人工顶管施工方案(共77页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上编 制 依 据1、大鹏山庄雨污分流管网工程地质勘查及管线资料;2、大鹏山庄雨污分流管网工程施工图;3、相关现行国家及地方规范、标准及规程,主要规范如下:给水排水工程构筑物结构设计规范GB50069-2002混凝土结构设计规范GB50010-2010给水排水工程顶管技术规程CECS246:2008顶管施工技术及验收规范建筑地基基础设计规范GB50007-2011给水排水工程管道结构设计规范GB50332-2002给排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008钢筋焊接及验收规程JGJ182012施工现场临时用电技术规范JGJ462005011施工现场安全生产保证体系
2、DBJ089032010工程建设标准强制性条文2015版混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2015给水排水构筑物工程施工及验收规范GB50141-2008工程测量规范GB50026-2007危险性较大分部分项工程安全管理办法(建质200987号)第一章 工程概况1.1 工程设计概况大鹏山庄雨污分流管网工程位于大鹏新区大鹏镇排牙山效游公园山脚下,南至鹏飞路。主要对大鹏山庄片区排水管网进行改造,铺设De200-600 的 HDPE 塑钢缠绕排水管 11.745 公里。以现状道路、现状排水管网、污水处理厂配套干管等为基础,结合片区污水管网规划,以雨污分流制为指导思想,把排水系统尽量以分流
3、制加以完善,形成工程区域排水管网完善设计施工方案,将收集到的污水汇集到污水处厂,充分发挥污水处理厂及配套干管的功能。施工方式:主要有放坡开挖、支护开挖、顶管等施工工艺。施工内容包括:道路雨、污水管道工程,路面、化粪池破坏及恢复工程,施工措施,管线迁改及保护工程,水土保持及交通疏解工程,房屋雨污水分流立面改造工程。本工程设计顶管为节点DW177DW178,共长32m,采用DN800 III级钢筋砼管, D6000圆形工作井1座, D4000接收井1座。按照本工程图纸排水管道设计说明中第七项:顶管施工方法注意事项的第3条:遇到粘土或者砂性土层,且无地下水影响时,宜采用手掘式或者机械挖掘式顶管法。根
4、据本工程的实际特点:顶管段短、施工时间处于冬季,地下水位低、降雨少等,同时在鹏飞路上有一条在用的中压燃气管道需横穿,该处管道明挖部分埋深1.6米,但局部路口采用的是拖拉管的施工工艺,埋深存在不确定性。人工手掘式施工随时可见,可控性强,对管线保护安全性较高,故本工程的四段顶管均拟采用人工手掘式顶管法进行施工。因顶管位置处于居民区等区域,该区域各类给排水、电力、通讯等管线复杂,且年代久,无相关资料可查,在用管线和废弃管线错综布置,故原设计顶管井采用的沉井工艺无法进行,遇到管线后无法继续下沉,对施工和现有管线使用有较大的影响,故需变更顶管井的施工工艺。经各方商议:所有顶管坑拟将原设计采用的沉井施工方
5、式改为逆作法加内衬的施工方式,以确保施工进度和施工安全。顶管工程量、位置、土层等见下表:顶管段工作井接收井管底高程井深管材及接口数量钻孔孔号穿越土层第一段DW17722.734.6d800,级钢筋砼专用顶管橡胶胶圈接口32米ZK27ZK28黏性土DW17822.634.32顶管井及顶进部位地层情况:参照附近的钻孔点ZK27ZK28,顶管井位置为人工填土层层,顶管沿线为黏性土。人工填土:杂色,稍湿,松散稍密,主要由黏性土、砂土、碎石及建筑垃圾组成,硬杂质含量40%,均匀性差,大部分钻孔有10cm30cm厚的混凝土地面,该层的揭露层厚为0.5010.00m,平均层厚5.00m,层顶标高21.95m
6、47.43m,场区内均有分布,堆填时间约810年,综合判断为基本完成自重固结。顶管附近钻孔柱状图:1.2工程水文情况勘察时,由于受钻探用水影响ZK38,ZK46,ZK62,ZK63钻孔未测得地下水位,其余钻孔均遇见地下水位,水位埋深介于0.654.50m,水位高程介于20.6546.08m。受大气降水影响,水位变化因季节而异,变化幅度约为24m。1.3 周边环境及地下管线1、本工程顶管工程均位于鹏飞路上,穿越鹏飞路地下,工作井位于大鹏山庄院内道路、接收井位于路人行道上,交通便捷,对鹏飞路的通行影响较小,施工相对方便。具体位置如下图:2、 依据地下管线探测资料和现场查勘,沿鹏飞路两侧各类管线较多
7、,埋深较浅。其中有De315燃气中压管道在道路北侧,标准埋深1.6米,局部路口采用的拖拉管道,埋深不一,顶管工程施工时需重点注意,需提前做好人工探挖工作,确定管道实际埋深,并做好相关的保护工作。3、 顶管区域除道路外,没有其他建筑物,顶管距离短,施工简单、快捷,对周边环境影响较小。4、 顶管区域现状管线平面图:5、根据现场查看和管线资料,管线多分布于表面浅层,埋深对顶管作业无较大影响,施工前采用人工进行物探,确定无影响后安排大面积作业。6、顶管施工位置处在道路两侧、交通便利,且多位于人行道或山庄院内道路,对交通环境影响较小,利于施工。1.4 工程施工难点及应对措施一、工程施工难点分析本顶管工程
8、位于鹏飞路上,主要是穿越鹏飞路地下接入现状污水管道,顶管区域和工作井位于大鹏山庄院内道路、接收井位于路人行道上,未穿过其他建筑物,埋深浅,地质条件简单,方便施工。道路两侧各类管线较多,北侧有一条燃气管道与顶管垂直交叉。主要难点有以下几点:1、 经对照地下管线探测技术报告和现场查勘了解,燃气管道与顶管交叉位置采用拖拉管施工,埋深高低不一,管底标高不确定;2、 因顶管位置处于居民区、鹏飞路段等区域,该区域各类给排水、电力、通讯等管线复杂,且年代久,无相关资料可查,在用管线和废弃管线错综布置,对施工和现有管线使用有较大的影响,需重点加强管线保护措施和交通疏解工作。3、 顶管时洞内土体开挖掘进时可能会
9、遇到孤石、涌泥、涌水等意外情况,需及时进行土体加固或预处理;4、 鹏飞路交通车辆较多,顶管施工时要密切监测,防止地面塌陷对车辆通行造成影响。二、 相关的应对措施1、 顶管施工前,依据现有地下管线探测技术报告,对现场燃气管线认真核对,并与燃气公司的相关技术人员取得联系,确认管线位置、高程。同时在管线位置采用人工探挖的方式,找出顶管区域燃气管线的实际位置和高程,并做好相关的保护措施。及时根据现场实际情况调整顶管线路和位置。顶管施工中密切关注燃气管线的变化,做好相关的监测工作,发现隐患及时处置。确保燃气管道安全。2、 顶管井施工前,对照现有地下管线探测技术报告,进行现场实际查勘,与相关的管线权属单位
10、取得联系,确认地下管线情况,确认无误后方开始施工。依据现场调查的实际管线情况,按需及时调整工作井、接收井的位置或迁改管线,确保现有管线的使用和安全。采用逆作法施工工艺,人工开挖土方、护壁施工,在管线一定区域内降低施工速度,人工探挖,可及时对管线进行保护和迁改,有效保障管线的使用安全,降低对顶管施工的影响。3、 顶管施工采用人工手掘施工。即挖即顶,防止塌方,确保地面不沉降。避免地面塌陷对车辆通行造成影响。拟安排工人采用三班制不间断施工。人工挖土时,管前挖土一般应在管内操作,以确保安全。严格按规范和技术要求开挖和顶进,严禁超挖。土质容易塌方时应加管帽必须随挖随顶,顶镐及出土卷扬机的操作,均应听从挖
11、土人员的指挥不得擅自蛮干,确保施工时不塌方。遇有涌泥、涌水情况时,及时封闭该区域,并采取土体内注浆等措施进行加固或预处理。对遇到的孤石,视大小情况,采用风枪凿除,必要时在管线位置开孔处理。4、 加强地下管线和路面的日常检查和实时监测,顶管期间加大巡查力度和监测频率,发现隐患立即处理,及时消除异常。第二章 顶管施工工艺2.1 工艺流程本工程的顶管施工,根据实际情况分析,采用人工挖掘、机械顶进的方式进行施工。现场内另设临时堆场,供其他半成品、周转材料等堆放,顶管现场考虑一定管的贮存量。工作井围蔽内布置工具间、修理间、水泵站、空压机房、泥浆房等。自动控制台、通讯、中央控制均在顶进控制室内。考虑顶管施
12、工的连续性,每段顶管分三班连续作业施工,在工作井现场四个角上各安装錪钨灯一座,供夜间现场照明。具体施工安排见顶管施工工艺流程图。2.2 顶管工作井内布置 工作井内沿顶管轴线方向在临时后座墙上装刚性后座,主顶千斤顶、导轨、刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备。工作井边侧设置下井扶梯一座供施工人员上下。管内供电及工作井内电力配电箱均位于工作井内。管内测量起始平台安装在主顶千斤顶之间轴线上,独立与砼底板连接,与千斤顶支架分离,确保顶进时测量平台的稳定。沿井壁依次安装压浆管、供电、供气管线。井内二侧工作平台布置配电箱、电焊机、泥水旁通装置、后座主顶油泵车和顶铁。管内压浆管、供电、通风管分别安装于混凝土管左右偏
13、下侧,采用L7575角钢支架固定。管内照明采用24伏低压照明灯,每8m布置1只。工作井内照明采用高压水银灯。施工期间在工作井内及管道内应配置足量的排水设备,以保证雨季汛期的管道安全。2.3 顶管施工工艺选型 根据本工程的地质资料显示,顶管管道通过的地层主要处于淤泥砂土、粘土、人工填土层。现有地下各类管线较多。目前施工季节处于冬季,雨水偏少,地下水位较低。顶管管线距离短。根据以上情况,拟选择采用人工手掘式掘进,机械顶管的施工工艺。示意图如下:人工手掘顶管施工方法示意图2.4 顶力计算 本工程顶管均为DN800管,现在以DN800顶管段进行顶力的计算1、顶力计算R为:以D800管线基准测量顶进长度
14、按52.9m计后背力。后背墙拟采用钢筋砼结构,宽高厚为230.5m,C40砼,内配HPB40025100双层双向。按顶管施工技术及验收规范公式7.1.8R=B(H2KP/2+2cHKP+hHKP)R=2.02(20322.46/2+2103+202.532.46)R=2748.4KNR=279.4T式中:R 总推力之反力,(kN) B后背墙的宽度(2m) 系数2.0 土的容重(20kN/m3) H后背墙的高度(3m) KP被动土压系数查表7.1.8砂粘土为2.46); C土的内聚力(10kPa) h地面到后坐墙顶部土体的高度(2.5m)2、根据以往的施工经验,顶力的计算如下:式中N计算顶力(k
15、N);D管道外径(0.96m);L顶进距离(52.9m);F单位面积摩阻力,当采用注膨润土减阻时,F选用15KN/mPS迎面顶力:按顶管施工技术及验收规范公式9.1.2Ds顶管机外径(0.96m)ts切削工具管壁厚(0.08m)ps单位面积土的端部阻力(表9.1.2取1000KN/m2)后背墙符合要求,可以正常顶进。3、采用2个150吨千斤顶进行(直径为30cm)顶铁为d800环形,面积为3.140.880.08=0.221m2计算压强182.8t/0.221=8.1MPa管道抗压强度40MPa,为了保证施工进度,注浆同时进行。2.5 顶管顶进系统施工要求1、导轨.导轨应选用钢质材料制作,安装
16、后的导轨应牢固,不得在使用中产生位移,并应经常检查。.两导轨应顺直、平行、等高,其纵坡应与管道设计坡度一致。.导轨安装的允许偏差为:轴线位置:3mm;顶面高程:0+3mm;两轨内距:2mm。2、千斤顶.千斤顶安装应固定在支架上,并与管道中心的垂线对称,其合力的作用点应在管道中心的垂直线上。.千斤顶最大顶力不大于10000KN。3、油泵安装和运转应符合下列规定.油泵宜设置在千斤顶附近,油管应顺直、转角少。.泵应与千斤顶相匹配,并应有备用油泵;油泵安装完毕,应进行试运转。.顶进开始时,应缓慢进行,待各接触部位密合后,再按正常顶进速度顶进。.顶进中若发现油压突然增高,应立即停止顶进,检查原因并经处理
17、后方可继续顶进。4、顶铁.顶铁应有足够的刚度。.顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型;当采用焊接成型时,焊缝不得高于表面,且不得脱焊。.顶铁的相邻面应互相垂直。.同种规格的顶铁尺寸应相同。.顶铁上应有锁定装置。顶铁单块放置时应能保持稳定。5、开始顶进前要检查下列内容,确认条件具备时方可开始顶进:.全部设备经过检查并经过试运转。.工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合规范规定。.防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施。.开启封门的措施。2.6 泥浆减阻系统1、泥浆减阻用泥浆减阻是长距离顶管减少摩阻力的重要环节之一。在顶管施工过程中,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
18、,则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35KN/ m2。润滑泥浆材料主要采用钠基彭润土,纯碱、CMC、物理性能指标:比重1.051.08g/cm3,粘度3040S,泥皮厚35mm。施工时按具体情况设置。2、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,将孔口用环氧水泥封堵抹平。3、注浆设备符合物理性能要求的润滑泥浆用压浆泵通过总管、支管、球阀、管节上的预留注浆孔压到管子与外管土体之间,包住钢筋混泥土管。2.7 通风系统通风设备:人工进管前和进管施工
19、过程中,采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。风量的计算:1、按洞内同时工作的最多人数计算:Q=kmq式中:Q所需风量,m3/min;k风量备用常用系数,常取k=1.11.2m洞内同时工作的最多人数q洞内每人每分钟需要新鲜空气量,通常按3m3/min 计算。现按管内有两人工作,取k=1.1,m=2, 则有Q=kmq=1.123=6.6 m3/min2、漏风计算Q 供PQ式中:Q计算风量P漏风系数采用200PVC 管,每百米漏风率一般可控制在2以下。取P1.02,则Q 供PQ6.61.026.73 m3/min,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。
20、本工程采用220V或380V空压机+软管(即鼓风式输送)进行通风,用于输送空气进入管道,加速管内空气流通及循环。在顶管内进行人工挖掘作业前,需佩戴专门的复合型气体检测仪对管内气体进行探测,谨防有毒气体和管内含氧量低于生命所需的的18%。2.8 供电系统工作井现场用电,为适应供电要求采取优先与附近单位协商,与就近的配电箱接电,无条件时采用发电机组。管内用三相五芯式50m2电缆供电。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,为解决顶管后期电压降问题可在管内设置
21、若干台升压器。施工照明系统按以下要求进行:1、一般场所采用电压220V的照明器材。对下列特殊场所及地下管道应选用低压36V安全电压照明。(1)管内照明灯具高度为2.2米电源电压不大于36V。(2)在潮湿和易触及带电体场的照明电源电压都不得大于36V。(3)在特别潮湿的场导电良好的地面或金属容器内的工作照明,电源电压不得大于12V。2、照明系统工有每一单相回路上,灯具数量不、超过25个,每个照明开关箱控制均为3KW功率,电流为15A。3、使用行灯应符合下列要求:(1)电源电压不得超过36V。(2)灯体与手柄稳固,绝缘良好并耐热潮湿,灯头无开关。(3)灯泡外部有金属保护网。(4)金属网、反光罩、悬
22、节挂钩应固定在灯具的绝缘部位上。4、照明变压器必须使用比绕组型,严禁使用自藉变压器。5、单相及二相线路中,零线截面与相线截面相同。6、三相四线制线路中,当照明器为白炽灯时,零线截面按相线载流量的50%选择。当照明器为气体放电进,零线截面与相线截面相等,若数条线路共用一条零线时,零线截面按最大负荷相的电流选择。7、照明灯具的金属外壳必须做接零保护,单向回路的照明,开关箱内必须设置隔离开关及漏电保护器。8、人工顶管洞内使用照明行灯不超过36V,且必须采用挂钩固定,悬挂在管壁上,严禁拖地使用。顶管期间预留的电缆须放置在管外或挂在管壁,下班后关闭电源。2.9 测量系统.平面控制网的建立地面上按业主、设
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