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郑州市农业路快速通道工程（雄鹰东路-金源东街）第二标段（京广铁路西侧K5+800.030-南阳路西侧K6+339.000)顶管施工专项施工方案编制： 审核： 批准： 中国铁路通信信号股份有限公司中国通号郑州市农业路快速通道工程项目部二一七年四月三日顶管施工专项施工方案编制依据：郑州市农业路快速通道工程（雄鹰东路-金源东街）第二标段（京广铁路西侧K5+800.030-南阳路西侧K6+339.000)施工图设计（第三册 排水工程）给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008给水排水构筑物施工及验收规范GBJ141-90一、工程概况本工程为郑州市农业路快速通道工程（雄鹰东路-金源东街）第二标段污水工程，该段道路分为农业路主线东段、农业路主线西段、嵩山路北段、嵩山路南段四个部分。根据规划，本工程采用雨污分流制。本标段为农业路主线东段，设计方案如下： 现状污水管与规划高架桥墩有冲突，按规划废除。 本段双侧新建污水管，设计管径为d800。北侧污水管在K6+330 处向南接入南侧污水管，之后向东排入四标设计污水管（d800)。1.1、地形地貌及地质情况1、地形地貌 地貌单元属于山前冲积郑州西部倾斜平原区，场地地形较为平坦，地貌较为单一。现状主要为居民生活区和铁路附属用地。2、地质条件根据钻探揭露及地质调查，地层由上而下分别为杂填土、粉土层组成。3、水文本工程场地沿线地下水为空隙潜水，场地内地下水埋深约10.019.0m，水位年变幅1.02.0m，主要受大气降水补给。4、地下水腐蚀性评价该场地地下水对普通混凝土结构无腐蚀性。1.2 施工组织安排本次设计污水检查井之间距离为60m-90m，由于采用人工掘进式顶管施工工艺，为保证施工质量，故在每个井位设置一个工作井，井距不大于60m的采用单向顶进，井距大于60m的采用双向顶进。每次顶进距离不大于60米，工作坑内的管道采用排管方式进行连接。二.施工人员及机械配备1、施工人员情况：负责本项工程施工的人员共计64人，分三个作业队：基坑作业队、顶管作业队、注浆作业队。1.1基坑作业队负责工作坑开挖、防护、弃土及工作坑设置等工序；1.2顶管作业队负责管道顶进，管内出土，接口处理；1.3注浆作业队负责管道外壁压浆处理。具体人员安排见下表：1.4计划共投入人员1、拟投入顶管人员数量表工种负责人拟投入人数（名）技术负责人1测量负责人1测量工1机械手2混凝土工5电工1顶进工6注浆工8杂工62、 主要施工机械：(详见下表) 主要设备配备表序号名称规格数量单位序号名称规格数量单位1顶管机YDG3005套7砂浆机1台2行灯368套8发电机3台3吊车25t1台9鼓风机6台4挖掘机CT3201台10水准仪1台5自卸汽车10t3台11经纬仪1台6压浆机1台三、施工工艺流程：施工准备测量放线施工降水工作坑制作设备安装(顶背、导轨、油顶安装) 管道顶进管壁压浆砌检查井闭水试验1、施工准备顶管施工前应，根据设计文件、施工环境、周围建筑物情况、水文地质情况以及工期安排做相应的施工准备，包括环境调查、顶进方法的选择，人员、材料和机械设备的组织安排，以及施工围挡、场地平整等几个部分。1.1调查准备工作顶管施工之前，应根据设计文件，对以下内容进行周密调查核对工作：a、施工地点的工程地质及水文地质情况：土壤种类及物理力学性质、地下水的高低和流量的大小。施工中，土的种类及物理力学性质直接影响顶进方法的选择，决定施工的难易程度及工程造价及施工进度，故此项调查在顶管施工中显得尤为重要，根据施工图纸和现场地质的实际调查，我标段采用人工挖土配合油顶顶进的方法。b、被顶进路线的地下障碍物调查：了解其用途、规格、位置、基础及使用情况，并与有关单位联系，定出相应的处理措施。比如，我标段东侧管线，调查中如果发现了燃气、电力、通讯和路灯等多条公配管线，如果这些管线在顶进路线附近，通过与设计单位和业主单位联系，协商后进行相应地改线处理，为顶管施工创造必要的施工条件。C、被顶进路线附近一段的交通状况调查：了解交通运输情况，并征得有关单位的同意，以便决定加固措施，以及工作坑的设置地点。1.2施工围挡施工前首先需进行合理的施工围挡。施工围挡应根据图纸和实际调查情况、综合考虑开挖宽度、材料和土方的堆放，交通疏解等因素后，以方便施工，减小施工对市民的干扰，营造良好的文明施工环境为目标，并征得交管部门同意后进行围挡施工。1.3场地平整为便于材料和机械的堆放，施工围挡后，应首先进行必要的场地平整，市政中多为将花坛中的花草树木移植，和施工场地内的道路沿石拆除。2、测量放线根据之前的调查，通过坐标计算和现场放样工作，复核污水顶管线路的高程和坐标，根据工作坑的形式定出工作坑的开挖线，在现场放出顶管的轴线，以便后序工程的开展。2.1主要是工作坑中心线的放样。工作坑的中心线与管道中心线一致，是顶进施工全过程的标准线。设置方法：在工作坑两侧定基坑（水泥钉），桩应距坑边不小于1.5m，以防止塌土埋桩。但我们实际操作是将点钉在坑边，这样便于工人操作，但是可能会因为护壁沉降导致基桩不准。基桩一定要保护好，竣工前不能移动或丢失，以便随时对顶管轴线进行复核校正。2.2设置水准点工作坑附近应设临时水准点，坑内设备安装完毕后，在坑内两端各设置一个临时水准点。水准点应妥善保护，竣工前切勿移动，便于施工中对顶管高程的控制。2.3在顶管过程中还要随时对顶进的轴线和高程进行复测。详细方法见后页顶管纠偏。2.4顶管施工平面布置示意图3、工作坑制作其包含开挖土方、护壁制作、导轨和顶背安装。根据实际情况，现场采用直槽时工作坑，工作坑的尺寸应满足施工要求，工作坑截面尺寸计算如下：（附图） 宽度=D+2a+2b+2c 式中： D-管道外径（宽度），0.98m； a-两侧操作空间，视工具而定，取0.8m。 b-板撑厚度，0.20m； c-排水沟及集水井宽度，0.7m；工作坑宽宽度不小于D=0.98+2x0.8+2x0.2+2x0.7=3.98m长度=L1+L2+L3+L4+L5式中：L1 - 工具管长度，0.5m； L2 - 管节长度，2.0m； L3 - 运土工作间长度，包括立铁，横铁，取1.0 m；L4 - 千斤顶长度，取0.8mL5 - 后背墙厚度，取0.5m 工作坑长度不小于0.5+2+1.0+0.8+0.5=4.8m本工程依照图纸设计采用直径6m钢筋混凝土工作井，满足以上要求 图32工作坑平、剖面示意图a、土方开挖主要采用人工开挖的方式。根据地质情况，我标段工作坑开挖深度范围内土质多为硬质黄土，稳定性较好，但适逢雨季施工，基坑护壁的质量好坏直接关系到顶管施工安全，故我们要求，施工队必须做好工作坑的防雨措施，工作坑施工完毕后四周必须砌筑50cm高的阻水墙，工作坑内在东北角设置一集水坑，如有流水进入坑内可立即采用水泵抽水，以保证护壁的整体性，抵抗主动土压力，保证施工安全。b、导轨和顶背安装导轨是顶进过程中的导向设备，安装的好坏将直接影响顶进的质量。故在安装导轨时要反复校测，使中线、高程、坡度务必符合设计和规范要求，规范规定d FxL2=1836x0.2=367 KN.M故该顶管工作坑后背稳定性满足施工要求。三、板撑支护计算书4米撑板，撑木计算假定土的重度r=18.9 KN/m3，土粒间摩擦角=22.3支撑结构：垂直挡土板（密板撑）水平挡土板圆撑木（上下间距1.5米，水平间距2.5米）（1） 水平挡土板抗弯强度计算（以下简称水平板）基坑在h=4.5米处对水平板的主动土压力PaPa= rhtg2（45-/2）=18.94.50.45=38.26KN/m2水平板选用规格:bd=3010cm,红松TC13B型板材。故在4.5米处作用在水平板上荷载为q1= Pabq1= 38.260.3=11.48 KN/m中层撑木水平间距为2.5米，上下间距1.5米共6根。故水平板承受的最大弯矩按两跨连续梁进行计算，跨距2.5米。Mmax=0.07q1L12=0.0711.482.52=5.02 KNm水平板截面抵抗矩W=1/6bd2W=1/60.30.12=510-4 m3水平板抗弯强度f= Mmax/W=5.02103/510-4=10MPa水平板抗弯强度设计值为fm=13MPa【建筑施工模板安全技术规范JGJ-2008页79】ffm，故水平挡土板材质及布置间距满足要求。（2） 垂直挡土板抗弯强度计算（以下简称垂直板）垂直板与水平板一致，选用规格:长度3米，宽度，厚度bd=3010cm, 红松TC13B型板材。撑木垂直间距h为1.5m，则垂直板上下两根撑木间的平均主动土压力按最深处土压力考虑。Pa= rhtg2（45-/2）=18.94.50.45=38.26KN/m2垂直板与水平板规格一致，所以作用在垂直板的均布荷载为q2q2= Pab=38.260.3=11.48 KN/m垂直板承受的最大弯矩按简支梁考虑。Mmax=1/8q2l12=1/811.481.52=3.23KNm垂直板截面抵抗矩W=1/6bd2W=1/60.30.12=510-4 m3垂直板抗弯强度f= Mmax/W=3.23103/510-4=6.4MPa垂直板顺纹抗弯强度设计值为fm=13MPa【建筑施工模板安全技术规范JGJ-2008页79】ffm，故垂直挡土板材质及布置间距满足要求。（3）撑木抗压强度计算支点反力计算撑木选用规格：l0=4m，d=0.2m的原木，材质为樟子松TC13B型木料。水平板在4.5m处主动土压力Pa=38.26KN/m2,撑木上下垂直间距为1.5米。故作用在水平板上荷载为q2= Pa1.5=57.4 KN/mRa=1/2q2L1=1/257.42.5=71.8 KN撑木长细比及轴心受压稳定系数计算=l0/i（-长细比；l0-撑木长度；i-撑木截面回转半径，i=d/4=0.05 ） =4/0.05=80 Ra=71.8KN故所选撑木的规格符合要求。34