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顶管工程施工组织设计.doc

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工程施工 组织设计
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顶管工程施工组织设计工程概况×××路位于×××。道路红线宽度为 100 米,为机非分流的城市快速路。污水管位于道路中心线南侧 15.5 米,管径为 φ1200,平均埋深为 6.5~7.0 米。顶管工程分二段,第一段从 21#井开始,穿越×××向东,在 35#井处向南折入泵站至泵站进水闸门井,长度约 632 米;第二段从 51#井开始至 52#井结束,主要是穿越×××,长度为 120 米。顶管工程工作量:752 米管道顶进(φ1200) 、6 只顶管沉井、2 只顶管工作坑。第一章沉井施工沉井施工程序:基坑测量放样基坑开挖 刃脚垫层施工立井筒内模和支架钢筋绑扎立外模和支架浇捣混凝土养护及拆模 封砌预留孔 井点安装及降水凿除垫层、挖土下沉沉降观察 铺设碎石及混凝土垫层 绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土混凝土养护 素土回填。第一节基坑测量放样根据沉井设计图纸和工程地质报告所揭示的地质情况,沉井基坑开挖深度取 2 米,沉井刃脚外侧面至基坑边的工作距离取 2 米,基坑边坡采用 1:1。整平场地后,根据沉井的中心座标定出沉井中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。施工放样结束后,须经监理工程师复核准确无误后方可开工。工作井、接收井基坑布置示意见附图。第二节基坑开挖经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后,即可进行挖土工序的施工。挖土采用 1 米 3 的单斗挖掘机,并与人工配合操作。基坑底面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥,在底部四周设置排水沟与集水井相通,集水井内汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除,防止积水而影响刃脚垫层的施工。第三节刃脚垫层施工刃脚垫层采用砂垫层和混凝土垫层共同受力。1.3.1 砂垫层厚度的确定砂垫层厚度H可采用如下计算公式计算:N/B+γ 砂 H≤[σ]根据计算结果,无论是工作井还是接收井,砂垫层厚度H均为 60(厘米) 。砂垫层采用加水分层夯实的办法施工,夯实工具为平板式振捣器。1.3.2 混凝土垫层厚度的确定混凝土垫层厚度可按下式计算公式计算:h=(G 0/R-b)/2根据计算结果,混凝土垫层厚度h为 10~15 厘米(工作井为 15 厘米,接收井为 10 厘米) 。混凝土垫层表面应用水平仪进行校平,使之表面保持在同一水平面上。第四节立井筒内模和支架由于顶管沉井高度达 8 米左右,因此,井身混凝土分三节浇捣,内模同样分三节按装。井筒模板采用组合钢模与局部木模互相搭配,以保证内模的密封性。刃脚踏脚部分的内模采用砖砌结构,宽度与刃脚同宽。井身内模支架采用空心钢管支撑。钢管支架必须架设稳固,如有必要,可采用对撑支架,增加内模的稳定性。第五节钢筋绑扎钢筋的表面应洁净,使用前将表面油渍、鳞锈等清理干净;钢筋应平直,无局部弯折,成盘的钢筋均应调直;预制构件中的主钢筋均采用对焊、焊接并按照有关规定抽样送检;钢筋接头应互相错开,并严格按照国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》 (GB50204—92)中的有关规定执行;现场钢筋绑扎时,其交叉点应用 21#铁丝绑扎结实,必要时用电焊焊牢。钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定,绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定,保证钢筋设计间距。为了保证保护层的厚度,应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块,垫块应与钢筋扎紧并互相错开。钢筋绑扎完成后,应上报监理工程师进行隐蔽验收。隐蔽验收合格后,方可进行立外模。第六节立外模和支架钢筋绑扎验收后,应进行架立外模和支架。井壁内外模用串心螺丝固定,串心螺丝采用 φ16 的圆钢,中间设置止水片,两端设置铁片控制井壁厚度尺寸,圆钢两端头上铰成螺纹,用定制钢螺帽固定,拆模时拆去钢螺帽,割去外露部分,再用同标号防水砂浆二度抹平,确保不渗水。外模支架必须稳、牢、强,保证在浇捣混凝土时,模板不变形,不跑模。第七节浇捣混凝土模板和支架工序完成后,必须经监理工程师进行验收。验收合格后,方可进行混凝土的浇捣。为缩短施工周期和保证工程质量,采用泵送商品混凝土。泵送混凝土可将输送管的软管直接放入浇捣段,距离浇捣面 1 米左右,保证混凝土不离析。 混凝土浇捣前应严格检查各种预留孔、预留管和预埋件的位置和几何尺寸,严禁漏放和错放。混凝土振捣采用插入式振捣器振捣,振捣棒插入时应离开钢筋,但应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生。混凝土在捣振时应注意和随时检查模板受力和钢筋受力的情况,防止模板因混凝土振捣的原因而跑模。井身浇捣混凝土分三段施工:工作井——总高度为 8.43 米,分三次浇捣完成,一次下沉。第一次浇捣刃脚部分,高度 2.4 米,标高-5.73~-3.33 米;第二次浇捣高度 3 米,标高-3.33~-0.33 米;第三次全部浇捣完成,浇捣高度 3.03 米,标高-0.33~+2.70 米。接收井——总高度为 7.85 米,分三次浇捣完成,一次下沉。第一次浇捣刃脚部分,高度 2.0 米,标高-5.15~-3.15 米;第二次浇捣高度 2.9 米,标高-3.15~-0.25 米;第三次全部浇捣完成,浇捣高度 2.95 米,标高-0.25~+2.70 米。采用分段浇捣混凝土时,严格按规范要求做好施工缝。施工缝做成凸缝,并在后浇时将连接处的混凝土凿毛,并用水清洗干净,浇捣时先用 12%的 UEA 砂浆座浆,然后轻倒第一层混凝土并振捣密实,以免形成蜂窝,影响沉井的质量。在混凝土浇捣过程中,还应做好混凝土的试块工作,保证质保资料的完善。第八节养护及拆模混凝土浇捣完成后应及时养护,养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法。在养护过程中,对混凝土表面需浇水湿润,严禁用水泵喷射而破坏混凝土。养护时应确保混凝土表面不发白,至少养护七天以上。养护期内,不得在混凝土表面加压、冲击及污染。在拆模时,应注意时间和顺序。拆模时间控制在混凝土浇捣后的 3~4 天内进行,过早或过晚的拆模对混凝土的养护都是不利的;拆模顺序一般是先上后下,小心谨慎,以免对混凝土表面造成破坏。对于分段浇捣混凝土部位,应保留最后一排模板,利于向上接模。第九节封砌预留孔严格按照设计图纸的要求,设置和封砌各种预留孔,并保证在沉井下沉过程中,预留孔内不渗水。第十节井点安装及降水为确保沉井平稳下沉,采用排水下沉法施工。用井点抽除地下水,降低地下水位,井点在基坑外周布置,并至少预抽七天后,方可开始挖土。第十一节凿除垫层、挖土下沉沉井下沉需待混凝土强度达到设计要求后,方可开始挖土下沉。下沉时,应先凿除刃脚下的混凝土垫层及砖砌内模。挖土工具采用蟹斗挖机挖土吊出井外。沉井挖土顺序应中间稍低于四周,沉井内的挖土高差控制在 1 米以内,禁止深锅底挖土,防止沉井突沉造成沉井倾斜的危险。另外,井壁外的灌砂必须均匀充实,使沉井下沉时四周摩阻力相近,均匀下沉。沉井下沉时,应防止倾斜,发现问题及时纠偏,若沉井下沉有困难时应另外想办法,不准大量挖深,造成突沉。沉井挖土三班制连续作业,中途不停顿,确保沉井连续、安全地下沉就位。当刃脚距离设计标高在 1.5 米时,沉井下沉速度应逐渐放缓,挖土高差控制在50cm 内,当沉井接近标高时,应预先做好止沉措施。止沉措施可采用在刃脚四周间隔挖出设计标高的槽,填入方木,并应注意抛高系数,禁止超沉和超挖。第十二节沉降观察沉井在下沉过程中,必须随时测定沉井标高,确保均匀下沉,并做好沉井下沉记录。沉井下沉至设计标高(包括抛高)后,应先清除表面浮泥等杂物,超挖的土方必须用碎石夹砂填实,不得用土填,井内不得有积水,并确保井点的正常工作,不允许发生停泵,同时加强对水位的观测,保证降水要求,地下水位必须距离垫层 50cm 以下。底板与刃脚的接触面,必须将表面混凝土全部凿毛并露出石子,便于新老混凝土的结合。当沉井在 8 小时内的累计下沉量不大于 10mm 时,方可浇捣底板碎石垫层。第十三节铺设碎石层及 C15 素混凝土垫层在铺筑碎石层时,应确保井底内无积水、无流砂、无翻浆等现象。20cm 的碎石层应做到平整,无坑塘,必须时应用水平仪抄平,保证碎石层的水平。碎石层铺筑完成后,即可在其上浇捣素混凝土垫层。在铺筑素混凝土垫层后,应保证表面平整,无地下水上冒现象。第十四节绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土在素混凝土垫层完成后,就可在其上绑扎底板钢筋。钢筋在绑扎时,应保证刃脚钢筋与底板钢筋的连接、上下两层钢筋的间距,并将刃脚混凝土的表面凿毛露出石子,便于刃脚混凝土与底板混凝土的结合。底板混凝土浇捣完成后应及时养护,确保其表面不露白,并应防止阳光及温差的剧烈变化,以免底板出现收缩裂缝,影响沉井的施工质量和使用功能。第二章顶管施工第一节机头选型:根据地质报告,并结合本公司的施工经验,顶管机头决定采用气压平衡网格(水冲)式机头进行施工。该机头在顶进过程中,通过气压平衡正面土压稳定机头,减少外部土体对周围地面的影响。第二节顶进设备及顶进工艺2.1 主顶:采用 4 台 200 吨/台千斤顶作为主顶,千斤顶行程为 1.4 米。千斤顶动力由油泵提供。千斤顶后端用道木和分压环将反力均匀作用于工作井,前端顶进分压环,顶铁将顶力传至管节。分压环制作具有足够的刚性,与管端面接触相对平整,无变形。2.2 中继间:在长距离顶进过程中,当顶进阻力超过容许总顶力时,无法一次达到顶进距离时,须设置中继间分段接力顶进。本顶管工程在顶进长度超过 100 米时,考虑在机头后设置一只中继间,并采用触变泥浆注浆工艺。中继间由前壳体、千斤顶及后壳体组成。前壳体与前接管连接,后壳体与后接管连接,前后壳体间为承插式连接,两者间依靠橡胶止水带密封,防止管道外水土和浆液倒流入管道内。每只中继间安装 10 个、每个顶力为 30 吨的千斤顶,千斤顶沿圆周均匀布置。千斤顶的行程为 28 厘米,用扁铁制成的紧固件将其固定在前壳体上。钢壳体结构进行精加工,保证其在使用过程中不发生变形。中继间壳体外径与管节外径相同,可减少土体扰动、地面沉降和顶进阻力。当管道顶通以后,拆除千斤顶及各种辅件,外壳与管节内壁之间的间隙用细石混凝土填充。2.3 接口:管节接口主要由外套环(钢套环)橡胶止水带和软土衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形,接口不损坏,以确保管节在对接过程中,橡胶带不移位、不翻转,确保管节的密封性。同时,钢环套在进场前还必须做好防腐处理。橡胶止水带应保持清洁、无油污,并存放在阴暗处,防止老化。施工中,将橡胶止水带用强力胶水粘贴于混凝土管口凹槽处,并粘贴牢固,在管节对接前涂无腐蚀性润滑油以减少摩阻,防止止水带翻转、移位和断裂。软木衬垫采用多层胶合板(厚度 1cm 左右) ,将其夹于前后管节钢套环间,以均匀管节间的相互作用力,减少接口损坏。管道顶通后,管道须作内接口处理,将管节间的胶合板凿至同样深度(深度 2~3cm 即可) ,并用沥青弹性嵌缝膏或水泥砂浆抹平。2.4 注浆工艺:在长距离(大于 100 米)管道顶进过程中,必须采用注浆工艺,利用触变泥浆套减少顶进过程中管壁与土体之间的磨擦力,并填充流失的土体,减少土体变形、沉降和隔水。触变泥浆由膨润土和水搅拌而成,配合比为 1:8。触变泥浆经搅拌后存入储浆箱,通过注浆机经管道输送至混凝土管注浆孔,注入土体形成泥浆套。第三节管道内辅助管道的辅设混凝土管内的辅助管道设置于管道内壁,用钢架将其有序地固定在混凝土管壁上。3.1 通风设施:由于管道顶进距离长,埋置深度深,管道内的空气不新鲜,加上土体中会产生有害气体,因此,必须设置供气系统。通风设施用一台 9 米 3 的柴油空压机将压缩空气输入空气滤清器,再进入储气桶,经过气压调节阀,将压缩空气传输至管道最前端,并将管道最前端的空气排出,以此进行空气循环。3.2 电源布置:在顶管过程中,主要的电源为动力用电和照明用电。3.2.1 动力用电由于管道内的电机采用 380V 动力电,因此,进入管道的动力电必须做到二级保护和接地保护措施,动力电源线设置在操作人员不易接触处,并在电源线外增设护套,保证用电安全。3.2.2 照明用电由于管道内的空气湿度较大,因此,采用 36V 低压照明电,低压电须通过变压器降压。灯具采用防水防爆灯具,3.2.3 施工用电:150KW/h。第三章工程质量第四章施工技术管理第一节质量管理1.1 建立质量管理体系公司质量主管 工地质量主管 顶管质量监督 沉井质量监督 1.2 完善质检制度,严把质检关在施工过程中实行三级检验和交接班质量签证制度。由各班组的质量员对上一班的工程质量进行逐步验收,合乎要求后,签字接收。二个不同工种之间的交接亦需要各工种质量员进行检验,如浇捣混凝土时,应对钢筋和模板进行检验,签字予以认可后,方可进行浇捣混凝土工作。各工种质量员需对本工种的每道工序检查签证,并上报项目经理,经复验合格后,报监理工程师检查。公司的质量主管部门对工程质量进行不定期的抽查,并实现质量奖罚制度。1.3 切实做好施工交底工作整个工程的施工过程,每个工序的施工方法、要求和注意事项,都使每个职工心中有数,并积极动员和发挥全体职工的经验,定期召开小组会互相交流,对施工过程中的操作方法,就有关质量、安全、工程进度等方面提出合理的建议。开展劳动竞赛活动,比质量、比技术、比文明施工、比安全,并由公司实现奖励。1.4 认真做好测试工作原材料的测试结果必须符合设计要求。对钢材、管材、水泥、砂石等材料进行必要测试。凡尺寸不符、质量不符、型号不符及测试结果不合格者,严禁进场和使用。对在施工中的加工质量,如钢筋对焊、调直及弯曲、混凝土及砂浆试块等也进行及时测试,其结果必须符合设计要求。对在施工过程中的工后效果也应进行测试,如沉井的工后沉降、顶管管道的沉降、管道轴线的位移等进行测试,其结果应满足验收要求。在测试工作中发现问题应及时追究原因,进行改进,不能让不合格的材料用于工程建设。1.5 各类专职人员持证上岗各类专职及特殊工种人员必须持证上岗,并经常进行技术教育和专业知识再教育,使职工从实践中提高业务水平,为在施工中保证安全、保证质量、保证工程进度作出贡献。
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