专项顶管施工方案

顶管施工专项方案第一章编制依据1.1本工程的招投标、工程施工合同及设计文件等有关文件。1.1.2国家建设委员颁发的有关市政规程，安全及文明施工文件;1.1.3本公司有关施工、施工质量、安全生产、技术管理等文件。1.2本工程采用的施工技术标准、规范和验评标准1.2.1《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；1.2.2《市政道路工程质量检验评定标准》CJJ1-90；1.2.3《混凝土质量控制标准》GB50164-92；1.2.4《地下工程设计施工手册》中国建筑工业出版社，2001版；1.2.5城市道路路基工程施工及验收规范CJJ44-91。第二章工程概况2.1工程简介1、本次设计污水管线过路且过路挖深较深，所以在此段采用顶管施工。2、本工程共设置2座工作井，工作井(圆井）内径为4.5米。本工程设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度，工程管材采用Ⅲ级管。按照相关文件的要求，特编制本顶管专项施工方案。2.2场地工程地质情况根据勘察报告反映，顶管段地质情况较为复杂，局部存在地下障碍物，管线主要在粉质粘性土中穿过，局部穿越回填杂填土，根据地质和现场穿越道路等实际情况，此段顶管采用手掘式机械顶管，以利于在遇到回填树根，石块，砖头等特殊情况时，采用人工凿除。2.2.1场地：由于施工场地是在城市干道边，华府建筑工地内，施工运输车辆多、作业人员流动大、场地狭窄。所以要切实做好交通疏导、现场安全和文明施工工作。施工前做好各种宣传和教育工作，施工中加强对安全施工的监控力度，最低对周边环境的影响。2.2.2.施工配合：顶管作业需24小时连续施工（夜间施工）需要有关单位的配合和支持，并做好顶管顶进的施工记录，内容要准确完整。2.2.3砼管材要进场合格证并能满足砼抗压、抗渗强度要求，需做好管材采购计划。2.2.4.工作井位周边设置工程施工所需机具，要严格围挡和做好夜间照明。第三章施工前期准备3.1施工便道及交通组织本工程位于阜阳北路往西，涡阳路北之间路段，施工期间需要根据施工沿线交通情况，在确保安全条件下组织好交通疏解，进行工程施工，同时将顶管施工对道路交通造成的影响程度降到最小，尽可能减少对主线交通的干扰，由于施工工期紧，跟市政，城管，交管部门协调需要时间，同时DN400PE拉管需要破除路面与修复路面等，为了在最短的时间内完成本次施工，我方准备把DN400拉管同时改成DN800顶管，这样就可以在跟各部门协调与破除路面，修复路面节约很多时间，因此不会耽误计划工期，总体费用不会增加，把协调的费用来填补顶管的费用，基本吃平，而我方只需要堵水，排水，截流等措施就可以了，这样既可以达到完成工期，也可以不影响涡阳路的交通，所以我公司准备两个工作井同时施工。3.2施工用电采用附近建筑区的供电系统提供顶管施工、照明用电，同时为保证施工顺利进行，现场用1台发电机(50)供顶管施工应急使用。3.3施工用水根据本工程特点，施工用水主要由附近供水系统接入。3.4预制场、堆料场砂浆全部采用自拌，工地设置、机械、材料等工作场地。3.5临时设施综合现场的具体情况，本工程在工作井附近设置顶管配套设备、机械、材料等工作场地。3.6施工技术准备3.6.1认真组织和落实主要工程技术人员，熟悉施工图，领会设计意图，阅读建设单位述及的规定、要求和参照标准。工程开工前，为设计交底和图纸交底做好充足的准备，将不清或不明的问题汇总会知业主、监理人员，以便及时解决。3.6.2做好定位点控制，以便施工放样时用。并按业主提供的水准点，沿线自引，施工中经常进行校核。3.6．3对施工范围内的地下管线和架空线，管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，应由业主提供，项目部进行实地详细调查情况以作保护措施。3.6．4进行施工测量和现场（工作井、接收井和顶进轴线）放线工作。3.7机械、材料进场准备3.7.1合理调配资金，按照材料及机械计划分批进场。3.7.2根据顶进长度，计算所需的各类管线（进水、排泥和电缆等）的长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。第四章施工部署4.1管理组织架构为保证工程能按质量、、按安全、按期完成，强化施工现场的组织管理工作。项目部组织架构如下:项目负责：技术负责人：质检员：施工员:测量员：机电员：材料员：井体施工队顶管施工队安全员：图4.1工程项目管理架构4.2顶管工艺流程图管道工作井施工测量放样施工准备基坑开挖工作井结构顶进设备安装轨道安放后座顶板安装后座千斤顶安装洞口止水装置安装掘进机井内就位掘进机试运行掘进机穿墙后座千斤顶顶进出泥准备管道顶进偏差测量泥水出土轴线控制第五章主要施工方法第一节砖砌工作井、接收井施工本工程顶管工作井、接收井均采用砖砌井施工。5．1.1、工作井设计砖砌工作井应由设计确定，此据工作经验确定，圆形工作井内径4.5m，壁厚0.24米，井深从涡阳路中下去约4.5米，管道直接顶至涡阳路现有的雨水井中。5．1.2、工作井砌筑施工流程1、制作工艺流程：场地整平——放线——夯实基底——抄平放线验线铺砂垫层——铺砂浆——开始砌砖2、回填四周空隙地方工艺流程：准备回填工作井——人工回填1米深，——挖机回填——观测——压实——回填至操作井面。第二节顶管施工1、设备选择根据《岩土工程勘察报告》，本工程顶管施工选用人工掘进式顶进施工法。1）、顶管工程力学参数确定顶进纠偏砼管拼装接口检验砼管进场验收砼管顶进结束顶管道受的阻力，包括工具管切土正压力和管壁摩擦阻力。根据设计图纸得知，距离较短，在考虑了安全系数的前提下最大控制顶力为200吨。考虑到地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取２倍能力储备，设备顶进能力应达到400吨，采用2个200吨的千斤顶可大大满足要求。2）、顶进设备的选用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。千斤顶是掘进顶管的主要设备，考虑到为避免千斤顶故障而影响工程进度，故采用两套设备。千斤顶在工作坑内的布置采用两台并列式，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力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，顶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1/4～1/5处为宜。高压油泵由电动机带动油泵工作，选用额定压力为62Mpa的ZB-320塞泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程。顶铁是传递和分散顶力的设备。要求它能承受顶压力而变形，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。本工程采用U形顶铁形式。工作坑上设活动式工作平台，平台用30号工字钢梁。工作坑井口处安装滑动平台，作为下管及出土使用。在工作平台上设直重架，上装电动行车，其起重量应大于管子重量。后座油缸连接板油缸导轨刚性顶铁顶铁环形顶铁穿墙止水顶进设备布置图2、进出洞口措施顶管顺利进出洞是顶管成功的基础，我们考虑到土质条件，提出以下进出洞口措施：1）沉井时如造成洞口周围地基塌陷，应进行回填粘土压密加固，必要时加以井点降水疏干土体水分。2）为使出洞口在施工中不发生泥水流失，洞口止水装置必须良好，必须做到：止水胶圈安装平整牢固，水密性良好;止水胶圈安装位置必须与管道在同一轴线。3）为了确保工具管安全进出洞，尽量避免泥水流失，造成地面塌陷，在必要时，我们可以对洞口外的土体采取压密注浆进行加固。3、管道外围压注触变泥浆减摩为了减小管道外壁的摩阻力，必须在管道外围压注触变泥浆。触变泥浆压注力和耗量：触变泥浆的压注力应与注入土层的土体压基本相当或略大，而触变泥浆的耗量亦应略大于或等于地层土体的损失量。触变泥浆的配比及拌制：1）根据以往施工经验及多次试验，采取成品膨润土的配合比如下：膨润土:水:碱=100:614:2.0(重量比)2）泥浆的拌制要均匀。首先将定量的水放入拌和桶内，开动拌和机徐徐投入膨润土，拌和2-3分钟，继续搅拌7-8分钟，即成泥浆。制成的泥浆排放入贮浆池内贮存12小时，使膨润土、水、碱发生置换作用，形成稳定性良好，且有一定粘度的泥浆，使用时用泵压至管道外围。为了防止贮浆池内泥浆离析，应间歇地对贮浆池内泥浆进行搅拌。3）触变泥浆的压注方法：采用在顶管工具管压浆、中继环补浆的方法，对工具管压浆要与顶进同步，以迅速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好的膨润土泥浆层。中继站补浆是在已有泥浆层的基础上改善泥浆层，补充其损失量。工具管尾部第一压浆孔后的10m处设置第一道补浆孔，此后每隔6m通过管节上的补浆孔补浆，以保证管道处围空隙充满触变泥浆，补浆始终要坚持从后向前补压和及时补浆的原则。对于各层土质，特别在夹砂土层施工时根据其渗透系数充分考虑泥浆的损失，调整注浆压力和注浆量。4)泥浆的置换：每段管道顶进完成后，立即用2:1水泥浆将泥浆置换出来，以确保管道外围土体有足够的支撑和减少渗漏水。4、顶管推进1）最大允许推顶力顶管中推顶力不仅受设备的制约，而且受工作井后靠土体稳定的允许反力和管材轴向承压力的限制，因此在顶管施工中允许推顶力应受诸多因素中的最小允许承载力来决定。2）中继站的设置顶管施工中，顶管中继站的设置与顶管允许推顶力有关，管道的顶进总阻力由掘进机的正面阻力和管道外壁的摩阻力组成。以顶距较长WY69工作井至猪市河为例进行顶力计算：R=N+F=462.3+3768=4230.3KNN=1/4×π×D2×Pt=1/4*π*1.22*409=462.3KN式中R——计算的总顶力（KN）；D——管道的外径，D=1.0m；Pt——机头以上1/3D处的被动土压力，Pt=r×（H+2/3×D）×tg2（450+φ/2）=19.3*（11.5+2/3*1.2）*tg2（450+15.4/2）=409KNH——管道顶部以上覆土层的厚度平均11.5m；r——管道所处土层的重力密度，查地质资料可得19.3KN/m3；φ——管道所处土层的内摩擦角15.4度；L——管道计算顶进长度；F——顶进时，采用压密注浆管道表面与其周围土层之间的摩阻力F=f×π×D×L=5*π*1.0*200=3768KN由于采用注浆工艺，取f=5KN/m2根据计算结果可知，不能满足顶进的需要，因此要设中继站。中继环位置计算：允许推顶力/顶管总阻力＞1.2，1.2为顶进安全系数即3000/N+F＞1.2经计算得：L=16.64米，取L=16.64米。5、管材和接口管材采购专业厂家生产的管材，进场时按规范进行验收，不合格品予以清除。按管前再次检查管子接口的槽口尺寸，橡胶圈和衬板的外观和质地。确认合格后方可使用。接管时可在接口外均匀涂上抹薄层硅油等橡胶无腐蚀性的润滑材料以减小摩阻力，承插接管时加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外，顶管结束后要按设计要求对管接口进行处理。6、顶管工施工顶管施工质量的好坏与设备安装的精确度有直接的关系。安装前，应根据已知的控制点、标高，准确无误地测放出进出洞口的标高和顶管的轴线，并依此测放设备和安装位置。导轨、千斤顶支架、靠背等设备必须安放准确牢固，以保证顶管的顺利进行。顶进：A、工具管进洞：开始顶进前，必须对所有设备进行全面检查，并经过试运转无故障后，方可开门进洞。开始顶进前，先在洞口安装好止水装置，然后拆除砖封门，随即推进工具管入洞。工具管进洞时，严格控制顶进偏差，10m以内中心偏差不得大于0.3cm，高低偏差宜抛高0-0.3cm。若达到上述要求，应拉出工具管，作第二次进洞。B、顶进：顶进操作工艺流程：C、安装管节：管节安装前认真检查，确认质量合格后方可使用。管道接口为“F-C”形接口。安装管节前，应先安装止水胶圈，在管节端面粘贴好松木衬垫，再将管节吊放在轨道上稳好，使管节插口端对正前管的承口中心，缓缓顶入，直至两个管节端面密贴衬垫，并检查接口密封胶圈及衬垫是否良好，如发现损坏，应重新安装，确认完好后方可布置顶铁D、工作面工艺：顶进管节的方向和标高控制，主要取决于挖土操作，顶管工作面上的挖土质量不仅影响顶进效率，更重要的是影响质量控制。因此，熟练的操作工是重要的技术力量。E、顶进：顶进施工，应严格控制前5m管道的顶进偏差，其左右及高程偏差均不能超过3cm，在顶