顶管和沉井施工方案设计[新].pdf
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1、目录目录第一章工程概要第一章工程概要 3 31.1 工程概况 31.2 工程地质 3第二章总体计划和施工部署第二章总体计划和施工部署 4 42.1 施工技术准备 42.2 施工现场准备 4第三章施工组织机构第三章施工组织机构 6 63.1 建立现场管理机构 63.2 施工管理与管理人员组织架构图 6第四章机械设备与测量设备投入计划第四章机械设备与测量设备投入计划 7 74.1 主要机械设备计划表 74.2 主要测量设备计划表 7第五章沉井施工方案第五章沉井施工方案 8 85.1 沉井概述 85.2 施工工艺概述 85.3 沉井施工工艺流程图 85.4 沉井地基处理 85.5 沉井结构制作 95
2、.6 沉井下沉 135.7 底板施工 155.8 沉井质量保证措施 15第六章顶管施工方案第六章顶管施工方案 18186.1 顶管工程施工流程图 186.2 顶管施工主要设备 186.2 顶管施工主要设备 186.3 顶管设备安装 186.4 工具头吊装落井、全套设备调试 196.5 顶管顶进示意图 206.6 泥水平衡式顶管工艺流程图 206.7 顶管工程力学参数确定 206.8 顶管主要施工工序 226.9 顶管施工简图 26第七章安全生产文明施工方案第七章安全生产文明施工方案 27277.1 安全文明施工方针目标 277.2 安全文明施工工作计划 277.3 安全施工措施 297.4 文
3、明施工与环境保护保证措施 32第一章第一章 工程概要工程概要1.1 工程概况一、本工程为水口镇沿江路截污管网与道路修复工程。污水主管道顶管部分埋深较大约 6.0-7.0m,管线总长约 1000 米,拟将采用泥水平衡式顶管机进行顶进施工。二、本工程主干管顶管为 D800 钢筋混凝土管,施工方法采用顶管施工。管材:顶管用管材均采用国标级钢筋混凝土管,F 型接口,橡胶圈止水。三、施工用井:工作井 7 座,接收井 5 座,具体尺寸见工作井、接收井施工图。四、本工程工期要求为:120 天。1.2 工程地质主要以杂填土、淤泥质土、粉质粘土为主。根据岩土工程勘察 XX 提供的地质资料显示,土层分层叙述如下:
4、一、杂填土:褐黄、褐、棕红色,以粉质粘土混建筑垃圾为主,局部以素填土为主,土质较松散。二、淤泥质土:深灰、灰黑色,含少量有机质,局部含粉细砂,呈流软塑状。三、粉质粘土:褐红、褐灰、灰白色、湿,不均匀含中砂,呈软可塑状。第二章第二章总体计划和施工部署总体计划和施工部署2.1 施工技术准备一、掌握地形、地质、水文等勘察资料,对管线线路的地质水文情况进行充分的分析,预先分析将来施工中可能遇到的各种不利因素(如施工用水等) ,并提出相应的解决方法措施。二、组织有丰富施工经验的技术人员成立施工技术组,仔细阅读、熟悉图纸,以便作好图纸会审工作,充分了解和掌握设计意图、结构特点和技术要求。三、与建设和设计单
5、位一起进行设计交底,图纸会审和测量交桩。四、细化施工组织设计,做好技术交底和培训工作,做好试验准备工作。对各复杂部位和关键部位进行技术讨论,作好资料、图表上墙。五、做好施工过程中需监测项目的前期准备,施工过程各种记录表格的前期整理。六、在施工前对各工种、各施工班组进行详细的技术交底。七、做好施工操作人员的再培训工作。八、办理有关施工许可证件:开工前将有关文件、方案报当地建设委员会建管处、治安、环卫等部门办理施工许可证、余泥排放证等手续。2.2 施工现场准备一、施工测量放线根据业主提供的水准基准点和坐标控制点,建立测量控制的导线,按设计图纸对管道沿线进行测量放样,测放出管道开挖面、各井位的位置和
6、标高,并做出标记。各控制点(坐标桩和水平基准点桩)均应设置保护措施,以防破坏。二、做好现场的“三通一平”工作本工程采用发电机配合施工;现场部分管线有市政道路可使用,但有部分管线只有一条可通车的泥路,应适当填埋即可使用;生活用水已打水井解决,施工用水有待解决;场地平整、布置已进行。三、组织机械设备进场根据施工机具的需用量计划,组织施工机械设备进场,机械设备进场后按规定地点和方式布置,并进行相应的保养和试运转等工作。四、组织材料和构配件的进场根据施工所需的材料、构配件进场,并按规定地点和方式存放或堆放,做好组织和保护措施。五、现场临时设施搭设在施工现场落实现场指挥机构与部分施工人员的生活、 生产设
7、施。 确定施工 X 围,做好施工围蔽。修建各种临时设施,平整场地,架设动力和照明线路,接通临时水管、便道,做好场地内的临时排水,制定、落实文明施工计划和措施。第三章第三章施工组织机构施工组织机构3.1 建立现场管理机构现组织具有多年顶管施工经验、管理水平高、计划性强、质量安全意识强的精英力量,调动最好的施工队伍,投入先进的施工机械设备,建立一套完善的管理体系和质量控制体系,严格按项目法组织本工程施工。科学组织,严格管理,精心施工,确保工程验收达到业主要求。3.2 施工管理与管理人员组织架构图项目负责人现场负责人技术负责人钢木顶土机管筋工方电班班班班班第四章第四章机械设备与测量设备投入计划机械设
8、备与测量设备投入计划4.1 主要机械设备计划表序号1234567891011121314名称挖掘机电焊机吊机载重汽车钢筋弯曲机钢筋切断机空气压缩机泥水平衡式工具头渣浆泵泥浆泵泥浆搅拌机水泵油压千斤顶高压油泵型号规格WZ-320DJ-63012t东风牌GJ540Y250M-6DN800320tZB50单位台台台台台台台台台台台台台台数量12131121221521施工部位土方开挖焊接顶管土方外运钢筋弯曲钢筋切断沉井、顶管施工顶管泥浆循环系统泥浆系统制作触变泥浆基坑排水顶管顶管4.2 主要测量设备计划表序号1234设备名称激光电子经纬仪规格博飞 DJD2-2GJ苏光 DZS250 米5 米单位台台
9、把把数量1112水准仪钢卷尺检测尺第五章第五章沉井施工方案沉井施工方案5.1 沉井概述本工程顶管施工用井(工作井、接收井)结构形式采用钢筋混凝土沉井。根据本段工程实际情况,设置 7 个工作井和 5 个接收井。5.2 施工工艺概述一、根据设计要求,工作井与接收井均采用五节或六节制作,分五次或六次下沉。沉井每节高度不宜大于 1.5m。下沉采用井外井点降水排水法下沉施工,挖机与人工配合取土,封底采用排水法混凝土干封底。沉井封底后,浇筑底板,进行顶管施工。下沉时按设计施工图,下沉接近设计标高时,应严加注意,切不可超沉。二、主要工程量见本段工程管线图有关沉井的工程量。三、沉井尺寸见本段工程沉井施工图纸。
10、5.3 沉井施工工艺流程图搭设架手架施工准备测量放线土方开挖与外运土方开挖与外运砌筑砖井墙砂浆垫层构筑图 5-3沉井施工工艺流程图第一节制作沉井下沉5.4 沉井地基处理架立内模一、测量放线绑扎钢筋钢筋加工沉井下沉垫层施工前,根据设计图纸坐标与甲方提供的基准点测量定位,同时在沉井周围,且在施工影响架立外模X 围之外布置坐标控制点和临时水准点,建立的控制点精度为1mm。并填写测量复核单,由甲方和监理认可,施工过程中控制点要加以保护,并定期检查和浇筑砼复测。在沉井四周设置龙门桩,并用石灰粉划出。井中心轴线、基坑轮廓线,作为沉井制作和下沉定位的依据。浇筑钢筋砼底板第二节接高1、导线测量导线根据总平面图
11、布设,所选点位最好选择净空地带,并要考虑便于使用、安全和长期保存。2、角度测设角度观测采用全圆测回法进行,测回数与测量限差与方格网角度观测要求相同。3、高程测量本工程高程测量控制网采用三、四等水准测量方法建立。水准网的绝对高程从业主提供的高级水准点引测并联系于网中一点,作为推算高程的依据。4、标桩埋设导线控制点和高程控制点均远离沉井下陷区 X 围以外,保持 30m 以外的安全距离,桩要深埋,并设置保护装置,定期检查和校核。二、铺筑砂浆垫层场地平整结束后,先开挖约 1m 深,面积以井外尺寸加上 1m,为了扩大沉井刃脚的支承面积,减轻对地基的压力,根据实际开挖地质情况,只需在土层上铺上一层砂浆垫层
12、(有必要时在土层上先铺上一层碎石垫层) ,以满足第一节井壁自重。工作井和接收井垫层的厚度均取 20cm,砂浆宽度分别取井壁外30cm。垫层保证水平,误差小于 5mm,以便模板施工,且表面抹光以此作为刃脚的底。5.5 沉井结构制作一、起重设备与脚手架工程1、起重设备根据沉井的实际情况,沉井结构在制作与下沉阶段,选用挖土机作为起重设备。2、脚手架工程脚手架是直接在沉井外的上搭设的。在沉井制作期间,由于沉井可能出现不同程度的沉降,为安全起见,内、外脚手架与井壁应脱离,距离约 30cm。本工程内外脚手架均为扣件式钢管脚手架,钢管为外径 48mm,壁厚 3.5mm 的高频焊接钢管。外脚手沿沉井井壁四周组
13、成整体框架结构,内外脚手架的作业层均铺模板。二、支模工程1、刃脚砌筑根据本工程地质情况,可不用做刃脚专项施工。2、模板工程(1)模板拼装、围檩、立筋应按模板的大样图施工,模板要有脚手架提供操作立模条件,预埋件与穿墙洞应在内模架立后完成,并应确保其位置、标高、轴线的正确。(2) 模板采用钢模板, 圆井刃脚部分内模采用砌砖。 在预留洞部位采用沙包填充。围檩立筋采用50 钢管或 8#槽钢,拉杆螺栓采用12mm 圆钢,中间设置 5050mm、=3mm 的止水片,周边焊,拉杆螺丝设置水平间距75cm,垂直间距60cm。为防止浇砼时爆模板应加强支撑与模板接缝处检查,所有拼缝与模板接缝处要逐个检查嵌实,防止
14、漏浆,模板架立好后应请甲方、监理进行验收,验收重要是平面尺寸和断面尺寸,平整度,预埋件、穿墙洞等项目。(3)模板钻孔后,先套上塑管,再穿上拉杆螺丝,以方便回收。回收拉杆螺丝后,为了防止墙孔漏水,可在墙孔外侧抹上水泥浆。(4)内外模板立模顺序:原则上先立内模,后立外模。模板与钢筋安装应相互配合进行,若妨碍绑扎钢筋的模板、应待钢筋安装完毕后再立模。三、钢筋工程1、本工程的钢筋规格、种类繁多,对进场钢筋要进行验收,按规格分批挂牌堆放在有衬垫的钢筋堆场上,防止底层钢筋锈蚀。2、为了保证本工程施工质量,对上岗操作人员进行严格培训,培训合格者方可上岗操作。3、制作成型钢筋,按其规格,绑扎先后,分别挂牌堆放
15、,对其成型的具体尺寸,规格有工地质量员抽样检验把关。钢筋搭接长度严格按施工操作规程要求执行。4、钢筋绑扎顺序:从下到上绑扎。钢筋绑扎要结实,井壁的内外层钢筋之间要设定位撑。在钢筋绑扎后,采用砂浆垫块,控制保护层,保证钢筋在砼中有效截面。5、有关钢筋工程的一些要求(1)钢筋要有出厂证明书试验报告单、钢筋表面或每捆(盘)钢筋要有标志。在钢筋加工过程中发现脆断,焊接性能不良或力学性能显著不正常现象要求对该批钢筋做化学分析检验。(2)钢筋进场按规定分批进行验收。经过验收后的钢筋要分批按规格堆放整齐、并避免锈蚀和污染。(3)钢筋外表有严重锈蚀、麻坑、裂纹、夹砂等缺陷时,不准在工程中使用。(4)钢筋的类别
16、和直径要按设计中所规定的采用。以另一种类别或另一种直径的钢筋代替设计中规定的钢筋时,必须经设计单位认可,并经工程师代表批准。(5)使用进口钢材时,必须严格遵守“先试验后使用”的原则,并经工程师代表批准,禁止盲目使用。(6)钢筋要根据设计图纸与GBJ50205-92 中有关规定进行加工,成型后的钢筋除外得到工程师代表同意后才能重新成型。6、钢筋的固定钢筋的骨架都要以定位垫块或座子稳定在设计图纸规定的位置上,所有交叉的钢筋处应用软铁丝绑扎牢固,绑扎好的钢筋骨架要有足够的刚度和稳定性。钢筋在入模前在底部位加好砼垫块(垫块厚度与设计规定保护层相同) ,在侧部绑好砼垫块。为使钢筋位置在灌筑时不致变动可增
17、加扎结点或加撑筋,已绑扎好的钢筋架不得践踏或放置重物。未经工程师代表对已绑扎好的钢筋检查和批准之前,不准开始浇捣混凝土。7、钢筋绑扎与安装(1)钢筋绑扎与安装需按图纸设计绑扎牢固不偏位。受力钢筋的箍筋叠合处要错开设置。(2)钢筋绑扎标准(规 X)a、网的长、宽允许偏差10mmb、网眼尺寸允许偏差20mmC、骨架的宽与高允许偏差5mmd、骨架长度允许偏差10mme、箍筋的间距允许偏差20mmf、受力钢筋的间距允许偏差10mm,排距为5mm(3)采用 C25 混凝土的受力钢筋的搭接长度:级钢筋为 35d,为 30d。(4)钢筋混凝土保护层厚度:底板 35mm,现浇板 10mm,其余 25mm。四、
18、混凝土工程1、本工程井体砼采用 C25Sb 商品砼,由搅拌车送至施工点,泵送到位的方法。每井由一台汽车泵输送。 砼浇筑时浇筑的自由高度不得大于 2m, 如超过 2m 需加串筒浇筑。砼浇筑时需对称平衡进行,采用分层平铺法,分层厚度控制在30cm 左右,振捣时防止漏振和过振现象,以确保砼的质量。2、在浇筑过程中,加强沉井平面高差、下沉量的观测,随着砼浇筑总量有增大,测量密度相应增大,如出现意外情况采取相应措施确保沉井施工安全。3、每次浇筑砼前充分做好准备工作,搅拌车到达现场与时测定砼坍落度,每次浇砼根据规 X 做好抗渗、抗压的试验工作。钢筋、模板与各类预埋件经隐蔽验收合格。4、 砼开浇前全面检查准
19、备工作情况并进行技术交底, 明确各班组分工、 分区情况,砼入仓前清除仓内各种垃圾并浇水湿润,合格后方可浇注砼。5、施工中严格控制层差,杜绝冷缝出现,砼振捣时振捣器插入下层砼10cm 左右,注意不漏振、过振,钢筋密集处加强振捣,分区分界交接处要延伸振捣1.5m 左右,确保砼外光内实,钢筋工、木工加强值班检查,发现问题与时处理,保证正常施工,交接班时交清情况后才能离岗。6、浇灌混凝土时的注意事项:(1) 、混凝土沿壁周的水平高度均匀浇捣,每次浇注混凝土分层高度不大于插入式振捣器作用半径的 1.25 倍,以免造成地基不均匀下沉或产生倾斜。(2) 、由于沉井工作量不大,每节沉井混凝土一次连续浇注完。(
20、3) 、大体积砼结构由于在水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和砼本身的收缩,会在砼内部产生温度应力和收缩应力,当应力超过砼的抗拉极限,裂缝随之产生。防止裂缝产生的主要措施:掺入减水剂和微膨胀剂。掺加一定数量的减水剂或缓凝剂,可以减少水泥用量,改善和易性,推迟水化热的峰值期。而掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥,也可以减少砼的温度应力。掺入粉煤灰外掺剂。在砼中加入少量的磨细粉煤灰取代部分水泥,不仅可降低水化热,还改善砼的塑性。采用分层分段法浇筑砼,有利于砼消化热的散失,减小内外温差。为减少砼浇筑后所产生的内外温差,夏季应采用保湿养护,冬季应保温养护。大体积砼结构终凝后,其表面蓄存一定深度的水,具
21、有一定的隔热保温效果,缩小了砼内外温差,从而控制裂缝的开展。一些体积最厚的位置,预埋钢管,通循环水进行冷却。(4) 、混凝土强度检查,一般可作抗压强度试验;在设计上有特殊要求时,须做混凝土的抗冻性、抗渗性等试验。(5) 、混凝土抗压强度检查用试件,应由工地试验人员按标准方法制作,并在标准硬化条件下养护至规定日期,然后进行压力试验。(6) 、拆模时对混凝土强度要求:当达到设计强度的 25以上时,可拆除不承受混凝土重量的侧模;当达到设计强度的70或设计强度的 90以上时,可拆除刃脚斜面的支撑与模板。5.6 沉井下沉本工程沉井均采用排水下沉法:一、下沉施工1、沉井下沉前准备下沉第一节时沉井强度须达到
22、设计强度规 X 要求 100, 第二节时沉井强度须达到设计强度规 X 要求 70。在沉井四周井壁上画出测量标尺寸、并设立水平指示尺,用水准仪复测。2、排水下沉在沉井混凝土达到设计强度后,首先用水泵排干井里的水,然后用挖土机配合人工开挖土方,井跟着下沉。在下沉过程测量人员用水准仪保持观察,随时指导沉井下沉,与时纠偏,保证均匀下沉。3、下沉控制措施主要有:(1)出土顺序由内向外:先挖松中央部分土,吸取中间部分的土,再取井周围内侧土,最后形成全刃脚支承的大锅底,使沉井安全下沉。(2)严格控制刃脚外土塞,为保证沉井受力均匀、内部应力没有集中现象,在刃脚全支承不能满足下沉要求时,需用铁铲在刃脚处挖土,取
23、土时做到均匀、对称、层层剥离,循序渐进。(3)通过电测和光学仪两种手段对下沉量,四角高差,偏位进行测量,与时了解下沉速度,并进行纠偏,当沉井达到允许偏差值1/4 时必须纠偏。在开始5m 以内下沉时,要特别注意保持平面位置与垂直度正确,以免继续下沉时不易调整,确保沉井在初始下沉阶段形成良好的下沉轨道。(4)对周围建构筑物等布点监测,随时掌握由于沉井下沉引起的环境影响问题。(5)在距离设计标高 20cm 左右停止开挖土方,依靠沉井自重下沉到设计标高。二、下沉纠偏1、施工中,在沉井壁上设4 个观测点,每天定时测量,一般不少于四次。测量结果的整理是以 4 个点下沉量的平均值作为沉井每次的下沉量,以下沉
24、量最大的一点为基准与其他各点的下沉量相减作为各点的高差,来指导纠偏下沉施工。2、在沉井下沉过程做到,井面标高每班至少测量二次,轴线位移每天测一次,当沉井每次下沉稳定后进行高差和中心位移测量。3、沉井初沉阶段每小时至少测量一次,必要时连续观测,与时纠偏,终沉阶段每小时至少测量一次,当沉井下沉接近设计标高时增加观测密度。4、尤其是本工程中沉井开始时的下沉系数较大,在施工时必须慎重,特别要控制好初沉,尽量在深度不深的情况下纠偏,符合要求后方可继续下沉。下沉初始阶段是沉井易发生偏差的时候,同时也较易纠正,这时要以纠偏为主,次数可增多,以使沉井形成一个良好的下沉轨道。5、下沉过程中,要做到均匀,对称抓土
25、土,严格控制泥面高差,当出现平面位置和四角高差出现偏差时要与时纠正,纠偏时不可大起大落,避免沉井偏离轴线,同时要注意纠偏幅度不宜过大,频率不宜过高。6、沉井在终沉阶段要以纠偏为主,要在沉井下沉至距设计标高 1m 以上时基本纠正好,纠正后要谨慎下沉,在沉井刃脚接近设计标高30cm 以内时,必须不再有超出容许 X 围的位置与方向偏差,否则难于纠正。7、如在下沉过程中发生下沉困难,可采用在沉井斜面、刃脚下掏土的方法助沉。(1)造成沉井产生倾斜偏转的常见原因:a、沉井刃脚下土层软硬不均匀;b、没有均匀除土下沉,使井孔内土面高低相差很多;c、刃脚下掏空过多,沉井突然下沉,易于产生倾斜;d、刃脚处出现涌砂
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