某工程顶管施工方案[1]

顶管施工组织设计1目录第一章工程概况…………………………………………….2第二章施工部署…………………………………………….3第三章主要施工方法…………………………………..…...6第四章安全保证措施……………………………………...19顶管施工组织设计2第一章工程概述1.1工程概述新市涌位于白云山上坑水库，横穿大金钟路，绕过白云机场，穿肖岗村、机场路及西槎路等，在海边街接入石井河。全线主要由A、B、C三条截污干管组成，A线由京广铁路经白云一线接入西槎路污水系统，B线由白云一线至广佛高速公路污水系统并进入2#泵站，C线由高速公路至西湾路接入3#泵站。根据地质资料，本标段地质差，地下水丰富，水位高，从上至下地层主要为杂填土、淤泥质粘土、淤泥、砂质土、砂岩、粉质粘土、粉土。管道基础所处的地层主要是淤泥质粘土或淤泥，地基必须进行处理。地基处理设计采用φ500水泥土深层搅拌桩复合地基和换填土地基。1.2工程特点和施工重点、难点1、工程特点本工程在新市涌西岸的河涌边和涌岸城中村内施工，管道地基地质差、线路长但场地狭窄、两侧民房众多、交通不便、工期短是本工程的特点。2、施工重点、难点（1）管道地基地质差，地基处理数量大、线路长，地基处理质量的好坏决定了本工程成功如否，因此，地基处理的水泥搅拌桩和石屑顶管施工组织设计3回填是本工程施工的重点。（2）本工程大部分在邻近涌岸房屋边施工，房屋保护和管线保护要求高、难度大，是本工程施工的最大难点。（3）部分管线穿越运行中的铁路，有效组织穿越铁路的管线施工，确保施工安全和铁路安全，是本工程施工的一个重点、难点。（4）交通十分不便，大部分紧挨河涌岸民房或城中村内街内施工，沿线缺乏贯通的交通道路，施工过程如何合理组织土方、材料、机械的施工调配是一件重要的施工内容，亦是施工的难点之一。第二章施工部署本工程顶管共分二段，分别为穿越铁路的新BW25～新BW29，共计82m管道。根据现场情况，我公司计划在新BW25处设置工作井，在新BW29处设置接收井。2.1顶管机型及配套设备1、顶管机机型本工程顶管采用Φ800管道，结合现场的施工条件和地质情况，我公司将选用地面遥控操作的GTNS1000泥水平衡式顶管机。2、配套设备：（1）进排泥泵：选用不仅能泵送清水，而且泵送r=1.3以下泥砂的离心泵作为进排泥泵。（2）基坑旁通：用于改变泥水循环方向，防止管内堵塞。（3）泥水管路系统：包括泥水钢管、泥水软管、旁通阀组、流量顶管施工组织设计4系统、隔膜式压力表等。（4）千斤顶：采用2台200t液压千斤顶，行程800mm。（5）高压油泵：选用额定压力为31.5Mpa的柱塞泵，经分配器、控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致。（6）顶铁：顶铁是传递和分散顶力的设备。采用钢结构焊接而成，长度为700mm。2.2施工总流程工作井、接收井施工顶管设备就位顶管机进洞进洞密封器安装放样、复核场地围闭、“三通一平”、临建搭设工程开始施工总流程图顶管施工组织设计5工作井、接收井回填全线复核、竣工验收顶管机出洞机头刀盘运转送排泥泵开启顶进出土泥水分离主顶推进到位回缩主顶拆除管内管线砼管节安装安装管内管线弃土出运顶管机转场出洞密封器安装顶管施工组织设计6第三章主要施工方法1.场地围蔽、“三通一平”、临建搭设施工队伍进场后，首先在工作井及接收井施工范围内进行围蔽“三通一平”及临建搭设。工作井及接收井的施工现场进行围蔽，围蔽周边冲击钻成孔，采用1.8m长φ18的钢筋每隔1.5m一道打入地下作为支架,塑料波纹瓦绑扎在钢筋上作为围蔽。电通：采用就近接驳的电源或者采用柴油发电机发电，功率为120KW，按国际《建设工程施工现场供用电安全规范》要求铺设线路，对施工现场的电气设备均采用具有重复接地的专用保护零线的五线制（即供电方式采用TN—S系统）。在场内分别布置动力、照明等线路。用电设备主要为：后座泵站、电焊机、水泵、照明用电。水通：将就近接驳的水源，采用φ25mm镀锌水管接到工作井，水管埋入地下200mm。2.放样及复核根据提供的测量基准点，按设计图纸要求进行工作井及管轴线的放样工作，放出顶管起点及终点的位置及顶进的高程，建立测量控制点，并保护好控制点。3.工作井与接收井施工根据本标段地层情况以及顶进方向等因素，本工程工作井、接收顶管施工组织设计7井均采用方井。工作井接收井尺寸分别为5×6.5m及3.5×3.5米。工作井采用深层搅拌桩作为止水帷幕及围护桩，人工挖孔成井，最后施工垫层、集水井、底板、内衬墙；接收井采用人工挖孔成井，最后施工垫层。详细尺寸配筋如“工作井接收井图”。工作井与接收井施工方法基本相同，而不同的是工作井在进行人工挖孔施工之前须在井四周进行水泥搅拌桩施工，水泥搅拌桩桩径采用550mm，桩中心距为4000mm。1）深层搅拌桩施工(工作井接收井止水帷幕)深层搅拌桩是用搅拌机械将水泥固化剂和地基土相拌和，从而达到加固地基的目的的一种方法。（1）设计要求如“工作井接收井图”。（2）施工流程：（3）施工工艺：a）桩机定位：搅拌桩机到达指定桩位后，进行对中，调平。中，应边送浆边钻进。c）浆液制备：即按设计确定的浆液配方投料，拌制水泥浆。在送浆前必须不停搅拌，防止浆液离析。d）提升注浆搅拌：待搅拌机下沉到设计深度后，边搅拌边提升，提升速度用2档。e）重复下沉：当搅拌机提升到设计桩顶标高时，重复下沉搅拌，清洗系统预搅下沉重复下沉桩机定位移至下一根桩位搅拌提升浆液制备顶管施工组织设计8止水帷幕施工(搅拌桩)一节护壁的土方开挖放置钢筋、模板及浇砼土方吊装及外运拆模垫层、底板、集水井、内衬墙、爬梯施工使浆液与土体搅拌均匀，下沉速度为4档。f）重复提升：待下沉到设计深度时，边喷浆，边搅拌，边提升。直至提升到地面，控制速度为2档。g）冲洗系统：冲洗灰浆泵和输浆管系统，直至基本干净，并清除钻头上粘附的软土，检查钻头，如有磨损及时更换。h）移到新的桩位，重复a-g步骤2）工作井、接收井成孔施工工作井施工流程如下：工作井接收井成孔施工工作井、接收井采用人工挖井进行施工，井壁每节深度900mm,壁厚最宽处500mm,最薄处450mm；配筋为单层钢筋横向为Ф20＠150纵向配筋为Ф20＠150,上层护壁的竖向钢筋插入下层护壁500mm（即搭接长度）；井壁施工到工作井井底后，施工一堵后座墙，后座墙锚入底部1.5米,后座墙尺寸4.5×3.5m×0.8m配筋为纵横向钢筋Ф20＠顶管施工组织设计9200。后座墙施工完毕后，在顶进的方向放置基坑道轨（路轨钢制作），作为顶管道向用。在基坑的一角设一0.7×0.7m×0.5m的集水井,导轨放好后,的基底辅一层100mm厚的垫层,后浇注一层300mm厚的混凝土底板,配筋为单层纵横双向钢筋Ф20＠200。本工程砼采用商品混凝土，标号C30。详见“工作台井、接收井设计图”挖土施工顺序：一次性完成一节护壁的挖土，后一次性绑扎钢筋支模板浇混凝土。人工挖孔护壁原则上每节挖孔深度为900mm，砂层地带就调整为500mm一层。人工在井内挖土，挖孔土方人工装进吊斗、采用手绞架吊出井内、提升上地面堆泥场后装车外运。护壁钢筋绑扎：将已经加工好的钢筋吊入井下绑扎，用砼块作钢筋保护层垫块，上节护壁钢筋笼伸入下一节护壁钢筋的搭接长度满足设计简图要求。安装护壁模板：模板支撑要牢固可在孔底下插入钢钎将模板脚固定，防止整套模板移动。护壁砼浇注：挖孔护壁砼采用商品混凝土，用吊斗将砼均匀地的模板的各个方向浇注，混凝土采用人工捣插，防止混凝土受振而偏移。4.顶进前准备工作1）工作井上下设备安装准备工作井施工期间，可进行工作井上的设备安装准备，包括砌好工具头系统的泥浆池砖墙及触变泥浆系统的泥浆池砖墙、安装好泥水处理系统、安装好进泥浆的渣浆泵及管道系统、压触变泥浆的螺杆式泥浆泵及管道系统、安装好地面操作系统及操作系统的防雨棚、接好水顶管施工组织设计10电。工作井施工完毕后，可进行工作井下的设备安装准备，包括穿墙位置止水密封橡胶的安装、整体式顶进构架的安装（最重的部件约10T）、出泥浆的渣浆泵及管道系统的安装、测量系统的安装。2）工作坑导轨设置及基础加固工作坑底可根据土质、砼管重量及地下水情况，做好基础，以防止工作坑底下沉，导致砼管顶进位置的偏差。导轨作用是引导砼管按设计的中心线和坡度顶进，保证砼管在进洞之前位置正确。导轨安装是否牢固与准确对砼管的顶进质量影响较大，因此，安装导轨必须符合排水管的轴线、标高以及坡度的要求。导轨放好后，在基底铺一层300mm厚的混凝土地板，配筋为单层纵横双向钢筋φ20＠200,本工程砼采用商品混凝土,标号为C30。混凝土面应低于导轨面1~2cm。3）工具头吊装下井、全套设备调试工作井上下设备安装完毕后，将运到现场的工具头吊装下井，将电力电缆、信号线、油管接好，对整机进行现场调试、对整体式顶进构架进行调试、对泥水处理系统进行调试、调好测量系统的激光经纬仪，调试工作必须全面细致，确保正式顶进时设备的万无一失。4）穿墙初始顶进割除穿墙预埋钢盒(需要预备充分的水泵抽水)，吊住工具头，顶出推进千斤顶，将环形顶铁对准工具头尾部，将工具头缓缓推进到穿墙管内，当工具头的最前部到达沉井的外侧时，停止顶进，安装好所顶管施工组织设计11有管线（电力电缆、信号线、油管、进出泥浆管、触变泥浆管），转动刀盘，向工作仓注入泥浆，开始顶进，进入正常顶进工序。5.正常顶进1）顶进、调整进出渣浆泵流量达到平衡工具头的操作全部采用在管道外(工作井上)控制台控制，只需1个机手操作，可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，观察工作仓的土压力表，调节渣浆泵的流量达到工作仓的泥水平衡，其平衡的原理是，当进泥和吸泥泵稳定工作时，调节进泥和吸泥的泵量，使工作仓内应保持一定压力，仓内泥水压力应与地下水压力相平衡，泥水压力过大，地面隆起；泥水压力过小，地面沉陷，所以控制顶进与出泥的速度相当关键。2）管子与接口a.管子及接口该段顶管管材采用Φ2200“F”型接口管材。b.管材与接口验收选用优良管材并处理好管节接口对顶管施工是十分重要的。要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格坚决予以退回。顶管管节的第一节和最后一节进行特殊处理。3)顶管测量与控制顶管工程的测量工作是整个顶管工程质量的关键，它的好坏将直接影响到管线实际轴线的平顺，甚至影响到顶管的顺利贯通，因此需顶管施工组织设计12精心实施，确保无误。a.本工程测量包括高程测量和左右偏差测量两部分。b.在地面上把永久性水准引测至井下，设临时基准点，再在井底架设激光经维仪，将激光投射到机头的标靶上，由机头内的摄像机将信号传到地面遥控操作台的显示屏上，机头高程和左右偏差一目了然。4）顶管注浆注浆是最大限度降低顶进阻力的关键。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进摩擦阻力，我们在注浆时做到以下几点：a.选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试，主要指标为造浆率、失水量的动塑比。b.在砼管上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。c.膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间按照规范进行。d.压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况。e.注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。f.注浆泵的流量与顶进速度相匹配。6.顶管机进出洞口技术方案1.对进出洞口地土体采用压密注浆进行加固，加固的范围：在深度方向，洞口上2M下2M左右各2M，在长度方向为6M。2.为使进出洞口顶进过程中不发生泥水流失，在进出洞口里安装橡胶止水法兰。顶管施工组织设计133.进出洞措施：A、作好进洞前的准备工作，包括人员设备；B、机头出洞后，及时将与机头连接的管子分离，机头及时吊出井外；并抓紧处理井内泥浆和进行洞口封门止水。C、机头进出洞后止水工作抓紧做好，就可避免洞口处土体流失、管子沉降等现象，从而确保顶管质量。7.顶管跟踪注浆与顶管结束后补浆可控制沉降为防止顶管顶进过程中地面沉降的发生，在原配浆的基础上，将水