雨水、污水管道顶管施工方案
开盘路污、雨水管线在 K3+011—K3+051处与沈西大道交叉,无法开槽施工, 采用顶管的方法进行管线穿越。
沈西大道宽30米,顶管长度 40米(污、雨水双排 同时顶进)。管材采用管径分别为1m和 1.6m的重型钢筋混凝土管。
1、准备工作
按设计图纸提供的总平面图间距和现场测量, 分别挖一处作业坑和一处取帽 坑,作业坑除安装必要的设备外,还需配备 1台16T吊车,做为吊装设备及取土 垂直运输用。鉴于地形条件,作业坑周围可用钢围栏Φ 108× 4.5 L=59m,帆布 封挡 20m ,以防伤人。
作业坑及取帽坑内全部为撼砂回填。顶铁、顶帽等材料用5T汽车运输及 8T吊 车配合吊装。
2、设备、材料验收情况
按 设 计 要 求 和 本 方 案 所 确 定 的 工 程 用 料 和 施 工 分 段 用 料 进 行充分 的准备,并按计划供应到现场。对进场的材料要进行检验,没有出厂检验证 明及合格证的材料不能使用。
根据工程实际和本方案所需要的设备必须完好,按时到达现场。
3、顶力计算:
该工程初步设计采用一个作业坑,一个取帽坑, 设备采用 YB一 500B油 压千 斤 顶 , ZB— 630Kg/cm2 超 高 压 双 极 柱 塞 泵 , 按 辽 宁 省建筑工程局施工操作规程 188页顶管方法进行施工, 顶力公式计算为: P=2π DLf( 摩按力采用2.0)2最大顶力为:P=2× 3.14 × 1.35 × 14× 2=237.38Kg/cm ,根据上述顶力计算,顶管机功率必须达到 500 Kg/cm( 包括安全系数 ) ,为达到上述目的, 经选择决定采用国内目前最先进的设备超高压柱塞泵一台,油压千斤顶一台,同时作业。
4、顶进措施
整个顶管工程包括开顶前的准备工作以及作业坑的布置、 砼管的顶进 3个施 工阶段。开工前需对设备进行加固检查:如高压泵,千斤顶和顶铁等,砼管的 外表检查,润滑处理,降低地下水位等。
4.1 作业坑的布置
顶进工作坑主要包括: 工作坑的开挖, 后背的捣制, 导轨和基础, 以及安装 测量仪器等,各班组同时进行流水作业,各工序密切配合,昼夜值班连续操作, 每班由 10—14人组成,其中设班长 1人,负责全面指挥工作。
4.2 砼管顶进
顶进部分的主要工序为下管, 安装顶铁,管内挖土,管内运土,操作顶进等工 序,施工队划分三班倒。
4.2.1 工作坑:
根据顶力计算,为达到千斤项的有效功率,除保证机动设备 完好外,还要加强作业坑围堰的力量,鉴于本工程现场情况,拟采用矩形工作 坑,作业坑长度为 6m,宽度为 5m,深度为 5m(自然地面下 ) ,当土方挖至 2m深时, 地面上的土方可运走一部分,防止塌方,2m以下的挖方可采用二部台阶垂直运 输的方法进行运土。作业坑四周的围堰采用20 槽钢一正一反双层铺设,槽钢嵌 入沟底 500— 600 mm,并设三道围栏横撑 ( 详见图一 ) 。两处围堰分别采用竖拆卷 扬机、打拔桩架各一次进行。
每个作业坑内需导轨安装、后靠背安装、设备安装、设备调向、带帽顶进 各 1次。全部顶进后,作业坑内设备和均压板、补墙板、钢筋混凝土后背需全部 拆除,挖一处取帽坑4m×5m× 4m,将铁刃角拆除后进行回填,残土外运。
4.2.2 作业坑基础及后靠背
坑底土层的承载能力应满足顶进钢筋混凝土管的要求,管节必须放在平稳的轨道上。坑底要做成级配砂垫层 500mm厚及现浇 C20钢筋混凝土垫层300mm厚。 该路轨基础要铺在钢筋混凝土基础上,导轨作用是稳定管节并引导其按设计的 中心线和行程前进。两轨的间距应根据管底距基础面保留10mm间隙而定,道轨 采用 38Kg/m铁轨。在路基的后面捣制一个混凝土测量坑(1m 混凝土 ) 和一个可容 纳 2台泥浆泵,并超过深于测量坑 500mm的混凝土集水坑 (2m3混凝土 ) ,供排水之 用。坑右侧设Φ20钢管铁爬梯一部,重量为100Kg。
1. 砂垫层δ=500mm
2. 钢筋混凝土垫层 δ=500mm
3. 铁板δ=20mm( 5m×4m=20m)
4. 铁轨2根,每根 4m, 38Kg/ m
5. 钢筋砼靠背 δ=1000mm
6. 撼砂 Iδ =4000mm
7.III级补强板
8 .Ⅳ级枕木
9 . V级均压板
10 .箱式靠背
11.油压千斤顶
12.顶铁
13.横向顶铁
14.环形顶铁
15.槽钢【 20
16.加重钢筋砼管Φ1000mm、Φ 1600mm
工作坑后靠背是顶管工程的关键,为达到后靠背的强度、钢度,压缩变形 小而均匀,以免顶力大时后靠背倾斜,影响顶进的方向,为使顶力能均匀传递 给后靠背,在顶管机后靠背设
I 级撼砂加固 (4000mm× 5000mm×5000mm),
II 级钢筋砼靠背 (1000mm× 5000mm×5000mm,)
III级δ =50mm补强板 5000mm× 2500mm,
Ⅳ级 220mm× 200mm枕木 2500mm×5000mm,V级均压板δ =50mm(5m×3m),加强后 靠背力量。
4.2.3 挖土和出土
挖土主要是方向和高程的控制,必须在操作规程规定的范围内开挖,及时顶进、及时测量,并将管前挖出的土及时运出管外,土洞挖出后及时顶进,为 遮蔽管端上方塌落和切土,管端前安装δ =20mm,重 1.05 吨的铁刃角 ( 见图二 ) ,
管内采用 DN20-40焊接钢管自制小车 ( 现场制做 3台, 360kg/ 台) 运土,坑内刨土 二人,装车一人。
4.2.4 顶进
管节安装完毕,用千斤顶将管节沿导轨向已挖好的土洞内顶进,顶铁中心 线一定要在管道的中轴线的垂直面上,防止偏心顶进。安装纵铁相接时一定要 平直,顶进时及时注意油泵压力表指示值的变化,控制千斤顶活塞杆的伸长度, 要连续顶进,不能停止不前,随挖土随顶进,将顶速控制在适当范围内,不要 过快或过慢,要求每行程200mm,需要 1.5 小时 ( 包括挖土,运土,提升土,稳管 校正,顶铁拆安,千斤顶运输,油麻垫安装) ,昼夜 24小时施工可行程1.5 米, 每班额定量为 0.5 米,顶进过程中特别注意崩铁事故,后靠背破坏,管节破坏, 地面变化等事故,发现问题及时解决。
4.2.5 顶管质量标准
①行程允许偏差 +10毫米, -20 毫米
②中心线允许偏差为20毫米
③管子错口不得超过 10毫米
④对顶接头的管子错口不得超过20毫米
4.2.6测量要求
为保证顶管工程少有误差,必须安装经纬和水平各一台,通过测量坑,每行程 20-30cm时,对中心线的偏差方向各测量一次,在正常顶进中,每顶进 50-lOOcm测量一次,如一个顶管顶完后,重新测量一次管中心线和向度。
4.2.7 顶进设备布置
顶进设备采用 YB-500油压千斤顶 1台,ZB型高压双级柱塞泵l 台,采用重 1.8t
为确保砼管能顺利行进,要按顶管要求配顶头,顶套内套环各型号顶铁厚 度分别为 1OO× 2块、 150× 4块、 200×6块及重量为 O.4t 的顶铁托架等,结合作 业坑布置进行施工。
4.2.8 顶进程序
下管及接口,顶进前向参加作业人员作技术交底,熟悉图纸,每班作好交 接班记录,顶进前将管节在导轨上稳好,对正管口并垫上油毡或麻辨圈,在管 内用铁涨圈将接口支撑牢固,在工作坑上面向下吊装,采用卷扬机或龙门架管 节下吊时,坑内严禁站人,管节落在导轨以上,要检查管臂与导轨面是否密切 接触,下管前对管外观要检查,包括管端面平直度。
4.2.9 顶管工艺流程
上述流程需各班组密切配合,不间断连续作业,以确保该工程按期竣工并 交付使用。
5、其它
5.1 润滑设备
为了减少摩擦力,增加行程进度,确保工程顺利进行,要增加润滑设备,顶头上、下、左、右处焊接Φ 50润滑管道,在管外壁涂抹润滑油 以达到润滑目的。
5.2 通风与排水
因顶距不断加长,管内空气逐渐减少,工人在管内昼夜 工作,为确保施工人员有足够的氧气,须强制通风,因此,安装一台空气压缩 机(1.5m 3)80 台班 ( 一处 ) 、 90台班 ( 一处 ) ,Φ 50的胶皮管道 50m*2处,不断向管 内输送空气, 确保人员安全。 集水坑内设 2台3寸泥浆泵昼夜排水,需用 120台班 ( 一处 ) 、140台班 ( 一处 ) ,泵出的水通过倒水槽和龙带排出百米之外。为保证作 业安全,每段顶管内需设置36V安全作业灯 5套,以满足施工作业要求。
5.3 由于顶距加长
顶力加大, 穿越沈西大道时为防止塌方导致铁轨塌陷变 形,根据顶管的实际长度和需要,在铁轨两侧打卡子加固,加固长度 L=12m。
6、质量保证措施
加强技术管理,认真贯彻国家有关操作规程及各项管理措施,明确岗位责任,落实质量目标,熟悉设计图纸,按技术先进、科学合理的原则编制施工组 织设计,严格技术交底制度。加强原材料检验工作,严格执行各种材料的检验 制度,钢材、红砖、水泥等均应有出厂合格证及检验报告,季节性施工应严格 执行季节性施工方案。建立健全质量保证体系和组织机构,保证施工措施的有 效性、严肃性。
7、安全、文明施工保证措施
7.1 安全措施
顶管施工中,管节顶进是整个施工过程中的关键工序,应遵照《建筑安装
工程安全操作规程》所规定的条例,结合本工程特点要做到以下几点:
7.1.1 开顶前安排好施工人员,组织好挖土机械、车辆、顶进设备,制定发生故障时的应急预案,以便开顶后能不间断地连续作业,减少顶进阻力与行车 干扰。
7.1.2 设置专人看护,及时掌握车辆通过情况。
7.1.3 汽车通过时,提前用信号与千斤顶、油泵司机联系,暂时停止顶进, 同时通知全体工作人员避让至安全位置,及时清除线路上放置的工具等构件, 以确保行车安全。
7.1.4 储备足够数量的道渣、方木、草袋,组织好人力和工具,一旦线路发 生变形,立即进行抢修加固。
7.1.5 工作坑夜间设置照明和红灯警示标志, 工作坑台面应围挡严密,防止 各种物件掉入坑内。
7.1.6 工作坑开挖时, 要加临时支撑, 严防坑壁上的土下滑, 确保人身安全, 对作业坑周围进行栅栏加固,防止重物坠落伤人和砸坏设备。
7.2 文明施工保证措施
7.2.1 施工过程中, 保障沈西大道正常通车, 不得在沈西大道上设置任何障 碍物。
7.2.2 确保沈西大道路面洁净,如遗落残土,立即清理干净。