市政施组_市政工程顶管施工组织设计

2024-11-28 3点热度 0人点赞

目 录

一、工程概况 3

二、主要工程量 3

三、主要工程措施及控制要点 3

3.1工作坑及顶进中的测量 3

3.2工作坑、接收坑施工 4

3.3顶管方法 8

3.4顶管推力计算 8

3.5护铁及顶铁 8

3.6基坑基础及导轨 8

3.7后背墙 9

3.8平台及起重架 10

3.9顶管平台下管 10

3.10工具管 10

3.11顶管洞门的开启 11

3.12管道顶进施工 11

四、施工质量保证措施 13

五、施工现场安全管理措施 17

六、文明施工及环保措施 18

七、应急预案 19

八、顶管穿越××河安全措施 19

九、附图表 19

一、工程概况:

    1. 本段顶管为通信管线套管,管线穿越××河。河底管上顶覆土1.7m左右,管材选用加重混凝土管,管径φ1750mm,顶管长度为66m。
    2. 地质情况,土质亚粘土,为保证工作坑的稳定性,坑壁支护采用锚喷支护。
    3. 计划工期,从进场日期起30天,施工用电,租用80KW发电机。
  1. 主要工程量

管道D=1750mm 66m

锚喷工作坑:8.2m×5m×10.6m 一座

锚喷接收坑:8.5m×2.7m×9.6m 一座

外运土方:1012.2m3

  1. 主要工程措施及控制要点

3.1工作坑及顶进中的测量

3.1.1 施工前须将管线的中线点及水准点引至工作坑附近,并作上标记。工作坑施工完成后,将地面管道中心桩用经纬仪(标称精度不低于6″)引入工作坑两侧坑壁上或支撑上,作为顶管中心的测量基线。

3.1.2将地面的临时水准点用水准仪(精度指标不低于3mm)引入工作坑的底部,每一个工作坑须设置三个水准点,选择不易碰撞及不遮挡测量的地方设置。

3.1.3工作坑的中心桩与水准点设置必须牢固可靠,要经常校对并保证准确。

3.1.4对中心桩设置可靠的延长桩,延长桩设置时采用2″经纬仪用正倒镜实施,结果采用归化法确定。管道中心桩位置,要考虑到后背或基础变形影响。

3.1.5检查、校对各种测量仪器及工具均经权威坚定部门检测,切在检测期内使用,凡不符和精度标准且过了检测期的绝对不许使用。

3.1.6每镐顶近300mm,每顶进一镐用经纬仪测设管中心线位置、水准仪测量流水面高程一次。下完一根管后用经纬仪及水准仪核测一次中心及管高程。每天做好现况地面沉降施测,早晚一次做好测量记录。

3.1.7全段顶完后,应在每个管节接口处测量其中心位置和高程,有错口时,应测出错口的高差。

3.2工作坑、接收坑施工

根据通信人孔结构尺寸确定顶管坑尺寸:

工作坑布置在北土城西路南辅路向南2.5米改线#3处

工作坑开挖尺寸: 8.2m×5m×10.6m

接收坑布置在河右堤改线#2号处

接收坑开挖尺寸: 8.5m×2.7m×9.6m

工作坑施工方法

工作坑采用C20砼锚喷,井壁厚度0.25m,锁口圈梁断面尺寸800mm×500mm,主筋为8根ф20钢筋,架立筋为Φ8@250。钢格栅主筋为4根ф20钢筋,蛇形筋为ф14钢筋。尺寸为25cm×20cm, 水平格栅间距为800mm,竖向格栅间距2000mm。竖向连接筋ф20,间距1m,挂ф6钢筋网150mm×150 mm。在工作坑锁口圈上口砌筑挡水墙240mm厚,高约700mm。(接收坑同顶管坑)

施工过程中应加强对喷射混凝土的控制

(1)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。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。

(2)施喷前的准备:喷射作业前应检查开挖断面尺寸、清除松动的浮石、土块和杂物,清除基脚下的堆积物,用高压风吹净;埋设控制喷射混凝土厚度的标志;作业区有足够的通风、照明装置;调整好喷射机的风压、水压,做好准备。

(3)喷射作业:喷射作业分段、分层进行,喷射顺序由下而上;喷射混凝土时,喷头与受喷面应保持垂直,喷头距受喷面距离不宜大于1m;喷射压力控制在0.12~0.15MPa,一次喷射厚度,侧壁约60~100mm,当分层喷射时,应在前一层喷射混凝土终凝后进行,若在终凝1小时后再进行喷射时,喷层表面应用风水清洗。喷嘴应避开格栅钢筋密集点,以免产生密积,对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,在0.40~0.45,此时喷层无干斑和滑移流淌现象,尽量减少喷射混凝土材料的回弹损失,严禁使用回弹料。喷射混凝土应加强喷水养护,以防风干裂口。

开挖时密切注意土体的稳定性,如发现异常,及时采取有效措施,确保施工安全

工作坑施工中应严格控制井壁厚度及垂直度,水平钢格栅安装完毕后,必须经质检人员检验合格后方可进行锚喷混凝土施工。

工作坑喷射混凝土检验标准

序号 检验部位

项目

允许偏差

(毫米)

检验频率 检验工具

方法

范围 点数
1 喷层厚度 不小于设计厚度 5米 4 用钢尺量
2 砼强度 不小于设计强度 每座 1组 喷模成型

标养

3 井底标高 -20,0 每座 5 用水准仪、塔尺
4 井身尺寸 0,+20 5米 4 用水准仪、塔尺

考虑工作坑的整体稳定性,在锁口圈梁下2m设第一道顶撑,顶撑采用219×6钢管,两边和锚喷墙预埋铁焊接,每隔2m设一道顶撑,共4道。

(4)格栅配筋计算

由于横向同一水平面所受荷载相同,均按水平格栅计算。将横向格栅简化成两端固结中间简支的连续梁。

Ea=0.5γH2k0=0.5×21×112×0.267=339.3KN/m2

Ea—最深处主动土压力

γ—土的容重

H—工作坑深度

k0—主动土压力系数

最大弯矩Mmax=0.077ql2=0.077×339.3×22=104.5KNm

q—最大荷载

L—计算荷载长度(竖向格栅间距)

按单筋计算格栅配筋:As=α1fcbhξ÷fy

as=M÷α1fcbh2=104.5×106÷1×14.3×250×2002=0.73

ξ=1-(2×0.73-1)0.5=0.32

As=1×14.3×200×250×0.32÷200=1146mm2

选用4根ф20钢筋截面积为314×4=1256mm2> As

5)坑壁锚喷墙面计算

锚喷护壁按照楼板模式计算,简化成2m×0.8m四边固定的楼板,荷载为339.3KN/m

M=339.3×0.82=27KN/m

W=M/σ=bd2/6=27/1.54=0.02m3

d=(6×0.02/2)0.5=0.24m

取锚喷护壁厚度为25cm

护壁配筋:

as=27/1×14.3×2000×8002=0.0015

ξ=1-(2×0.0015-1)0.5=0.0015

As=14.3×2000×800×0.0015÷250=137mm2

选用ф6@150, As=373>137 mm2

3.3顶管方法

顶管采用人工顶管施工方法

3.4顶管推力计算

  1. 设计管线管径为D=1750m,顶进距离最长为66m。

计算总顶力:P=n×G×L=3×2.83×66=560T

P-计算总顶力

G-管子单位长度管自重(T)

L-顶进总长度

n-土质系数,取3

由于顶距较长,为减小顶管过程中的摩擦力,宜采用管四周注入触变泥浆可减少顶力20%~30%。

故顶力为P=560×70%=392T

所以,根据计算和管子受力均匀两方面考虑,选用2台QYS320型的顶镐,其推力每台为320T。

3.5护铁及顶铁

由于顶进长度较大,护口铁根据顶进情况选择U型或圆形护铁,以确保管体安全,保护管子端面,使端面受力均匀。顶铁选用矩形端面顶铁,结构为槽钢和工字钢焊接成的型钢。根据具体情况,可选用U型,钢制顶柱,顶柱均被可靠固定在U型顶铁支架上,有效防止崩铁。在顶进过程中,顶铁与镐的行程长度配合传递顶力,在顶镐与管子之间陆续安放。

3.6、基坑基础及导轨

基坑基础采用150mm×150mm×3000mm枕木,间距600mm, 坡度与设计管道坡度一致。基坑导轨起导向作用,钢轨宜采用QU80的导轨,其高度为130mm,上顶宽度80mm。

两轨间距按下式计算:

A=A+a

A=2√(D-h-e)(h-e)

=2√(2.1-0.13-0.02)(0.13-0.02)

=0.93

式中A0-两导轨的中距(m)

A-两导轨上部的净距(m)

a-导轨的上顶宽度(m)

D-管外径(m)

h-导轨高度(m)

e-管外底距基础面的距离(一般为0.01~0.025 m)

实际操作过程中根据e值的高度变化进行调整。

3.7后背墙

后背墙为型钢、钢筋砼后背,钢筋砼厚0.5米,型钢厚度为40cm,宽度为4米,高度为2.4米地下埋深0.7米,前立两根40cm×40cm×200cm立铁。

后背每米宽度土壤的被动土压力(KN):

p=½rh²tan²(45º+φ/2)+2Chtan(45º+φ/2)

式中 r—土壤的容重(吨/立方米);

h—天然土壁后背的高度(米);

φ—土壤的内摩擦角(度);

C —土壤的粘聚力(吨/平方米);

P=½*2*11²* tan²(45º+28°/2)+2*10*1.92

=0.5*2*121*2.77+2*11*1.66

=372吨/米.

所以,此后背墙均满足使用要求。

3.8平台及起重架

出土及下管采用卷扬机,设5t卷扬机1台,2t卷扬机1台。安装平台作业时按照安全交底的要求选用材料。工作平台主梁采用40号工字钢,次梁采用30号工字钢,平台口尺寸为3.5m×2.0m,其余位置满铺方木及大板,主梁两端与工作井侧墙接地长度不少于2m。平台设不低于1米的防护栏,作业人员出入口设不低于1.2米的护身栏。起重采用4根φ159mm钢管组成,钢管壁厚12mm,长度7米,顶部穿杠采用70mm圆钢连接,圆钢两端,连接必须锁紧。支架做四道横拉杆。起重架底部焊接在平台横向放置的30号槽钢上,起重架底部支脚加肋焊接。

3.9顶管平台下管

管材在顶坑的一侧排放在两根平行立放的30#工字钢上,底部横铺150×150mm方木,间距500mm,方木用土填平实。下管时,工作平台上也平行立方两根30#工字钢,高度、宽度与排放管的工字钢相同并与其用钢夹板、螺栓相连一起,这样就可以人工向前滚动管材直至下管口,与起重架的大钩垂直起吊。起吊后将工字钢拆开向两边移动,让出下管口,就可以下管了。平台上的工字钢必须与主梁工字钢搭接,严禁悬空或探头,两侧要用钢管或方木卡固,并在上面焊钢挡板。

3.10工具管

工具管用12mm钢板制成圆弧形,长度1m,套在首节管前上方与管节固定在一起,工具管外焊 Φ25mm钢筋,前端制成尖形,间距5cm,出工具管长30cm。工具管内用12mm钢板焊肋,间距20cm,长度和工具管相等。

3.11顶管洞门的开启

根据管道中心、和高程,确定洞口的位置,先进行对管顶上方180°范围内的土壤加固(超前小导管),防止在开启洞门时管上顶塌方。洞口开启完成后,工具管顶入洞口。

3.12管道顶进施工

(1)、顶管施工工艺流程

测量控制 工作井施工 顶管设备安装 始顶 管道顶进 顶至终点处 回填加注水泥浆 设备拆除

a.检查起重设备:起重设备经常检查、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50厘米时,操作人员方可进前操作。

b.下管就位:第一节管子下到导轨上,测量管子中心及前端与后端的管底高程,确认安装合格后方可顶进施工。第一节管有工具管的作用,顶进方向与高程的准确,是保证整段顶管质量的关键。

(2)、管前挖土与顶进:管前挖土是控制管节顶进方向和高程、减少偏差的重要作业,是保证顶管质量及管上构筑物安全的关键。因此,管前挖土与顶进须严格按照以下规程操作:

  1. 管前挖土的长度:在一般顶管地段,土质良好,可超过管端30~50厘米,并随挖随顶。
  2. 顶进施工:顶进开始时,应缓慢进行,待各接触部位密合后,再按正常施工速度顶进。顶进中发现油路压力突然增高,应停止顶进,检查原因并经处理后方可继续顶进,回镐时,油路压力不得过大,速度不得过快。挖出的土要及时外运,及时顶进,使顶力限制在较小的范围内。

(3)、测量与校正

a.在顶第一节管时,以及在校正偏差过程中,测量间隔不能超过30厘米,保证管道入土的位置正确;管道进入土层后的正常顶进,测量间隔不能超过100厘米。

b.高程测量:用水准仪及小塔尺,根据工作坑内设置的水准点标高,测头一节管前端与后端管内底高程,以掌握头一节管子的走向趋势,测量后与工作坑内另一水准点闭合。

c.全段顶完后,在每个管节接口处测量其中心位置和高程,有错口时,测出错口高差,做好记录。

d.顶管误差校正是逐步进行的,形成误差后不可立即将已顶好的管子校正到位,应缓缓进行,使管子逐渐复位,不能猛纠硬调,以防产生相反的结果。

(4)、触变泥浆减阻施工

穿越××河顶管长度66m,为了减少顶进中的阻力,防止塌方,采用在管壁与土壁之间注入触变泥浆,形成泥浆套,减少管壁与土壁之间的摩擦阻力。触变泥浆除起润滑作用外,静置一定的时间泥浆固结,产生强度。

泥浆配比及注浆操作。同常规方法。按市政操作规程要求进行。为使泥浆能够达到较好的充满度,每2节管设一处注浆孔。每处在管顶部及水平直径两侧管壁开3个注浆孔(注浆孔的设置与管材生产厂家联系.在生产管材时将注浆孔预留好,孔径规格为φ50mm,从管体顶进10m至15m后开始注触变泥浆。随顶随注,注浆压力应达到0.2Mpa,以保证注浆饱满,确实起到润滑减阻作用。)

调浆设备:搅浆机及储罐

灌浆设备:注浆泵、输浆管

触变泥浆材料主要成分:膨润土、碱(碳酸钠)和水

触变泥浆的拌和和程序:

①将定量的水放入搅拌罐内,并取其中一部分水溶化碱;

②在搅拌过程中,将定量的膨润土徐徐加入搅拌罐内,搅拌均匀;

③将溶化的碱水倒入搅拌罐内(碱水必须在膨润土上搅拌均匀后加入再搅拌均匀,放置12h后即可使用。

触变泥浆使用时应注意事项:搅拌均匀的泥浆应静置后方可灌注,注浆孔在未下管之前用冲击钻成孔,每节管中间设一孔,环氧树脂埋固钢管。下管时将注浆孔放置斜上方,且前后两节的孔应错开布置。灌浆前,应注水检查灌浆设备,确认设备正常后方可灌注。灌浆压力可按0.1Mpa开始加压,在灌浆过程中再按实际情况调整。每次顶进同时灌浆,按灌浆孔断面位置的前后顺序进行依次进行,灌浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时,经处理后方可继续顶进。

四、施工质量保证措施

1、竣工测量测出各管口高程及水平位置的数据,入竣工资料。顶管施工外观质量标准检查项目规定如下:

(1)、目测直顺、无反坡、清洁、不积水、管节无裂缝。

(2)、顶管施工如遇塌方或超挖,土壁与管壁之间的空隙必须进行压浆、补实处理。

2、建立健全由项目经理统一管理的技术、质量、安全管理体系;

3、落实岗位责任制,在施工过程中做到各负其责,达到以工作质量保证工程质量的目的;

4、严格控制材料进货渠道,进场材料都必须有合格证,重要材料进场时施工、技术、质量负责人必须全部亲自到场检验,确定合格才可入场使用;

5、顶进施工时,顶进记录必须真实、清晰、完整。建立健全交接班制度。当交接班时,当班负责人必须向接班负责人交清记录,并说明在顶进操作中所出现、发现的问题及处理情况。

6、提高施工及操作人员的素质,加强在顶管施工中的动态管理。顶进施工必须认真执行施工方案及有关规定。

7、严格按设计要求与施工规范施工,及时收集施工资料。施工资料要做到真实、准确、及时。

附表一

顶管允许偏差

项 目 允许偏差

(mm)

检验频率 检验方法
范围 点数
1 中线 D<1500 ≤30 每节管 1 测量并检查记录
2 位移 D≥1500 ≤50
3

D<1500 +10

-20

每节管 1 水准仪测量
4 D≥1500 +20

-40

5 相邻

管间

错口

D<1500 ≤10 每个接口 1 用尺量
6 D≥1500 ≤20
7 对顶时管节错口 ≤30 对顶接口 1 用尺量

附表二

顶管工作坑允许偏差

序号 项 目 名 称 允 许 偏 差 检 验 频 率 检 验 方 法
范 围 点 数
1 工作坑每侧宽度、长度 不小于设计规定 每座 2 挂中线用尺量
2 后背 垂直度 0.1%H 1 用垂线与角尺
水平线与中心线的偏差 0.1%L 1
3 导轨 高程 +3,0 1 用水平仪测
中线位移 左3,右3 1 用经纬仪测

8.质量目标

工程质量保证达到设计要求,达到合格标准。

9. 工作坑拆除

9.1 拆除工作坑时按安全技术交底要求进行。拆除工作坑支撑时设专人指挥,自下而上逐层进行,并按安全技术交底要求及时回填。在下层完成填土前严禁拆除上一层支撑。

9.2 拆除工作坑支撑作业中,无关人员不得在坑内。

五、施工现场安全管理措施

1、安全生产目标:不发生重大事故,不倒塌、不中毒,认真贯彻“安全第一,预防为主”的原则,坚持管生产必须管安全的原则。

2、安全保证体系:施工现场的项目经理为安全生产的责任人,建立以项目经理为主,包括施工人员、安全员、技术员、班组长参加的现场安全管理小组,检查施工现场及班组安全制度的贯彻执行,并对违反人员进行处罚。

3、进场后,对工人进行安全教育,特殊工种和安全员须持证上岗。

4、施工现场的安全设施,必须齐全有效,不得随意拆除和改动。

5、施工区、生活区建立消防责任制度,要备足消防器具。

6、严格用民管理,电工持证上岗,现场采用三相五线制,供电系统,严格执行一机一闸一保护,各类电器必须安装漏电保护装置。

7、上下工作坑必须走安全梯,安全梯固定在支撑上,并设置扶手或护圈。严禁运输料斗乘人。

8、顶管作业必须执行交接班制度。

9、非机电人员不得从事机械、电气作业。

10、作业中必须明确联络信号及报警方法。

11、作业中传递工具、材料必须轻拿轻放,稳妥传递,严禁从坑上向下或者从坑下向下抛扔。

12、在顶管作业过程中必须按安全技术交底要求保护地下管线和构筑物,作业人员不得踩踏被保护的地下管线和构筑物。

13、作业面遇不明构筑物(管道)时立即停止作业,报告施工技术管理人员,经处理确认安全后方可继续作业。

六、文明施工及环保措施:

1、严格执行施工现场文明施工和环卫保护的管理制度。

2、施工范围要严格控制,不在范围以外,搭设、临设、停放机具、材料等。

3、施工范围内的土方要苫盖,施工作业面用硬式围挡搭建,围挡上策安装红色警示灯。

4、现场施工人员一律佩戴安全帽,非施工人员一律不得进入施工现场。

5、严格禁止生产、生活污水乱到乱放,防止污染施工环境和附近居民、单位的环境。

6、 防止粉尘

(1)施工现场道路实施撒水防尘措施,以确保道路不扬尘。

(2)粉尘材料采取封闭措施,运输时防止遗撒,飞扬。

(3)运输车辆不能装载过满,车帮顶部拍实,并覆盖苫布,以免沿路遗撒,进出场地设专人清洁车轮。

7、 防止噪音

采取降噪措施:空压机等采用防护棚隔离;夜间严格控制强噪音施工。

8、 交通安全

(1)施工现场设围栏,做到施工现场与社会严格区分,确保施工与社会的安全。施工时,做好道路交通疏导。

(2)施工道路沿线各出入口畅通,并设明显的标志,防止发生任何交通事故。

(3)施工人员穿越马路,注意来往车辆。

七、应急预案

针对工地实际情况,可能发生高空坠落、土方塌方、触电、擦伤等伤情,现场成立安全事故应急救援小组,小组由组长××负责,组员由××组成,并配备常用药品指定好救护用车辆。一旦发生安全事故,立即保护事故现场,及时上报事故情况,并迅速将伤员送至就近的医院救护。

八、顶管穿越××河安全措施

为确保通信管道移改(顶管)工程安全的穿越××河,在顶进前联系河湖管理部门,协商××河断水,使河水下降或干槽,即使有少量河水,在河中间打上围堰,使河水导向南侧,待管道顶到河中再把河水导向北侧,管道顶过河底后将河内围堰清除干净。

九、 附图、表

(1)项目部组织机构图

(2)质量保证体系图

(3)文明施工、环保、安全保证体系图

(4)施工机具设备配备表

(5)顶管工作坑支护示意图

(6)竖井剖面图

(7)竖井水平钢格栅总装图

(8)竖井布筋图

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