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顶管施工组织设计

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污水顶管施工方案

一、 编制依据
1、 招标文件, 技术设计图纸( 表) 等相关资料。
2、 施工规范、 施工技术规程、 质量评定标准与验收办法。
3、 由业主组织召开的施工招标标前会议纪要、 补遗书及我方对现场及其周围环境进行调查所掌握的有关资料。
4、 我单位建设类似工程的施工经验、 科技成果及用于本工程的施工设备和技术力量情况。
5、 依据施工组织管理指导思想及目标, 采取平行交叉流水作业, 各相关工序及时转换衔接。
二、 施工方案
( 一) 、 工程概况
1.1概况
本顶管工程为深圳市东部沿海高速公路十一标污水顶管工程, 工程位于盐田区, 穿越东海大道与深盐路, 为DN800钢筋砼管, 管深约7.5米, 顶管长度为110米, 计划设长*宽*深=9.4*7.4*9.015米工作井2个, Ø4*9.015深接收井3个。根据所提供施工图及地质报告, 顶管穿越的土层大部分为中砂及粉细砂层, 且地下水位高, 顶管所在土层均于地下稳定水位线下, 极易产生流沙, 因此, 顶管施工工艺必须具有防流沙及机头迎面塌方措施, 选用气压平衡法较为适宜。但由于气压对于小口径顶管操作比较困难, 施工进度十分缓慢, 且安全隐患大, 而敞开式工具管头能够避免以上缺点, 因此可将气压式机头与敞开式工具管头综合考虑, 从而扬长避短, 充分发挥其优越性。
1.2工程地质及水文条件
根据地勘资料, 地面以下5米范围内为人工填石层: 呈青灰、 灰褐色, 主要由块石及碎石组成, 块石占60~80%, 块石粒径为0.3~0.8m, 成分主要为凝灰熔岩, 碎石粒径为2~3cm, 稍密~中密。5米~13米范围内为中砂或粉细砂, 中砂呈灰色或浅黄~黄色, 饱和, 稍密, 石英质砾石约占10%, 级配较好, 粉细砂呈灰~灰黑色, 饱和, 松散状, 含少量淤泥质粘土及贝壳, 级配良好。地下稳定水位在地面以下1.06米。
1.3工程特点
( 1) 顶管要求较精确, 有流沙, 施工难度大;
( 2) 施工场地位于交通要道, 要做好交通导行。
1.4主要工程数量
( 1) DN800钢筋砼管道82米, DN1000钢筋砼管道28米。顶管管材采用F-B型钢制承口柔性接口的Ⅲ级顶管专用管材, 在钢套环内设楔形橡胶圈密封止水。
( 2) 长*宽*深=9.4*7.4*9.015米工作井2个, Ø4*9.015深接收井3个。
( 3) 砖砌检查井5座。
( 二) 、 工程组织
2.1工程人员组织
本工程在交通繁忙的道路下施工, 地质情况较复杂, 对现状道路的保护及地面沉降的严格控制至关重要, 为确保工程的安全、 质量、 进度和文明施工 我公司特选派具有顶管施工丰富实践经验的人员成立约20人的专项顶管作业施工队, 在项目部的领导下工作。施工队设队长一名, 全面负责队组的生产工作, 工程师一名, 负责顶管施工技术, 下设工作井施工班组和顶管施工班组, 各生产班组由班组长率领, 工人直接完成施工任务。
2.2施工用水用电
本工程施工、 照明用电计划从附近的加油站接入380V电, 并备用一台30KW的柴油发电机。用水也从附近加油站接入DN50给水管作为主要施工用水。
2.3施工进度安排
本工程计划开工时间为 5月14日, 计划竣工时间为7月8日, 计划工期为55天。整个施工过程分为以下几个阶段:
（1） 施工准备阶段 3天
（2） 工作井、 接收井施工阶段: 20天
（3） 顶管设施、 设备安装阶段: 10天
（4） 管道顶进阶段: 10天
（5） 检查井施工阶段: 10天
（6） 收尾阶段: 2天
( 三) 、 主要施工方案
3.1施工顺序
顶管施工顺序: 旧路破除→顶管工作井、 接收井施工→顶管施工→检查井及内管道施工→回填石粉→路面按原样修复。
3.2工作井、 接收井施工
本工程共设置2座工作井和3座接收井, 均采用沉井工艺施工。沉井施工顺序: 基坑测量放样→基坑开挖→刃脚垫层施工→立井筒内模和支架→钢筋绑扎→立外模和支架→浇捣井筒混凝土→养护及拆模→封砌预留孔→井点安装及降水→凿除垫层、 挖土下沉→井底注浆→浇筑水下砼→绑扎底板钢筋、 浇捣底板混凝土→绑扎后背钢筋、 浇捣后背混凝土。具体施工如下:
( 1) 基坑测量放样
根据沉井设计图纸和工程地质报告所揭示的地质情况, 沉井基坑开挖深度取2 米, 沉井刃脚外侧面至基坑边的工作距离取2米, 基坑边坡采用1:1。整平场地后, 根据沉井的中心座标定出沉井中心桩、 纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。施工放样结束后, 须经监理工程师复核准确无误后方可开工。
(2) 基坑开挖
经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后, 即可进行挖土工序的施工。挖土采用1m3的单斗挖掘机, 并与人工配合操作。基坑底面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥, 在底部四周设置排水沟与集水井相通, 集水井内汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除, 防止积水而影响刃脚垫层的施工。
(3) 刃脚垫层施工
刃脚垫层采用砂垫层和混凝土垫层共同受力。
a.砂垫层厚度的确定
    砂垫层厚度Ｈ可采用如下计算公式计算:
Ｎ／Ｂ＋γ砂Ｈ≤［σ］
根据计算结果, 无论是工作井还是接收井, 砂垫层厚度Ｈ均为 60( 厘米) 。
砂垫层采用加水分层夯实的办法施工, 夯实工具为平板式振捣器。
b.混凝土垫层厚度的确定
混凝土垫层厚度可按下式计算公式计算:
ｈ＝( Ｇ0／Ｒ－ｂ) ／2
根据计算结果, 混凝土垫层厚度ｈ为10～15厘米( 工作井为15厘米, 接收井为10厘米) 。
混凝土垫层表面应用水平仪进行校平, 使之表面保持在同一水平面上。
( 4) 立井筒内模和支架
由于顶管沉井高度达9米左右, 因此, 井身混凝土分三节浇捣, 内模同样分三节按装。井筒模板采用组合钢模与局部木模互相搭配, 以保证内模的密封性。刃脚踏脚部分的内模采用砖砌结构, 宽度与刃脚同宽。井身内模支架采用Ø48*3.5钢管支撑。钢管支架必须架设稳固, 如有必要, 可采用对撑支架, 增加内模的稳定性。
( 5) 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。隐蔽验收合格后, 方可进行立外模。
( 6) 立外模和支架
    钢筋绑扎验收后, 应进行架立外模和支架。井壁内外模用对拉螺杆固定, 对拉螺杆采用φ16的圆钢, 中间设置止水片, 两端设置铁片控制井壁厚度尺寸, 圆钢两端头上铰成螺纹, 用定制钢螺帽固定, 拆模时拆去钢螺帽, 割去外露部分, 再用同标号防水砂浆二度抹平, 确保不渗水。外模支架必须稳、 牢、 强, 保证在浇捣混凝土时, 模板不变形, 不跑模。
( 7) 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周期和保证工程质量, 采用泵送商品混凝土。泵送混凝土可将输送管的软管直接放入浇捣段, 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。混凝土在捣振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。
井身浇捣混凝土分三段施工: 工作井、 接收井平均总高度为9米, 分三次浇捣完成, 一次下沉。第一次浇捣刃脚部分, 高度2米, 第二次浇捣高度3.5米, 第三次全部浇捣完成, 浇捣高度3.5米。采用分段浇捣混凝土时, 严格按规范要求做好施工缝。施工缝做成凸缝, 并在后浇时将连接处的混凝土凿毛, 并用水清洗干净, 浇捣时先用12%的UEA砂浆座浆, 然后轻倒第一层混凝土并振捣密实, 以免形成蜂窝, 影响沉井的质量。
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。
( 8) 养护及拆模
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, 至少养护七天以上。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3～4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。对于分段浇捣混凝土部位, 应保留最后一排模板, 利于向上接模。
( 9) 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, 并保证在沉井下沉过程中, 预留孔内不渗水。
( 10) 井点安装及降水
    为确保沉井平稳下沉, 采用排水下沉法施工。用井点抽除地下水, 降低地下水位, 井点在基坑外周布置, 并提前预抽后, 方可开始挖土。
( 11) 凿除垫层、 挖土下沉
沉井下沉需待混凝土强度达到设计要求后, 方可开始挖土下沉。下沉时, 应先凿除刃脚下的混凝土垫层及砖砌内模。
挖土工具采用蟹斗挖机挖土吊出井外。沉井挖土顺序应中间稍低于四周, 沉井内的挖土高差控制在1米以内, 禁止深锅底挖土, 防止沉井突沉造成沉井倾斜的危险。
另外, 井壁外的灌砂必须均匀充实, 使沉井下沉时四周摩阻力相近, 均匀下沉。沉井下沉时, 应防止倾斜, 发现问题及时纠偏, 若沉井下沉有困难时应另外想办法, 不准大量挖深, 造成突沉。
沉井挖土三班制连续作业, 中途不停顿, 确保沉井连续、 安全地下沉就位。
当刃脚距离设计标高在1.5米时, 沉井下沉速度应逐渐放缓, 挖土高差控制在50cm内, 当沉井接近标高时, 应预先做好止沉措施。止沉措施可采用在刃脚四周间隔挖出设计标高的槽, 填入方木, 并应注意抛高系数, 禁止超沉和超挖。
( 12) 沉降观察
沉井在下沉过程中, 必须随时测定沉井标高, 确保均匀下沉, 并做好沉井下沉记录。沉井下沉至设计标高( 包括抛高) 后, 应先清除表面浮泥等杂物。沉井基础以粘土及全( 强) 风化砂岩为基础持力层, 施工中如发现实际情况与设计不符, 应及时通知设计进行处理。底板与刃脚的接触面, 必须将表面混凝土全部凿毛并露出石子, 便于新老混凝土的结合。
( 13) 基底注浆
基底采用双液注浆, 防止渗水。注浆用注浆罐来进行。注浆时, 在正式施工试配注浆的配比, 以检验配比的适用性。注浆采用32.5R号新鲜普通硅酸盐水泥掺和2%水玻璃, 水灰比不小于0.5。浆液注入率为20%, 注浆压力为0.3-1.0MPa, 注浆孔间距为0.8m。
( 14) 浇筑水下砼封底
当沉井在8小时内的累计下沉量不大于10mm时, 方可浇捣水下砼封底。 砼标号为C20。
( 15) 绑扎底板钢筋、 浇捣底板混凝土
在封底砼完成后, 就可在其上绑扎底板钢筋钢筋在绑扎时, 应保证刃脚钢筋与底板钢筋的连接、 上下两层钢筋的间距, 并将刃脚混凝土的表面凿毛露出石子, 便于刃脚混凝土与底板混凝土的结合。底板混凝土浇捣完成后应及时养护, 确保其表面不露白, 并应防止阳光及温差的剧烈变化, 以免底板出现收缩裂缝, 影响沉井的施工质量和使用功能。在浇筑砼之前, 先沿顶进的方向平行预埋导轨( 60钢轨制作) , 作为顶管导向用。
( 16) 绑扎钢筋、 浇捣后背混凝土
然后施工后背墙, 后背墙尺寸3.5×3.0m×0.5m, 配筋形式为双层钢筋, 横向为ф18@150mm, ф16@1500mm, 纵向配筋为ф14@150mm。
3.3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4台 KN 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1500mm。
其它设备: 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6.0m3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1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DN800砼管为主, 单节管子自重约1.6t, 选用1台16t汽车吊。
( 3) 顶管顶进
当井内、 井外的准备工作全部完成后, 可将机头吊放到井内导轨上, 调整好方向, 开始顶管的出洞。工作井前壁预留有机头及管道出洞的洞口, 为防止井外水土从预留洞口与机头外壁之间的缝隙流入工作井内, 预留孔洞与管道间设有动密封装置。
其出洞施工工艺如下:

关闭机头舱门
推机头进密封圈
机头安装调试
安装出洞口橡胶密封圈

机头筹备

土转运到舱门后

破部分封墙
舱内除土

机头顶进切入土中

留300mm机头在导轨上上

( 4) 洞口密封结构
出洞口密封结构的作用是阻止在顶管过程中泥水从管节与洞口间的间隙流入井内。
根据管道中心线与井壁预留孔的位置, 制作一个钢结构的内套环, 套环内圈设有橡胶止水板, 套环安装在预留孔与管节之间, 外围焊接在孔的预埋钢板上, 内圈橡胶紧贴管节。( 如图)

( 5) 破墙顶进
当机头前端进入洞口密封圈后, 即可破墙顶进。工作井预留洞口采用砖砌体临时封堵, 在顶前采用风镐凿除内层一部分封堵墙体, 然后将机头推进, 依靠机头前端刀口破除外层墙体, 切入土体中, 随后即可进行正常顶管施工。
当出洞口外为透水性较强的砂质土层时, 应事先对洞口周围一定范围的土体进行压密注浆, 防止外侧的水土进入工作井。
( 6) 方向监测
顶管出洞方向控制得好, 整条管道才有可能顶好, 顶管出洞不好, 整条管道就难于顶好, 故必须严格控制顶管出洞精度, 采用跟踪测量, 随时调整机头出洞的方向及高程偏差。
( 7) 顶进施工
当工具管顶入土体后, 留其尾部约300mm长搁在导轨上, 缩回千斤顶活塞杆, 卸走替顶和分压环, 安装管节, 开始进行管道的顶进施工。回缩千斤顶安装管节时, 需对机头或以后的管节作临时支撑, 以防机头在气压下退回, 造成地面坍塌。临时支撑措施应一直维持到管外壁摩阻力大于气压反力时为止。以下就气压法顶管工艺作简单描述。
a.气压法顶管介绍
气压法顶管是在顶进管道的前方工具管( 机头) 内设置两道气压密封门, 关闭第一道门, 向前舱充入压缩空气( 气压约0.030mpa, 相当于3m深水头压力) , 由于压缩空气向正面土层的空隙中渗透, 将工具管前方土层中的地下水从土壤的孔隙中排挤到远方, 给工具管作业提供一个无水稳定的环境, 同时, 气体的压力也支撑着机头前的土体开挖面维持稳定而不坍落。
当第二道门关闭且增压, 使后舱前舱压力相等后, 打开第一道门, 管道向前顶进同时将机头前挖出的土运到一、 二道门之间的转运舱内; 然后关闭第一道门, 气压继续稳压机头前舱再将后舱逐渐减压为零, 再打开第二道门, 使后舱与管道相通, 将转运舱的土运到工作井。管道是边挖边顶, 开挖量与顶进长度相匹配, 这是全气压人工挖土顶进法, 工人需带压作业。
b.顶进平衡控制
气压平衡法顶管是一个全新的施工概念。第一、 顶管掘进机在顶进过程中, 气舱压力与它所处土层的地下水压力和土压力处于一种平衡状态; 第二、 它的开挖量与掘进机顶进所占有的土的体积也处于一种平衡状态。
在顶进过程中, 其气压舱的压力P如果小于所处土层的地下水压力和主动土压力P1时, 地面就会产生沉降; 反之, 气舱的压力如大于所处土层的地下水压力和被动土压力P2时, 地面就会产生隆起, 这是一个动态平衡的过程。我们要将气舱压力控制在P1至P2之间, 才能称之为平衡。气压人工出土顶管的工艺流程如下:
关闭1号门前舱加压

工人进入后舱关闭2号门

后舱加压与前舱平衡后打开1号门

前舱挖土转入后舱管道向前顶进

关闭1号门 后舱减压与大气平衡

打开2号门

转运后舱土方至工作井

( 4) 施工过程中注浆加固、 减阻
本工程污水管下穿道路、 旁边有加油站等, 对地面沉降要求高, 且在顶管施工过程中, 容易发生流沙, 影响到顶管的顺利进行和周边建筑物的安全。为防止顶管施工过程中出现坍塌等病害, 确保工程施工对周围的环境影响减到最低、 确保周边建筑物的安全, 采用管端前注浆固结措施进行土体加固处理后, 再继续顶进。
a.注浆采用水泥粉煤灰浆液灌注, 水泥粉煤灰浆液的配合比为3: 7, 并加入早强剂。
b.管前端上下左右4个方向各钻1个Ø32孔, 将Ø25注浆管打入, 注浆管的打入深度为3米~4.5米/节·次。
c.拌制水泥浆, 水泥浆采用200升搅拌机搅拌的方法拌制, 拌制时要对水和水泥的量进行严格的控制。水泥浆太稀, 加固效果不好, 固结时间长, 太稠, 水泥浆难以压入, 控制水泥浆的稠度是注浆的关键。
d.启动压浆机, 把水泥浆压入。
e.注浆完毕, 马上清洗灌注设备。
f.每顶进3米/节, 注浆一次, 交替注浆, 以达到大大减少涌水量, 防止塌方的目的。
g.注水泥粉煤灰浆液后, 顶管阻力加大, 在顶管四周加触变泥浆减阻。顶进施工过程中采用在管外壁边注触变泥浆填充管道的外周空隙边顶进的施工方法, 是以稳定土层, 防止塌方和地面沉降, 减小顶进阻力实现长距离顶管的重要措施。
压浆管设在机头尾端, 紧随管道顶进同步压浆。为使管道外周形成的泥浆套始终起到支承地层和减阻作用, 在中继间和混凝土管道的适当点位, 还必须进行跟踪补浆, 以补充在顶进中的泥浆损失量。注浆流程为: 造浆静置→注浆→顶管推进( 注浆) →顶管停顶→停止注浆
h.压浆设备
压浆系统设备包括: ① 注浆泵( 螺杆泵, 排量1000L / min, 压力3MPa) ; ② 搅拌器; ③ 注浆管道( 主管φ50mm钢管, 支管φ25mm橡胶管) ; ④ 管路连接; ⑤ 控制阀; ⑥ 压力表。
i.浆液配制
触变泥浆是由膨润土、 水和掺合剂按一定比例混合而成。施工现场按重量计的触变泥浆配比为:
水: 膨润土 = 8: 1 膨润土: CMC = 30: 1
本工程拟购置膨润土袋装复合材料, 在施工现场加水拌和。
j.压浆数量和压力
第一次压浆量为管道外周环形空隙的1.5~2.0倍, 压注压力根据埋设深度和土的天然重量而定, 本工程拟采用2γH( kPa) , 式中γ为土的重量, H 为管道的覆土深度。在顶进过程中, 还应根据不同的土质条件和覆土厚度变化等适当调整压浆量和压力。
k.压浆孔的布置
每一压浆断面设置4个压浆孔, 按圆周90°布置。压浆孔应在工厂加工好。
注浆断面的位置, 拟在机头及其后面每隔10米均设置。
l.压浆方法
在每次顶进中必须对顶管机头后的第一个注浆断面上压注足量的泥浆, 以使其形成完整的泥浆套, 其它断面则按依次顺序作定压定量的跟踪补浆。
3.4、 顶管测量、 纠偏技术
( 1) 顶管测量
测量必须按照设定的管道中心线和工作井位建立地面与地下测量控制系统, 控制点应设在不易扰动、 视线清楚、 方便校核的地点, 并加以保护, 在施工期间应进行定期校核。
在顶管工作井内的后部设置测量平台, 其临时水准点由地面水准点引入, 在交接班时进行仪器高程的校对和调整。顶进轴线由设计管道轴线经过经纬仪引入工作井内, 然后对中观测。
机头出洞前, 必须准确测定机头刃口的轴线和标高, 并将数据及时反馈, 对机头安装的态势进行最后调整。
管道是否沿着设计管轴线顶进, 靠测量进行检查。管道轴线偏差采用经纬仪用支导线法测量与控制, 高程偏差采用水准仪测量。
测量频率: 一般每顶进500mm 测量一次, 特殊情况次数应增加。
全段顶完后, 应在每个管节接口处测量其轴线位置和高程, 有错口时, 应测出相对高程。
( 2) 顶管纠偏
纠偏是指机头偏离设计轴线后, 利用设置在机头后部的纠偏千斤顶组, 改变机头端面的方向, 减少偏差, 目的是使管道沿设计轴线顶进。机头纠偏的好坏, 将直接影响顶管施工的质量。
顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组的办法, 进行编组操作, 若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩方法, 反之亦然, 如果同时有高程和方向偏差, 则应先纠正偏差大的一边, 顶进时必须严格控制机头的走向, 随时纠偏, 控制好管道的线形。
纠偏时应做到在顶进中纠偏, 采用小角度分次逐步纠偏, 勤调微纠。纠偏工作尚应在仿真分析的指导下进行。
在顶进中顶管机头发生旋转时, 可采取在管内的相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩等方法, 直到正常, 以防止偏转增大, 影响出土和测量等工作。
3.5人工出土
本工程管内为人工出土, 管外为机械装土运出。集中堆放再外运至6公路外的弃土场。
3.6通风照明措施
顶管内通风, 如果需要进去维修设备等 进管之前需要通风, 采用压入强制性通风措施, 用风机经过1.5英寸钢管向顶管工具头压风。照明及用电施工用电主干线采用380V三相五线制, 接通地面、 工作井、 管道内、 工具头、 管道照明采用12-24V低压电源供电。
3.7 其它附属施工方法
( 1) 施工围蔽
本工程部分工作井、 接受井井位在四周, 采用弧形彩色压型钢板围蔽。围蔽范围为10×20m。
( 2) 工作井周围安全护栏
工作井周边布置安全护栏, 安全护栏以钢筋作为骨架, 高度为1.2m, 下面18cm用木板密封, 上面挂安全网。
( 3) 工作井内上下行扶梯
工作井内设上下行扶梯, 扶梯用角钢L75×75×10与钢筋踏级( 直径20mm, 间距30cm, L=500mm) 制作。
( 7) 工作井平台
在工作井口布置工作平台, 供运土、 工具的垂直运输, 用四条30#工字钢( L=10m) 作为梁, 其上铺15*15木方, 再铺厚度10mm钢板。
3.8检查井施工
顶管施工完毕, 即可进行检查井的砌筑施工。检查井施工基本在原有工作井、 接收井位置, 施工时, 我司将严格按照设计图纸。对不同形式的检查井、 接收井采用不同的方法施工。
本工程检查井为砖砌结构检查井。检查井施工时, 要求检查井采用MU7.5砖砌, 基础采用C10砼垫层基础, 检查井内壁用水泥砂浆批荡。
施工工艺流程图:
施工准备

井室砌筑

流槽与脚窝

踏步安装

井筒砌筑

抹面勾缝

井环及井盖安装

井环及井盖安装
井环采用C30混凝土预制, 下铺1: 3水泥砂浆座底。井盖采用型号为球墨铸铁新型防盗井环盖。为了保证井盖与道路路面的平顺, 我司将按照路面设计高程、 纵横坡度, 在路面面层施工前完成井环和井盖的安装。
3.9石粉渣回填
回填石粉渣要求采用灌水密实、 一次插振、 二次平振的施工工艺, 利用水的流动性和石粉渣的透水性, 在松散的石粉渣表面采用水泵抽水灌注, 依靠水的下渗使石粉渣孔隙填满, 并配合插入式振动器、 平板夯等工具进行振夯操作, 从而达到密实效果。回填时每层最大填筑厚度为30cm, 分层密实, 密实时管道两侧对称进行, 且不得使管道位移或损伤。回填施工时需符合以下规定: ①进行灌水密实时, 不可一次灌水范围太大, 同时也要加强排水; ②插入式振动器插入方式可采用行列或交错式, 不得混用以免漏振, 振动棒的移动距离不大于500mm, 每点振动时间30s, 视石粉渣表面不再显著下沉为准, 操作时要做到快插慢拔, 振动时, 振动棒上下略有抽动, 以使上下振动均匀; ③平板夯必须纵向、 横向夯实两次以上, 夯实时应夯夯相连, 不得漏夯。
3.10路面恢复
按原样对路面进行恢复, 具体结构同新建路面结构图
四、 顶管施工质量控制及保证措施
由于本工程顶管施工, 顶管深度较大, 顶管所经过路段靠近建构筑物近, 对顶管质量及安全控制要求高。施工时, 要做好各方面质量及安全控制工作, 以保证工程施工顺利进行。
顶管施工质量控制关键是顶管轴线定位导向控制技术, 顶管轴线定位导向包括顶管轴线(中线)定向, 顶管标高控制技术等。施工时, 工作井定位、 工作井制作、 沉降及顶管控制等均需围绕核心进行严密组织、 精心施工, 以达到工程的设计功能目标。
4.1、 测量系统:
工作井定位及高程控制是顶管能否按设计图纸施工极为重要的环节, 施工时, 我司将采用精密全站仪、 紧密水准仪筹仪器进行测量。精心测放轴线顶进方向, 工作井和接收井方向对接、 相邻标段的施工单位顶进施工时, 也需要严格校核顶管轴线方向。高程控制关系管道流量及流向。施工时, 必须严格控制, 每顶进一个进尺, 即要复核一次流水位标高, 把施工流水位标高控制在验收规范标准以内。
4.2、 顶管过程质量控制:
(1)人员配备:
顶管施工设备包括工具头、 千斤顶纽、 高压油泵系统、 中继间、 激光定位装置、 减阻泥浆搅拌及注浆系统等, 设备使用要求高, 我司将配备足够的数量工程技术人员进行本工程的施工作业, 并配备足够的专业技术人员进行顶管、 测量等关键工序的施工, 保证顶管质量。
(2)机具材料准备:
顶管施工期间, 首先准备好顶管用管材, 减阻泥浆配置需要的膨润土, 水泥浆置换所用的配料配备齐全, 保证顶管施工顺利进行。另外, 还须根据工作井顶管管径制作止水法兰圈。法兰圈以钢板制作, 设两道泡沫橡胶止水圈并备齐配件。千斤顶与顶进管连接的顶铁也应同时配置备齐。
(3)管道顶进:
根据顶管长度、 管径等计算顶力, 配备足够的千斤顶和中继间, 保证顶进顺利。
本工程地质结构中多为中砂和粉细砂, 摩擦力较大, 施工期间, 须增加触变泥浆减阻, 顶进长度控制在50m以内, 每超过50m设一中继间, 以保证顶进力。
顶管过程中需要连续作业, 防止停机、 抱管、 闷顶等情况发生, 顶管过程中, 严格控制顶进方向和标高, 随时进行测量和纠偏。
阶段顶管完成后, 立即进行水泥浆注浆置换工序, 将减阻泥浆置换为水泥浆以保证管道稳固, 置换水泥浆注浆孔可利用减阻泥浆注浆孔, 并以高压泥浆泵灌注。
( 4) 控制措施:
施工期间, 排1个数量的专业机手操作, 实现对工具头刀具的转动、 纠偏控制、 压力显示、 实时监控(工具头安装了摄像头、 控制台上安装了电视机)。顶进千斤顶, 观察工作仓的压力表, 调节泥水平衡, 使丁作仓内应保持一定压力, 仓内土压力应掌子面主动土压力相干衡, 被动土压力过大, 地面隆起; 主动土压力过大, 地面沉陷, 因此控制顶进与出泥的速度相当关键。
4.3、 泥浆系统:
顶进过程中, 需要经常进行压触变泥浆工作, 以减少顶进的阻力, 触变泥浆系统由拌浆、 注浆和管道三部分组成。拌浆是把注浆构材料兑水以后再搅拌成所需的浆液(造浆后应静置24小时后方可使用)。注浆是经过注浆泵进行的, 根据压力表和流量表, 它能够控制注浆钓压力(压力控制在水深的1.1～1.2倍)和注浆量(计量桶控制)。管道分总管和支管, 总管安装在管道内一侧, 支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔上去。注浆孔布置为: 工具头一道、 第1砼管设一道、 之后每间距7.5m设一道补浆孔(间隔2节砼管)。
顶完一节管后, 拆开所有管线(电力电缆、 信号线、 油管、 触变泥浆管), 进行砼管吊装后, 安装好所有管线(电力电缆、 信号线、 油管、 进出泥浆管、 触变泥浆管), 继续顶进。
五、 安全保证措施
5.1成立安全生产领导小组, 建立健全安全生产管理体系
安全保障检查程序图
不合格
合 格
合 格
合 格
通 知
不合格
不合格
各施工班组
施工队主管工程师
施工队主管工程师
各项目队施工员
项目部安全工程师
施工队长或主管工程师
施工员

5.2安全教育及检查制度
为进一步落实安全生产责任制, 明确各级、 各部门安全生产责任, 多形式开展安全生产宣传教育, 包括: 新进工地人员三级安全教育 变换工种人员的安全教育; 根据季节、 施工项目特点进行有针对性的教育; 特殊工种应持证上岗, 对各种安全事故处理坚持三不放过。同时建立施工现场安全检查制度: 项目部每旬检查一次; 施工对每周检查一次。
上述检查活动必须有书面记录。检查中发现的事故隐患整改做到定人、 定措施、 定时间如期整改完毕并完成书面反馈。
5.3确保施工安全的组织及技术措施
⑴为确保安全生产, 根据分部分项工程特点, 进行有针对性的全面的安全技术交底, 并履行签字手续。
⑵建立以经理为第一责任人的各级安全生产责任制, 真正做到”专管成线, 群管成片, 纵向到底, 横向到边”, 杜绝施工中的违章指挥和违章作业现象的发生。
⑶精心组织安排施工, 做好安全工作, 各种作业施工队必须按施工规程作业, 进入施工现场必须戴好安全帽, 水上作业穿救生衣。
⑷按照市建委、 市公安局关于《施工现场防火规定》的通知, 做好防火安全工作。
⑸根据工程特点, 消除安全隐患, 设立安全管理点, 并制订相应安全防范措施。
⑹各类电器、 电线、 机械设备要有专人负责, 严守操作规程, 电缆过路须埋管敷设, 绝缘性良好, 各种电器须安装漏电开关, 坚持做好用电值班制度的交接班手续。
⑺施工现场须设置安全警示牌, 支架上施工必须按照规定及时布置安全网, 施工走道两旁必须布置扶手围栏。
⑻ 在工地现场成立安全检查工作组, 具体负责安全施工和消防保卫工作。在各分项工程施工技术方案中, 另制定详细的、 有针对性的安全技术措施, 这些必须成为向施工班组交底的重点内容, 并根据这些措施落实材料、 品具和检查人员检查方法。
⑼安全交底和每周的安全活动要作为制度, 成为安全工作检查的主要内容。
⑽配备足够的安全用品, 购置足够的消防器才, 组织义务消防抢险队, 制定工地用火制度, 对各用火单位指定专门的看火负责人, 宣传消防。
⑾建立严格的奖惩制度, 以经济手段进行安全管理, 防止工伤事故的发生。
⑿加强上下联系, 组成一个统一南安全消防保卫系统, 经理部到各系统、 各班组应有专人负责。做到既有分工又有联系, 形成上下同心的保安全力量。
⒀加强安全教育, 提高全员安全意识。主要是安全第一的教育, 本职工作安全基本知识技能教育, 操作规程, 排除险情和应急措施的教育, 遵守规章制度和岗位作业标准教育, 行车安全教育。
⒁工作井上部设安全平台, 周围设护栏杆, 井口高出地面30厘米, 防止井周围物体滑落进入井内, 井内上下层立体交叉作业, 设安全网, 安全挡板, 井下作业戴安全帽。起重设备由专人操作和专人指挥, 统一信号, 预防发生碰撞。车靠近工作井边坡行驶时, 加强对地基稳定性检查, 防止发生倾翻事故。
⒂加强机械设备维护、 检查、 保养。机电设备由专人操作, 认真遵守电安全操作规程, 防止超负荷作业。临时用电要求一律用”三相五线制”配线, 两极漏电保护。所有用电设备要做好接零接地保护, 传动部分要设安全罩, 地下照明采用1 2～24V低压照明。
⒃作好防洪、 防雨、 防雷措施、 机电、 起重设备做好接地。定期和不定期开展安全检查评比工作, 查违章, 查隐患, 查措施, 抓落实, 表扬先进, 树典型, 使安全工作常备不懈。
⒄气压法顶管主要安全操作规程
①气压法顶管时机头前方充入压缩空气以气压稳定正面土体, 给顶管前方提供一个无水稳定的作业面。顶管遇到有障碍物时, 常以气压稳定开挖面的条件下排除和处理障碍物。但空气压力不得增大到静水压力或使开挖面全部疏干的水平, 以防压缩空气冒顶。
②连续加压作业应保证机头前方一直都充满压缩空气, 应设置两道气压舱门, 在确保维持前后舱充满气压的情况下将土转入后舱, 关前舱门, 然后从后舱门将土运走, 作业人员应严格按规范操作。进行调节控制气压作业区的气压, 尽可能减少压力被动值。
③输入前方的压缩空气必须经过空气净化器过滤, 气压管路上应装上单向阀门、 调压阀、 气压表、 安全阀等。气压舱内应安装负压表、 放气阀、 通讯电话、 观察口等。各种仪表装置应设置正确, 并经调试检验, 不符合要求立即更换。
④所有气压舱门必须采用外开门, 舱门开闭必须灵活方便。
⑤进入气压舱作业人员必须经体检合格并经过培训后上岗。
⑥气压舱内作业时 舱外必须安排专人负责观察, 联络和接应。
⑦气压舱内作业时, 工具材料应摆放整齐有序, 舱门处应随时保持开闭畅通, 密切监视前方土质的变化。后舱堆土高度不得超过管径1/ 3, 应勤挖、 勤顶、 勤运土。
⑧气压超过0.1Mpa气压时, 工人出舱应经过两次减压, 超过0.2Mpa气压作业时, 应另行制定严格的安全技术操作规程。

六、 机械设备投入计划

6.1、 主要机械设备投入计划表
机械设备名称
型号或规格
生产厂家
或产地
单位
数量
发电机组
200KW
兰州
台
1
旋喷机
40KW
衡阳
台
2
振捣器

桂林
台
2
空气压缩机
3W- 3.6/7B
常州
台
1
履带液压式挖掘机
卡特320(配油炮)
日本
台
1
气压平衡顶管机
EPB800
日本
台
1
装载机
ZL-40
厦工
台
1
汽车吊
QY(16)T
徐州
台
1
电动葫芦

湖南
台
1
载重汽车
东风EQ1061G2 D2
东风汽车厂
台
2
泥浆运输车
东风
武汉
套
1
砂浆搅拌机
1.0m3
徐州
台
2
注浆机

徐州
台
2
抽水泵
2B19
佛山水泵厂
台
2
电焊机
BX1-