顶管施工

顶管施工 顶管施工 3.1工作坑及顶进中的测量 3 3.2工作坑、接收坑施工 4 3.3顶管方法 8 3.4顶管推力计算 8 3.5护铁及顶铁 8 3.6基坑基础及导轨 8 3.7后背墙 9 3.8平台及起重架 10 3.9顶管平台下管 10 3.10工具管 10 3.11顶管洞门的开启 11 3.12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、 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。 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30min，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/m2 Ea—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=104.5KNm q—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?fy as=M?α1fcbh2=104.5×106?1×14.3×250×2002=0.73 ξ=1-(2×0.73-1)0.5=0.32 As=1×14.3×200×250×0.32?200=1146mm2 选用4根ф20钢筋截面积为314×4=1256mm2> As 5)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/m W=M/σ=bd2/6=27/1.54=0.02m3 d=(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=0.0015 ξ=1-(2×0.0015-1)0.5=0.0015 As=14.3×2000×800×0.0015?250=137mm2 选用ф6@150, As=373>137 mm2 3.3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=560T P,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+a A=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。下管时，工作平台上也平行立方两根30#工字钢，高度、宽度与排放管的工字钢相同并 与其用钢夹板、螺栓相连一起，这样就可以人工向前滚动管材直至下管口，与起重架的大钩垂直起吊。起吊后将工字钢拆开向两边移动，让出下管口，就可以下管了。平台上的工字钢必须与主梁工字钢搭接，严禁悬空或探头，两侧要用钢管或方木卡固，并在上面焊钢挡板。 3.10工具管 工具管用12mm钢板制成圆弧形，长度1m，套在首节管前上方与管节固定在一起，工具管外焊 Φ25mm钢筋，前端制成尖形，间距5cm，出工具管长30cm。工具管内用12mm钢板焊肋，间距20cm,长度和工具管相等。 3.11顶管洞门的开启 根据管道中心、和高程，确定洞口的位置，先进行对管顶上方180?范围内的土壤加固(超前小导管)，防止在开启洞门时管上顶塌方。洞口开启完成后，工具管顶入洞口。 3.12管道顶进施工 (1)、顶管施工工艺流程 测量控制 工作井施工 顶管设备安装 始顶 管道顶进 顶至终点处 回填加注水泥浆 设备拆除 a(检查起重设备:起重设备经常检查、试吊，确认安全、可靠方可下管。下管时工作坑内严禁站人。当距导轨小于50厘米时，操作人员方可进前操作。 b(下管就位:第一节管子下到导轨上，测量管子中心及前端与后端的管底高程，确认安装合格后方可顶进施工。第一节管有工具管的作用，顶进方向与高程的准确，是保证整段顶管质量的关键。 (2)、管前挖土与顶进:管前挖土是控制管节顶进方向和高程、减少偏差的重要作业，是保证顶管质量及管上构筑物安全的关键。因此，管前挖土与顶进须严格按照以下规程操作: a( 管前挖土的长度:在一般顶管地段，土质良好，可超过管端30~50厘米，并随挖随顶。 b( 顶进施工:顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常施工速度顶进。顶进中发现油路压力突然增高，应停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进，回镐时，油路压力不得过大，速 度不得过快。挖出的土要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小的范围内。 (3)、测量与校正 a(在顶第一节管时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不能超过30厘米，保证管道入土的位置正确;管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不能超过100厘米。 b(高程测量:用水准仪及小塔尺，根据工作坑内设置的水准点标高，测头一节管前端与后端管内底高程，以掌握头一节管子的走向趋势，测量后与工作坑内另一水准点闭合。 c(全段顶完后，在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，测出错口高差，做好记录。 d(顶管误差校正是逐步进行的，形成误差后不可立即将已顶好的管子校正到位，应缓缓进行，使管子逐渐复位，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果。 (4)、触变泥浆减阻施工 穿越××河顶管长度66m，为了减少顶进中的阻力，防止塌方，采用在管壁与土壁之间注入触变泥浆，形成泥浆套，减少管壁与土壁之间的摩擦阻力。触变泥浆除起润滑作用外，静置一定的时间泥浆固结，产生强度。 泥浆配比及注浆操作。同常规方法。按市政操作规程要求进行。为使泥浆能够达到较好的充满度，每2节管设一处注浆孔。每处在管顶部及水平直径两侧管壁开3个注浆孔(注浆孔的设置与管材生产厂家联系.在生产管材时将注浆孔预留好,孔径规格为φ50mm,从管体顶进10m至15m后开始注触变泥浆。随顶随注，注浆压力应达到0.2Mpa,以保证注浆饱满，确实起到润滑减阻作用。) 调浆设备:搅浆机及储罐 灌浆设备:注浆泵、输浆管 触变泥浆材料主要成分:膨润土、碱(碳酸钠)和水 触变泥浆的拌和和程序: ?将定量的水放入搅拌罐内，并取其中一部分水溶化碱; ?在搅拌过程中，将定量的膨润土徐徐加入搅拌罐内，搅拌均匀; ?将溶化的碱水倒入搅拌罐内(碱水必须在膨润土上搅拌均匀后加入再搅拌均匀，放置12h后即可使用。 触变泥浆使用时应注意事项:搅拌均匀的泥浆应静置后方可灌注，注浆孔在未下管之前用冲击钻成孔，每节管中间设一孔，环氧树脂埋固钢管。下管时将注浆孔放置斜上方，且前后两节的孔应错开布置。灌浆前，应注水检查灌浆设备，确认设备正常后方可灌注。灌浆压力可按0.1Mpa开始加压，在灌浆过程中再按实际情况调整。每次顶进同时灌浆，按灌浆孔断面位置的前后顺序进行依次进行，灌浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进。 四、施工质量保证措施 1、竣工测量测出各管口高程及水平位置的数据，入竣工资料。顶管施工外观质量标准检查项目规定如下: (1)、目测直顺、无反坡、清洁、不积水、管节无裂缝。 (2)、顶管施工如遇塌方或超挖，土壁与管壁之间的空隙必须进行压浆、补实处理。 2、建立健全由项目经理统一管理的技术、质量、安全管理体系; 3、落实岗位责任制，在施工过程中做到各负其责，达到以工作质量保证工程质量的目的; 4、严格控制材料进货渠道，进场材料都必须有合格证，重要材料进场时施工、技术、质量负责人必须全部亲自到场检验，确定合格才可入场使用; 5、顶进施工时，顶进记录必须真实、清晰、完整。建立健全交接班。当交接班时，当班负责人必须向接班负责人交清记录，并说明在顶进操作中所出现、发现的问题及处理情况。 6、提高施工及操作人员的素质，加强在顶管施工中的动态管理。顶进施工必须认真执行施工及有关规定。 7、严格按设计要求与施工施工，及时收集施工资料。施工资料要做到真实、准确、及时。 附表一 顶管允许偏差 序号 项 目 允许偏差(mm) 检验频率 检验方法 范围 点数 1 中线 D,1500 ?30 每节管 1 测量并检查记录 2 位移 D?1500 ?50 3 管内底高程 D,1500 +10-20 每节管 1 水准仪测量 4 D?1500 +20-40 5 相邻管间错口 D,1500 ?10 每个接口 1 用尺量 6 D?1500 ?20 7 对顶时管节错口 ?30 对顶接口 1 用尺量 附表二 顶管工作坑允许偏差 序号 项 目 名 称 允 许 偏 差 检 验 频 率 检 验 方 法 范 围 点 数 1 工作坑每侧宽度、长度 不小于设计规定 每座 2 挂中线用尺量 2 后背 垂直度 0.1%H 1 用垂线与角尺 水平线与中心线的偏差 0.1%L 1 3 导轨 高程 +3，0 1 用水平仪测 中线位移 左3，右3 1 用经纬仪测 8.质量目标 工程质量保证达到设计要求，达到合格标准。 9. 工作坑拆除 9.1 拆除工作坑时按安全技术交底要求进行。拆除工作坑支撑时设专人指挥，自下而上逐层进行，并按安全技术交底要求及时回填。在下层完成填土前严禁拆除上一层支撑。 9.2 拆除工作坑支撑作业中，无关人员不得在坑内。 五、施工现场安全管理措施 1、安全生产目标:不发生重大事故，不倒塌、不中毒，认真贯彻“安全第一，预防为主”的原则，坚持管生产必须管安全的原则。 2、安全保证体系:施工现场的项目经理为安全生产的责任人，建立以项目经理为主，包括施工人员、安全员、技术员、班组长参加的现场安全管理小组，检查施工现场及班组安全制度的贯彻执行，并对违反人员进行处罚。 3、进场后，对工人进行安全教育，特殊工种和安全员须持证上岗。 4、施工现场的安全设施，必须齐全有效，不得随意拆除和改动。 5、施工区、生活区建立消防责任制度，要备足消防器具。 6、严格用民管理，电工持证上岗，现场采用三相五线制，供电系统，严格执行一机一闸一保护，各类电器必须安装漏电保护装置。 7、上下工作坑必须走安全梯，安全梯固定在支撑上，并设置扶手或护圈。严禁运输料斗乘人。 8、顶管作业必须执行交接班制度。 9、非机电人员不得从事机械、电气作业。 10、作业中必须明确联络信号及报警方法。 11、作业中传递工具、材料必须轻拿轻放，稳妥传递，严禁从坑上向下或者从坑下向下抛扔。 12、在顶管作业过程中必须按安全技术交底要求保护地下管线和构筑物，作业人员不得踩踏被保护的地下管线和构筑物。 13、作业面遇不明构筑物(管道)时立即停止作业，报告施工技术管理人员，经处理确认安全后方可继续作业。 六、文明施工及环保措施: 1、严格执行施工现场文明施工和环卫保护的管理制度。 2、施工范围要严格控制，不在范围以外，搭设、临设、停放机具、材料等。 3、施工范围内的土方要苫盖，施工作业面用硬式围挡搭建，围挡上策安装红色警示灯。 4、现场施工人员一律佩戴安全帽，非施工人员一律不得进入施工现场。 5、严格禁止生产、生活污水乱到乱放，防止污染施工环境和附近居民、单位的环境。 6、 防止粉尘 (1)施工现场道路实施撒水防尘措施，以确保道路不扬尘。 (2)粉尘材料采取封闭措施，运输时防止遗撒，飞扬。 (3)运输车辆不能装载过满，车帮顶部拍实，并覆盖苫布，以免沿路遗撒，进出场地设专人清洁车轮。 7、 防止噪音 采取降噪措施:空压机等采用防护棚隔离;夜间严格控制强噪音施工。 8、 交通安全 (1)施工现场设围栏，做到施工现场与社会严格区分，确保施工与社会的安全。施工时，做好道路交通疏导。 (2)施工道路沿线各出入口畅通，并设明显的标志，防止发生任何交通事故。 (3)施工人员穿越马路，注意来往车辆。 七、应急预案 针对工地实际情况，可能发生高空坠落、土方塌方、触电、擦伤等伤情，现场成立安全事故应急救援小组，小组由组长××负责，组员由××组成，并配备常用药品指定好救护用车辆。一旦发生安全事故，立即保护事故现场，及时上报事故情况，并迅速将伤员送至就近的医院救护。 八、顶管穿越××河安全措施 为确保通信管道移改(顶管)工程安全的穿越××河，在顶进前联系河湖管理部门，协商××河断水，使河水下降或干槽，即使有少量河水，在河中间打上围堰，使河水导向南侧，待管道顶到河中再把河水导向北侧，管道顶过河底后将河内围堰清除干净。 九、 附图、表 (1)项目部组织机构图 (2)质量保证体系图 (3)文明施工、环保、安全保证体系图 (4)施工机具设备配备表 (5)顶管工作坑支护示意图 (6)竖井剖面图 (7)竖井水平钢格栅总装图 (8)竖井布筋图