湖北省武汉市某污水管道工程非开挖顶管施工组织设计_secret

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湖北省武汉市某污水管道工程非开挖顶管施工组织设计_secret

①回填压实应逐层进行,且不得损伤管道;

②管道两侧和管顶以上50cm范围内的压实面的高差不得超过30cm;

③分段回填压实时,相邻段的接槎应呈阶梯形;

回填每层夯实后的密实度应达到设计标准,密实度达到98%。测定方法系用容积不小于200cm3的环刀取样。

特大桥1-128m提篮拱桥施工方案4顶管主要施工方案及技术措施

4.1管道顶进方案的选择及顶进单元长度的确定

4.1.1顶管方案选定:根据施工图设计,本标段主管道直径为D1500和D1200,支管管径为D800;根据地质资料显示,管道穿越土质多为粉质黏土土层,地下水为地表径流水,根据以上特点设计采取手掘敞开式顶进方案。

4.1.2顶进单元长度的确定

根据施工现场实际情况及施工平面图设计,每一个设计单元井室距离设定为一个管道单元顶进长度。管道最大单元顶进长度为80m。

手掘敞开式顶进施工方案的顶力按下面方式计算:

根据施工方案的选择,D1200管道采取手掘敞开式顶进施工方案,管道最

大顶距为80米,管道的最大顶力可按下式计算:

F—管道与土之间的摩擦系数,湿粉质土一般取0.3;

R—土的容重,粉质粘土取18KN/M3;

D1—管道外径m,D1=1.2;

H—管顶以上覆盖土层的厚度,该管道最大管顶覆土厚度为5.0m;

Φ—内摩擦角,粉质粘土取150,

W—管道每米重量,D1200管子每米重量为8.5kN;

L最大顶进长度m,该管道最大顶距为80m;

P0为正向阻力,单位为kN,采取手掘敞开式顶进施工时

8.5/18*1.2]*80+0=6.48

根据以上计算,D1200管道顶进时应采取打蜡方式减阻,根据以往施工经验,在该种土质条件(粉质黏土,有水)下,通过打蜡方式可使其顶进阻力减小为原阻力的1/3,约减小为340t。

工作井制作根据土质情况可考虑采取砖砌椭圆形倒挂井逆作法施工,工作井内尺寸长轴为4800mm,短轴为3500mm;工作井井壁砖砌体厚度采取240mm。

4.3.1工作坑的位置选择

③便于排水、出土及运输

④地上与地下建筑物、构筑物、杆管线易于采取保护,不影响安全施工

⑤距电源、水源较进、交通方便

⑥单向顶进时设在下游一侧

4.3.2依据以上原则,结合现场实际情况及施工图设计,工作井位置选择如下:

4.3.3工作井结构尺寸验算和设计

工作井的有效长度按以下式子计算:

L≥L1+L4+L5+L6+500mm

同时≥L2+L3+L4+L5+L6+200mm

L1—工具管长度,当采用工具管时,d1200工具管长度一般为2000mm;

L2—单根管子长度,一般为2000

L3—管道外露F型钢套环长度,一般为125mm;

L4—液压千斤顶长度,我单位液压千斤顶长度多为1.6000mm

L5—环形顶铁厚度,一般为200mm;

L6—后背厚度,钢制整体装配式后背一般为300mm;

根据以上条件得出,L≥4800mm

根据以上计算,本工程工作井结构尺寸采取长轴4800mm、短轴3500mm的椭圆形工作井。

(1)根据定位线沿井壁周围下部均匀对称挖土,每次挖土深度不得超过1m,周围砌好后挖中间部分土方,按顺序对称向下经行施工。根据圈梁上部标高控制上部的砌体砌筑,上部井身强度达到70%后经行下节开挖。要求对称掏挖井壁下方的土层,每次掏挖宽度不大于1200mm、深度不大于1000mm,至设计管内底标高下方300mm为止。依据土质情况和开挖深度,5m米以下需每1m设置钢筋混凝土圈梁一道。开挖上部基坑土方至地下水位以上不小于500mm,将开挖部分按施工要求的大小位置修正尺寸,然后砌筑上部工作井砖砌体;砌筑时每一米设置一道2¢6钢筋砖,以提高砖砌体的整体性,增加其抵抗侧压力的能力

(4)底板厚为200mm,混凝土为C25,同时设置1个500mm×600mm的集水坑。

(5)后靠背:对于顶管工作井,倒挂井至既定标高后,根据管道走向设置混凝土后靠背。为了顶管工作空间及靠背面积,需将靠背处的井身墙体拆除,并向下(井底下方),向外(井身外部)掏挖,掏挖尺寸为3.0m×2.5m,厚为1.0m,用C25混凝土浇筑。

(6)出土及排水:采用人工取土,用一绞盘和一个箩筐(吊索须用直径≥16mm的坚韧麻绳或尼龙绳,结扣牢固,有安全制动和吊钩装置)从坑中吊土,或采用卷扬机配合三脚架垂直运输。排水采用集水坑排水,用潜污泵明排,大量较大时可使用轻型井点降水。

(7)工作坑的施工允许偏差如下:

注:1.H为装配式后背墙的高度(mm);

2.L为装配式后背墙的长度(mm)。

(1)砌筑用砖应提前一天用水浸透。

(2)选用中粗砂,过筛后含泥量≤3%。

(3)倒挂井逆作时基坑每次开挖深度不得超过1.0m,开挖时应局部对称开挖,以防井体整体下移破坏。

(4)须随挖随砌,严禁掏挖后隔夜再砌。体砌筑后应将其外侧用土填满夯实,砖砌体要砂浆饱满,机砖标号为M7.5,砂浆标号不小于MU100,砌筑接头部位要砂浆饱满

(5)每层掏挖结束需待砌体达到70%强度后再次经行施工,必要时在砂浆中掺早强剂。

(6)当遇到软土地基时,每次开挖深度应酌情减小,并根据情况加设钢筋混凝土圈梁。

(7)砌体须错缝,严禁出现纵向通缝,砂浆须饱满。

(8)沿井身竖向每2113设置一道20mm×10mm的灰条,以观测井身的变化。

(9)当井深达中细砂层时,应每300mm加设2根¢10mm的环向加强筋。

(10)当遇基坑有地下水时一般采取管井降水或轻型井点降水,但如果邻近有建筑物时应谨慎采取管井井点降水,施工时应加强对建筑物沉降的观测,以便采取应急措施。

基坑排水非常重要,应设必要的排水设施。基坑内设计积水坑、排水沟,严禁积水浸泡基坑。坑外周围3.0m范围内严禁雨淋、浸泡,下雨时应有效疏导。基坑队长负责施工期间的排水。安全员负责监督,不合格的下隐患整改通知。

4.5.1导轨应选用钢质材料制作,其安装应符合下列规定:

(1)两导轨应顺直、平行、等高,其纵坡应与管道设计坡度一致;

(2)导轨安装的允许偏差应为:

顶面高程:0~+3mm

(3)安装后的导轨应牢固,不得在使用中产生位移,并应经常检查校核。

4.5.2千斤顶的安装应符合下列规定:

(1)千斤顶宜固定在支架上,并与管道中心的垂线对称,其合力的作用点应在管道中心的垂直线上;

(2)当千斤顶多于一台时,宜取偶数,且其规格宜相同;当规格不同时,其行程应同步,并应将同规格的千斤顶对称布置;

(3)千斤顶的油路应并联,每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。

4.5.3油泵安装和运转应符合下列规定:

(1)油泵宜设置在千斤顶附近,油管应顺直;

(2)油泵应与千斤顶相匹配,并应有备用油泵;油泵安装完毕,进行试运转;

(3)顶进开始时,缓慢进行,待各接触部位密合后,再按正常顶进速度顶进;

(4)顶进中若发现油压突然增高,应立即停止顶进,检查原因并经自理后方可继续顶进;

(5)千斤顶活塞退回时,油压不得过大,速度不得过快。

4.5.4钢制整体拼装式顶铁的质量应符合下列规定:

(1)顶铁应有足够的刚度;

(2)顶铁采用型钢焊接成型,焊接时,焊缝不得高出表面,且不得脱焊;

(3)顶铁的相邻面应互相垂直;

(4)同种规格的顶铁尺寸应相同;

(5)顶铁上应有锁定装置;

(6)顶铁单块放置时应能保持稳定。

4.5.5顶铁的安装和使用应符合下列规定。

(1)安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称,顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污;、

(2)更换顶铁时,应先使用长度大的顶铁;顶铁拼装后应锁定;

(3)顶铁的允许联接长度单行顺向使用的长度不得大于1.5m;双行使用的长度不得大于2.5m,且应在中间加横向顶铁相联;

(4)顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫,当顶力接近管节材料的允许抗压强度时,管端应增加U形或环形顶铁;

(5)顶进时,工作人员不得在顶铁上方及侧面停留,并应随时观察顶铁有无异常现象。

4.5.6采用起重设备下管时应符合下列规定:

(1)正式作业前应试吊,吊离地面10cm左右时,检查生物捆扎情况和制动性能,确认安全后方可起吊;

(2)下管时工作坑内严禁站人,当管节距导轨小于50cm时,操作人员方可近前工作;

(3)严禁超负荷吊装。

4.6注浆减阻系统及打蜡减阻

4.6.1根据管道顶力计算,当D1000管道顶进距离为80m时其顶力为1023t,而工作井设计允许最大顶力一般不大于为400t,远远小于管道顶进要求,因此需要采取减阻措施,一般情况下,通过打蜡减阻可以将顶进压力减小为原来顶力的1/3,通过注浆减阻可以将顶进压力减小为原来顶力的1/4,本工程拟采取打蜡减阻减小顶进压力;当顶力较大时采取注浆减阻。

4.6.2采取注浆减阻时应符合下列要求

(1)触变泥浆的压浆泵,宜采用活塞泵或螺杆泵,管路接头宜选用拆卸方便、密封可靠的活结头。

(2)注浆孔的布置宜符合下列规定:

①注浆孔的布置宜按管道直径的大小确定,每个断面可设置3个及以上,每4根管子不少于一组注浆孔,并具备排气功能;

②相邻断面上的注浆孔可平行布置或交错布置。

(3)触变泥浆的配合比,应按管道周围土层的类别、膨润土的性质以及触变泥浆的技术指标确定。采用钠基膨润土的触变泥浆一般使用纯碱或烧碱做分散剂,在有水的粉质土或砂性土壤中顶进一般应掺加25%的石膏粉做胶凝济。

(4)触变泥浆的注浆量,宜按管道与其周围土层之间环形间隙的1~2倍估算

(5)触变泥浆的灌注要符合下列规定

①搅拌均匀的泥浆应静置一定时间后方可灌注;

②注浆前,应通过注水检查注浆设备,确定设备正常后方可灌注;

③注浆压力可按不大于0.1Mpa开始加压,在注浆过程重的注浆流量、压力等施工参数,应按减阻及控制地面变形的量测资料调整。

④每个注浆孔宜安装阀门,注浆遇油机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时,经处理后方可继续顶进。

(6)为避免后期建筑物或路面下沉并保持管道的稳定性,触变泥浆应采取水泥浆或水泥粉煤灰混合浆进行置换,触变泥浆的置换应符合下列规定:

①采用水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆置换触变泥浆;

②拆除注浆管路后,应将管道上的注浆孔封闭严密;

③注浆及置换触变泥浆后,应将全部注浆设备清洗干净

(7)在不稳定土层中顶管采用注浆加固法时,应提出加固方案报监理和业主批准后实施。

4.7.1开始顶进前应检查下列内容,确认知件具备时可开始顶进。

(1)全部设备经过检查并经过试运转;

(2)机头在导轨上的中心线、坡度和高程应要复测合格;

(3)防止流动性土或下水由洞口进入工作坑的措施;

(4)开启封门的措施。

4.7.2拆除封门时应符合下列规定:

(1)在工作井的外侧打钢板桩支撑,当机头顶进并贴到钢板桩时拔起钢板桩露出洞口,机头随时顶进;

(2)在不稳定土层中顶管时,封门拆除后应将机头立即顶入土层。

4.7.3机头开始顶进5~10m的范围内,允许偏差应为:轴线位置3mm,高程0~+3mm。当超过允许偏差时,应采取措施纠正。在软土层中顶进混凝土管时,为防止管节飘移,可将前3~5节管与机头联成一体。

4.7.4采用手工掘进顶管时,应符合下列规定:

(1)工具管接触或切入土层后,应自上而下分层开挖;机头迎面的超挖量应根据土质条件确定;

(2)在允许超挖的稳定土层中正常顶进时,管下部135cm范围内不得超挖;管顶以上超挖量不得大于1.5cm;管前超挖应根据具体情况确定,并制定安全保护措施;

4.7.5钢筋混凝土管道的接口处理应符合下列规定:

(1)管节未进入土层前,接口外侧应垫麻丝、油毡或木垫板,管口内侧应留有10~20mm的空隙;顶紧后两管间的孔隙宜为10~15mm;

(2)管节入土后,管节相邻接口处安装内胀圈时,应使管节接口位于内胀圈的中部,并将内胀圈与管道之间的缝隙用木楔塞紧。

4.7.6本工程采用F形钢套环橡胶圈防水接口,接口应符合下列规定:

(1)混凝土管节表面应光洁、平整DB12T 1093—2021 无障碍设施数据规范.pdf,无砂眼、气泡;接口尺寸符合规定;

(2)橡胶圈的外观和断面组织应致密、均匀,无裂缝、孔隙或凹痕等到缺陷;安装前应保持清洁,元油污,且不得在阳光下直晒;

(3)钢套环接口无疵点,焊接接缝平整,肋部与钢板平面垂直,且应按设计规定进行防腐处理;

(4)木衬垫的厚度应与设计顶力相适应。

4.7.7采用橡胶圈密封的企口应符合下列规定:

(1)粘结木衬垫时凹凸口应对中,环向间隙应均匀;

(2)插入前,滑动面可涂润滑剂;插入时,外力应均匀;

(3)安装后浙江省农村生活污水处理设施管理条例(浙江省住房和城乡建设厅2009年9月),发现橡胶圈出现位移、扭围或露出管外,应拔出重插。

4.7.8顶管结束后,管节接口的内侧间隙应按设计规定处理;设计无规定时,可

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