市政工程頂管施工組織設計

/目錄一、工程概況 3二、主要工程量 3三、主要工程措施及限制要點 33.1工作坑及頂進中的測量 33.2工作坑、接收坑施工 43.3頂管方法 83.4頂管推力計算 83.5護鐵及頂鐵 83.6基坑基礎(chǔ)及導軌 83.7后背墻 93.8平臺及起重架 103.9頂管平臺下管 103.10工具管 103.11頂管洞門的開啟 113.12管道頂進施工 11四、施工質(zhì)量保證措施 13五、施工現(xiàn)場平安管理措施 17六、文明施工及環(huán)保措施 18七、應急預案 19八、頂管穿越××河平安措施 19九、附圖表 19一、工程概況：本段頂管為通信管線套管，管線穿越××河。河底管上頂覆土1.7m左右，管材選用加重混凝土管，管徑φ1750mm，頂管長度為66m。地質(zhì)狀況，土質(zhì)亞粘土，為保證工作坑的穩(wěn)定性，坑壁支護接受錨噴支護。支配工期，從進場日期起30天，施工用電，租用80KW發(fā)電機。主要工程量管道D=1750mm66m錨噴工作坑：8.2m×5m×10.6m一座錨噴接收坑：8.5m×2.7m×9.6m一座外運土方：1012.2m3主要工程措施及限制要點3.1工作坑及頂進中的測量3.1.1施工前須將管線的中線點及水準點引至工作坑旁邊，并作上標記。工作坑施工完成后，將地面管道中心樁用經(jīng)緯儀（標稱精度不低于6″）引入工作坑兩側(cè)坑壁上或支撐上，作為頂管中心的測量基線。3.1.2將地面的臨時水準點用水準儀（精度指標不低于3mm）引入工作坑的底部，每一個工作坑須設置三個水準點，選擇不易碰撞及不遮擋測量的地方設置。3.1.3工作坑的中心樁和水準點設置必需堅實牢靠，要經(jīng)常校對并保證精確。3.1.4對中心樁設置牢靠的延長樁，延長樁設置時接受2″經(jīng)緯儀用正倒鏡實施，結(jié)果接受歸化法確定。管道中心樁位置，要考慮到后背或基礎(chǔ)變形影響。3.1.5檢查、校對各種測量儀器及工具均經(jīng)權(quán)威堅決部門檢測，切在檢測期內(nèi)運用，凡不符和精度標準且過了檢測期的確定不許運用。3.1.6每鎬頂近300mm，每頂進一鎬用經(jīng)緯儀測設管中心線位置、水準儀測量流水面高程一次。下完一根管后用經(jīng)緯儀及水準儀核測一次中心及管高程。每天做好現(xiàn)況地面沉降施測，早晚一次做好測量記錄。3.1.7全段頂完后，應在每個管節(jié)接口處測量其中心位置和高程，有錯口時，應測出錯口的高差。3.2工作坑、接收坑施工依據(jù)通信人孔結(jié)構(gòu)尺寸確定頂管坑尺寸：工作坑布置在北土城西路南輔路向南2.5米改線#3處工作坑開挖尺寸：8.2m×5m×10.6m接收坑布置在河右堤改線#2號處接收坑開挖尺寸：8.5m×2.7m×9.6m工作坑施工方法工作坑接受C20砼錨噴，井壁厚度0.25m，鎖口圈梁斷面尺寸800mm×500mm，主筋為8根ф20鋼筋，架立筋為Φ8＠250。鋼格柵主筋為4根ф20鋼筋，蛇形筋為ф14鋼筋。尺寸為25cm×20cm，水平格柵間距為800mm，豎向格柵間距2000mm。豎向連接筋ф20，間距1m，掛ф6鋼筋網(wǎng)150mm×150mm。在工作坑鎖口圈上口砌筑擋水墻240mm厚，高約700mm。（接收坑同頂管坑）施工過程中應加強對噴射混凝土的限制（1）原材料的限制：噴射混凝土的原材料進場均應進行質(zhì)量檢驗，進行速凝效果的試驗，確定速凝效果的試驗，確定速凝劑的品種和最佳摻量，要求初凝不超過5min，終凝不超過10min，進行協(xié)作比選擇試驗，確定水泥用量和水灰比。摻有速凝劑的混合料應立刻運用，存放時間一般不大于30min，計量誤差小于2％，攪拌勻整，無結(jié)團，攪拌接受強制式混凝土攪拌機，禁止人工攪拌。（2）施噴前的準備：噴射作業(yè)前應檢查開挖斷面尺寸、清除松動的浮石、土塊和雜物，清除基腳下的積累物，用高壓風吹凈；埋設限制噴射混凝土厚度的標記；作業(yè)區(qū)有足夠的通風、照明裝置；調(diào)整好噴射機的風壓、水壓，做好準備。（3）噴射作業(yè)：噴射作業(yè)分段、分層進行，噴射依次由下而上；噴射混凝土時，噴頭和受噴面應保持垂直，噴頭距受噴面距離不宜大于1m；噴射壓力限制在0.12～0.15MPa，一次噴射厚度，側(cè)壁約60～100mm，當分層噴射時，應在前一層噴射混凝土終凝后進行，若在終凝1小時后再進行噴射時，噴層表面應用風水清洗。噴嘴應避開格柵鋼筋密集點，以免產(chǎn)生密積，對懸掛在網(wǎng)筋上的混凝土結(jié)團應剛好清除，保證噴射混凝土的密實。噴射混凝土應將鋼筋全部覆蓋，噴射手應限制水灰比，在0.40～0.45，此時噴層無干斑和滑移流淌現(xiàn)象，盡量削減噴射混凝土材料的回彈損失，嚴禁運用回彈料。噴射混凝土應加強噴水養(yǎng)護，以防風干裂口。開挖時密切留意土體的穩(wěn)定性，如發(fā)覺異樣，剛好實行有效措施，確保施工平安。工作坑施工中應嚴格限制井壁厚度及垂直度，水平鋼格柵安裝完畢后，必需經(jīng)質(zhì)檢人員檢驗合格后方可進行錨噴混凝土施工。工作坑噴射混凝土檢驗標準序號檢驗部位項目允許偏差(毫米)檢驗頻率檢驗工具方法范圍點數(shù)1噴層厚度不小于設計厚度5米4用鋼尺量2砼強度不小于設計強度每座1組噴模成型標養(yǎng)3井底標高-20,0每座5用水準儀、塔尺4井身尺寸0,+205米4用水準儀、塔尺考慮工作坑的整體穩(wěn)定性，在鎖口圈梁下2m設第一道頂撐，頂撐接受219×6鋼管，兩邊和錨噴墻預埋鐵焊接，每隔2m設一道頂撐，共4道。（4）格柵配筋計算由于橫向同一水平面所受荷載相同，均按水平格柵計算。將橫向格柵簡化成兩端固結(jié)中間簡支的連續(xù)梁。Ea=0.5γH2k0=0.5×21×112×0.267=339.3KN/m2Ea—最深處主動土壓力γ—土的容重H—工作坑深度k0—主動土壓力系數(shù)最大彎矩Mmax=0.077ql2=0.077×339.3×22=104.5KNmq—最大荷載L—計算荷載長度(豎向格柵間距)按單筋計算格柵配筋: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選用4根ф20鋼筋截面積為314×4=1256mm2>As5)坑壁錨噴墻面計算錨噴護壁依據(jù)樓板模式計算,簡化成2m×0.8m四邊固定的樓板,荷載為339.3KN/mM=339.3×0.82=27KN/mW=M/σ=bd2/6=27/1.54=0.02m3d=(6×0.02/2)0.5=0.24m取錨噴護壁厚度為25cm護壁配筋: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選用ф6@150,As=373>137mm23.3頂管方法頂管接受人工頂管施工方法3.4頂管推力計算 設計管線管徑為D=1750m，頂進距離最長為66m。計算總頂力：P=n×G×L=3×2.83×66=560TP－計算總頂力G－管子單位長度管自重（T）L－頂進總長度n－土質(zhì)系數(shù)，取3由于頂距較長，為減小頂管過程中的摩擦力，宜接受管四周注入觸變泥漿可削減頂力20%~30%。故頂力為P=560×70%=392T所以，依據(jù)計算和管子受力勻整兩方面考慮，選用2臺QYS320型的頂鎬，其推力每臺為320T。3.5護鐵及頂鐵由于頂進長度較大，護口鐵依據(jù)頂進狀況選擇U型或圓形護鐵，以確保管體平安，愛惜管子端面，使端面受力勻整。頂鐵選用矩形端面頂鐵，結(jié)構(gòu)為槽鋼和工字鋼焊接成的型鋼。依據(jù)具體狀況，可選用U型，鋼制頂柱，頂柱均被牢靠固定在U型頂鐵支架上，有效防止崩鐵。在頂進過程中，頂鐵和鎬的行程長度協(xié)作傳遞頂力，在頂鎬和管子之間接連安放。3.6、基坑基礎(chǔ)及導軌基坑基礎(chǔ)接受150mm×150mm×3000mm枕木,間距600mm，坡度和設計管道坡度一樣。基坑導軌起導向作用，鋼軌宜接受QU80的導軌，其高度為130mm，上頂寬度80mm。兩軌間距按下式計算：A=A+aA=2√(D-h-e)(h-e)=2√(2.1-0.13-0.02)(0.13-0.02)=0.93式中A0-兩導軌的中距（m）A-兩導軌上部的凈距（m）a-導軌的上頂寬度（m）D-管外徑（m）h-導軌高度（m）e-管外底距基礎(chǔ)面的距離（一般為0.01~0.025m）實際操作過程中依據(jù)e值的高度變更進行調(diào)整。3.7后背墻后背墻為型鋼、鋼筋砼后背，鋼筋砼厚0.5米，型鋼厚度為40cm，寬度為4米，高度為2.4米地下埋深0.7米，前立兩根40cm×40cm×200cm立鐵。后背每米寬度土壤的被動土壓力（KN）：p=?rh2tan2(45o+φ/2)+2Chtan(45o+φ/2)式中r—土壤的容重（噸/立方米）；h—自然土壁后背的高度（米）；φ—土壤的內(nèi)摩擦角（度）；C—土壤的粘聚力（噸/平方米）；P=?*2*112*tan2(45o+28°/2)+2*10*1.92=0.5*2*121*2.77+2*11*1.66=372噸/米.所以，此后背墻均滿足運用要求。3.8平臺及起重架出土及下管接受卷揚機，設5t卷揚機1臺，2t卷揚機1臺。安裝平臺作業(yè)時依據(jù)平安交底的要求選用材料。工作平臺主梁接受40號工字鋼，次梁接受30號工字鋼，平臺口尺寸為3.5m×2.0m，其余位置滿鋪方木及大板，主梁兩端和工作井側(cè)墻接地長度不少于2m。平臺設不低于1米的防護欄，作業(yè)人員出入口設不低于1.2米的護身欄。起重接受4根φ159mm鋼管組成，鋼管壁厚12mm，長度7米，頂部穿杠接受70mm圓鋼連接，圓鋼兩端，連接必需鎖緊。支架做四道橫拉桿。起重架底部焊接在平臺橫向放置的30號槽鋼上，起重架底部支腳加肋焊接。3.9頂管平臺下管管材在頂坑的一側(cè)排放在兩根平行立放的30#工字鋼上，底部橫鋪150×150mm方木，間距500mm，方木用土填平實。下管時，工作平臺上也平行立方兩根30#工字鋼，高度、寬度和排放管的工字鋼相同并和其用鋼夾板、螺栓相連一起，這樣就可以人工向前滾動管材直至下管口，和起重架的大鉤垂直起吊。起吊后將工字鋼拆開向兩邊移動，讓出下管口，就可以下管了。平臺上的工字鋼必需和主梁工字鋼搭接，嚴禁懸空或探頭，兩側(cè)要用鋼管或方木卡固，并在上面焊鋼擋板。3.10工具管工具管用12mm鋼板制成圓弧形，長度1m，套在首節(jié)管前上方和管節(jié)固定在一起，工具管外焊Φ25mm鋼筋，前端制成尖形，間距5cm，出工具管長30cm。工具管內(nèi)用12mm鋼板焊肋，間距20cm,長度和工具管相等。3.11頂管洞門的開啟依據(jù)管道中心、和高程，確定洞口的位置，先進行對管頂上方180°范圍內(nèi)的土壤加固（超前小導管），防止在開啟洞門時管上頂塌方。洞口開啟完成后，工具管頂入洞口。3.12管道頂進施工(1)、頂管施工工藝流程測量限制工作井施工頂管設備安裝始頂管道頂進頂至終點處回填加注水泥漿設備拆除a．檢查起重設備：起重設備經(jīng)常檢查、試吊，確認平安、牢靠方可下管。下管時工作坑內(nèi)嚴禁站人。當距導軌小于50厘米時，操作人員方可進前操作。b．下管就位：第一節(jié)管子下到導軌上，測量管子中心及前端和后端的管底高程，確認安裝合格后方可頂進施工。第一節(jié)管有工具管的作用，頂進方向和高程的精確，是保證整段頂管質(zhì)量的關(guān)鍵。(2)、管前挖土和頂進：管前挖土是限制管節(jié)頂進方向和高程、削減偏差的重要作業(yè)，是保證頂管質(zhì)量及管上構(gòu)筑物平安的關(guān)鍵。因此，管前挖土和頂進須嚴格依據(jù)以下規(guī)程操作：管前挖土的長度：在一般頂管地段，土質(zhì)良好，可超過管端30~50厘米，并隨挖隨頂。頂進施工：頂進起先時，應緩慢進行，待各接觸部位密合后，再按正常施工速度頂進。頂進中發(fā)覺油路壓力突然增高，應停止頂進，檢查緣由并經(jīng)處理后方可接著頂進，回鎬時，油路壓力不得過大，速度不得過快。挖出的土要剛好外運，剛好頂進，使頂力限制在較小的范圍內(nèi)。(3)、測量和校正a．在頂?shù)谝还?jié)管時，以及在校正偏差過程中，測量間隔不能超過30厘米，保證管道入土的位置正確；管道進入土層后的正常頂進，測量間隔不能超過100厘米。b．高程測量：用水準儀及小塔尺，依據(jù)工作坑內(nèi)設置的水準點標高，測頭一節(jié)管前端和后端管內(nèi)底高程，以駕馭頭一節(jié)管子的走向趨勢，測量后和工作坑內(nèi)另一水準點閉合。c．全段頂完后，在每個管節(jié)接口處測量其中心位置和高程，有錯口時，測出錯口高差，做好記錄。d．頂管誤差校正是逐步進行的，形成誤差后不行立刻將已頂好的管子校正到位，應緩緩進行，使管子慢慢復位，不能猛糾硬調(diào)，以防產(chǎn)生相反的結(jié)果。(4)、觸變泥漿減阻施工穿越××河頂管長度66m，為了削減頂進中的阻力，防止塌方，接受在管壁和土壁之間注入觸變泥漿，形成泥漿套，削減管壁和土壁之間的摩擦阻力。觸變泥漿除起潤滑作用外，靜置確定的時間泥漿固結(jié)，產(chǎn)生強度。泥漿配比及注漿操作。同常規(guī)方法。按市政操作規(guī)程要求進行。為使泥漿能夠達到較好的充溢度，每2節(jié)管設一處注漿孔。每處在管頂部及水平直徑兩側(cè)管壁開3個注漿孔(注漿孔的設置和管材生產(chǎn)廠家聯(lián)系.在生產(chǎn)管材時將注漿孔預留好,孔徑規(guī)格為φ50mm,從管體頂進10m至15m后起先注觸變泥漿。隨頂隨注，注漿壓力應達到0.2Mpa,以保證注漿飽滿，的確起到潤滑減阻作用。)調(diào)漿設備：攪漿機及儲罐灌漿設備：注漿泵、輸漿管觸變泥漿材料主要成分：膨潤土、堿（碳酸鈉）和水觸變泥漿的拌和和程序：①將定量的水放入攪拌罐內(nèi)，并取其中一部分水溶化堿；②在攪拌過程中，將定量的膨潤土緩緩加入攪拌罐內(nèi)，攪拌勻整；③將溶化的堿水倒入攪拌罐內(nèi)（堿水必需在膨潤土上攪拌勻整后加入再攪拌勻整，放置12h后即可運用。觸變泥漿運用時應留意事項：攪拌勻整的泥漿應靜置后方可灌注，注漿孔在未下管之前用沖擊鉆成孔，每節(jié)管中間設一孔，環(huán)氧樹脂埋固鋼管。下管時將注漿孔放置斜上方，且前后兩節(jié)的孔應錯開布置。灌漿前，應注水檢查灌漿設備，確認設備正常后方可灌注。灌漿壓力可按0.1Mpa起先加壓，在灌漿過程中再按實際狀況調(diào)整。每次頂進同時灌漿，按灌漿孔斷面位置的前后依次進行依次進行，灌漿遇有機械故障、管路堵塞、接頭滲漏等狀況時，經(jīng)處理后方可接著頂進。四、施工質(zhì)量保證措施1、竣工測量測出各管口高程及水平位置的數(shù)據(jù)，入竣工資料。頂管施工外觀質(zhì)量標準檢查項目規(guī)定如下：（1）、目測直順、無反坡、清潔、不積水、管節(jié)無裂縫。（2）、頂管施工如遇塌方或超挖，土壁和管壁之間的空隙必需進行壓漿、補實處理。2、建立健全由項目經(jīng)理統(tǒng)一管理的技術(shù)、質(zhì)量、平安管理體系；3、落實崗位責任制，在施工過程中做到各負其責，達到以工作質(zhì)量保證工程質(zhì)量的目的；4、嚴格限制材料進貨渠道，進場材料都必需有合格證，重要材料進場時施工、技術(shù)、質(zhì)量負責人必需全部親自到場檢驗，確定合格才可入場運用；5、頂進施工時，頂進記錄必需真實、清晰、完整。建立健全交接班制度。當交接班時，當班負責人必需向接班負責人交清記錄，并說明在頂進操作中所出現(xiàn)、發(fā)覺的問題及處理狀況。6、提高施工及操作人員的素養(yǎng)，加強在頂管施工中的動態(tài)管理。頂進施工必需細致執(zhí)行施工方案及有關(guān)規(guī)定。7、嚴格按設計要求和施工規(guī)范施工，剛好收集施工資料。施工資料要做到真實、精確、剛好。附表一頂管允許偏差序號項目允許偏差（mm）檢驗頻率檢驗方法范圍點數(shù)1中線D＜1500≤30每節(jié)管1測量并檢查記錄2位移D≥1500≤503管內(nèi)底高程D＜1500+10-20每節(jié)管1水準儀測量4D≥1500+20-405相鄰管間錯口D＜1500≤10每個接口1用尺量6D≥1500≤207對頂時管節(jié)錯口≤30對頂接口1用尺量附表二頂管工作坑允許偏差序號項目名稱允許偏差檢驗頻率檢驗方法范圍點數(shù)1工作坑每側(cè)寬度、長度不小于設計規(guī)定每座2掛中線用尺量2后背垂直度0.1%H1用垂線和角尺水平線和中心線的偏差0.1%L13導軌高程+3，01用水平儀測中線位移左3，右31用經(jīng)緯儀測8.質(zhì)量目標工程質(zhì)量保證達到設計要求，達到合格標準。9.工作坑拆除9.1拆除工作坑時按平安技術(shù)交底要求進行。拆除工作坑支撐時設專人指揮，自下而上逐層進行，并按平安技術(shù)交底要求剛好回填。在下層完成填土前嚴禁拆除上一層支撐。9.2拆除工作坑支撐作業(yè)中，無關(guān)人員不得在坑內(nèi)。五、施工現(xiàn)場平安管理措施1、平安生產(chǎn)目標：不發(fā)生重大事故，不倒塌、不中毒，細致貫徹“平安第一，預防為主”的原則，堅持管生產(chǎn)必需管平安的原則。2、平安保證體系：施工現(xiàn)場的項目經(jīng)理為平安生產(chǎn)的責任人，建立以項目經(jīng)理為主，包括施工人員、平安員、技術(shù)員、班組長參加的現(xiàn)場平安管理小組，檢查施工現(xiàn)場及班組平安制度的貫徹執(zhí)行，并對違反人員進行懲處。3、進場后，對工人進行平安教化，特殊工種和平安員須持證上崗。4、施工現(xiàn)場的平安設施，必需齊全有效，不得隨意拆除和改動。5、施工區(qū)、生活區(qū)建立消防責任制度，要備足消防器具。6、嚴格用民管理，電工持證上崗，現(xiàn)場接受三相五線制，供電系統(tǒng)，嚴格執(zhí)行一機一閘一愛惜，各類電器必需安裝漏電愛惜裝置。7、上下工作坑必需走平安梯，平安梯固定在支撐上，并設置扶手或護圈。嚴禁運輸料斗乘人。8、頂管作業(yè)必需執(zhí)行交接班制度。9、非機電人員不得從事機械、電氣作業(yè)。10、作業(yè)中必需明確聯(lián)絡信號及報警方法。11、作業(yè)中傳遞工具、材料必需輕拿輕放，穩(wěn)妥傳遞，嚴禁從坑上向下或者從坑下向下拋扔。12、在頂管作業(yè)過程中必需按平安技術(shù)交底要求愛惜地下管線和構(gòu)筑物，作業(yè)人員不得踩踏被愛惜的地下管線和構(gòu)筑物。13、作業(yè)面遇不明構(gòu)筑物（管道）時立刻停止作業(yè)