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4、《市政道路工程质量检验评定标准》CJJ1-90;
5、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-90;
6、东莞市建设委员会颁发的有关建筑规程,安全、质量及文明施等文件
第二章工程概况
2.1工程简介
本东莞市市规划展览馆室外工程管道工程O+150到O+224.48路段DN800雨水管道,总长111.1米。
原设计采用机械明槽开挖铺设管道施工,但由于工期紧、施工场地有限、现场交通繁杂、地下管线复杂、有可能遇上地下障碍物等情况,将影响本工程机械明槽开挖铺设管道正常施工的不利因素,根据地质勘查报告BK1显示,此处为强风化层,故将本工程中的明槽开挖铺设管道工程改用人工顶管,总长86.9米。
管材采用DN800的III钢筋混凝土管埋深约为3~4m。
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。
第三章施工部署
3.1 施工组织安排
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。
3.2顶管施工工艺流程
工作井施工→设备安装→ 管吊装就位→施工准备→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
3.3施工顺序
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。
第四章施工准备工作
4.1 生产准备
1、进行施工测量和现场放线工作。
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、树木及附近房屋等的准确位置。
3、按施工平面布置图修建临时设施,安装临时水、电线路,并水试电。
4、进行顶管所用设备的加工制作。
5、根据顶进长度,准备好各类管线和所需的辅助物
6、根据材料计划,分期分批组织材料进场。
4.2技术准备
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。
2、做好标高点控制,施工测量和现场放线工作。
3、按照规划局提供的永久水准点,引临时水准点至井下,施工中经常进行校核。
第五章主要工程项目的施工技术方案
5.1人工顶管顶力的计算:
(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。
根据经验公式:
P=nP0
其中:
P——总顶力
n——土质系数。
土质系数取值可根据以下两种情况选取:
(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~ 2.0。
(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。
取n 为2.0。
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90米计,每节管长2米,共要顶进45节管,则P0=2*45=90吨。
则总的顶力为:
P=nP0=2.0*90=180吨
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,设备顶进应力为234吨,取总的顶力F=300吨,选用两个千斤顶作为顶进动力设备,每个千斤顶的顶力应为150吨。
(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,可采用先顶后挖的方法施工。
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力,主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。
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40t/m2时表明土质较好。
F1=S1×
K1
其中:
F1--顶管正阻力(t)
S1--顶管正面积(m2)
K1--顶管正阻力系数(t/m2)
F1=S1×
K1=πr2×
K1=3.14*0.85*0.85*35=79.40吨
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,管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2之间。
F2=S2×
K2
F2—顶管侧摩擦力(t)
S2—顶管侧面积(m2)
K2—顶管侧阻力系数(t/m2)
F2=S2×
K2=πDL×
K2=3.14*1.7*90*0.5=240.21 吨
顶管阻力为以上二种阻力之和,顶进长度按最长管段90米计算,总顶力:
F=F1+F2 ≈319.61吨
因此,取总的顶力F=400吨,选用两个200吨的千斤顶作为顶进动力设备。
5.2顶管工作井内设备安装
(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。
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。
2、严格控制导轨顶面的高程,其纵坡与管道纵坡一致。
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。
4、导轨必须直顺。
严格控制导轨的高程和中心。
(二)下管、顶进、出土和挖土设备:
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、垂直牵引的卷扬机作为出土设备,用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。
(三)照明设备:
井内使用电压不大于12V的低压照明。
(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。
风量的计算:
1、按洞内同时工作的最多人数计算:
Q=k×
m×
q
式中:
Q-所需风量,m3/min;
k-风量备用常用系数,常取k=1.1~1.2
m-洞内同时工作的最多人数
q-洞内每人每分钟需要新鲜空气量,通常按3m3/min计算。
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=k×
m×
q=1.1×
2×
3=6.6 m3/min
2、漏风计算
Q供=P×
Q
Q-计算风量
P-漏风系数
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/min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。
(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。
5.3引入测量轴线及水准点
(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。
(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。
5.4 下管
(一)下管前,要严格检查管材,不合格的严禁使用。
(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,以校核导轨安装的准确性。
(三)要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。
5.5千斤顶和顶铁的安装
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400吨.拟采用2台200吨液压千斤顶。
(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。
(二)安装顶铁应无歪斜、扭曲现象,必须安装直顺。
(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。
(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。
5.6顶进施工
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雨水管向前顶进,其操作过程如下:
(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。
(2)停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。
(3)添加顶铁,重复上述操作,直至需要安装下一节管子为止。
(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。
5.7顶进施工中的重点工序
(一)测量
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。
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。
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;
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。
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。
(二)纠偏:
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。
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。
(三)管前挖土要求
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,并随挖随顶。
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。
(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。
5.8工作井内管道施工
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。
5.9 遇到流砂时的施工技术措施
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.
第六章施工计划
6.1施工进度计划
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:
首先要落实挖掘机、吊机、槽钢、管材等关
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