机械顶管方案.doc
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1、第一章编制依据及说明1。1编制依据1。1。1定福庄污水处理厂配套管道工程管线平面图、管线纵断图;1。1.2定福庄污水处理厂配套管道工程岩土工程勘察报告及现场的实地考察情况;1。1。3要求执行的国家、北京市及有关部委现行的技术标准、施工规范、规定、规程、验收标准;(1)给水排水管道工程施工及验收规范(GB 5026897)(2)建设工程施工现场供电用电安全规范(GB5019493)(3)排水管(渠)工程质量检验标准(DBT01132004)(4)市政基础设施工程质量检验与验收统一标准(DBJ01902004)(5)工程测量规范(GB50026)(6)北京市给水排水管道施工技术规程(DBJ0147
2、2000)(7)北京市市政工程施工安全操作规程(DBJ01562001)(8)市政基础设施工程资料管理规程(DBJ01712003)(9)中华人民共和国安全生产法(10)建设工程安全生产管理条例(11)北京市建委颁发的有关安全、质量、环保等文件1。2编制说明1.2.1满足业主在工程质量、进度、安全、文明施工、环境保护等方面的要求,以设计文件及有关规范为依据,紧密结合本工程现场实际情况,编制经济科学切实可行的施工方案,做到先进科学.1。2。2质量目标明确,施工中采用先进技术和设备,严格管理,保证措施完善,确保工程质量达到优质工程标准。1.2。3安全目标明确,安全措施可靠,制度完善,确保施工安全。
3、1。2.4工期目标明确,统筹部署,合理高效安排施工进度,协调统一,确保工期顺利实现。1。2.5施工中做到保护环境、保护文物、文明施工,整个工地达到北京市安全文明施工工地标准。1。2。6根据当前形势认真落实执行国家及北京市有关建设工程施工现场生活区设置和管理的要求,考虑突发公共卫生事件的影响。第二章工程概况2.1工程简介2。1.1定福庄污水处理厂配套管道工程N49-N52段无法进行降水,此段拟采用机械顶管敷设,顶管管径为D1350,长度为175。535m。2。1。本工程工作坑内净尺寸为:mm,坑深11.0m。接收坑内净尺寸为:5。5mm,坑深。7m.2.2水文地质情况根据所提供的岩土工程勘察报告
4、可见,待顶管线范围内的地层,除填土外,其下为一般第四系沉积的粘质粉土、粉质粘土及砂层.根据现场钻探情况,地层自上而下分别为:人工堆积层的杂填土层,其下为一般第四系沉积层的粉质粘土粘土层1,粘质粉土砂质粉土层,砂质粉土层,粉质粘土粘土层1,及中粗砂层.本工程顶管工作坑深.7m,故顶管在粉质粘土层及砂层中顶进。根据已有附近地区的水文地质资料,该施工区域历史最高水位接近地表,近35年最高地下水位埋深约为m。2。工程特点2.1土方运输,管材吊运难度大;2.2管线距离长,土质变化复杂,同时存在地下水,管线顶进一次到位困难;2。3受地理位置限制,现场场地较小,应尽量减少工作面占地以保证交通的正常行驶,施工
5、人员、机械、材料进出应注意交通安全.2.工期要求本工程计划工期30天,具体安排如下:施工降水打管井及施工准备天;工作坑施工18天;顶管及接收坑天;扫尾、交工2天。2.5主要工程数量D=150钢筋砼管175.535m锚喷工作坑(5m8m11.0m) 1座锚喷接收坑 (5.5m6m9.7m) 1座第三章 施工部署3。1施工组织本工程设项目经理部及两个施工队组。项目经理部组织机构见下图:项目经理部组织机构图。项目经理项目副经理项目总工程师测量员材料员安全员质检员技术员锚喷施工队顶管施工队文明施工组3.2环保目标本项目工程将以维护北京市的良好自然环境及业主的良好社会形象为中心思想,最大限度降低施工区域
6、的扬尘,施工现场散装材料和土方堆放覆盖率100,办公生活区黄土不露天;施工场界噪声排放达标,固定使用机械设备100%采取降噪措施.3。3文明施工目标按建设部、北京市文明施工的管理规定要求,严格做好施工现场的各项文明施工措施,争创“安全文明工地”.3.4劳动力计划根据工程预算定额,并结合我公司现况管理水平及本段的实际情况,经测算本合同段日需劳动力约20人,二班制,上述劳动力将在经理部内设置的施工队内工作,以确保优质高速完成工程项目.第四章施工方案、施工方法4。1管井井点降水施工据水文地质勘探资料和已掌握的现况,工作坑及接收坑施工时须打管井降水。在工作坑、接收坑四周各布置4眼管井,井深17m,井内
7、径300。工作坑开挖前,管井施工完并进行降水。管井降水排放应有组织,先把四眼井的排水管(1寸半管)汇集到1根3寸钢管,钢管如需穿越公路,要堆土保护,再设法排至雨水口或允许排放处.本工程机械顶管不用在顶管沿线打降水井点.4.2机械顶管工程本工程采用泥水平衡机械顶管施工方法,设1个顶管工作坑,1个接收坑,单向平坡顶进。顶进中加作泥材料使切削下来的土料搅拌成可塑性泥,顺利通过螺旋输送机排出.同时为了降低总顶力,顶进过程中不断加触变泥浆减阻。为更好地减摩,砼管外表面进行打蜡处理.整段顶管段顶完后,另外向管与土壤间注入水泥浆,确保顶管周围孔隙填实,防止地面沉降。顶管坑及接收坑结构形式为锚喷。(机械顶管施
8、工工艺流程后附)。4。3混凝土工程工作坑圈梁混凝土采用商品混凝土,砼标号C25,用混凝土搅拌运输车运到施工现场,浇筑方式为流槽卸砼。4.4模板工程现场加工木模及定型、组合钢模.4。5施工测量控制4.5。1测量仪器设备和人员配备(1)测量仪器情况见下表:测量仪器配置表序号仪器名称型号单位数量备注1激光指向仪台12经纬仪DJ2台13水准仪DS3台1(2)测量人员配置:本段顶管距离较长,为顺利完成测量任务,项目部设测量负责人一名,配合现场施工人员主要负责现场施工放样,测量控制网的建立,测量桩点的保护,内业资料的整理与申报等工作.公司测量中心负责上一级复测。4。5.2施工测量顶管工作坑施工前,将地面管
9、道中心桩用经纬仪引入工作坑两侧支撑上,然后挂通线利用线坠将检查井的中心投到坑底,作为顶管中心的测量基线;将地面的临时水准点用水准仪引入工作坑的底部,设置两点供测量高程时互相闭合;每顶进50cm用水准仪测一次管前端高程,每下一根管用经纬仪检测管前端中心,并作好顶进记录.4。5。3保证施工测量精度的技术措施及资料管理为了确保工程顺利进行,在施工中要坚持测量两级复核制度,即项目经理部内部复核及公司测量组复核。测量所用的仪器设备都在检定有效期内。本工程所有的测量桩位都必须设有明显的标志,并加以保护,桩位的选择应便于施测,牢固不易破坏的地方,必要时采用混凝土浇注,砌砖围护,严防车辆碾压.如遇有破坏的桩位
10、,应及时补测,并做好复核。测量放线、验线都要按照相关文件做好相应的资料,同时,要保存好测量原始资料,以保证竣工时资料齐全无丢失。4。6顶管施工方案4。6。1掘进机选型本工程采用DK式1350泥水平衡掘进机施工.(1)工作原理DK式1350泥水平衡掘进机顶管施工方式为由大刀盘旋转,作径向切削土层,切削下的土料加入改良材料(即作泥材料)搅拌成可塑状泥浆,通过螺旋输送机送到土料斗,土料斗用人工沿管内轨道水平运到工作坑,再经吊车提升至贮土(泥浆)场,土料积存一定数量后,由装载机运到弃土区.(2)掘进机主要参数该机器外径1750mm,总长3。8m,装机容量53KW,自重15t。4。6.2竖井土方开挖土方
11、开挖采用人工开挖,先施工钢筋砼口圈,然后每挖一步(500800mm),立即安装钢筋格栅和竖向钢筋,挂钢筋网片,并进行砼锚喷.4.6。3平面布置、坑内布置及管内布置(1)在工作坑范围内实行全封闭隔离施工,并布置以下必要的设施,地面指挥中心、办公室、仓库、配电间、泥浆池、压浆泵等。布局要合理,环境整洁、卫生,并有专职人员进行管理. (2)掘进机进工作坑和从接收坑取出暂定采用50t汽车吊,其它设备进场时,采用8t汽车吊,立架子用16t汽车吊。(3) 管道顶进过程中,起吊顶铁、护口圈、出土用电动葫芦,下管节用5t卷扬机及滑轮组.(4) 工作坑坑内布置主要有钢制后靠背、导轨、主顶镐、油泵动力站、钢制扶梯
12、、“U形顶铁和“O”形护口圈等.(5)管内布置:压浆管2寸两套;动力、照明、电讯电缆,灯具,轨道等.4。 6。4工作坑结构设计(1)工作坑构造本工程顶管段设工作坑和接收坑各一座,工作坑采用锚喷砼C20,工作坑平面尺寸均为:5m8m,深度为9.7m。锁口圈600mm1000mm,主筋8根22,箍筋12300mm。工作坑壁厚300mm。上部4m以上配钢筋格栅800mm,4m8m格栅650mm,4m以下配钢筋格栅500mm,竖向连接筋18500mm,挂双层6钢筋网片,网孔100mm100mm。封底砼为C20厚200mm,钢筋砼后背梁宽高厚为5m3m0。6m,C25砼,配双层双向筋18150mm。竖井
13、封底后对洞门管顶部位沿环向(直径约3m)布设48、L=2。5m、间距0.5m的超前导管共10根。 1)工作坑底的宽度BD1+2b式中:B 工作坑底净宽(m)D1顶管机外径(m)取1。75b管一侧操作空间(1。21。6m)B1.75+21。65.33(m)取B5m,为安装爬梯,竖井宜偏一边0。35m。2)工作坑底的长度机械顶管机部分在轨道上并下管时的长度:LL1L2L3L4L5L6式中:L-工作坑底的长度(m)L1顶管机在轨道上长度(1m)L2-管节长度(3。1m)L3-护口圈宽度(0。4m)L4出土工作间宽度(1m)L5-顶镐长度(1。3m)L6-后背总厚度(1.1m)L1+3。1+0。4+1
14、.6+1.3+1。18m因此工作坑长度为8m.3)工作坑深度Hh1+h2+h3式中:H工作坑的深度(m)h1地面至管道底部外缘的深度(取10。27m)h2管道外缘底部全导轨地面的高度(0.03m)h3基础及其垫层的厚度(0.20m)H10。27+0.03+0。2011。0 m接收坑也采用锚喷,井壁厚度300mm厚。平面尺寸均为:5.5m6m,深度为11。0m。口圈1000mm400mm,主筋12根20,箍筋12200mm.钢格栅参照工作坑施工。竖向连接筋18500mm,挂6钢筋网片,网孔100mm100mm。(2)工作坑平台安装工作坑竖井的工作平台为钢木结合式,提升设备为框架式,安装2t卷扬机
15、吊运工作坑及接收坑土方,顶铁、砼管、管内土方采用吊车进行吊运。工作坑平台选用32#工字钢做主梁,其余格栅梁为28#工字钢.平台顶面标高高出地面约300mm,以便出土。周围用砖砌挡土墙,砖砌500mm高围堰挡水,另在工作坑一端砌370墙,高700mm挡土墙,暂存泥浆。操作平台进管及存放顶铁的一面铺150mm150mm方木,用扒锯钉牢,安装顶管机后,留洞口3。5m3。1m下管,其余铺5cm厚木板。4。6。5侧壁支护体系坑侧壁采用钢筋格栅挂钢筋网片逆作法施工,分层开挖,分层锚喷混凝土进行支护,结构厚度为工作坑厚300mm、接收坑厚300mm,混凝土强度等级C20,由PO32。5号普通硅酸盐水泥、中粗
16、砂、豆石(粒径在0。51。5 cm)组成,试验室配合比为水泥:砂子:石子1:2。04:2.30,即每立方混凝土用水泥413kg,砂841kg,石子918kg,用水190kg;速凝剂掺量为水泥重量的5,水灰比控制在0。40。5之间。(1)喷射砼混合料在喷射机附近掺入速凝剂,混合料随拌随用,不掺速凝剂的干料其存放时间不应超过45分钟.(2)喷射作业应分层、分片、分段依次进行,喷射顺序应自下向上,沿水平方向螺旋式移动,回旋直径应为300mm左右,一圈压半圈,一次喷射厚度不得大于100mm,分三层喷满,不得在一处堆积。(3)喷射手必须穿雨衣,带胶皮手套,戴防护眼镜和防尘口罩,喷射前必须检查工具、设备、
17、材料是否齐全完好,喷射时管道不准有死弯,非操作人员不得在附近停留,喷枪在任何情况下严禁对人.(4)喷射机司机必须做到开始时先送风、再开机、再给料,结束时应待料喷完后再关风。向喷射机供料应连续均匀,机器正常运转时,料斗内应保持足够的存料。喷射机的工作风压,应满足喷头处的压力在0。1MPa左右,喷射作业完毕或因故中断喷射时必须把喷射机和运料管内的积料清除干净。(5)喷射手施工操作应遵守以下规定:喷射手应经常保持喷头有良好的工作性能;喷头与受喷面应保持垂直,宜保持0。61.0m的距离,喷射砼时应控制好水灰比,保持砼表面平整。(6)每次开挖喷射砼前,应将前次喷射砼的接茬部位凿毛,清除表面粘附的泥土,以
18、保障接茬处砼的密实。考虑工作坑的整体稳定性,工作坑在下挖2。5米左右设第一道盘撑,盘撑采用30工字钢,四角焊接,并用25#工字钢在盘撑上焊45斜撑,然后间隔3m设第二道盘撑,管上盘撑距管顶净距保证600mm以上,以利顶管。盘撑不得大于最大间距3。5米。4。6.6顶管工作坑基础及导轨安设(1)导轨间距计算:式中: A两导轨的中距,由计算确定.A两导轨内距 (mm); D管外径 (mm), D1.7mh导轨高 (mm),本工程用QU100导轨,取h140mm; 导轨布置图=1350枕木碎石基础A0=435mme管外底距枕铁 (枕木)面的距离 (mm),取e20mm。计算结果如下:A=435 mm(
19、2)为确保顶管施工质量,顶管坑基础采用C20混凝土基础,厚度H=20cm,在混凝土基础中每隔0。6米埋设1515厘米方木或枕木,作为道轨枕木(方木埋入混凝土的面用油毡包裹),混凝土基础顶面低于枕木面1cm左右。(导轨安装图)(3)导轨及枕铁的安装质量应符合下列规定: 枕铁或枕木的安装高程宜低于管外底高程2cm,间距均匀,铺装纵坡与管道纵坡一致。两根导轨直顺、平行、等高,导轨安装牢固,其纵坡与管道设计坡度一致。导轨、高程及内距允许偏差为2mm,中心线允许偏差为3mm,顶面高程允许偏差为0+3mm。4。6.7顶管顶力计算按北京经验公式:FK砂(34D21)L式中:K砂土质系数,取11。5F总顶力D
20、掘进机外径1.75mL-顶距 175mF1.5(341。7521)1709817KN981t由以上计算结果可知,总顶力为981t。(2)顶镐配置布置4台320t主顶镐,对称平均布置。4.6.8 工作坑后背长度核算根据公式(板桩工作坑顶力与被动土压力平衡时):式中:L后背长度,F总顶力,B后背宽即工作坑宽,l附加安全长度,砂土取2m。故为保证施工安全,工作坑后方15。9m内禁止挖土方。4。6.9 后靠背、导轨及顶镐的安装轴线确定后,先安装钢制后靠背,后靠背后部距离井壁为600mm。浇筑宽高厚为5m3m0。6m后背梁,埋入地下500mm.调整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
21、.后靠背找正后,绑扎后背梁钢筋18150双向双层,经绑筋后浇筑后背梁砼并养护.安装导轨以及顶镐,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个临时水准点,保证轴线标高临时水准点高程= h,安放导轨时可用线绳在相对的两个临时水准点拉出一条直线,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。顶镐安装用镐架,在后靠背安装完毕后进行,抄平顶镐要保证顶镐后部贴紧后靠背,顶镐必须对称布置。4。6.10泥浆池的布置及注浆管设置在工作坑一侧,一字排开四个泥浆池(触变泥浆、
22、作泥泥浆各2个),水泥浆池后期用.泥浆池设计成半地下式,长、宽、深为2m*1.5m1m,结构为砖砌240墙,内表面抹水泥砂浆20mm厚。压浆泵3台,其中1台备用,可调压.注浆管主管2寸,分支管1。5寸。压浆管设置在土斗轨道下。4。6.11顶进调试顶管机下井前应作一次安装调试,油管安装先应清洗,防止灰尘等污物进入油管,电路系统应保持干燥,机头运转调试各部分动作正常,液压系统无泄漏.掘进机下井后刀盘应离开封门600mm左右,放置平稳后重测导轨标高,高程误差不超过5mm,即可开始凿除砼封门,砼封门应尽量凿除干净,不要遗留块状物,封门凿除后,使机头刀盘贴住前方土体。刀盘属不可伸缩型,土压表所显示的土压
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