人工顶管施工方案参考.docx
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人工顶管施工方案参考
人工顶管施工方案
第一章编写依据5)%ahmY
本施工方案编写依据如下:
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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
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图纸;uslu—|b!
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2、《给水排水管道施工及验收规范》GB50268—97;X,v.1#[
3、《混凝土质量控制标准》GB50164-92;s=n4
’`y1
4、《市政道路工程质量检验评定标准》CJJ1-90;h:
8P9WhWF
5、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3—90;srv4kodj
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;:
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第二章工程概况a*cWj}
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2.1工程简介/qIQE&V—
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、A2+% 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。
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2.2施工参照标准[K3te
GBJ08-221-96《市政排水构筑物工程施工和验收规程》E5^\]`9P
GBJ08—220—96《市政排水管道工程施工和验收规程》{nKw GBJ141-90《给水排水构筑物施工和验收规程》;|Mfq`s YS1411-89《防腐蚀工程施工规程》KHAc! 4lA GB50194-93《建筑工程施工现场供用电安全规范》\}jA1oy GBJ208-83《地下防水工程施工及验收规程》GmB&TDm GB50026-93《工程测量规范》\\d Up>1= 第三章施工部署,JZ〉)(@) 3。 1施工组织安排KmNnW1T 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。 VgNB^w 3.2顶管施工工艺流程0>od1/` 工作井施工Yg8*)u0 设备安装;? /5M r 管吊装就位! _W/p`Tc 施工准备@}4aF| 开机顶进JVIFpN”` 回收掘进机头wtYgHC}X 结束EHC7b^|3} 测量控制及纠偏=Dq&lm,n 复核\U$: /#1Oe 废泥外运kO\O$J^S 施工下一节]Ucw&B*@ 3。 3施工顺序mXz*Gi 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ii? T: T@ 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。 a Zb\uMePK 第四章施工准备工作,ucRQ&P 4。 1生产准备S~3|1Hw*tN 1、进行施工测量和现场放线工作。 &3 t9 73= 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R,BJry 木及附近房屋等的准确位置.$U_(e: m}f 3、按施工平面布置图修建临时设施,安装临时水、电线路,并试水、试T]%—Ri 电.86=W}eV1r 4、进行顶管所用设备的加工制作。 G=zNZ 5、根据顶进长度,准备好各类管线和所需的辅助物(固定架等).8{ZTHY— 6、根据材料计划,分期分批组织材料进场。 j,i9,oF6] 4.2技术准备&x1A{j_ 1、审查施工图纸和进行各专业图纸会审,进行施工技术交底工作。 y^C5_w(^jZ 2、做好标高点控制,施工测量和现场放线工作。 A`uHZCwJ5 3、按照规划局提供的永久水准点,引临时水准点至井下,施工中经常进fB+h(2N~ 行校核.G? }? >O 第五章主要工程项目的施工技术方案ye。 6tlW 5.1人工顶管顶力的计算: [`@M! G。 (一)对于顶管顶进深度范围土质好的,管前挖土能形成拱,可采用先挖后顶的方法施工。 Q'n+K5&p 根据经验公式: P=nP0a〈&K^M& 其中: P——总顶力KM;H’~PZi n——土质系数。 Q`&#u# 土质系数取值可根据以下两种情况选取: 。 zgh,#= (1)土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土,管前挖土能成拱者,取1。 5~! MKecRG_ 2.0。 (2)土质为中粗砂及含水量较大的粉细砂,管前挖土不易成拱者,取3~4。 `TPIc 取n为2.0。 : XhF: c[。 : P0——为顶进管子全部自重。 顶进的每节管自重约为2吨,最长段以60米计,每! CU—5bpu 节管长2米,共要顶进33.5节管,则P0=2*33.5=60吨。 ? (gha 则总的顶力为: P=nP0=2.0*60=120吨He=C\" 考虑地下工程的复杂性及不可预见因素,顶管设备取1.3倍左右的储备能力,设备mS’Ad〈 顶进应力为156吨,取总的顶力F=200吨,选用两个千斤顶作为顶进动力设备,每个ms0V1` 千斤顶的顶力应为100吨。 3Rb#! tx9 (二)对于顶管顶进深度范围土质较差的,即开挖时容易引起塌方的,可采用先顶后挖*〉a=ku: ? 的方法施工。 g8。 z? Ia#5Z 根据顶管工程力学参数确定,先顶后挖时,顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻7”’RE95力,主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。 %e]G]B% ⑴工具管正压力: 与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有nms[No? 关。 根据有关工程统计资料,软土层一般为20—30t/m2,硬土层通常在30—60t/m2。 大于>1`4]% 40t/m2时表明土质较好。 ”d)YqQ F1=S1×K1HX2u{2$ 其中8n5~K。 ;< F1—-顶管正阻力(t)D;P=\i>9— S1--顶管正面积(m2)”Vq=Ph K1——顶管正阻力系数(t/m2)OM1Z}%J F1=S1×K1=πr2×K1=3.14*0.85*0。 85*35=79.40吨_G'ki。 [S7 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,=;—C;gn: w 管壁摩擦阻力一般在0。 1—0.5t/m2之间。 8vuTF*{yZ F2=S2×K2Nqj@p〈y/q 其中MZ}0.KmaZ F2-顶管侧摩擦力(t)<\epj=OclV S2—顶管侧面积(m2)gfK_g)’2U K2-顶管侧阻力系数(t/m2)〈〈LLEdB F2=S2×K2=πDL×K2=3.14*1.7*60*0.5=160。 14吨tF),Sn|* 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! M8_PC*a ≈239。 54吨m+XHFU 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\ 5+2G 5。 2工作井和接收井的施工L6CI9C;—b 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。 %j^QK〉% 5。 2.1工作井施工qfXt%6L 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t)j$lmQn 4.5~8.5米左右,壁厚30cm,具体配筋方案见附图。 FQ0&{ulb (一)、施工工艺。 bY>++CAPA 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。 d(|? gN^ (二)、施工流程UY*`R (三)、施工技术要求JL4E` 1、每层开挖深度不大于1。 0米。 iYhD-”' 2、钢筋搭接长度不小于35d。 w=fWW^>bP 3、模板拼装要平整,牢固。 ? u#s? $Y? 4、层与层之间搭接部分的泥土要清洗干净,并凿毛.\bT0\(Js\ 5、护壁的下一节和上一节的搭接长度不小于10cm。 Q 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zlP{1z;nV 是否到设计标高O B9E30 回填300mm厚碎石垫层/TsXm—g# 底板浇注&iWTfK7 测量控制0? ab’vYcp 绑扎钢筋b4wT3 立护壁模板B~]6[Z 放线定位}O+xs3Uv 开挖一节土方\dU。 #^ryp 人工顶管施工方案~zfF*A 设置足够的支撑,防止“跑模”现象的发生.5phCEKt; 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。 R”XycXn_$ 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。 P! f{U;B 9、浇注完后,养生72小时,才能拆模并开挖下一层.ShL! 7y*rT{ 10、第一层护壁必须勾挂在井口周边。 BegO\0%+ 11、确保工作井的净空尺寸满足设备要求。 HqsqUS3[ 12、底板的标高要符合设计要求。 |BM#rfQ 5.2。 2接收井施工;bG? R0a 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。 ! pU^? Hy= 5。 3顶管工作井内设备安装’*XIp: (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.>”1EN5W 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。 >n/0od9 2、严格控制导轨顶面的高程,其纵坡与管道纵坡一致。 *=B 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。 b]? 5r)GK 4、导轨必须直顺。 严格控制导轨的高程和中心。 6X9$T11Vc (二)下管、顶进、出土和挖土设备: BZhf/{h[@ 采用电动卷扬机下管,用千斤顶、高压油泵作为顶进设备,用斗车、垂直牵引的卷p: b{>lM 扬机作为出土设备,用空气压缩机带风镐机作为挖土设备.O7IYg; (三)照明设备: 井内使用电压不大于12V的低压照明。 q&[G^9 (四)通风设备: 人工挖土前和挖土过程中,采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。 %pWJ2J@ 风量的计算: ^W=hs9a+F 1、按洞内同时工作的最多人数计算: }@6yROy. Q=k×m×q0TV16—— 式中: Q-所需风量,m3/min;v-) k-风量备用常用系数,常取k=1。 1~1.2a! 6r&〈s=E m-洞内同时工作的最多人数~t2”L|i q-洞内每人每分钟需要新鲜空气量,通常按3m3/min计算.e`][zx 现管内有两人工作,一人开挖,一人负责运余泥,取k=1.1,m=2,则有Q=X]&`"Z] k×m×q=1.1×2×3=6。 6m3/minc”knzBvy 2、漏风计算g,*fpk Q供=P×QB! `.,3 式中: Q-计算风量Pl|I{l*o(` P-漏风系数〉cjxu9Vr1K 采用Ф200PVC管,每百米漏风率一般可控制在2%以下。 取P=1.02,则Q供=P×Q=6.6×1.02=6。 73m3/minXo(W\Pes 取风量大于7000L/min离心鼓风机(或高压空气压缩机)作为通风设备则可以满足要求。 ;W+1H! (五)工作棚架: 作为防雨及安装吊运设备.工作坑上设活动式工作平台,平台用20#工字钢梁。 在工作平台上设起重架,井旁边装置电动卷扬机。 〈oP`\m 5。 4引入测量轴线及水准点MW^FY4V1m (一)将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上(两个点),作为顶管中心的测量基线.gjK: a@{ (二)将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方,作为顶管高程测量的临时水准点.-$%~EY} 5。 5下管K;hP0J (一)下管前,要严格检查管材,不合格的严禁使用。 /^{Q(R(X< (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{~{D(k 安装的准确性.v{lDEF@2^N (三)要安装户口铁或弧形顶铁保护管口.4;Hm%20g 5。 6千斤顶和顶铁的安装j;Lp@~M 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300MD1 d 吨。 拟采用2台150吨液压千斤顶.2 3;\l (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.`+KLE(]vyH (二)安装顶铁应无歪斜、扭曲现象,必须安装直顺。 },5LrX`L (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。 ’@hnqcqXq (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。 S=w~bz,/ 5。 7顶进施工R*dXbI&,e 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: rA_r$X (1)安装好顶铁挤牢,工具管前端破取一定长度后,启动油泵,千斤顶进油,活塞伸出一个工作行程,将管子推向一定距离。 jP3~O (2)停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。 _#P5j# (3)添加顶铁,重复上述操作,直至需要安装下一节管子为止。 K}S=f\Q] (4)卸下顶铁,下管,用环形橡胶环连接混凝土管,以保证接口缝隙和受力均匀,保证管与管之间的连接安全.r_a1oO: 5.8顶进施工中的重点工序5=MM^$QG (一)测量_{i—。 ;K 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。 p_3VFKq〉0 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.MrK? 7*Xi 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;x4_FG{AIu 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。 R&R{I/;i*. 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。 pHDPj,lu (二)纠偏: c*>SZ’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。 M^A;tPw 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。 MES|iB (三)管前挖土要求〈J1$s_^` 1、在道路和重要构筑物下,不得超越管段以外100mm,管周不得超挖,并随挖随5th\_n}N2/ 顶。 dG]s_lb9H 2、在一般顶管地段,如土质良好,可超挖管端300~500mm,在管周上面允许超挖15mm,下面135度范围内,不得超挖。 0。 t1p(x; (四)接口的处理: 由于顶管的管材为F型接口,顶管完毕后,对于管与管之间的缝隙,采用膨胀水泥砂浆压实填抹.选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂,配合比(重量比)为: 膨胀水泥: 砂: 水=1: 1: 0。 3,随拌随用,一次拌和量应在半小时内用完.填抹前,将接口湿润,再分层填入,压实填抹平整后,在潮湿状态下养护。 &]' 5。 9工作井内管道施工Op<|Oz$Q|l 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.{I_I$x_ 5.10遇到流砂时的施工技术措施.l&<—l;UQ 顶进时若遇到流砂较多,且流砂流动性较强,则要在管内准备足够的砂包、稻草,! ;C*Wsp} 用来阻挡流砂的流动.或用改装后带网格的工具头配合施工。 以防万一,确保施工人员的生命安全。 (svd~he2 第六章施工计划b〈rJ@1qtJ 6.1施工进度计划al\R(\p| 由于本工程工期较紧,因此在开工前一定要做好施工前期的准备工作: 首先要落M}6? |ir 实挖掘机、吊机、槽钢、管材等关键设备和材料以及人员,保证工程开工能够即刻到位;测量人员根据甲方提供的控制点加密导线点水准点、测放中线点标高点以及探测地下管线、构筑物等,根据中线点确定开挖范围以及范围内的拆迁物,在现场和平面图上作标记;搭好工地办公室、小型仓库、工棚以及清理停车场等前期工作。 ? _c*(2i&^ 6。 2主要施工机具设备*[_〉d。 i 主要施工机具设备一览表lFLiW 机具名称规格、性能单位数量用途sh"\kk9 工具头台6纠偏,掘进\uV;UH7qe 空压机3立方台6破岩! Q5ip’L 四角架6米副6出土8.Ty 7Z 斗车部12运土k/#&]8( 水泵1.1—2.2千瓦台10基坑排水L);kwx7{LW 电焊机BX—330台2型钢焊接! > +Na~eN 气割套2型钢切割uU]4)Hp 卷扬机1。 5T台6竖井提升7MT[fA8^ 千斤顶150T台12顶管q|%(47}z 高压油泵ZB-50台6顶管/\KB*dX 顶压装置全套顶铁、垫座、滑道套6顶管vx_v/pD 鼓风机7000L/min离心鼓风机台6通风8Mq]Vv 第七章质量保证措施d(Lu|/~ 1、顶管施工前编制顶管组织设计,提交监理和业主审定才能进行施工。 U〉^—Db] 2、顶管前,项目部向作业班组进行详细的技术交底工作,每道工序开工/*lSpsBn 和员工上岗前进行简短的质量要求和技术交底,由各专业工程人员负责实施,! f\y3p*j 使每个员工上岗前做到人人心中有数,以确保工程质量。 {=>〈@]N 3、摸清施工沿线的地下管线的详细情况,并制定详细的技术措施。 V<@]Iv 4、做好施工资料管理工作,及时填写原始记录和隐蔽工程记录(含照片),>i4UU0m 及时完成竣工资料。 SL/FMYdd 5、认真做好施工计划,保证施工作业连续均衡、紧凑,从而有效可靠地jv]: `$}G\ 控制质量,保证工程质量。 &Fl^&&1C 6、顶进过程中,应严格控制顶力在允许的范围内,并留有足够的安全系g! O(@Sqp1 数.TUiXE~8= 7、顶管控制在质量标准范围以内,如果在顶进过程中,发现方向失控,CBTa9|57 应该立即停止顶进,逐级上报,经研究同意后,方可以继续顶进。 _~DFZt@T 8、作好地质勘察及资料整理工作,认真编制好施工方案和通过不同土层c|Nv^V*2 的技术措施及纠偏措施,确保管道的顺利顶进。 `W8GfbL 9、加强操作控制,使顶管均匀平稳,受力均匀,尽可能减少顶进过程中Ajhrsa\~a 的倾斜、偏移、扭转,防止管壁出现裂缝、变形。 ewk62{ 第八章安全文明施工及环保措施pscCXk(|A` 8。 1施工安全措施Fp06a! 7< 1、沿工作井四周设置1.2米高的固定护栏,护栏上挂安全网,工作井四}$;T。 [~ 周要挂相应的警示标语.h8O[xca/~ 2、挖土施工时工作井必须设置爬梯,供人员上下井用。 使用的卷扬机等rBkf@ 应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。 Q/=L(_1l 3、挖出的土石方应及时运离工作井,不得堆放在工作井四周1米范围内。 'd1E~A 4、顶管作业人员必须戴硬安全帽.O.1Z3~r—N 5、顶管施工区域沿线采用标准围蔽.ZV_Z)〈 6、严格遵循土方开挖程序,控制均匀挖土,防止发生偏位,严重倾斜或管涌等现象,做好作业前和施工中的通风换气工作,每次进入管道时,保证管内通风,以免导致人身事故。 ^C@uP9g 7、吊车、起重设备由专人操作和专人指挥,统一信号,预防发生碰撞。 Ps。 O。 2Z5ZB 吊车靠近工作井边坡行驶时,加强对地基稳定性检查,防止发生倾翻事故。 oyJ/Oe{ 吊管下工作井时,注意安全.-";'l@D= 8、加强机械设备维护、检查、保养.机电设备由专人操作,认真遵守用+*d,non6v 电安全操作规程,防止超负荷作业。 bUp%87<*X 9、开挖前详细了解沿线管线资料,做好沿线管线保护措施.C&3#'/& 10、作业人员轮换制.每个作业人员在管内作业时间不得超过1小时,P~i^V;g 避免劳动强度过大引起危险。 z(〉{"t〈C 11.顶进过程中,施工人员必须使用安全带,洞口必须有施工人员照应,0 ;3;Rs 洞内用不大于12伏照明灯照明,每班作业时必须有合格的电工当班。 $ah,$B 12、利用轴流式抽水泵在工作井设置的集水井内进行抽水,保持井内无9.lSF 积水,抽水时,施工作业人员不得站立在积水范围内。 hn。 9j" 13、采用卷扬机垂直牵引出土时,井下不能站人,工作井上平台的作业JXGIVH? Rpu 人员出土时必须使用安全带。 pt(GpbtWK 14、自制木板小车,用于放置压缩
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