鋼筋混凝土圓管頂進施工組織設計方案

鋼筋混凝土圓管頂進施工組織設計方案依據(jù)工程特點，清水橋橋頭需接受頂進法施工，以維持施工期間的正常交通。工程特點及難點：1、施工區(qū)各種管線較多。工作坑及接收坑定位時事先需明確地下管線狀況。2、施工區(qū)處于橋頭，交通繁忙，社會車輛必需保證通行，因此，本段必需實行有利措施疏散交通，另外，由于有重車通行，工作坑必需實行護壁支護，在施工工序上分段施工，嚴峻制約工程工期，并增加了人工出土工作量。3、橋頭道路為利用河床修筑路基，土壤類別簡單，大塊石較多，對開挖進度、平安影響大。不行避開會產(chǎn)生超挖，開挖后必需準時進行處理。4、受埋深及土質影響，工作坑開挖困難，必需實行強有力的防塌措施。5、施工空間小，材料堆放、施工場地受限。6、工期壓力大。7、必需加強沉降觀測，實行有利的把握沉降措施。為保證施工平安、質量、工期，依據(jù)橋東污水截流干管施工圖、有關變更設計、施工及驗收規(guī)范（GB50268-97）、管線主管單位現(xiàn)場交底、我單位現(xiàn)場調查，制訂如下施工組織設計方案。一、工作坑的布置與開挖工作坑布置在管線交接處，。工作坑底面凈空尺寸4.5×5.5m。工作坑在不斷交的狀況下施工，土質為卵石夾砂，土質極不穩(wěn)定，簡潔坍塌，距行車限制線距離小，為確保平安，工作坑接受人工逆做法施工，即人工分階段進行開挖，每開挖2—3m馬上澆注鋼筋混凝土護壁支撐，已開挖層確保穩(wěn)定后再開挖下一層。開挖過程中盡量削減塌方及擾動兩側原狀土。對坍塌及擾動部分在護壁澆注過程中用混凝土填充。因本工程處于鬧市區(qū)，行人、居民多，為保證正常交通及生活秩序，按業(yè)主要求工作坑混凝土接受商品混凝土。本工程施工期間不中斷重車通行，為確保工作坑穩(wěn)固，工作坑設25#工字鋼系梁兩道，系梁與混凝土密貼，并與予埋件焊接，工字鋼聯(lián)結翼緣板必需滿焊，保證鋼度。在工作坑底墊碎石30cm，再澆注30cm厚C25鋼筋混凝土作為底板，底板設鋼筋混凝土防滑及加勁系梁，系梁截面尺寸25×25厘米，縱橫向各設兩道。底板上上予埋鋼板，以便混凝土凝固以后安裝導向軌。導向軌作用是保證管節(jié)按設計高程、方向、坡度入土。導向軌安裝的好壞直接影響后續(xù)施工，必需予以充分留意。導向軌用P43鋼軌。為把握管頂高程及方向，安裝導向軌必需經(jīng)過認真測量。第一節(jié)管節(jié)安裝前要進行導向軌試運行，并準時調整到設計標高。在使用過程中要準時復核及調整、更換。依據(jù)本工程管節(jié)長度，導向軌長4m。施工前預備各種規(guī)格鐵楔。導向軌安裝前在工作平臺上放出中軸線，與管中軸線重合。用水準儀把握導向軌兩內角處標高。本工程施工段土質簡單，特殊是受卵石影響，壓力不穩(wěn)定，為最大限度增加頂進長度，避開頂進中途失敗，本工程實行注漿減阻措施，因此必需保證后封閉質量，施工中后封閉做法如下：洞口過渡段用予注漿小導管加固，導管接受鋼管，長4m，間距15cm，沿管周均勻布置，管周混凝土擋墻上設予埋件與雙層后封閉法蘭聯(lián)結，法蘭間布置后封閉止水橡膠板。為避開地下水影響施工，工作坑內設集水槽及集水坑，并將收集到的地下水準時排出坑外。二、頂進設施的布置與安裝1、工作坑后背后背承受千斤頂巨大的作用力，必需保證后背的穩(wěn)定性及剛性。才能避開頂進過程中因后背失穩(wěn)而影響頂進施工質量和造成平安事故。依據(jù)本工程所處施工環(huán)境，工作坑開挖后土體狀況事先難以確定，因此打算組合式后背。組合如下：工作坑鋼筋混凝土檔墻、鋼軌后背樁、橫向安排方木、豎向安排鋼梁、σ=30mm安排面板。鋼軌后背樁埋入底板深度不得小于1m。2、頂管設備布置本工程頂進設備布置如下圖，頂力由千斤頂通過U型頂鐵、環(huán)型頂柱傳至管端。千斤頂選用2只200T千斤頂及配套油泵。起重力量400t，最大行程100cm，重340kg。為避開頂進過程中造成千斤頂刮土現(xiàn)象，將千斤頂放在鋼制托盤上。為保證管節(jié)按預定方向前進，千斤頂頂力的合力位置和頂進抗力的位置在同一軸線上，依據(jù)施工閱歷，φ1050管著力點在靠近管底30-40cm處。頂鐵用20mm厚鋼板焊接而成，頂鐵制作80cm、60cm、20cm、各制作1組。為保證施工平安，頂鐵設鎖定“U”型卡。三、出土及下管措施考慮到本工程所處環(huán)境，無法設置出土及下管坡道，因此，確定接受12t汽車吊下管及出土。四、頂進施工頂進工藝流程如下：下管—測量—挖土—出土—安裝預制塊導向滑道—測量—注漿—頂進—校測1、下管管材接受φ1050專用頂管，生產(chǎn)廠家為北京市韓村河管廠。管材進場后打蠟減阻。管材場內人力運輸，下管接受吊車，將管節(jié)吊起后放在工作坑內的導軌上。2、穩(wěn)管及接口穩(wěn)管：每下一節(jié)管子馬上檢查管節(jié)高程和方向及是否完全臥貼于導軌之上。接口：本工程接受雙插式專用頂管，接口前將密封橡膠圈按要求套在插口上，接口定位依靠導向軌。3、挖土本工程接受人工出土頂管，挖土使用短把小平鎬、短把鐵鍬。施工過程中挖土要與頂管親密協(xié)作，挖土過程中準時留意、調整管節(jié)“低頭”、“昂頭”現(xiàn)象。管前端挖土時，坑碧與管上方可有1—2cm空隙，以削減頂進阻力，管節(jié)下部135°置換為諭旨塊滑道。管前端可視土質狀況超挖5-30cm。鑒于本段塊石多的特殊地質狀況，挖掘過程中接受挖除、裂開、下放等綜合作業(yè)方法。為確保卵石層地質條件下的施工平安，隨開挖隨施設防護小導管管棚。小導管間距15cm，施設在上部90°范圍內。4、出土管內水平運輸接受四輪小平車放活底弧形土斗裝土，人力運輸。垂直運輸用12t汽車吊。5、安裝預制塊導向滑道鑒于本段塊石多的特殊地質狀況，開挖過程中將嚴峻擾動沙礫層，人工無法修筑滑道，為避開頂進過程的“低頭”現(xiàn)象，施工中將管底置換為預制塊滑道?；篮?5cm，倒角弧度同管外壁。使用前面層打蠟減阻。6、注漿為保證頂進工作順當，施工中實行觸變泥漿減阻。頂進時，工具管后面的三節(jié)混凝土管上都有壓漿孔，以便準時進行跟蹤壓漿，取保形成有效的泥漿套，在往后每三節(jié)管上有一個壓漿孔，頂進過程中準時進行補強壓漿，壓漿總管接受φ50mm鐵管，支管接受軟管，以三通連接并設截止閥。觸變泥漿協(xié)作比如下：膨潤土：石膏：水=1：0.5：6（重量比）7、頂進頂進要堅持“先挖后頂”、“隨挖隨頂”的原則，事先檢查頂鐵安裝是否平直，以防頂進時產(chǎn)生偏心荷載，頂鐵崩出傷人。頂進程序如下：安裝頂鐵—開油泵（千斤頂開頭伸出活塞）--千斤頂不斷伸出活塞管節(jié)前進—關油泵（千斤頂伸出活塞全長）--開截門回油（千斤頂退活塞）--加頂鐵—擰緊截門---開油泵前進頂進過程中留意以下事項：⑴準時留意油泵上的壓力表的變化，發(fā)覺壓力突然增大時，應馬上停泵檢查緣由。⑵千斤頂活塞伸出長度，應在規(guī)定沖程之內，不要超出，防止損壞設備。⑶連續(xù)頂進，不能長期停頓。8、測量測量的目的是：檢查首節(jié)頂管的高程、中線、坡度，以了解頂管質量、打算校正方法。一般每頂進1m測量一次，首節(jié)管起導向作用，要求質量高，因此開頭頂進時要隨時檢查，一般每30-50cm檢查一次。9、接收為保證工程連續(xù)性，本工程在頂進終點處設接收井，接收井一端與已安裝管道連接，另一端與待頂進管道連接，與待頂進管道連接端予留接收空間。接收井為磚砌37墻，凈尺寸3.5×3.5。10、與相臨管道連接頂管至接收井后，在工作坑及接收井內砌筑連接井，將頂管與明槽開挖安管管道連接成一體。11、拆除工程本工程處于主要城區(qū)，按有關要求，施工附屬結構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，方法是用人工風鎬。五、頂進過程中的事故預防及其處理1、為加大操作空間及便利處理頂進工作面處的孤石、大漂石等障礙物，第一節(jié)管前設工具管，工具管接受σ=20mm鋼板卷制而成。鋼板寬2m，與混凝土管前的予埋鋼板焊連。2、依據(jù)橋西區(qū)污水管道埋設閱歷，本段頂管施工過程中很有可能遇到舊堤壩、孤石、粉砂層及受地下水等狀況。⑴體積較小者可將四周土體挖除整體取出。⑵如遇到孤石體積較大者或舊堤壩，人工用風鎬裂開影響頂進部分或用風鉆引孔用膨脹炸藥或劈石器裂開。⑶如遇粉砂層，削減超挖尺寸并用厚木板或鐵板封頭或不超挖切土進尺。⑷如遇地下水為保證出土及開挖便利，必需保證排水暢通，管內不能積土，工作坑集水井處設水泵兩臺（一臺備用）并配專人抽水。另外，有地下水地段簡潔產(chǎn)生塌方、流沙現(xiàn)象，開挖過程中必需貫徹“短開挖、快頂進”的施工方法，若消滅塌方及流沙現(xiàn)象準時實行措施封閉管端。3、本次頂進施工很有可能處于砂卵層中，必需實行有力措施進行減阻，施工中實行如下措施：對于管周粒徑大于10cm的卵石全部進行托換。確保摩阻力穩(wěn)定并避開卵石卡管造成工作管裂開，方法是將卵石取出后用粘土回填，回填必需保證密實，嚴防土體坍塌后四周卵石接觸工作管，為進一步削減阻力，回填物與工作管間設油氈隔離層。施工中留意油氈搭接方向。4、不穩(wěn)定土層加固：施工過程中對不穩(wěn)定土層如碎砂層、垃圾土層等為確保平安，實行通過小導管管棚注漿加固措施。施工中留意把握注漿量與注漿壓力，注漿壓力把握在0.15-0.25Mpa。5、地表沉降把握：本工程處于市內，必需嚴格把握地表沉降，施工過程中盡量削減超挖，必需超挖處把握好托換回填密度。6、管道糾偏：必需加強第一節(jié)管道頂進質量把握，削減起頂誤差，因此導向軌、千斤頂受力點、管底滑道、管側超挖必需嚴格按施組要求進行。偏差主要是由于開挖斷面外形不正確、工作面土質不均勻、千斤頂位置不正確等引起，施工中必需予以重視，必需加強量測及調整工作，規(guī)定：中心偏斜誤差超過+20mm，高程誤差超過+15mm必需準時進行糾偏。頂管過程中偏差以預防為主，訂正為輔。鑒于土層土質的特殊性，本工程施工中實行了綜合防偏措施，具體如下：⑴加強管道聯(lián)結鋼性，管口用膨脹螺栓做予埋件，管道接口施工完成后用σ=1cm鋼板焊接聯(lián)結。焊接聯(lián)結完成以后用鋼板接口設內外鋼套環(huán)補充加強管道接口鋼性，減小局部不平衡力對管道頂進方向的影響，確保管道不因局部外力而發(fā)生軸向變形。外套環(huán)利用承插鋼圈，內套環(huán)利用σ=1cm的鋼板制作，套環(huán)寬0.3m。⑵管底設置混凝土預制塊滑道，用滑道把握頂進方向及高程。⑶工具管上設糾偏千斤頂組，準時小范圍調整工具管方向。⑷工具管前端兩側準時用木楔穩(wěn)定頂進方向?？障队蒙暗[回填。偏差不行避開，發(fā)生時隨時訂正，糾偏工作按下列狀況實行相應方法進行：⑴發(fā)覺管段左右偏斜，在偏的一側少挖土，在另的一側多挖土，漸漸調整糾偏。⑵管子發(fā)生“低頭”現(xiàn)象，且誤差不大時，可將小千斤頂放在墊木上，著力點在管端上口，隨頂進隨放松千斤頂，使管節(jié)漸漸恢復到正確位置。⑶管節(jié)低頭嚴峻時，在管內設千斤頂拖架，用千斤頂予以校正，校正時應將固定管節(jié)用的臨時聯(lián)接內漲圈木楔松開，俟校正完成以后再用木楔楔緊。⑷當管節(jié)消滅“昂頭”現(xiàn)象，可將管底土適當多挖，或將千斤頂著力點向上少許移動，俟恢復正常后再將著力點移回原位。六、工期支配按日進度3m組織施工，為確保工期、合理調配施工資源，各施工段接受分段流水作業(yè)法，進場后先集中力氣施工工作坑。七、勞動力組織依據(jù)工期要求，按日進尺3m考慮，接受三班制作業(yè)，每組15人，具體如下：頂管作業(yè)勞動力組織序號工種名稱數(shù)量（人）備注1值班員22技術員23技術工人4負責管內挖土、運土4技術工人2負責頂鐵安裝、摘、掛吊鉤5技術工人1負責油泵、千斤頂操作6吊車司機17力工5負責井上棄土及工具傳送另電工、電焊工、混凝土工由項目部統(tǒng)一調度。八、機械設備投入序號機械名稱型號單位數(shù)量備注1電焊機50kw臺12氣割設備臺套13液壓操作平臺臺14汽車吊12t臺15發(fā)電機120kw臺16導向軌組17注漿機UBJ-3臺18泥漿制作系統(tǒng)組19千斤頂200t臺210高壓油泵50mPa套111通風機臺112洞內照明24伏組1九、臨時工程施工1、土方工程施工受場地條件限制，現(xiàn)場無土方堆放地點，施工中，工作坑及頂管開挖棄土人工臨時推運堆放在施工場地外，然后用汽車運到棄土場。工程完工后，工作坑土方回填時，借土回填。2、施工用水現(xiàn)場不具備用水接引條件，生產(chǎn)及生活用水用撒水運輸車供應。3、施工用電受現(xiàn)場條件及施工實際狀況限制，幾處施工地點均處于橋頭，依據(jù)施工調查，供電局不同意進行施工臨時用電接引，因此打算接受發(fā)電機發(fā)電保證施工用電。十、施工平安本工程施工必需將平安把握放在首位，除建立完善的管理體系及管理制度外，必需對以下事項予以充分留意：1、本工程處于交通要道，施工前用彩鋼瓦對施工區(qū)予以封閉，2、車輛通行予留臨時通口，不用時準時封閉，彩鋼瓦周邊掛紅色警示燈。3、工作坑開挖前人工挖探坑明確管線走向、種類，盡量使工作坑避開管線。4、圍護距離距槽邊大于1m。5、管節(jié)就位時選好重心位置，本次施工接受人工喂管，工作坑頂設阻擋裝置，吊車放管時穿繩把握管節(jié)搖擺。6、開挖過程中準時觀測掌子面土質穩(wěn)定狀況。7、洞內照明接受36V平安電壓。8、洞內設平安換風系統(tǒng)。9、頂進、下管時技術人員必需旁站監(jiān)督。10、壓漿過程中，操作人員戴防護眼鏡。11、施工區(qū)間全封閉，除業(yè)主、監(jiān)理等人員外，外部人員一律不得入內。十一、附件一（一）、千斤頂?shù)倪x用及一次頂進長度確定：φ1050鋼筋混凝土管自重：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需用頂力計算：接受人工超前出土，所以管端端頭阻力不計。本段為回填的砂礫石土，按閱歷公式估量其阻力值為：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選用400t級千斤頂。能量儲備：（400-292）/400=27%綜上，一次頂進長度不得超過60m，否則需另外設工作坑。（二）、管端混凝土強度驗算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=