道路顶管施工方案.docx
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1、郑州市管城回族区试验中学宿舍楼过路顶管专项施工方案 审批: 河南华瑞园林绿化工程二0一八年五月第一章 编写依据本施工方案编写依据如下:1, 郑州市管城回族区试验中学宿舍楼过路顶管项目施工图2, 给排水管道施工及验收规范GB50268-20083, 混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-20114, 郑州市建设委员会颁发有关建筑规程,平安, 质量及文明施工等文件。第二章 工程概况2.1 工程简介工期紧, 施工场地有限, 现场需穿越道路,可能遇上地下障碍物等状况,考虑影响本工程顶管正常施工不利因素,故将本工程顶管工程采纳人工顶管。管材DN2000套管,管埋深为5.15m左右(管顶覆土2.7
2、5m)。工作井, 接收井井位和管段长度将依据现场实际状况(顶进长度, 地下障碍物, 交通影响等)而确定。2.2周边环境简介 工作井东侧, 北侧为学校消防同道,南侧为6F教学楼,西侧为2F彩板房。据我方在工作井位置所挖探沟探明,工作井南侧有给水主管, 消防水主管,西侧有一道给水支管,且管道均位于图纸设计工作井内。中间有一条校内光纤斜向对角穿过工作井。且工作井位于学校教学楼先期施工基坑内,有大量杂填土。2.3施工参照标准施工设计图, 施工合同给排水管道施工及验收规范GB50268-2008混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2011施工现场临时用电平安技术规范JGJ46-2005工程测量
3、规范GB50026-2007建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012现场地质水文状况, 地下管线状况和四周建筑物及设施状况;第三章 施工部署3.1施工组织支配工程须要采纳机械顶管管段为两阶段,一阶段为工作井至配电房,另一段为工作井至教学楼配电室。工作井及接收井共计2座,支配用1套顶管设备,一台备用,第一阶段为工作井, 接收井施工,第二阶段为顶管实施,其中工作井, 接收井施工可以交叉作业,速度较快,设备也能得到充分利用。本工程实地勘察,从道路面层向下土质分布状况为:混凝土道路面层 水稳层 连砂石基层 杂填土。3.2顶管施工工艺流程工作井施工 设备安装 管吊装就位 施工打算 土方掘进 测量限制及
4、纠偏 废泥外运 开机顶进 结束 施工下一节3.2施工依次施工依次为:工作井施工 顶进设备安装调试 吊装砼管到轨道上 连接好工具管 装顶铁 开启油泵顶进 出泥 管道贯穿 拆工具管 压浆。第四章 施工打算工作4.1生产打算1, 进行施工测量和现场放线工作;2, 确定管线范围内及施工所需场地内全部障碍物,如管线, 电线杆, 数目及旁边房屋等精确位置。3, 按施工平面布置图修建临时设施,安装临时水, 电线路,并试水, 试电。4, 进行顶管所用设备加工制作。5, 依据顶进长度,打算好各类管线和所需协助物(固定架等)。6, 依据材料支配,分期分批组织材料进场。4.2技术打算1, 审查施工图纸和进行各专业图
5、纸会审,进行施工技术交底。2, 做好标高点限制,施工测量和现场放线工作。3, 依据规划局供应永久水准点,引临时水准点至井下,施工中常常进行校核。第五章 主要工程项目施工技术方案5.1人工顶管顶力计算(一)对于顶管顶进深度范围土质好,管前挖土能形成拱,可采纳先挖后顶方法施工。依据阅历公式:P=nPO其中:P总顶力; n土质系数土质系数取值可依据以下两种状况选取;(1) 土质为粘土, 亚粘土及自然含水量较大亚砂土,管前挖土能成拱者,取1.52.0,。本工程取1.5.(2) 土质为中粗砂及含水量较大粉细砂,管前挖土不易成拱者,取45.(3) 土质为砂砾石层,管前挖土不易成拱者,取45。PO为顶进管子
6、全部自重。顶进每节管自重约为1.056吨,最长段以38米计,每节管长2米,共要顶进19节管,则PO=1.056*19=20.064吨。则总顶力为P=n*po=5*20.064=100.32吨考虑地下工程困难性及不行预见因素,顶管设备取1.5倍左右储备实力,设备顶进应力为150.48吨,取总顶力F=250吨,选用一个千斤顶作为顶进动力设备,千斤顶顶力应为250吨。(二)对于顶管顶进深度范围土质较差,即开挖时简单引起塌方,可采纳先顶后挖方法施工。依据顶管工程力学参数确定,先顶后挖时,顶管推力就是顶管过程管道所受阻力,主要包括工具管切土正压力, 管壁摩擦阻力。(1)顶管正阻力及土层密实度, 土层含水
7、量, 工具管格栅形态及管内挖土状况有关。依据有关工程统计资料,软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2.大于40t/m2时表明土质较好。本工程为粉质砂土取40t/m2。F1=S1*F*K1其中:F1顶管正阻力(t);S1顶管正面积(m2);K1顶管正阻力系数(t/m2)本工程取1.5F1=S1*F*K1=R2*F*K1=3.14*0.44*0.44*40*1.5=36.474吨(2)管壁摩擦阻力:管壁及土间摩擦系数及土压力大小有关。依据有关工程统计资料,管壁摩擦阻力一般在0.5-1.0t/m2之间。F2=S2 *K2其中:F2顶管侧摩擦力(t);S2顶管侧面积(m2);K
8、2顶管侧阻力系数(t/m2)本工程取1.0F2=S2*K2=DL *K2=3.14*0.72*37.5*1.0=84.78吨顶管阻力为以上二种阻力之和,顶进长度管段37.5米计算,总顶力:F= F1 + F2=36.474+84.78=121.254吨 考虑地下工程困难性及不行预见性因素,顶管设备取1.5倍左右储备实力,设备顶进应力取181.881吨,取总顶力F=250吨,选用一个千斤顶作为顶进动力设备,千斤顶顶力应为250吨。DN2000混凝土管道正截面面积为0.44m2,顶进时每平米承受最大压力为140T,依据规范标准DN2000级钢筋混凝土混凝土强度为C50.为确保管道在顶进过程中不发生
9、破坏,需至少分140/(140*0.41)=2.43段顶进,故设置中继间一套。5.2.1工作井施工1, 结合现场实际状况,工作井位置南部有给水主管和消防主管,西部小给水支管,均位于图纸设计工作井中。综合考虑,避开管道迁移增加造价,且不影响工期,确定将工作井向东北方向迁移,避开给水管道。2, 本工程顶坑深度约为5.2米。为保证施工平安,工作井井底采纳砼封底,井壁采纳C30混凝土浇筑。工作井底部尺寸净空为6.6*4.2米。工作井采纳机械开挖,机械回填人工协作,顶坑回填材料采纳3:7灰土回填,边坡系数1:1。3, 基坑排水, 在基坑开挖前,应依据土质状况选择合适排水方式,沟槽开挖后在槽底内设置100
10、*100明沟排水,集中排入500*500集水坑,进行集中排水,确保沟槽内不积水。 2寸潜水泵:在滤管内放入2寸潜水泵一台,进行排水。排水全部引至现场排水沟内。4, 工作井上部设置30cm*30cm砖砌止水墙沿四周设置。5, 工作井底标高要符合设计要求,井壁为C30砼30cm厚;采纳混凝土C20厚20cm封底(做法详见设计图)。滑车套管道木, 钢板液压顶管机接收坑顶管施工示意图6, 顶管工作井内设备安装(一)导轨安装。严格限制导轨中心位置和高程,确保顶入管节中心及高程能符合要求。1, 由于工作井地板浇筑了20cm砼,地基稳定,导轨干脆放置在工作井地板上。2, 严格限制轨道顶面高程,其纵坡及管道纵
11、坡一样。3, 导轨采纳浇筑砼予以固定,导轨长度采纳23m,间距设置为60cm,材料采纳160型H钢。4, 导轨必需直顺。严格限制导轨高程和中心。(二)下管, 顶进, 出土和挖土设备:采纳12T吊车下管,用千斤顶, 高压油泵作为顶进设备,用斗车, 垂直牵引卷扬机作为出土设备,用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。(三)照明设备:井内运用电压不大于12V低压照明。(四)通风设备:人工挖土前和挖土过程中,采纳轴流鼓风机通过通风管进行送风。风量计算:1, 按洞内同时工作最多人数计算:Q=k*m*q式中:Q所需风量,m3/min;K风量备用常用系数,常取k=1.11.2M洞内同时工作最多人数Q洞内每人每分钟
12、须要簇新空气量,通常按3m3/min计算。现管内有两人工作,一人开挖,一人负责运淤泥,取k=1.1,m=2,则有Q=k*m*q=1.1*2*3=6.6m/min2, 漏风计算Q供=P*Q式中:Q计算风量;漏风系数采纳200PVC管,每百米漏风率一般可限制在2%以下,取p=1.02,则Q供= P*Q=6.6*1.02=6.73 m/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意要求。(五)工作棚架:作为防雨及安装吊运设备。工作坑上设活动式工作平台,平台用直径48钢管搭设。在工作平台上设起重架,旁边装置小型电动卷扬机。工作平台搭设要求:1, 材料要求:进场钢
13、管必需检验合格,钢管采纳外径48mm,壁厚3.5mm焊接钢管,材质为A3钢,钢管不许运用气焊电焊切割不许打孔,节点连接运用直角扣件,扣件不应有裂纹气孔。脚手板:采纳木板或刚脚手板,木质脚手板厚度为50mm,宽度200mm左右,材质坚硬不腐烂,横向裂缝不大于1/4板宽。2, 工作平台几何尺寸:4m*3m,高度同顶坑深度。3, 脚手架立杆纵横向间距1m*1m,水平杆竖向间距小于1.0m。搭设前先将地面平整夯实,然后在地面上铺设通长50mm厚木板(或脚手板)脚手架立杆为单立柱,立柱下装有底座。4, 工作平台四周搭设防护栏杆,上杆距地面1.2m,下杆距地面0.6m,立杆间距1.5m,采纳钢管扣件连接。
14、防护栏杆并刷红, 白相间平安色。(六)本工程施工期间,为保证顶管施工能连续进行,现场采纳两台30KW发动机。(七)管道顶进出料方法:1, 管道内出料:作业人员在管端工具头爱护下进行土方开挖,采纳钢锹将开挖装入自制轮式小车内(小车尺寸:0.3m宽*0.6m长),顶坑内运土人员利用绳索将运土小车拉出管道倒于顶坑内。2, 顶坑内垂直出土:利用工作平台上设起重架将坑内土方运至坑外指定对场。(八), 顶管靠背安设:2, 顶机顶力为250T。3, 靠背受力面积暂取3*3=9M2(不对),3*3*32T=288T,288T250T满意要求。4, 靠背采纳C30混凝土浇筑,为避开滑移, 倾覆,将靠背嵌入顶坑底
15、标高下0.5m。5, 为保证顶进过程中应力匀称传递,在顶进设备及靠背中间设置2*2*0.03钢板传递应力。5.4 引入测量轴线及水准点(一)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。(二)将地面上临时水准点引入工作井底不予碰撞地方,作为顶管高程测量临时水准点。5.5 下管(一)下管前,要严格检查管材,不合格严禁运用。(二)第一节管下到导轨上时,应测量管中线及前后端管底高程,以校正导轨安装精确性。(三)要安装护口铁或弧形顶铁爱护管口。5.6千斤顶和顶铁安装千斤顶室掘进顶管主要设备,有前面顶力计算可知,本工程最长管段顶力为188吨。拟采纳1台250T液压千斤顶。(一)千斤顶
16、高程及平面位置:千斤顶工作坑内布置采纳并列式,顶力合力作用点及管壁反作用力作用点应在同一轴线,防止产生顶时力偶,造成顶进偏差。依据施工阅历,管上部管壁及土壁有间隙时,千斤顶着力点作用在管子垂直直径1/41/5处为宜。(二)安装顶铁应无歪斜, 扭曲现场,必需安装直顺。(三)每次退千斤顶加放顶铁时,应安放最长顶铁,保持顶铁数目最少。(四)顶进中,顶铁上面和侧面不能站人,随时视察有无扭曲现象,防止顶铁崩离。5.7顶进施工工作坑内设备安装完毕,经检查各部分处于良好状态。即可进行试顶。首先校测设备水平及垂直标高是否符合设计要求,合格后即可顶进工具头,然后安放给水工作管,再次测量标高,确定无误后进行试顶,
17、待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中,做到勤挖勤顶勤测,加强监控。顶进施工时,主要利用风镐在前取土,千斤顶出镐在后背不动状况下将给水工作管向前顶进,其操作过程如下:(1)安装好顶铁挤牢,工具管前端破取肯定长度后,启动油泵,千斤顶进油,河塞伸出一个工作行程,将管子推向肯定距离。(2)停止油泵,打开限制阀,千斤顶回油,活塞回缩。(3)添加顶铁,重复上述操作,直至须要安装下一节管子为止。(4)卸下顶铁,下管,用环形橡胶环连接混凝土管,以保证接口缝隙和受力匀称,保证管及管之间连接平安。5.8顶进施工中重点工序(一)测量1, 测量次数:在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中,应每顶进2030cm,
18、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。2, 中心测量:依据工作井内测设中心桩, 挂中心线,利用中心尺,测量头一节管前端轴线中心偏差。3, 高程测量:运用水准仪和高程尺,测首节管前端内底高程,以限制顶进高程;同时,测首节管后端内底高程,以限制坡度。工作井内应设置两个水准点,以便闭合之用,常常校核水准点,提高精度。4, 一个管段顶完后,应对中心和高程再做一次竣工测量,一个接口测一点,有错口测两点。5, 顶进过程中派专人进行坑壁沉降观测,发觉异样应马上停止坑内作业。(二)纠偏:当测量发觉偏差在1020mm时,采纳超挖纠偏法,即在偏向反侧适当超挖,在偏向侧不超挖,甚
19、至留坎,形成阻力,施加顶力后,使偏差回来。当偏差大于20mm时,采纳千斤顶纠偏法,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,支顶坚固后,即可施加顶力。同时协作超挖纠偏法,边顶边支,直至使偏差回来。(三)管前挖土要求1, 在道路和重要构筑物下,不得超越管段以外100mm,管周不得超挖,并随挖随顶。2, 在一般顶管地段,如土质良好,可超挖管端300500mm,在管周上面允许超挖15mm,下面135范围内,不得超挖。(四)接口处理 顶管过程中接口处采纳橡胶止水带连接,顶管完毕后,对于管及管之间缝隙,采纳膨胀水泥砂浆压实填抹平。选用硅酸盐膨胀水和干净中砂
20、,协作比(重量比)为:膨胀水泥:砂:水=1:1:0.3随拌随用,一次拌合量应在半小时内用完。填抹前,将接口潮湿,分层填入,压实填抹平整后,在潮湿状态下养护。5.9工作井内管道施工5.10 遇到流砂时施工技术措施顶进时若遇到流砂较多,且流砂流淌性较强,则要在管内打算足够砂包, 稻草,用来阻挡流砂流淌。或用改装后带网格工具头协作施工。以防万一,确保施工人员生命平安。第六章 施工支配6.1施工进度支配由于本工程工期较紧,因此在开工前肯定要做好施工前期打算工作:首先要落实挖掘机, 吊机, 管材等关键设备和材料以及人员,保证工程开工能够即刻到位;测量人员依据甲方供应限制点加密导线点水准点, 测放中线点标
21、高点以及探测地下管线, 构筑物等,依据中线点确定开挖范围以及范围内拆迁物,在现场和平面图上做标记;搭好工地办公室, 小型仓库, 工棚以及清理停车场等前期工作。6.2主要施工机具设备主要施工机具设备一览表机具名称规格性能单位数量用途工具头台3纠偏掘进空压机3立方台3四角架6米副3出土斗车部4运土电焊机BX-330台1型钢焊接气割套1型钢切割卷扬机1.5T台3竖井提升千斤顶250T台3顶管高压油泵台3顶管顶压装置套3顶管全套顶铁套3顶管垫座套3顶管滑道套3顶管离心鼓风机7000L/min台3通风发电机30KV台2顶管第七章 质量保证措施1, 顶管施工前编制顶管施工组织设计,提交监理和业主审定才能进
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