【2019年整理】顶管施工设计说明

顶管施工设计说明一、工程概况：本顶管工程为宣城市峡山路污水顶管工程，工程位于宣城市经济开发区，为DN1000钢筋砼管，管埋深约7.5—14.7米，顶管长度为112米，计划设Φ4.5米工作井1个，Φ3米接受井4个。根据所提供施工图及现场踏勘，顶管穿越的土层大部分为粘土夹角砾层，且地下水位低顶管所在图层均于地下稳定水位线上，因此综合考虑，顶管施工工艺采用手掘式顶管机既是非机械的开放式（或敞口式）顶管机，在施工时，采用手工的方法才破碎工作面的土层，破碎辅助工具主要有镐、锹以及冲击锤等。破碎下来的泥土或岩石通过专用运输车来输送。二、设计依据：1、根据踏勘及宣城地区经验，本工程设计岩土参数如下：粘土夹角砾，γ=19.9KN/M3，C=32KPa,ψ=28°.2、《顶管施工技术》人民教育出版社3、《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB∕T11836—1999）。4、《混凝土结构设计规范》（GB50010—2001）.5、《钢筋焊接及验收规范》（JGJ18—2003）。三、注意的材料的选用及要求1、钢材：“Φ”钢筋HPB235，“Φ”钢筋HRB335。2、水泥：强度不低于32.5MPa的普通硝酸盐水泥。3、沙子：中砂，含泥量不得大于3%。4、碎石：中碎。5、顶管材料DN1000钢筋砼管道112米，采用F型刚制承口的III级顶管专用管材，在钢套环内设楔形胶圈密封止水。未经事宜：按国家相关建筑材料规范执行。四、主要施工方案根据实际地层状况，在本着安全第一的基础上，经技术经济分析，本顶管工程的工作井和接收井采用圆形钢筋砼支护方式；顶管采用手掘式（或敞口式）顶管机，方案概述如下：4.1施工顺序总体施工顺序：顶管工作井、接收井施工→顶管施工→检查井及内管道施工→回填收尾。第一施工顺序为1#工作井→1#、2#、3#接收井。第二施工顺序为2#工作井→3#接收井、3#工作井。第三施工顺序为3#工作井→接受井。4.2工作井、接收井施工本工程共设3座工作井和4座接收井（见平面布置图），均采用钢筋砼支护工艺施工。工作井、接收井均采用逆做法施工，工作井、接受井芯内土的开挖方法采用：对于较软的土方采用人工使用铁锹、镐，对较硬的强风化、中风化岩采用空压机风镐等工具进行挖掘。芯内土的提升使用电动葫芦架提升，水平运输采用手推车运输至15米以外堆土处。（一）、施工方法：1、逆做法土方开挖及井壁施工：（1）、施工顺序、方法：逆作法施工顺序（2）基坑开挖在开挖前，由测量工根据图纸尺寸进行桩位测放，经校核无误后，用红砖砌出200mm高240mm厚护圈，并用醒目的红三角在护圈上标出十字线。经监理工程师认可的基坑开挖边线确认后，即可进行挖土工序的施工。采用人工从上至下逐层用镐、锹进行挖土，每层开挖深度1.1米。挖土顺序为先中间后周边。其尺寸允许偏差不超过30mm。按标出的十字线吊线检查空中位置和孔径，然后进行井壁钢筋绑扎、支定型钢模板和浇筑砼，循环作业至设计要求深度。为保证桩的垂直度，要求每挖一层，就应该核该中心位置及垂直度一次。测量放线定位检查桩位、标记第一次挖土1.1m立模板绑钢筋浇井壁混凝土挖下一段土1.10m立模板绑钢筋浇护壁混凝土挖土立模钢筋砼循环挖土至设计标高井内结构墙施工Ф14@200（3）钢筋绑扎钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、鳞锈等清理干净；钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋均应调直；预制构件中的主钢筋均采用对焊、焊接并按照有关规定抽样送检；钢筋接头应互相错开，并严格按照国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204—92）中的有关规定执行；现场钢筋绑扎时，其交叉点应用21#铁丝绑扎结实，必要时用电焊焊牢。钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定，保证钢筋设计间距。为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽验收。（4）立井筒内模和支架井壁模板采用加工好的定型钢模板，按井径分块拼装，安装之前应涂刷脱模剂，安装时用U型扣件连接及固定，沿模板底打短钢筋加固，拼装中留一道接缝夹一根Φ48钢管，以便拆模；必要时采用Φ48钢管加固支撑对顶。（5）浇捣井筒混凝土模板和支架工序完成后，必须经监理工程师进行验收。验收合格后，方可进行混凝土的浇捣。为缩短施工工期和保证工程质量，采用泵送商品混凝土可将输送管的软管支架放入浇捣段，距离浇捣面1米左右，保证混凝土不离析。混凝土浇捣前应严格检查各种预留孔、预留管和预埋件的位置和几何尺寸，严禁漏放和错放。混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，振捣棒插入时应离开钢筋，但应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生。混凝土在振捣时应注意和随时检查模板受力和钢筋受力的情况，防止模板因混凝土振捣的原因而跑模。在混凝土浇捣过程中，还应做好混凝土的试块工作，保证质保资料的完善。（6）养护和拆模混凝土浇捣完成后应及时养护，养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法。在养护过程中，对混凝土表面需浇水湿润，严禁用水泵喷射而破坏混凝土。养护时应确保混凝土表面不发白，至少养护5天以上。养护期内，不得在混凝土表面加压、冲击及污染。在拆模时，应注意时间和顺序。拆模时间控制在混凝土浇捣后的2~3天内进行，过早或过晚的拆模对混凝土的养护都是不利的；拆模顺序一般是先上后下，小心谨慎，以免对混凝土表面造成破坏。（7)以上工序循环施工至底部。（8）封砌预留孔严格按照设计图纸的要求，设置和封砌各种预留孔。井点安装及降水（9）绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土在封砌砼完成后，就可在其上绑扎底板钢筋。钢筋在绑扎时，应保证底板钢筋的连接、上下两层钢筋的间距。底板混凝土浇捣完成后应及时养护，确保其表面不露白，并应防止阳光及温度的剧烈变化，以免底板出现收缩裂缝，影响井的施工质量和使用功能。在浇筑砼之前，先沿顶进得方向平行预埋轨道（30钢轨制作），作为顶管导向用。（10）绑扎钢筋、浇捣后背混凝土然后施工后背墙，后墙高度尺寸2.5米，配筋形式为双层双向钢筋，横向为Φ16@150mm，纵向配筋为Φ16@150mm。（二）逆作法施工安全防护措施在开工前，将现场踏勘情况进行分析，研究，设计安全、文明施工措施，具体措施如下：1、要保持现状的交通，采用独个桩孔围护施工，采用封闭式施工，每个井口用护栏独立围护，并设置工作门，工作门专门给作业工人及机械出入，以及做进口出料。2、护横杆采用Φ60钢管@600mm，立杆采用Φ60钢管@2500mm，每支立杆用Φ60钢管以60°支撑，并采用膨胀螺丝机电弧焊焊接固定。高度为2.2m，栏板采用胶合板，并挂安全标示牌。栏板下用砂灰砖砌400mm高120厚。3、交叉路口部分井口，设专人指挥交通，确保施工生产安全。4、挖井时，采用独节进深方法施工，每一节深度为900mm，在地质较差部分，每节深度应为300~500mm，每挖一节后应立即浇灌混凝土井壁。地面节浇灌混凝土井壁应高于地面0.3mm，地面水才不会流入井内和地面上的杂物、泥土掉落井内，确保井下工作人员的安全。5、井下施工采用安全行灯照明，电压不高于36伏，供电给井下的用电设备的线路必须加装漏电保护设置。6、开挖井口2米范围内严禁堆放杂物，井口和四周围要装设护栏栅，井周围平台上发现有杂物要及时清除。7、井深挖至操作人员高度时，在距挖土面2米处设置安全保护挡板，吊筒上下时，井下人员应避于护板下，护板位置应随孔深增加，随作业面下移，在孔内上下递物和工具是严禁抛和下吊，必须严格用吊索系牢，孔口应设置活动安全板盖，下班后必须盖好盖板，并安全示警灯。8、吊桶上下要扶正、牢固，并在摇动不大的情况下起吊或下放、吊桶沟的保险装置必须完好、牢固、吊桶内不装满，防止砂、石坠落伤人。9、注意事项：（1）进入施工现场的人员不准赤脚或穿拖鞋，必须带好安全帽，上下井必须扎好安全带。（2）井挖深至4米以下，需用可燃气体测定机，检查孔内是否有沼气，应立即妥善处理后，方可下井作业。（3）下井前应对井内气体抽样或放小动物检查孔内是否存在有害气体，若发现有害气体含量超过允许值时，应将有害气体排出后，并不在产生毒气时，方可下井作业。（4）上班前采用鼓风机向井底送风，必要时（井底过深）应适当送氧气，然后再下井作业。在作业过程中，应保持通风。（5）井上、井下人员必须随时保持有效、可靠的联系，每井节放一条软梯供施工人员从井上至井底用。严禁用手脚爬踩孔壁或乘吊渣桶上下。（6）井下工作人员应穿绝缘鞋，戴绝缘手套，以免漏电伤人。10、井下作业必须在交接班前或终止当天当班作业时，用手钻或不小于直径16mm钢钎对孔下作业不少于三点的品字形查探，正常作业时，应每挖深500mm检查一次，待无异常情况时，方可继续下挖。11、作好单井开挖、成型、井壁、井底岩层（土层）等有关技术资料的记录和汇总。12、挖井过程中如遇意外，急需进行安全抢救或技术处理时，必须严密组织急救工作，要有相应的技术安全措施。13、井口上电路的电缆必须架高2.0M以上，严禁拖地或埋入土中。引进井孔内的电缆、电线必须有防磨、防潮、防断等的防护措施。14、施工用电必须一孔一个箱。15、施工作业照明应采取安全矿灯或12V以下的安全工作灯，并应遵守《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的规定。16、坚持安全检查制度。规定每月由项目安质部长牵头对工地进行两次安全检查，安质部要不定期地组织人员进行检查，专职安全员必须天天检查。对检查出的问题、隐患要做好文字记录，并落实到人，限期整改完毕，对危及人身安全的险情，必须立即整改。对每项要整改的问题整改完毕后都要由安全员进行验证。我公司组织每月一次的安全、消防、文明施工大检查，对工地安全状况进行监督。4.3顶管工程施工（1）、顶进设备选型及安装主顶千斤顶：它是顶进系统中的主要设备。为安全起见，顶力设备配置要小，以利间距平行顶进。根据顶力估算，顶管主站拟配备（BZ32∕25型）2000KN油压千斤顶，按左右对称布置。主油缸的油压由电动油泵供给，千斤顶行程1000mm。其他设备：包括导轨、千斤顶台架、顶铁、分压环、后承压壁、操作平台、爬梯等。（如图）当工作井底板完成后，设置好安全围栏和爬梯，然后由工作井边的起重机将上述设备吊入井内按要求的精度安装（2）、井地面设备选型及布置气压系统：包括空压机、空气过滤器、贮气罐、气压管路、单向阀、调压阀、气压表、安全阀等。该系统除了向机头气压舱提供压缩空气外、亦为管道内提供通风。本工程顶管工作井拟配置1台6.0㎥空气压缩机。为防止空压机的噪音，拟采用噪音较小的电动空压机，并安装在双壁隔音集装箱内。液压系统：包括高压油泵、控制阀、溢流阀和油管油箱等，其作用是对主顶千斤顶和机头纠偏千斤顶组提供压力油。本工程配置一套液压系统，高压油泵为31.5Mpa。油泵流量18L∕min。压浆系统：包括泥浆池、搅拌机、注浆泵、管道及各种闸阀等。起重设备：该设备以考虑吊装单节DN1000砼管为主，单节管子自重约1.6t，选用3t单轨葫芦吊。（3）管前挖土管前挖土是控制节顶方向和高程、减少偏差和重要工作，是包证顶管质量及管上构筑物安装的关键。（4）下管挖土之前应先下管，并做好以下几项工作：a、检查管子下管前应对管子进行外观检查，主要检查管子有无破损及纵向裂缝：端面要平直;管壁无坑陷或鼓泡，管壁应光洁。检查合格后的管子方可用起重设备吊到工作坑的导轨上就位。b、检查起重设备起重设备以检查、试吊，确认安全可靠方可下管。下管时工作坑内严禁站人。当距导轨小于50cm时，操作人员方可进行前工作。c、管子就位第一节管子放到导轨上，测量管子中心前端及后端的管底高程，确认安装合格后方可顶进。第一节管子作为工具管，顶进方向与高程的准确，是保证整段顶管质量的关键。因此，必须认真对待此项工作。（5）管前挖土的长度控制可程进度，每班两个人，轮流开挖。土方可在管内才用电瓶车进行，也可采用人力斗车进行运输。土方在工作坑采用电动葫芦进行垂直运输。在一般地段，土质较好，挖土可超挖30-50cm，并随挖随顶。（6）管子周围超挖的控制在不允许土下沉的顶地段（如上