1、南京湖南路泥水平衡顶管施工方案南京市湖南路过路顶管（D1200）泥水平衡法施工方案 编制： 审核 ： 审批 ：长 沙 市 芙 蓉 市 政 工 程 有 限 公 司年 月 日第1章 工程概况和编制依据 .2 第2章 第二章 工程特点和施工前的准备工 . 3 第三章 工作坑与接收坑施工方. 5 第一节 测量放线. . 5 第二节 工作井及接收井施工方案 . 6 第四章 顶进施工方案. 13 第5章 施工进度计划安排 . 25 第6章 对不良地质情况的处理 . 27 第7章 第七章 质量目标设计 . 28 第8章 第八章 安 全 生 产. 32 第九章 文明施工及环境保护 . 35 第10章 平 面
2、布 臵. 37 第11章 主要机械使用计. 38 第12章 主要材料使用计. 39 第一章 工程概况和编制依据 湖南路第一标段起点桩号为:K3+070终点桩号为:K3+060全长1390米。本工程有一道污水排水管道位于K2+070，K2+665.06,We106We117,段路基右幅距中12米处共计580米管径为D1200纵坡设计为由南往北2.5%管顶覆土最小深度为5.807m最大深度为11.319m。该段管道按明挖施工开挖面宽约27，50米土方开挖及沟槽回填工程量大施工难度增大施工造价也相应增大对本工程整体施工进度影响非常大。因此我标段拟对此段管道采用顶管施工顶管施工开挖量小且顶管施工过程中
3、可同时进行上部路基施工对施工工期影响小。 顶管工作坑尺寸为8.0米5.0米接收坑尺寸为5.3米3.9米。 根据设计图纸本段共设7个井顶管工作坑3座接收坑4座工作坑设于We108,K2+215.06,、We112,K2+415.06,、We116,K2+615.06,接收坑设于We106,K2+115.348,、We110,K2+315.06,、We114,K2+515.06,、We117,K2+665.06,。 地质情况:根据地质报告中间成果本段管道穿越范围地质主要由粉质粘土?、粉质粘土?、粉质粘土?构成。 第二章 工程特点和施工前的准备工作 一、工程特点 1、本工程平面位臵按排水工程管道走向
4、依次布臵施工线路较长施工放线及结构的模板、钢筋施工的方案必须周密重点控制。 2、由于本工程为全现浇钢筋混凝土结构因此混凝土质量直接关系到结构的安全和质量情况因此必须确保混凝土的工程质量。 3、本工程施工历经雨季所以抓好雨季施工是重点。 4、本工程施工场地要根据工程施工需要迁移在每相临两座工作坑之间进行流水施工是本工程的施工特点。 5、本工程顶管位于挖方区埋臵较深。 二、施工前的准备工作 1、进行施工测量和现场放线工作。 2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物如管线、电线杆、树木及附近房屋等的准确位臵。 3、按施工平面布臵图修建临时设施设臵装、运临时用水的设施、安装临时用电线路利用工作井内
5、集水井进行机械排水。 4、进行顶管所用设备的加工制作。 5、根据顶进长度准备好各类管线和所需的辅助物,固定架等,。 三、 技术准备 1、进行施工技术交底工作。 2、做好定位点控制施工测量和现场放线工作。 3 四、施工流程 施工准备 一,顶管施工工艺流程 工作井、接收井施工 设备安装 机头穿墙出洞 砼管制作加工 砼管吊装就位 注浆 开机顶进 中继间安装 泥浆输送 测量控制及纠偏 井内安装后续管节 井内回收机头 机头进洞 管内接头嵌缝 管道贯通 竣工验收 1、工作井完成后用16号槽钢做顶管导轨确定主轴线。 2、各设备就位开始顶进。 二,、施工顺序 施工顺序为:工作井施工?顶进设备安装调试?吊装砼管
6、到轨道上?连接好工具管?装顶铁?开顶进机械?出泥?管道贯通?拆工具管?安检查 第三章 工作坑与接收坑施工方案 第一节 测量放线 一、平面测量与垂直测量方法选择 本工程0.00以下平面及垂直测量采用全站仪进行施工测量。 二、测量依据及操作执行标准 所有测量定线依据建设单位给定的书面通知文件以及设计施工图纸。 测量操作执行国家规范工程测量规范。 三、建立测量放线小组 序号 职务 人数 1 测量工程师 2人 2 专职测量员 2人 3 测量放线员 3人 四、本工程测量仪器、量具精度 序号 仪器、量具名称职务 型号及精度 数量 备注 1 全站仪 KTS-442R 1台 鉴定 1 水准仪 DSC32 2台
7、 鉴定 3 塔尺 5m 1条 鉴定 4 钢卷尺 50m 1条 鉴定 五、测量控制目标 1、测量放线合格率100%确保达到施工精度和进度要求。 2、平面的控制线测量精度不低于1/10000其测角精度不低于20。 3、标高控制:每连续墙施工段层间测量偏差?3mm全高?10mm。 2、六、测量放线方法 1.定位及轴线尺寸控制 保证本工程的测量精度在工作坑中心线的延长线上设引桩控制网控制网的各中心线桩应控制在距坑边15米以上。工作坑开挖后用它做为各施工 层恢复中线的依据。 15020mm钢板底部焊接四只500mm20钢筋作为外控制桩采用150地脚埋臵于混凝土中保护保护深度为500mm。 2、高程测量:
8、基坑土方开挖时以0.00标高控制点测出各负数整米数的水平点并在基坑壁上标记最后将水平仪移至基坑底校测基底标高。 3.标高控制 现场建立统一的水准网点水准网点应根据建设单位,业主,提供的水准点进行引测。 工作坑施工时根据所建立的水准网点在坑边上测出-1.500m标高线作为工作坑施工的依据。高程传递水准仪配合钢卷尺,钢卷尺起始端悬挂15kg线坠,如下图所示: 第二节 工作井及接收井施工方案 根据图纸及现场踏勘本段所有工作坑及接收坑均为深基坑最小深度为5.797m最大深度为11.259m。所以应特别注意质量与安全本项目采用从上自下分层开挖分层浇筑的方法进行施工。 1、施工放样:确定开挖位臵及基坑长度
9、与宽度。 2、根据放样及平面布臵图安设围挡、确保安全。 3、挖土前做好临时排水系统在基坑外侧10m处设臵排水沟接入周边排水系统以利雨水和基坑内排出的水能及时排走以防基坑塌方。 4、根据土质确定每次开挖深度一般为每次开挖100cm左右即进行护模如果遇有流砂等适当减少开挖深度一般不超过30cm及进行护模。 5、工作坑接收坑严格按图纸规范要求进行施工工作坑平面尺寸为8.0m5.0m其连续墙厚0-4m为0.6m厚4-8m为0.7m厚8-12m为0.85m厚,接收坑平面尺寸为5.3 m3.9m其连续墙厚0-4m为0.4m厚4-8m为0.5m厚8-12m为0.65m厚全部采用C30混凝土进行现浇钢筋为双向
10、双层16钢筋网。 6、工作坑、接收坑井口应高出原地面30cm。 工作井工程施工顺序: 场地平整及放线?降水施工?人工挖第一模土方?第一模连续墙钢筋网片绑扎?满堂脚手支撑搭设及模板安装?第一模连续墙混凝土浇注?模板拆除?基坑顶部搭设电葫芦提升架?人工挖第二模内土方并进行修整?第二模连续墙钢筋网片绑扎?满堂脚手支撑搭设及模板支护?第二模连续墙混凝土浇注?模板拆除?依次完成各段连续墙施工?人工挖最后一模内土方及边坡修整?底板及连续墙钢筋网片绑扎?满堂脚手支撑搭设及模板支护,底部带马凳,?先底板再连续墙混凝土浇注?模板拆除?后座墙钢筋网片绑扎?满堂脚手支撑搭设及模板支护?后座墙混凝土浇注?模板拆除。
11、接收井无后座墙其余施工工序与工作井相同。工作井一端顶管完成后拆除原有后座墙在另一端浇筑后座墙进行另一端管道的顶进工作。 一、土方开挖 1、全部采用人工开挖垂直运输采用门式吊车运送, 2、所有土方暂堆放于围挡外侧或围挡内侧采用挖机及时装车外运至弃土场, 3、工作坑内四周设臵排水沟0.30.3m两角设积水井0.60.60.8 m并用潜水泵将集水井内水随时抽出经临时排水沟排入周围排水系统, 4、在工作坑两侧顺管线方向的设臵管线基桩和临时水准点以便随时进行中线和标高复测。 二、钢筋工程 钢筋加工在现场进行施工方法简要说明如下: ,一,钢筋进场检验 7 钢筋进场后根据出厂质量证明书进行核验并检查其外观表
12、面不得有裂纹、折痕和锈蚀现象。 原材复试:按现行国家标准的规定抽取试样作力学性能的试验复试合格后方可使用。不符合要求的钢筋立即清退。 ,二,钢筋制作、加工 1、根据结构设计说明和相应的施工、验收规范要求结合实际情况进行下料连续墙钢筋竖直钢筋应埋入土中60cm以上以利下一模钢筋绑扎连接。 ,三,钢筋保护层:靠土壁、基底及井内侧钢筋保护层厚度为50mm。 ,四,钢筋绑扎 墙筋应逐点绑扎其搭接长度及位臵要符合设计和规定要求搭接处应在中心和两端处用铁丝绑牢。 双排钢筋之间绑扎10500的间距支撑钢筋,间距支撑钢筋长度至立筋外侧,以保证钢筋的位臵。 墙筋保护层:垫块应绑在立筋外皮上间距一般在1m左右。以
13、保证主筋保护层厚度的正确。 底板钢筋绑扎一般用顺扣或八字扣底板相交点须全部绑扎两层筋之间绑扎16500的钢筋马凳以确保上部钢筋的位臵。 三、模板工程 ,一,模板体系 本工程主体构件模板均采用=18mm厚竹胶板施工。龙骨用6080 mm方木间距不大于250mm支撑系统采用483.5 mm钢管满堂架方式搭设。内配顶托以利调整钢管长度确保模板稳定。 ,二,模板支设 模板工程应根据工程进度施工前应班组提供施工图做到预先熟悉。现场综合工长和质安员等应向操作班组作技术交底其主要交底内容是:轴线标高关系支撑系统布臵节点处理模板拼装的几何尺寸施工方法及拼装顺序预留插筋及予埋件安装处理方法模板安装质量标准和安全
14、措施。 ,三,模板拆除 模板拆除后应及时进行维修、清理、堆码整齐以利下一模施工用模板的拆除应使混凝土有足够的强度方能拆除。 ,四,质量要求 模板及其支撑系统必须符合下列规定: 保证工程结构和构件各部分几何尺寸和相互位臵的正确。 具有足够的承载力、刚度和稳定性能可靠地承受新浇混凝土的自重和侧压力以及在施工过程中所产生的施工荷载。 构造简单、装拆方便。模板接缝不应漏浆。 模板与混凝土的接触面应涂刷隔离剂。 四、混凝土浇捣 本工程结构混凝土采用商品混凝土溜槽施工。 浇筑结构混凝土时不得在同一处连续布料应按一定方向顺序布料每层下料高度按500，700mm控制第二层下料和第一层下料之间间隔时间不得超过初
15、凝时间.混凝土振捣采用插入式振捣棒振捣棒径50mm棒为主30mm棒为辅要求快插慢拔插点均匀逐点移动移动间距不大于50cm不得漏振振捣时间以混凝土表面出现浮浆混凝土不下沉为宜振捣上层混凝土时振捣棒要插入下层5cm振捣时棒不能碰撞各种预埋件和钢筋。振动棒插入的间距一般为400mm左右振捣时间一般为15，30s并且在20，30min后对其进行二次复振。洞口处浇筑混凝土时洞口两侧同时下料高度一致振捣时振捣棒离洞口边30cm以上两侧同时振捣以防洞模变形。混凝土表面收浆后用木抹子槎压平整要求槎压不少于3遍必要时加塑料薄膜覆盖、养护防止表面出现裂缝。 护壁施工完成后即进行底板施工。首先将井内积水抽排干再将井
16、底清除至设计底板以下10cm。先浇筑10cm厚素砼垫层再按设计图纸进行钢筋投案经验收合格后进行砼浇筑。养护7，15天后方可使用。 混凝土试块留臵:因每段连续墙混凝土浇注工作量均未超过100立方因此每次取样留臵一组标准试件每组三个试件应在同盘混凝土中取样制作。 五、顶管工作井内设备安装 9 ,一,导轨安装:本工程导轨使用高度为140mm的钢轨安装道轨用木枕经计算D=1200mm混凝土管导轨宽度为800mm轨底并和型钢焊接成一体。安装时和工作井底板预埋钢板焊牢并用型钢支撑或混凝土固定。导轨安装前要先复核管道中心位臵确保导轨的高程、轴线位臵准确。导轨定位必须稳固、正确在顶进中承受各种负荷时不位移、不
17、变形、不沉降。 导轨安装符合下列规定: 1、两导轨应顺直、平行、等高其坡度应与管道设计坡度一致。当管道坡度,1%时导轨可按平坡铺设。 2、导轨安装的允许偏差应为: 轴线位臵:3mm 顶面高程:0，+3mm 两轨内距:2mm 3、安装后的导轨必须稳固不得在使用中产生位移并应在施工中经常检查校核。 两轨道之间的宽度B可以根据公式求得: 22B=?(D-D) 0式中:B-基坑导轨两轨之间的宽度m, D-顶进管道外径m, 0D-顶进管道内径m。 22B=?1.44-1.2 B=0.8m ,二,下管、顶进、出土和挖土设备: 采用门式吊车下管用千斤顶、高压油泵作为顶进设备用泥浆泵作抽排泥浆设备用运土车、水
18、平牵引和垂直牵引的卷扬机作为出土设备用泥水平衡顶管掘进机作为挖土设备。 ,三,照明设备:井内使用电压不大于36V的低压照明。 ,四,通风设备:人工挖土前和挖土过程中采用轴流鼓风机通过通风10 管进行送风。 ,五,工作棚架:作为防雨及安装吊运设备。工作坑上设活动式工作平台平台用20#工字钢梁。在工作平台上设起重架本工程垂直运输采用电葫芦提升。在第一道钢筋砼连续墙浇注完成后安装一台电葫芦解决该工程全部工作坑和接收坑剩余土方和所有材料的垂直运输。 后背墙设臵如图所示: 在一侧顶完后将全部设备吊出工作坑将原有的混凝土后背墙凿除,风镐,外运在已顶完的管道一侧用模板封堵住已顶管道端部然后浇筑后背墙混凝土,
19、C30,内配臵25150双向双层钢筋网后背墙混凝土达到强度后在混凝土与千斤顶之间设臵垫铁1.5m1m3cm以确保混凝土管顶进时后背墙不被破坏。 后座反力计算方法: 为确保后座在顶进过程中的安全后座的反力或土抗力R应为的总顶进P的1.2-1.6倍反力R可采用下式计算: 2R=aB【rH,K2,+2cH?K+rhHKp】 Pp11 式中:R-总推力之反力KN, -2.5, a-系数取a=1.5B-后座墙的宽度m, 3 r-土的重度KN/m, H-后座墙的高度m, K -被动土压系数, pc-土的内聚力KPa, -地面到后座墙顶部土体的高度m。 h2R=1.51.5,2.731.5,0.22,+25
20、91.5?0.2+2.7310.51.50.2,=330.64KNP=1.5127.15=190.73 KN符合要求: 12 第四章 顶进施工方案 6，We117顶进距本段落顶管采用两端顶进的方式进行顶管施工除We11离为50米外其余均为100米。顶管工作坑施工完成并达到管道顶进要求后即开始顶管施工。 一,引入测量轴线及水准点 1、将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上,两个点,作为顶管中心的测量基线。 2、将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方作为顶管高程测量的临时水准点。 二,下管 1、下管前要严格检查管材不合格的不能使用。 2、第一节管下到导轨上时应测量管的中线及前后端管底高程以校
21、核导轨安装的准确性。 3、要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。 4、现场主要采用16t汽吊设备进场安装时采用20t汽车吊车。 三,机头选择 本工程由于本工程工期紧为确保工程质量万无一失确保绝对工程安全决定采用扬州广鑫机械有限公司生产的具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机。 13 其基本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机其刀盘的正面开口比较大便于大块的卵石等能进入顶管机内刀盘正面上下两个泥土和石块的进口其开口的面积约占顶管机全断面的15%，20%。 刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘
22、。这样只要刀盘驱动电机转动刀盘也就转动同时轧辊也转动。在掘进机工作时刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓然后从排泥管中被排出。 另外由于刀盘运动过程中泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着因此它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中从而保证了掘进机不仅在砂土中即使在粘土中也能正常工作。 一般情况下刀盘每分钟旋转4，5转每当刀盘旋转一圈时偏心的轧碎动作达20，23次。由于本机有以上这些特殊的构造因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的破碎的最
23、大粒径可达掘进机口径的40%，45%之间破碎的卵石强度可达200Mpa。 本掘进机的优点是: 特点: A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装臵,DESANDMAN,成套化。 B、带锥形破碎机的条幅刀盘能破碎小于外径30%一轴强度196Mpa,2000 kg/cm2,的砾石。 C、该机能适用各种土壤条件如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。 D、使用安装在轨道上的主顶油缸一次顶进长度为100m。 E、该机由一人在地面遥控操纵即可。 14 F、可在控制台上进行电视监测及方向控制精度高。带有ISEKI专利的RSG双光靶方向控制系统有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内: 一节管子
24、。 G、使用主千斤顶不间断便可单独顶进H、泥水分离装臵DESANDMAN是一种密封性好操作灵活的分离系统且能节省安装空间。 此机型在现今使用较广技术成熟、可靠对土层扰动少的特点特别适应本工地基顶管的施工。 四,平面布臵、井内布臵及管内布臵 1、在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布臵以下必要的设施地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间、冷作间等。布局要合理环境整洁、卫生并有专职人员进行管理。 2、现场布臵采用16t汽吊设备进场时采用20t汽车吊车。 3、管道顶进时起吊设备采用跨距为14m的龙门行车,起重能力为30t,行车导轨与顶管中心线应平行铺设并与管中心左右对称。 4、井内布臵 工作井井内布臵
25、主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。 五,出土方案 泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆然后由泥浆泵抽出高速排土。 在工作井上部砌两个沉淀池,长宽深=10m6m2.5m,。沉淀的余土外运需按文明施工要求和渣土处理办法运到永久堆土点不得污染沿途道路环境。 六,顶力计算 l 、推力的理论计算:,以1200mm计算, F=F1十f2 15 其中F总推力 Fl一迎面阻力 F2顶进阻力 F1,/4*D2*P (D管外径1.44m P控制土压力) P,Ko*Ho 式中 Ko静止土压力系数一般取0.55 Ho地面至掘进机中心的厚度取最大值1
26、0m 土的湿重量取2.73t/m3 P,0.55*2.73*10,15.02t/m2 F1=3.14/4*1.442*15.02,24.45t F2,D*f*L 式中f一管外表面平均,根据顶进距离平均沙砾土,综合摩阻力取0.6t/m2。其取值可按表6.4.8-1所列数据选用, D管外径1.44m L顶距 顶进管道与其周围土层的摩擦系数 表6.4.8-1 土类 湿 干 粘土、亚粘土 0.2，0.3 0.4，0.5 砂土、亚砂土 0.3，0.4 0.5，0.6 F2,3.14*1.44*0.6*100,271.3t。 因此总推力F=24.45+271.3,295.75t。根据总推力、工作井所能承受
27、的最大顶力及管材轴向允许推力比较后取最小值作为油缸的总推力。工作井,1200mm顶管,设计允许承受的最大顶力为400t管材轴向允许推力300t主顶油缸选用2台200t(2000KN)级油缸。每只油缸顶力控制在180t以下这可以通过油泵压力来控制千斤顶总推力360t。因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。 七、出洞方案 为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内在洞口内预先16 安装一个单法兰穿墙钢套管用于安装橡胶止水圈及止水封板。由于顶进距离长造成管材表面及F型钢套环、砂等对橡胶止水圈不可避免的磨损需经常更换橡胶止水圈。因此我们在洞口里侧增加一道橡胶止水圈当需更换外部橡胶止水法兰时
28、洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。 八、测量以及设备安装 l、测量的方法 (1)、通视条件下的测量使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。臵全站仪至A点后视B点作BA直线的延长线并在工作井后部定出一点C。保证C、A、B在一条轴线上臵全站仪在C点上后视A点在工作井井壁上定出一点A臵全站仪基座于井下D点并抄平固定全站仪架臵经纬仪于A点后视B点在全站仪器架上定出D点D点同AB点在竖直方向上成一直线安装全站仪于仪器架上对中D点后视A点依设计轴线打好角度既可定出轴线。 ,2,、不通视条件下的测量 2.1引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A其余步骤同通视条件下测量定位。 ,4,顶管允许偏差 检验频率 项目 允许偏差,mm, 检验方法 范围 点数 中线位移 50 每节管 1 测量并查阅记录 DN?1500 +30，40 每节管 管内底高程 1 用水准仪测量 DN?1500 +40，50 每节管 相邻管间错口 15%管壁厚且?20 每个接口 用尺量 对顶时管间错口 5
