下穿自来水管施工方案

犀浦镇犀方路污雨水管道非开挖穿越自来水主干管工程施工组织设计成都海瑞达非开挖技术有限公司二○○五年十一月十五日犀浦镇犀方路污雨水管道非开挖穿越自来水主干管工程施工组织设计成都海瑞达非开挖技术有限公司第1页共20页目录一、工程概况......................................................................2二、工程地质条件与原有地下管线情况...........................2三、液压顶管法施工工序...................................................3四、施工安全技术措施.....................................................10五、主要施工设备............................................................11六、现场管理与施工人员组成.........................................12七、质量保证措施............................................................12八、需业主配合的工作.....................................................14九、施工工期....................................................................15十、工程造价....................................................................15十一、附图.......................................................................16犀浦镇犀方路污雨水管道非开挖穿越自来水主干管工程施工组织设计成都海瑞达非开挖技术有限公司第2页共20页一、工程概况本工程为犀浦镇犀方路污雨水管道工程，设计污水管道和雨水方沟各一条。设计中需横穿两根直径为1600mm，间距为15m的自来水管。由于该自来水管为成都市供水主干管，如采取大体积开挖施工必将对自来水管造成威胁，影响成都市的正常供水。为此，工程业主拟采用“非开挖”施工方式完成该段污雨水管道安装任务。我公司根据设计图与现场初步踏勘及业主要求，特编制该工程非开挖施工组织设计方案。二、工程地质条件与原有地下管线情况1、工程地质与地下水从现场沟槽开挖后土层情况推测本工程所在区域，离地面深1.0米以上地层主要为深褐色粉质粘土层，表层为杂填土层，距离地面1.0m以下深度地层一般为中密－密实状砂卵石层。地下水位约2~4m，砂卵石层为含水层，地下水丰富。根据设计图及上述工程地质条件，污水管道下穿自来水管道埋设最低点深度约为5.5m，雨水方沟下穿自来水管道埋设深度约为6.5m，穿越地层为砂卵石层，且在地下水位以下施工。因此必须采取深井降水和有效的防止地层垮塌措施，才能完成本次顶进大管径管道工程任务。2、地下管线（附图1、附图2）根据设计图纸所示，污水管道穿越此段的管底标高为529.087，管道直径为600mm；雨水方沟管底标高为528.029，采用两根直径为1500mm钢筋混凝犀浦镇犀方路污雨水管道非开挖穿越自来水主干管工程施工组织设计成都海瑞达非开挖技术有限公司第3页共20页土管道并排穿越自来水管；穿越段原来埋设两根自来水管道管底标高分别为529.817和529.867，管道直径为1600mm，管道间距15m，这两根自来水管为成都市区主供水管道。根据上述自来水管埋设情况，拟建污雨水管道需从两根自来水管道底部穿越通过，管底埋深约6.5m，管顶埋深约4.7m，距离自来水管底约30cm（未考虑原供水管道基础垫层，如果有垫层，顶坑设置和污雨水管埋深相应增加垫层厚度）。为了确保两根自来水管的安全，污雨管道顶进前，需对两根自来水管周围的砂卵石层进行高压注浆加固处理。三、液压顶管法施工工序现场勘察（施工准备）测量放线场地平整设置施工标志和隔离带降水井施工自来水管高压注浆保护工作坑设置设备进场安装管道顶进管壁外压浆闭水试验。1、施工准备1.1施工前，穿越施工队熟悉图纸，掌握穿越长度、深度、管道结构及附属设施的结构要求，掌握穿越段土层情况。地质状况不明时，在穿越两侧挖深坑取得准确资料。1.2开工前，预先与主管部门联系，按照其主管部门的要求办理穿越施工手续，并设置相应的警示标志。1.3向有关部门了解穿越段内地下是否有通讯电缆、煤气管道等设施，对于此类设施，可请主管部门的有关人员到现场指定位置，其保护方案应得到主管部门的认可。犀浦镇犀方路污雨水管道非开挖穿越自来水主干管工程施工组织设计成都海瑞达非开挖技术有限公司第4页共20页1.4设备、辅助设备及各种材料准备齐全。2、测量放线根据规划施工，先用经纬仪在现场地面上准确放出管道铺设的中线控制桩，控制桩必须用砼保护好，待工作坑开挖好后，用经纬仪将管道中线控制桩引至工作坑并做好保护，确保施工使用时管道中线的准确度。3、场地平整场地平整在具备施工条件时进行，面积大小按照作业坑、临时工棚、堆土区域的使用范围确定。4、设置施工标志和隔离带4.1在距穿越点设置明显的标志，如“前方施工，请缓行”等安全警示标志，提示过往行人车辆。4.2夜间在每个警示点和隔离带处设置照明，在附近搭设220伏民用电向照明灯具供电。5、降水井施工在两自来水管道两侧及管道中间设置3口降水井（参见附图1），井深17.5米，间距约20m，用于降排水，确保作业深度内不受地下水影响。6、自来水管高压注浆保护由于两根自来水管管径达1600mm，管径大，自身重，周围土层为不具粘结性和支撑力的砂卵石层，在其下方人工挖土顶进钢筋砼管，必将引起地层扰动，造成自来水管下沉、开裂，为确保自来水管安全，拟在自来水管道周围120m2范围内进行帷幕注浆，加固其周围砂卵石层。选用有眼钻杆高压注浆加固自来水管周围土体。犀浦镇犀方路污雨水管道非开挖穿越自来水主干管工程施工组织设计成都海瑞达非开挖技术有限公司第5页共20页本方案的基本原理是沿自来水管周边按一定角度将有眼钻杆打（钻、压）入地层中，借助注浆泵压力使浆液通过钻有蜂窝状孔洞（φ10—15mm）的钻杆渗透、压入到地层孔隙或裂缝中，以改善土体力学性能。这样可以使自来水管周围不具粘结性的砂卵石地层固结成一个整体，增加其强度，以免顶管过程中，自来水管下沉、开裂。6.1布眼：间距50cm，沿管道顶进方向布设，自来水管左右布设宽度5.6m，沿自来水管方向布设长度为5.85m。（附图3附图4）6.2钻眼：选用d50mm空心且周边有眼钻杆，并配备钻机进行钻眼。自来水管两侧钻至自来水管管底30cm处，达到深度后，钻杆不得拔出，便于后步进行压力注浆。6.3注浆：选用单液浆泵，注浆时压力必须达到1Mpa－2Mpa，采用纯水泥浆液并掺适量水玻璃。通过空心有眼钻杆压入浆液，当注浆压力达到设计值时，维持2－3分钟，进浆量达到设计数量则停止注浆，注饱满后随即拔出钻杆，并卸下注浆混合器及注浆系统。6.4注浆量计算：注浆量可根据公式：Q=πD2/4·L·n·a·ηQ－注浆量D－注浆范围L－注浆深度n－岩层裂隙率a－浆液在地层中的充值系数，一般为0.3－0.9η－浆液消耗率根据本工程地层情况，所取参数为：D＝0.30m，L平均=4.9m，n＝0.95，a犀浦镇犀方路污雨水管道非开挖穿越自来水主干管工程施工组织设计成都海瑞达非开挖技术有限公司第6页共20页＝0.9，η＝0.41；注浆孔眼为624眼。通过计算该段每孔眼注浆量为：Q平均＝0.13m3总注浆量为：Q＝81.12m37、工作坑的设置（附图3附图4）在两自来水管道两侧开挖作业坑如附图所示。作业坑开挖位置应避开原有地下管线，以免造成原有地下管线损坏。雨水管顶管段作业坑底部成型后规格为长8米、宽6米，深6.5米，污水管顶管段作业坑底部成型后规格为长6米、宽5米，深5.5米。开挖时根据地层情况应放坡开挖（放坡系数为1：0.3），并要注意其它原有管线的安全。作业坑挖掘完成后，立即围设安全彩钢瓦，并设置醒目安全警示标识。7.1土方外运（含顶管内出土）在查明其它无地下管网的情况下，工作坑可以考虑为机械开挖，管道内土方采用人工挖掘，工具管切入土层后，自上而下分层开挖，土方用人工通过提升设备提升至地表面堆放，管内不得有泥土、石子、砂袋等杂物。在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135。范围内不得超挖，管顶以上超挖量不得大于1.5cm，超前超挖长度视具体土质情况确定，但最长不得超过50cm。7.2基坑壁支护与后基座由于坑深为6.5m，为了确保安全，坑壁必须进行可靠的支护。根据成都地区的大量工程经验，坑壁采用喷锚支护方式进行支护，共设计锚杆（D50钢管间距按1.0米施工）5排，锚杆长度自上而下为4.0m、4.0m、4.0m、3.0m、3.0m，再在锚杆上挂φ6@200×200钢筋网，并用φ16加强钢筋将锚杆纵横犀浦镇犀方路污雨水管道非开挖穿越自来水主干管工程施工组织设计成都海瑞达非开挖技术有限公司第7页共20页连接，喷射C15砼厚100mm。在顶管入口处，砼管顶部约30cm处，以间距40cm呈半圆形水平方向施工一排锚杆，长度4.0m，以防管道顶进时在开口处发生土层塌方事故。后靠背采用100cm厚C30现浇砼，高2.5m，且低于坑底0.5m，使之能承受顶进过程中产生的几百吨反推力。7.3基坑排水为确保顶管安全与顶进质量，要求顶坑内干燥污水。在深井降水基础上再在坑外四周以土筑0.3m宽、0.4m高土埂拦水，坑内四周挖0.3m×0.3m×0.3m边沟，以3‰坡度引往坑内两个沉水井（0.5m×0.5m×0.5m），随时以Φ100mm口径污水泵排出。8、设备安装8.1导轨安装导轨的设置是顶管工程成败的关键，故要求设置牢固可靠，轨距、高程正确。为此，首先要将坑底夯实，再浇筑C15砼15cm厚，并预埋螺栓，以便通过扣件牢固扣紧钢轨。导轨高程偏差不大于3mm，中线位移左右偏差不大于3mm，达到CJJ3-90规范中规定的质量要求。作业坑挖掘支护完成后，马上浇筑垫层，安装导轨。8.2千斤顶安装主顶站千斤顶选用2台油缸，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底的横梁上，千斤顶着力点应在与水平直径成45。的顶管圆周上，即与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道圆心上，每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。犀浦镇犀方路污雨水管道非开挖穿越自来水主干管工程施工组织设计成都海瑞达非开挖技术有限公司第8页共20页8.3顶管机充分考虑该地区土质与顶进管道自身重量及地层摩擦力，采取一侧顶进方案，按经验公式测算：P=K×N其中：P－总顶力N－顶进管道总重量K－顶力系数一般取值1.3-2.5经测算所需最大顶力约300吨，故拟安装两台YET200型油缸、一台YDG-500型泵站联合作业，按工序要求由一侧向另一侧徐徐顶进。8.4操作台及下管操作台采用20槽钢上铺5cm厚木板，预留3m×2.5m开口下管，钢筋砼管用15吨吊车吊装下管。9、管道顶进9.1管道及接口密封防水本工程设计为两条d1500mm和一条d600mm钢筋砼管，由于顶管作业平口钢筋砼管需要承受三百多吨顶进力，所以管道至少达到重型管标准，以防顶进过程发生爆管事故。接口在顶进前先垫沥青麻辫，沥青麻辫偏于管缝外侧放置，使顶紧后管里缝有2-3cm的深度，利用顶力将之压实，管里缝再用水泥砂浆勾缝填实，纯水泥浆抹内带压光，防止渗水。为防止顶进过程中错口，两管接口处安装钢内胀圈固定。同时防止顶管导致的周围土体的松动，在管壁外侧上设置三根钻有蜂窝状小孔的压浆管（d50mm钢管），以便顶管完成后对土体进行压浆，使顶进管道与周围土体密实之间无任何缝隙，防止管顶土层沉降（附图3附图4）。犀浦镇犀方路污雨水管道非开挖穿越自来水主干管工程施