水泥顶管安全专项施工方案(新).pdf
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1、旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 11 中电投石家庄供热有限公司供热工程 良村小区室外蒸汽管道 安全专项施工方案 编 制:审 核:审 批:安全审批:信邦建设工程有限公司 二一七年十月 目 录 旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 22 第一章 编制依据及原则 4 1.1 编制依据 4 1.2 编制原则 4 第二章 工程概况 5 2.1 工程概况及设计情况 5 2.3 工程环境 5 第三章 项目组织机构 5 第四章 主要施工项目及安全技术措施 6 4.1 竖井施工方案 6 4.2 顶管施工方案及主要技术措施 9 4.3 二衬现浇混凝土施工 16 第五章 安全管理体系及保障措施 17 5.1 安全
2、管理目标 17 5.2 安全组织机构 17 5.3 安全保证体系 19 5.4 安全保证措施 19 5.5 安全生产要求 20 5.6 竖井监测措施 24 5.7 顶管监测措施 24 第六章 文明施工、减少扰民及降低环境和噪音污染的措施25 第七章 安全生产管理制度 26 第八章 突发事件的应对措施 34 旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 33 第九章 质量目标及质量保证措施 37 第十章 雨季施工措施 39 第十一章 临时用电管理措施41 第十二章 附图 42 施工现场平面布置图 第一章 编制依据及原则 旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 44 1.1 编制依据 建筑施工企业安全生产管理机
3、构设置及专职安全生产管理人员配备办法和建质200987 号危险性较大的分部分项工程安全管理办法。城镇供热管网工程施工及验收规范 CJJ28-2014 建筑工程施工质量验收统一标准 GB503002013 混凝土质量控制标准 GB50164-2011 混凝土强度检验评定标准 GBJ107-2015 建筑机械使用安全技术规程 JGJ33-2012 城镇直埋供热管道工程技术规程 CJJ/T81-2013 建筑基坑支护工程技术规程 JGJ 120-2012 钢筋焊接及验收规程 JGJ 18-2015 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋 GB 1499-2008 喷射混凝土技术规程 JGJ/T 372-2016
4、混凝土结构设计规范 GB 50010-2010 普通混凝土配合比设计规程 JGJ 55-2011 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-2015 施工现场临时用电安全技术规范 JGJ 46-2005 设计图纸及招标文件 1.2 编制原则 为防止和减少安全、文明、环保质量事故,保护员工安全和健康,提高企业的信誉,促进企业经济持续发展,坚持“安全第一,预防为主”的方针,建立健全安全管理组织机构,完善安全生产保证体系,杜绝发生特别重大、重大、严重事故,杜绝死亡事故,防止一般事故的发生。消灭一切责任事故,确保人民生命财产不受损害。严格执行国家和河北省市有关工程建设的各项方针、政策、规定和要
5、求。充分研究现场施工环境,妥善处理施工组织与周边接口问题,使施工对周边环境的影响最小化。第二章 工程概况 旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 55 2.1 工程概况及设计情况 中电投石家庄供热有限公司供热工程良村小区室外蒸汽管道,穿越安西街以及创业路,采用直径 1800mm 水泥顶管方式施工。设竖井三座,结构采用一衬锚喷混凝土支护,二衬采用现浇混凝土。工程简介及施工内容:穿越安西街顶进长度 82 米,竖井 2 座,J1 竖井二衬净尺寸为 2.62.2 米,壁厚为 0.3 米,井挖深为 8.6 米;J2 竖井二衬净尺寸为 3.42.6 米,壁厚为 0.3 米,井挖深为 8.76 米。穿越创业路顶
6、进长度 31 米,J2 竖井为两条顶管共用井,与穿越安西街顶管成 130度夹角顶进,J3 竖井二衬净尺寸为 2.62.2 米,壁厚为 0.3 米,井挖深为 8.82 米。2.2 工程环境 本工程施工地段交通条件和社会依托较好,施工可利用性高;沿线经过地区人口比较稠密,人力资源比较充裕,可利用的当地用工资源比较丰富,各种建材、设备、机具等物资供货商资源比较充足。施工现场场区:施工区域采用蓝色围挡板全封闭围蔽,设置标志牌和反光标志,夜间设警示灯。顶管内采用人工车,配吊车垂直提升碴土和下管作业。竖井口设置临时碴土堆放场地,夜间再进行土方外运。施工用水由附近城市给水管接入,施工用电由附变压器用五芯电缆
7、接入。坑内及管道内照明采用 12V 安全交流电源供电。第三章 项目组织机构 根据本工程工期,质量等特点,设置由公司领导及公司各职能部门、项目部成员共同参与工程领导小组,对项目经理部实施指导管理,委派具有丰富施工经验的项目经理,配备强有力的技术人员,组成项目经理部,负责全面施工管理,实行项目经理责任制,旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 66 对工程质量、工期、安全、成本及文明施工全面负责,在施工中公司配置最先进的机械设备,各施工管理职能部门在项目经理的直接指挥下,应尽心尽力配合,做到有计划组织施工,确保工程各项指标达到目标要求。项目经理部所有成员,中途不随意更换,若遇特殊情况需要进行个别调整,
8、必须经公司领导、甲方同意。本项目工程组织机构人员配备如下:项目经理 1 名,技术员 2 名,安全员 2 名,质检员 1 名,施工员 4 名。第四章 主要施工项目及安全技术措施 4.1 竖井施工方案 由于竖井深度较深,根据设计图纸,竖井初衬施工采取锚喷支护方案。4.1.1 支护设计:锚喷护壁采用格栅钢架+纵向连接筋+钢筋网+喷射砼支护,根据 深基坑支护设计与施工设计要求,该工程锚杆横向间距为 700mm,纵向间距随格栅钢架间距(900mm),沿工作坑梅花状排列。锚杆采用 HRB400 钢 20 钢筋,每根锚杆长 2000mm。格栅钢架间距为 900mm,钢架纵向之间用 HRB400 钢 22 钢
9、筋连接,环向间距 1000mm。内外侧成梅花状布置,内外挂钢筋网片6.5100100 沿井壁满铺,搭接长度 200mm并与锚杆焊接。竖井开挖后先喷射一层约 25mm 厚混凝土,随即架设格栅钢架,复喷混凝土至设计厚度。混凝土采用潮喷工艺。旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 77 a 原材料的控制:喷射混凝土的原材料进场均应进行质量检验,进行速凝效果的试验,确定速凝效果的试验,确定速凝剂的品种和最佳掺量,要求初凝不超过5min,终凝不超过 10min,进行配合比选择试验,确定水泥用量和水灰比。喷射混凝土配合比为水泥:砂:石1:1.43:1.97,水灰比为 O.43,砂率为 42,速凝剂为 24.5
10、kg/m3。掺有速凝剂的混合料应立即使用,存放时间一般不大于 30min,计量误差小于 2,搅拌均匀,无结团,搅拌采用强制式混凝土搅拌机,禁止人工搅拌。b 施喷前的准备:喷射作业应认真清除受喷面上的浮土回弹物等松散积料,用高压风吹净。调整好喷射机的风压、水压,做好准备。c 喷射作业:施喷应由下而上,从低向高地依次进行,按螺旋轨迹均匀分层喷射,喷头直对受喷面,距离为 0.8l.2m。喷射压力控制在 0.120.15MPa,一次喷射厚度,边墙约 70100mm,拱顶部分约 5060mm,每喷完一遍均需有一定的间歇,一般为前一层混凝土终凝后进行。在格栅拦风架处,喷嘴应避开钢筋密集点,以免产生密积,对
11、悬挂在网筋上的混凝土结团应及时清除,保证喷射混凝土的密实。喷射混凝土应将钢筋全部覆盖,喷射手应控制水灰比,此时喷层无干斑和滑移流淌现象。侧墙结构:混 凝 土 喷 射 图 旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 88 为保证井筒结构稳定,在井口处连续采用三榀间距250mm水平钢架钢筋网连接筋喷射混凝土结构设置锁口圈梁。竖井一衬锚喷砼厚度为 250mm,采用 C25 喷湿早强混凝土,所有焊缝采用双面搭接电弧焊,焊缝长度不小于 5d,焊缝高度不小于 8mm,钢筋的加工,绑扎或焊接应遵照混凝土结构工程施工质量验收规范及钢筋焊接及验收规程的规定执行。钢架规格为 20cm20cm,钢拱架钢筋采用 4 根 HR
12、B400HRB400 钢 22,箍筋采用HRB400钢8200mm,之字筋采用HRB400钢14400mm与U筋采用HRB400钢14400mm。格栅钢架每间隔两榀四角采用 2 根 25b 槽钢抱焊加固。各单元连接采用钢架与角钢焊接后,采用螺栓连接,螺栓采用 6.8 级 M28*60。施工中加强监控测量,根据信息反馈,研究确定是否需要加强钢架支护。竖井施工过程中,边施工边设置钢爬梯。按永久性使用标准设置钢爬梯,间距0.3M,钢爬梯周围用扁铁设置圆形护栏,间距 0.6M。4.1.2 施工工艺 竖井施工程序:测量放线开挖土方初喷混凝土锚杆安设钢格栅安装竖向连接筋钢筋网片复喷混凝土各工序循环至竖井底
13、标高混凝土封底。4.1.3 井口周围安全防护 竖井开挖前,在井口周围砌筑厚 0.24m,高 0.5m 挡水墙,上下口处挡水墙高 0.3m,并用 1:2.5 水泥砂浆进行抹面处理。堆放土方一侧另设一堵厚 0.8m,高 1.5m 挡土墙,挡土墙两端各宽出井口 1.5m,以防堆土滑落到竖井内。在竖井上下口处,安装一个临时门,施工作业时,上锁,禁止人员上下。为保证井筒结构稳定,在井口设锁口圈梁,间距250mm连续三榀用水平钢架钢筋网连接筋喷射混凝土。在井口四周 1.0m 外设置 1.2m 高钢管脚手架护栏,下层横杆距地面 0.5m,立杆间距不得大于 2.0m,立杆打入地下不小于 0.5m。护栏上绑扎间
14、距为 100100 的钢筋网片。4.1.4 施工方法 锚喷支护施工与土方开挖之间的配合作业较为重要,两者之间相互交叉,互为 旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 99 因果。一方面土方开挖要为锚喷支护施工提供工作面;另一方面土方开挖必须在锚喷支护完毕之后才能进行施工。锚喷混凝土施工需要控制的要点是:锚喷必须要随土方开挖进行喷护,以防土暴露时间过久塌落,更应及早封闭,以利于基坑壁的稳定。为便于锚喷施工,土方开挖的分层高度控制在 0.9m 左右为宜。锚喷混凝土施工中的钢筋网片必须要与拱架连接牢固。在临时支撑设置的位置,宜先进行喷射混凝土施工,然后再进行临时支撑施工。4.1.5 洞口加固 顶进施工时要
15、破除竖井洞口位置井壁混凝土,割除该处钢架支护,由于破坏了整个竖井中的结构受力使洞口处出现应力重新分布,最容易使该处土体失稳,施工措施如下:施工竖井时,先测放顶管洞口位置,在洞口两侧竖向连接筋各增设 4 根,洞口上部竖井拱架加设 3 榀。竖井施工时至洞口位置时,在井壁上放出开挖外轮廓,若顶进位于砂层中,则先准确标出超前小导管的位置,边立钢格栅边在洞口处沿隧道轮廓线打入 HRB400钢 32100 超前小导管,并注水玻璃浆液加固地层。4.1.6 竖井封底 竖井施作到设计标高时,按图纸设计要求,浇筑 C15 混凝土垫层。4.2 顶管施工方案及主要的技术措施 顶管采取 24 小时不间断施工,以缩短工期
16、。1、顶管施工流程图:工作井施工 浇筑砼 钢筋制安 工作井后背测量定位 旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 1010 2、顶管顶力计算 顶管施工工艺顶力及后背计算:(以 d1800 砼管顶进 90m 为例)1、顶力计算 F=D0Lfk+Nf 支架安装 旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 1111 F-顶进阻力(KN)D0-顶管外径(m),按线路管径 D=1800mm,取 D01.8 m L管道设计最大顶进长度(m),90m fk管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(KN/)经验值 fk=6KN/NF-顶管机的迎面阻力(KN),查表得:NF=4Dg2P 式中 H0管道覆土厚度,取最大值 6m 土的湿
17、密度,取 18KN/m3 解得:NF=(3.14/4)1.8618=152.6KN 则:F=3.141.8906+152.6KN=3204.6KN 即 F=320.5t 根据以上计算需要一支(型号)500t 顶镐。根据总顶力计算出顶力为 320.5kN,实际施工过程中选用的顶镐设备为 1 台 500 吨的顶镐,能够提供 5000kN 的顶力,根据现场情况与实际施工经验,采取注浆、涂蜡等减阻措施,可以不使用中继间,能够满足顶力的要求。1.1.1.1 2、后背安全系数的核算:根据顶力计算取 D=1800 进行后背核算 根据管道直径选择墙宽 2.6m,高 2.4m,墙厚 0.8m,内衬14150 双
18、层钢筋网片,网片生根于底板钢筋,外侧以预制钢后背为模板,两侧支模,内浇混凝土,混凝土强度采用 C30 后背面积计算 F=Vn/Kprh V:主顶推力 n:安全系数,取 n1.5:Kp:被动土压力系数,取 2 r:土的重度,取 19 旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 1212 h:工作井深度 F:后背面积 F=320.51.5/2196=27.40 后背墙的核算按右公式计算 FP/;F混凝土后背面积 P计算顶力 320.5 混凝土允许承载力 1000 KN/m2 F=P/=5877.21005.88m2 取安全系数 2,(P/)=11.76m2 实际施工时采用 9*4=36 m2 27.4 m
19、2 11.76 能够保证安全由此计算出实际顶进坑的后背可以承受顶推力的作用,能够安全施工。3、顶进设备 顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、工具管及运出土设备等。(1)千斤顶 千斤顶是掘进顶管的主要设备,本工程计划使用 1 台 500t 液压千斤顶。千斤顶在工作坑内的布置应与管体中心线一致,顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线,防止产生顶时折力偶,造成顶进偏差。根据施工经验,采用人工挖运土方时,管上半部管壁与土壁有间隙时,千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的 1/41/5 处为宜。(2)高压油泵 由电动机带动油泵工作,选用额定压力为 62MPa 的 ZB500 注塞泵,经分配器,控
20、制阀进入千斤顶。(3)顶铁 顶铁是传递和分散顶力的设备。要求它能承受顶压力而不变形,并且便于搬动。根据顶铁位置的不同,可分为横顶铁、顺顶铁和 U 形顶铁三种。旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 1313(4)工作坑导轨设置 导轨:作用是引导管子按设计的中心线和坡度顶进,保证管子在顶入土之前位置正确。导轨安装牢固与准确与否对管子的顶进质量影响较大。因此,安装导轨必须符合管子中心、高程和坡度的要求。4、管节安装 (1)施工员必须督促保证施工人员在驳接管材时安装橡胶止水带,且位置、方向正确。(2)在驳接顶进时,要边顶边观察止水带的位置,发现偏差要及时纠正。(3)严格按图纸及施工规范的要求操作;5、出
21、土与顶进 工作坑内设备安装完毕,经检查各部处于良好状态,即可进行出土和顶进。首先将管子下到导轨上,就位以后,装好顶铁,校测管中心和管底标高及接口处是否符合设计要求,合格后即可进行管前端取土,凿开护壁进行进洞施工;当管体进洞后,不要急于顶进,首先要封堵好洞口处管体外壁与土体之间的缝隙,保证管体外壁泥水不会渗漏入工作坑,以免因出洞引起的护壁外土体的塌方。(一)顶进施工 顶进利用千斤顶出,靠在后背不动的情况下将被顶进管子推向前进,其操作过程如下:安装好顶铁挤牢,管前端已掏挖一定长度后(视土质情况而定最长不得大于 30),启动油泵,千斤顶进油,活塞伸出一个工作行程,将管子推向一定距离。停止油泵,打开控
22、制阀,千斤顶回油,活塞回缩。掏挖取土,添加顶铁,重复上述操作,直至需要安装下一节管子为止。卸下顶铁,下管,接下一节管。重复上一工艺流程,直至全段贯通。(二)顶管工作面排水 地下水由工作面流向工作井集水坑,再用泵排出地面。(三)管内作业面安全措施 管内主要采用人工来掘进、纠偏、排土及顶进,考虑管内工作环境要求,必须旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 1414 采取以下措施:管内施工属于潮湿环境,管内照明必须采用安全低压照明,管内沿线间距 10m,在管体右角上安装一盏 12V、60W 的灯泡。在顶管中,通风是一个不容忽视的问题。因为在顶进过程中的时间比较长,人员在管子内要消耗大量的氧气,时间长了,
23、管内就会出现缺氧,不仅影响作业人员的健康,而且影响测量。因此需解决好通风问题。由于本工程施工管道长度不大,采用鼓风式通风,选用小型风扇。在施工人员下井前必须先通风,并利用鸟类以及有害气体检测设备对井内气体进行检测,确认安全后方可下井操作。(四)纠偏顶进措施 顶管测量:采用经纬仪和光学水准仪。测量次数:开始顶第一节管子时,每顶进 2050cm/次,正常顶进时,每顶进 1m/次。校正时,每顶进 50cm 即测量一次。中心线测量:首先在地面用经纬仪确定顶管方向桩,然后在工作坑边的两方向桩上挂小线,其上吊 2 个垂球到工作坑底部,在工作坑中用激光水准仪照准两垂球,读管前端的中心尺刻度,若与中心尺的中心
24、刻度相重合,说明其方向准确,否则其差值即为偏差值。高程测量:在工作坑内引设水准点,停止顶进,将激光水准仪支设工作坑同内,测量前端管底高程。顶进偏差的校正 顶进中发现管位偏差 10mm 左右,即应进行校正。纠偏校正应缓缓进行,使管子逐渐复位,不得猛纠硬调。(五)减阻润滑 触变泥浆通过制造、储存、压浆系统,从第一节管注浆孔处压入触变泥浆,形成一定厚度(15mm 左右)的泥浆套,间距 68m 设一道补浆孔,使顶管在泥浆套中向前滑行,减少摩阻力,根据压力表和流量表,计量桶控制注浆量,压力应控制在地下水位的1.11.2 倍。材料:膨润土:烧碱:水=1:0.05:4.5 配比,经试验,确保泥浆性能良好,必
25、要时加其他外加剂。旬阳县蜀河汉江大桥南至构元四级公路 1515 为使泥浆能及时将管壁空隙灌满,灌浆速度要与顶进速度相适应,注意观察,防止跑冒,并保证泥浆达到量。造浆后应静置 24 小时后方可使用。(六)排土和泥土外运 顶管土体在管内用人力手推车运输到工作坑,由提升设备将泥土运至地面堆土区,然后用环保运输车运至弃土场。(七)正常顶进施工 顶进速度应根据出土情况确定,要即挖即顶,防止塌方。顶进过程中,若摩擦力过大时,采取边压触变泥浆边顶进,以减少管体的阻力。顶进一节后,回缩千斤顶,拆开通风、照明等管线,吊入下一管段,校直对中,接好接头,安装回各顶铁,接通各管线,开动油泵顶进一千斤顶行程,回缩千斤顶
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