雨水管道顶管工程施工方案培训讲义.pdf
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1、澄南路毗邻路澄南路毗邻路-芙蓉大道芙蓉大道雨水管道顶管工程施工方案雨水管道顶管工程施工方案一、工程概况:1、工程位置、结构情况:澄南路雨水顶管工程位于毗邻路与澄南路南北交叉口车行道与辅道处。Y3、Y4两井间为DN1800顶进施工雨水管,长。2、地质情况:本工程工作井基础坐落在3号淤泥质粉土上,地基承载力特征值80kap。3、工程特点、难点及针对措施:本项目施工区域位于交通流量较大、施工范围小,沉井施工和管道顶进施工会给周边的交通、环境带来一定的影响。施工时,沉井施工区域必须设置相应的围护及警示标记;机械施工对毗陵路车行道和非机动车道将产生一定的破坏,施工前,将受到影响的绿化区域树木迁移。二、编
2、制依据:设计施工图、地质勘查报告、现场实际情况;给排水工程管道结构施工标准、给排水工程埋地预制混凝土结构施工及验收标准、非开挖管施工及验收标准。三、施工准备:认真熟悉施工图纸,做好测量放样、地下管线分布调查和工作点安全围护工作。相关技术交底工作及时落实,原材料的采购供给提前准备。四、安全围护措施:1、安全防护的重点分析本工程施工区域通行流量较大,施工机械及管材占地广,安全防护工作的重点是:1各种施工机械、施工用电和居民通行的安全防护等;2交叉施工作业防护措施。2、施工安全措施1为确保工程安全,将沉井位置用护栏板进行围护,在现场设立足够的标志、宣传画、标语、批示牌、警告牌等。2 对施工现场的所有
3、工作人员做好安全生产区宣传教育。严格执行“国家和企业安全生产工作条例”以及公司颁发的各种安全规程和岗位责任制。3现场机械设备采用二级保护,手持电开工具必须采用三级保护,设置必要的防雨措施,机械设备操作员遵守安全规程进行操作。4严格执行安全生产“十不准、十必须”的规定,并在现场设醒目的标志牌及各种警示牌。5所有机械设备操作人员必须有上岗证,还要定期对设备进行检查和保养。6专职安全员发现安全隐患或接到安全隐患报告后,应立即做好记录,并落实人员,时间及时消除隐患。发现严重安全隐患有权力停止施工,直至消除隐患。五、沉井施工:1基坑开挖根据现场实际情况,放样定位后,进行基坑开挖。基坑采用机械开挖,基坑四
4、周按1:放坡,为满足沉井正常施工,基坑工作面不小于,开挖土方装车外运10KM弃置。2沉井预制段施工根据设计施工图纸及类似工程的施工经验,雨水井采用沉井法施工,为防止筒身因自重过大,筒身在挖土下沉过程中下沉过快或突沉,我们决定将钢筋混凝土井筒身分多段预制,多次下沉到位。1刃脚垫层及刃脚砖模施工为了防止沉井筒身制作中产生过大的不均匀沉降,在人工夯实的基础上,按照地基承载力计算砂垫层填筑厚度,用黄砂进行铺填后,按设计要求浇筑混凝土垫层,并对与砼接触面抹水泥沙浆后铺二层油毡隔离。2立模、扎筋施工时先立内侧模板,再扎钢筋,最后立外侧模板。模板结构在施工中十分重要,它不仅控制着构件的尺寸,形状的准确,而且
5、直接影响着砼浇筑质量和施工进度,因此模板采用钢模定型模板,局部使用木模板,模板拼缝应紧密,接缝处采用油膏填嵌,保证不漏浆。井壁采用穿墙螺栓固定模板,为防止对拉螺栓处渗水,螺栓两端加焊钢止水环,施工完成后,井壁内外侧露出螺栓钢筋处凿深25mm,且从根部将螺栓钢筋凿除,再用高标号水泥砂浆抹平。井壁底板预留槽用5cm厚木材配置,在立模同时,井内搭设满堂支撑,增加模板稳定性。本工程钢筋进场后,按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,使用前按规定取样做一组原材料试验,需焊接的钢筋做焊接试验。钢筋使用前,清除外表油渍、油漆、鳞锈等,钢筋预先调直,无局部弯曲,钢筋采用现场人工铁丝绑扎,钢筋绑扎时钢筋
6、与模板之间设置足够数量,强度不低于构件设计强度的砂浆垫块,垫块相互错开,分散布置。钢筋焊接、绑扎均要符合设计要求和标准规定,同一截面钢筋接头数量保证符合标准规定,为确保钢筋间距,竖向双排钢筋间设8拉结钢筋,纵横间距为800,水平双层钢筋间设置“”型双向间距100016支撑钢筋。3混凝土沉井混凝土浇筑是本工程的关键之一,它质量的好坏,将直接影响到工程的质量混凝土工程由浇筑前的准备工作,混凝土搅拌、运输、浇筑和养护组成。本次施工采用商品混凝土浇筑。在混凝土工程施工前,严格控制混凝土的强度、水灰比及塌落度,每批商品混凝土到场及时做好混凝土试块、塌落度试验,并做到砼自由倾落高度不超过2m。井壁砼浇筑按
7、井壁四周均匀对称、分层浇筑,底板砼由一端按一个斜坡循序推进一次浇筑到顶,砼要随浇随平,不得堆积,严禁使用振倒平仓,如有粗骨料堆叠时,应均匀分布于砂浆较多处,严禁用砂浆覆盖,在新旧砼施工缝处,应对施工缝进行凿毛和冲洗处理,并保持湿润,但不得积水,在混凝土浇筑前,应先铺一层厚度为1-2cm与混凝土同配比的水泥砂浆。混凝土浇筑完成后,在收浆后尽快予以覆盖和养护。4沉井制作必须满足以下要求:A、平面尺寸长、宽允许偏差+0.5%且小于10cm;B、两对角线差允许偏差1%对角线长;C、井壁厚度允许偏差;3沉井不排水下沉沉井不排水下沉前,先在井壁外壁涂冷底子油二道,将井壁与封底、井壁与底板连接处凿毛,将预留
8、孔洞用钢板封堵,并抹防水胶,封堵做到严密牢靠,且便于拆除。为了控制沉井筒身下沉中筒身的垂直度,应在沉井井筒内壁四面中心对称弹出垂线,并悬挂垂球,为了控制沉井筒身下沉速度及下沉位置,在内壁外侧四周画出标尺。当每次浇筑混凝土强度到达设计要求后,开始下沉,同时拆除模板,沉井采用不排水法施工,将水位控制在沉井起沉标高以下不小于500MM,井内取土采用先冲锅底,后掏刃脚,自锅底向四周均匀扩掏,做到对称取土,均匀下沉。井下沉过程中,采取统一的掏土顺序及速度来控制沉井下沉速度及沉井下沉位置,决不超沉,另外为确保沉井外土体的稳定,在井壁外四周填充中米砂。沉井下沉时,做到均匀下沉,防止倾斜,并做好下沉测量记录,
9、下沉到位时,做好定位措施。沉井筒身刚开始入土时,由于筒身中心高,容易产生偏斜,操作必须十分谨慎,缓慢下沉;入土半数后,适当加快下沉速度,为了控制沉井筒体下沉位置,防止超沉,最后放慢下沉速度,同时根据现场土质情况预留适当的自沉量。沉井筒身自重小,沉井下沉系数就较小,在沉井掏土下沉中采取在井壁外侧采用灌砂助沉,加大下沉系数,沉井掏土下沉应连续进行,中间尽量减少较大时间的停歇。沉井筒身下沉过程中,不断进行标高观测,每班至少测量两次,施工中如发现沉井筒体偏斜,应及时纠正,采取井壁外一侧射水及上部加重来纠偏,但纠偏中应防止过量及超沉。沉井下沉完毕后,应符合以下规定:a刃脚平均高程与设计高程的偏差不超过1
10、00mm;b)刃脚一面轴线位置的偏差不得超过下沉总深度的 10%,本次施工偏差可为100mm;c)沉井四周刃脚底面高差,不得超过该两角水平距离的0.7%,且最大不得超过200mm。4)沉井封底沉井下沉至设计标高,并在设计及标准规定的允许偏差范围内,且在8小时内累计下沉量不大于5mm时,立即进行水下混凝土封底。在井内开挖“锅底”内填充C25混凝土,封底混凝土按水下混凝土施工方法进行,采用混凝土导筒伸入水下,从下到上慢慢向上拔导筒,浇筑至设计标高后,保持井内外的水位相等,保证封底混凝土的稳定。当封底混凝土强度到达设计要求后,将井内水抽除,如有凸出设计标高的部分应凿除,在封底混凝土上做防水层,然后进
11、行底板钢筋绑扎及混凝土浇筑。井内填充料全部采用商品混凝土进行浇筑。脚手架及其它辅助工程在井壁立模、扎筋时,沿井壁内外分别搭设双排钢管脚手架,并搭设便道与基坑四周相联通,在混凝土浇筑时,利用井内满堂支撑,铺设木板,作混凝土浇筑用脚手。5基坑回填基坑回填采用素土回填,分层夯实,并每层抽检密实度试验,保证回填质量。密实度符合标准要求和质量标准规定。六、泥水平衡顶管施工工艺1、工艺流程:测量放样工作井施工装配式后背墙安装导轨安装主顶千斤顶安装油泵安装顶铁安装进出洞施工及密封顶管顶进出土。2、测量放样布设临时水准点和管道轴线控制桩,施工放线时,可每隔20 米设中心桩,另外在检查井外设置中心装,必要是设置
12、控制装。3、工作井施工、在工作井上口预留槽口内安装钢筋混凝土预制板,槽口内要座浆饱满,板缝要按规定勾缝,在预制板预留口处砌砖墙,所有砖要浸透水,砌砖时应满铺、满挤,上下搭砌,水平灰缝厚度和竖向灰缝宽度应均匀,不得有竖向通缝。、在砌筑检查井时,应同步安装踏步,位置要准确,踏步安装后在砌筑砂浆未到达规定抗压强度前不得踩踏。、井内壁设计规定要求封面时,应分两层抹成,第一道抹成后刮平并使外表造成粗糙纹;第二道砂浆抹平后,应分两次压实抹光,浆与基层之间应粘结,紧密牢固,不得有空鼓及裂纹现象。、抹面平整度不应大于 15mm,抹面砂浆凝固后,应保持湿润养护,养护时间不小于 14d。4、装配式后背墙安装:、装
13、配式后背墙采用方木、型钢和钢板等组装,但装后的后背墙应有足够的强度和刚度;后背土体必须均匀密实,壁面应平整,并与管道顶进方向垂直;后背土体壁面应与后背紧贴,有空隙时应采用砂石料填塞密实。、装配式后背墙的底端在工作坑底以下 500mm,从而使千斤顶着中心高度不小于后背方木高度的三分至一,这样能使着力点与墙后被动土的合力点保持一致,有助于减少后背的倾斜。、装配式后背墙垂直度允许偏差为 0.1%装配式后背墙的高度,水平扭转度允许偏差为 0.1%装配式后背墙长度。5、导轨安装:、导轨安装时和工作井底板预埋钢板焊牢,并用型钢支撑或用混凝土围牢,导轨安装前要先复核管道中心位置,确保导轨的高程、轴线位置准确
14、。导轨定位必须稳固,在顶进中承受各种负荷不变形、不沉降。、导轨必须符合中线、高程的要求,且在安装后和顶管前,其轴线位置、高程等必须进行验收,轴线位置偏差不超过 3mm,顶面高程偏差不超过 3mm,两轨内距偏差不超过 2mm。、导轨端不能距工作壁太远,一般应控制在 500mm 左右,导轨安装时预留缝高度以 100-150mm 为宜,导轨以水平安装为佳,特别在软中顶进,不能带坡操作。、每完成一节管子应校对导轨高程、中线及水平,并随着管道顶进荷载的变化及时校正导向轨。5.5、主顶千斤顶安装:5.5.1、千斤顶必须符合中线和水平要求,且要以管道中心线为轴对称布置,主顶油缸架安装要定位准确,保证油缸受力
15、点的位置正确,其高程和平面安装误差控制在 3mm 以内,安装在油缸架上的油缸中心误差控制在 3mm 以内。5.5.2、千斤顶固定在支架上,其合力中心点在管道中心线上;千斤顶的油路应并联,每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。5.5.3、千斤顶的位置宜位于管道垂直直径的1/3-1/4处,使千斤顶合力位置和顶进抗力的位置在同一轴线上,防止产生顶力偶,使管道发生高程偏差。5.6、油泵安装5.6.1、油泵设置在千斤顶附近,油管宜顺直,转角少;油泵应与千斤顶相匹配,并有备用油泵;油泵安装完毕,进行试运转。5.6.2、顶进开始时缓慢进行,待各接触部位密合后,再按正常顶进速度顶进;顶进中假设发现油压突然增高,
16、立即停止顶进,检查原因并经处理后方可继续顶进;千斤顶活塞退回时,油压不得过大、速度不得过快。5.7、顶铁安装5.7.1、顶铁应有足够的刚度、宜采用铸钢整体浇筑或采用型钢焊接成型,当采用焊接成型时,焊缝不得高出外表,且不得脱焊。5.7.2、单行纵向顶铁中心线与管道轴线一致,双行纵向顶铁的两条中心线要平行,并与管轴线距离相等、且要垂直于管端平面。5.7.3、顶铁的相临面互相垂直,顶铁上有锁定装置,顶铁放置时应能保持稳定。5.7.4、纵向顶铁与管端面相接触时,必须使纵向顶铁着力点高度位置位于外直径 1/3-1/4 处,以防止着力点太高造成前管低头。5.7.5、当顶力较大时、管端面应加弧形顶铁钢板、以
17、增大管端的受力面积,改善其受力情况,防止管子在顶力过大时损坏。5.7.6、更换顶铁时,先使用长度大的顶铁,顶铁拼装后应锁定。5.7.7、顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫,当顶力接近管节材料的允许抗压强度时,管端应增加环形顶铁。5.7.8、顶进时,工作人员不得在顶铁上方及侧面停留,并随时观察顶铁有无异常迹象。5.8、进出洞施工及密封5.8.1、设备安装完毕后应对全套顶进设备作一次系统调试,在确定顶进设备运转情况良好后,开始顶进工作。5.8.2、长距离顶进时,为减少顶进阻力,在洞门处制作密封圈以使灌入的触变泥浆发挥减阻效果。5.9、管道顶进5.9.1、在拆除封门后,应立即开始顶进机关,顶进 300
18、mm后,开启加泥系统注入泥浆,以使调节渣土的塑流性和保持土压平衡,机头初入土时,因机头在轨道上没有足够抵抗力矩,使刀盘转动时机头易产生旋转,故在入土的初始 2m 时,顶进速度控制在 5mm/min 以下,以防止机头旋转,并不间断的观测机头倾角和旋转角,倾角发生变化用纠偏千斤顶调正,旋转角大于50,刀盘开反转调正,在顶进 2m 后机头不旋转的情况下,逐渐加大顶进速度,机头尚未完全入土时,大仓压力控制在,机头全部入土后,下第一节管做后封闭。后封闭完后,向机头壳体住浆孔注 1:2 水泥砂浆充填机头外超挖的空间,注浆压力控制在,为防止机头初出洞时洞口土质不稳定而产生塌方,在洞口处内置刚性涨圈,后封闭采
19、用环形橡胶板紧贴土体,洞口侧墙用环形钢板覆压,防止加注触变泥浆时发生跑浆现象。顶管机迎面阻力的计算公式:Nf=/4*Dg*P其中 Nf 为顶管机迎面阻力,为圆周率,P 为控制土压力,Dg 为顶管机外径mm顶进阻力计算按现场实际情况凭经验计算,或按计算公式:Fp=*Do*L*fk+Nf其中 Fp 为顶进阻力KN,Do 为管道的外径m,L 为管道设计顶进长度(m),fk 为管外壁与土的单位面积平均摩阻力采用触变泥浆的管外壁单位面积平均摩阻力KN/m2见下表土类管材黏性 粉土土粉、细砂土中、粗砂土钢筋混凝 土管钢管5.9.2、顶进时按照预定参数控制大仓压力,遇有沙砾石层,距离建筑物较近时,土压设定适
20、当加大,提高安全系数,在一些复杂地段,如地址情况较差且距民房较近时,通过机头壳体注浆孔注浆,对土体进行加固,加固浆液采用水泥浆或酸性水玻璃。5.9.3、触变泥浆减阻:触变泥浆减阻是长距离顶管施工经常采用的减阻方式,能有效减小阻力,最大限度的加长顶距,在机头尾部设有触变泥浆孔,每节钢筋混凝土管设注浆孔,顶进时随时注浆。5.9.4、在前 1-4 节管顶进的进程中,如果停机,则有可能出现顶进管段回弹、这时需要在回镐下管时加方木支撑,或在回镐之前多顶 100-200mm,可保持前几节管回弹而不影响后节管的安放。5.9.5、顶进速度控制在 30-50mm/min,前 30m 顶进和纠偏时用低速,之后视出
21、土搅拌、刀盘相距情况适当加快顶进速度。下管时,在机头停止顶进状态下,刀盘空转3-5min,在停机时关闭螺旋输送机排泥液压门,并断电以保证土压仓土压。5.10、出土顶管机工作过程中所挖掘的土,先经螺旋输送机输送到皮带运输机上,再经皮带运输机输送到电瓶车中,电瓶车运送至工作井,最后垂直吊运至地面存土场,定期外运。1、测量初始顶进时每 300mm 测量一次,并作记录。正常顶进时在工作井可随时用用全站仪测量,每顶进做一次记录,遇有纠偏时每 300mm 作一次记录,测量记录上分别绘制高程中心曲线图、随时掌握机头顶进趋势。2、纠偏2.1、当顶管机头尚未全部进洞前,在机头中心,高程偏差不大于200mm 时,
22、不考虑纠偏,因此时轨道在控制前进方向,假设纠偏不但没效果反而会使第一节管道偏离轨道,假设中心、高程偏差大于20mm,则要立即停止顶进,纠偏校正应缓慢进行,使管节逐渐复位,不得猛纠硬调。其中纠偏高程时,轨道上管子要加配重;纠偏中心时,轨道上安管子要加两侧支撑。2.2、当机头全部入洞后,且高程中心偏差大于 10mm 时,要及时采用机头纠偏设备进行纠偏,中心控制在 5mm 以内,高程控制在10mm 以内,校正方法采用工具头自身纠偏法。这种纠偏方法可有效控制工具头上下左右四个方向的状态,每次纠偏幅度以 5mm 为一个单元,根据工具头的测斜仪及激光经纬仪测量偏位判断,如果趋势没有减少时,增大纠偏力度;如
23、果趋势稳定或减少时,应保持纠偏力度,继续顶进,当偏位趋势相反时,则需要将纠偏力度逐渐减少。2.3、在管道顶进过程中,如果在粉细砂土层中顶进速度偏低,可调低进泥的泥浆浓度,减少顶进速度。当遇到软硬强度不同的土层时,通过刀盘的转矩判断地质条件。假设突然变硬,则应向土仓内加入水成泥浆。如果对地质勘察资料掌握比较准确时,且当穿越的软弱地层长度小于 15m 时,入洞前可以采用机头与管道、管边与管边间加接连接杆的方式进行固定,以增加其刚性并辅以适当纠偏方式,防止机头和管道“叩头”现象发生。此外,当穿越含水比较半富的地层,且软弱地层长度大于 15m 时,施工前必须要进行抽排水,降低水位,待场地沉降稳定后再进
24、行顶进施工。6、材料、设备及劳动力配备:、主要材料顶管管材:钢筋混凝土管固化剂:普通硅酸盐水泥添加剂:粘土、膨润土、减水剂、速凝剂、设备全套设备包括:掘进机工具管、纠偏装置,中继间、300T液压千斤顶、油泵,基座导轨,顶铁,控制系统,皮带运输机,螺旋输送机,加泥系统,测斜仪,激光经纬仪。配套设备:电瓶运输车辆,泥土卸载系统,拌浆注浆系统。、劳动力组织工种岗位内容人数技术要求持有助工以上证书施工技 全 面 负 责 施 工 质 1术人员量、安全、进度及技术领班负 责 日 常 工 作 安 1排,协调各岗位有序施工主操作 负责机头内的操作1员电工及机电的维修负责主油泵的操作1及电器设备制浆员按 规 程
25、 操 作 制 浆 2机,根据要求配制好护壁泥浆普工基坑内管材准备、3配合安装垫板、整理管材止水带、安装注浆管起重工按规程操作起重机1持有专业岗位证书持有特种设备操作证持有电工上岗证需经岗位培训需经岗位培训持有特种设备械设备,负责芯材安装合计每台班劳动组合人10数操作证、泥水平衡顶管施工,其作业班的核心人员有三个:一个是施工技术人员,他负责测量、记录和全面管理。另一个是机修工,他负责机头内的操作。再有一个就是电工,他负责主顶油泵的操作。电工和机修工的操作岗位也可以对换,他们俩的另一个任务是负责顶管机械设备的维修、保养和故障处理。这三个是作业班的主心骨。、泥水平衡顶管施工的配备人员是:调浆和制浆两
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