品(项)纠正措施由技术责任人组织有关施工、技术和质检人员研究制定,上报管理者代表批准后实施。7、标识及可追溯性、项目部物资材料员应对进场物资的规格、数量、供方及状态进行记录和标识,并由项目组质检员对物资安装的位置在单线图中进行标识,达到可追溯目的。、本工程关键特殊工序的施工情况,由项目组施工员以关键特殊工序标识图做好标识。、本工程关键特殊工序的质量情况,由项目组质检员以记录形式做好标识,并以单线图形式做为追溯依据。8、不合格品控制、采购物资出现不合格品,由项目部材料员负责
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