专家论证人工顶管专项方案修改.doc
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1、目 录一、工程概况- 2 -1.1工程介绍- 2 -1.2编制依据- 2 -1.3工程地质水文条件- 2 -二、施工准备和组织- 2 -2.1施工组织机构- 2 -2.2施工准备- 3 -三、施工整体计划- 4 -四、人工顶管施工方案- 4 -4.1人工顶管施工工艺步骤- 4 -4.2人工顶管工作井及接收井结构设计- 5 -4.3工作井验算- 6 -4.4接收井验算- 9 -4.5顶管工作井内设备安装- 10 -4.6顶进施工中关键工序- 10 -4.7检验井施工- 11 -五、沉降观察方法- 11 -6.1沉降观察部署- 11 -6.2沉降观察方法- 12 -六、质量控制方法- 12 -七、
2、安全文明方法- 13 -10.1顶管工程安全方法- 13 -10.2 深基坑安全方法- 14 -10.3 环境保护和文明施工- 16 -八、应急预案- 16 -11.1应急反应组织机构框架图- 17 -11.2组织机构人员、联络电话- 17 -11.3关键危险源分析及应对方法- 18 -11.4应急方法- 19 -附件一、管道位置及穿越土层- 21 -一、工程概况1.1工程介绍合肥市经开区深圳路(蓬莱路-莲花路)南侧污水距道路中心线29米,全线管道埋深为5.194m9.388m。本工程管道全长3002.5米,检验井42座,采取顶管法双向顶进施工,管材使用 DN800、DN1000、DN1200
3、 F型三级钢承口钢筋混凝土管。工作井设置为NW2#、4#、6#、8#、10#、12#、14#、16#、18#、20#、22#、24#、25#、26#、28#、30#、32#、34#,其它为接收井。 1.2编制依据1、合肥市深圳路排水工程图施工图;2、给水排水管道工程施工及验收规范GB 50268-;3、给水排水工程顶管技术规程CECS 246:;4、顶进施工法用钢筋混凝土排水管JC/T640-1996;5、工程地质资料1.3工程地质水文条件本工程在合肥市肥西县中派镇,沿途穿越农田、道路、村庄。管道关键穿越层粘土,部分穿越层粉质粘土,、层粘土具弱膨胀潜势,局部为中膨胀土,具体井位情况见后附表。二
4、、施工准备和组织2.1施工组织机构为确保工程优质、高速,低耗完成,项目部成立以项目经理为首其它关键管理人员参与管理班子,加强对施工管理,具体人员分配情况以下。施工组织机构图项目经理:赵梦晨项目副经理:殷广武技术责任人:袁贵松安全员吴德强质量员资料员测量员材料员试验员施工员施工作业队2.2施工准备组织人员熟悉图纸,做好技术和质量、安全交底工作。组织相关人员研究图纸和投标阶段施工组织设计;依据图纸和业主或监理工程师提供测设基准资料和测量标志,进行现场坐标、高程测量,并将测量结果提交监理工程师核查,作为施工放样依据,在此基础上建立施工控制网,方便对整个标段实施同精度控制,确保工程质量;按图纸设计及进
5、度要求编制材料运输计划,组织材料设备进场。依据工程进展情况,配置机械设备;确定管线范围内及施工需用场地内全部障碍物,如管线、电线杆、树木及周围房屋等正确位置;修建临时设施,场内临时施工道路用地在满足施工要求前提下,结合现场具体情况进行修筑。临时施工道路在道路南侧,距道路中心线35米,不影响顶管施工。同时施工过程中加强道路管理和维护,以确保施工道路通畅。安装临时水、电线路,并试水、试电。三、施工整体计划施工工艺比较顶管施工关键有些人工顶管和机械顶管两种关键方法,人工顶管灵活性较强,场地适应性强,对地下管线无损伤,较适应短距离顶进,不适适用于地下水丰富地域;机械顶管施工速度快,对施工场地要求高,长
6、距离直线段施工优势显著,地下水丰富地域优势显著。因为本工程沿线地下埋设省级燃气管道,项目部经过现场调查结合工程实际决定采取人工顶管施工,为确保工期,安排4台设备同时顶进。四、人工顶管施工方案4.1人工顶管施工工艺步骤桁架安装千斤顶顶进出土准备人工顶进偏差测量管内出土顶进纠偏轴线控制管道顶进接 口砼管进场验收管道拼接施工准备管道顶进结束顶进设备安装施工准备测量放样 轨道安全后背安装千斤顶安装4.2人工顶管工作井及接收井结构设计依据现场测量和图纸计算,人工顶管工作井和接收井深度在11米以内,为确保安全,工作井及接收井施工前先挖去2m深左右土方,开挖范围为直径2h(h为开挖后井实际深度)平台,这么各
7、井位深度均9m,提升了施工安全系数。依据要求工作井及接收井采取圆形砖砌倒挂井加混凝土内衬工艺。工作井采取内径4500mm圆形砖砌倒挂法施工,砖砌结束后从设计底板位置向上沿井壁四面设3.5m高,20cm厚钢筋混凝土内衬加固。工作井首先采取240mm墙施工,1.5m以下采取370mm墙进行施工,顶部向下每2m设置一道圈梁,圈梁部署为8150, 814,混凝土采取C25;钢筋混凝土内衬墙采取双层双向钢筋网片部署,钢筋为14200;墙身每隔2m用50PVC管梅花型部署排水孔,底板采取14200单层钢筋网片施工。4.3工作井验算工作井最小内径AL1+L2+L3+L4+L5=2.0+1.5+0.3+0.4
8、+0.3=4.5米L1-管道长度(米),2.0米L2-千斤顶长度(米),1.5米L3-管内出土操作时管尾预留空间(米)取0.3米L4-刚性顶铁厚度(米),0.4米L5-操作空间(米),0.3米则,取L=4.5米。基坑支护力学验算 t R t H受力分析计算简图砖砌井外侧土主动土压力:依据现场实测和设计图纸井位平均埋深8米,埋深最大9.388m,故本顶管工程土压力验算选最大值10米。依据建筑施工计算手册H=12m。层土容重3=19.9KN/m3,6=17.1,w=10KN/m3,取t=0.37m。取层土底部砖砌井外侧受土压力:P=3h3 tg2(45。-/2)+(3- w)(h3- h0)tg2
9、(45。-/2)+(h3- h0)w=19.910.0tg2(45。- 17.1/2)+(19.9-10)(10.0-8)tg2(45。- 17.1/2)+(10.0-8)10=0.139N/mm2砖砌井所受环向应力:n=P(D+2t)/2t =0.139(4.5+20.37)/(20.37)=0.98N/2 f = 1.99 N/2(f由P1255页附表2-21查得)由以上验算知,环向应力n小于许可应力f,故满足要求。砖砌井所受径向应力:aP/2 =0.139/20.0695N/2fv = 0.18 N/2(fv由P1257页附表2-27查得)由以上验算知,环向应力a小于许可应力fv,故满足
10、要求。顶进力验算本工程顶进管管道在粘土层,按粘性土土质考虑,管外壁人工涂改性石蜡,管外径D=1440mm,最大顶进长度=96.089米。由土压力,轴向阻力计算顶进力1).控制土压力值P P=K0(静土压系数,按土质取0.55)(土容重)h(覆土深度5.194-9.388m)P=0.551.99.388= 9.81KPa 2).顶管机初始推力FO=PR2= 9.813.14(0.72)2 = 15.77t 3).一次顶进管子阻力PO=f(摩阻系数,按土质取0.5t/m2)DL(顶进长度) PO =0.53.141.4496.089 = 217.24t 4).一次顶进总推力F1F1= FO + P
11、O =15.77t+ 217.24t =233.01t 5).管材端面许可顶力 Fr=(C50混凝土抗压强度5000t/)*A=5000*(0.72-0.6)=2486.88t1200混凝土管能承受最大顶力为2486.88t,大于一次顶进总推力233.01t ,顶进长度96.089m满足要求。后背墙计算反力应为总推力F1.21.6倍,以确保安全R=aB(rHKp/2+2CH + rhHKp)式中: R后座墙之反力; a系数(取1.52.5之间),计算保守取1.5; B后座墙宽度(),取1.5米计算; r土容重,取1.9t/m2计算; H后座墙高度,取1.5米计算; Kp被动区土压系数为tg2(
12、450+f/2)=1.894; h地面到后座墙顶部土体高度(取h7.5米); C土内聚力,取70.9Kpa进行计算。R=910.591456.94t顶进总推力233.01t远小于后背墙设计受力,后背墙满足施工顶力要求。4.4接收井验算接收井设计为内径2500mm圆形砖砌倒挂井施工,自地面向下2m采取240mm墙,2m以下采取370mm墙,每隔2m设置一道钢筋混凝土圈梁,钢筋同工作井部署。底板采取14200单层钢筋网片。因为结构同工作井相同,尺寸变小,故验算省略。4.5顶管工作井内设备安装(1)导轨安装:严格控制导轨中心位置和高程,确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。(2)下管、顶进、出土和挖
13、土设备:采取吊车下管,用千斤顶、高压油泵作为顶进设备,用斗车、垂直牵引卷扬机及桁架作为出土设备,用铁镐、铁锹进行开挖。(3)照明设备:井内使用电压小于36V 低压照明,管内潮湿处使用电压不得大于12V。(4)通风设备:人工挖土前和挖土过程中,采取鼓风机经过通风管进行送风。4.6顶进施工中关键工序(1)测量将地面管道中心桩引入工作井侧壁上(两个点),作为顶管中心测量基线。将地面上临时水准点引入工作井底不易碰撞地方,作为顶管高程测量临时水准点。应每顶进2030cm,即对中心和高程测量一次;在正常顶进中,应每顶进50100cm 时,测量一次。依据工作井内测设中心桩、挂中心线,利用中心尺,测量管前端轴
14、线中心偏差。使用水准仪和高程尺,测管前端内底高程,以控制顶进高程;同时,测管后端内底高程,以控制坡度。工作井内设置两个水准点,方便闭合之用,常常校核水准点,提升精度。一个管段顶完后,应对中心和高程再作一次完工测量,一个接口测一点,有错口测两点。(2)纠偏:当测量发觉偏差在1020mm 时,采取超挖纠偏法,即在偏向反侧合适超挖,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,采取千斤顶纠偏法,当超挖纠偏不起作用时,用小型千斤顶顶在管端偏向反侧内管壁上,另一端斜撑在有垫板管前土壁上,支顶牢靠后,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。(3)管
15、前挖土要求在道路和关键构筑物下,不得超越管段以外100mm,管周不得超挖,并随挖随顶。在通常顶管地段,如土质良好,可超挖管端30mm,在管周上面许可超挖15mm,管下135 度范围内,不得超挖。接口处理:因为顶管管材为F 型钢承口接口,顶管完成后,对于管和管之间缝隙,采取膨胀水泥砂浆压实填抹。选择硅酸盐膨胀水泥和洁净中砂,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。4.7检验井施工管道完成后,在工作井及接收井内用钢筋砼检验井进行施工,后按要求进行井间回填;五、沉降观察方法 5.1沉
16、降观察部署在工作井壁做沉降观察点,进行工作井日常巡查和变形沉降观察,做好观察统计,若有较显著沉降或变形,立即采取方法。对场地内已经有水准点及导线点进行复测,在沉井外壁纵横垂直四个方向做好标识,用全站仪做好中心线、垂直度控制,具体部署以下图所表示:沉井下沉近设计标高2m时,井内土体每层开挖深度应小于30cm或更薄些,起到放慢下沉作用,以避免沉井发生超沉和倾斜,为预防沉井下沉未能止住,在下沉过程中采取侧边助压,沉井下沉至离设计底标高10cm左右时应停止挖土,让沉井依靠自重下沉到位。5.2沉降观察方法1) 沉井下沉前及终沉阶段需设置沉井中心桩、轴线控制桩;2) 沉井施工影响周围建筑物、管线及河岸设施
17、,应采取控制方法并应进行沉降和位移监测,测点应设在不受施工干扰和方便测量地方;3) 沉井下沉监控测量应符合以下要求:下沉时标高、轴线位移每班最少测量一次,每次下沉稳定后应进行高差和中心位移量计算;终沉时,每小时测一次,严格控制超沉,沉井封底前自沉速率应小于10mm/8h;如发生异常情况应加密量测;沉井下沉控制标准:检验项目许可偏差(mm)检验数量检验方法范围点数1沉井高差小于下沉总深度1.5%2%,且不大500mm每座井圆井相互垂直处用水准仪测量(下沉阶段,不少于2次/8h;终沉阶段,不少于1次/h)2顶面中心位移小于下沉总深度1.5%,且小于300mm1点用全站仪测量(下沉阶段,不少于1次/
18、8h;终沉阶段2次/8h)六、质量控制方法1、顶管前,项目部向作业班组进行具体技术交底工作,每道工序开工和职员上岗前进行简短质量要求和技术交底,由各专业工程人员负责实施,使每个职员上岗前做到人人心中有数,以确保工程质量。2、摸清施工沿线地下管线具体情况,并制订具体技术方法。3、做好施工资料管理工作,立即填写原始统计和隐蔽工程统计(含照片),立即完成完工资料。4、顶进过程中,应严格控制顶力在许可范围内,并留有足够安全系数。5、顶管控制在质量标准范围以内,假如在顶进过程中,发觉方向失控,应该立即停止顶进,逐层上报,经研究同意后,方能够继续顶进。6、加强操作控制,使顶管均匀平稳,受力均匀,尽可能降低
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