顶管施工方案(专家论证)(共38页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录 顶管施工方案1、编制依据 (1)给水排水工程构筑物结构设计规范GB50069-2002(2)给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008(3)混凝土和钢筋混凝土排水管GB/T-2009(4)市政排水管道工程及附属设施06MS201(5)城市排水工程质量检验标准DB29-52-2003(6)建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T111-98(7)建筑施工安全检查标准JGJ59-2011(8)建设工程施工现场供电安全规范GB50194-2002(9)施工现场临时用电安全规范JGJ46-2005(10)建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002,2012版自
2、六月份开始执行);(11)建筑基坑支护技术规范(JGJl20-99);(12)混凝土结构工程施工质量验收规范(GB502042002)。 (13)京广铁路保定站改造市政配套工程给水排水阳光大街道路工程施工图(14)京广铁路保定站改造市政配套工程给水排水知青路道路工程施工图 (15)京广铁路保定站改造市政配套工程给水排水一亩泉河路道路工程施工图及地质勘察报告-中铁工程设计咨询集团有限公司提供。2、编制原则 (1)在充分理解设计意图、了解已完成部分管线的施工状态、分析已施工管线存在的技术、质量问题的基础上,结合理论实际,编制经济科学切实可行的施工方案; (2)质量目标明确,施工中采用先进技术和设备
3、,严格管理,保证措施完善,确保工程质量达到优良。 (3)工期目标明确,合理高效安排施工进度,科学划分施工区段,协调统一,确保工期顺利完成(总工期计划为50天)。(4)安全目标明确,安全措施可靠,制度完善确保施工零事故。(5)施工中做到保护环境,文明施工。(6)坚持技术先进性、科学合理性、经济运用性,安全可靠与实事求是相结合。(7)坚持科学管理,对施工现场进行全员、全方位、全过程监控。3、工程概况3.1基本情况保定火车站改扩建市政配套工程排水工程由阳光大街排水、知青路排水和一亩泉河路排水工程等组成,阳光大街西侧雨水管道为四里营排水改造的下游管道,其上有管道已经实施,该系统服务范围约4平方公里,管
4、道采用d2000钢筋砼管,管道总长度为1078.39米,本方案计划顶管段落为Y21-Y23,Y25-Y27,共计158.26米,管道雨水最终排入四里营雨水泵站,施工图纸由保定市城市设计院提供;道路东侧雨水、知青路雨水和一亩泉河路雨水管道为保定火车站配套工程排水设施,主要排放保定火车站知青路雨水,阳光大街雨水,一亩泉河路雨水,保定火车站站前广场雨水等,管道埋深较深,其中本方案涉及知青路d1000主管道雨水,埋深约8.5米,顶管长度段落为Y52-Y54段,长度约75米。阳光大街东侧雨水及一亩泉河路雨水是本工程的难点,具体段落为阳光大街YGA26-YGA35段(d1200钢筋砼管265米),一亩泉河
5、路YQA1-YQA3段(d1400钢筋砼管77米)管道埋深越12.5米,管道雨水最终排至地道桥雨水泵站,施工图纸由中铁工程设计咨询集团有限公司提供。3.2自然地理概况拟建工程位于河北省保定市市区,地处河北平原区,系华北平原的组成部分,位于冀西山地和渤海指间,太行山东麓华北平原的西缘,属山前冲洪积平原,由各河的冲洪积扇组合而成。3.3水文情况观测周边紧邻施工单位场地内地下水位,顶管工程工作井所在位置含有地下水,场地附近无地表水。3.4地层及构造根据岩土工程地质勘察报告,在勘察深度范围内,按地基岩土的物质组成、结构构造、物理力学性质及成因类型等特点,将本工程的主要地层划分情况自上而下依次描述如下:
6、本工程所在位置地层为第四系全新统冲洪积成因的土层,现将地层由上至下描述,如下(设计提供):第层杂填土:杂色,稍湿,松散,厚度在2m左右;岩土施工分级:。第层粉土:褐黄色,稍湿-湿,稍密摇震反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低,土质较纯。土层厚度6m左右;岩土施工分级:。第层粉粘土:黄褐色,可塑,干强度中等,柔韧中性,稍有光泽,含姜石。厚度一般在1m左右;岩土施工分级:。 第粉土:黄褐色,稍显湿,密实中密,摇震反应迅速,无光泽反应干强度低,韧性低,夹粉质粘土薄层。厚度一般在1.2m左右;岩土施工分级:。 第中砂:灰绿色,稍显饱和,中密密实,粘土。主要矿物成分为长石,石英,含10%-15%粘土。
7、埋深6.0-30.6m,厚度一般在3.5m左右,呈层状产出,层为不稳定:岩土施工分级:。 第粉土:褐黄色,稍湿-湿,稍密摇震反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低,土质较纯。土层厚度2.6m左右;岩土施工分级:。第粉粘土:黄褐色,稍湿湿,稍密,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低,含姜石,具氧化铁染色,顶部夹粉质粘土薄层。厚度一般在8.5m;岩土施工分级:。表1 场地各层土物理力学指标、地基承载力特征值及渗透系数地层编 号成因类型地层名称岩土状态岩土分级岩土力学参数值 C Es侧阻力标准值 厚度Kpa度MpaMpa/mm1Q4al素填土 稍松 10.0 121.32粉土 稍密 21.7
8、5.110.8403.53粉质粘土可塑 34 175.61401.24 粉土密实-中密 21.326.47.32452.55 细砂中密 0 32500.86中砂中密-密实 0 35603.27粉质粘土可塑-硬塑 42.118.25.63551.08中砂密实 0 35604.2表2 典型地层分析 土层土层名称含水量(%)层厚(m) 重度(kN/m3)直剪快剪岩 性 特 征 描 述 )c(kPa) 1杂 填 土 2.018.5(15)(12)杂色,松散,由建筑垃圾组成。 2粉 土26.16.019.014.126.8灰褐色,可塑状态,干强度中等,稍有光滑。 3粉质粘土20.51.019.426.4
9、18.8灰褐色,稍密,稍湿,摇振反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低。 4粉 土22.61.219.023.7 22灰褐色,中密,饱和,摇振反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低。 5中 砂16.93.520.0(35)(10)灰褐色,中密,饱和,主要矿物为石英,长石,级配良好,砂质较纯。 6粉 土242.619.019.626.7灰褐色,硬塑状态,干强度中等,稍有光滑。含少量砂粒 7粉质粘土248.519.419.626.7灰褐色,硬塑状态,干强度中等,稍有光滑。含少量砂粒以上数据来自保定火车站配套工程地勘报告-中铁工程设计咨询集团有限公司提供。根据地勘报告及现场开挖断面判断,知青路d10
10、00雨水管道、阳光大街西侧d2000雨水管道位于粉质粘土和粘土层中,施工时,土体开挖后能形成拱,人工开挖法施工;阳光大街西侧d1200雨水管道、一亩泉河路d1400雨水管道位于细砂层,或者中砂层中,部分位于细砂层与粉土层结交面处,砂层中顶管难度较大,采用人工开挖顶管时,前端管道需要加设工具管(主要是在管道前沿加设楔形钢板,用于砂层的临时支护和方向纠偏,同时采用减阻措施。4、 施工部署4.1现场组织机构建立 针对顶管施工的特殊性,项目管理层尤为重视,为保证施工进度,我单位成立以安建影为首的项目经理部,项目经理统筹全面工作,具体组织见框图:项目经理:安建影副 经 理:刘艳朝臧国强 安全科王 刚 试
11、验室马东玉 机械科王栋林 工程科梁建斌 办公室 李 岳 测量队 土方回填施工队伍 土钉支护施工队伍 护坡桩施工队伍 基坑降水施工队伍 土方开挖施工队伍 顶管施工队伍4.2技术准备组织学习本项目图纸文件中关于顶管施工技术条款及施工规范,认真审核设计图纸和说明,做好图纸会审,结合地质勘探报告编制顶管工程专项施工方案。编制实施性施工组织设计和各工序专项施工方案。并对各作业队管理人员及技术人员进行技术交底。临时工程设计与施工。编制施工工艺标准和保证措施。制定技术管理办法和实施细则。4.3机械设备准备根据施工要求,采用挖掘机、推土机、自卸车、水泵以及顶管成套设备、机电设备、吊车及其他辅助机具(详见附表)
12、。设备规格数量吊车25T2挖掘机220型2顶进设备500t4台顶进设备320t4台电焊机BX3-5004台行车35t8台潜水泵QY-258台全站仪TS-8021台水准仪DS31台4.4作业条件准备顶管施工前,根据设计图纸和施工方案的要求,将施工区域内的地下管线调查清楚并及时通知相关产权单位进行迁移和保护、地上障碍物清除完毕。根据工程地质资料采取降低地下水位措施,水位降至坑(槽)底及管道底0.5m以下。(由专业分包队伍编制专项降水方案,并实施。)施工区域内供水、供电、临时设施满足顶管施工要求,道路平整畅通。做好机械、运输车辆及各种辅助设备的维修检查和进场工作。 4.5安全应急措施准备所有机械操作
13、人员须持特殊工种上岗证书。所有新进员工必须进行岗前三级安全教育。各种安全防护用品现场准备到位。提前进行安全应急预案。坚持以人为本把各种安全隐患消灭在萌芽状态。4.6外业工作准备现场详细调查。现场交接桩与复测。料源合格性测试分析。测试仪器的计量标定。布设导线点、水准点。技术准备按时间进程分前、中、后三个阶段,前期是基础,中期是强化,后期是完善,需要做到项目齐全,标准正确,内容完善,计划超前,交底及时,重在落实。4.7材料准备工程开工前编制材料计划,由经理部统一组织各种材料的采购和供应,并利用当地的运输力量,购置地材,原则是“就近择优购置”,选用质量较好厂家生产的产品,经试验合格后报监理工程师批准
14、方可使用。根据施工进度计划提前做好工作井砌筑材料、商品砼、安全支护材料、钢承口管材、企口管及其他辅助材料的采购,具体为d1000企口管38根,d1200钢承口管道133根;d1400钢承口管道39根;d2000企口管道79根。本工程均采用钢筋砼管道三级,每根长度为2米,开始施工前管道全部制作完毕且养生至设计龄期,保证管道强度。4.8场地清理进场后立即开始场地清理工作,按照设计征地范围清理地上构筑物、障碍物(暂时不能清除的,距离工作井位置较近的,基坑支护采用护坡桩方案),同时处理好与当地行政主管部门和居民的关系,为临时和主体工程的施工创造条件。4.9临时用电为确保施工期间停电能正常施工,现场配2
15、台150KW柴油发电机作为临时的应急电源,发电机房与配电房设在一起。需要发电时,通过双电源互投柜联网输出。4.10临时用水生活、生产用水拟由自来水给水管线接入,供小型搅拌机、生产和生活区使用。5.顶管施工5.1方案选择根据施工图纸及地勘资料,本方案顶管分为两种情况进行,1)、西侧d2000钢筋砼管道主要位于粉土、亚粘土层中,地质情况良好,工作坑开挖深度约7米,工作坑采用土钉支护,但Y26工作井周边存在未拆迁楼房,采用护坡桩结合土钉支护方式(详见整体布置图),顶管时主要采用管道外表熔蜡措施,当顶力较大时,同时采用触变泥浆技术减少顶进阻力和稳定周围土体。2)、东侧d1200、d1400钢筋砼管道里
16、面位于细砂层中,除去采用管道外表熔蜡、触变泥浆减阻外,为稳固周围土体,在管道管端安设楔形铁板,同时为节约投资,减少工作坑数量,管道顶管采用两个工作坑对顶方式。另外由于本工程地址情况复杂,顶管范围内有地下水存在,其中阳光大街东侧YGA28工作坑附近尚有一栋六层居民楼房尚未拆除,对工作坑的开挖支护及降水由具备施工资质的专业队伍另行编写专项施工方案,本方案不再赘述,另外顶管路线,长度及平面布置详见附图:总体顶管平面布置图。结合现场实际,本工程先开挖阳光大街Y32、Y31和一亩泉河路YQA2工作坑,阳光大街自南向北施工(d1200雨水管道),一亩泉河路自西向东施工(d1400雨水管道)。完成后施做阳光
17、大街西侧d2000雨水管道,施工宜自南向北施做。最后施工知青路d1000雨水管道。5.2人工顶力计算d2000顶管顶进深度范围内为粉土层,比较密实,人工挖土后能形成拱洞,d1400顶管深度范围为细砂,管前挖土不易成拱,根据顶力计算公式:P=n*P0其中:P总顶力 n土质系数土质系数取值可根据以下两种情况选取:土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土,管前挖土能成拱者,取1.52.0。土质为砂质粘性土及含水量较大的粉细砂,管前挖土不易成拱者,取34。结合现场勘测情况,取n为4.0。P0为顶进管子全部自重。顶进的每节管自重(内径1.2m,厚度12cm;内径1.4,厚度为14cm)d2000钢筋砼
18、管每根重量为6.8t,最长段以30米计,每节管长2米,共要顶进15节管,则P06.8*15102吨。则总的顶力为:P=n P02*102204吨。考虑地下工程的复杂性及不可预见因素,顶管设备取1.3倍左右的储备能力,设备顶进应力为265吨, 取总的顶力F265吨,选用两个千斤顶作为顶进动力设备,每个千斤顶的顶力应为150吨,实际使用150吨。采用d1400钢筋砼管道,顶管距离为30m时,总顶力F=216吨。 因此,取总的顶力F265 吨,选用2台150吨的千斤顶作为顶进动力设备。根据水泥管生产标准GB/T11836及JC/T640顶进施工法用钢筋混凝土排水管级管有效长度2米的裂缝荷载标准值94
19、KN/m。总破坏力:F破=94KN/m*30m=2820KN 即282吨。 故 F F顶D1200采用钢承口管: Fdc=486.0吨F顶D1400采用钢承口管: Fdc=662.0吨F顶 5.3工作井制作 工作坑一般选在检查井的位置,并与建筑物有一定的安全距离。其工作坑底长、宽尺寸可按下式计算。底宽:B3D1+(2-2.4)取2 边坡放坡系数为C/H=0.5式中 B-工作井的内径宽度(m); D1-管外径。经计算:经计算:B=5.6m(d1200基坑宽度,D取1.2m)B=6.32m(d1200基坑宽度,D取1.44m)B=7.04m(d1400基坑宽度,D取1.68m)B=9.2m(d20
20、00基坑宽度,D取2.4m)工作井最小长度,Ll2+l3+l4+kl2=下井管节长度取2m;l3=千斤顶长度,一般可取2.5m;l4=留在井内管道最小长度,可取0.5m;k=后座和顶铁的厚度及安装富余量,可取1.6m。经计算:L=6.6m。顶进过程中,防止工作坑地基沉降,导致管子顶进偏差过大,应在工作坑底铺设基础。因为有地下水的缘故故采用混凝土基础。混凝土强度等级为C25,厚度300mm。 5.4导轨安装导轨的作用是控制管身按设计的管中心线和高程顶进,保证管身在顶入之前位置符合设计要求。导轨使用高度为140mm的钢轨,安装道轨用木枕,导轨高程用顶管坑内的水准点测设。钢制道轨与木枕用道钉固定,两
21、侧用方木与槽壁撑紧固定;h1地表至导轨顶的高度(m);h2导轨高度(m);h3基础厚度(包括垫层)(m)。5.5后背与后座墙1)、覆土较厚且土体抗压抗变形能力较好时,充分利用土抗力的天然后座墙,装配式后座采用方木、型钢或钢板等组装,组装后的后座墙应有足够的强度和刚度,本工程中,d2000雨水管道位于粉土层中,施工时使用装配式后座墙。具体为:后背土壁铲修平整,使壁面与管道顶进方向垂直。后背采用150*150mm的方木横放,若与土壁间有缝隙,用砂石填充严密;20#工字钢成组立放,立铁前码放横铁,横铁要求码放平整,顶镐后座与横铁结合处严密,以便均匀的将力传递到后背上。后背安装到工作坑底以下一定深度,
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