资源描述
目 录
一、编制依据 4
二、工程概况 4
三、顶管工作坑 6
3.1工作坑平面布置 6
3.2工作坑尺寸计算 6
3.3基坑开挖 7
3.4锚喷支护体系 8
3.5工作坑设备 14
四、顶进作业 19
4.1测量方案 19
4.2下管就位 20
4.3顶进 20
4.4触变泥浆减阻 21
4.5纠偏 22
4.6.顶管的接口 23
4.7注浆加固 24
五、施工部署 25
5.1施工计划及施工顺序 25
5.2组织机构 25
5.3施工临时用电 25
5.4施工临时用水 25
5.5劳动力配置 25
5.6机械设备计划 25
六、施工监测 26
6.1顶管对道路的影响 26
6.2 监控量测 27
6.3人工巡视 30
七、质量保证措施 30
7.1质量目标:工程质量合格。 30
7.2质量保证体系 30
7.3质量标准 30
7.4质量保证措施 31
八、安全保证措施 32
8.1安全保证体系 32
8.2安全防护措施 32
8.3临时用电措施 32
九、应急救援措施 33
十、文明施工及环境保护措施 35
10.1文明施工具体措施 35
10.2环境保护措施 36
附图一:组织机构图 38
附表二:质量保证体系框图 39
附表三:安全管理体系框图: 40
附表四:圈梁断面图 41
附表五:网片加工图 42
附表六:工作坑断面图 43
附表七:格栅详图 44
附表八:工作坑底板配筋图 45
一、编制依据1、依据
关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知建质[2009]87号
北京市实施〈危险性较大的分部分项工程安全管理办法〉规定(京建施[2009]841号)
编制安全专项施工方案并按规定进行论证;
2、地质勘查报告:,各层土质如何划分,地下水情况,有无地埋管线,应具体描述,如包含应采取针对性技术及安全措施,地上构筑物
建质[2009]87号
国家和北京市颁布的相关施工技术和试验检测规范规程、质量检验评定标准及法规文件。
《工程测量规范》GB50026—2007
《施工现场临时用电安全技术规程》JGJ46-2014目前仍执行2005版标准
《北京市市政基础设施工程暗挖施工安全技术规》DBJ01-87-2005
《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
《市政基础设施工程资料管理规程》DBJ01-71-2003执行新标准DB11/T808-2011
《市政基础设施工程质量检验与验收统一标准》DBJ01-90-2004市政基础设施工程质量检验与验收标注(DB11/1070-2014)
《北京市给水排水管道工程施工技术规程》DBJ01-47-2000
《给水排水管道工程施工及验收规范》DBJ50268-2008
《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086-2015
《排水管(渠)工程施工质量检验标准》DBJ01-90-2000DB11/1071-2014
二、工程概况
本工程位于北京市海淀区香山路正蓝旗甲一号院,国管局西山服务局西区2号楼至接待楼。
本方案竖井采用钢格栅+挂网锚喷混凝土+钢支撑,顶管采用人工顶管。
顶管管线自西北向东南60米,自北向南12米,东西长48米,工作坑为2座,共设计检查井3座。其中中间转换井地面标高与2号楼周边地面标高经测量相差3.5m,因顶管工艺倾斜度控制在1‰,故2号楼处后期检查井深度为7m深。
现场总平面图
三、顶管工作坑及检查井
3.1工作坑平面布置
顶管管线自西北向东南60米,自北向南12米,共设计检查井3座。管线埋深为6m。此段管线均为直线,并无折角。
3.2工作坑尺寸计算
3.2.1工作坑尺寸计算
=2.4+1.2*2+0.2*2=4.9m 取5m;
=0.3+2.5+1.+1+0.2=5m 取5m
式中:
-工作坑的底部开挖宽度;
-管外径(m);
-管两侧操作空间(m),一般为每侧1.2~1.6m;
-撑板厚度(m),一般采用0.3m;
-工作坑的底部开挖长度(m);
-稳管时,已顶进的管节留在导轨上的最小长度(m),一般为0.3m~0.6m;
-管节长度(m);
-出土工作间长度(m);
-顶镐机长度(m);
-后背墙的厚度(m);
故一般工作坑尺寸为B*L=5*6m。
计算为顶管所需净尺寸。
3.2.3工作坑汇总
5.0m*5.0m工作坑2座(分别位于中部和2号楼处),4.0m*4.0m接收井1座(位于接待楼处)。
3.3基坑开挖
基坑土方施工根据基坑的结构尺寸和深度。严格按照施工规范进行施工,施工中注意如下几点:
⑴基坑遵循对角开挖的原则,分层开挖要及时进行支撑,遇土质情况较差地段要随挖随支护,工序要连续紧凑。
⑵基坑开挖过程中严格控制其深度,不得超挖。
⑶土方开挖采用四脚架利用卷扬出土,开挖土方采用对角开挖,每次开挖深度不超过50cm,随挖随支护。开挖出的土方集中存放于存土场,以备回填及路基工程使用。
⑷基坑在地面设置防雨棚,防雨棚采用帆布;井口周围设防汛墙,防汛墙采用30*24cm砖砌;安全护栏采用1.5m钢管护栏。
3.4锚喷支护体系
工作坑工艺及大样图以最深3.5m(管径1.5m,上部2m)尺寸5*5m工作坑描述,其余深度、尺寸工作坑工艺做法相同。具体详见附图1:支护示意图。
3.4.1竖井施工工艺流程
开挖竖井圈梁土方→绑扎圈梁钢筋→支立模板→浇筑圈梁砼→开挖竖井土方→安装钢格栅→喷射砼→加临时支撑→竖井底板。
3.4.2圈梁
圈梁采用宽600mm高400mm的形式,圈梁采用12Φ18为主筋,φ10@200双肢箍筋,保护层厚度为50mm,混凝土强度等级C25。为了下部钢架能与锁口圈梁连接,锁口圈梁向下预留钢筋接头,方法是在圈梁槽底向下打孔,竖向插入800mm长Φ18@500钢筋,水平间距1m。预留钢筋锚入锁口圈长度为350mm。
圈梁支模方式采用组合钢模进行施工。
3.4.3土方开挖
当工作坑圈梁强度满足要求后即可开挖土方,土方开挖采用四脚架利用卷扬出土,开挖土方采用对角开挖,每次开挖深度不超过50cm,每次开挖深度需保证与每榀架最底端高度一致,待每次锚喷的混凝土强度达到70﹪后,方可继续向下开挖。开挖出的土方集中存放于存土场,以备回填及路基工程使用。
3.4.4钢格栅安装
槽壁采用格栅挂钢筋网片倒挂逆作法,对角分层开挖,每层开挖深度不超过500mm,分层锚喷混凝土进行支护,槽壁为厚250mm的C20锚喷混凝土。每榀格栅截面尺寸为180mm×180mm,钢格栅4根主筋采用Φ18钢筋,格栅上下中心间距为500mm,钢格栅水平拼接采用100*80*10mm角钢Φ18螺栓连接,主筋与角钢所有焊缝均采用满焊,焊缝高度不得小于8mm,主筋帮接300mm,格栅连接节点竖向应错开,连接节点不得位于同一平面内。竖向用Φ20钢筋连接单面搭接焊,搭接长度不小于200mm,水平间距为1m。沿格栅中心线隔榀设置φ32锁脚锚杆,长度为3m,水平间距1m,隔榀设置。钢格栅内外侧挂φ6.5@100mm钢筋网片,注意各网片相互搭接尺寸并焊接牢固。钢格栅上层下层设置Φ12八字筋,立面内外层设置Φ12蹬筋,具体尺寸详见大样图。
钢格栅质量标准:
①格栅水平梁钢骨架安装前进行试拼合格,格栅钢架拼装允许误差:周边拼装允许偏差:630mm;平面翘曲:小于20mm。
②土方开挖至设计高程后即进行格栅钢架安装,采用钢尺、水准仪排设格栅钢架水平位置,安装时要求横平竖直。
③100mm×100mm网片在竖井内壁安装时与上下格栅水平梁钢筋骨架点焊固定为一体或。
3.4.5护壁锚喷
开挖时采用对称开挖方式,每榀一循环,严禁超挖,喷射砼设计强度等级为C20,中粗砂、砂石(粒径在0.5~1.0cm),配比为水泥(P.O.42.5):砂子:砂石=1:2:2,速凝剂掺量为水泥重量的6%,水泥、砂子、砂石和速凝剂采用人工搅拌,混合料要随拌随用禁止现场搅拌,采用预拌混凝土
,不掺速凝剂的干料其存放时间不应超过45分钟,拌料用专门制作的料斗量取,以保证混凝土配比的准确性,同时做试块,以备检验。喷射机安装好后,先注水、通风、清除管道内杂物,保证上料连续,严格按施工配合比配料。
喷射作业应分层,分片分段依次进行,喷射顺序应自下向上,沿水平方向螺旋式移动,回旋直径应为300mm左右,一圈压半圈,一次喷射厚度不得大于100mm,分三层喷满,每次喷1m,不得在一处堆积,要求喷射密实不得露筋,锚喷厚度不得小于300mm。喷射前必须穿雨衣,带胶皮手套,戴防护眼镜和防尘口罩,喷射前必须检查设备,材料是否齐全完好。喷射时管道不准有死弯,非操作人员不得在附近停留,喷枪在任何情况下严禁对人。喷射机司机必须做到开始时先送风,再开机,再供料,结束时应待料喷完后再关风。向喷射机供料应连续均匀,机器正常运转时,料具内应保持有足够的料,喷射机的工作风压满足喷头处的压力在0.1Mpa左右,喷射作业完毕或因故中断时必须把喷射机和运料管内的积料清理干净。锚喷时先对角锚喷,再锚喷中间部分,每一步喷锚混凝土完毕,当检验强度达到5Mpa时,方可进行下一步施工。
喷射施工操作遵守以下规定:喷射时经常保持喷头有良好的工作性能;喷头与受喷面保持垂直,保持在0.6~1.0m的距离,喷射砼时需控制好水灰比,保持砼表面平整,每次开挖喷射砼前,应将前次喷射砼的接茬部位凿毛,清除表面粘附的泥土,以保障接茬处砼的密实。
喷射混凝土质量标准:
①拌制混合料时,称量(按重量计)的允许偏差为:水泥和速凝剂均为±2%;砂、石均为±5%。
②喷射混凝土时不允许出现滴水和淌水现象,当喷射表面出现流水等情况时查找原因根治(例如可采取引排后补喷混凝土的办法)。
③喷射混凝土不允许有大于0.5mm的贯通裂缝及大面积(≤400cm2)的空鼓现象,当出现时凿除重喷或采用背后注浆补强。
④在网构钢架连接板和预埋件处,其背后喷射混凝土必须密实,不可留有孔洞,当出现时必须补喷密实。
⑤喷射混凝土基面无遗留残渣堆积物。
3.4.6钢支撑
为确保坑槽的稳定,沿垂直方向每隔2m在工作坑四角设置角撑,钢支撑端部采用270mm×200mm×10mm的钢板与格栅主筋焊接,所有焊缝均采用满焊,焊缝高度不得小于8mm。钢支撑的安装应符合《建筑安装工人安全技术规程》的有关规定应以建筑基坑支护技术规程(北京)DB11 496-2016;建筑深基坑工程施工安全技术规范JGJ311-2013;
DB11/940-2012基坑工程内支撑技术规程
为依据编制;编制依据所选规范不全
。钢支撑采用I25b型工字钢进行支撑,最低一道支撑距离竖井井底大于管道直径的外径30cm,在施工中根据监控量测数据进行临时支撑的调整。
钢支撑采用井内拼装,由提升架起吊整根安装。钢支撑架设工艺方法为:竖井土方分层开挖至支撑架设的高度后,及时安装钢筋榀架焊接预埋钢板。吊装临时支撑到预埋钢板位置,直接焊牢固定。
确保钢支撑稳定的技术措施:
①钢支撑在拼装时,水平轴线偏差≤1cm,并保证支撑接头的承载力符合要求。
②当提升架吊运钢支撑附近的土方时,避免碰撞支撑。结构施工时,避免在支撑附近起吊下放机具和材料。
③设立监控测量体系,建立信息反馈系统,在开挖过程中对支撑体系的稳定性派专人检查,观测、监测地面沉降等,并作好记录,出现异常情况及时处理。
3.4.7基底做法
锚喷施工完毕后,工作坑底部采用C20锚喷混凝土进行封底,封底厚度为250mm,封底下层钢筋为Φ16@200mm双向钢筋,上层钢筋为Φ20@200mm双向钢筋。基底设置一定坡度,便于散水,坑底边部设置集水坑一个,集水坑采用喷射混凝土硬化,采用污水泵向外排水。
3.4.8竖井爬梯
竖井爬梯采用固定式直爬梯,爬梯在竖井施工过程中同步施工。爬梯埋入砼内30cm,并与钢筋骨架焊接牢固,采用φ22钢筋制作,外露20cm,宽50cm,上下间距30cm。
3.4.9洞口加固措施
顶进区间围岩结构为级配砂石土、较松散,且透水性强,为保证顶管施工时土层承载力,根据以往施工成功经验,围岩在注入水泥-水玻璃以及外加剂组成的浆液发生化学反应,使颗粒间的空隙充满浆液并使其固结,提高了各项力学指标数值,使土层透水性降低,形成具有一定强度和止水效果的地下连续注浆防护体,达到止水、加固的预防目的。因此本段顶管施工前拟采用小导管拱顶灌注双液浆的加固措施。
开挖前在顶管洞门上方加设Ф32mm,长度2.5米的注浆小导管,小导管之间间隔30cm/根,沿管周环状布设。向小导管内注入双液浆,注浆压力维持到0.1Mpa。注浆24小时后,使用风镐将洞门处的混凝土凿除,洞门处的钢筋需进行侧向连接后,再将其割断。将洞口处的混凝土、钢筋及其它杂物清除干净。顶管时间隔2.0m设一道注浆管,沿顶管断面进行注双液浆加固土体后再进行顶进作业。
3.4.10钢格栅配筋验算
①计算模型的建立
顶管工作坑采用钢筋混凝土格栅梁与工字钢撑的支护方式,其中对钢筋混凝土格栅梁计算假定为两端固定梁,由于工字钢斜撑梁均作用在格栅梁+纵向连接筋+网片的钢筋混凝土锚喷结构之上,起加强作用,不再对工字钢梁进行计算。取最大深度土压力与格栅最长边进行验算。
②土压力计算
根据《海淀小城镇污水处理市场化建设配套管网工程(香山部分)施工设计阶段岩土工程勘察报告》,一般地段9.5m深度范围内土质可分为两层,人工堆积杂填土厚度3.5m,容重1.98g/cm3,内摩擦角22.67,内聚力17kpa;低液限粘土厚度6m,容重1.99g/cm3,内摩擦角23.75,内聚力19kpa。采用朗肯土压力理论。
时,
土压力作用方向水平。
式中:
——坑壁土的平均重度
——坑壁土的平均内摩擦角
——主动土压力系数
——基坑深度
——不同深度主动土压力
③格栅梁的计算
钢筋混凝土格栅梁最大允许弯矩为:
式中:
- 混凝土轴心抗压强度设计值,C20混凝土为9.6Mpa;
- 纵向钢筋抗拉强度设计值300Mpa;
- 纵向钢筋抗压强度设计值300Mpa;
- 矩形截面梁的宽度300mm;
- 截面有效高度200mm;
- 受压区纵筋合力点至受压区边缘距离62.5mm
- 混凝土受压区高度=2=125mm
- 受压区纵筋截面面积
钢筋混凝土格栅梁所受均布荷载为:
钢筋混凝土格栅梁所受最大弯矩为(以7米框架为例)。
<
从以上计算说明:钢筋混凝土格栅梁配筋及结构尺寸符合抗弯设计要求。
3.5工作坑设备
3.5.1工作平台、起重架
安装四脚架时,先使用吊车将搭上部连接好,然后吊起就位,四个腿部焊接固定。
工作坑平台底梁采用4根30C号工字钢顺管线方向,作为纵梁。工字钢及槽钢两端在地面上的放置长度距顶管工作坑边线均不少于1.5m。以顶管坑中心线为准,两根工字钢纵梁间距为1.5m。在四根纵梁之间采用工字钢进行连接来保证纵梁的稳定性。
顶管工作坑上平台留口宽度根据管径大小确定,长度不小于一节管长度。在工作坑纵梁上采用15×15mm方木,铺设平台,平台留口两侧采用厚50mm的木板,木板之间用扒锯子进行连接。为便于混凝土管由停放地点人工移到工作坑平台上,工作坑平台表面与工作坑外地面标高一致,在平台口上设活动盖板。
沿管道顶进方向,在距工作坑两端1.5m处将起重架腿部固定在两侧槽钢纵梁上,起重架采用φ159mm钢管加工制作,两腿底宽不小于3.5m。四根钢管顶部采用φ50实心钢辊连接。在钢辊上安装滑轮。起重设备选用卷扬机,采用5T。
3.5.2导轨
工作坑基础采用C20钢筋混凝土基础厚25cm。导轨选用15#钢轨,两导轨平行、等高,导轨安装在混凝土基础上,与基础中预埋枕木上的道钉连接,导轨与工作坑壁平齐,以保证管子顺序连接。导轨固定后,两外侧用150×150mm的方木挤靠牢固,防止导轨因受管材挤压而向外侧倾斜、移位。
考虑到顶管施工的特殊性,导轨安装高程的预抬量需经工程技术人员及顶管施工人员共同确定,一般取10mm~20mm。
两导轨的间距按下式计算:
理论 ==989mm
式中:
A—两导轨上部的净距(mm);
D—管外径(mm);
h—导轨高度(mm);
e—管外底距枕木的距离(一般为10-25mm);
a—导轨的上顶宽度;
Ao—两导轨的中距(毫米)。
3.5.3顶力计算
为了顺利推动管道在土内前进,千斤顶的顶力值需克服顶进中的各种阻力(贯入阻力、摩擦力等),同时在顶进过程中还不断受各种外界因素影响(纠偏、后背的位移等)、管子周壁的受力状态经常处于变化中,所以计算顶力时,必须考虑适当的安全系数。顶进过程中的阻力较大,为减小顶进阻力,采用触变泥浆减阻顶进的方法进行施工,经验可知,触变泥浆可减阻30%。
顶进钢筋混凝土管时,总顶力计算的经验公式为:
式中:
P—计算总顶力(kN);
G—管子单位长度管体自重(kN/m);
L—顶进管总长度(m),本段最大总长度40m;
N—土质系数,本段为天然地基土,N取2。
顶镐:根据计算总顶力P=915KN,故主顶顶镐将选用320t,行程为1.1m单级双作用活塞式千斤顶,顶管坑设置2台顶镐,总顶力为640T,符合计算要求。
3.5.4后背墙
根据类似工程施工经验,用原状土作后背能满足顶力要求,后背尺寸宽×高=B×H=3×3m。本工程顶管受力后背为300mm钢筋混凝土,其受力分析如下:
根据《房山区小城镇污水处理市场化建设配套管网工程(周口店镇部分)施工设计阶段岩土工程勘察报告》,一般地段6m深度范围内土质可分为两层,人工堆积杂填土厚度3.5m,容重1.98g/cm3,内摩擦角22.67,内聚力17kpa;低液限粘土厚度6m,容重1.99g/cm3,内摩擦角23.75,内聚力19kpa。
时,
—总推力之反力(KN)
—系数(取1.5—2.5之间),取2m
—后背墙宽度,取3m
—土的容重(KN/m3)
—后背墙高度,取3m
—被动土压系数
—土的内聚力(Kpa)
—地面到后背墙顶部土体高度(m),取6.5 m
—土壤的内摩擦角
经计算P×1.5=915×1.5=1372KN<R
结论:说明后背承载力适合最大顶力,且安全有效。
3.5.5设备安装
①电源:工作坑的总电源闸箱安装漏电保护装置,工作坑内一律使用36V以下的照明设备。
②油压控制箱与顶镐
顶镐安装时,顶镐必须并联连接到油泵上,以使顶镐所产生的顶力相同。油泵控制箱宜设置在附近,以方便操作。油泵应与顶镐配套,油管应直顺,减少转角,顶镐应固定在特制的顶镐架上,顶镐位置应与管线中心线对称。千斤顶安装的高程,使千斤顶的着力点位于端面垂直直径的1/4左右处。
③顶铁
确保管体安全,保护管子端面,使端面传力均匀。护口铁选用U形顶铁。顶铁采用长方型短铁,截面为40cm×30cm,使用长度不大于1.5m。顶铁安装无歪斜扭曲现象,必须直顺。顶进时,顶铁上方及侧面不得站人,并随时观察有无异常迹象,以防崩铁。
④起重设备
⑴起重设备安装后在正式作业前试吊,吊离地面10厘米左右时,检查重物、设备有无问题,确认安全方可起吊。
⑵起重设备设专人操纵、制定并严格遵守安全操作规程。
⑤通风
通风是一个不容忽视的问题,它直接影响至管内工作人员的健康。为获得理想的通风效果,采用长鼓短抽组合式通通风系统,抽风风筒与鼓风风筒分别安装于管内左右两侧,两风筒必须重叠5~10m,抽风机的吸入口在前,鼓风机的排风口在后。
3.6检查井施工
3.6.1 检查井共计3座,结构为现浇混凝土结构,外侧做SBS防水卷材
3.6.2 1#检查井靠近接待楼,矩形90°三通混凝土污水检查井 PS05-J02-1,井深2.5m,上部1m深为直径800的砌筑圆井,砌块为蒸压加气块砖,现浇结构直径采用14的钢筋,厚200,外侧为防水 SBS改性沥青油毡立面防水 Ⅲ型两道根据沥青复合胎柔性防水卷材JC/T690-2008中规定,卷材按物理力学性能只划分为Ⅰ型和Ⅱ型
,防水卷材保护层为60mm厚挤塑聚苯板(包括上部圆形检查口),模板采用木板板体系。
3.6.3 2#检查井为中间转换,做法同1#检查井。
3.6.4 3#检查井临近2号楼,做法同1#检查井。注:3#检查井深度为7m,将下部现浇结构深度改为3m深,上部为检查口,做法同上。
四、顶进作业
4.1测量方案
4.1.1测量标志的设置
①将地面管道中心桩用经纬仪引入工作坑两侧坑壁上,作为顶管中心的测量基线。
②将地面的临时水准点用水准仪引入工作坑的底部,设置两点,选择不易碰撞及不遮挡测量视线的地方设置。
③工作坑的中心桩与水准点设置牢固可靠,经常校对保证准确。
4.1.2测量与校正
①在顶第一节管(工具管)时,以及在校正偏差过程中,测量间隔为0.3m,保证管道入土的位置正确;管道进入土层后正常顶进时,测量间隔为0.5m。
②中心测量:管线顶进过程中的中心控制测量采用垂球拉线的方法进行;在施工难度较大的井段,考虑使用激光经纬仪。
③高程测量:用水准仪及特制高程尺,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,掌握头一节管的走向趋势。测量后与工作坑内另一水准点闭合。
④全段顶完后,在每个管节接口处测量其中心位置和高程。
4.2下管就位
首先对管子进行处理检查,管子无破损及纵向裂缝、端面平直、管子无坑陷或鼓包,合格后下入导轨。
起吊前检查起吊设备,下管时坑下严禁站人。
下管前全部设备经过检查,并经试运转正常后再下管。管子先进行外观检查,管子无破损及纵向裂缝,端面平顺垂直,符合要求的在坑外先进行打蜡(改性石蜡)处理,然后用卷扬机吊到工作坑的导轨上就位,下管时坑下严禁站人,吊运时采取垂直吊运下管。
4.3顶进
⑴管道就位后测量管子中心及前后端的管底高程,确认安装合格后实施顶进。
⑵顶进采用人工掏土顶进,为了保证顶进质量及防止地面沉降的关键,管前周围超挖要严格控制。在允许超挖的稳定土层中正常顶进时,管端上方允许有≤15mm的空隙,以减少顶进阻力。管端下部135°中心角范围内不得超挖,保持管壁与土壁相平,也可以留10mm厚土层不挖,在管道顶进时自行切去,防止管端下沉。
管前挖土时严格按照顺序开挖,当管帽切入土层后,自上而下分层开挖,根据地勘报告,顶管基本位于砂质粉土、粉质粘土层,挖土不得超越管帽,每镐顶进不超过200mm。每次挖土不得超过管帽长度,要随挖随顶,管帽长度30cm,严禁人脱离管帽作业。
⑶管前端面对应的坑壁凿除后立即顶进, 初始顶进5~10m 范围内, 增加测量密度。顶进应昼夜三班连续施工,除不可抗拒情况外,不得中途停止作业。顶进过程中,并随挖随顶,严禁超挖。在顶进过程中遇到下列情况之一时,立即停止顶进,及时采取措施,处理完善后,再继续顶进。
发生超挖或遇到障碍;
顶铁发现扭曲迹象;
管位偏差过大,且校正无效;
顶力较预计增大,接近管节端面许可承受的顶力。
⑷每班均填写施工记录。施工记录包括顶进长度、顶力数值或油泵压力表数值、管位偏差及其校正情况、机械运转情况等。交接时将施工记录向下一班交接清楚。
⑸初始顶进的三节管材要严格控制接口接触部位的均匀密合性,在测量方面要随时监测,调整中心偏差,待管接口接触部位均匀密合后再按正常顶进速度顶进。
⑹在顶进过程中发现顶力已超过正常顶力阻力时,终止顶进。核测中心、高程是否发生偏差;注浆效果是否良好、浆量是否充足等,确定原因并经过处理后方可继续顶进。
⑺对顶接头
本工程最大顶距不大,所以暂不考虑对顶作业,若遇特殊情况自单面顶进无法完成时,再采用对顶。对顶过程中,在顶至两管端相距约1m时,从两端中心掏挖小孔,使两端通视,以便校对两管中心线及高程,调整偏差量,使两管准确对口。
4.4触变泥浆减阻
在顶进作业较为困难时,可采用触变泥浆减阻,管道顶进过程中在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆,形成泥浆套,减少管壁与土壁之间的摩擦阻力。为确保浆液不外流,在坑壁顶进入口处做后封闭。注浆后使土体与管节间形成20~30mm厚的泥浆环。触变泥浆待第一节管全部顶进后在管头的注浆孔安置注浆管开始注入,以后随顶进随注浆;待第二节管全部顶进后在管头的注浆孔安置注浆管开始注入,以后每一节管顶进后宜应均加设注浆管。
触变泥浆是由澎润土,掺入碱和水配制而成,其配合比如下表:
澎润土的胶质价
澎润土
水
碱(Na2CO2)
60~70
70~80
80~90
90~100
100
100
100
100
524
524
614
614
2~3
1.5~2
2~3
1.5~2
触变泥浆的拌和程序为:将定量的水加入搅拌罐内,并取其中一部分水溶化碱,在拌和过程中,将定量的澎润土徐徐加入搅拌罐内,搅拌均匀,将溶化的碱水倒入罐内,再搅拌均匀,放置12h后即可使用。
在触变泥浆使用过程中应注意:注浆孔的布置每断面设置3~4个,并具备排气功能;搅拌均匀的泥浆应静置一定时间后方可灌注;灌浆前,应通过注水检查灌浆设备,确任设备正常后方可灌注;灌浆压力可按不大于0.1Mpa开始加压,在灌浆过程中再按照实际情况调整;灌浆中,按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行,并应在管道顶进同步。
4.5纠偏
⑴顶管施工测量应建立地面与坑内测量控制系统,控制点严禁扰动。中心线测量平时根据工作坑内设置的中心桩挂设中心线,利用特定中心尺量测。核测时用经纬仪。坑内设2个稳固的水准点,供量测高程时相互闭合。高程量测使用水准仪,首节管前端管底高程与首节管末端管底高程都必须量测,以掌握首节管的坡度。正常顶进过程中每顶进300~500mm测量一次。纠偏过程中加密测量,每100~200mm测量一次。
⑵在顶进中随时掌握中心及高程,出现有持续的偏差趋势时,及时进行纠偏工作。
⑶纠偏校正应缓慢进行,使管子逐渐复位,不得猛纠硬调,以防产生相反结果,纠偏时每顶进100~200mm测量一次,注意第一根管子的走向趋势,严防纠偏过急,防止错口。纠偏的常用方法有以下四种:
超挖纠偏法:偏差在10~20mm时,可采用此法,管子偏向的反侧适当超挖,而在偏向侧不超挖甚至留坎,形成阻力,使管顶进中向阻力小的超挖侧偏向,逐渐回到设计位置;
顶木纠偏:偏差大于20mm,在超挖纠偏不起作用的情况下使用此法。用圆木或方木的一端顶在管子偏向的内管壁上,另一端斜撑在有钢板或模板的管前土壤上,支顶牢固后,即可顶进,在顶进中配合超挖纠偏法边顶边支。利用顶进时斜支撑分力产生的阻力,使顶管向阻力小的一侧校正;
千斤顶纠偏法:方法基本同顶木纠偏法,只是在顶木上用小千斤顶强行将管慢慢移位校正。
⑷顶进过程中,昼夜倒班施工,以防在中途停止增大顶进阻力。
4.6.顶管的接口
在管道接口处内测加入聚氨脂密封膏,并填涂柔性嵌缝材料,管道接口橡胶圈采用滑动橡胶圈,最后在管道接口处外侧放置橡胶垫。
4.7注浆加固
顶管作业进行中,及时发现空洞区域,及时报告,及时处理,对管道空洞区段进行注浆加固处理。
①设计参数:
⑴钢管为Φ108mm,中心距为2.0m,分布管两侧。
⑵钢管嵌固深度至管底。
⑶水泥浆(水泥:水)=1:1 。
⑷注浆压力控制在0.5~1.5MPa。
⑸注浆加固范围:管道顶部及两侧土体1.0m宽范围。
②施工工艺
按照设计图纸对管道中线及管道两侧进行地面标注,按2m间距成梅花型交错进行布孔、编号。孔位布设前需请物探部门探测,详细了解地下情况后方可进行下道工序施工。
按设计孔位设位就位后。钻机安装要水平、牢固,工作时不得移动,保证钻孔垂直。用TM-50型钻机螺旋钻进至终孔,成孔直径Φ150mm,钻孔时要间隔进行,成孔后要及时以钢板覆盖以防杂物进入,成孔后及时下管以防坍塌。
下管采用人工下管。单根管长为2.0m,两管之间采用套管连接,套管长度不小于20cm。两管连接在现场进行对接,保证垂直,管头呈楔型,整个管体成花管。
钢管下好后,将其上口焊上灌注管接头。压浆采用1:1 (水泥:水)水泥浆。注浆压力为0.5~1.5Mpa。分两次进行灌注,灌注到浆液满而不下沉为止,并及时做好注浆纪录。
五、施工部署
5.1施工计划及施工顺序
顶管施工总工期:计划于正式开工计时开始为30天开工节点工期,是否需要考虑季节施工影响
。
5.2组织机构
组织机构见附表2:组织机构框图
5.3施工临时用电
从施工驻地附近的315KVA变压器引入电源,在工作坑附近设一电闸箱,施工用电从电闸箱接入。施工现场供电线路采用埋设电缆, 沿地埋设深度30cm,过路时采用穿钢管法做穿管绝缘或做护套,同时准备100KW的发电机,以备停电时作为临时电源使用。
5.4施工临时用水
由附近引入水源,作为工地施工用水。加装水表及阀门起到计量及控制用水。
5.5劳动力配置
顶管作业每班组4人,分三班连续作业,其中每班设一带班人员,设专职电工一名,负责本班的施工,配置一名测量人员,负责顶进过程中的测量工作。日用工高峰人数12人。
5.6机械设备计划
序号
机 械 名 称
规格型号
数量
国别产地
1
顶镐
320T
3台
中国
2
注浆泵
Y100
1台
中国
3
移动式搅拌机
1台
中国
5
卷扬机
JJK-2
2台
中国
6
电焊机
BX-300-2
2台
中国
7
空压机
Yy9/7
1台
中国
8
挖掘机
SW330LC-3
1台
中国
9
破碎炮
1台
中国
10
振捣器
ZY35
2台
中国
11
发电机
100KW
1台
中国
12
吊车
25T
1台
中国
13
水车
1台
中国
六、施工监测
6.1顶管对道路的影响
由于影响竖井施工工程安全的不确定因素甚多,故需采取信息化施工,对基坑及顶管施工全过程进行监测。为避免顶管施工影响道路交通的正常运营与安全,必须严格控制路面沉降量,施工期间加强监测,并对观测数据进行分析、研究,及时作出处理。
要求如下:
1)开工前,制定施工测量方案,建立地面与地下测量控制系统。根据设计布置路基测量点,测量点要设在不易扰动、视线清楚、便于核对和易于保护处。工程实施前应对测量点进行实时监测,实测现况道路纵、横向高程,工程竣工后应继续进行跟综观测,直至沉降趋于稳定或完成。
2)工程实施中,应采取确实可靠的技术措施,最大限度地保证路基、路面结构安全,防止和管道周围出现空洞,引起路基过大的沉降;制定切实可行的安全应急预案。若施工后造成路面结构损坏,应及时修复。
3)工程施工前,应征得管理单位的同意,在下穿路段采取必要的限速措施,以保证施工顺利进行。
6.2 监控量测
6.2.1监测项目
(1)工作竖井监测项目
1)道路及周边地表沉降
2)工作竖井支护结构水平位移及结构沉降
3)后背墙监控,当后备墙体发生变形过大时,立即停止施工,查明原因加固后方可继续施工,加固方法可以采用后备土体注浆加固,或对后备墙体进行凿毛后加强处理。
(2)顶管段地表沉降
6.2.2测量点布置
依据《工程监控量测技术规程》并根据以往的工程经验,对施工影响范围内道路进行监测,施工监测应与第三方监测同点、同源、同编号。
在工作坑与接收井之间设置5个主测断面,1个主测断面为7测点,测点间距由管道中线向两侧各为3m、5m、7m;其余断面之间每隔10m在管线轴线上方布置1个沉降测点(局部3个,间距为3m);交叉管线位置交叉处增设一点。
沉降测点布置断面图
6.2.3道路监测控制值
序号
项目
允许偏差(mm)
1
地面隆起最大极限
+15
2
地面沉降最大极限
—15(公路下—15)
3
交叉管线最大极限
-10
6.2.4量测数据处理
1)现场量测数据及时绘制位移–时间曲线图或位移–进尺曲线图。
2)当位移–时间曲线图或位移–进尺曲线图趋于稳定时,进行数据处理以推算最终位移值和掌握位移变化规律。
3)数据处理一般采用回归分析方法。
6.2.5量测管理
1)施工现场必须组织专职测量小组。测量小组在施工单位项目部技术负责人领导下,负责测点埋设、日常量测和数据处理等工作,并及时向主管技术领导和部门反馈量测数据。
2)量测数据信息以图表形式,分日、周、旬、月定期向上级或上级部门技术领导反馈。
3)量测数据遇有下列情况必须立即向上级或上级部门技术领导反馈:
(1)支护结构出现大量明显裂缝;
(2)实测数据绝对值已达到或超过上表所列控制界限值;
(3)实测数据绝对值已接近上表所列允许极限值;
(4)量测数据绘制的散点图出现不符合正常图形规律的异常变化;
(5)量测数据接近上表的规定,或国家规范、设计及建设单位的允许值。
4)设计或建设单位(业主)要求进行监控量测的工程,按照设计或建设单位(业主)所要求监控量测项目,在竣工列入下列量测资料:
(1)实际测点布置图;
(2)量测记录;
(3)位移–时间曲线图或位移–进尺曲线图;
(4)量测设计变更记录;
(5)改变施工方法地段的信息反馈记录。
5)施工现场必须建立下列量测记录图表,并按规定填报、绘制。
(1)现场监控量测记录表参见表;
(2)现场监控量测信息反馈分日、周、旬、月报表;
(3)现场监控量测位移–时间曲线图或位移–进尺曲线图。
(4)回归分析拟合曲线和位移趋势预测曲线。
6.3人工巡视
为了杜绝一切的安全隐患,每班安排专人在竖井施工和顶管作业的范围及周边环境进行现场巡视。发现任何异常现象,及时上报项目部,技术人员结合监测数据,分析原因,并采用有效可行的预防措施。当有事故征兆时,应马上采用应急措施。
七、质量保证措施
7.1质量目标:工程质量合格。
7.2质量保证体系
成立以项目经理为核心的质保体系,负责开展质量保证的各项工作;配备专门的数码相机、摄像机,施工期间随时记录,全过程进行录像,以留下必要的隐检影相资料。施工质量管理中通过加强现场质检人员数量,进行全方位质量控制,由质检人员对主要工序进行24小时旁站,将问题消灭在过程中。
质量保证体系见附表3
7.3质量标准
A、主控项目
1)工作坑有足够的工作面。
2)工作坑支护牢固,形成封闭式框架。
3)管道外壁与土体的空隙进行注浆。
B、一般项目
1)接口严密、平顺。
2)两根导轨直顺、平行、等高、安装牢固,其纵坡与管道设计一致。
3)后背墙壁面与管道顶进方向垂直。
4)管内无泥土、石子、砂浆、砖块、木块等杂物。
C、顶管工作坑、后背墙、导轨允许偏差满足下表
项 目
规定值或允许偏差(mm)
检查频率
检验方法
范围
点数
工作坑每侧宽度、长度
不小于设计值
每座
2
用尺量
后背墙
垂直度
0.1%H
每座
1
用垂线与角尺量
水平扭转度
0.1%L
1
导轨
内距
±2
每座
1
用尺量
中心线
≤3
1
用经纬仪
顶面高程
0,+3
1
用水准仪
D、顶进管道允许偏差满足下表
项 目
允许偏差
(mm)
检查频率
检验方法
范围
点数
中线位移
≤30
每节管
1
测量并查阅测量记录,有错口时,测2点
管内底高程
+10,-20
每节管
1
用水准仪测量
有错口时测2点
相邻管间错口
≤10
每个接口
1
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