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顶管施工组织设计

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6.57.0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è基坑开挖è刃脚垫层施工è立井筒内模和支架è钢筋绑扎è立外模和支架è浇捣混凝土è养护及拆模è封砌预留孔è井点安装及降水è凿除垫层、挖土下沉è沉降观察è铺设碎石及混凝土垫层è绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土è混凝土养护è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13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:

γ≤[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:

=(0)/2

根据计算结果,混凝土垫层厚度h为1015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%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34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4200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23cm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18。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93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:150KWh

 

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。

 

第二节 进度管理

本工程的工程量较大,6个沉井(3个工作井,3个接收井),2个工作坑,752米的管道顶进(φ1200)。而业主的指定工期仅为4个月,因此,公司就本工程制定如下措施,以保证工期的顺利完成。

2.1 做好充分的准备工作

充分了解施工现场的道路、施工便道、河道、拆迁等情况,主动和有关部门及业主联系,预先办好各种施工手续,力争早日开工。

对必需的工程材料、成品及半成品早日定货并检验合格,保证及时供货,杜绝停工待料现象。

对各种机械和设备经常保养,确保进场施工后发挥最大工效。

对设计或监理工程师交付的各类中心控制桩、座标、水准点按实际需要做好攀线桩,并反复检查至正确为止。

对在工程中所必需的混凝土及砂浆配合比,应予先做好试验,待开工后即可申报监理工程师批准使用。

2.2 安排足够的劳动力投入施工,并还应保证突击施工的人员抽调。

2.3 精心施工,严格检验,杜绝返工,使工程顺利进行。

2.4 做到工毕场清,减少最后的清理时间。

2.5 各类内外业资料与工程基本同步,不准弄虚作假,不准发生资料后补的现象。

2.6 合理安排机械设备和劳动力,发挥最大的施工工效。

2.7 对各种机械设备做到勤保养、勤修理,防止在使用过程中发生损坏,影响工程的顺利开展。

2.8 在施工例会上,应将本周所完成的工作量和下周的施工安排上报监理工程师,并使之满意。

 

第三节 安全管理

3.1 建立专职的安全管理体系,健全严格的安全管理制度

工地安全主管:  

沉井队安全员:  

顶管队安全员:  

3.2 严格按操作规程施工,并订立安全协议。认真执行定期和不定期检查制度和例会制度,对不安全的苗子应及时纠正,确保安全生产。

3.3 电器设备及施工机械必须加强检查,非专职人员不得上岗使用和管理。

3.4 工地现场实行三班制安全巡查,对各种电器设备及施工机械进行随时检查,保证安全。

3.5 使用符合安全规范的各类电器及施工机械,用科学的头脑管理施工。

3.6 加强对职工的安全生产教育,使每个员自觉遵守安全制度,确保施工安全。

 

第四节 文明生产管理

4.1 工地文明施工管理员: 

顶管队文明施工管理员:

沉井队文明施工管理员:

4.1 挂牌施工,接受群众监督。

4.2 建立建全文明管理制度,并定期召开文明施工大会,对成绩突出者予以奖励,对屡教不改者予以重罚。

4.3 工地材料及机械应堆放整齐,既有利于施工取用,又可保证周边环境卫生的清洁。

4.4 遵守法律,服从政府的一切法令及法规,及时与当地政府有关部门订立治安协议,在政府部门的指导和支持下,共同搞好治安保卫工作。

 

第五节 施工工期

×年×月×日~×年×月×日。

 

 

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