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顶管工作井逆做法专项施工方案

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惠州市永湖镇污水处理厂一期管网工程

顶 管
工作井
接收井
逆作法
专 项
施 工
方 案

编制单位: 河源市政工程总公司惠阳分公司
日 期: 年 12 月 02 日
目 录
一、 工程概况 2
二、 施工方法 2
( 一) 、 施工程序如下: 2
( 二) 、 打高压旋喷桩( 止水帷幕桩) 2
( 三) 、 挖井芯土 3
( 四) 、 井壁钢筋绑扎 5
( 五) 、 井壁模板安装 6
( 六) 、 混凝土浇筑 6
( 七) 、 模板拆除 6
三、 施工安全措施 6
( 一) 、 安全生产组织机构 6
( 二) 、 安全管理与安全检查 6
1、 安全管理 6
2、 安全检查 7
( 三) 、 安全事故预防措施 7
1、 防缺氧及有害气体 7
2、 防物体打击坠落事故 8
3、 防塌孔及突沉 8
四、 施工应急预案 8

顶管工作井、 接收井逆作法
施工方案
一、 工程概况
本项目为惠州市湖镇污水处理厂一期管网工程, 总长约为7.8公里, 其中W01—W06设计采用φ400高密度聚乙烯双壁波纹管( HDPE) , 环刚度为SN8, 此段覆土埋设内侧紧靠挡土, 外侧为河道, 长度约为0.25公里, W06—W30设计采用φ500高密度聚乙烯双壁波纹管( HDPE) , 环刚度为SN8, 此段覆土埋设内侧紧靠自然河坡, 外侧为河道局部位置为大开挖埋设, 长度约为1.1公里, W30—W42设计采用φ800的钢筋混凝土专用顶管( Ⅲ级) , 采用顶管施工, 此段局部穿过居民闹区道路, 其它的在田园内, 长度约为0.68公里, 此段有Φ7500工作井3座、 Φ4500接收井3座。 W42—W47设计采用φ800高密度聚乙烯双壁波纹管( HDPE) , 环刚度为SN8, 此段大开挖埋设位于河道自然坡内, 长度约为0.29公里, 其中W47—提升泵房, 设计采用φ800的钢筋混凝土专用顶管( Ⅲ级) , 采用顶管施工, 此段位于田园内及道路旁, 长度约为0.93公里, 有Φ7500工作井4座、 Φ4500接收井4座。提升泵至污水处理厂设计采用压力输送管为成品树脂涂覆复合钢管, 内外均做防腐均为埋预敷设, 埋深为0.8m, 。工作井与接收井设计采用逆作法施工护壁成井, 外围打止水帷幕桩。
二、 施工方法
( 一) 、 施工程序如下:
工作井和接收井的逆作法施工程序: 场地平整è放线è打止水帷幕桩è井底注浆è定井边线è挖第一节井芯土方è邦扎第一节井壁钢筋è支模浇筑第一节井壁混凝土、 井口圈梁混凝土è在井壁上二次投测标高及井位十字轴线è安装排水、 通风、 照明设施等è挖第二节井芯土方( 分段跳挖) è清理井孔四周壁、 校核井孔垂直度和直径è( 分段) 邦扎第二节井壁钢筋è拆除上节模板è( 分段) 支模浇筑第二节井壁混凝土è重复第二节所有工序、 循环作业直至到设计深度è清除井底虚土、 排除积水è换填井底碎石垫层è浇筑井底混凝土垫层è邦扎井底板钢筋è浇筑井底混凝土。
( 二) 、 高压旋喷桩( 止水帷幕桩及井底注浆)
1、 地质报告: 根据现场的四个孔位表明地质的分布, 表层为素填土厚度为2.5米, 下一层为粉质粘土厚度为6米, 再下一层粉砂层厚度为4.5米。
2、 定位放线: 先按图放出桩的位置, 并在周边放出井中心点的控制线, 做出标点标志桩用水泥包封好。
3、 设计要求: 双排止水高压旋喷桩, 单管法施工, 桩径为D550, 桩距为400, 水泥用量每米为300KG, 加入3%水玻璃工作井每个井位设计有150条桩, 接收井每个井位设计为98条桩, 工作井每个井位设计为150条桩。
4、 旋喷桩施工顺序:
1) 、 引孔钻机就位导孔。
2) 、 旋喷机就位下旋喷头至设计桩底标高。
3) 、 边提升、 边旋转喷射至设计桩顶标高。
4) 、 提钻清洗钻具。
5) 、 移机至下一个孔位。
5、 施工工艺流程:

钻机就位引孔

高喷机就位

搅拌机搅浆
地面试喷

高压泥浆泵喷浆
喷头下至设计深度

旋转提升

达到设计终喷高程

成桩

浆液回灌

6、 施工设备及选型配套
单管旋喷桩施工设备明细表

序号
机具名称
型号
数量
规格
1
高压泥浆泵
Hb—90
2台
30Mpa,100L/min,180KW
2
引孔钻机

2台

3
高喷注浆钻机
Yp—1500
2台
44KW
4
泥浆搅拌机

2台

5
注浆管

2套

综上所述每台套桩机的用电量约为110KW, 由于现场无电力供应且施工用电量较大, 施工线路长, 我司自备了发电机发电, 两台套高压旋喷桩机, 施工场区范围内, 分别各用一台120KW的发电机单独使用。电缆遵照相应规范接驳, 尽量布置在场地的边缘, 以安全且不影响正常施工为宜。
7、 施工工艺参数
根据以往的施工经验, 结合本工程的地层特性和设计要求, 本工程单管旋喷桩施工工艺参数见表
单管旋转喷桩施工工艺参数一览表

项目名称
单位
高压旋喷施工参数
浆液比重
g/cm3
1.4—1.6
浆液压力
Mpa
≥25
浆液流量
L/min
70—90
浆液嘴嘴孔径及个数
mm
φ2.2-2.6( 1个)
φ1.8-2.0( 1个)
注浆管外径
mm
φ42 φ89
φ42 φ89
提升速度
cm/min
15—20
10—16
旋转速度
r/min
15—20
5—8
8、 旋喷操作要点
1) 、 旋喷前要检查高压设备和管路系统, 其压力和流量必须满足设计要求。注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。注浆管接头的密封圈必须良好。
2) 、 垂直施工时, 钻孔倾斜斜度不得大于1.5%。
3) 、 在插管和喷射过程中, 要注意防止喷嘴被堵, 在拆卸和安装注浆管时动作要快。
4) 、 喷射时, 要做好压力, 流量和冒浆量的量测工作。及时了解土层的变化、 喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。单管法冒浆量小于注光头量的20%为正常。
5) 、 深层旋喷时, 应先喷浆后, 再旋转和提升, 以防注浆管扭断。
6) 、 高喷深度大时, 易造成上粗下细的固结体, 应经过增大喷射压力和流量或降低旋转和提升速度等措施。
7) 、 搅拌水泥时, 水灰比要按设计规定执行, 不行随意更改。
8) 、 施工完毕, 立即拔出注浆管并彻底清洗注浆管和注浆泵, 以防凝固堵塞。
8、 施工工程进度计划
根据以往的施工经验, 结合该工程的地层特点和单管旋喷的施工参数特征, 按每天16小时施工, 每根桩按9米估算, 预计每台套每天可成桩20根左右, 即每天每台套可完成180米左右。考虑到设备和现场有可预见因素, 该工程每个工作井约需要8天完成, 加上井底注浆1天, 计9天。每个接收井需要5天完成, 加上井底注浆1天, 计6天。
( 三) 、 挖井芯土
1、 施工前应由技术负责人和主管施工员逐井全面检查各项施工准备, 逐级进行技术、 安全交底和安全教育, 使安全管理在思想、 组织、 措施上都得到落实。
2、 经施工测量放线, 确定施工井位置后, 即可进行土方开挖。由于井比较深( 12座井深度均接近6—9m) , 且土方量很大, 施工开挖采用反铲式挖掘机进行挖土, 挖土时严禁碰到止水帷幕桩, 开挖时的边缘控制在离止水帷幕柱边50cm处为宜, 剩余的部分采用人工辅助修边, 自卸汽车装运。分节进行开挖, 每节挖土深度定为1米, 当遇到淤泥或流砂时, 可减少挖土深度, 一般为0.5米。
3、 挖掘机开挖土方时, 必须先开挖基坑中心范围, 然后再对称挖掘周边泥土,
最后人工进行护壁范围的挖除及修整, 人工下井去挖前应做好安全可靠的爬梯。
4、 机械开挖土方前应参照地质报告, 并做好开挖方案, 而现场必须有专人负责观测地质、 帷幕桩的稳定性、 止水效果及护壁的变化, 以及地下水渗漏情况, 发现异常立即组织疏散作业人员, 并及时分析问题、 处理问题。
5、 在井底遇到中风化以上岩层时, 由于不得采用爆破施工的方法, 故采用风
炮机破岩作业, 风炮机由吊车吊放入井内。
6、 当开挖深度超过4米时, 采用伸缩臂挖掘机进行取土, 人工辅助修边。开挖过程基本与挖掘机开挖相同。
7、 遇有地下水时挖集水坑, 再利用抽水泵将水排出井外。
( 四) 、 井壁钢筋绑扎
土方开挖人工修整完毕后, 立即进行护壁钢筋绑扎。采用预先下料、 井下绑扎的施工方法, 按设计配筋进行井壁竖向钢筋的绑扎及搭接。绑扎时先将竖向钢筋打入土中, 钢筋间距按设计要求, 然后绑扎上水平横向钢筋, 两种钢筋绑接要求牢固, 最后将1.4米长钢筋打入井壁土中, 间距为1200mm, 双排钢筋, 起到支承护壁重量作用, 防止开挖下级护壁时上级护壁下沉。钢筋绑扎好后, 经监理工程师验收合格后, 进行下一道工序——支模。
( 五) 、 井壁模板安装
井壁模板由钢模拼装而成, 板间用U形卡固定, 沿模板底部打短钢筋桩加固, 拼装中留一道接缝夹一根φ48钢管, 以便拆模; 必要时采用φ60钢管对顶支撑加固。
( 六) 、 混凝土浇筑
井壁砼强度为C30, 浇筑采用商品混凝土。利用导槽下送, 砼应分层对称捣筑, 防止模板侧移或跑模, 每次分层厚度100～200mm, 人工捣实。使浆液均匀饱满, 接口处与上级护壁必须接良好, 保证接口不漏水。
( 七) 、 模板拆除
井壁钢模板拆除一般时间为24小时后, 且下级护壁准备支模时将上级护壁模板拆除, 利用此模板浇注下级护壁。对变形模板应及时移至地面矫正。
重复上述工作, 直至护壁制作完成, 工作井开挖达到设计标高。
三、 施工安全措施
( 一) 、 安全生产组织机构
成立本工程安全生产领导小组, 项目经理为安全生产第一负责人, 主管生产付经理为安全生产直接责任人, 技术负责人为安全生产技术负责人, 工地质安员负责人工挖井工程安全生产日常的监督工作, 施工员( 工长) 为所管辖的部分安全生产日常的监督管理工作, 班组长为班组的安全生产责任人。
公司各职能部门也积极投入人工挖井工程安全生产工作中来, 从生产计划部门到宣传部门都要把该工程当成公司今年最重要的工程来抓、 来管, 争创又一个安全、 文明工程。
( 二) 、 安全管理与安全检查
1、 安全管理
⑴、 各施工作业班组在工程开工前, 必须明确工地的安全生产第一责任人和直接责任人, 及其安全组织机构组成人员。
⑵、 严格执行施工组织设计中安全技术措施内容。
⑶、 搞好施工现场平面管理工作, 根据总平面布置进行系统周密的计划, 保证现场交通道路、 给排水畅通, 用电线路合理架设, 大中型机械、 原材料堆放, 临时设施合理布局, 使之达到安全、 防火、 文明的要求, 做到安全生产和文明施工。
⑷、 施工现场禁止非生产的工作人员、 小孩进入作业区内, 现场坑、 井沟、 孔洞、 通道口, 易燃易爆场所等周围必须挂设安全标志, 危险地区夜间要设红灯示警。
⑸、 上下井内作业要利用便梯, 不得采用吊桶上下, 井口设安全防护围栏。
⑹、 各种机电设备的安全装置和起重的限位装置, 都要齐全有效, 并经常检查, 定期维修保养, 机电设备要专人专管, 操作人员要经过严格考核, 持证上岗。
⑺、 实行分级的安全技术交底, 开工前, 工程技术负责人将工程概况、 施工方法、 安全技术措施等向全体生产人员进行详细交底, 施工员在各工序施工前或工种变换, 改变作业环境时要向操作者、 新工人、 民工、 临工详细的安全技术交底。
⑻、 施工现场、 宿舍和易燃易爆场所, 要有足够的防火设备和灭火器材, 放置在适当地点, 对职工进行防火知识教育, 使职工掌握一般的消防知识, 严禁在工棚、 宿舍内生火和使用电炉、 油灯及蜡烛。
⑼、 加强季节性劳动保护工作, 灵活掌握调整劳动时间( 如夏季要防暑降温) 注意劳逸结合, 改进劳动条件, 使职工劳动安全防护得到落实和改进。
⑽、 特种作业人员( 如焊工、 机械工、 电工、 爆破工等) 必须持证上岗, 严禁未经培训考试合格从事特种作业。
2、 安全检查
⑴各生产班组要建立班前安全活动制度, 检查本班组当天的工作范围, 施工机具、 用电设备等是否符合安全规定, 若发现存在隐患要及时整改, 如本班组不能解决的隐患, 应立即通知工长派人处理, 严禁违章冒险作业。
⑵工地专职安全员, 每天必须在工地巡视检查安全, 如发现问题要及时向班组工人提出整改, 并复查整改情况。
⑶坚持定期和不定期相结合的安全检查制度:
①各班组每天上班前检查安全, 下班后要检查安全。
②各班组每周星期一上午, 抽一小时集中开展安全活动。
③专职安全员, 除每天巡检质安工作外, 每周末要进行一次全面检查, 如发现问题通知有关部门处理。
④工地负责人每周进行一次质安大检查, 针对近期质安工作存在问题和季节性注意事项, 进行总结, 目的使广大工人头脑里敲响警钟, 促进全员安全意识的提高。
( 三) 、 安全事故预防措施
1、 防缺氧及有害气体
⑴、 为防止有害气体中毒, 对井内气体抽样检测。凡一次检测有害气体超过允许值时, 应立即停止作业, 立即进行除毒措施。除毒处理确认合格后, 方可再下井施工。
⑵、 井孔下挖5.0m后,下井作业前应先检测井下是否存在有害气体, 可用小动物(如小白兔)放入井孔内10分钟进行试验,无异常现象后,施工人员方允许下井作业。
⑶、 上班前先用鼓风机向井底送风, 必要时适当输送氧气, 然后再下井作业, 施工现场应按规定配备气体检测仪和防毒面具。
⑷、 井孔内作业人员必须采用安全带, 安全带必须系在井孔上边, 如遇紧急情况, 由卷扬机把井孔内人员尽快吊出井外, 避免因一个中毒, 救护人员盲目下井而造成更大危险。
⑸、 由于呼吸新空气和劳动强度需要, 每一至二小时井下作业人员轮换一次。
⑹、 工作人员下井时, 用绳结软梯或爬梯锚梯。
2、 防物体打击坠落事故
⑴、 井内递运物品, 用吊桶, 不准直接往井内投掷任何物件, 为防止物体滚落到井内, 砼护壁应高出自然地面250mm。在井周边安装1200mm高的用φ48mm钢管制作的安全防护栏。
⑵、 井内作业人员需好戴安全帽, 吊渣桶必须使用安全钩,吊渣桶装八分,不得装满,吊渣与下放砼时井井内的人应避于防护(网)之下。
⑶、 操作人员下井时用铁爬梯, 软梯。不准用辘轳, 也不准踩护壁台上下。
⑷、 下班停止作业后, 应将围栏门锁上, 防止小孩玩耍时掉进井内, 上班操作前检查钢丝绳质量、 电源、 电器是否完好, 防止突发事故发生。
⑸、 孔深挖至超过操作人高度时, 必须及时在井口安装防护网。
⑹、 严禁酒后作业, 严禁在施工现场嬉戏打闹。
3、 防塌孔及突沉
⑴、 井孔每下挖0.5m,对井下作一次检查,确定无异常现象后,方可继续下挖。
⑵、 正常情况下, 每下挖一次浇护壁一次; 细砂、 粉砂、 流砂层每挖0.3—0.5m浇一次,中间不准停歇,更不准推迟过夜,做到快速施工。
⑶、 井孔内挖土时, 手脚不得置于护壁之下, 防护突沉压伤手脚步。
⑷、 井孔施工时, 其井边周围不得有堆土。
四、 施工应急预案
⑴、 如果在基坑开挖过程中, 发现支护结构出现漏水、 涌砂, 需要马上进行回压, 反压土方能够利用挖机就近开挖基坑边土方, 也能够采用事先准备好的沙包。然后对漏水、 涌砂部位进行灌砂压浆加固, 将涌砂部位于水砂流失部位造成的塌方恢复成原样。
⑵、 施工现场必须准备砂袋、 水泥、 水玻璃、 灌浆设备, 并确保灌浆设备的完好性, 设备要由专职人员经常见试运行, 能够随时启动进行灌浆加固, 设置专人负责应急预案的实施、 随时启动预案。
⑶、 施工期间应密切留意天气预报, 如果报告有台风暴雨等恶劣天气, 应暂停施工, 施工人员及设备撤离现场, 并在支护基坑面上覆盖蓬布以免塌方, 同时增加监测次数, 并做好相应的措施( 如临时回填或在坡脚增加堆载) 防止滑坡, 基坑内配备逃生软梯, 遇紧急事故时第一要务是保证人员的安全。