绕城高速路天然气高压输储气管道工程货运立交非开挖施工组织方案.docx
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绕城高速路天然气高压输储气管道工程货运立交非开挖施工组织方案
绕城高速路天然气高压输储气管道工程
货运立交非开挖施工组织方案
第一章工程概况
1、工程情况
工程名称:
**市绕城高速路天然气高压输储气管道工程货运立交项目
工程地点:
**市货运立交
建设单位:
**城市燃气有限责任公司
设计单位:
**华润燃气设计有限公司
施工单位:
**省地质工程集团公司
质量标准:
达到国家或行业质量检验评定的合格标准
工期要求:
计划2015年9月20日开工
2、工程概述
本工程采用机械顶管穿越货运立交,水平长66m,顶管套管采用DRCPIII2000x2000钢筋混凝土排水管,JC/T640-2010。
穿越地理位置图
穿越位置现场图
3、沿线地质、水文情况
3.1地质情况
根据地质勘察介绍,工程所在地表层为耕(表)土与人工填土,厚度为0.5~1.0,其下为粉质粘土层,埋深0.5~1.0m,再其下卵石层,顶板埋深为1.9~2.5m,,是管道的主要地基持力层。
顶管施工段地表水主要为雨水和生活用水排放而形成,水量不大,地下水主要为上层滞水,水位埋深8.4m左右,主要赋存于①层杂填土、②层耕植土中,一般水量有限,为大气降水及周边生活用水下渗而形成。
3.2气候情况
工程所在地属亚热带季风湿润气看候,年平均气温在16°C左右,≥10°C的年平均活动积温为4700~5300°C,全年无霜期为278天,冬季最冷月(1月)平均气温为5°C左右,最低气温在0°C以下的天气集中出现在12月中下旬和1月上旬,冬春雨少,夏秋多雨,雨量充沛,年平均降水量为900~1300毫米,年平均太阳辐射总量为83.0~94.9千米/平方厘米。
**极端最低气温为-5.9℃。
第二章编制原则和规范
1、编制原则
●坚决遵照施工合同和补充协议中各项标准和条款要求;
●严格遵守设计规范、施工规范和验收标准以及施工图纸、施工细则、设计修改通知书及有关技术文件要求;
●坚持先进性、科学性、经济合理性与实事求是相结合;
●坚持施工过程严密监控、动静结合、科学管理的原则;
●科学地安排施工顺序,采用平行流水作业法组织施工,保证施工的连续性和均衡性,充分发挥人力、物力作用;
●充分利用先进的机械设备,提高劳动生产率,降低能源消耗。
2、编制规范
《建筑施工土石方工程安全技术规范》JGJ180-2009
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
《建筑边坡工程技术规范》JGJ50330-2013
《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-2008;
《混凝土质量控制标准》GB50164-2011;
《建筑工程施工现场供用电安全规范》GB50194-2014;
《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46—2005;
《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208-2011;
《工程测量规范》GB50026-2007;
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)。
第三章工作井设置
1、工作井位置
根据设计施工图和现场实际情况。
经拆迁等相关单位协调,顶管工作坑指定于货运大道道路边坡西侧。
经现场踏勘,施工区域空旷、有道路直通顶管工作井位置,该区域满足顶坑开挖、材料机具堆放、吊装机械进出等施工便利。
顶管工作井位置---货运大道西侧
2、工作井设计
2.1、顶力计算
人工顶管顶力的计算(以最长的Φ2000mm管长度66米计算):
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。
F=F1十f2
其中F—总推力
Fl一迎面阻力 F2—顶进阻力
F1=π/4×D2×P (D—管外径2.2m P—控制土压力)
P=Ko×γ×Ho
式中 Ko—静止土压力系数,一般取0.55
Ho—地面至掘进机中心的厚度,取最大值6m
γ—土的湿重量,取1.9t/m3
P=0.55×1.9×7=7.31t/m2
F1=3.14/4×2.2×2.2×8=30.4t
F2=πD×f×L
式中f一管外表面平均(根据顶进距离平均淤泥土)综合摩阻力,取0.8t/m2
D—管外径1.8m
L—顶距,取最大值66m
F2=3.14×2.2×0.8×66=364.7t。
F=30.4+364.7=425.5t。
考虑地下工程的复杂性及不可预见因素,顶管设备取1.30倍左右的储备能力,设备顶进应力为1.30×425.5=553吨,因此选用2个300吨的千斤顶作为顶进动力设备。
2.2、后背墙反力计算
后背墙作为千斤顶的支撑结构,要有足够的强度和刚度,且压缩变形要均匀。
所以,应进行强度和稳定性计算。
本工程采用现浇整体式后座墙组合钢板结构,这种后背安装方便,安装时应满足下列要求:
使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3。
以顶管顶距最长为66米进行反力验算:
该管道埋深为7.5米,后背墙5m*4m*0.9m,土层为砂砾石时后靠背受力计算公式:
R=αB(0.5H2+2CH0.5+hH)
式中:
R-总推力之反力(一般大于推力的1.2-1.6)
a-系数(取1.5-2.5之间),此处取2
B-后座墙的宽度(M)此处取5米
γ-砂砾石的容重(KN/M3)此处取17kN/m3
H-后座墙的高度(m),此处取4.0米
Kp-被动土压系数.取1.98
c-土的内聚力(kPa)一般情况下取15
h-地面到后座墙顶部土体的高度(M),此处取h=1.0米
按上式计算:
2×5[(0.5×17×42×1.98)+(2×15×4×1.98x0.5)+(17×1×4×1.98)]=5718KN×0.102t/KN≈583t
工作井后背加护套后能承受583t顶力>实际顶力425.5t,能满足要求。
2.3、工作井护壁计算
为防止塌方,保证操作安全,大直径工作井、接收井采用小型机械配合人工分段挖土、分段护壁的方法施工。
分段现浇混凝土护壁厚度,一般取受力最大处,即地下最深段护壁所承受的土压力及地下水的侧压力。
由计算确定护壁厚度。
设混凝土护壁厚度为t,则可按下式计算:
KN
fC
t≥
或者
KpD
2fC
t≥
当挖孔无地下水时:
P=rHtg2(450-φ/2)
当地下有水时:
P=rHtg2(450-φ/2)+(r-rw)(H-h)tg2(450-φ/2)+(H-h)rw
N—作用在护壁截面上的压力,N/m,N=pD/2;
P—土和地下水对护壁的最大总压力,N/m2;
r—土地重度,KN/m3;
rw——水的重度,KN/m3;
H——挖孔护壁深度,m;
h——地面至地下水位深度,m;
D——挖孔或圆形构筑物外直径,m;
fc——混凝土的轴心抗压强度设计值,MPa;
K——安全系数,取2。
工作井深7m、直径5m,采用人工挖孔,混凝土护壁采用C30混凝土,每节高1.0m,地基土壤全部取粘性土(安全考虑),天然重度为γ=23KN/m3,内摩擦角φ=20O,地面以下1m有地下水。
计算确定混凝土护壁所需厚度。
P=23X1Xtg2(450-100)+(23-10)x(7-1)tg2(450-100)+(7-1)x10
=109.5KN/m2
用C30混凝土,fc=14.3Mpa,D=5.2m。
则有:
KpD
2fC
t≥
t=(2X109.5X520)/(2*14.3X103)
t=4.0(cm)
一般护壁最小厚度为8cm。
考虑挖孔作业每天施做一节,护壁混凝土强度增长跟不上,24小时护壁强度最多达到20%,护壁厚度按20cm施工。
进度为安全起见再加适量的φ14mm钢筋,间距10~20cm
工作井施工前先在工作井四周施工30cmx30cm的排水沟,防止地表水进入工作井内。
工作井采用人工配合机械开挖,机械开挖中间大部分土方,四周用人工修边,修边完成后进行工作井护壁钢筋安装,然后安装模板进行砼浇住,砼达到一定强度后再进行下部工作井土方开挖,每次工作井的开挖深度可根据现场地质情况进行调整,在保证安全的情况下,如果地层稳定,可一次性施工1.0m,如果稳定性较差,可调整到0.5-1m不等。
工作井开挖到位施工工完井壁后,在施工底板的时候,根据现场地下水的水量,在工作井内适当的位置下挖一个降水坑,采用水泵将工作井内的地下水抽到货运大道边的排水沟排放。
工作井、接收井桩芯内土的开挖方法采用:
对于较软的土方采用人工使用铁锹、镐,对较硬的强风化、中风化岩采用空压机凤镐等工具进行挖掘。
桩芯土的提升使用电动挖孔桩机架提升,水平运输采用手推车运输至堆土处,然后用挖掘机装至倒运汽车,运输至土方暂时存放点存放,晚上由运土自卸汽车运至弃土地。
2.4、施工方法
1、逆做法土方开挖及井壁施工:
(1)、施工顺序、方法:
逆做法施工顺序:
测量放线定位
在开挖前,由测量工根据图纸尺寸进行桩位测放,经校核无误后,用红砖砌出200m高240mm厚桩护圈,并用醒目的红三角在护圈上标出桩心十字线,方可进行土方开挖施工。
采用人工从上至下逐层用镐、锹进行挖土,挖土顺序为先中间后周边。
其尺寸允许偏差不超过30mm。
按标出的桩心十字线吊线检查孔中心位置和孔径,然后进行井壁钢筋绑扎、支定型钢模板和浇筑砼,循环作业至设计要求深度。
为保证桩的垂直度,要求每灌柱三节井壁,就应校核该桩中心位置及垂直度一次。
(2)、施工中可能遇见问题及处理:
如遇局部回填土及淤泥质土层或地下水较大时(如构造蚀变带),出现塌方、流砂等现象,应采取井壁节高适当缩减到300~500mm、并在支模前先采取特殊的防护措施,如堵沙包、稻草、护壁砼加厚、钢筋加密等加固措施。
同时在坑底一侧挖一临时集水坑,加泵抽水,防止塌方加大,经加固处理后再进行挖土,所塌方后的孔洞应在浇捣护壁混凝土的同时,用混凝土填好。
(3)、井壁钢筋绑扎:
采用预先下料、井下绑扎的施工方法,工作井及接收井护壁钢筋配筋如下:
每节护壁高度不能大于一米,竖向钢筋下料加长200,便于搭接,水平钢筋及竖向钢筋采用二级螺纹钢筋,φ14@200单层双向网片配置。
绑扎好后,经质监站、甲方和监理验收合格后,方可支模浇筑砼。
(4)、井壁模板支设:
井壁模板支设:
井壁模板采用加工好的定型钢模板,按井径分块拼装,安装之前应涂刷脱模剂,安装时用U型扣件连接及固定,沿模板底打短钢筋加固,拼装中留一道接缝夹一根Φ48钢管,以便拆模;必要时采用Φ48钢管加固支撑对顶。
(5)、井壁砼浇筑:
井壁砼浇筑采用商品混凝土,强度为C30,厚度为200mm,加早强剂。
砼利用吊桶下送,用圆形防护板作布料台,砼应对称浇筑,防止模板侧移,砼采用人捣实,每次分层厚度100~200mm,防止漏捣。
首节井壁砼拆模后,放出中心线及标高于其上。
(6)、模板拆除:
井壁混凝土终凝8个小时后才能拆除支撑,强度达到1MPa以上时才能拆模,拆模时先拆除钢管,再撬模板;拆下的模板应及时清洁,变形的模板应及时修整。
接着进行下一节护壁施工。
(7)、井坑地表水及井坑排水
1、地面排水:
为防止地表雨水冲刷基坑,造成塌方,在基坑开挖前基坑四周地面设排水明沟,同时设置集水井,经沉淀后再让地表水排向地下管道。
2、井坑内施工排水,施工时在井底中间设置集水坑,及时抽水,以免浸泡井底。
第四章顶管施工
1、施工方法
本工程设计采用泥水平衡顶管法施工,综合各方面考虑,顶管施工采用敞开式挤压掘进顶管法施工,施工是依靠人工在管内端部挖掘土壤,然后在工作坑内借助顶进
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