第一章 编写依据 >Z?3dM~ [
本施工方案编写依据如下: "~4ULl<i'
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
图纸; DB yRP-TH
2、《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-97; `?Wak=]g
3、《混凝土质量控制标准》GB50164-92; EM*YN=S o
4、《市政道路工程质量检验评定标准》CJJ1-90; 67Ai.3dR
5、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-90; a`CsL Bv&
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; G1Cn[F;e
第二章 工程概况 <BQ4x.[
2.1 工程简介 P'Jw: )k(
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、 S2"p(
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。 74%,v|
2.2 施工参照标准 n-dO |3,
GBJ08-221-96 《市政排水构筑物工程施工和验收规程》 A8OV3h6]
GBJ08-220-96 《市政排水管道工程施工和验收规程》 Od'!v &
GBJ141-90 《给水排水构筑物施工和验收规程》 i` Es7 }
YS1411-89 《防腐蚀工程施工规程》 N`/6
By
GB50194-93 《建筑工程施工现场供用电安全规范》 5isejR{r
GBJ208-83 《地下防水工程施工及验收规程》 [t
/hjm"$
GB50026- 93 《工程测量规范》 Jjz:-Uqq2
第三章 施工部署 u|\Lb2Kb:
3.1 施工组织安排 L^VG?J
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。 S >uzW #
3.2 顶管施工工艺流程 9q;\;-
工作井施工 xX
设备安装 &gkloP@
管吊装就位 OFCOMM
施工准备 ~l-Q0wg
开机顶进 "7RQrz
回收掘进机头 VuFH
>8n
结束 8@!/%"Kt2
测量控制及纠偏 5>7ECe*
复核 pHY~_^B4&
废泥外运 ;y?,myO
施工下一节 g!<@6\RB
3.3 施工顺序
8J%^gy>m]
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 Y*0%lq({H
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。 Tc@r#!.m
第四章 施工准备工作 V2%FWo|
4.1 生产准备 L^)&"6oSa
1、进行施工测量和现场放线工作。 S
1|[}nYP
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 j ij:}.d6
木及附近房屋等的准确位置。 jR\T\r4
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 U\y];\~H
电。 5 %q26&
4、进行顶管所用设备的加工制作。 TC3xrE:U<m
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)。 H;}V`}c<`
6、根据材料计划,分期分批组织材料进场。 y1/$dn
4.2 技术准备 @q2Yka
1、审查施工图纸和进行各专业图纸会审,进行施工技术交底工作。 `Y/DttjL
2、做好标高点控制,施工测量和现场放线工作。 gmWRw{nS+
3、按照规划局提供的永久水准点,引临时水准点至井下,施工中经常进 W z3y+I/&
行校核。 C]-Z+9Vvv
第五章 主要工程项目的施工技术方案 .8l\;/o|
5.1 人工顶管顶力的计算: F`U%xn,
(一)对于顶管顶进深度范围土质好的,管前挖土能形成拱,可采用先挖后顶的方法施工。 uA:|#mO
根据经验公式: P=n P0 ,'F;s:WM,
其中:P——总顶力 R1X9
n——土质系数。 'rU
[V+
土质系数取值可根据以下两种情况选取: M=e]v9
(1) 土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土,管前挖土能成拱者,取1.5~ 1Af~6jz
2.0。 1A">tgA1
(2) 土质为中粗砂及含水量较大的粉细砂,管前挖土不易成拱者,取3~4。 ,~gY'Ql
取n 为2.0。 U=p,drF,A
P0——为顶进管子全部自重。顶进的每节管自重约为2 吨,最长段以60 米计,每 5FnWlFc
节管长2 米,共要顶进33.5 节管,则P0=2*33.5=60 吨。 NZ'S~Lr
则总的顶力为:P=n P0 =2.0*60=120 吨 OR4!73[I
考虑地下工程的复杂性及不可预见因素,顶管设备取1.3 倍左右的储备能力,设备 AU$W=Z*
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 Zo22se0)
千斤顶的顶力应为100 吨。 I*
\o
(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 ge[f/"u
的方法施工。 ju(&v*KA
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 s*:J=+D]G
力,主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。 "W|Sh#JF
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 9~<HTH
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 v-X1if1%
40t/m2 时表明土质较好。 Z6X?M&-Lz
F1=S1×K1 yEy}
PCJ&
其中 Nj qUUkc
F1--顶管正阻力(t) Ta%{Wa\U9z
S1--顶管正面积(m2) qp^O\>c
K1--顶管正阻力系数(t/m2) L\5j"]
}`
F1=S1×K1=πr2×K1=3.14*0.85*0.85*35=79.40 吨 >.SU=HG;
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, w:Tz&$&Y$
管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2 之间。 93[c^sc9*a
F2=S2×K2 b-@VR
其中 FlRbGg^
F2—顶管侧摩擦力(t) +o!".Hp
S2—顶管侧面积(m2) Ej
ip%m
K2—顶管侧阻力系数(t/m2) ;_,=
F2=S2×K2=πDL×K2=3.14*1.7*60*0.5=160.14 吨 l[l('-f
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 "N"9PTX
≈239.54 吨 2md1GWyP
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。 D(s[=$zua
5.2 工作井和接收井的施工 1Qtojph
工作井和接收井的施工方法采用人工挖孔护壁法施工。工作井和接收井的结构设计见附图。 &
p"ks8"
5.2.1 工作井施工
s6rdQI]
工作井采用人工挖孔护壁支护结构。工作井尺寸净空为4.5×4 米,开挖深度为 r~z-l,
4.5~8.5 米左右,壁厚30cm,具体配筋方案见附图。 sbrU;X_S
(一)、施工工艺 ^~0\d;l_
采用分层开挖,分层浇注井壁的方法施工,每节开挖护壁的高度最多不超过100cm。 Zk)]=<H
(二)、施工流程 m]+g[L?-
(三)、施工技术要求 oJUVW"X6
1、每层开挖深度不大于1.0 米。 M$
`b$il
2、钢筋搭接长度不小于35d。 7:I`
~ @m
3、模板拼装要平整,牢固。 pRD8/7@(B{
4、层与层之间搭接部分的泥土要清洗干净,并凿毛。 +L!-JrYHS4
5、护壁的下一节和上一节的搭接长度不小于10cm。 IR?ICXmtx
6、钢筋的配置必须按照有关标准和规范进行,浇注的砼必须使用震动棒进行振捣,要浇注混凝土 C6ZM#}I$l
是否到设计标高 $OHY^IE(
回填300mm 厚碎石垫层 j>+x|!k
底板浇注 M&~3fRb4
测量控制 vL`wn=
绑扎钢筋 Ti!j
立护壁模板 hUcG3IOBf
放线定位 q[nX<tO
开挖一节土方 ]ZelB,7q
人工顶管施工方案 amK?LDf]
设置足够的支撑,防止“跑模”现象的发生。 d3+pS\&IX?
7、井内的积水由集水井(长×宽×高为30cm×30cm×40cm)及时排走,抽水时要注意用电安全。 x1]^].#Eo
8、严格控制后靠背、洞口墙的水平度和垂直度。洞心的标高和洞口的直径要符合设计要求。 cV_nYcLkz
9、浇注完后,养生72 小时,才能拆模并开挖下一层。 f[HhLAVGK`
10、第一层护壁必须勾挂在井口周边。 ?0WJB[/
11、确保工作井的净空尺寸满足设备要求。 `B"=\0
12、底板的标高要符合设计要求。 V{O,O,*
5.2.2 接收井施工 9Y- Sqk+
接收井是直径为2.5 米的圆井,其护壁厚30cm,具体配筋方案见设计图纸。 >o>r@;
5.3 顶管工作井内设备安装 T/V8&'^i
(一)导轨安装。严格控制导轨的中心位置和高程,确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。 4T`u?T]
1、由于工作井底板浇注了20cm 的砼,地基稳定,导轨直接放置在工作井的底板上。 }>=k!l{
2、严格控制导轨顶面的高程,其纵坡与管道纵坡一致。 \Q|1I
3、导轨采用浇注砼予以固定,导轨长度采用2~3m,间距设置为60cm。 wLPL9
4、导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。 :Oo(w%BD]
(二)下管、顶进、出土和挖土设备: p-GlGEt_X
采用电动卷扬机下管,用千斤顶、高压油泵作为顶进设备,用斗车、垂直牵引的卷 ><viJ$i
扬机作为出土设备,用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。 =M>1;Qr<Z/
(三)照明设备:井内使用电压不大于12V 的低压照明。 ((\s4-
(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。 +#}I^N
风量的计算: r+217fS>
1、按洞内同时工作的最多人数计算: iJk`{P _
Q=k×m×q I&U?8
式中:Q-所需风量,m3/min; Pq>r|/~_
k-风量备用常用系数,常取k=1.1~1.2 &7!&]kA+
m-洞内同时工作的最多人数 p\wE})mu
q-洞内每人每分钟需要新鲜空气量,通常按3m3/min 计算。 u{,e8. Z
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= qgvg
MWj
k×m×q=1.1×2×3=6.6 m3/min AdesR-e$R
2、漏风计算 E9;cd$}K
Q 供=P×Q %'nM!7w@I
式中:Q-计算风量 DKAqQ?fS
P-漏风系数 xI55pj*
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 r
ioNP(
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。 4*g`!~)
(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。 Qa~o'
5.4 引入测量轴线及水准点 P}KN*Hn.
(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。 ~EG`[cv
(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。 _|bIl%W;\'
5.5 下管 Ig t:M[
/
(一)下管前,要严格检查管材,不合格的严禁使用。 %kS +n_*
(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 )C5<puh
安装的准确性。 9Ruj_U
(三)要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。 ^rMkCA@;TZ
5.6 千斤顶和顶铁的安装 <->Nex
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 ^I@1y}xi
吨.拟采用2 台150 吨液压千斤顶。 mVg-z~44T
(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。 8C#R
(二)安装顶铁应无歪斜、扭曲现象,必须安装直顺。 +N:K V}K
(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。 Wjn1W;m&g
(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。 hW$B;
5.7 顶进施工 4P(Y34j
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: Cb7f-Eag
(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。 v}!eJzeH
(2)停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。 QM=M<~<Voh
(3)添加顶铁,重复上述操作,直至需要安装下一节管子为止。 &*B=5W;6^u
(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。 #:_qo
5.8 顶进施工中的重点工序 4pq@o
(一)测量 ya0L8`q
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。 acz8
H0cS
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。 Fd":\7p
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; ,di'279|
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。 TYGUB%A
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。 .8S6;xnkC
(二)纠偏: Q<3=s6@T
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。 -Mx"ox
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。 &[f.;1+C
(三)管前挖土要求 _nOJ.G
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 cJd~UQ<k
顶。 tI0d!8K
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。 Q0i.gEwe
(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。 XZYpU\K
5.9 工作井内管道施工 .p NWd
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。 Q3vC^}Dmr
5.10 遇到流砂时的施工技术措施 ;|6kFBGC"+
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, fpJM)HU
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. :^tw!U%y1
第六章 施工计划 z 0]K:YV_
6.1 施工进度计划 y8'WR-;
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 ml <X92Y
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。 o7)<