顶管及牵引管工程施工方案模板

顶管及牵引管工程

施工方案

**路**弄雨污水改造

φ600雨水管顶管工程

施

工

方

案

**********工程有限公司

第一章、工程概况一、工程简介

根据甲方的要求, 在进行工程施工时不能影响**路的交通, 而且不能在**路上进行掘路开槽施工。在进行工程施工时, 把因施工造成对居民的影响减到最小, 而且需保证**路680弄小区内居民的围墙及友谊木器厂围墙不致大面积坍塌。根据本公司掌握的施工技术情况, 只有采用顶管施工工艺才能满足甲方的要求。

二、主要工程量

1、φ800雨水管顶管: 20米;

2、φ630雨水管拉管: 65米;

3、砌筑1000*1000*2.5米钢筋混凝土直线落底窨井: 2座;

4、φ800顶管工作井( 钢板桩井内加围护工作井) : 1座。

5、φ630拉管工作井( 标准钢板桩工作井) : 1座。

三、管材的确定

根据工程施工工艺的要求, 本工程顶管施工时所用的管材采用φ800钢筋混凝土”F”型管材; 拉管施工时所用的管材采用0.8MPA φ630HDPE密实管。

四、施工特定条件

**路是***村南北方向的主要交通要道, 车流量较集中, 行人较多。在进行工程施工过程中对文明施工及安全施工的要求较高。

根据甲方的要求, 本次施工不能在**路上进行掘路开槽埋管施工, 按正常的开槽埋管施工工艺根本无法满足要求。即使是采用顶管施工工艺, 管道与**路上的雨水井接口要做到不掘路也很难处

理。

友谊木器厂与**路680弄之间的小区通道宽度最小处只有3.4米, 最宽的地方也只有4.5米, 而且该通道以前是条河浜, 通道底下土基较软, 而且在通道两侧的上海友谊木器厂和小区居民围墙已有多处出现了较明显的裂缝。在该通道内进行拉管施工的过程中对围墙的保护至关重要。极有可能出现小区围墙或上海友谊木器厂的围墙坍塌的情况。

第二章、各分部、分项主要技术措施

一、施工前的准备工作

1.1、 680弄小区围墙拆除

1.1.1、友谊木器厂北面的小区围墙拆除

因在顶管工作井位置的人行道不能满足顶管工作井的平面布置尺寸要求, 故顶管工作井位置只能往**路680弄小区通道内位移。具体在进行施工前必须把此位置的小区围墙进行拆除, 等施工结束后进行恢复。

1.1.2友谊木器厂东面的小区围墙拆除及修复

在进行拉管施工时, 拉管工作井位置的**路680弄内小区铁围墙正好位于拉管工作井范围, 施工时需先把其进行拆除, 在施工结束后进行恢复。由于该处铁围墙经过长时间的锈浊, 以有多处破损, 在翻挖后已不能利用原材料进行恢复, 根据物业公司的要求, 恢复时采用新的简易铸铁围墙( 铸铁围墙需进行镀锌及喷柒处理) 进行设置, 而且需在该处围墙的最东面位置设置一个进出大门。该处铸铁围墙总的长度为9.5米, 高度为2.2米。

1.2、施工现场的临时围护

在正式进行工程施工前, 为确保工程施工安全、做到文明施

工要求及保证行人的安全, 在施工现场进行临时围护。

根据顶管施工工艺要求及现场实际情况, 在顶管工作井的位置因施工周期较长, 采用砖基础彩钢瓦临时围护, 围护的平面尺寸为: 7米×12米。

在进行**路680弄小区通道内的φ630拉管施工时因需满足拉管施工的操作面要求, 对管道平行方向的围护长度较长, 而且进行围护的时间较短, 采用移动式施工护栏进行临时围护。而且考虑到拉管施工时的施工操作面, 在进行拉管施工的两天时间内, 移动式施工护栏设置的施工区域需包括**路东面的一块板块( 既4米) 。由南往北的机动车及非机动车均由施工区域的西面行驶, 总的行驶线路不变。

在**路雨水井的两个管道头子封堵后, 为防止在进行临时抽水期间出现交通安全事故, 采用移动式施工护拦把雨1号、雨2号及雨3号窨井之间进行临时围护, 直到管道头子拆除为止。移动式施工护烂临时围护的平面尺寸为: 4米×50米。并在施工区域设置明显的交通警示标志和夜间警示灯。( 具体详见下图)

1.3、原雨水管道封堵

因需接入的雨水窨井内无预留的支管头子, 而且**路上的雨水管道已经通水, 故在新排管道顶入**路上的雨水井前必须先把此窨井的南北两个管道头子请专业潜水员进行封堵。在顶管施工结束后再进行拆除。

为解决在管道封堵期间此窨井南面的雨水管道的排水问题, 在此窨井南面的一个窨井设置两台4寸泥浆泵进行24小时不间断抽水, 把南面的雨水抽到最北面的一个窨井。直到管道头子拆除为止。

二、φ800雨水顶管工作井

根据以往的施工经验及现场的实际情况, 本着保证工程质量的前提下以经济节约为主的原则, 而且考虑施工安全, 本次顶管的工作井采用钢板桩工作井内部加围护结构的简易井形式进行施工。

2.1、简易顶管工作井概况

根据甲方的要求, 本工程必须在二月初施工结束。如采用SMW工法井施工工艺, 现场因场地限制无法施工, 而且施工周期较长, 需进行两次水泥的养护期( 深层搅拌桩养护及钢筋混凝土前后靠背养护) , 根本无法满足工期要求; 如采用沉井施工工艺, 沉井制作施工比较繁琐, 而且在沉井下沉过程中对周边土体及建筑物的沉降难以控制, 将会给工作井南北个1米的友谊木器厂和小区居民楼造成很大的威胁, 留下一定的安全隐患。考虑到以上因素和经济实用, 采用先打设槽型钢板桩( 槽钢打设后立即进行钢结构支撑的设置) , 在挖除钢板桩基坑内土方后, 再进行基坑内的垫层、钢筋混凝土底板、钢筋混凝土前后靠背及工作井两侧的砖墙围护制作, 这样既节省了水泥的两次养护时间, 而且能充分防止工作井周边建筑物因工作井施工而导致沉降的因素, 最重要的是能在保证工程质

量的前提下大大的节约工程成本。

2.2、简易顶管工作井施工主要机械设备表

2.3、工作基坑开挖及安全保护措施

2.3.1、基坑分层开挖

基坑开挖尺寸, 应视现场的水文地质条件及现场地理环境而定。

a. 工作井位置钢筋混凝土面层及碎石垫层采用液压镐头机进行翻挖,具体翻挖的平面尺寸初定为钢板桩以外各1米。

b. 基坑开挖深度初定为1.0m。

c. 基坑底部的平面尺寸, 基坑底部尺寸为钢板桩外侧个1米。

d. 基坑开挖采用1m3挖掘机挖土, 土方由15T自卸车直接外运, 基坑边坡和底部由人工修平, 禁止超挖。

e. 基坑开挖过程中要有良好的排水设施, 把地下水位控制在基坑底标高以下50~100cm, 如遇周围道路、管线和建筑物等较近时, 需采取必要的稳定加固措施。

2.3.2、工作井钢板桩打设及钢支撑制作

根据顶管施工对工作井的要求, 打设的钢板桩的平面尺寸为: 4×7米。

1、打设的钢板桩采用6米长28＃B型槽钢设置。

2、钢板桩打设采用密排的形式进行, 板桩挺直, 若不密缝应用木

板或草袋填塞。

3、钢板桩采用0.6吨柴油打桩机进行打设, 钢板桩的顶部应载

桩帽, 用定位夹板夹住打桩, 尽量做到横平竖直。

4、打桩前应查明地下管线或地下构筑物, 必要时将管线外露, 采

取施工保护措施后再打设板桩, 或采取不打设板桩, 采取其它支护措施。

5、当挖土深度至2米时, 先距地面0.8m左右处撑头道支撑, 管

顶上的一道支撑与管顶净距离不应小于20cm。

6、钢板桩支撑采用型钢焊接制作, 其水平间距不大于3.5m, 支

撑的垂直间距不大于2m。

钢板桩的挖土与支撑应密切配合, 做到随挖随撑, 采用机械挖土时挖土与支撑更应配合密切。

2.3.3、工作井底部进行注浆加固

因本次顶管工作井位置正好位于原大华新村河浜位置, 基坑底部正好处于原河床以下1米, 正好处于流沙土与淤泥土之间, 极容易发生流沙及管涌现象。为防止在进行工作井内挖土时基坑出现流砂和管涌现象而导致周边建筑物的沉降, 在打好槽型钢板桩进行基坑挖土前先进行基坑底部压密注浆加固, 注浆加固深度为3米。

2.4、简易井内围护制作工艺及质量控制措施

2.4.1、简易井内围护制作工艺

10公分C15砼垫层铺设 30公分钢筋混凝土底板

40公分钢筋混凝土后靠背 30公分钢筋混凝土前靠背

简易井两侧标准一砖墙砌筑简易井内围护结构养护。

2.4.2、简易井封底的工艺

a. 当挖土至设计标高, 在4小时内进行混凝土垫层的浇筑。垫层按设计要求厚度、材质强度等级施工。暂按底板下铺10公分C15素混凝土设置。

b. 浇筑垫层时, 为控制混凝土标高, 每2m×2m设置一个标高基准点。

c．浇筑垫层混凝土, 原则上采用汽车泵输送。并用D200管道送至井底。

d．底板采用C35钢筋混凝土浇筑, 浇筑底板混凝土, 原则上采用汽车泵输送。并用D200管道送至井底。( 钢筋设置详见附图)

2.4.3、简易井前后靠背施工工艺

a. 为确保甲方提出的工期要求, 提前使前后靠背的混凝土强度达到顶管施工要求, 达到设计要求。前后靠背混凝土采用C35钢筋混凝土浇筑, 浇筑前后靠背混凝土, 原则上采用汽车泵输送。并用D200管道送至井底。( 钢筋设置详见附图)

b. 后靠背混凝土高度为工作井钢筋混凝土底板以上2.4米, 后靠背墙身厚度为0.4米。

c．前靠背混凝土高度为工作井钢筋混凝土底板以上 2.4米, 后靠背墙身厚度为0.3米。

d．钢筋混凝土前后靠背在设计顶管及拉管中心线位置设置预留洞口, 顶管预留洞口直径为1.2米, 拉管预留洞口为0.8米。并在顶管预留洞口位置设置预埋钢板及螺栓。

2.4.4、模板工程

1) 所有模板和支撑钢管均采用吊车运输到各施工点。

2) 模板施工时, 应根据结构轴线, 弹出模板尺寸线, 按先柱、墙, 后梁、板的顺序进行。要求做到尺寸准确, 拼缝严密。

3) 组合钢模板采用U型卡拼接, 阴、阳角处分别采用阴、阳角模与钢模相接时, 如无法使用U型卡或螺栓连接, 一般能够在钢

模端部的垂直方向加水平支撑; 木模板则按需切割加工成型。不论钢模板或木模板都必须上完脱模剂后方可使用, 以保证混凝土的外观质量。

4) 拆模强度应按施工规范执行。不受力墙板模板一般在钢筋砼浇注24~48小时内拆除; 受力部位的拆模强度一般按这样执行: 待砼强度达到设计强度的50％后, 拆除跨度小于2m的板模及支撑; 待砼强度达到设计强度的75％后, 拆除跨度小于8m的板模及支撑, 待砼强度达到设计强度100％后, 拆除跨度大于8m的板模及支撑。

5) 拆下的模板、搁栅木楞、支撑钢管、扣件等按规格在楼面上进行分类整理、维修和堆放, 以便下次使用。

2.4.5、钢筋工程

a. 严格按设计施工图和国家规范的标准编制出钢筋加工的清单规格, 按清单进行来料加工制作。

b. 加工好的钢筋必须进行整理、分类, 按照施工设计划分点堆放整齐, 并挂牌标明种类及使用部位。

c.钢筋可采用来料现场制作, 进场的原材料钢筋必须有钢材保证书、试验报告, 并批量做好原材料试验, 经现场技术部门及监理单位认可后方可使用, 进场成型钢筋的质量资料需齐全。

d.钢筋接头采用电弧接头, 电弧焊接头长度按受拉筋计算。

e. 井壁钢筋绑扎必须具备下列条件:

(a)模板验收合格

(b)轴线、墙、柱截面尺寸必须符合设计施工图。

(c)绑扎钢筋时, 弹出钢筋绑扎控制线, 以保证钢筋间隔尺寸, 其偏差值应控制在允许范围内, 钢筋保证质量应符合规范要求。

(d)钢筋绑扎后, 立即进行隐蔽工程验收, 合格后方可进行下道工序, 以免造成返工, 影响进度要求。

(e)在沉井预留孔处要预埋洞口止水钢法兰, 预埋件应有足够锚固强度, 钢筋的搭接长度符合设计和国家的规范规定。

(f)所有钢筋应在浇捣混凝土前, 按设计图纸绑扎完毕, 并在适当部位加以电焊固定, 防止振捣混凝土时, 钢筋移位。

(g)各种设备的预埋件位置要准确。

(h)只有经过各个方面的验收合格后, 才能浇捣混凝土。

2.4.5、混凝土浇捣工程

a.浇捣前对模板、钢筋、预埋件完成后, 必须由监理单位按隐蔽工程验收, 经合格签证后才能进行砼浇捣。

b.浇捣用混凝土采用泵送商品砼, 商品砼选择质量有保证的搅拌站, 砼到达后核对报码单, 并在现场做塌落度核对, 允许2cm误差, 超过者立即通知搅拌站调整, 严禁在现场任意加水, 并按规定做好抗压和抗渗试块。

c.混凝土浇筑采用分层平铺、每层混凝土的浇筑厚度控制在300~500mm, 必须在混凝土初凝时间内浇筑完毕一层。

d.在浇捣之前检查模内是否干净。经检查无问题方可浇捣, 有专人负责商品砼质量, 严格按操作规程施工, 以保证砼的浇捣质量。

e.做好施工缝施工, 施工缝采用凹缝, 并留在结构受剪力较小且便于施工的部位。

f. 在浇捣混凝土后的12小时以内, 对混凝土覆盖并浇水养护。

g. 混凝土浇捣后的7天内不应承受外部荷载。当混凝土强度达到12kg/cm2 后, 方可在已浇捣的结构上来往人员和架设模板。

9、 H型钢表面用减摩隔离剂的材料

隔离剂: 主要材料为专用隔离剂。

2.4.6、槽型钢板桩起拔方案。

在插入过程中要确保槽型钢板桩的垂直度。成桩垂直度偏差不超过1％, 桩位布置不得大于50mm。

在槽型钢板桩打桩前, 先在前后拷贝位置的槽型钢板桩上涂刷型钢隔离剂, 在涂刷时要严格按照操作规程作业, 确保隔离层的粘结质量。型钢表面用减摩隔离剂的材料主要采用型钢专用隔离剂。

起拔槽型钢板桩, 由拔桩机完成。在顶管及拉管的进出洞口的钢板桩在进行顶管或拉管施工采用氧乙炔气割设备进行割除后再进行施工。

三、顶管接收井

3.1、顶管接收井确定

根据甲方要求, 本次顶管施工不能进行掘路施工, 故本次顶管的接收井只能以**路上管道需接入的雨水窨井为接收井, 在管道将要顶到该雨水井时, 采用风镐在此窨井内进行凿洞, 凿洞尺寸平面为: 1米×1米。在管道顶入此窨井以前, 采用4寸泥浆泵在此井内进行临时抽水, 以解决在管道顶入时, 窨井周边的地下水涌入此窨井而导致无法施工。直到管道顶入而且窨井修补施工结束为止。

因在进行顶管施工时势必有泥土被顶入此雨水接收井内, 在管道顶入而且进行封堵及窨井修复施工后, 派专人进行井内垃圾及泥土的清理。

窨井修补时砌筑及粉刷用水泥采用快凝快硬硫铝酸盐水泥。

3.2、顶管结束后接收井周边加固

因在顶管施工时, 势必把接收井周边的土方带到接收井内, 扰动了接收井周边的土体。如不采取加固措施, 势必造成今后道路的沉陷, 留下极大的隐患。

在顶管施工结束后, 采用压密注浆的方法, 对顶管接收井外边以外2米的范围进行加固。加固深度为管外底以下1米。

注浆孔位的布置原则: 以梅花状布置, 间距为1米( 共需布设根注浆管44孔, 采用钢筋砼割洞机破洞) 。具体布置如下图:

四、φ800顶管

4.1、管道顶进工艺

根据甲方提出的要求及顶管的施工工艺特点, 本工程的顶管采取敞开式顶管工艺。

4.2、洞口止水装置

在洞口外侧, 要设置钢封门, 钢封门采用16＃槽钢, 密排布置, 在洞内侧, 根据以往施工经验, 采用一砖半砖墙进行封堵, 顶进开门时, 再用风镐破除砖墙, 不留隐患。在预留洞底部, 还应设置延长导轨, 以免机头出洞时嗑头。

根据设计预留的法兰, 我们在法兰上安装工作井洞口止水装置。该装置必须与导轨上的管道保持同心, 误差应小于2cm。工作井洞口止水装置密封为橡胶止水法兰。

在机头将要到达接收井时, 要精确测出机头姿态位置, 尽量满足橡胶法兰与机头同心的要求。

在顶管结束后, 顶管首节与尾节经过钢筋环和井壁预埋钢环连接, 并浇筑防水砼作密封处理。

4.3、顶管纠偏技术要点

纠偏操作方案应是顶管司机交接班讨论的重点。方案的依据为测量提供的机头折角、倾斜仪基数和走动趋势、前后尺读数比较、机尾处地面沉降量等等。0.5°以上的大动作纠偏须尽量避免并慎重讨论。纠偏动作后如无折角变动应即停顶, 会同电工、机修工检查电路和液压管路, 尽早排除故障, 严防轴线超差。

4.4、管壁外优质润滑泥浆的制作和压浆

注浆为机头同步注浆和管道补浆二部分。

触变泥浆由地面液压注浆泵经过管路送到各注浆孔。在所有注浆孔内要设置球阀, 软管和接头的耐压力5Mpa,支管通径为G1”。

在工作井洞口止水装置前的建筑空隙处设置4个注浆孔, 当管道外壁进入洞内, 未与土体摩擦之前就先浸满浆液。触变泥浆随管外壁向土渗入。

在机头后的两个管道及整个管道中每隔2个管子设3个补浆断面共3个注浆孔, 补浆应按顺序依次进行, 每班不少于2次循环, 定量压注。

4.5、顶管机头出洞

由于本此顶管接收井是利用**路上现有的1000×1000雨水窨井, 其内净尺寸最大为1米×1米。而路面窨井盖座的最大尺寸为64公分, 顶管机头的直径为76公分, 而且顶管机头长度又大于1米。在机头顶入接收井后, 机头就无法取出, 故在机头顶入接收井后只能报废, 采用氧气乙炔进行割除后取出。

五、拉管工作井

根据拉管的施工工艺要求及现场的施工特定条件, 本工程拉管工作井采用标准钢板桩井设置。

拉管工作井的钢板桩采用带液压振动锤的液压挖机进行打桩, 根据施工现场的实地情况, 可供操作的施工工作面相当狭小, 故工作井的平面尺寸以满足拉管施工及满足工作井内进行检查井砌筑为最低需求设置。而且必须确保工作井周边建筑物的安全。

六、φ630拉管施工

为减少对**路680弄居民围墙及上海友谊木器厂围墙的影响, 满足工程施工的要求。本工程中所有的φ600管道铺设均采用拉管的施工工艺。

6.1、准备工作

非开挖( 拉管) 穿越施工的关键是做好导向孔曲线的设计和地质勘察, 导向孔的设计和施工受许多因素的制约, 其中最主要的是

施工现场的地上和地下条件, 地上条件包括地形, 地貌以及周围建筑物、道路等; 地下情况包括原有地下管线, 地下水和地质结构等。因此, 在导向孔设计和施工前必须进行详细的现场勘察, 取得第一手的地质资料。

现场勘察内容包括: 原有地下管线及设施的直径和埋深, 原有电缆线路的走向等情况, 并在地面作好标记, 穿越地层的土质类型、含水量、透水性。

对于地下管线的勘察主要是三种方法: 1) 人工勘察, 2) 仪器勘察, 3) 间接勘察。

施工前先将拉管工作井位置的绿化进行迁移, 在拉管施工结束后再按原样恢复。

具体在进行拉管施工前将入土口的路面挖一个工作坑, 如有回填土, 则取走直到露出原土为止。为便于置放泥浆泵, 应在入土处边挖个小坑, 大小以能放置泥浆泵为准。

为了使施工过程中尽量不给交通安全、城市环境及周围群众正常生活带来影响, 应在不影响正常施工的前提下在施工现场周围( 即出、入口和泥浆池周围) 用砖基础彩钢瓦加以保护和隔离。6.2、导向孔钻进

准备工作完成后, 钻机定位, 按照ABP软件设计图开始施工。尽可能缩短减少钻进和回扩、回施时间。利用导向钻机及导向仪, 经过检测和控制手段使导向钻头按设计轨道钻进。

导向孔钻进一般采用小直径全面钻头, 进行全孔底破碎钻进, 在钻头底唇面上或钻具上, 安装有专门的控制钻进方向的机构, 在钻具内或紧接其后部位, 安装有测量探头。钻进过程中, 探头连续或是间隔测量钻孔位置参数, 并经过无线数据或有线方式将测量数据发送到地表接收器。操作者根据这些数据及其处理这些数据得到的图表, 采取适当的技术措施调整空内控制钻进方向的机构, 从而人工控制钻孔的轨迹, 达到设计要求。

6.3、回扩孔

导向孔钻进完毕后, 装上各种回扩器, 将原孔扩大到原来管径的1.5倍。一般在钻机对面的出口坑将回扩钻头连接于钻杆上, 再回拉进行回扩, 在其后不断地加接钻杆。根据导向孔与适合生产管铺设孔的直径大小和地层情况, 回扩可一次或多次进行。推荐最终回扩直径按下式计算:

D′=K′D

式中:

D′——适合生产管铺设的钻孔直径

D——生产管外径

K′——经验系数, 一般K′=1.2—1.5, 当地层均质完整时, K′取小值, 当地层复杂时, K′取大值。

在进行扩孔的时候, 利用泥浆混配系统将拌有美国威猛化学泥浆的混合液经过钻杆注入回扩器中, 经过回扩器的旋转均匀地喷在