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2.技术准备
⑴熟悉图纸资料和有关文件
组织本工程项目部人员全面认真地熟悉审查施工图纸资料和有关文件。
积极与甲方、监理、设计联系。
协调好与其它施工单位的施工配合,召开专题会,落实图纸中的问题,扫除技术上的障碍。
⑵编制更为详尽的施工组织设计
依据设计文件,现场文件、各单位工程的施工工序及材料、半成品、机具劳动力需用计划等编制各阶段的具体更详细的方案。
⑶技术交底
根据设计文件和施工组织设计,由项目经理牵头向各专业工长做好分项工程的技术、质量、安全、消防书面交底工作。
⑷技术保障
制定相应的技术保障措施,做好技术培训工作。
3.人员、机具设备和材料准备
⑴人员
1首先建立一个统一的、强有力的、高效率的项目领导机构。
即要按组织计划进行施工,又要搞好在施工当中对各个环节的控制与调节。
2根据施工需要,合理配置相应的专业队和精干的施工队,提前3天进场,做好各项岗前培训工作,对特殊工种要进行考核、持证上岗、对民工队伍要做好以下工作:
a、注重素质:
严把“四关”即政治素质,道德纪律、身体条件和技术水平。
b、注重宣传教育:
应对工程建设任务的意义及质量、工期、效益、安全情况认真讲解,让他们积极热情地投入施工。
c、签定好施工合同,按工种类分别设班组并明确相关的奖惩制定。
⑵机具、设备
根据需求计划及公司现有装备组织各种机械分期、分批进场,其中需要维修租赁和购置的按计划落实并适当有备份以满足施工需要。
提前检修、试行确保所有施工机具及测量机具处于良好状态。
⑶材料
根据需求计划广泛调查料源、价格、运输费用等做完技术经济比较后我单位计划选用徐水县路通管业有限公司的D2400*2500钢承口式顶进施工用钢筋砼低压排水三级管,自重11.6t,预控顶力11600KN。
此管受力性能好,接头稳定性高,接口处止水密封性能好。
经复试后此产品合格。
管材运送、起吊均应有专用夹具,搁置时应用方木垫高,防止管接口的套环受压变形。
4.施工前测量放样
⑴控制测量
①平面控制测量:
利用设计勘测部门的点位精度较高的导线点为起始控制点,沿管路主线走向布设附合导线,并在结构施工范围内加设控制点位布设三角控制网,从而建立本标段的平面测量控制网。
埋设点位采用砼浇注,避免遭受破坏。
采用全站仪进行外业测量,并对成果运用坐标法进行点位平差。
②高程控制测量:
按线路走向布设附合水准线路,按照四等水准测量要求进行施测。
⑵放样测量
采用极坐标法进行放样测量,具体实施过程为:
①利用偏角法和支距法的计算公式,根据线路要素点的坐标值,计算出所需放样的坐标数据。
②在平面控制点上支设全站仪,后视另一控制点,将测站点、后视点、放样点的坐标数据输入全站仪,然后放样所需点位。
⑶测量管理工作
①施工现场必须坚持数据对算,施测点位必须复测。
②项目部放样点位必须上报监理工程师,经监理测量工程师复合后,方可投入使用。
三、顶管施工验算
目前还没有相关的地质资料,对周围现场环境还不太了解,本次方案暂不进行相关验算,只初步制定相关方案。
工作坑尺寸计算:
工作坑长度=机头4米+顶稿2米+后背铁0.7+顶铁1.3米=8米,工作坑长度取8米;
工作坑宽度为:
现浇井井壁长度3.8米+工作面1米*2=5.8米,取坑宽6米。
四、顶管工作坑施工方法
1、顶管工作坑大小的设置及制作
工作坑具体尺寸为:
8m×
6m。
工作坑考虑天津地下水位较高,工作坑需采用φ700止水帷幕、咬合200mm,桩深15m(暂定),水泥掺量12%,后背双排,其它面为单排。
桩之间采用排板,木带加固形式,钢桩采用12米桩打入,采用密排。
基坑四周设置四个大口井降水,井深12m。
图4.1主坑平面示意图
2、工作坑的施工方法
⑴工作坑开挖并安装顺水。
从原地面向下挖1米至基坑第一步顺水处。
采用I36工字钢制作钢桩框架,双工字钢焊接4个角撑安装第一步顺水。
再挖第二步土,安装第二步顺水,方法同上。
最后用木板卡工字钢槽口做基坑四面的挡土板,中间用Φ16钢筋做横肋与钢桩焊接。
详见工作坑纵断面图
图4.2工作坑纵断面图
⑵基坑降水。
当挖至基坑底时,四边挖0.3m×
0.3m排水沟,沟内安装Φ200无砂砼管,坡度1%,空隙的地方用石屑填充。
在工作坑底做水窝子,直径内口0.5米,深0.5米,周圈及底面用红砖干砌,外压草莲子,水窝子内设1台2"
潜水泵(扬程17米)。
详见下图:
图4.3基坑降水纵断面图
⑶工作坑底板施工。
底板厚0.40米,满铺浇注。
根据图纸尺寸测设井中及底板边线。
采用钢模P3012支护模板,将导轨、预埋钢板安装到位,然后进行砼浇筑。
图4.4工作坑底板施工平面图
⑷后背墙制作:
后背墙采用定型后背铁,厚0.7m,长4m,宽4m。
后背铁和钢桩之间采用C30混凝土浇筑,这样使千斤顶的集中应力传导至后背铁上,最后逐步扩散到后背土体,由土的被动土压力承担。
后背铁的摆放垂直度满足规范的要求。
后背铁的摆放要对称于管道中线,同时千斤顶架的摆放满足对称要求,反方向施工顶进以已经顶进的管道为后背。
后背墙中的反力R应为总推力的1.2~1.6倍,前述已经计算,满足要求。
图4.5工作坑内前期设备布置图
⑸千斤顶及支架
本次顶管施工,设4个液压千斤顶(200t),每个主坑并设有双层千斤顶支架、两个高压油泵(32MPa其中一个作为备用)和高压油管。
其中高压油泵是布置在地面上的,液压千斤顶(200t)和千斤顶支架布置在主顶坑内,安装时先下千斤顶支架,后下千斤顶,用吊车吊装,分两步进行。
第一步先安装底层的支架,稳好后安装下面一排的两个千斤顶,第二步安装上面的支架,稳好后再安装上面一排的两个千斤顶,稳好后可用调整垫对千斤顶的位置进行细部调整,使千斤顶顶力的合力点落在管中心下1/4管内径处。
千斤顶的具体布置详见下图:
图4.6千斤顶布置图
五、顶管施工方法
1、开镐、刃机头。
用40吨吊车将机头吊至井内,平稳放在导轨上,要保证管外皮与导轨之间接触严实,并使其靠近洞口。
此时,应立即开镐将稳好在导轨上的机头顶到洞口,使机头正面和洞外的土体紧密顶严;
迅速顶机头入土。
为预防刃机头时下跌应加强机头与机头后第1管、第2管之间、第3管之间的联结。
在第1节管与机头间加M30螺栓4组,详见下图:
开镐刃机头时,只开千斤架下面的2个镐,上面的2个镐关闭不开,以防扎头。
图5.1机头与机头后第1节管(带注浆孔砼管)连接图
当机头已顶进8米长时,开始注浆。
在开始顶进中连续使用5节注浆工具管,其后每隔1节加入(详见图7.2管子接口及注浆示意图)。
根据计算,注浆压力为0.5Mpa最好,注浆量控制在理论计算值的1.5倍左右,实际压浆量要根据具体情况测定。
如果压浆量超过理论压浆量数倍,则应改变泥浆配方,增加泥浆的粘度和稳定性。
例如提高含土率,掺加粉煤灰、木屑,增加化学浆糊等等。
注浆孔一般设置在环形套筒的下面,套筒向后开口,环向连通。
同一断面上设置4个,环向均匀布置。
注浆时要遵循“先压后顶,随顶随压”的程序。
顶管机头部分所受的力为主顶装置的分力,而且管道受到土层的被动土压力,所以需要减小土体对管道的阻力,减阻泥浆是减小阻力的重要措施。
顶进时要及时有效地进行同步跟踪注浆,确保形成完整的泥浆套,同时在管道四周定时补压浆,确保泥浆套不流失破坏,其粘度为16MpaS、比重1.09g/cm、胶体率100%、状态(略疏)。
触变泥浆配合比为25:
83.7:
0.75。
图5.2管子接口及注浆示意图
2、顶进测量
顶管时测量非常重要,要勤顶勤测,随时校正,切不可单纯为了求快而少测、漏测,一般在下管前和下管开镐后都应测一次,此时若发现偏移容易校正。
正常顶进时每顶进1米时测一次。
测量采用激光经纬仪和水准仪配合进行。
机头前方有固定光靶。
图3.3顶进测量示意图
图4.4机头校正千斤示意图
3、下管
下管前,将镐回到头,将管道内所有的工艺管路全部临时断开,管内及坑内所有电源断掉,坑内的人员全都走道管内或上到地面上。
下管要由专人指挥。
管子下到导轨上时,管外皮与导轨之间不能有空隙。
下管要注意插口朝前,承口朝后。
在插口安装胶圈时要涂抹凡士林,以使开镐顶紧管接口时胶圈均匀被压缩,不被扭曲、翻转,防止漏浆漏水。
4、土压平衡顶管压力的控制
顶进中平衡土压力的设定是土压平衡顶管的关键。
顶管掘进机在顶进过程中与所处土层的地下水压力和土压力处于一种平衡状态;
它的排土量与掘进机推进所占的土的体积也处于一种平衡状态。
因土压平衡原理是用机头土舱内土的压力来平衡机头所处土层的土压力和地下水压力,因此掌握油缸的顶力和土舱内土的压力尢为重要,在机头伸缩部位设有上、下、左、右四个油压千斤,根据误差数据随时调整千斤。
顶力的显示,由四个千斤串联组合,每个千斤活塞直径30厘米。
15×
15×
3.14×
4=2826cm2
2826×
10.1972=28.82
当压力表显示1Mpa时,实际顶力为28.82吨。
六、进出洞口的处理
顶管施工关键是处理好进出洞口的措施。
洞口破除首先处理洞口的工字钢和洞口的水泥搅拌桩,工字钢是工作坑支撑体系的一部分,处理要小心,同时严格按方案施工,包括木板的固定和短头的固定,工字钢剩余短头和框架焊在一起,工字钢采用气割割掉,不许拔桩,以免影响基坑的稳定。
木板及时整理,防止龙门口的土方坍塌。
水泥搅拌桩能加强龙门口土方的稳定,要利用机械破除,破除时,应顶进速度慢、刀盘旋砖快的原则,破除后方可用机头顶进,开始顶进时要控制好高程及左右偏差。
在顶进方向出洞口处增加止水封门。
示意如下图所示:
图6.1止水封门示意图
止水封门做法,将洞口处的土挖掉并清理干净,形状为内圆外方,内圆直径为管外皮直径加10㎝,外方尺寸为以内圆直径加60㎝,露出水泥搅拌桩支模,厚度为30㎝,浇筑混凝土。
在与水泥桩的接触缝隙处一定要灌满砼,并用振捣棒细致振捣,在距内圆5—10㎝的位置上予埋ф16螺栓,长35㎝,埋入混凝土20㎝,外露15㎝。
螺栓间距15㎝,分内外两排,梅花桩交错布置,待混凝土强度达到50%后,先对封门迎面进行找平,凸起处用錾子剔掉,凹处补高标号水泥砂浆整体找平后,安装环形橡胶板,厚2㎝,内环直径要比管外皮直径小20㎝,外环直径同封门外边尺寸,在环形橡胶板上和螺栓对应的位置挖孔,将环形橡胶板紧紧贴住封门的迎面,并使螺栓从与其对应的孔中露出,再在橡胶板外面压上同厚度同形状的环形钢板(但钢板内环直径为管外皮加6㎝,这一点与环形橡胶板不同,其余都同),最后用双螺母拧紧螺栓,将环形钢板和环形橡胶板与封门紧紧顶严,保证破洞后坑外的泥水不会顺着封门与管外皮的缝隙处流进坑内,在封门内与管外皮的缝隙处缠草袋子,并用铅丝固定。
七、路面沉降估算及监控方法
沿顶管轴线方向每隔10米设监控断面,在顶管正上垂直顶管轴线方向,布设5根钢钉组成控制断面,钢钉间距为0.5米。
对每一个控制断面每天进行沉降测量。
根据以往顶管工程经验得知,顶管地面安全沉降一般为0~8mm,所以将本工程地面沉降控制在安全范围内,以保证工程顺利安全完工。
控制点布设简图如下:
图4.1顶管施工监控图
对于工作坑的倾斜监控,在工作坑四角布设监控点。
在附近建筑物的楼角处同样布设监控点,每天将顶管路面、工作坑、附近建筑物等进行监控。
由专业测量技术人员负责本工程监控,发现问题及时处理。
八、顶管常见问题的防治
问题一
管道轴线偏差过大现象,管道轴线与设计轴线偏差过大,使管道发生弯曲,甚至造成管节损坏,接口渗漏。
1、原因分析
⑴地层正面阻力不均匀,使工具管受力不均匀,形成导向偏差,造成管道轴线偏差。
⑵顶管后背发生位移或不平整,使顶力合力线偏移,造成管道轴线偏差。
⑶千斤顶不同步,或千斤顶间顶力相差较大,或安装精度不够,成顶力合力线偏差,使管道轴线发生偏差。
2、预防措施
⑴顶管施工前应对管道通过地带的地质情况认真调查。
设置测力装置,指导纠偏。
纠偏应按照勤测量、勤纠偏、小量纠的操作方法进行。
⑵采用同种规格的千斤顶,使其顶力、行程、顶速相一致,保持顶力合力线与管道中心线相重合。
⑶加强顶管后背施工质量的控制,确保后背不发生位移,并应使后背平整,以保证顶进设备的安装精度。
⑷顶进过程中应随时绘制顶进曲线,以利指导顶进纠偏工作。
3、治理方法
⑴重新调整千斤顶行程、顶力、顶速,或重新调整千斤顶的安装精度。
⑵对顶管后背进行加固,防止位移继续发展,并确保后背平整。
⑶纠偏前应认真分析顶进曲线的发展趋势,采取适当的纠偏量,循序渐进,切不可操之过急,适得其反。
问题二
地面沉降与隆起现象,顶管施工过程中或施工后,在管道轴线两侧一定范围内发生地面沉降或隆起,使管道周围建筑物和道路交通及管道等公用设施受到影响,甚至危及到正常使用和安全。
⑴开挖端面的取土量过多或过少,使工具管推进压力与开挖士体压力不平衡,造成地面沉降或隆起。
⑵管道轴线偏差,或纠偏不当造成的地层土体损失。
⑶管道外围环形空隙(工具管外径与管外径之差)引起的地层上体损失,或顶管完成后未置换泥浆造成的全体损失。
⑷管道接口不严密,造成的水土流失。
2、防治措施
⑴施工前应对工程地质条件和环境情况进行周密细致的调查,制定切实可行的施工方案,正确选用工具管,并对距离管道近的建筑物和其它设施采取相应的加固保护措施。
⑵设置测力装置,以便掌握顶进压力,保持顶进压力与前端土体压力的平衡。
⑶严格控制顶管轴线偏差,执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作方法。
⑷在顶进过程中应及时足量地注人符合技术标准的润滑支承介质填充管道外围环形空隙。
施工结束及时用水泥或粉煤灰等置换润滑泥浆。
⑸严格控制管道接口的密封质量,防止渗漏。
问题三
顶力突然增大现象,在顶进过程中顶进压力突然增大。
⑴土层塌方,或工具管前端遇障碍物,使摩阻力增大。
⑵管道轴线偏差形成弯曲,使摩阻力增大。
⑶减阻介质,膨润泥浆配比不当或注人不及时,或注人量不足,减阻效果降低,使摩阻力增大。
⑷顶进设备油泵、油缸、油路发生故障。
⑸顶进施工中,因故停顶时间过久,润滑泥浆失水后,使减阻效果降低。
⑴顶进过程中应严格执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作要求,使管道轴线被控制在允许偏差范围以内。
⑵按不同地质条件配制适宜的泥浆,并采取同步注浆的方法,及时足量地注入泥浆。
泥仓压力控制在0.01Mpa
⑶顶进施工前应对顶进设备进行认真的检修保养。
⑷停顶时间不能过久,发生故障应及时加以排除。
发生顶力过大的情况时,应立即停止顶进,查找原因,判明情况后采取相应措施进行处理。
问题四
工具管旋转现象,工具管沿圆周方向旋转,使顶进操作发生困难。
⑴工具管前端土层软硬不均匀,使工具管受力不均匀,造成工具管向土层软的方向旋转。
⑵顶进千斤顶及油路布置不合理,千斤顶之间存在着顶进时间差,使顶进合力线偏移,造成工具管旋转。
⑶顶管轴线发生偏差时,纠偏量过大,使工具管发生旋转。
⑴遇前端土层软硬不均匀,应采取多挖硬、少挖软的方法。
⑵顶进前应将千斤顶逐台调试好,要采用同种规格的油缸,并使液压泵到各千斤顶之间的距离相等.管径一致。
⑶严格控制顶管轴线偏差,执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作要求。
⑷工具管设置测力装置,以便测定出平衡力的大小来指导纠偏。
可采用单侧配重的方法加以纠正,也可利用纠偏与旋转之间的规律,配合上下方向的纠偏,造成一定的左右偏差,使工具管得到一个反向旋转的力,但是采用此方法,应注意轴线的控制,以免造成轴线偏差过大形成弯曲,给以后的施工造成困难。
问题五
钢筋混凝土管道接口渗漏现象,管道接口渗水、漏水。
⑴管节和密封材料质量不符合技术标准或在运输、装卸、安装过程中管节被损坏。
⑵管道轴线偏差过大,造成接口错位,间隙不均匀填充材料不密实。
⑶接口或止水装置选型不当。
⑴严格执行管节和接口密封材料的验收制度。
⑵严格控制管道轴线,按技术标准和操作规程进行施工。
⑶在管节的运输、装卸、码放、安装过程中,应做到吊(支)点正确,轻装轻卸,保护措施得当。
⑷认真进行接口和止水装置的选型。
可采用环氧水泥砂浆或化学注浆的方法进行处理。
问题六
钢筋混凝土管节裂缝现象,管节纵向和环向有明显裂缝,造成管道渗水、漏水。
⑴管节质量不合格。
⑵顶进过程中顶力超过管节的承压强度使管节损坏。
或轴线偏差过大,致使管节应力集中而损坏。
⑶运输、装卸、码放安装方法不当,造成管节损坏。
⑴严格执行各管节质量验收标准。
⑵顶进时应严格控制管道轴线偏差,控制顶力在管节允许的承压范围以内。
⑶在管节运输过程中应采取管垫等保护措施,并应做到吊(支)点正确,轻装轻卸。
应认真分析裂缝产生的原因和性质,根据不同受力情况,分别采取不同的治理方法,处理后应能保证结构原有的承载能力、整体性。
问题七
钢筋混凝土顶管纠偏的几条一般规律:
⑴纠偏应在顶进过程中进行。
在静止状态纠偏,首先纠偏力大,土质越硬,纠偏力越大。
其次,静止纠偏测点偏差有时反而增大。
顶进中纠偏,纠偏量逐渐增加,不会发生上述情况。
第三,纠偏会对第一段钢筋混凝土管会产生较大的不均匀应力。
⑵钢筋混凝土管纠偏比较灵敏,只要工具管能开挖出洞穴,后继管段就能顺着洞穴跟进。
所以钢筋混凝土顶管的纠偏角不宜过大,否则会造成轴线较大的弯曲。
⑶第一段管段的质量要好,因为第一段管段要承受工具管纠偏的反复应力,而且最大。
为此长距离或超长距离顶管第一段管段可采用钢质管段代替钢筋混凝土管段。
⑷第一段管段的长度不宜过长。
管段越短越有利于纠偏,管段长要影响纠偏的灵敏度。
⑸工具管纠偏后的效果要滞后,这是因为工具管的测点与工具管端面有一定距离。
纠偏后的效果,至少要顶进这一距离以后才能反映出来。
为了及时知道工具管端的偏差,可通过测点的偏差,工具管第二节的斜率和工具管的纠偏角推算。
⑹在纠偏角不变的情况下,管道的转弯半径基本一致。
所以施工中应绘制工具管测点的行进轨迹。
该轨迹曲线能预示出偏差的发展趋势,帮助操作人员不失时机地改变纠偏角,避免产生轴线过度弯曲。
⑺钢筋混凝土顶管遇纠偏失灵,多数的原因是遇到了软弱土层、不均匀地层,或者是覆盖层太薄,因为纠偏需要有一定的地基反力。
为了避免工具管纠偏失灵,事先应采取措施,例如进行地基加固。
问题八
管道纠扭造成管道扭转的原因主要有以下几点:
⑴管道向左、向下纠偏,管道反时针扭转。
⑵后座或后背不稳或主油缸与管轴线不平行,使主油缸在工作时方向变化,因此管道形成一个扭矩。
促管道扭转。
⑶全断面钻削机具单方向旋转,使管道反方向扭转。
⑷管道内施工设备布置不对称,构成一个固定方向的扭矩,使管道按某一方向触预防管道扭转,措施为:
管内设备布置重量要对称;
主油缸安装要稳,并且要与管轴线平行;
全断面钻进机要经常变换方面;
尽量要采用小角度纠偏,其次是纠扭。
除全断面钻削机以外,其余工具管均可采用压重的办法纠扭,即管道单边压重,使管道相反扭转。
⑸砼管接口为T型环接口,管壁之间放2厘米厚的柔性木半,空隙处用胶管填充,顶通后做石棉水泥口。
九、资源供应计划
1、主要材料计划:
目前未进行详细统计,待具体施工文件
下发及相关变更项目确定后再进行计算统计。
2、施工机械设备供应
施工机械供应一览表
序号
名称
规格
数量
1
震动打桩机
C300
1台
2
机头φ2000
土压式
1套
3
千斤顶
行程3米
6套
4
高压油泵
32MP
2套
5
高压油管
1寸
80米
6
高压胶管
2寸
7
拌浆机
7.5KW
8
注浆机
螺杆式(2.2KW)
9
潜水泵
2寸(2.2KW)
10
泥浆泵
4寸
11
电焊机
30KW
12
顶铁
弧形
8套
13
U型
4套
14
空气压缩机
15
钢筋弯曲机
CT-6/40(7KW)
16
钢筋断剪机
WT1-6/40(3KW)
17
吊车
50吨
18
120吨
19
挖掘机
1.2m3
20
装载机
5吨
21
200KW
22
自卸车
8吨
23
砼输送泵
HB60T(20M3/H)
24
振捣器
ZN50
25
小型
26
木工平刨机
M506B600(3KW)
27
木工圆锯机
MJ225(3.5KW)
28
板夯
2t
3、劳动力计划安排:
待确定工期计划后再确定人员计划安排。
4、计量器具供应
计量器具一览表
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- 关 键 词:
- 施工 方案