人工顶管的施工方案.docx
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人工顶管的施工方案
人工顶管施工方案
第一章工程概况
1.1工程简介
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< 管材采用DN1的钢筋混凝土,企端埋深约为—4m。 管道单节长度为1m,管线长为30m,管坡为0.003,改用人工顶管后,工作井、接收井及检查井的井位和管段长度将根据现场实际情况(顶进长度、地下障碍物、交通影响等)而确定。 3l! NG=R 1.2施工参照标准oFg5aey4 GBJ08-221-96《市政排水构筑物工程施工和验收规程》]^"k8v/ GBJ08-220-96《市政排水管道工程施工和验收规程》bC@k>yC- GBJ141-90《给水排水构筑物施工和验收规程》a7H0! 9^h jStmS2n GB50194-93《建筑工程施工现场供用电安全规范》ZIxRyo-i GBJ208-83《地下防水工程施工及验收规程》D>ai.T%n GB50026-93《工程测量规范》7r{qJ7$% 第二章编写依据P#v*TD' 本施工方案编写依据如下: #6Xs.*b5C \3Oij^l0 1、《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-97;v+6@cC 2、《混凝土质量控制标准》GB50164-92;Dj\e@? Y 3、《市政道路工程质量检验评定标准》CJJ1-90;vUC! fIG 4、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-90;NV4g~+n l? #xAZx&_ cIXwiC 8t 第三章施工部署GA^mgm"O 2.1施工组织安排vM0_>1nN 本工程需要采用人工顶管的管段为计划用4套顶管设备,分成两个阶段顶进,第一阶段为工作坑、接收坑的施工,第二阶段为人工顶管的实施,其中工作坑、接收坑的施工可以交叉作业,速度较快,设备也能得到充分的利用。 ~P1_BD( 2.2顶管施工工艺流程Z-Wfcnk 工作坑施工ccG['7 →设备安装P;foK)AM →管吊装就位→施工准备→XBI;Lg 开机顶进→回收掘进机头→结束→测量控制及纠偏→复核→废泥外运→施工下一节zzJ^x8#R 2.3施工顺序75Fp[Q- 施工顺序为: 工作坑施工→顶进设备安装调试→吊装砼管到轨道上→连@a;sV! S{接好工具管→装顶铁→开启油泵顶进→出泥→管道贯通→拆工具管→砌检查井。 顶管施工工艺流程图见上图所示。 XARSGAuw 2.4顶管工作坑内布置 工作坑内沿顶管轴线方向在临时后座墙上装刚性后座,主顶千斤顶、导轨、刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备。 工作坑边侧设置下井扶梯供施工人员上下。 管内供电及工作坑内电力配电箱均位于工作坑内。 管内测量起始平台,安装在主顶千斤顶之间轴线上,独立与砼底板连接,与千斤顶支架分离,确保顶进时测量平台的稳定。 沿工作坑坑壁依次安装1寸压浆管、4寸供水和出泥管、供电管线。 坑内二侧工作平台布置配电箱、电焊机、泥水旁通装置、后座主顶油泵车和顶铁堆放。 顶管工作坑允许方差 序号 项目 允许偏差 检验频率 检验方法 1 工作坑每侧宽度、长度 不小于设计规定 范围 点数 每座 2 挂中线用尺量 2 后背 垂直度 0.1%H 每座 1 用垂线与角尺 水平线与中心线的偏差 0.1%L 1 3 导轨 高程 3mm 每座 1 用水准仪测 0 中线位移 左3mm 1 用经纬仪测 右3mm 2.5顶管管道内布置 进、排泥管及压浆管设置在管道底部,管内供电及管内照明用36伏低压照明灯设置在管道偏下的一侧,通风管安装于管内偏下的另一侧。 管内照明用36伏低压照明灯每20m布置1只。 施工期间在工作井坑及管道内应配置足量的排水设备。 2.6顶管工作坑地面范围平面布置 在工作坑范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施。 地面指挥监测中心(即操作处)、料具间、仓库、配电间等。 布局要合理,环境整洁、卫生,并有专职人员进行管理。 坑的东南侧布置一台12t汽车式起重机负责钢管、顶铁吊运和坑内、地面的吊装工作。 自动控制台、通讯、中央控制均设置在顶管控制室内进行集中操作。 由于顶管为24小时连续作业施工,在现场四个角及泥浆箱位置各安装錪钨灯一座,供夜间现场照明。 第四章施工准备工作sL~, 3.1生产准备.HDebi 1、进行施工测量和现场放线工作。 {{zua-F 2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物,如管线、电线杆、树a@k.$木及附近房屋等的准确位置。 %JaE4& 3、按施工平面布置图修建临时设施,安装临时水、电线路,并试水、z@n+7p`w电。 yUj;4vd 4、进行顶管所用设备的加工制作。 JchA=n 5、根据顶进长度,准备好各类管线和所需的辅助物(固定架等)。 &08Tns" 6、根据材料计划,分期分批组织材料进场。 3: "AFV 3.2技术准备_we3jzMW 1、审查施工图纸和进行各专业图纸会审,进行施工技术交底工作。 P69>gBZYD 2、做好标高点控制,施工测量和现场放线工作。 w0\4Wa 3、按照规划局提供的永久水准点,引临时水准点至井下,施工中经常进WY3_7k8u行校核。 DZF[dxH 第五章主要工程项目的施工技术方案vr<)Ay 4.1人工顶管顶力的计算: w#xncH: 1 (一)对于顶管顶进深度范围土质好的,管前挖土能形成拱,可采用先挖后顶的方法施工。 4h(jw 根据经验公式: P=nP0 WzG.3^m 其中: P——总顶力vRq=m8 n——土质系数。 ttTI#Fr2 土质系数取值可根据以下两种情况选取: \=$EmHF (1)土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土,管前挖土能成拱者,取1.5~>2FAi., 2.0。 Ompi~ (2)土质为中粗砂及含水量较大的粉细砂,管前挖土不易成拱者,取3~4。 1kbT@ 取n为2.0。 e4[-rkn{hl P0——为顶进管子全部自重。 顶进的每节管自重约为2吨,最长段以60米计,每jsK|D{m? 节管长2米,共要顶进33.5节管,则P0=2*33.5=60吨。 >DPds~k 则总的顶力为: P=nP0=2.0*60=120吨#rSasucr 考虑地下工程的复杂性及不可预见因素,顶管设备取1.3倍左右的储备能力,设备;PuyA 顶进应力为156吨,取总的顶力F=200吨,选用两个千斤顶作为顶进动力设备,每个)nf=eU4| 千斤顶的顶力应为100吨。 Jdk3)\ (二)对于顶管顶进深度范围土质较差的,即开挖时容易引起塌方的,可采用先顶后挖_QC? : mv6- 的方法施工。 zN? $Sxttx 根据顶管工程力学参数确定,先顶后挖时,顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻a2(D! _dZR 力,主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。 ;PP_3` ⑴工具管正压力: 与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有CPF>^Mp# 关。 根据有关工程统计资料,软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。 大于Z>>gXh 40t/m2时表明土质较好。 -@gJqoo> F1=S1×K1iECC@g@a 其中BCa90 F1--顶管正阻力(t)4acP*LkkQ S1--顶管正面积(m2),\m;DR1 K1--顶管正阻力系数(t/m2)^cPo{xf F1=S1×K1=πr2×K1=3.14*0.85*0.85*35=79.40吨l7D4`i ⑵管壁摩擦阻力: 管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。 根据有关工程统计资料,k? |F0e_ 管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2之间。 "x=@,*Bk F2=S2×K29>.<+b(>! ' 其中J4'! F2—顶管侧摩擦力(t)l;][Q]Z@V S2—顶管侧面积(m2),G! _SZ K2—顶管侧阻力系数(t/m2)5Ky9Pz F2=S2×K2=πDL×K2=3.14*1.7*60*0.5=160.14吨H/v37%p7 顶管阻力为以上二种阻力之和,顶进长度按最长管段60米计算,总顶力: F=F1+F26_`eTL=G ≈239.54吨|qudJucV 因此,取总的顶力F=300吨,选用两个150吨的千斤顶作为顶进动力设备。 Bc9|rlV, 5.2工作井和接收井的施工2sd=G'7! 工作井和接收井的施工方法采用人工挖孔护壁法施工。 工作井和接收井的结构设计见附图。 6Nd_ YX 5.2.1工作坑施工]zM90$6 工作井采用人工挖孔护壁支护结构。 工作井尺寸净空为4.5×4米,开挖深度为,9l! fT? iH 4.5~8.5米左右,壁厚30cm,具体配筋方案见附图。 2 QuypVC] (一)、施工工艺B&f~.UH 采用分层开挖,分层浇注井壁的方法施工,每节开挖护壁的高度最多不超过100cm。 {D2d({ 7 (二)、施工流程TXk"[>,: H (三)、施工技术要求G? /8&%8 1、每层开挖深度不大于1.0米。 zm^p7&ak$ 2、钢筋搭接长度不小于35d。 x? k|i}Q 3、模板拼装要平整,牢固。 l=OC? d*m 4、层与层之间搭接部分的泥土要清洗干净,并凿毛。 PLB=%[ 5、护壁的下一节和上一节的搭接长度不小于10cm。 9mtC"M< 6、钢筋的配置必须按照有关标准和规范进行,浇注的砼必须使用震动棒进行振捣,要浇注混凝土_xwfz]lb+ 是否到设计标高tp3N5I 回填300mm厚碎石垫层mp$II? hZ* 底板浇注~CTRPH 测量控制^Q+5M"/8 绑扎钢筋)W7H{# 立护壁模板NNV.x7 放线定位~9nrS9) 开挖一节土方^g"6p#S=n 人工顶管施工方案b 设置足够的支撑,防止“跑模”现象的发生。 C3Z(k} 7、井内的积水由集水井(长×宽×高为30cm×30cm×40cm)及时排走,抽水时要注意用电安全。 nr%^: u 8、严格控制后靠背、洞口墙的水平度和垂直度。 洞心的标高和洞口的直径要符合设计要求。 U}5KAi9Z 9、浇注完后,养生72小时,才能拆模并开挖下一层。 jDR\ #cGrZ 10、第一层护壁必须勾挂在井口周边。 )7TTRL 11、确保工作井的净空尺寸满足设备要求。 L^Af3]]2 12、底板的标高要符合设计要求。 1& WFs6 5.2.2接收井施工;]e"bX 接收井是直径为2.5米的圆井,其护壁厚30cm,具体配筋方案见设计图纸。 8BdeqgU/_ 5.3顶管工作井内设备安装rGO3 (一)导轨安装。 严格控制导轨的中心位置和高程,确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。 a&PZ7! PZv 1、由于工作井底板浇注了20cm的砼,地基稳定,导轨直接放置在工作井的底板上。 k#MW> 2、严格控制导轨顶面的高程,其纵坡与管道纵坡一致。 suSIz7: 3、导轨采用浇注砼予以固定,导轨长度采用2~3m,间距设置为60cm。 S^.=joI 4、导轨必须直顺。 严格控制导轨的高程和中心。 E{B<}n|}& (二)下管、顶进、出土和挖土设备: bvKi0- 采用电动卷扬机下管,用千斤顶、高压油泵作为顶进设备,用斗车、垂直牵引的卷>aK&T " 扬机作为出土设备,用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。 w5Z3e^g (三)照明设备: 井内使用电压不大于12V的低压照明。 ShPV! $0 (四)通风设备: 人工挖土前和挖土过程中,采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。 cPSpPx 风量的计算: ^S@b* 1、按洞内同时工作的最多人数计算: &iivSc;# Q=k×m×qb7/4~ _s 式中: Q-所需风量,m3/min;N2\,6< k-风量备用常用系数,常取k=1.1~1.2Ink76- m-洞内同时工作的最多人数.'M]cN~ q-洞内每人每分钟需要新鲜空气量,通常按3m3/min计算。 ek 现管内有两人工作,一人开挖,一人负责运余泥,取k=1.1,m=2,则有Q=d>f5Tl\E k×m×q=1.1×2×3=6.6m3/min]v#Q\Q8> 2、漏风计算Ru/3>n Q供=P×Q%O-wMl 式中: Q-计算风量3JwmLGj} P-漏风系数q;+qIV&.: 采用Ф200PVC管,每百米漏风率一般可控制在2%以下。 取P=1.02,则Q供=P×Q=6.6×1.02=6.73m3/minoPi)#|jcb 取风量大于7000L/min离心鼓风机(或高压空气压缩机)作为通风设备则可以满足要求。 CR<*<=rI (五)工作棚架: 作为防雨及安装吊运设备。 工作坑上设活动式工作平台,平台用20#工字钢梁。 在工作平台上设起重架,井旁边装置电动卷扬机。 )<+Z,6 5.4引入测量轴线及水准点'n\ZmG{ (一)将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上(两个点),作为顶管中心的测量基线。 U7O2.y+ (二)将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方,作为顶管高程测量的临时水准点。 U^.$k- |k 5.5下管+: D0tYk2B (一)下管前,要严格检查管材,不合格的严禁使用。 I;=}@]9 (二)第一节管下到导轨上时,应测量管的中线及前后端管底高程,以校核导轨P)`-cfg 安装的准确性。 7p|Pv;wp| (三)要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。 o|*,<5t 5.6千斤顶和顶铁的安装=*t)@bn 千斤顶是掘进顶管的主要设备,由前面顶力计算可知,本工程最长管段的顶力为300ee6Zm+.B 吨.拟采用2台150吨液压千斤顶。 H`kfI"u8 (一)千斤顶的高程及平面位置: 千斤顶的工作坑内的布置采用并列式,顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线,防止产生顶时力偶,造成顶进偏差。 根据施工经验,采用机械挖运土方,管上部管壁与土壁有间隙时,千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4~1/5处为宜。 : [! rj (二)安装顶铁应无歪斜、扭曲现象,必须安装直顺。 yYF%U7 N/n (三)每次退千斤顶加放顶铁时,应安放最长的顶铁,保持顶铁数目最少。 Lej3? k (四)顶进中,顶铁上面和侧面不能站人,随时观察有无扭曲现象,防止顶铁崩离。 &! _>J0 5.7顶进施工pf[bOjtR 工作坑内设备安装完毕,经检查各部分处于良好状态。 即可进行试顶。 首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求,合格后即可顶进工具头,然后安放混凝土管节,再次测量标高,核定无误后进行试顶,待调整各项参数后即可正常顶进施工。 在施工过程中,做到勤挖勤顶勤测,加强监控。 顶进施工时,主要利用风镐在前取土,千斤顶出镐在后背不动的情况下将污水管向前顶进,其操作过程如下: /F9BbG{ (1)安装好顶铁挤牢,工具管前端破取一定长度后,启动油泵,千斤顶进油,活塞伸出一个工作行程,将管子推向一定距离。 <$R'y6U: (2)停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。 #Mrof9 (3)添加顶铁,重复上述操作,直至需要安装下一节管子为止。 ? ? )IPRv? yF (4)卸下顶铁,下管,用环形橡胶环连接混凝土管,以保证接口缝隙和受力均匀,保证管与管之间的连接安全。 lh{U@,/ 5.8顶进施工中的重点工序TZ3"u@06 (一)测量67? O}~jbG 1、测量次数: 在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中,应每顶进20~30cm,即对中心和高程测量一次;在正常顶进中,应每顶进50~100cm时,测量一次。 rUmaKh? v|X 2、中心测量: 根据工作井内测设的中心桩、挂中心线,利用中心尺,测量头一节管前端的轴线中心偏差。 dv1Y2[ 3、高程测量: 使用水准仪和高程尺,测首节管前端内底高程,以控制顶进高程;"V' 同时,测首节管后端内底高程,以控制坡度。 工作井内应设置两个水准点,以便闭合之用,经常校核水准点,提高精度。 sQwRlx 4、一个管段顶完后,应对中心和高程再作一次竣工测量,一个接口测一点,有错口的测两点。 .Yg7V'R1 (二)纠偏: @kBy|5 当测量发现偏差在10~20mm时,采用超挖纠偏法,即在偏向的反侧适当超挖,在偏向侧不超挖,甚至留坎,形成阻力,施加顶力后,使偏差回归。 1)Z4(_ 当偏差大于20mm时,采用千斤顶纠偏法,当超挖纠偏不起作用时,用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上,另一端斜撑在有垫板的管前土壁上,支顶牢固后,即可施加顶力。 同时配合超挖纠偏法,边顶边支,直至使偏差回归。 C)hS^D: (三)管前挖土要求1#}}: 1、在道路和重要构筑物下,不得超越管段以外100mm,管周不得超挖,并随挖随S3D mc\f 顶。 ;Vv.$mI 2、在一般顶管地段,如土质良好,可超挖管端300~500mm,在管周上面允许超挖15mm,下面135度范围内,不得超挖。 wDp5HZ> (四)接口的处理: 由于顶管的管材为F型接口,顶管完毕后,对于管与管之间的缝隙,采用膨胀水泥砂浆压实填抹。 选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂,配合比(重量比)为: 膨胀水泥: 砂: 水=1: 1: 0.3,随拌随用,一次拌和量应在半小时内用完。 填抹前,将接口湿润,再分层填入,压实填抹平整后,在潮湿状态下养护。 4m1@lnjp 5.9工作井内管道施工>v#6SDg 管道完成后,按设计图在井内用砖砌筑检查井,井内外批防水砂浆。 待砂浆达到一定强度后,回填石屑至管顶面,用水冲实。 6v? tZ&,G 5.10遇到流砂时的施工技术措施,,8'29yEq 顶进时若遇到流砂较多,且流砂流动性较强,则要在管内准备足够的砂包、稻草,'+&! ;Jj, 用来阻挡流砂的流动。 或用改装后带网格的工具头配合施工。 以防万一,确保施工人员的生命安全.#b,! N 第六章施工计划-[}AhNYK 6.1施工进度计划4D)M_O 由于本工程工期较紧,因此在开工前一定要做好施工前期的准备工作: 首先要落}Jo}K )>! 实挖掘机、吊机、槽钢、管材等关键设备和材料以及人员,保证工程开工能够即刻到位;测量人员根据甲方提供的控制点加密导线点水准点、测放中线点标高点以及探测地下管线、构筑物等,根据中线点确定开挖范围以及范围内的拆迁物,在现场和平面图上作标记;搭好工地办公室、小型仓库、工棚以及清理停车场等前期工作。 =xjtPmZ5X 6.2主要施工机具设备w&eq*q 主要施工机具设备一览表M~U>"kX 机具名称 规格、性能 单位 数量 用途 工具头 台 6 纠偏,掘进K 空压机 立方 6 破岩 四角架 6 副 7 出土 斗车 部 12 运土 水泵 1.1-2.2 千瓦 10 基坑排水 电焊机 BX330 台 2 型钢焊接 气割 套 2 型钢切割 卷扬机 1.5T 台 6 竖井提升 千斤顶 150T 台 12 顶管 高压油泵 ZB50 台 6 顶管 顶压装置 全套顶铁、垫座 套 6 顶管 离心鼓风机 7000L/min 台 6 通风 第七章质量保证措施R5Cy% 1、顶管施工前编制顶管组织设计,提交监理和业主审定才能进行施工。 ;f[@zo> 2、顶管前,项目部向作业班组进行详细的技术交底工作,每道工序开工t_iZ\_8 和员工上岗前进行简短的质量要求和技术交底,由各专业工程人员负责实施,U/: x 使每个员工上岗前做到人人心中有数,以确保工程质量。 .KxE>lJbqM 3、摸清施工沿线的地下管线的详细情况,并制定详细的技术措施。 C/! 8NV1: 4 4、做好施工资料管理工作,及时填写原始记录和隐蔽工程记录(含照片),33w(Pw 及时完成竣工资料。 fc9gi4y9 5、认真做好施工计划,保证施工作业连续均衡、紧凑,从而有效可靠地f2FGod 控制质量,保证工程质量。 E3 E$_ <^ 6、顶进过程中,应严格控制顶力在允许的范围内,并留有足够的安全系;AE%f.Y 数。 gfAVxMg 7、顶管控制在质量标准范围以内,如果在顶进过程中,发现方向失控,V39)[FH} 应该立即停止顶进,逐级上报,经研究同意后,方可以继续顶进。 ^p! bteA> 8、作好地质勘察及资料整理工作,认真编制好施工方案和通过不同土层>zWVM1\\j 的技术措施及纠偏措施,确保管道的顺利顶进。 0! )7 9、加强操作控制,使顶管均匀平稳,受力均匀,尽可能减少顶进过程中"rIBy的倾斜、偏移、扭转,防止管壁出现裂缝、变形。 A[m4do 第八章安全文明施工及环保措施G0eJ<*|_3 8.1施工安全措施()+;KF8 1、沿工作井四周设置1.2米高的固定护栏,护栏上挂安全网,工作井四: }18G}B 周要挂相应的警示标语。 kVZ5>D$ 2、挖土施工时工作井必须设置爬梯,供人员上下井用。 使用的卷扬机等~]q^Akq 应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。 ;{inhiySN 3、挖出的土石方应及时运离工作井,不得堆放在工作井四周1米范围内。 \$hLhYz- 4、顶管作业人员必须戴硬安全帽。 : =tPCA= 5、顶管施工区域沿线采用标准围蔽。 PaFJw5f 6、严格遵循土方开挖程序,控制均匀挖土,防止发生偏位,严重倾斜或管涌等现象,做好作业前和施工中的通风换气工作,每次进入管道时,保证管内通风,以免导致人身事故。 +mT}};-TS 7、吊车、起重设备由专人操作和专人指挥,统一信号,预防发生碰撞。 c])b? dJ* 吊车靠近工作井边坡行驶时,加强对地基稳定性检查,防止发生倾翻事故。 %zyMWC 吊管下工作井时,注意安全。 >1tGQcg 8、加强机械设备维护、检查、保养。 机电设备由专人操作,认真遵守用K`FgU7g{ 电安
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