第一章 编写依据 c;M&;'#x
本施工方案编写依据如下: Pl9Ky(Q`V
1、《广州开发区市南路北段(黄沙快速干线~黄阁大道段)扩建工程》设计图 H.H$5(?O
图纸; 9hNHcl.
2、《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-97; da,;IE{1u
3、《混凝土质量控制标准》GB50164-92; D
on8xk
4、《市政道路工程质量检验评定标准》CJJ1-90; =o<iBbK#|
5、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-90; ,xhB
6、广州市建设委员会颁发的有关建筑规程,安全、质量及文明施工等文件; 6Z:swgi6&
第二章 工程概况 O)Wc\-
2.1 工程简介 ue/GB+U
本工程原设计采用机械顶管施工,但由于工期紧、施工场地有限、现场交通繁杂、 df'xx)kW
地下管线复杂、有可能遇上地下障碍物等情况,将影响本工程机械顶管正常施工的不利因素,故将本工程中的顶管工程改用人工顶管。管材采用DN800 及DN1200 的玻璃钢管埋深约为5~7m。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。 $$GmundqB
2.2 施工参照标准 3Mlwq'pzD
GBJ08-221-96 《市政排水构筑物工程施工和验收规程》 ` 6'dhB
GBJ08-220-96 《市政排水管道工程施工和验收规程》 vwc)d{ND
GBJ141-90 《给水排水构筑物施工和验收规程》 ea\b7a*
YS1411-89 《防腐蚀工程施工规程》 7?[{/`k~?
GB50194-93 《建筑工程施工现场供用电安全规范》 JiXkW%
GBJ208-83 《地下防水工程施工及验收规程》 o5;V=8T;
GB50026- 93 《工程测量规范》 *
11|P
第三章 施工部署 [0lu&ak[&
3.1 施工组织安排 K]bw1KK
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,第一阶段为工作井、接收井的施工,第二阶段为人工顶管的实施,其中工作井、接收井的施工可以交叉作业,速度较快,设备也能得到充分的利用。 @/DHfs 4O
3.2 顶管施工工艺流程 S2!$
工作井施工 _7^4sR8=
设备安装 0r |mg::'
管吊装就位 jf|5}5kSlf
施工准备 >^U$2P
开机顶进 r/ G6O
回收掘进机头 DqQ+8 w
结束 #JLxM/5^1~
测量控制及纠偏 <}vult^
复核 A/xo'G
废泥外运 8B|qNf `Yi
施工下一节 Uiz#QGt
3.3 施工顺序 sy
s6 V?
施工顺序为: 工作井施工→ 顶进设备安装调试→ 吊装砼管到轨道上→ 连 XZ3)gYQi
接好工具管→ 装顶铁→ 开启油泵顶进→ 出泥→ 管道贯通→ 拆工具管→ 砌检查井。顶管施工工艺流程图见上图所示。 Ie<`WU K
第四章 施工准备工作
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4.1 生产准备 q|EE
em
1、进行施工测量和现场放线工作。 @y+Hb@ >.
2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物,如管线、电线杆、树 '9w.~@7
木及附近房屋等的准确位置。 ruf*-&Kr7
3、按施工平面布置图修建临时设施,安装临时水、电线路,并试水、试 \/
9s<
电。 3%J7_e'
4、进行顶管所用设备的加工制作。 s?}m~Pl
5、根据顶进长度,准备好各类管线和所需的辅助物(固定架等)。 /-mo8]J#2~
6、根据材料计划,分期分批组织材料进场。 0</]Jo%
4.2 技术准备 p1mY@[A
1、审查施工图纸和进行各专业图纸会审,进行施工技术交底工作。 `g~T #U\>d
2、做好标高点控制,施工测量和现场放线工作。 @ff83Bg
3、按照规划局提供的永久水准点,引临时水准点至井下,施工中经常进 <gtqwH]
行校核。 vT&xM
第五章 主要工程项目的施工技术方案 G\I DgPj`
5.1 人工顶管顶力的计算: c!2j+ORz
(一)对于顶管顶进深度范围土质好的,管前挖土能形成拱,可采用先挖后顶的方法施工。 s/"l ?d
根据经验公式: P=n P0 %K$f2):
其中:P——总顶力 L FncY(b
n——土质系数。 kZfUwF:yN
土质系数取值可根据以下两种情况选取: q|r/%[[!o
(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~ 3WTNWz#h
2.0。 \i}:Vb(^
(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。 ;FI"N@z
取n 为2.0。 +hW^wqk/.
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 kCuIEv@
节管长2 米,共要顶进33.5 节管,则P0=2*33.5=60 吨。 *pOdM0AE
则总的顶力为:P=n P0 =2.0*60=120 吨 <z2*T \B!8
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 .=u8`,sO
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 #$dk
千斤顶的顶力应为100 吨。 qFpRY7eq
(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 MU-T>S4
的方法施工。 B(z?IW&
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 \{Yi7V
Xv
力,主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。 o`EL)K{
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 .dr-I7&!
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 <-3_tu>l
40t/m2 时表明土质较好。 "j]85
F1=S1×K1 GK>. R<[
其中 GQR|t?:t
F1--顶管正阻力(t) iW\Q>~0#_
S1--顶管正面积(m2) 4uSC>
K1--顶管正阻力系数(t/m2) >h>
F1=S1×K1=πr2×K1=3.14*0.85*0.85*35=79.40 吨 4?vTuZ/
M
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, *fIb|r
管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2 之间。 hG8!aJo
F2=S2×K2 ^Hplrwj}
其中 Js'#=
F2—顶管侧摩擦力(t) 7YLG<G!v)]
S2—顶管侧面积(m2) g6wL\g{29
K2—顶管侧阻力系数(t/m2) KK|AXoBf
F2=S2×K2=πDL×K2=3.14*1.7*60*0.5=160.14 吨 E#T6rd P
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+F2 {dk%j~w8
≈239.54 吨 FVw4BUOmi
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。 I8%2tLVY
5.2 工作井和接收井的施工 :v(fgS2\
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。 $QbaPmHW
5.2.1 工作井施工 =Ll:Ba Q
工作井采用人工挖孔护壁支护结构。工作井尺寸净空为4.5×4 米,开挖深度为 zdh&,!] F6
4.5~8.5 米左右,壁厚30cm,具体配筋方案见附图。 qa!3l b_'M
(一)、施工工艺 "F.0(<4)
采用分层开挖,分层浇注井壁的方法施工,每节开挖护壁的高度最多不超过100cm。 W :qQ
(二)、施工流程 TSPFi0PP
(三)、施工技术要求 1(;_1@P
1、每层开挖深度不大于1.0 米。 );~JyoDo
2、钢筋搭接长度不小于35d。 Ck;>9>
3、模板拼装要平整,牢固。 gTby%6-\|
4、层与层之间搭接部分的泥土要清洗干净,并凿毛。 O:hCUr
5、护壁的下一节和上一节的搭接长度不小于10cm。 S.Z2gFE&tu
6、钢筋的配置必须按照有关标准和规范进行,浇注的砼必须使用震动棒进行振捣,要浇注混凝土 yM}Wg~:D:
是否到设计标高 w QnW2)9!
回填300mm 厚碎石垫层 u6pfc'GG g
底板浇注 LKx<hl$O
测量控制 U,_jb}$Sq7
绑扎钢筋 42If/N?
立护壁模板 EU0b>2n4
放线定位 !
,*4d $
开挖一节土方 FkS$x'~2$
人工顶管施工方案 2/coa+Qkv]
设置足够的支撑,防止“跑模”现象的发生。 w:0=L`<Eu
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。 (n>gC
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。 jIOrB}
9、浇注完后,养生72 小时,才能拆模并开挖下一层。 th 9I]g^=t
10、第一层护壁必须勾挂在井口周边。 x U1](O
11、确保工作井的净空尺寸满足设备要求。 g`690
12、底板的标高要符合设计要求。 k>ERU]7[
5.2.2 接收井施工 lls-Nir%
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。 pod=|(c
5.3 顶管工作井内设备安装 ,Zs"r}G^
(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。 k|-P&g
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。 ._$tNGI4
2、严格控制导轨顶面的高程,其纵坡与管道纵坡一致。 :K#z~#n
3、导轨采用浇注砼予以固定,导轨长度采用2~3m,间距设置为60cm。 W
^MF3
4、导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。 a7_ &;
(二)下管、顶进、出土和挖土设备: ='p&T|&
采用电动卷扬机下管,用千斤顶、高压油泵作为顶进设备,用斗车、垂直牵引的卷 ZtFOIb*
扬机作为出土设备,用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。
oRbG6Vv/
(三)照明设备:井内使用电压不大于12V 的低压照明。 RdtF5#\z
(四)通风设备:人工挖土前和挖土过程中,采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。 G5R"5d'
风量的计算: ;rK=
jz^Q
1、按洞内同时工作的最多人数计算: :hA=(iz
Q=k×m×q UF$JVb
式中:Q-所需风量,m3/min; ^#Ruw?D
k-风量备用常用系数,常取k=1.1~1.2 xKZLXQ'e-
m-洞内同时工作的最多人数 n!Dy-)!`O
q-洞内每人每分钟需要新鲜空气量,通常按3m3/min 计算。 js~?y|e8k
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= IL\2?(&Z
k×m×q=1.1×2×3=6.6 m3/min 7H~J?_
2、漏风计算 1J
tt\yq
Q 供=P×Q ap7ZT7KW
式中:Q-计算风量 C@7<0w
P-漏风系数 a'U}.w}
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=6.73 m3/min 9|}u"jJB%E
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。 /%P|<[<
[
(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。 SBNeN]
5.4 引入测量轴线及水准点 x_yQoae
(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。 4J"S?HsW|
(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。 |d@%Vb_
5.5 下管 Km=dId7]
(一)下管前,要严格检查管材,不合格的严禁使用。 #"6O3.P
(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 wk'12r6=(-
安装的准确性。 SMMsXH
(三)要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。 &/}reE*
5.6 千斤顶和顶铁的安装 UUuB Rtau
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300 p}r1@L s
吨.拟采用2 台150 吨液压千斤顶。 X`n)]~
(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。 Z fQzA}QD
(二)安装顶铁应无歪斜、扭曲现象,必须安装直顺。 qMj'% 5/
(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。 uq~Z
(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。 $XOs(>~"r
5.7 顶进施工 :|P[u+v
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: pm.Zc'23
(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。 Tw{}Ht_Qq
(2)停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。 x?*)
(3)添加顶铁,重复上述操作,直至需要安装下一节管子为止。 \*(A1Vk
(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。 *nj={Ss&
5.8 顶进施工中的重点工序 j\o<r0I
(一)测量 X:ck
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。 "%~Jb dx
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。 5R?[My
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; 2A5R3x=\
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。 @Ft\~ +}
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。 |IL/F]I
(二)纠偏: Ac'0
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。 { !;I4W%!
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。 I1Jo 8s
(三)管前挖土要求 bIR&e E
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 42{\u 08Z
顶。 04u^Q
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。 U<