凯旋街雨水工程顶管和沉井施工方案.pdf
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1、1 凯旋街雨水工程顶管和沉井施工方案 一、编制依据 1、太原市环线道路建设工程凯旋路工程排水工程施工图纸、勘察报告 2.建质200987号关于印发危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知 3、湿陷性黄土地质建筑规范(GB50025-2004)4、湿陷性黄土地区给排水管道基础及接口(04s531-1)5、湿陷性黄土地区室外给排水管道工程构筑物(04s531-5)6、给排水标准图集(02s515)7.湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规范(JGJ167-2009)8、混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002(2011版)9、给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程CECS 137:2
2、002 10、GBJ08-221-96市政排水构筑物工程施工和验收规程 11、GBJ08-220-96市政排水管道工程施工和验收规程 12、GBJ141-90给水排水构筑物施工和验收规程 13、GB50194-93建筑工程施工现场供用电安全规范 14、太原市相关技术要求及业主和监理有相关规定 15、本单位同类工程施工经验 二、工程概况 凯旋路工程设计南起坞城东街 K4+776.126,北至凯旋路 K13+438,全长约8.66公里,长风街以北规划红线宽 40 米,长风街以南规划红线 30 米。南内环以南道路标准段实施宽度 30 米,南内环以北道路标准段实施宽度 35 米。本标段施工范围:南起规
3、划十二路(桩号 K9+100),北至规划十六路(桩号K10+026),实施长度 926米。顶管实施范围是雨水管道 Y4-45至 Y4-50,其中 Y4-45Y4-48雨水管管径为 2m,长度 102米,Y4-48Y4-50雨水管管径为 2.4m,长度 71 米,管道埋深3.6米9.3米,全长共计 173米。2.1工程地质 1 地形、地貌与工程地质分区 沿线场地地貌单元为侵蚀堆积黄土丘陵地貌。沿线场地总体北高南低,自然地面标高介于 862.43-938.37,最低点位于K13+000处(河里头沟沟底),最高点位于 K11+400处(黄土梁顶),相对高差75.94米,地形起伏大,地貌主要为黄土梁及
4、冲沟,地形受人工影响大。2 2 场地岩土构成及工程特性 根据地质调查及钻探,沿线底层主要为第四系全新统人工堆积层(Q42mL)、第四系上更新统坡洪积层(Q3d1+p1)、第四系更细统冲洪积层(Q2a1+p1).岩性包裹杂填土、素填土、湿陷性粉土、粉质粘土等。地层岩性分析如下:第四系全新统人工堆积层(lQ2m4):1 层,杂填土 杂色,组成物质为砖块、石块、炉渣、灰土等建筑垃圾混杂粉土及少量生活垃圾,土质部均,结构松散,其中粒径小于 50mm含量大于 50%,厚度变化大。沿线分布范围小,尽在 LT1、T4、T7 探井附近地段分布,厚度 0.60-2.60m,回填时间小于 5 年,第2:素填土 褐
5、黄,主要由粉质黏土组成,混有少量粉土,坚硬,混杂有少量灰土桩桩头,具有中压缩性,回填时间小于 5年,标准贯入实验锤击数 N值(实测值)介于 3.0-5.0击之间,平均 3.8击。全线分布范围较小,主要分布在 Z14钻孔代表的 K11+791-K11+938。第四系上更新统坡洪积层(Q3d1+p1):第 2 层:湿陷性粉土 褐黄色,稍湿,稍密,含云母、氧化铁、氧化铝、钙质结核等,摇振反应中等,无光泽,干强度低,韧性低,具中-高压缩性,湿陷程度:轻微 强烈。标准贯入实验锤击数 N值(实测值)介于 7.013.0击之间,平均 10.0击。该层主要分布于黄土梁顶部,最大揭露厚度 16.5m。第四系中更
6、新统冲洪积层(Q2a1+p1):第 3 层:粉质黏土 褐黄色 褐红色,硬塑 坚硬状态,含云母,氧化铁、氧化铝、钙质结核等,无摇振反应,稍有光泽,干强度及韧性中等,具有中压缩性,不具有湿陷性,垂直节理较发育。标准贯入实验锤击数 N 值(实测值)介于 13.0-20.0击之间,平均 15.3击,该层在全线普遍分布。3 地勘结论 1.沿线场地地貌单元为侵蚀堆积黄土丘陵地貌。沿线场地总体北高南低,自然地面标高介于 862.43-938.37,最低点位于 K13+000处(河里头沟沟底),最高点位于 K11+400处(黄土梁顶),相对高差 75.94米,地形起伏大,地貌主3 要为黄土梁及冲沟,地形受人工
7、影响大。2.根据地质调查及钻探,沿线底层主要为第四系全新统人工堆积层(Q42mL)、第四系上更新统坡洪积层(Q3d1+p1)、第四系更细统冲洪积层(Q2a1+p1).岩性包裹杂填土、素填土、湿陷性粉土、粉质粘土等。3.据本次勘查结果及区域地质资料,路线东侧 1.5km为东山山前断裂带,东山山前断裂属于活动断裂,路线及断裂带距离较远,满足最小避让距离要求。沿线场地现状条件下无崩塌、滑坡、泥石流、地面裂缝、地面沉降等不良地质作用。4.根据本次勘察,勘探地点均未揭露地下水,水文地质条件简单。5.拟建场地的抗震设防烈度为 8 度,设计基本地震加速度为 0.20g,设计地震分组为第一组场地类别为类:K1
8、1+791K11+938段路基及边坡为人工填土层(新近堆积松散素填土,粉土为主)地基均匀性差,工程建设场地属于抗震不利地段,其余地段属于抗震一般地段,工程建设是,如对人工填土予以清除或加固后,全线场地可视为抗震一般地段。2.2水文地质 本地段未揭露地下水。2.3顶管井围岩类别一览表 表 1-1 凯旋路顶管井围岩类别及岩性一览表(Y4-45Y4-48)序号 地层 编号 岩土名称 厚度 密度(KN/m3)凝聚力(Kpa)内摩擦角(度)承载力特征值(Kpa)1 湿陷性黄土 13m 19.1 18 60 120 2 湿陷性黄土 7.6m 19.8 140 表 1-2 凯旋路顶管井围岩类别及岩性一览表(
9、Y4-48Y4-50)序号 地层 编号 岩土名称 厚度 密度(KN/m3)凝聚力(Kpa)内摩擦角(度)承载力特征值(Kpa)1 杂填土 17.6m 2 湿陷性黄土 0.4m 19.2 100 二、施工部署 4 2.1 施工工期 开工日期:2015 年 10 月 15 日;竣工日期:2015 年 11 月 20 日。2.2 施工平面布置 施工现场平面布置见附图。厕877.0873.2873.4873.8881.2880.6879.4876.9878.7873.2863.1856.7872.8873.2872.5223363322223322422222333332222247松庄村南沙河朝阳街
10、Y4-45Y4-46Y4-47Y4-48Y4-49Y4-50接收井工作井凯旋路规划雨水管道接入南沙河水顶管范围:Y4-45Y4-50全长共计162.4m接收井工作井2.3 材料计划 2.3.1 市场调查 根据设计图纸,详细统计所需物资的种类和数量,进行所在地的市场调查,掌握各种材料的货源、供应量、价格以及供应商的信誉等信息,其次对能满足5 施工进度需要的各个供应商的材料进行严格的测试和试验,根据以上结果择优确定各种物资的进货来源。2.3.2 编制材料进场计划 根据施工组织设计中施工进度的安排,合理确定各种材料的进场时间和工地存储量,制定切实可行的材料进场计划,并据此修建材料库。2.3.3材料进
11、场 根据确定的进货渠道和进场计划,合理组织资金和运输机械,保证各种材料按计划进入施工现场。2.4机械设备计划 根据施工特点、工艺选用适宜的施工机具,制定出机械运输方案,保证各种施工机械有序按时进场,确保各项工程按时开工。2.5项目部组织机构及人员使用计划 针对本工程,我们将组织在有顶管工程施工经验的管理人员和工作经验丰富的施工队伍。根据本工程的实际工程量和进度安排以及配备的机械设备,并结合本集团在类似工程施工中积累的经验,经过分析测算,设置管理人员 10 人,施工劳动力 50 人,其中技术工 10 人,普通工人 40 人。结合工程专业特点和现代科学管理理论,充分发挥和调动每个人的劳动积极性,精
12、心筹划、科学安排,进行动态管理、弹性编组、灵活组织,实施平行、流水、交叉作业。三、施工组织计划 3.1施工组织安排 本工程需要采用人工顶管的管段为计划用 4套顶管设备,分成两个阶段施工,第一阶段为工作井、接收井的施工,第二阶段为人工顶管的实施,其中工作井、接收井的施工可以交叉作业,速度较快,设备也能得到充分的利用。3.2顶管施工工艺流程 工作坑施工设备安装管吊装就位施工准备开机顶进结束测量控制及纠偏复核渣土外运施工下一节 3.3施工顺序 施工顺序为:工作坑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土管道贯通拆工具管砌检查井。3.4 顶管工作坑内布置 工作坑内沿顶管轴线
13、方向在临时后座墙上装刚性后座,主顶千斤顶、导轨、6 刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备。工作坑边侧设置下井扶梯供施工人员上下。管内供电及工作坑内电力配电箱均位于工作坑内。管内测量起始平台,安装在主顶千斤顶之间轴线上,独立与砼底板连接,与千斤顶支架分离,确保顶进时测量平台的稳定。坑内两侧工作平台布置配电箱、电焊机、后座主顶油泵车和顶铁堆放。管内供电及管内照明用 36 伏低压照明灯设置在管道偏下的一侧,通风管安装于管内偏下的另一侧。管内照明用 36 伏低压照明灯每 20m布置 1 只。3.5 顶管工作坑地面范围平面布置 在工作坑范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施。地面指挥监测中心(即操作处)、
14、料具间、仓库、配电间等。布局要合理,环境整洁、卫生,并有专职人员进行管理。坑的东南侧布置一台 12t汽车式起重机负责钢管、顶铁、千斤顶吊运和坑内、地面土方吊运工作。由于顶管为 24 小时连续作业施工,在现场四个角位置各安装錪钨灯一座,供夜间现场照明。3.6 工作井和接收井的施工 工作井和接收井的施工方法采用沉井法施工。3.6.1沉井制作 本标段工作井 2座、接收井 2座,刃脚最大埋深 10.18米。计划分三次浇筑、二次下沉,第一节 2.4米、第二、三节按每个井实际高度平均分布。沉井埋深统计 井号 Y45 Y46 Y48 Y49 管道 埋深 4.19 5.29 7.38 3.6 刃脚 埋深 6.
15、59 7.69 10.18 6.4 根据我公司以往的施工经验,为降低沉井下沉深度,先将基坑开挖 1.5m2m,然后根据开挖后的土质情况,结合各沉井的自身重量,计算出持力层厚度(即砂垫层和素砼垫层厚度)后,制作沉井。沉井制作完成后,待沉井井壁混凝土强度达到设计强度后方可进行下沉施工,沉井分三次制作二次下沉施工,第一节浇捣高度为沉井刃脚部位高度,第二、第三次按井身高度平均控制。沉井全部制作完成后开始下沉。沉井采用商品混凝土浇筑配合泵车浇注。7 本工程沉井采用机械挖土法下沉施工方案。为减少施工工期,采取分段同时施工,以加快施工进度。工艺流程图 沉井制作的允许偏差 偏差名称 允许偏差(mm)沉井断面尺
16、寸 长、宽 0.5%,且不大于 100 曲线部分的半径 0.5%,且不大于 50 两对角线长度 对角线长的 1 沉井井壁厚度 15 井壁、隔墙垂直度 1 预埋件、预留孔位移 20 开挖基坑 砂垫层、素砼垫层 立模、扎筋 立模、扎筋 养护、拆模 沉井封底 加载或气幕法助沉、沉井挖土下沉 第二次浇捣砼 放样、定位 第一次浇捣砼 8 沉井主要机械设备表 序号 机械名称 规格型号 数量 国别产地 制造年份 额定功率 KW 1 反铲挖掘机 1m3 3 台 180KW/台 2 反铲长臂挖掘机 0.75m3 3 台 240KW/台 3 钢筋切割机 6Q400 2 台 4 电焊机 BX3 3002 3 台 5
17、 钢筋对焊机 UN100 1 台 40KW/台 6 插入式振动机 50、70 8 台 7 平板式振动机 2 台 1.5KW/台 8 空压机 3 台 7.5KW/台 9 木工圆锯 600 2 台 10 木工平刨机 MB504 2 台 1.5KW/台 11 路基箱 6*12*0.2m 16 块 12 吊车 50t 3 台 3.6.2工作基坑开挖及安全保护措施 1、基坑分层开挖 基坑开挖深度,应视现场的水文地质条件及所需砂垫层的厚度而定,平面尺寸以保证素砼垫层在必要时能向外抽出或破碎,同时还需保证支撑、搭设脚手架及排水等项工作的需要 a.基坑开挖深度初定为 1.5m2m。b.基坑底部的平面尺寸,刃脚
18、外侧至基坑底边的距离为 1 2m,基坑底部到基坑顶部以 1:0.5的坡度放坡开挖。c.基坑底部四周应布置排水沟和集水井,保持坑底土层的疏干。d.制作沉井的地基土必须有足够的承载力,开挖基坑底部若遇松软的土质必须全部予以清除,并以砂性土回填、整平、夯实,以防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降,造成井壁开裂。e.基坑开挖采用 1m3挖掘机挖土,土方由 5T 自卸车运到土方临时堆场,基坑边坡和底部由人工修平,禁止超挖。9 2、砂垫层、素砼垫层厚度及宽度 为保证沉井第一次制作时的重量,通过素砼垫层扩散后的荷载不大于下卧层地基土的容许承载力,故铺设相应厚度的砂垫层,砂采用中、粗砂。砂垫层应分层铺设洒水夯实
19、。砂垫层密实度控制以砂的干容重为准,对中砂可取1.60t/m3,粗砂应适当提高。砼垫层标号采用 C15,浇捣时必须用振捣机振捣密实。砂垫层厚度可采用如下计算公式计算:砂 根据计算结果,无论是工作井还是接收井,砂垫层厚度均为 60(厘米)。砂垫层采用加水分层夯实的办法施工,夯实工具为平板式振捣器。混凝土垫层厚度可按下式计算公式计算:(0)2 根据计算结果,混凝土垫层厚度为 15 厘米。混凝土垫层表面应用水平仪进行校平,使之表面保持在同一水平面上。3、基坑开挖的安全保护措施 1)严格执行公司等上级机关颁发的有关安全生产法规,特别是在生产区域必须严格遵守安全生产六大纪律,严格执行安全生产规则。2)严
20、格执行起重机械三限位、两保险、十不吊规定。3)严格执行现场“四口”、“五临边”的防护措施规定。4)夜间配置安全保卫人员并且必须配备足够的照明灯光,用于管道内的照明电应为 36 伏的低压电,以保安全。5)电动机械及工具应严格按一机一闸制接线,并设安全漏电开关。6)吊机等起重机械必须配备专业指挥人员,无指挥人员不得作业,指挥人员必须有醒目的安全帽标志,履带吊作业时严禁将起吊物体凌空于人行通道、临房上空。设备以及材料的起吊必须由专业起重工指挥,并事先制定安全起吊方案,包括吊钩和吊具等。7)严禁闲杂人员进入现场,并备足够的安全帽,以提供给获取批准的参观者,在参观者进入现场后,由项目部管理人员经安全交底
21、后,带领参观。8)操作使用的脚手,在施工范围及高度均应铺设好围挡和栏杆及临边的扶手,必须经常维修、整理。9)施工人员不得用抛运方式传送小件材料,杜绝坠落事故发生。10)对于进出工地的车辆,在进出大门时由专人指挥,避免交通意外,进10 入工地的车辆须停放在指定位置,以免意外损坏。11)工作基坑周围设置钢环栏,井内设置钢梯,符合安全标准并经强度验算才能投入使用。3.6.2沉井脚手架施工方案 1)脚手架采用48mm钢管搭设,钢管之间采用定型扣件连接。2)脚手架应搭设稳定、坚固,立杆要直,横杆要平。3)脚手架基础采用 10 厚 C20混凝土,井外基础宽 1.5m,井内按井内面积浇筑,沉井下沉前拆除及外
22、运。4)立杆与立杆之间的间距不应大于 1.8米。立杆、横杆、剪刀撑、抛撑等杆件之间的连接必须牢固。5)地板笆须满堂铺设,板与板之间应铺设平整,接头必须搭在横杆或搁栅上,并扎结牢固。6)脚手架的宽度不能小于 1.2米。斜道的宽度不能小于 1.5米。脚手架外侧必须设置 1.2米高的防护栏杆。7)上下脚手应走斜道或扶梯,扶梯必须结实,不得缺档和裂缝。梯脚要有防滑措施,梯顶用铅丝扎牢,严禁攀登脚手上下。8)脚手、斜道应经常打扫干净,散落的碎石,砂浆、垃圾等必须随时清除。9)脚手、斜道在使用期间应经常检查,遇大风暴雨后,更应加强检查,确保安全。10)拆除脚手架应上下协作,相互配合,采取先绑后拆,从上向下
23、拆。11)拆下的材料,高处应用绳索吊下,低处可用手体,但必须等下面人接住后,上面才可放手。11 1.52m18001800180018002001200500800500 1500 1500 1500 1500500800500 1200刃脚浇筑后回填素土沉井制作脚手架立面图脚手架脚手架模板脚手架模板 3.6.3 沉井制作的工艺及质量控制措施 1、沉井制作工艺 如前所述,沉井分三次制作,一次下沉。第一节高度 2.4m,中间两节按每个井实际高度平均分布。12 2、模板工程 a.模板搭设的一般要求:在模板拼装前,先搭脚手架,支架底铺设垫板,脚手架采用满膛钢管支架,材料、管材、扣件、搭式多边形,支架
24、邻边与井壁的最大距离为 1.5m,以防生成弯矩影响质量,间距不应大于 300mm。横钢管每 1.8m一道,竖钢管每 1.5m一道。井壁钢模板采用定型钢模板或木模板组装而成,以保证拼缝严密,不漏浆。内外模的稳定采取竖向采用1010方木间距25cm,横向采用 20钢筋间距60cm支设,对拉螺杆采用 14Q235钢,上下按 0.6mg 根,左右按 0.5m距离设置一根。并在对拉螺杆处设 1片止水板,以防渗水。横围令和竖围令的每一道间距都为 0.75m。b.模板施工步骤:1)所有模板和支撑钢管均采用吊车运输到各顶管井。2)模板施工时,应根据结构轴线,弹出模板尺寸线,按先柱、墙,后梁、板的顺序进行。要求
25、做到尺寸准确,拼缝严密。3)组合钢模板采用 U 型卡拼接,阴、阳角处分别采用阴、阳角模与钢模相接时,如无法使用 U型卡或螺栓连接,一般可以在钢模端部的垂直方向加水平支撑;木模板则按需切割加工成型。不管钢模板或木模板都必须上完脱模剂后方可使用,以保证混凝土的外观质量。4)拆模强度应按施工规范执行。5)拆下的模板、搁栅木楞、支撑钢管、扣件等按规格在楼面上进行分类整理、维修和堆放,以便下次使用。c.模板施工安全技术措施 1)支模、拆模时不得使用腐烂、裂、暗伤的木板或铁木脚手板,亦不得使用 2 4 木条或板当作立人板。2)拆模必须一次拆清,不得留下无撑模板。3)离地 2 m以上拆模板时,不能用斜撑与平
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