钢管顶管施工方案[1].doc
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1、-精品word文档 值得下载 值得拥有-沙井泵站至污水处理厂压力管道修复工程施工组织设计 编制单位 : 深圳龙坚建筑工程有限公司公司 技术负责人: 审 批 人: 编 制 人: 审批日期: 编制日期: 2010.8.30 目 录第1章 编制依据第2章 工程概况2.1工程背景2.2 工程内容第3章 项目管理方针、目标、指标3.1 管理者承诺3.2 管理方针3.3 项目管理目标、指标3.3.1、质量目标、指标3.3.2、环境目标、指标第4章 施工技术方案4.1钢顶管施工4.1.1、顶管施工流程图4.1.2、顶管工具管选型4.1.3、DN1800空压平衡水冲工具管工作原理4.1.4、顶管施工方法4.1
2、.5、测量以及设备安装4.1.6、技术质量保证措施4.2钢管埋管段施工4.2.1、施工工艺及流程4.2.2、钢管埋管段土建施工4.2.3、10#工作井砼凿除4.2.4、钢管成品检验4.2.5、钢制管道、管件、构件防腐处理方法4.2.6、压力钢管安装4.2.7、钢管与旧夹砂玻璃钢管的衔接4.2.8、钢管安装质量检验4.2.9、质量保证措施0B第1章 编制依据一、编制依据1、沙井泵站至污水处理厂压力管道修复工程施工图设计。2、中华人民共和国工程建设标准强制性条文(城市建设部分)。3、砌体工程施工质量验收规范(GB50203-2002)。4、砼结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)。5
3、、钢筋焊接及验收规程(JGJ18-96)。6、给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-97)8、现场情况及我公司的技术力量装备、施工经验。1B第2章 工程概况8B2.1工程背景本修复工程位于深圳市沙井镇帝堂路与锦绣路交叉口锦绣路东。深圳市沙井镇污水处理厂外进水管道为DN2200夹砂玻璃钢管(压力输送管),但是工程竣工通水后,原里程LY0+0.00至LY0+192.5管段发生泄漏事故,管道内泄漏污水涌至地面,导致地面下沉,需要对该段管道进行修复。9B2.2 工程内容设计修复方案是将Z0+55.5至Z0+226.0段另建新管,新管采用DN1800钢顶管法施工。分别在Z0+71.0和Z0+2
4、16处新建一座顶管工作井和接收井,工作井和接收井采用深层搅拌桩法施工。本工程主要工作内容:1、深层搅拌桩施工;2、工作井、接收井逆作法施工;3、DN1800钢顶管施工;4、顶管与原管道连接段施工;5、原有D2200夹砂玻璃钢废弃段内灌砂浆。2B第3章 项目管理方针、目标、指标10B3.1 管理者承诺按业主的要求,建立、健全质量、环境、职业安全健康管理体系,在运行中发挥领导作用。1)根据本工程以顶管、工作井、接收井施工为主的特点制定本项目管理方针和管理目标,采取措施使员工正确理解并贯彻执行;2)通过会议、评审、报告、文件等方式将业主的要求及有关质量、环境和职业安全健康的国家法律、法规的规定传达到
5、各层次员工,确保各项要求得到落实;3)为管理体系落实开展的所有活动,提供充分人力、物力、财力资源及其他应有的资源。4)采用先进的技术,做到节能降耗,安全生产,减少环境污染。11B3.2 管理方针和质量目标、指标“诚信守法,科学管理,精心施工,顾客满意,以人为本,预防为主,保护环境,追求卓越”。以人为本,预防为主,注重环境保护和职业安全健康管理,提高员工素质,不断改善员工和外来人员的工作环境及职业安全健康状况,并持续改进,以优质的服务满足业主及相关各方的要求。工程施工质量目标:达到优良标准;指标:单位工程优良率100%;部位工程合格率100%,优良率50%以上;工序合格率100%,优良率90%以
6、上。3B第4章 施工技术方案15B4.1钢顶管施工由于本工程的特殊性,用于本工程的顶管机械是为本工程特殊设计的,平衡水冲吸泥法顶管39B4.1.1、顶管施工流程4.1.2.1 平衡方式本工程顶管段埋深较大,地下水位至开挖面水头较高。土质多为淤泥质土,有一定渗透性,针对其遇水易散解的特性,选用高压射水破土的开挖方式,为达到开挖面土体平衡,在工具管前舱加入压缩空气,达到气压平衡。4.1.2.2 气压平衡水冲工具管的构造气压平衡水冲工具管由前密封舱和后密封隔墙组成,前舱端部是格栅,前密封门上安装高压射水枪,隔墙上有排泥浆口和高压空气进口。在临时安装后密封隔墙(需要进入前舱处理障碍物时)。DN1800
7、水力破土顶管机结构见图1。高压射水枪的射水压力可高达28kg/cm2,足以破碎N=16击的砂质粘土。水枪用球铰固定在封门上,可以三维方向旋转,定向冲射格栅内的土体。工具管前端是起稳定开挖面土体作用的格栅结构。排泥泵采用专门为本工程研制的高压射流泵,高压水由110kW多级水泵供给,排泥管为125钢管。进水管也是125钢管,泥浆在地面沉淀分离后由37kW水泵泵回射流泵。4.1.3、DN1800空压平衡水冲工具管工作原理4.1.3.1 平衡开挖面土体该工具管在无透水土体中顶进时靠前端格栅即可使开挖面土体达到平衡,不致坍塌。如果土体出现流水、漏砂,开启压缩空气,注入密封前舱,形成压力气舱。空气压力通过
8、开挖面将地下水向外挤压,使土体含水量下降而趋于固结,从而使土面稳定,这就是所谓“气压平衡”原理。4.1.3.2 破土在开挖面土体稳定的状态下,高压水枪旋转方向冲射格栅中的土,破碎后的砂土落入前舱下部泥水中成为弃土泥浆。水枪射出的水量与抽排泥浆的水量保持平衡,不使排泥口暴露在空气中。4.1.3.3顶进系统工作井主顶装置共有四只千斤顶,分两列布置。主顶千斤顶为单冲程千斤顶,总行程为1.10m,主顶千斤顶每只最大顶力为3000KN,主顶最大总顶力可达12000KN。实际施工时应控制油压在12000KN。两只油缸有其独立的油路控制系统,可根据施工需要通过调整主顶装置的合力中心来进行辅助纠偏。4.1.3
9、.4 出泥系统顶管顶进过程中,人员在工作舱内用高压水枪把密封舱内机头喇叭管挤压出的土体冲击稀释为一定浓度的泥浆,用排泥不堵泵将泥浆吸出并水平通过125排泥管输送排放到泥水池或直接排入泥罐车按文明施工要求和泥浆处理办法,运到永久排放点,不污染沿途道路环境4.1.3.5 泥浆系统泥浆减阻用泥浆减阻是顶管减少摩阻力的重要环节之一。如果注入的润滑泥浆能在管子的外围形成一个比较完整的浆套,在长距离顶管施工过程中其减摩效果将是十分令人满意的,一般情况摩阻力可由1220KN/m2减至36KN/ m2。本工程采用顶管机头尾部同步注浆和中继环后面管段补浆两种方式进行减阻。补浆管一般布置于中继环后面第二节管段及中
10、断环与工具头及后座中间位置,补浆孔按908设置。每道补浆环有独立的阀门控制。润滑泥浆材料主要采用钠基膨润土,纯碱、CMC、物理性能指标:比重1.051.08g/cm3,粘度3040S,泥皮厚35mm。施工时按土质具体情况调整合适参数。泥浆置换顶进结束,对已形成的泥浆套的浆液进行置换,置换浆液为水泥砂浆并掺入适量的粉煤灰,在管内用单螺杆泵压住。压浆体凝结后(一般为24小时)拆除管路换上封盖,再将孔口封堵。 注浆设备符合物理性能要求的润滑泥浆用BW-200压浆泵通过总管、支管、球阀、管节上的预留注浆孔压到管子与外管土体之间,包住钢管。4.1.3.6 通风系统在顶管中,通风是一个不容忽视的问题,它直
11、接影响至管内工作人员的健康。为获得理想的通风效果,本工程采用长鼓短抽组合式通风,通风系统安装在距机头1215m处,抽风风筒与鼓风风筒分别安装于管内左右两侧,两风筒必须重叠510m,抽风机的吸入口在前,鼓风机的排风口在后,并在管道中间配置若干外轴流风扇,向井内排出浑浊空气。4.1.3.7 供电系统管内供电系统配备可靠的触电、漏电保护措施。井上井下与管内照明用电采用36v的低压行灯。现场配电间为适应上述要求,安装600A主受电柜一只,分别输入3只配电屏,经3路分送至各用电部门。4.1.3.8测量系统平面控制网的建立地面上采用井位轴线控制桩定位。采用T2经纬仪测量。工作井施工结束后,按工作井穿墙孔实
12、际坐标与设计终点的坐标测量放线,定出管道顶进轴线并将轴线投放到工作井测量平台上和井壁上。在井四周建立测量控制网,并定期进行复核各控制点。工作井上下点的投放采用索佳PD-3天底仪(精度1/200000)。投放顶管测量始测点和2个后视点,始测点设在顶管后座专用测量平台上,后视点设于穿墙孔上部的井壁上,定期互相校核。 管道轴向测量施工管道轴向测量采用高精度激光经纬仪进行测量,测量主要用导线测量法,测量平台设在顶管后座处。测量光靶安装在顶管机尾部,测量时激光经纬仪直接测量机头尾部的测量光靶的位置,并根据机头内的倾斜仪计算机头实际状态。 顶管水准测量水准仪测量精度由于顶进距离长而略有降低,传统方法用联通
13、管测量,由于水经过一定时间沉淀会分解出气体引起测量误差,为进一步提高管道水准测量精度,本工程水准测量采用硅油微压差计测量系统。在工作井地面设置硅油箱和标准压力传感器,根据测定硅油标准箱和顶管机头部前端装置内的硅油压力差,通过数据电缆与中央控制室内PC联接,计算出在水准方向上偏离顶进基线的偏差量。为了确保顶进轴线无较大偏差,在顶进到最后3050m时,用人工测量的方式,对管道进行全线复核,确保测量工作做到万无一失。42B4.1.4、顶管施工方法4.1.4.1 前期顶进工具管出洞后前3节管用人工挖土顶进,3节管后安装射水和射流泵系统。4.1.4.2 地面设施井上地面砌筑沉淀池,用于分离泥水。地面机械
14、除常规顶管设备外还有一台11m3/min空压机和一台37kW供水泵。4.1.4.1 无透水流砂条件下的顶进根据土层特性判断,在该土层中顶进时可能不会出现透水流砂情况。这种条件下不需压缩空气,只须使用水枪破土,射流泵排泥即可顶进。操作时必须控制射水量与排水量的平衡,始终保持前舱下部泥水淹没排泥管口。4.1.4.2 透水流砂条件下的顶进如果土体出现透水、流砂,开启压缩空气,使自然水面降至三分之一管高,水枪在有气压的前舱中射水破土。43B4.1.5、测量以及设备安装4.1.5.1测量的方法通视条件下的测量:使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至A点,后视B点,作BA直线的延长
15、线,并在工作井后部定出一点C。保证C、A、B在一条轴线上,置经纬仪在C点上,后视A点,在工作井井壁上定出一点A,置激光经纬仪基座于井下D点,并抄平固定激光经纬仪架,置经纬仪于A点,后视B点,在激光经纬仪器架上定出D点,D点同A,B点在竖直方向上成一直线,安装激光经纬仪于仪器架上,对中D点,后视A点,依设计轴线打好角度,既可定出轴线。不通视条件下的测量:引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A,其余步骤同通视条件下测量定位。4.1.5.2 后靠背导轨及千斤顶的安装轴线确定后先安放后靠背,后靠背后部距离井壁100200mm,调整后靠背前后以及左右方向,应尽量保证后靠背的中心与轴线相重合
16、。 在轴线定好后即可安装导轨以及千斤顶,先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h,至水平仪于井下,在井四周作出46个临水点,保证轴线标高-临水点高程= h,安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线,使导轨顶轻触于线绳既可,然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合,导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程,最后支撑导轨至井壁上。引轴线至井底前后两侧A、B两点,分中后靠背,在后靠背上作一分中点C,开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上,此值可肉眼鉴定,误差不应大于10cm,在后靠背边缘定出任意等高两点D、D,测量AD和AD的距离,只需保证AD的距离约等于AD的
17、距离即可,误差不应大于3cm,后靠背左右方向确定后即固定下面两侧各一点,后使用线坠调整前后方向即可,最后根据实际情况填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙。千斤顶的安装在后靠背的安装完毕后进行,抄平千斤顶后只要保证所用千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。斤顶合力中心应在钢管中心偏下直径的1/41/5处,主推千斤顶安装于后座型钢支架上。千斤顶安装要求:对称布置,保持受力均匀。 安装位置允许偏差3mm,头部偏差小于3mm,水平偏差小于2mm,确保顶进时处于受力良好状态。导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨,副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一至,此副导轨用于防止机头进洞后磕头。增高装置可根
18、据顶管机的重量以及增高量选择钢支架或砼垫层。4.1.5.3 出泥系统的安装泥浆池或泥罐车应尽量靠近工作井边,可采用串联法,可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力。注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象,浆液应保证搅拌均匀,系统应配置减压系统,在泵出口处1米外以及顶管机头部注浆处各安装一只隔膜式压力表。4.1.6 技术质量保证措施4.1.6.1顶管出洞方案出洞前所有顶进设备及顶管机头必须全部安装就位,设备需试运行。从工作井中出洞开始顶进是整个施工过程中的关键环节之一。为确保顶管机顺利出洞,防止土体塌涌入工作井。在出洞施工初期,由于顶管机正面主动土压力远大于顶管机及顶进管节的周边摩阻力与导轨间摩
19、阻力的总和,因此当主顶油缸回缩时极易产生管节后退,引起顶管机前方土体不规则坍塌,使顶管机再次推进时方向失控和洞口止水装置受损危险。为此,采取在管节后部的发射架上增加一个限位设置,控制后退,直至钢管外壁摩阻力大于机头正面水土压力后取消限位。4.1.6.2顶管机出洞防磕头措施顶管机出洞时由于工作井施工时周围土体被破坏或在出洞时洞外泥水流失过多,造成出洞时顶管机因自重太重而下磕,为防止这一现场产生,采取以下措施:顶管机就位后,将机头垫高mm,保持出洞时顶管机有一向上的趋势。调整后座主推千斤顶的合力中心,出洞时观察顶管机的状态,一旦发现下磕趋势,立即用后座千斤顶进行纠偏。由于距离较短。这一方法效果会非
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