1、目 錄第一章 沉井施工組織設計 1一、工程概況1二、主要實物工程量1三、施工方案2四、勞動力使用計劃 12五、機械設備使用計劃 13第二章 頂管施工組織設計 14一、工程概況14二、工法選擇14三、頂進設備及附屬設施的安裝16四、頂管用管材18五、頂管出洞20六、頂管掘進21七、中繼間接力22八、頂管注漿24九、測量糾偏26十、機頭對接26十一、勞動力使用計劃27十二、主要機械設備使用計劃28第三章 支線管道施工組織設計29一、檢查井施工 29二、干線的水平貫通施工32三、支線管道32四、檢查井及支線管道的施工設備39第四章 施工總平面布置圖39第五章 施工進度計劃表41第六章 施工組織管理機
2、構 42第七章 質量保證措施 43一、質量保證措施43二、質量保證體系43第八章 安全保證措施 44一、安全保證措施44二、安全保證體系44 第一章 沉井施工組織設計一、工程概況 濱海大道頂管工程共有工作井兩座,分別位于管線的兩端,上游工作井在龍昆路附近,外形尺寸為10100 mm10704mm8100mm;下游工作井在長堤路口,外形尺寸為10100mm10740mm8950mm。上游工作井井位處的地質情況如下:層土為雜填土,層厚約1.5m,為塊石、建筑垃圾及雜填物;層土為淤泥、淤泥質粘土,厚度約3.5m;層土為淤泥質粉質粘土、淤泥質粘土,層厚約6.1m,以下為層土、層土等。沉井下沉過程中將穿
3、過層土、層土,最后刃腳踏面座落于第層土中。下游工作井井位處的地質情況如下:表層為路面;層為中細砂填土,層厚約5.1m;層為淤泥、淤泥質粘土,層厚約4.7m;以下為層土、1層土、層土等。沉井在下沉過程中將穿過路面和層土,最后其刃腳踏面座落在第層土中。由于井位處的地質情況較差,距離水源又近,為保證沉井在下沉過程中的安全,在兩座沉井位置處應進行地基處理以改良土質。具體方法為壓密填充注漿法,其目的是提高井四邊和刃腳處地基土的承載能力,又能保證沉井干施工、干封底。二、主要實物工程量:序號工程名稱單位上游井下游井1鋼筋混凝土m33703962挖土方m3117012603回填土方m33103104砌磚m32
4、4.224.25注漿m3294631006路石破除及恢復m204547回填砂m38608608磚砌溜槽m398112三、沉井施工方案(一)沉井施工工藝流程圖工作準備 地基土壓密填充注漿 基坑填砂及砼墊層基坑開挖 內外腳手架搭設底模 磚墻刃腳底模并粉飾底模 刃腳鋼筋加工底模 刃腳鋼筋綁扎底模刃腳模板加工底模 刃腳模板支立底模 刃腳砼澆筑底模 井壁鋼筋加工底模 井壁鋼筋綁扎底模 井壁模板加工底模 井壁模板支立底模 井壁砼澆筑底模 破除素砼墊層底模 沉井下沉至設計標高底模 澆筑素砼墊層底模 澆筑鋼筋砼底板底模 (二)沉井制作1、準備工作包括場地平整、大小臨時設施、設備、周轉材料進場等。2、地基土壓密
5、填充注漿由于沉井所處位置土的含水量較高,承載力較小,且屬于粘性土,滲透系數較小,不適合采用井點降水,故采用我局已廣泛使用過的地基土壓密填充注漿方式來達到隔斷地下水提高土體承載力和沉井干施工、干封底的目的。地基土壓密填充注漿范圍如下圖: I19300/221300/230003000 I 14800/2221300/2 注漿平面圖 I-I剖面圖3、基坑開挖、填砂、混凝土墊層澆筑:為保證沉井制作均勻下沉,應先將沉井范圍的障礙物與表層土挖出。根據沉井施工有關規范和現場實際情況,基坑開挖深度按2m考慮。基坑開挖的高寬比不超過1.2及保證不小于0.8m的工作寬度(如下圖所示)。因此,基坑開挖范圍應比沉井
6、外徑大2.4m左右。同時應在坑周布置23個集水井及時排除坑內積水。為保證制作沉井的地基具有足夠的承載力,開挖基坑底部若遇松軟的土質,必須予以清除,用砂或砂土回填、整平、夯實。以防止在沉井制作過程中發生不均勻沉降,造成井壁開裂。基坑開挖采用反鏟挖土機進行,并輔助人工整平。800制井位置1600 基坑開挖示意圖基坑形成后立即以粗砂分層回填夯實,層厚20cm,輔以灑水,用平板振動器或蛙夯密實,以保證填砂的承載力。現場采用如下方法檢測密實度:用直徑16圓鋼1.95m長,下端舉高0.5m后。垂直自由下落,若貫入度7.0cm,即為密實,否則應繼續密實,直到滿足要求。砼墊層寬度、厚度及填砂厚度、寬度計算如下
7、:(1)砼墊層寬度、厚度計算:砼墊層寬度:b=b12h 式中b1為踏面寬度,等于25cm。 h為墊層厚度(cm)根據式G。=R S b 得 h =(G。/RSb1)/2 式中G。為井體第一次砼(按刃腳踏面以上4m高計)澆筑后單位長度上的重量,等于5.87t/m。RS為填砂的允許承載力,取值為10t/m2。計算可知:h=(5.86100.45)2=0.07m=7cm代入式中得: b=59cm取 b=60cm()、填砂厚度、寬度計算:(如下圖所示)hhsb1bb+2hs混凝土墊層、砂墊層計算模式圖根據圖四墊層受力可得G。= P(hsb)hs = G。/Pb 式中:P為地基土的允許承載力,取值為6t
8、/m2,代入式中得:hs = 5.8760.60 = 0. 39 m = 39cm施工時考慮取hs= 50cm。填砂底寬B=2hsb= 20.50.65 =1.65m施工時考慮取1.8m4、模板設計以下游工作井為例,該井總制作高度8.95m,下沉深度約10m,考慮分兩層澆筑,第一次澆筑高度4.0m,砼方量約120m3,第二次澆筑到頂面標高,高度4.95m,砼方量約146m3。模板采用鋼框竹膠板大模板拼裝而成,井壁四角采用木模板面層釘5mm厚竹膠板(或白鐵皮)。模板橫帶248600,豎帶28600,(1)模板受力計算:根據規范,砼入模時模板受側壓力為:P=824KV0.5P1上式中:K溫度校正系
9、數,查表得值1.53 P1傾倒砼產生的水平動壓力查表得值6KN/ m 2 V砼澆筑速度(m/h)考慮采用商品混凝土,每小時砼供應量約為30m3/h,井每延米高砼方量30.8m3/m。則有:V=0.97m/h P=50.17KN/m2(2)模板驗算:橫帶驗算:橫帶外徑1=4.8cm,內徑2=4.0cmI=2(4142)/64 =2(4.844.04)/64 =26.97cm4, L=0.6m按五跨連續梁計算。橫帶承受60cm寬均布荷載的作用。如圖五所示:q = 50.170.6=30.1kn/m = 0.301kn/cmQ=0.301KN/CM600*5=3000 按最不利荷載計算,查表得:Mm
10、ax = KmQL2 = 0.1190.301602 = 128.95cm max = Mmax/W =128.95/26.97*(4.8/2) =11.47 = 15.5 KN/ cm2所以強度滿足要求。 fMax=5QL4/384EI4=0.089 cm 18.06KN。5、鋼筋綁扎及混凝土澆筑:鋼筋集中加工,分二期綁扎,首期綁扎高度為4.5m,砼澆筑后再綁扎二期鋼筋到頂。綁扎前,首先搭好內外腳手架,在砼墊層及內外腳手架之連桿上準確測放出鋼筋骨架邊線,依據控制線綁扎鋼筋。砼澆筑采用商品混凝土,泵車泵送入模。砼入模應注意對稱布料并及時振搗,使上、下層砼結合成一體,振搗器應插入下層砼5cm左右
11、,要防止漏振、欠振及過振現象發生。第二次澆筑與第一次澆筑方式相同。施工縫采用凹型槽處理。第二次混凝土澆筑前用同標號的混凝土砂漿澆筑一層后再澆筑混凝土。由于交通和天氣炎熱,選在夜間進行澆筑,澆筑前應先灑水濕潤后再澆筑砼,澆筑后的砼應時常注意灑水養護,防止干裂。6、沉井預制容許偏差控制值:長、寬: 15mm對角線: 1%井壁厚度: 15mm(三)沉井下沉1、下沉系數及穩定系數計算:根據設計說明,按排水下沉計算,列表如下: 井位項目工作井備 注井體自重G(t)600按上游工作井計算。刃腳端承力R156.3端面積(210.74210.1)0. 25;按15t/m2計算井周摩阻力Tf(t)506.4表面
12、積2(10.110.74)8.1=337.6m2;按1.5 t / m2計算下沉系數K11.18K1 = G / Tf穩定系數K20.90K2 = G / (RTf)經計算,沉井下沉系數和穩定系數均滿足規范要求。2、墊層混凝土的鑿除:墊層砼鑿除時要求均勻對稱,以減少不均沉降,并要求速度要快,為此采用風鎬同時對稱進行,同時墊層鑿除后,及時在踏面下回填砂。3、沉井下沉測量監測要求:(1)在鑿除砼墊層前,須在井頂及井壁上畫出沉井的縱、橫中線。中線按井壁四等分求得,并互相垂直,中線用于沉井垂直度與位移的監測。同時在井周圍及路面作好沉降觀測點。(2)在沉井四角,從刃腳踏面算起,畫上相同的標尺,標尺用于監
13、測下沉量,每次監測均需測量。(3)鑿除砼墊層要加強垂直度、下沉量測量,發現傾斜立即報告糾正。(4)沉井初沉時,每班至少作兩次全面監測(中線位移、垂直度、下沉量、地面沉陷量),每開挖一層土均應作一次下沉量、垂直度測量。(5)正常下沉時,視下沉速度每工班測12次。(6)發現傾斜嚴重、快速下沉等異常現象時,在糾偏過程中要隨時監測。(7)沉井沉至設計標高后,封底以前每24小時監測一次。4、沉井下沉容許偏差:沉井下沉完畢后,標高、位移、傾斜度的允許偏差值如下:(1)刃腳平均高:100mm(2)刃腳底面高差:兩角距離L10m,L/100;L10m,100mm。(3)水平位移:100mm以內(4)垂直度:1
14、/100以內。(5)刃腳平面軸線:100mm以內。5、挖土下沉:沉井初沉是沉井下沉中最關鍵的工序,此時四壁無磨擦力,沉井全靠砂堤承擔,下沉系數很大,沉井又未入土,重心高,四壁 無土體約束導向,開挖稍不均勻,就可能傾斜、移位。刃腳下砂堤與砂墊層要分層均勻開挖,每層厚度20cm,開挖要在刃腳下沿全面進行,砂堤及砂墊層一經挖除,沉井立即下沉入土。挖出的砂和土立即用汽車運走,以免占用過多的場地影響交通。采用人工在井內挖土,裝入2m3土斗中,用25t汽車吊垂直運輸,直接卸入運土汽車上。6、沉井下沉過程中幾種問題的糾正:(1)傾斜處理:沉井下沉完畢,要求傾斜在1 / 100以內,為達到這一目的,沉井下沉過
15、程中要求控制在1 / 1501 / 200之間,超過1 /150就要糾偏。糾偏方向就是在傾斜的相反方向井壁多挖土或在井壁外側射水沖刷予以糾正,但糾偏過程中要加強監測。另一方面,挖土下沉要均勻進行,盡量避免傾斜發生,嚴格控制傾斜度在1 / 150之內。(2)水平位移過大的處理:沉井下沉完畢,要求水平位移100mm,水平位移過大就要糾偏,糾偏方向如下圖所示。沉井下沉水平位移糾偏示意圖經過(a) (b) (c)幾個循環,即可達到要求。要注意的是:沉井傾斜調整和位移糾偏,需在沉井終沉標高1.0m之前必須完成。(3)沉井突沉的預防:沉井應按正常速度下沉,要不過快也不過慢,要防止由于挖土過快或地質驟變,或
16、下雨井內積水過多等使下沉失控,產生突然過大的下沉,發生突沉不僅井壁受力不均容易開裂破壞,還可能會造成安全事故。預防措施是:首先了解土層情況做到心中有數,其次控制挖土速度,再有準備好備用水泵,及時排除井內積水。一旦發生突沉,可立即在刃腳斜面回填土。(4)沉井不沉或超沉的處理:當沉井下沉不順時要及時了解地質情況,如地質無異常情況可考慮在沉井上壓載,也可在沉井外用水沖刷,減少井壁摩阻力。當沉井下沉時有超過設計標高的趨勢時,為防止超沉,除需在刃腳下墊塊石和在刃腳斜面下回填砂礫等措施以制止下沉外,在沉井制作之前,還予先在底板下注入水泥漿,其厚度為3m,頂部標高在刃腳踏面標高以上100cm,既起到防止超沉
17、作用,又起到隔水封底作用。(四)沉井封底及底板澆筑待沉井到位穩定后(8小時累計下沉量10mm)即可封底,步驟如下:1、回填砂土至底板底標高以下30cm并夯實整平。2、回填15cm厚道渣并夯實整平。3、在井中部安裝減壓排水井。4、澆注15cm厚C20砼墊層。5、綁扎底板鋼筋,按規范要求采用雙面搭接焊。連接底板止水槽予留鋼筋。6、澆筑底板砼。砼坍落度在58cm,先注入漏斗,吊車吊至井底,徐徐打開漏斗門將砼均勻分布,插入式振搗密實后再用平板振搗器提漿,初平,最后瓦工找平、收面。砼始凝后,井內灌10cm深水養護,防止收縮裂縫。在整個全過程中,應保證減壓排水井中的水泵正常工作,以防止浮力破壞底板。7、減
18、壓排水井施工。(五)擋土墻砌筑及回填:擋土墻采用磚砌,墻寬48cm,頂面略高于地表,防止施工期間雨水流入井內,墻后回填采用粘土并夯實。(六)沉井流槽的砌筑:清除井內雜物,以MU5機磚作流槽的主體結構,用砂漿砌筑,表面抹20mm厚水泥砂漿。(七)現澆蓋板沉井蓋板為鋼筋砼結構,平面尺寸:10.49.4m,厚45m,其施工流程如下:井內搭設腳手架平臺 安裝底模板 綁扎鋼筋 安預留孔環模板 支側模 澆注砼。平臺采用滿鋪腳手架,底部支承在沉井底板上;底模采用組合鋼模板;鋼筋在加工房制作,運至現場綁扎;砼采用商品混凝土。(八)人孔砌筑及回填:人孔采用磚砌,內徑尺寸為直徑700mm,墻寬24cm,墻高須保證
19、安裝窨井蓋板后,蓋板與地表齊平,磚砌人孔需內外粉,以保證不滲水。四、勞動力使用計劃:(見下表)序號工 種人 數1工地負責人22技術人員23木工164鋼筋工165砼工86電焊工47起重工48架子工109機修、使用工410吊車司機211瓦工412材料工213測量414試驗2合計80五、機械設備計劃:序號名 稱單位數 量備 注1裝載機臺13.0m32運土自卸汽車輛2載重16t3汽車吊輛225t4電焊機臺45污水泵臺4揚程20m6鋼筋機械套17木工機械套18手提砂輪機臺29砂輪切片機臺210空壓機臺2電動0.9m311注漿設備套212混凝土泵車輛213混凝土攪拌車輛414臺鉆臺115插入式振搗器臺12
20、16平板振動器臺217蛙夯臺1第二章 頂管施工組織設計一、工程概況濱海大道(龍昆路長堤路)頂管工程全長1504.2m,為雙排2150鋼筋混凝土管節。從龍昆路到長堤路共分五段,第一段為直線漸變段,長67米,兩排管道間距從2米逐漸變為5米;第二段為轉彎半徑700米的弧線段,全長約674米,兩排管道間距為5米左右;第三段為直線段,全長220米,兩排管道間距為5米左右;第四段為轉彎半徑600米的弧線段,全長327米,兩排管道間距為5米左右;第五段為直線漸變段,全長195米,兩排管道間距從5米左右逐漸變為2米。頂管使用的管節為F型企口管,施工時從兩端工作井向中間對頂,最后在地下進行對接。沿線土層地質為淤
21、泥質軟粘土,含水量不均勻,范圍值在30%80%之間,地基土承載能力較低。二、工法選擇1、工藝原理頂管的工藝原理參見下圖,在工作井內頂管軸線的后方安裝了一組主頂油缸,提供水平推力,將管道一節連著一節地從工作井前壁預留洞口中頂出工作井進入土層中。在管道的最前端布置有一臺機頭,機頭的作用是平衡前方土體,能以有效的技術手段和措施,確保對周圍土體擾動很小的情況下,取走頂入機頭土艙內的這部分土體;機頭的另一作用是調節頂管發生的方向偏移,能引導后續的砼管道準確地沿著預先設計的直線或曲線路線頂進。當管道頂進的阻力超過主頂油缸提供的水平推力時,需要采用中繼間接力推進,以實現長距離頂管技術。2、機頭選型本機頭選型
22、按照保證質量、安全、文明施工、保護地面建筑物與地下管線、維護道路交通等要求,根據本工程所處的淤泥質軟弱地質與施工環境條件合理選擇為液壓封閉式土壓平衡機頭。該機頭前方為密封艙,密封艙的后方安裝有土壓力表,可隨時掌握密封艙內土壓力數值,讓操作人員很方便地調整前方土壓力平衡。密封艙板上設有一道密封門,該密封門采用液壓啟動,當管道向前頂進時根據土壓力數值可將密封門開大開小,土層即進入機頭后的皮帶傳送機上。三、頂進設備及附屬設施安裝頂管的設備包括液壓推頂設備、頂管機頭、泥漿攪拌及注漿設備、供電通風設備、起重設備等及其它相應的附屬設施。頂管之前必需將以上設備按照相應的質量、精度標準要求安裝就位并進行運轉調
23、試,方可進行管道的頂進。1、安裝液壓推頂設備液壓推頂設備包括工作井內的主頂設備及中繼間接力頂進設備,(中繼間安裝在后面敘述),主頂設備及其附屬設施包括:1)組合油缸架及操作平臺2)主頂油缸4臺(頂力為3000KN/只,行程1.3m)3)高壓油泵站及管閥4)組合環形頂鐵(兩塊)5)頂力分壓環(一塊)6)后座承壓壁主頂油缸固定在組合油缸架上作整體吊裝,四臺主頂油缸對稱布置如下圖所示:主頂油缸布置圖高壓油泵站設置在地面工作井近處,與主頂油缸連接的油路順直,減少轉角,接頭不漏油。油泵站位置搭設有防雨棚。油路系統裝有限壓閥,溢流閥和壓力表等指示保護裝置,安裝完畢后要進行試車,使用過程中定時檢修維護,及時
24、排除故障。主頂油缸提供水平推力將管道在土層中向前推進,其反推力作用在后座鋼構件體上并傳遞擴散到工作井后壁上。后座結構采用25mm厚鋼板加工,其結構尺寸55m,厚50cm,重15t。后座與工作井后壁之間墊一層5cm厚木板,這樣即可將4臺油缸的集中頂力傳遞擴散到25m2的工作井壁上。分壓環外徑、內徑與鋼筋砼管一致,其長度為50cm,四臺主頂油缸的頂推力作用在分壓環上,分壓環再均勻擴散傳遞到砼管的后端面。環形頂鐵的結構與分壓環一樣,它的作用是由于油缸的一次行程不足以將一節砼管推頂到位,需要將油缸收回后,在分壓環與油缸之間加墊該頂鐵結構,然后利用油缸的第二次行程再推,這樣反復多次即可將一節大大超過油缸
25、行程長度的砼管推頂到位。本工程每套頂管設備需要分壓環一件,1.0m長度的頂鐵兩件,采用20mm厚鋼板加工,3件共重約8噸。2、安裝頂管機頭1)安裝導軌導軌安裝在工作井底板上,它是支承機頭及砼管節的一種頂管附屬結構。導軌的結構型式如下圖所示,定位后必須穩固,高程及方向必須精確。導軌采用38kg/m鋼軌,其長度為4.5m,兩條軌道互相平行,間距1.5m。機頭及砼管吊放到導軌上時,其高程及方向應與設計一致。重型導軌2)安裝頂管機頭頂管機頭在我局基地維修調試好,運到現場后,被吊放到工作井內導軌上。檢查測定機頭與軌道是否平衡、吻合,機頭的前后端中心方向和相對高差小于2mm,然后對機頭的電路、油路、氣壓、
26、泥漿和操縱系統等設備進行逐一連接,各部件連接牢固,不得滲漏,安裝正確,并對各系統進行認真檢查和試運行。3)安裝洞口動密封裝置機頭及砼管道被從工作井前墻預留洞口中頂出進入土層中,為防止井外水土從洞口與機頭外壁之間的縫隙涌入工作井內,必須在洞口處安裝動密封裝置,其結構如洞口動密封裝置圖所示。3、其它設備的安裝本工程每個工作井配備一臺25噸汽車吊及一臺組合桁架吊,負責頂管施工中的起重吊裝工作。泥漿站安置在地面,由泥水拌制儲放系統和注壓設備管路系統組成。可隨時向頂進管道內供應泥漿。氣壓站安置在地面,它由生產壓縮空氣的空壓機,儲氣罐、除油清潔過濾器及氣壓管路組成,可隨時向頂進管道前方供應清潔空氣和0.8
27、Mpa以內的壓力。四、頂管用管材、管材的標準本工程選用能適應曲線頂管的F型接口管,該管材的一端預埋有一鋼套環,另一端為F型臺面,在第一臺面上粘貼一條橡膠密封圈,兩管節連接時,帶橡膠密封圈的一端被緊壓入前管后端的鋼套環內;兩管的砼端面之間還安裝有一塊傳力襯墊環,該襯墊環材料為2cm厚花旗松木板。管材的技術質量指標如下:外觀質量表面具備鋼模板脫模后的自然光滑,不得有脫皮、麻面、狗洞等缺陷。管節長度 3000mm砼強度等級 C50直徑公差 2mm端面平整度 2mm鋼套環周長誤差 3mm鋼套環直徑誤差 1mm 2、管材的生產管材的生產按招標書要求,原則上由甲方聯系制管,在制管商需要的情況下,我單位可提
28、供租賃模具、技術指導、質量監督檢查。管材及其接口材料必須由制管商配套供應,這樣對接口的密封質量才可做到責任明確。管材運到頂管現場后,我單位還要進行二次質量把關檢查,對不合格的管材堅決退回。五、頂管出洞頂管機頭被從前墻預留洞口中頂出工作井進入土層中的過程叫做頂管出洞。頂管出洞是頂管工程中的一道關鍵工序,西德文獻稱:“頂管出洞出得好,整條管道才有可能頂好,頂管出洞出得不好,整條管道就難于頂好。”故在頂管出洞過程中必須高度重視,制定嚴密的技術方案措施。1、土壤加固工作井預留洞口外土體采取注漿加固措施,以增加洞外土體固結力,使機頭出洞時土壤穩定,不塌方、沉陷。土壤加固的范圍及方法參見工作井沉井施工一章
29、。2、拆封門當所有設備進行全面檢查、液壓、電氣、壓漿、氣壓通風、照明通訊等操作系統能正常顯示其進入工作狀態,然后進行聯動調試,確認沒有故障后,方可準備出洞。頂管出洞時需要拆除洞口鋼封門,拆鋼封門前一定要將機頭推進洞口動密封裝置內,以避免洞外土壤加固失效致使大量泥水涌進工作井內的事故發生可能性。拆除封門是將機頭密封門打開,在各種設施特別是氣壓通風運轉正常的情況下,由操作工人進入機頭前艙割除封門,割封門時是由下向上割,必須是有操作經驗的工人進入。安全措施必須到位,艙外觀察接應人員應高度集中,當發現有塌方的現象時操作人員必須立即退入后艙,并關閉機頭密封門。能夠安全、順利拆除鋼封門的前提是土壤加固的可
30、靠性,本出洞方案若發生土壤加固失效的情況也不會發生質量安全事故,因土壤坍塌時洞口、機頭均已密封,機頭前艙及時充入了壓縮空氣。3、頂管出洞當封門拆除完畢,清除洞口處金屬物件或較大硬塊等障礙物后,隨即將機頭頂進切入土層中。這時應控制好機頭出洞的方向和高程,在測量跟蹤的情況下將機頭隨調隨頂,完成整個頂管出洞過程。機頭出洞的方向調整是利用四個主頂油缸的不同頂力和行程來進行,只有當頂進數米長度的砼管道后,才可啟用機頭的糾偏裝置。六、頂管掘進完成頂管出洞后,即可進行正常的頂管掘進。1、頂管出土管道在土層中向前推進,切入機頭內的土需要挖掘進入后方管道內運走,挖運土方數量不應超挖欠挖,不然會引起地面的沉降或隆
31、起。控制出土量的方法主要是觀察土壓力表讀數或理論出土量控制。本工程機頭的土壓力表平衡及出土方法在頂管機頭選型一章節內已介紹。土壤進入機頭后的皮帶傳送機上,再卸至土方運送車的土斗內,然后拖運到工作井內桁車架提升至地面堆土場。管道內的土方運送車為電瓶車牽引,在頂進管道內安裝有軌道,電瓶車牽引土斗底盤小車從機頭前方沿軌道運行到工作井內。2、頂管推進管道向前推進起初主要是依靠工作井內的四臺主頂油缸提供水平推力,每次推進長度主要是根據運土車斗容積確定,使一次推進長度的理論出土量與斗容積一致。當主頂油缸的行程到位以后,需將頂伸出的缸軸收回,然后加墊一節頂鐵再推,直至將一節管推頂到位。3、吊裝管節一節管推頂
32、到位以后,將油缸收回,并將頂鐵及分壓鋼環吊離軌道,再吊裝下一節管繼續掘土推進。管節吊放到導軌上后,應仔細檢查密封膠圈是否粘貼牢固,傳力襯墊木環是否固定,鋼套環是否變形等,然后調整好管口中心,利用主頂油缸推頂管節使接口連接就位。管節的橡膠密封圈被擠進前節管后端的鋼套環內具有一定的壓縮量,應注意橡膠圈的位置在擠入過程中是否翻轉,否則應重新安裝。七、中繼間接力管道頂入土層后,其阻力由兩部分組成,一是機頭前方正面阻力,二是管外壁摩擦阻力。當這兩部分頂管阻力之和超過管道的承受能力或主頂油缸總推力時,即應加設中繼間接力,實行分段逐次頂進,以實現長距離頂管推進。1、中繼間結構中繼間的結構參見圖十一,主要由以
33、下幾部分組成:1)短行程千斤頂組(總推力8000KN,行程30cm)2)殼體和千斤頂緊固件,止水密封圈3)承壓法蘭片4)液壓、電器、操縱系統中繼間的千斤頂組在高壓油路的作用下,以其后管道為后座支承力,將其前段管道向前推進約30cm,采用這種方法,將管道分段逐次推進,是實現長距離頂管的技術措施之一。2、中繼間分段安裝位置中繼間在管道上的分段安放位置應通過阻力計算確定,第一號中繼間要克服機頭前方迎面阻力和管道外壁阻力,并應留有較大的安全頂力儲備。機頭迎面阻力F1按被動土壓力計算F1=/4D2Htg2(45/2) =/42.64219.78tg2(4520/2) =1183KN式中D機頭的外直徑取2
34、.64m土層容重取19.7KN/m3H被動土壓力計算深度取8m土壤的內摩擦角取20管外壁摩擦阻力F2按下式計算F2= DLf1號中繼間總頂力N=K(F1F2)=K(F1DLf)故L 1=(N/KF1)/(Df)=(8000/1.51183)/( 2.6418)=27.8m取24 m式中N中繼間千斤頂總頂力,為8000KN K頂力儲備安全系數取1.5 f管外壁摩擦阻力系數,當采用泥漿減阻時為10KN/m2 L11號中繼間可頂管道長度其余中繼間的頂力僅克服管道外壁與土層之間的摩擦力應留有1.2倍安全儲備系數,每個中繼間可頂管道長度L2=N/KDf =8000/(1.23.142.3712) =75
35、mLN=N/KDf =8000/(1.23.142.376) =150m取L3=111 m,L4=120 m,L5=132 m,L6=132 m,L7=158.1 m。本工程單條管線總長1504.2m,采用從兩頭向中間對頂的方法,每套設備頂管長度為752.1m,根據以上計算,確定每套設備頂進的管路上需安裝7套中繼間接力頂進。八、頂管注漿頂管注漿是將膨潤土泥漿材料,注壓到頂進管道的外周圍,作為減少頂進摩擦阻力,實現長距離頂管的重要措施之一,注漿尚可填充管道外周圍土層空隙,起到減少地層損失控制地面沉降的作用。1、泥漿的攪拌儲存拌制泥漿的原材料為頂管專用膨潤土袋裝復合材料,由杭州地質礦產研究所研制生
36、產,運輸到現場加水拌制。泥漿通過攪拌機拌制,再輸送到儲漿筒內存放。本工程每個工作井需6立方米儲漿筒4個,泥漿在儲漿筒內需要存放24個小時以上充分膨化后才能使用。2、泥漿孔布置將泥漿注壓到管道外周圍,是通過在砼管壁上預留泥漿孔。沿著管道布置注漿斷面,每個斷面設置3孔或4孔交錯布置,在靠近機頭的前100米范圍內每6米布置一個注漿斷面,其后每912米布置一個注漿斷面。每條管道共需布置泥漿孔約750個。泥漿孔的結構見下圖所示,為預埋直徑25mm鍍鋅鋼管,預埋在砼管壁上。每個注漿斷面沿管壁圓周四等分或三等分布置泥漿孔。注漿孔結構圖3、泥漿注壓注壓泥漿的總管采用直徑50mm鍍鋅管,從地面泥漿站經工作井下直
37、通機頭前方。總管在經過每個注漿斷面處留有一個三通連接支管,支管為直徑25mm橡膠壓力軟管連通每個泥漿孔,每個泥漿孔均安裝有一個不銹鋼球閥,當開啟球閥時,泥漿注壓泵就會將儲漿筒的泥漿經過總管到支管從各個泥漿孔注到管道外周圍。對機頭后的幾個注漿斷面應在管道頂進的同時壓注足量的泥漿,以使管道外壁形成完整的泥漿套,其它斷面按依次順序作定量的跟蹤補漿。4、泥漿置換每條管道頂管結束后,應利用泥漿管路注壓水泥砂漿(可摻加適量粉煤灰)到管外周圍,置換泥漿套,加固或改良周圍土壤。當水泥砂漿凝結后,拆除泥漿孔球閥換上悶蓋,將孔口封堵。九、測量糾偏1、頂管測量頂管測量的目的是檢查管道在頂進過程中發生偏差的數值。按照
38、設計的管道中心線和工作坑位置建立地面與地下測量控制網點系統,采用坑道測量方法,測定機頭及前數節管道的實際位置,再與設計的位置比較計算其偏差值。平面偏差是由全站儀或經緯儀(測距儀配套)在管道內采用支導線方法測量,高程偏差是采用水準儀進行測量。2、頂管糾偏管道在頂進過程中所發生的偏差,是通過在機頭糾偏的方法來進行調整。在機頭的后端部設置了四組糾偏千斤頂,若管道偏左則糾偏千斤頂采取左伸右縮的方法予以編組操作,若同時發生有高程偏差,則應先糾正偏差較大的一面。頂管過程中,應做到“五勤”,即勤挖土、勤頂進、勤測量、勤糾偏、勤注漿。頂管施工作業是在每天24小時內均不間斷地進行,測量糾偏工作每天通常要進行四次
39、,特殊情況可調整測量次數。十、機頭對接本工程每條管線均采用從兩頭向中間對接頂進的施工方案,當兩臺相向對頂的機頭頂進到預定的位置時,兩機頭前端相碰在一起,采取在地下暗接處理。1、土壤加固兩機頭前端相碰后,土艙內的土壓力應保持正常壓力,兩機頭的密封門均應關閉,以避免水土從機頭前端面相碰處的縫隙向管道內流失。這時應從管道內向機頭前端注壓水泥砂漿,目的是將兩機頭前端面的縫隙堵嚴。為使水泥砂漿盡早凝固,可摻適量水玻璃采取雙液注漿的措施。2、機頭前端焊接密封當水泥砂漿凝結后,可適當打開機頭密封門,挖出一部分土艙內的土,觀察機頭前端縫隙是否堵嚴,土體是否穩定,否則應及時關閉密封門并對土艙內充氣。在確信機頭前
40、端密封可靠后,才可全部清除機頭土艙內的土,將兩機頭前端焊接密封。3、現澆混凝土內襯兩機頭前端焊接密封后,兩段相向對頂的管道即告貫通。這時可拆除機頭的所有設備,割除機頭的內臟結構,僅保留兩機頭外殼體。然后以機頭外殼體作為外模,制作安裝與砼管內徑相同的內模,對機頭外殼體段進行現澆砼內襯施工。常規現澆方法對內襯砼澆搗不密實,故在管道頂部內襯采取壓力送水泥砂漿密實。十一、頂管勞動力使用計劃序 號工 種人 數備 注1技術人員62機頭操作16有頂管施工經驗3修理工8有頂管施工經驗4電工8有頂管施工經驗5電焊工8有頂管施工經驗6測量工16有頂管施工經驗7材料員4有頂管施工經驗8吊車司機6有頂管施工經驗9一般
41、操作20一般工人10普工80合計172本表按四個作業面,每個作業面每天兩班作業考慮。十二、頂管主要機械設備使用計劃序號設 備 名 稱規 格 型 號數 量備 注1工具管(機頭)21504只2皮帶機20m3 / h4架3汽車吊25t2臺4龍門吊20t2臺5電動空壓站10m3 / min,138kw2套6柴油空壓機6m3 / min2套7主頂油泵站66L / min,66kw4套8泥漿泵站3kw4套9主頂千斤頂400t,31.5MPa16只10電焊機A500,26kw8臺11測量儀器測距儀,經緯儀4套第三章 檢查井及支線管道施工組織設計一、檢查井施工1、主干線上檢查井施工在設計圖中,全長1504.2
42、m的主干線上共有22個檢查井本工程的干線沿途檢查井采用鋼結構頂管形式,當干線管道頂完后,找出各檢查井的位置,在主管道內用垂直頂升制作檢查井井身,車道上檢查井井口處作相應的地基處理,以滿足公路上汽車荷載的要求。結構如圖所示。檢查井鋼管內徑70cm,壁厚14mm。單個井的施工工藝如下: 松開預留孔蓋板 孔外周注漿 安裝垂直施頂設備制作鋼管節 安裝鋼管節 施頂管節上升 循環水排泥拆除施頂設備 管頂出地面 井出口處理 鋼管節與主管連接處理(1)垂直頂升施工安排本工程兩條主管上共有22個檢查井,由于工期短,垂直頂升又要等到主管頂完后才能進行,因此擬安排四套設備進行施工,一套設備占用一端管道的出口用作通道
43、,互相不干擾。(2)垂直頂升的設備及管節主管上部履蓋土層厚度只有57m,垂直管節內徑70,內外壁磨擦力不是很大,擬用2臺40t的千斤頂施工。為了在主管內安裝方便,管節長度采用60cm,管壁厚14mm,管節經防腐處理后運進主管內,節與節之間采用焊接,接頭在現場作防腐處理,垂直管與主管也采用焊接,事先在主管節的預留孔處埋設環向鋼板。(3)垂直頂升的出土采用循環水來帶出管道內的土,用一臺水泵通過一根6寸的管向封閉的管節沖水,另外用四根管(34寸)通進封閉的管節,讓泥水經過四根小管流出封閉的管道,然后流進推車內,拉出地面。(4)地面出口處施工當頂管頂出地面后,挖除管周圍的表層土體,然后鋪設碎石墊層,最
44、后現澆頂面承壓板。承壓板將路面的動荷載傳到地基上,以免荷載通過垂直井壓壞主干線管道。承壓板的直徑3.7m,中間預留孔內徑73.8cm。以上是在道路上的出口的井的處理方案,如果干線的檢查井位于花壇或路邊時,可取消承壓板,按常規方法制作井蓋。2、干線兩端的檢查井施工當兩端的工作井使用完后,最后制作其檢查井,因為主管道內大部分設備和材料要通過工作井運到管道內。其工作內容包括,井內砌筑流槽,制安蓋板,出口井筒的砌筑、蓋板上部回填等。其施工工藝流程如下: 澆注內襯砼 砌筑井內流槽 現澆蓋板 砌筑井筒 安裝井蓋 回填土層在蓋板現澆時,將相應井筒的位置預留,當砼強度達到85%后,拆除井內支撐,然后再制作井筒
45、,井筒用MU機磚砌筑,井筒壁要預埋爬梯,頂部使用鑄鐵蓋板。二、干線的水平貫通施工為調節兩根主干線管道中的水位,本工程的主干線上共有兩根支線管道水平與兩主管道連通。1、水平連接方式在主管中使用水平頂管法施工主干線的連接通道,連接管采用80cm內徑的鋼管,壁厚14mm。管節長度為60cm。2、準備工作根據檢查井所在管節的設計位置,選擇其下游的相鄰管節做水平連通的施工管節,預先在主干線布有通道的相應管節的側壁留孔,以便連通管的施工。兩預留孔在干線完工后,由于與設計有誤差,連通管施頂時應在接收孔四周布設接收導向,以便管道順利進孔。另外,在水平連通處要作灌漿處理,防止進孔時外圍的水涌進主管內。3、水平施
46、頂安排當主管和檢查井施工完后,可安排水平連通管施工。擬用4臺40t的千斤頂施頂水平連通管,管節在廠里加工,運到工地通過工作井運到主管道內。施頂操作方法與垂直頂升基本相同。三、支線管道在干線上有六處支線管道,其D800管159延米,D600管86延米,D400管49延米,800管道采用鋼頂管施工技術施工,D600和D400的管道開槽埋管。1、支線的頂管施工支線的頂管線路都是從匯水井跨過道路到主干線管道,每段頂管長度在1528m之間。(1)支線頂管的工作坑及接收坑的布置匯水井的位置全部位于道路的兩旁,部分井周圍較空暢,部分井靠近在建筑物邊緣,根據匯水井周圍的施工條件,頂管的方向可分為兩種,如匯水井
47、處有制作坑條件,則頂管采取匯水井向主干線施頂,否則,采取從主干線向匯水井施頂。(2)從跌落匯水井向主管頂進施工在匯水井處制作鋼筋砼沉井工作坑,內部尺寸5 m3 m,壁厚50cm,井壁上預留頂管出洞口和支線管連接口。在主管檢查井所在管節的上游相鄰管節預留接收孔。管節長度1.5m。(3)從主管向跌落匯水井施頂頂推設備安裝在主管內,管節長度為60cm,在匯水井處用挖孔樁制作接收坑,挖孔樁內徑為3.0m。施頂操作與垂直頂升基本相同。(4)跌落匯水井施工當支線頂管施工完成后,可在接收坑或工作坑中制作跌落井,按設計圖紙施工。2、開槽支線施工本工程有7個跌落匯水井,其中6個跌落井都有支線管與相連。支線管為D
48、600和D400的普通砼管,埋深為4m左右,管道段長為420m。根據地質報告資料顯示,本區域從地面至0處為人工堆積土,下在是淤泥,支線的管底在0處,開挖施工基本上在人工填土層內進行。(1)埋管施工安排支線開槽埋管施工可與支線頂管施工同時進行,最后與跌落井相連形成整個的支線管網。共有六處支線埋管,由于工作量小,可逐一分開施工,安排一個埋管隊就可滿足施工進度要求。(2)埋管施工工藝: 測量放線 路面破除 基槽開挖 擋板支撐 排水處理 管基鋪設 管節制作 安裝管節 接頭處理 截流井等制作 閉水試驗 回 填(3)基槽開挖挖深按4m考慮,上面1m采用放坡開挖,坡比1:1.5下面3m按支撐開挖,采用橫板加
49、立木支承,溝底寬度大于管基寬1m,以便槽中施工人員行走。其斷面見管槽施工斷面示意圖。立木長3m,布置間距為2m,槽底要進行管道安裝施工,空間要大,用槽鋼將連續5根立木連在一起,然后用橫支撐在槽鋼導梁上。開挖采用0.8m3的反鏟,人工配合削坡,一部分土運到卸泥區,一部分土用于后步工序的回填。開挖時分層施工,先用反鏟挖上面1m,工人削坡,然后進行垂直溝的開挖施工。垂直溝每挖深1m,用橫板和撐桿支撐側壁,以免土坑倒坍,然后再進行下1m的開挖,直到設計標高。(4)溝槽的排水處理此段地下水靜水位高于基底約1m,應作排水處理,另外溝槽形成后,有大量雨水進入槽內,施工時應采取相應的排水措施。(1)槽底排水根
50、據一般經驗,此處采取集水坑排水法較適應。在槽底兩側的邊緣分別一條集水溝,集水溝底寬30cm,邊坡1:0.8,縱向坡為1.3%,在溝槽的端點部位挖集水坑,坑深80cm,集水坑用編筐圍護,防止泥砂堵塞吸水籠頭。抽水設備采用潛水泵,水直接排到路邊雨水井內。(2)溝槽頂地面排水在溝槽頂的地面開挖線以外要作相應的排水安排,阻止雨水進入槽內,在開挖線兩側之處1m,分別沿溝槽挖一條截流溝,將雨水截在溝中,然后順溝流入其它地方。(5)管基鋪設本工程共六處管網,分區鋪基礎和制作檢查井。基槽開挖時不要超挖,盡量不擾動管基下部的原狀土,人工用鐵鍬整平基槽底部,測量放標樁,沿縱向坡度。管基為135砼結構,其構造圖由設
51、計院將來補出。其施工程序為:溝底整平 鋪碎石層(10cm厚) 現澆管基底層(12cm厚) 安裝管節 現澆管基側面基礎砼。側面基礎澆注前,底層基礎表面需鑿毛且刷凈,使整個管座成一整體。(6)管道預制與運輸開槽施工部分的管道為普通砼,管節長2m,由專業廠家預制,然后用汽車運到安裝現場。管節在現場臨時堆放時不能疊堆,堆放地點在開挖線3m之外,減少堆載對邊坡穩定的影響。(7)管道安裝管節長2m,重1.5t左右,由于吊機需停在開挖線5m以外的地方,這樣起吊水平距離在1314m左右,選用16噸的汽車吊吊裝。當管座底部砼達到設計強度75%后,可安裝管節,安裝時調節更換溝槽段的支撐,避免吊裝與支撐在空間位置發
52、生碰撞。另外,調節支撐時注意保持坡壁時刻有支撐,新支架沒安裝好之前,不能拆除舊支架。管節安裝到管座底部后,臨時固定,防止滾動,然后澆管座的側面砼,最后制作接頭。管節間現澆鋼筋砼套環接口按設計圖施工。(8)截流井及矩形、圓形雨水井施工這些井的施工與管道的鋪設同時進行。在施工前要查清舊雨水井及舊支線排水情況,做好新舊井的連接工作。施工程序如下:底板鋪墊 安裝進、出口管節 流槽砌筑 井身砌筑 制安蓋板 井筒砌筑 井蓋安裝施工要點:a、有井的位置開挖時寬度要增大,其底寬大于井底板寬度1m;b、采用標準磚,不大于Mu7.5,水泥砂漿M10,砼標號C20;c、抹面、勾縫、座漿及抹三角灰均勻用1:2.5水泥
53、砂漿;d、井室內外及井筒內外抹面厚20mm;c、井室流槽與井壁同時砌筑。(9)閉水試驗排污管道一定要做閉水試驗,其滲水量要滿足設計有關要求。當一處的管道全部安裝完且接口全部施工完畢,然后臨時堵塞管道上的各預留孔及端頭管口,防止它們滲水。上述條件準備好后可作閉水試驗。試驗要求:a、閉水試驗應在管道回填土前進行;b、閉水試驗在管道浸泡水24小時后再進行;c、閉水試驗的水位,應為試驗段上游管內頂以上2m,帶井試驗;d、滲水量的觀測時間不得小于30分鐘;e、觀測時,不斷向管道內補水,保持試驗水頭恒定。(10)回填土當閉水試驗合格后,可進行回填施工。回填按分估進行,每估中分層填壓,分層厚度50cm,每層
54、按階梯式分開不能形成豎坎。每段施工流程:清除溝槽內的水 清除溝內雜物 分層回填 夯實 土工實驗 驗收回填注意事項a、回填時保證槽內無水。b、回填土的含水量要滿足設計要求。c、管道兩側的回填土層高差不得大于30cm。d、管頂以上50cm內的回填土應用木夯分層夯實,50cm之上用其它夯實設備,1.5m之上才能用壓路機碾壓。回填密實要求及檢測標準管胸腔部位密實度95%;管頂上50cm范圍內密實度85%;管頂上50cm之外按修路標準控制(道路上)或85%(落在綠地及其它地方);回填土的含水量按GBJ201 - 83執行。施工現場土工試驗采用環刀法:儀器設備 環刀:內徑68cm、高23cm、壁厚1.52
55、mm。 天平:稱量500g、感量0.01g。 其它:切土刀、鋼絲鋸、凡士林等。操作方法a、按工程需要取原狀土樣,整平其兩端,將環刀內壁涂一薄層凡士林,刃口向下放在土樣上;b、用切土刀將土樣削成略大于環刀直徑的土柱,然后將環刀垂直下壓,邊壓邊削,至土樣伸出環刀為止,將兩端余土削平,取 余的代表性土樣測定其含水量;c、擦凈環刀外壁,用天平稱其質量;d、計算出濕密度及干密度;e、進行二次平行測定,其平行差值不得大于0.03g /cm3。取其算術平均值。四、檢查井及支線管道的施工設備序 號名 稱規 格數 量1汽車吊16t12反鏟0.8m313千斤頂40t16臺4卷揚機2t4臺5水泵1030KW6臺6砼
56、攪拌機500L1臺7電焊機20KW6臺8電瓶拖車4輛9試驗設備一套第四章 施工總平面布置圖(見下圖)第六章 施工組織管理機構項 目 經 理項目總工程師項 目 副 經 理 測 量 組試 驗 室質 量 檢 查 部技 術 管 理 部計 劃 財 務 部綜 合 辦 公 室安 全 監 督 部 勞 動 人 事 部設 備 管 理 部 行 管 部 物 資 采 購 部 四個頂管作業面,兩個沉井作業面,一個支管作業面第七章 質量保證措施一、質量保證措施1、對職工加強質量意識教育,樹立“百年大計,質量第一”的思想,嚴格按各項操作規程和驗收規范施工。2、建立健全質量保證體系,嚴格質量保證管理體制。3、嚴格執行驗收簽證制
57、度,每道工序都要嚴格把關4、成立QC小組,對沉井制作、沉井下沉、頂管出洞、管節頂進等關鍵工序開展QC活動,并落實專人負責,明確職責。5、模板嚴格按規范檢查驗收,保證軸線位置準確,幾何尺寸符合要求,表面光潔,脫模劑涂刷均勻。6、鋼筋加工綁扎嚴格按標準施工,作好各項試驗工作,控制好保護層的厚度及鋼筋間距。7、商品混凝土運到施工現場后要做好試驗,保證混凝土的質量。二、質量保證體系項目經理項目總工質保部質檢部專職質檢員測 量 組 質 檢 員試 驗 組 質 檢 員鋼 筋 組 質 檢 員木 工 組 質 檢 員混 凝 土 質 檢 員頂 進 組 質 檢 員井 區 組 質 檢 員物 資 組 質 檢 員第七章 安
58、全保證體系一、安全保證措施1、樹立“安全第一”的思想以及“生產必須安全,安全為了生產”的指導方針,做到預防為主。2、建立健全安全保證體系。派一名專職安全員負責整個工地的安全,協助項目經理抓好安全工作。3、腳手架搭設嚴格按操作規程作業,并組織驗收小組驗收,驗收合格后方可使用。4、各類電器必須設置接地裝置及觸電保護裝置,并經常檢查其完好情況。5、起重作業應專人指揮,做到“三不吊”。6、進入工地必須戴安全帽,空中作業必須系安全帶,所有操作人員必須正確穿戴各類勞保用品。7、各類機械必須專人操作,定人定崗,嚴禁非操作人員操作機械。8、做好消防工作及文明施工工作。9、穿越濱海大道應注意來往車輛,防止事故發生。10、對腳手架、起重作業、沉井下沉、管節頂進等建立危險點,落實專人負責,制定有效措施并嚴格執行。11、井內和管道內要連續通風,保證內部空氣新鮮。二、安全保證體系項目經理井 區 組 安 全 員頂 管 組 安 全 員測 量 組 安 全 員混 凝 土 安 全 員木 工 組 安 全 員鋼 筋 組 安 全 員試 驗 組 安 全 員測 量 組 安 全 員沉井工段安全員頂管工段安全員專職安全員