某别墅区污水管道泥水平衡法顶管施工方案_secret.docx
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1、编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第31页 共31页XXXXXXXXXXXXXXXXX排污工程(泥水平衡)施工组织方案目 录一、工程概况及要求31.工程概况:32.泥水平衡顶管施工优势3二、管材的选定4三、泥水平衡顶管施工工艺51、泥水平衡法顶管的施工原理52、泥水平衡顶管施工技术方案62.1测量放线62.2 工作坑设置62.3顶力计算与后背设计92.4 泥水平衡顶管112.5管接口质量控制172.6设备维修及保养182.7应急措施192.8场地清理及基坑的回填202.9顶管注意事项20四、施工组织机构20五、施工现场临时设施22六、雨季,夜间施工措施:22七、
2、质量控制实施细则23八、安全文明、节约施工措施26九、工期安排29十、现场平面布置图30XXXXX排污工程一、工程概况及要求1.工程概况:为满足别墅群的排污系统正常运行,市政公司欲在临公路边的绿化带内兴建一段长约260米的800混凝土污水管道。该管道工程高程变化较小,道路起点端高、终点端低,埋设深度约3m。纵向要求一般坡度与设计纵向坡度一致。因施工地点临近交通干道,处于绿化带内,开挖施工不仅破坏绿化地貌,工期较长,而且将对公路的正常运行造成影响,该路段为别墅群区域交通的主要干道,车流量较大,人流量较多,也将给居民的生活带来不便。且该绿化带下12m位置布置有多条原城市管线,若明挖施工将破坏原有管
3、网系统。为保证原有管网系统及公路的正常运行,减小对交通的影响以及避免破坏绿化带,综合现场实际情况决定该工程采取非开挖泥水平衡顶管施工。2.泥水平衡顶管施工优势随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强,开挖路面进行各类地 管线施工导致的社会问题,交通问题和环境污染问题已越来越受人民的关注,城市限制开挖施工的法规已陆续出台,使用非开挖泥水平衡顶管技术穿越街道和跨越其它障碍物的施工方法在世界范围内得到了广的运用,是不破坏地貌状态和保护环境的最理想的施工方法。(1)泥水平衡顶管施工不阻碍交通、不破坏绿地、植被、不影响居民的正常生活和工作秩序,解决了传统开挖施工对居民生活的干扰,对交通、地下管线、环境、及周
4、边建筑物基础的破坏和不良影响。(2)顶管施工与其它施工方法比较,施工周期短,施工场地可以灵活调整,施工占地少,工程成本低。(3)不影响交通,不破坏道路的基础结构,施工不受季节限制,使用人员少、成功率高、施工安全可靠等特点。使工程进行的更顺利。(4)采用该技术施工,一次性施工距离长,减少环境污染和对道路的堵塞,具有显著的经济效益和社会效益。3.施工规范要求按城市工程管线综合规划规范GB50289-98、顶管施工技术及验收规范、地下管线非开挖技术规程DB29-73-2004、城市地下管线探测技术规程CJJ61-94、给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-97、建筑基坑支护技术规程JGJ12
5、0-99、工程测量规范GB50026-93,施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-88、建筑机械使用安全技术规程JGJ33-2001、ISO9001:2000国际质量体系标准,工程质量和保修要求按2000年1月30日实施的建设工程质量管理条例及合同有关规定执行。4.应用的主要法律、法规中华人民共和国建筑法、中华人民共和国安全生产法、建筑工程质量管理条例、中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国产品质量法。二、管材的选定1.设计规定该工程采用管径为800的级钢筋混凝土管,为满足工程施工顶进力要求,我公司采用型号规格为:RCP8002000的钢筋砼管,确保工程一次性穿越成功。2.管节必须全面检查
6、,所用管材要有质量部门提供合格证和力学试验报告等资料。管材外观质量要求表面平整无松散露骨和蜂窝麻面现象,硬物轻敲管壁其响声清脆悦耳。发现外观有缺陷的一律禁止使用。3.安装前再次逐节检查,对已发现或有质量疑问的应弃之不用或经有效处理后方可使用。局部蜂窝麻面可用环氧树脂腻子均匀涂抹管外壁。三、泥水平衡顶管施工工艺1、泥水平衡法顶管的施工原理工作流程:现场勘察与探测 测量放线 工作坑设置 设备进场安装 泥水平衡法顶管 场地清理 竣工验收工作场景:上图仅是工作示意图,加上附属机械及材料、备件等,整个工作坑场地面积需32才能满足施工需要。根据本工程实际情况,一次性施工长度为260m,混凝土管节为2m/根
7、。2、泥水平衡顶管施工技术方案2.1测量放线 根据规划施工,先用经纬仪在现场地面上准确放出管道铺设的中线控制桩,控制桩必须保护好,待工作坑挖好后,再用经纬仪将管道中线控制桩引至工作坑保护好,确保施工使用时管道中线的准确度。2.2 工作坑设置1、工作坑规格根据施工场地与泥水平衡法顶进设备操作条件,在施工段两端各设置一个工作坑和接受坑,工作坑设置在靠公路一端,便于机械与材料的进场。工作坑坑内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站等。工作坑坑底尺寸:84 m(底部长宽),接受坑坑底尺寸:43 m(底部长宽),根据土质情况可适当放坡,放坡系数为0.3,开挖深度根据设计管线高程确定为3.5m。2、
8、工作坑土方开挖工作坑土方开挖以机械开挖为主,人工修边为辅进行施工。土方开挖前先做好定位放线工作,对施工范围内的地下管线及构筑物进行技术交底,查明地下管线走向及埋深。并设专人会同相关单位对地下管线进行监护,确保地下管线及构筑物的安全。首先开挖上层土,采取从上往下逐层开挖的方式,严格遵循“分层开挖、严禁超挖”及“大基坑小开挖”的原则。工作坑井边不准堆积弃土,不准堆放建筑材料、存放机械、水泥罐及行车。基槽边外部荷载不得大于15kpa。槽边不得有常流水,防止渗水进入基槽及冲刷边坡,降低边坡稳定。工作坑挖掘支护完成后,立即进行彩钢板围挡,并设立醒目施工安全警示标志。3、工作坑支护设置根据施工设计和现场情
9、况分析,为防止工作坑坡面坍塌,坑壁应作支护处理。采用20mm厚木板(或采用钢模板)钢管支撑,满铺设置。若土质极易坍塌,或由于周围场地或建筑物限制不能加大放坡开挖的情况,可采取浇筑护壁等其他措施,保证工作井能顺利施工。4、工作坑排水液压顶管要求操作坑内无水作业,坑内若出现少量地下水时,坑内四周以土筑0.3m宽,0.4m高土埂拦水,坑内挖0.3m0.3m边沟,以3坡率引往集水坑,及时用50口径污水泵排出,不致浸泡边坡和影响作业。5、工作坑底板设置土方支护完成后即可浇筑底板混凝土垫层。坑底面应尽量整平;清除浮泥,防止封底混凝土和基底间渗入有害杂质;底脚与封底混凝土接触面处的泥污应予清除;底板垫层混凝
10、土强度为C10,厚度为100mm。底板预埋导轨以便于管道顶进。6、工作坑后基座设置该工程采用整体式后座墙做为后背,后座墙的整体强度需保证在设计顶进力作用下不被破坏,后座墙尺寸设计为1 m0.8m1 m,混凝土强度为C25,为现场浇筑钢筋混凝土,内置12200200的钢筋笼。后座墙完成后加垫20mm的厚钢板组成装配式后背墙,满足顶管的最大顶力。如下图所示:2.3顶力计算与后背设计本工程是将混凝土墙加垫钢板作为千斤顶的后背墙。1、后背结构及抗力计算后背作为千斤顶的支撑结构,要有足够的强度和刚度,且压缩变形要均匀。所以,应进行强度和稳定性计算。本工程采用现浇整体式后座墙组合钢板结构,这种后背安装方便
11、,安装时应满足下列要求:使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3。顶力计算推力的理论计算:(以800mm计算)F=F1十f2其中F总推力Fl一迎面阻力 F2顶进阻力F1/4D2P (D管外径0.96m,P控制土压力)PKoHo式中 Ko静止土压力系数,一般取0.55Ho地面至掘进机中心的厚度,取最大值4m土的湿重量,取1.9t/m3P0.551.944.18t/m2F1=3.14/40.9624.186.30tF2DfL式中f一管外表面平均(根据顶进距离平均淤泥土)综合摩阻力,取0.6t/m2D管外径0.96mL顶距,取值260mF23.140.960.6260470.25t。因此,总推
12、力F=6.30+470.25476.55t。根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后,取最小值作为油缸的总推力。工作井(800mm顶管)设计允许承受的最大顶力为600t,管材轴向允许推力600t,主顶油缸选用两台(根据现场实际情况定)300t(3000KN)级油缸。油缸顶力控制在300t以下,这可以通过油泵压力来控制,千斤顶总推力600t。因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。后背的计算后背在顶力作用下,产生压缩,压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进,顶力消失,压缩变形随之消失。这种弹性变形即象是正常的,顶管中,后背不应当破坏,产生不允许的压缩变形。后背不允许出现上
13、下或左右的不均匀压缩。否则,千斤顶在余面后背上,造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工案例,施工时应对后背的强度和刚度计算后靠背受力计算公式式中:R-总推力之反力(一般大于推力的1.21.6)a系数(取1.52.5之间),此处取2B后座墙的宽度(M) 此处取1米土的容重(KN/M3)H后座墙的高度(m),此处取1米Kp-被动土压系数 c-土的内聚力(kPa) 一般情况下取10h-地面到后座墙顶部土体的高度(M),此处取3米按上式计算,工作井后背加护套后能承受727T顶力实际顶力600T。完全能满足要求。2.4 泥水平衡顶管1、顶管设备选择本工程由于一次顶进距离较长,为确保工程质量万无一失,确保绝
14、对工程安全,我公司根据以住施工经验,决定采用日本ISEKI公司生产的UNCLEMOLE 型TCZ600具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机进行施工。2、顶管设备施工原理基本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机,其刀盘的正面,开口比较大,便于大块的卵石等能进入顶管机内,刀盘正面上下两个泥土和石块的进口,其开口的面积约占顶管机全断面的15%20%。刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮,然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样,只要刀盘驱动电机转动,刀盘也就转动,同时轧辊也转动。在掘进机工作时,刀盘在一边旋转切削土砂的同
15、时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓,然后从排泥管中被排出。另外,由于刀盘运动过程中,泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着,因此,它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中,从而保证了掘进机不仅在砂土中,即使在粘土中也能正常工作。一般情况下,刀盘每分钟旋转45转,每当刀盘旋转一圈时,偏心的轧碎动作达2023次。由于本机有以上这些特殊的构造,因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的,破碎的最大粒径可达掘进机口径的40%45%之间,破碎的卵石强度可达200Mpa。3、泥
16、水平衡顶管机优点A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置(DESANDMAN)成套化。B、带锥形破碎机的条幅刀盘,能破碎小于外径30%,一轴强度196Mpa(2000 kg/cm2)的砾石。C、该机能适用各种土壤条件,如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。D、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。E、该机由一人在地面遥控操纵即可。F、可在控制台上进行电视监测及方向控制,精度高。带有ISEKI专利的RSG双光靶方向控制系统,有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内!G、使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。H、泥水分离装置DESANDMAN是一种密封性好,操作
17、灵活的分离系统,且能节省安装空间。此机型在现今使用较广,我们有着成功施工经验、技术成熟、可靠,对土层扰动少的特点。偏心破碎泥水平衡顶管掘进机是根据含水量较高的沙砾土而专门设计的。因此特别适应本工地基顶管的施工。4、测量以及设备安装测量的方法通视条件下的测量使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至A点,后视B点,作BA直线的延长线,并在工作井后部定出一点C。保证C、A、B在一条轴线上,置经纬仪在C点上,后视A点,在工作井井壁上定出一点A,置激光经纬仪基座于井下D点,并抄平固定激光经纬仪架,置经纬仪于A点,后视B点,在激光经纬仪器架上定出D点,D点同A,A,B点在竖直方向上成
18、一直线,安装激光经纬仪于仪器架上,对中D点,后视A,点,依设计轴线打好角度,既可定出轴线。不通视条件下的测量引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A,其余步骤同通视条件下测量定位。后靠背导轨及后顶的安装轴线确定后先安放后靠背,后靠背后部距离井壁100200mm,调整后靠背前后以及左右方向,应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合。在轴线定好后既可安装导轨以及后顶,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个临水点,保证轴线标高-临水点高程= h,安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线,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
19、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。引轴线至井底前后两侧A、B两点,分中后靠背,在后靠背上作一分中点C,开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上,此值可肉眼鉴定,误差不应大于10cm,在后靠背边缘定出任意等高两点D、D,测量AD和A D,的距离,只需保证AD的距离约等于A D,的距离既可,误差不应大于3cm,导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点,后使用线坠调整前后方向既可,最后根据实际情况填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙,后方顶的安装在后靠背的安装完毕后进行,抄平后顶后只要保证所以千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。增高装
20、置可根据机头重量以及增高量选择枕木,钢支架或砼垫层。洞口止水装置的安装,应保证除止水圈外最小直径大于进洞物最大直径的8cm,防止受到进洞物的剪切而失去止水效果,位置确定后可用水泥砂浆封堵与井壁形成的间隙,防止从间隙处漏水、漏浆。5泥水系统的安装泥浆池尽量靠近工作井边,可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力,沉石箱的配置可沉淀块状物,防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损坏。注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象,浆液应保证搅拌均匀,系统应配置减压系统,在泵出品处1米外以及机头注浆处各安装一只隔膜式压力表。6顶进开始调试阶段以及土体取样顶管下井前应作一次安装调试,油管安装先应清洗,防止灰尘
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