顶管施工方案目录一、工程概况 3二、主要工程量 3三、主要工程措施及控制要点 33.1工作坑及顶进中的测量 3 3.2工作坑、接收坑施工 43.3顶管方法 83.4顶管推力计算83.5护铁及顶铁 83.6基坑基础及导轨 83.7后背墙 93.8平台及起重架 103.9顶管平台下管 103.10工具管 103.11顶管洞门的开启 113.12管道顶进施工 11四、施工质量保证措施 13五、施工现场安全管理措施 17六、文明施工及环保措施 18七、应急预案 19八、顶管穿越××河安全措施 19九、附图表 19一、工程概况:1、本段顶管为通信管线套管,管线穿越××河。
河底管上顶覆土1.7m左右,管材选用加重混凝土管,管径φ1750mm,顶管长度为66m。
2、地质情况,土质亚粘土,为保证工作坑的稳定性,坑壁支护采用锚喷支护。
3、计划工期,从进场日期起30天,施工用电,租用80KW发电机。
二、主要工程量管道D=1750mm 66m锚喷工作坑:8.2m×5m×10.6m 一座锚喷接收坑:8.5m×2.7m×9.6m 一座外运土方:1012.2m3三、主要工程措施及控制要点3.1工作坑及顶进中的测量3.1.1 施工前须将管线的中线点及水准点引至工作坑附近,并作上标记。
工作坑施工完成后,将地面管道中心桩用经纬仪(标称精度不低于6″)引入工作坑两侧坑壁上或支撑上,作为顶管中心的测量基线。
3.1.2将地面的临时水准点用水准仪(精度指标不低于3mm)引入工作坑的底部,每一个工作坑须设置三个水准点,选择不易碰撞及不遮挡测量的地方设置。
3.1.3工作坑的中心桩与水准点设置必须牢固可靠,要经常校对并保证准确。
3.1.4对中心桩设置可靠的延长桩,延长桩设置时采用2″经纬仪用正倒镜实施,结果采用归化法确定。
管道中心桩位置,要考虑到后背或基础变形影响。
3.1.5检查、校对各种测量仪器及工具均经权威坚定部门检测,切在检测期内使用,凡不符和精度标准且过了检测期的绝对不许使用。
3.1.6每镐顶近300mm,每顶进一镐用经纬仪测设管中心线位置、水准仪测量流水面高程一次。
下完一根管后用经纬仪及水准仪核测一次中心及管高程。
每天做好现况地面沉降施测,早晚一次做好测量记录。
3.1.7全段顶完后,应在每个管节接口处测量其中心位置和高程,有错口时,应测出错口的高差。
3.2工作坑、接收坑施工根据通信人孔结构尺寸确定顶管坑尺寸:工作坑布置在北土城西路南辅路向南2.5米改线#3处工作坑开挖尺寸:8.2m×5m×10.6m接收坑布置在河右堤改线#2号处接收坑开挖尺寸:8.5m×2.7m×9.6m工作坑施工方法工作坑采用C20砼锚喷,井壁厚度0.25m,锁口圈梁断面尺寸800mm×500mm,主筋为8根ф20钢筋,架立筋为Φ8@250。
钢格栅主筋为4根ф20钢筋,蛇形筋为ф14钢筋。
尺寸为25cm×20cm,水平格栅间距为800mm,竖向格栅间距2000mm。
竖向连接筋ф20,间距1m,挂ф6钢筋网150mm ×150 mm。
在工作坑锁口圈上口砌筑挡水墙240mm厚,高约700mm。
(接收坑同顶管坑)施工过程中应加强对喷射混凝土的控制(1)原材料的控制:喷射混凝土的原材料进场均应进行质量检验,进行速凝效果的试验,确定速凝效果的试验,确定速凝剂的品种和最佳掺量,要求初凝不超过5min,终凝不超过10min,进行配合比选择试验,确定水泥用量和水灰比。
掺有速凝剂的混合料应立即使用,存放时间一般不大于30mi n,计量误差小于2%,搅拌均匀,无结团,搅拌采用强制式混凝土搅拌机,禁止人工搅拌。
(2)施喷前的准备:喷射作业前应检查开挖断面尺寸、清除松动的浮石、土块和杂物,清除基脚下的堆积物,用高压风吹净;埋设控制喷射混凝土厚度的标志;作业区有足够的通风、照明装置;调整好喷射机的风压、水压,做好准备。
(3)喷射作业:喷射作业分段、分层进行,喷射顺序由下而上;喷射混凝土时,喷头与受喷面应保持垂直,喷头距受喷面距离不宜大于1m;喷射压力控制在0.12~0.15MPa,一次喷射厚度,侧壁约60~100mm,当分层喷射时,应在前一层喷射混凝土终凝后进行,若在终凝1小时后再进行喷射时,喷层表面应用风水清洗。
喷嘴应避开格栅钢筋密集点,以免产生密积,对悬挂在网筋上的混凝土结团应及时清除,保证喷射混凝土的密实。
喷射混凝土应将钢筋全部覆盖,喷射手应控制水灰比,在0.40~0.45,此时喷层无干斑和滑移流淌现象,尽量减少喷射混凝土材料的回弹损失,严禁使用回弹料。
喷射混凝土应加强喷水养护,以防风干裂口。
开挖时密切注意土体的稳定性,如发现异常,及时采取有效措施,确保施工安全。
工作坑施工中应严格控制井壁厚度及垂直度,水平钢格栅安装完毕后,必须经质检人员检验合格后方可进行锚喷混凝土施工。
工作坑喷射混凝土检验标准序号检验部位项目允许偏差(毫米) 检验频率检验工具方法范围点数1 喷层厚度不小于设计厚度 5米 4 用钢尺量2 砼强度不小于设计强度每座 1组喷模成型标养3 井底标高 -20,0 每座 5 用水准仪、塔尺4 井身尺寸 0,+20 5米 4 用水准仪、塔尺考虑工作坑的整体稳定性,在锁口圈梁下2m设第一道顶撑,顶撑采用219×6钢管,两边和锚喷墙预埋铁焊接,每隔2m设一道顶撑,共4道。
(4)格栅配筋计算由于横向同一水平面所受荷载相同,均按水平格栅计算。
将横向格栅简化成两端固结中间简支的连续梁。
Ea=0.5γH2k0=0.5×21×112×0.267=339.3KN/m2Ea—最深处主动土压力γ—土的容重H—工作坑深度k0—主动土压力系数最大弯矩Mmax=0.077ql2=0.077×339.3×22=104.5KNmq—最大荷载L—计算荷载长度(竖向格栅间距)按单筋计算格栅配筋:As=α1fcbhξ÷fyas=M÷α1fcbh2=104.5×106÷1×14.3×250×2002=0.73ξ=1-(2×0.73-1)0.5=0.32As=1×14.3×200×250×0.32÷200=1146mm2选用4根ф20钢筋截面积为314×4=1256mm2> As5)坑壁锚喷墙面计算锚喷护壁按照楼板模式计算,简化成2m×0.8m四边固定的楼板,荷载为339.3KN/m M=339.3×0.82=27KN/mW=M/σ=bd2/6=27/1.54=0.02m3d=(6×0.02/2)0.5=0.24m取锚喷护壁厚度为25cm护壁配筋:as=27/1×14.3×2000×8002=0.0015ξ=1-(2×0.0015-1)0.5=0.0015As=14.3×2000×800×0.0015÷250=137mm2选用ф6@150, As=373>137 mm23.3顶管方法顶管采用人工顶管施工方法3.4顶管推力计算1. 设计管线管径为D=1750m,顶进距离最长为66m。
计算总顶力:P=n×G×L=3×2.83×66=560TP-计算总顶力G-管子单位长度管自重(T)L-顶进总长度n-土质系数,取3由于顶距较长,为减小顶管过程中的摩擦力,宜采用管四周注入触变泥浆可减少顶力20%~30%。
故顶力为P=560×70%=392T所以,根据计算和管子受力均匀两方面考虑,选用2台QYS320型的顶镐,其推力每台为320T。
3.5护铁及顶铁由于顶进长度较大,护口铁根据顶进情况选择U型或圆形护铁,以确保管体安全,保护管子端面,使端面受力均匀。
顶铁选用矩形端面顶铁,结构为槽钢和工字钢焊接成的型钢。
根据具体情况,可选用U型,钢制顶柱,顶柱均被可靠固定在U型顶铁支架上,有效防止崩铁。
在顶进过程中,顶铁与镐的行程长度配合传递顶力,在顶镐与管子之间陆续安放。
3.6、基坑基础及导轨基坑基础采用150mm×150mm×3000mm枕木,间距600mm,坡度与设计管道坡度一致。
基坑导轨起导向作用,钢轨宜采用QU80的导轨,其高度为130mm,上顶宽度80mm。
两轨间距按下式计算:A=A+aA=2√(D-h-e)(h-e)=2√(2.1-0.13-0.02)(0.13-0.02)=0.93式中A0-两导轨的中距(m)A-两导轨上部的净距(m)a-导轨的上顶宽度(m)D-管外径(m)h-导轨高度(m)e-管外底距基础面的距离(一般为0.01~0.025 m)实际操作过程中根据e值的高度变化进行调整。
3.7后背墙后背墙为型钢、钢筋砼后背,钢筋砼厚0.5米,型钢厚度为40cm,宽度为4米,高度为2.4米地下埋深0.7米,前立两根40cm×40cm×200cm立铁。
后背每米宽度土壤的被动土压力(KN):p=½rh²tan²(45º+φ/2)+2Chtan(45º+φ/2)式中 r—土壤的容重(吨/立方米);h—天然土壁后背的高度(米);φ—土壤的内摩擦角(度);C —土壤的粘聚力(吨/平方米);P=½*2*11²* tan²(45º+28°/2)+2*10*1.92=0.5*2*121*2.77+2*11*1.66=372吨/米.所以,此后背墙均满足使用要求。
3.8平台及起重架出土及下管采用卷扬机,设5t卷扬机1台,2t卷扬机1台。
安装平台作业时按照安全交底的要求选用材料。
工作平台主梁采用40号工字钢,次梁采用30号工字钢,平台口尺寸为3.5m×2.0m,其余位置满铺方木及大板,主梁两端与工作井侧墙接地长度不少于2m。
平台设不低于1米的防护栏,作业人员出入口设不低于1.2米的护身栏。
起重采用4根φ159mm钢管组成,钢管壁厚12mm,长度7米,顶部穿杠采用70mm圆钢连接,圆钢两端,连接必须锁紧。
支架做四道横拉杆。
起重架底部焊接在平台横向放置的30号槽钢上,起重架底部支脚加肋焊接。
3.9顶管平台下管管材在顶坑的一侧排放在两根平行立放的30#工字钢上,底部横铺150×150mm方木,间距500mm,方木用土填平实。