钢筋混凝土圆管顶进施工组织设计方案

钢筋混凝土圆管顶进施工组织设计方案依据工程特点，清水桥桥头需接受顶进法施工，以维持施工期间的正常交通。工程特点及难点：1、施工区各种管线较多。工作坑及接收坑定位时事先需明确地下管线状况。2、施工区处于桥头，交通繁忙，社会车辆必需保证通行，因此，本段必需实行有利措施疏散交通，另外，由于有重车通行，工作坑必需实行护壁支护，在施工工序上分段施工，严峻制约工程工期，并增加了人工出土工作量。3、桥头道路为利用河床修筑路基，土壤类别简单，大块石较多，对开挖进度、平安影响大。不行避开会产生超挖，开挖后必需准时进行处理。4、受埋深及土质影响，工作坑开挖困难，必需实行强有力的防塌措施。5、施工空间小，材料堆放、施工场地受限。6、工期压力大。7、必需加强沉降观测，实行有利的把握沉降措施。为保证施工平安、质量、工期，依据桥东污水截流干管施工图、有关变更设计、施工及验收规范（GB50268-97）、管线主管单位现场交底、我单位现场调查，制订如下施工组织设计方案。一、工作坑的布置与开挖工作坑布置在管线交接处，。工作坑底面净空尺寸4.5×5.5m。工作坑在不断交的状况下施工，土质为卵石夹砂，土质极不稳定，简洁坍塌，距行车限制线距离小，为确保平安，工作坑接受人工逆做法施工，即人工分阶段进行开挖，每开挖2—3m马上浇注钢筋混凝土护壁支撑，已开挖层确保稳定后再开挖下一层。开挖过程中尽量削减塌方及扰动两侧原状土。对坍塌及扰动部分在护壁浇注过程中用混凝土填充。因本工程处于闹市区，行人、居民多，为保证正常交通及生活秩序，按业主要求工作坑混凝土接受商品混凝土。本工程施工期间不中断重车通行，为确保工作坑稳固，工作坑设25#工字钢系梁两道，系梁与混凝土密贴，并与予埋件焊接，工字钢联结翼缘板必需满焊，保证钢度。在工作坑底垫碎石30cm，再浇注30cm厚C25钢筋混凝土作为底板，底板设钢筋混凝土防滑及加劲系梁，系梁截面尺寸25×25厘米，纵横向各设两道。底板上上予埋钢板，以便混凝土凝固以后安装导向轨。导向轨作用是保证管节按设计高程、方向、坡度入土。导向轨安装的好坏直接影响后续施工，必需予以充分留意。导向轨用P43钢轨。为把握管顶高程及方向，安装导向轨必需经过认真测量。第一节管节安装前要进行导向轨试运行，并准时调整到设计标高。在使用过程中要准时复核及调整、更换。依据本工程管节长度，导向轨长4m。施工前预备各种规格铁楔。导向轨安装前在工作平台上放出中轴线，与管中轴线重合。用水准仪把握导向轨两内角处标高。本工程施工段土质简单，特殊是受卵石影响，压力不稳定，为最大限度增加顶进长度，避开顶进中途失败，本工程实行注浆减阻措施，因此必需保证后封闭质量，施工中后封闭做法如下：洞口过渡段用予注浆小导管加固，导管接受钢管，长4m，间距15cm，沿管周均匀布置，管周混凝土挡墙上设予埋件与双层后封闭法兰联结，法兰间布置后封闭止水橡胶板。为避开地下水影响施工，工作坑内设集水槽及集水坑，并将收集到的地下水准时排出坑外。二、顶进设施的布置与安装1、工作坑后背后背承受千斤顶巨大的作用力，必需保证后背的稳定性及刚性。才能避开顶进过程中因后背失稳而影响顶进施工质量和造成平安事故。依据本工程所处施工环境，工作坑开挖后土体状况事先难以确定，因此打算组合式后背。组合如下：工作坑钢筋混凝土档墙、钢轨后背桩、横向安排方木、竖向安排钢梁、σ=30mm安排面板。钢轨后背桩埋入底板深度不得小于1m。2、顶管设备布置本工程顶进设备布置如下图，顶力由千斤顶通过U型顶铁、环型顶柱传至管端。千斤顶选用2只200T千斤顶及配套油泵。起重力量400t，最大行程100cm，重340kg。为避开顶进过程中造成千斤顶刮土现象，将千斤顶放在钢制托盘上。为保证管节按预定方向前进，千斤顶顶力的合力位置和顶进抗力的位置在同一轴线上，依据施工阅历，φ1050管着力点在靠近管底30-40cm处。顶铁用20mm厚钢板焊接而成，顶铁制作80cm、60cm、20cm、各制作1组。为保证施工平安，顶铁设锁定“U”型卡。三、出土及下管措施考虑到本工程所处环境，无法设置出土及下管坡道，因此，确定接受12t汽车吊下管及出土。四、顶进施工顶进工艺流程如下：下管—测量—挖土—出土—安装预制块导向滑道—测量—注浆—顶进—校测1、下管管材接受φ1050专用顶管，生产厂家为北京市韩村河管厂。管材进场后打蜡减阻。管材场内人力运输，下管接受吊车，将管节吊起后放在工作坑内的导轨上。2、稳管及接口稳管：每下一节管子马上检查管节高程和方向及是否完全卧贴于导轨之上。接口：本工程接受双插式专用顶管，接口前将密封橡胶圈按要求套在插口上，接口定位依靠导向轨。3、挖土本工程接受人工出土顶管，挖土使用短把小平镐、短把铁锹。施工过程中挖土要与顶管亲密协作，挖土过程中准时留意、调整管节“低头”、“昂头”现象。管前端挖土时，坑碧与管上方可有1—2cm空隙，以削减顶进阻力，管节下部135°置换为谕旨块滑道。管前端可视土质状况超挖5-30cm。鉴于本段块石多的特殊地质状况，挖掘过程中接受挖除、裂开、下放等综合作业方法。为确保卵石层地质条件下的施工平安，随开挖随施设防护小导管管棚。小导管间距15cm，施设在上部90°范围内。4、出土管内水平运输接受四轮小平车放活底弧形土斗装土，人力运输。垂直运输用12t汽车吊。5、安装预制块导向滑道鉴于本段块石多的特殊地质状况，开挖过程中将严峻扰动沙砾层，人工无法修筑滑道，为避开顶进过程的“低头”现象，施工中将管底置换为预制块滑道。滑道厚15cm，倒角弧度同管外壁。使用前面层打蜡减阻。6、注浆为保证顶进工作顺当，施工中实行触变泥浆减阻。顶进时，工具管后面的三节混凝土管上都有压浆孔，以便准时进行跟踪压浆，取保形成有效的泥浆套，在往后每三节管上有一个压浆孔，顶进过程中准时进行补强压浆，压浆总管接受φ50mm铁管，支管接受软管，以三通连接并设截止阀。触变泥浆协作比如下：膨润土：石膏：水=1：0.5：6（重量比）7、顶进顶进要坚持“先挖后顶”、“随挖随顶”的原则，事先检查顶铁安装是否平直，以防顶进时产生偏心荷载，顶铁崩出伤人。顶进程序如下：安装顶铁—开油泵（千斤顶开头伸出活塞）--千斤顶不断伸出活塞管节前进—关油泵（千斤顶伸出活塞全长）--开截门回油（千斤顶退活塞）--加顶铁—拧紧截门---开油泵前进顶进过程中留意以下事项：⑴准时留意油泵上的压力表的变化，发觉压力突然增大时，应马上停泵检查缘由。⑵千斤顶活塞伸出长度，应在规定冲程之内，不要超出，防止损坏设备。⑶连续顶进，不能长期停顿。8、测量测量的目的是：检查首节顶管的高程、中线、坡度，以了解顶管质量、打算校正方法。一般每顶进1m测量一次，首节管起导向作用，要求质量高，因此开头顶进时要随时检查，一般每30-50cm检查一次。9、接收为保证工程连续性，本工程在顶进终点处设接收井，接收井一端与已安装管道连接，另一端与待顶进管道连接，与待顶进管道连接端予留接收空间。接收井为砖砌37墙，净尺寸3.5×3.5。10、与相临管道连接顶管至接收井后，在工作坑及接收井内砌筑连接井，将顶管与明槽开挖安管管道连接成一体。11、拆除工程本工程处于主要城区，按有关要求，施工附属结构在施工完成以后必需拆除，所以，本工程工作井、接收井在施工完成以后拆除，方法是用人工风镐。五、顶进过程中的事故预防及其处理1、为加大操作空间及便利处理顶进工作面处的孤石、大漂石等障碍物，第一节管前设工具管，工具管接受σ=20mm钢板卷制而成。钢板宽2m，与混凝土管前的予埋钢板焊连。2、依据桥西区污水管道埋设阅历，本段顶管施工过程中很有可能遇到旧堤坝、孤石、粉砂层及受地下水等状况。⑴体积较小者可将四周土体挖除整体取出。⑵如遇到孤石体积较大者或旧堤坝，人工用风镐裂开影响顶进部分或用风钻引孔用膨胀炸药或劈石器裂开。⑶如遇粉砂层，削减超挖尺寸并用厚木板或铁板封头或不超挖切土进尺。⑷如遇地下水为保证出土及开挖便利，必需保证排水畅通，管内不能积土，工作坑集水井处设水泵两台（一台备用）并配专人抽水。另外，有地下水地段简洁产生塌方、流沙现象，开挖过程中必需贯彻“短开挖、快顶进”的施工方法，若消灭塌方及流沙现象准时实行措施封闭管端。3、本次顶进施工很有可能处于砂卵层中，必需实行有力措施进行减阻，施工中实行如下措施：对于管周粒径大于10cm的卵石全部进行托换。确保摩阻力稳定并避开卵石卡管造成工作管裂开，方法是将卵石取出后用粘土回填，回填必需保证密实，严防土体坍塌后四周卵石接触工作管，为进一步削减阻力，回填物与工作管间设油毡隔离层。施工中留意油毡搭接方向。4、不稳定土层加固：施工过程中对不稳定土层如碎砂层、垃圾土层等为确保平安，实行通过小导管管棚注浆加固措施。施工中留意把握注浆量与注浆压力，注浆压力把握在0.15-0.25Mpa。5、地表沉降把握：本工程处于市内，必需严格把握地表沉降，施工过程中尽量削减超挖，必需超挖处把握好托换回填密度。6、管道纠偏：必需加强第一节管道顶进质量把握，削减起顶误差，因此导向轨、千斤顶受力点、管底滑道、管侧超挖必需严格按施组要求进行。偏差主要是由于开挖断面外形不正确、工作面土质不均匀、千斤顶位置不正确等引起，施工中必需予以重视，必需加强量测及调整工作，规定：中心偏斜误差超过+20mm，高程误差超过+15mm必需准时进行纠偏。顶管过程中偏差以预防为主，订正为辅。鉴于土层土质的特殊性，本工程施工中实行了综合防偏措施，具体如下：⑴加强管道联结钢性，管口用膨胀螺栓做予埋件，管道接口施工完成后用σ=1cm钢板焊接联结。焊接联结完成以后用钢板接口设内外钢套环补充加强管道接口钢性，减小局部不平衡力对管道顶进方向的影响，确保管道不因局部外力而发生轴向变形。外套环利用承插钢圈，内套环利用σ=1cm的钢板制作，套环宽0.3m。⑵管底设置混凝土预制块滑道，用滑道把握顶进方向及高程。⑶工具管上设纠偏千斤顶组，准时小范围调整工具管方向。⑷工具管前端两侧准时用木楔稳定顶进方向。空隙用砂砾回填。偏差不行避开，发生时随时订正，纠偏工作按下列状况实行相应方法进行：⑴发觉管段左右偏斜，在偏的一侧少挖土，在另的一侧多挖土，渐渐调整纠偏。⑵管子发生“低头”现象，且误差不大时，可将小千斤顶放在垫木上，着力点在管端上口，随顶进随放松千斤顶，使管节渐渐恢复到正确位置。⑶管节低头严峻时，在管内设千斤顶拖架，用千斤顶予以校正，校正时应将固定管节用的临时联接内涨圈木楔松开，俟校正完成以后再用木楔楔紧。⑷当管节消灭“昂头”现象，可将管底土适当多挖，或将千斤顶着力点向上少许移动，俟恢复正常后再将着力点移回原位。六、工期支配按日进度3m组织施工，为确保工期、合理调配施工资源，各施工段接受分段流水作业法，进场后先集中力气施工工作坑。七、劳动力组织依据工期要求，按日进尺3m考虑，接受三班制作业，每组15人，具体如下：顶管作业劳动力组织序号工种名称数量（人）备注1值班员22技术员23技术工人4负责管内挖土、运土4技术工人2负责顶铁安装、摘、挂吊钩5技术工人1负责油泵、千斤顶操作6吊车司机17力工5负责井上弃土及工具传送另电工、电焊工、混凝土工由项目部统一调度。八、机械设备投入序号机械名称型号单位数量备注1电焊机50kw台12气割设备台套13液压操作平台台14汽车吊12t台15发电机120kw台16导向轨组17注浆机UBJ-3台18泥浆制作系统组19千斤顶200t台210高压油泵50mPa套111通风机台112洞内照明24伏组1九、临时工程施工1、土方工程施工受场地条件限制，现场无土方堆放地点，施工中，工作坑及顶管开挖弃土人工临时推运堆放在施工场地外，然后用汽车运到弃土场。工程完工后，工作坑土方回填时，借土回填。2、施工用水现场不具备用水接引条件，生产及生活用水用撒水运输车供应。3、施工用电受现场条件及施工实际状况限制，几处施工地点均处于桥头，依据施工调查，供电局不同意进行施工临时用电接引，因此打算接受发电机发电保证施工用电。十、施工平安本工程施工必需将平安把握放在首位，除建立完善的管理体系及管理制度外，必需对以下事项予以充分留意：1、本工程处于交通要道，施工前用彩钢瓦对施工区予以封闭，2、车辆通行予留临时通口，不用时准时封闭，彩钢瓦周边挂红色警示灯。3、工作坑开挖前人工挖探坑明确管线走向、种类，尽量使工作坑避开管线。4、围护距离距槽边大于1m。5、管节就位时选好重心位置，本次施工接受人工喂管，工作坑顶设阻挡装置，吊车放管时穿绳把握管节摇摆。6、开挖过程中准时观测掌子面土质稳定状况。7、洞内照明接受36V平安电压。8、洞内设平安换风系统。9、顶进、下管时技术人员必需旁站监督。10、压浆过程中，操作人员戴防护眼镜。11、施工区间全封闭，除业主、监理等人员外，外部人员一律不得入内。十一、附件一（一）、千斤顶的选用及一次顶进长度确定：φ1050钢筋混凝土管自重：V=π×D×L×σ=3.14×1.05×2×0.117=0.771m3W=0.771×2.8=2.16t/根P=W/2=2.16/2=1.08t/m=10.8KN/m需用顶力计算：接受人工超前出土，所以管端端头阻力不计。本段为回填的砂砾石土，按阅历公式估量其阻力值为：W1=4.5×P×L=3×P×L=4.5×10.8×60=2916KN=292t（按管重）W2=K（34D1-21）×L=1.2×（34×1.284-21）×60=1631KN=163t（按卸荷拱）P=max（W1，W2）=163t选用400t级千斤顶。能量储备：（400-292）/400=27%综上，一次顶进长度不得超过60m，否则需另外设工作坑。（二）、管端混凝土强度验算P=1631KNS=π（D1-D2）/4=3.14×（1.2842-1.052）/4=0.4287m2б=P/S=1631000/0.4287=3.80×106Pa=3.80MPaб=