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GB50026-93《工程测量规范》
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***
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。
顶管施工工艺流程图见上图所示。
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,并试水、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(固定架等)。
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***。
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60米计,每
节管长2米,共要顶进33.5节管,则P0=2*33.5=60吨。
则总的顶力为:
P=nP0=2.0*60=120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
千斤顶的顶力应为100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)
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)
K2=πDL×
K2=3.14*1.7*60*0.5=160.14吨
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
≈239.54吨
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。
5.2工作井和接收井的施工
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。
5.2.1工作井施工
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
4.5~8.5米左右,壁厚30cm,具体配筋方案见附图。
(一)、施工工艺
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。
(二)、施工流程
(三)、施工技术要求
1、每层开挖深度不大于1.0米。
2、钢筋搭接长度不小于35d。
3、模板拼装要平整,牢固。
4、层与层之间搭接部分的泥土要清洗干净,并凿毛。
5、护壁的下一节和上一节的搭接长度不小于10cm。
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
是否到设计标高
回填300mm厚碎石垫层
底板浇注
测量控制
绑扎钢筋
立护壁模板
放线定位
开挖一节土方
设置足够的支撑,防止“跑模”现象的发生。
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。
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。
9、浇注完后,养生72小时,才能拆模并开挖下一层。
10、第一层护壁必须勾挂在井口周边。
11、确保工作井的净空尺寸满足设备要求。
12、底板的标高要符合设计要求。
5.2.2接收井施工
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。
5.3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=1.1m=2则有Q=
k×
q=1.1×
2×
3=6.6m3/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。
5.4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。
5.5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***导轨
安装的准确性。
(三)要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。
5.6千斤顶和顶铁的安装
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300
吨.拟采用2台150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。
5.7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,***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:
(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。
5.8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***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
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