W9-W11顶管施工专项方案

2015年排水管网专项维护项目友谊东路污水支管工程施工专项方案编制审核审批西安市南郊市政养护管理公司2015年11月目录一、编制依据..............................................................1二、工程概况..............................................................1三、工程地质条件及评价....................................................1四、工作坑支护方案........................................................2五、定向钻施工方案........................................................3六、施工平面部署及工作井布置..............................................7七、施工用电方案..........................................................7八、机械、人员配备........................................................7九、工期计划..............................................................9十、基坑监测.............................................................10十一、冬季施工措施.......................................................11十二、地上、地下管线保护.................................................13十三、安全生产措施.......................................................14十四、质量控制措施.......................................................17十五、文明施工措施.......................................................21十六、事故应急救援预案的组织与实施.......................................22十七、附录：附录一：管道施工平面及定向钻工作井平面布置图361一、编制依据1.《友谊东路污水支管工程施工图设计》；2.《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB50141-2008；3.《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008；4.《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012；5.《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规范》CECS122-2001；6.《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）；7.《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）8.《地下建筑工程逆作法技术规程》(JGJ165-2010)9.甲方设计交底、现场勘察的管线分布调查、其他有关本工程的国家现行施工及验收技术规范，质量验收标准。二、工程概况（一）工程概述友谊东路污水支管工程为旧污水管道翻建工程，东起兴庆南路，西至交大南门，全长340米，管线位置距北侧隔车带约3.5米，由东向西汇入友谊东路，埋深1～4.7米。设计上游管道W1～W3采d300mm的钢筋混凝土承插口管，长度60.2米；W3～W9采用d400mm的聚乙烯缠绕结构壁管，长度为207.4米；W9～W11采用d400mmPE100级管，长度为72.1米,在W11井处开挖工作坑，采用定向钻方法施工。（二）地下管线调查情况W9～W11段污水管道施工范围内现状地下管线有电信管道、天燃气管道、给水管线各一条。16孔电信管道埋深0.85～1.26米，位于友谊东路中心线以北21米处，与设计污水管线平行，两者之间垂直距离为10.75米，不影响定向钻施工。D325mm燃气管道埋深0.625米，位于友谊东路中心线以北17.8米处，与设计污水管线平行，两者之间垂直距离为7.75米，不影响定向钻施工。D100mm给水管道埋深1.425米，位于W9井以西8米垂直于设计污水管道，与设计污水管线交叉，两者之间垂直距离为3.5米，不影响定向钻施工。（三）管道施工平面图（见附录一）三、工程地质条件及评价2横撑安装加力固定底层开挖混凝土护壁浇筑吊装设备就位坑壁修整挡土板安装立撑安装底板混凝土浇筑场地平整坑位放样工作坑开挖平台搭设（一）地层结构本工程W9～W11段基坑位于素填土及黄土层，且设计污水管道埋深3.3～4.7米，且位于交大南门口，出入交大的车辆及行人较多、地下管网复杂，不利于开槽施工，故采用定向钻方法施工。四、工作坑支护方案：根据设计图要求并考虑到施工便利，在W9井处设置工作坑，埋深5米。基坑支护设计、施工与基坑开挖，应综合考虑地质条件、基坑周边环境要求、主体地下结构要求、施工季节变化及支护结构使用期等因素，因地制宜、合理选型、优化设计、精心施工、严格监控。根据《建筑基坑支护技术规程》中3.3.1条规定，支护结构选型时，综合考虑了下列因素：本工程基坑周边环境对基坑变形的承载力较强；施工场地条件尚可，施工季节较好；施工工期较短；且我公司经常采用定向钻的施工方法，对施工工艺比较熟悉。综合以上因素，根据规范规定及我公司施工经验，由于本次工作坑开挖深度小于5m，决定采用木板撑进行支护。（一）工作坑尺寸计算：1、根据设计图要求，W9井为入钻坑，W11井作为出钻坑，由于工作坑也作为下管、焊接管道的工作场所，每节管段长度为6米，为施工方便，出钻坑底部的长度应达到8m。由于钻机在坑内，操作人员在坑底进行换钻头及联接钻杆作业，为施工方便，工作坑底部的宽度应达到4m。因此，工作坑底部的尺寸定为4m×6m。3、工作坑开挖坡度采用1：0.05，根据埋深计算上口尺寸得工作坑上口尺寸为4.5m×6.5m。（二）木板撑支护：一）工艺流程（施工工艺流程图）3二）操作工艺过程1、工作坑开挖工作坑的开挖尺寸确定后进行开挖，3米以内采用机械挖土，人工修整；根据土质情况及时进行加固。为了保证施工的安全，开挖时根据土质情况进行适当放坡。当工作坑开挖至-3m时进行第一层的支护，支护至工作坑-0.5m处。工作坑开挖后，为保证挡土板与土体接触密实，应对坑壁进行修整。在进行坑壁修整时，应采用一定放坡。2、工作坑支护工作坑开挖完成后，应立即进行坑壁的支护。采用密排木撑板，横梁与纵梁每一板各为2根。其支护顺序是先长边后短边；将挡土板贴墙放好后，安装立撑，同时安装横撑，横撑顶住立撑后加力固定，横撑的安装顺序应是由下往上。横撑应顶在靠近立撑端部的位置。（三）施工降排水措施：勘察实测场地地下水稳定水位埋深约在现地面下3.0～30m之间，本工程基坑和管道位于地下水位之间，需采取降排水措施。1、降水井施工工艺流程：降水井位测量及布设→钻井→换浆→下放虑水管→填下料→洗井→下放潜水泵→设置排水管线→联动抽水2、从开始降水起，每天由专人观测降水井内水位，并作好记录，对于水位变化异常的情况，应及时研究，采取措施处理。五、定向钻施工方案：（一）确定定向钻的型号1、定向钻最大回托力估算参考《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008中第6.6.2条，定向钻最大回托力可按下式估算：P=P1+PFPF=πDK2Ra/4=3.14×0.52×500/4=98.13KNP1=πDoLf1=3.14×0.44×72.1×3=298.8KNP=98.13+298.8=396.93KN=39.7T4式中P—总回托阻力（kN）；PF——扩孔钻头迎面阻力(kN)；P——管外壁周围摩擦阻力(kN)；Dk——扩孔钻头外径(m)，一般取管道外径1.2—1.5倍,本次取值0.5；D0——管节外径(m)；Ra——迎面土挤压力(kN/m2)；一般情况下，黏性土可取500～600kN/m2，砂性土可取800～1000kN/m2,本次取值500；L——回拖管段总长度(m)；f1——管节外壁单位面积的平均摩擦阻力(kN/m2)，可按本规范表6.3.4-2中的钢管取值，本次取值为3；2、根据计算出的最大回托力，我们选用DDW230T水平定向钻，导向仪采用美国月蚀导向仪。（二）确定出钻坑和入钻坑的位置1、根据采用的定向钻型号、管道施工要求和以往的施工经验，入钻角确定为10°，入钻坑尺寸定为长6m×宽4m×深5m，则入钻坑设置在W9井处。2、为避免影响友谊东路的交通情况，出钻坑设置在W11井处，用作焊机管道、更换定向钻刀头的场所。（三）定向钻施工工艺为：施工准备——工作坑和入钻坑开挖支护——钻机及配套设备就位——导向钻孔——扩孔（泥浆配制）——管子焊接——拖管。1、施工准备：在开工前应进行地质勘察，并对施工现场实际勘察，对中线水准点复核，并检查交校记录，确保中线水准点准确无误。2、入钻坑开挖支护：根据钻机型号、管径及施工经验，入钻坑机械开挖，采用密排木板撑支护。3、钻机及配套设备就位：入钻坑基础处理完毕后，按设计及规范要求将钻机及附属配套设备固定在预定位置。4、导向钻孔：利用定位系统定向后开始钻进，钻机方向必须跟管道轴线方向一致，左右误差不超过30mm，钻进过程中由于每根钻杆方向改变量较小，为保证左右方向，在出入之间每隔一根钻杆设一明显标记。每钻进一根钻杆，方向至少探测二次，5对探测点要做好标记。认真记录钻进过程中的扭矩、推力、泥浆流量、泥浆压力、方向改变量。钻进中要保持钻头正确姿态，发生偏差应及时纠正，且采用小角度逐步纠偏；钻孔的轨迹偏差不得大于终孔直径，超出误差允许范围宜退回进行纠偏。5、扩孔：在入钻坑采用D100钻头钻进，钻孔完成后，在出钻坑中拆下钻头和探棒，然后装上扩孔器，试泥浆，确定扩孔器没有堵塞的水眼后换上D200钻头开始回扩孔，回扩到入钻坑处，再把钻杆向原孔推回；逐步换上Φ300—Φ500的孔径钻头，从小到大逐级扩孔工艺不变，直至孔径满足施工要求。上钻头和钻杆必须确保连接到位牢固才可回扩，以防止回扩过程中发生脱扣事故。回扩过程中必须根据不同的地层地质情况以及现场出浆状况确定回扩速度和泥浆压力，确保成孔质量。为防止扩孔器在扩孔过程中刀头磨掉和扩孔器桶体磨穿孔而造成扩孔器失效，扩孔器为钻机配套产品，采用高硬度耐磨合金作为扩孔器的切削刀头，扩孔器桶体表面堆焊上耐磨合金，提高整个扩孔器的强度和耐磨性，确保扩孔器能够完成扩孔作业。2）泥浆配置：泥浆是定向穿越中的关键因素，定向钻穿越施工要求泥浆的性能高，泥浆的性能主要有动、静切力、失水以及润滑的性能。根据施工检验，我们采取以下措施：（1）按照事先确定好的泥浆配比用一级硼润土加上泥浆添加剂，配出合乎要求的泥浆。（2）使用的泥浆添加剂有：将失水剂、提粘剂和防塌剂等。所添加剂符合环保。（3）为了确保泥浆的性能，使硼润土有足够的水化时间，在用量不改变的情况下，采取两套泥浆贮存罐，延长循环周期的措施。（4）根据地质土层的不同，泥浆的配比也随之变化，并选用不同的添加剂，以达到预期的效果。基浆的配置：5—8%预水化膨胀土+缄搅拌后水化而成（充分水化能明显提高泥浆的性能），缄的用量根据水质情况具体确定。在各个阶段的配置方法如下（加量按重量比计算），这些泥浆配置方案都是针对粉质粘土提出的；如果地质情况有变化，其配置方案也随之变化。（1）导向孔阶段要求尽可能将孔内的泥沙携带出孔外，同时维持孔壁的稳定，减少推进阻力；其基本配方是：基浆+0.2-0.4增粘剂+0.3%将滤失剂。（2）扩孔阶段要求泥浆具有很好的护壁效果，防止地层塌方，提高泥浆携带能6力；其基本配方为：基浆+0.3-0.4%提粘剂+0.4%将滤失剂。（3）扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携砂能力；同时还有很