顶管施工专项方案.docx
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1、 昆明轨道交通3号线污水干管迁改工程三标顶管施工专项方案编制人: 审核人: 批准人: 中铁二十局集团第六工程有限公司昆明3号线污水干管迁改工程三标项目部 顶管施工专项方案一、编制依据及原则1.1、编制依据1.1.1、昆明轨道交通3号线污水干管迁改工程施工设计图纸及施工合同:1.1.2、昆明轨道交通3号线污水干管迁改工程地质勘察报告1.1.3、国家颁布的相关施工技术规范、质量验收、检验标准;1.1.3.1、给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-2008;1.1.3.2、建筑地基处理技术规范 JGJ 79-2002;1.1.3.3、建筑基坑支护技术规范 JGJ 120-99;1.1.3.
2、4、土工试验方法标准GB/T 50123-1999;1.1.3.5、建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB 50202-2002;1.1.3.6、混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-2002;1.1.3.7、建筑施工安全检查标准 JGJ 5999;1.2、编制原则1.2.1确保实现昆明轨道交通3号线污水干管迁改工程三标段中所要求的安全、质量目标在充分理解施工文件图纸的基础上,以设计图纸为依据,采用先进、合理、经济、安全环保、可行性的施工方案,并满足施工规范和设计要求,确保施工安全和质量合格。采用先进工艺设备,调集精锐技术力量,并以打造精品工程为目的,安全生产实现零的突破。1.2.
3、2确保实现招标文件中所要求的工期目标依据我单位类似项目的施工管理经验和设备配套能力,相关的技术施工团队。施工进度安排合理、高效。1.2.3坚持文明施工的原则确保工程施工全过程对周边环境破坏最小、临时占用场地最小、尽可能减少对周边居民、企事业单位带来干扰。1.2.4合理进行施工安排充分考虑本项目工程的施工环境和工程特点。全面分析各种不利于施工进度和施工质量的因素,在工期安排、人员设备配置、施工方法、甚至天气状况等方面综合考虑并预留空闲。二、工程概况2.1、工程简介我项目部承担KB0+000KBO+845和KA1+935 KA2+839段范围内的全部施工任务。其中KB0+000KBO+845该管段
4、起点为东风西路五一路口,干管沿五一路向北敷设转入光华街后沿东风西路敷设至龟背立交桥东南侧现状污水管, 干管总长为845米。 KA1+948 KA2+780段起点为龟背立交桥西侧现状污水管,干管沿人民西路敷设,干管总长为832米。本工程所有干管全部采用顶管施工工艺,支管除W-31-1号井与干管之间连接采用顶管施工外,其余支管全部采用开挖施工。本标段干管总长893米,支管总长145米,污水检查井总计16座,其中顶管工作井及接收井6座。其中W-31#井位到W-32#井位至W-35井位全长299米,顶管施工是本标段施工的重要环节。2.2、场地岩土工程条件2.2.1、地理位置及交通条件本地地区行政区划属
5、西山区潘家湾社区管辖,人民西路、环城西路、西园北路、云山路相互垂直交叉通过,路上人车拥挤,路两边为密集高耸的商业、办公、住宅建筑物,路下各种管(道)网交叉分布,场地狭窄、施工条件差。2.2.2、气象昆明市属低纬高原平坝地区,地势平坦,场地海拔标高1888米1890米。气候属低纬高原季风气候型,年平均气温14.7摄氏度,最冷月平均气温2.7摄氏度,最热月平均气温26.0摄氏度,极端低温2.0摄氏度,极端高温29.0摄氏度。年平均降雨量800mm,年平均蒸发量1685.0mm。每年6月至10月为雨季,降雨量占全年总降雨量的80%,对工程施工较为不利。每年12月至来年4月为旱季,降雨量占全年总降雨量
6、的7.0%,对工程施工较为有利。干燥度为1。67,为为湿润气候区,日最大降雨量153.0mm,夏季平均气压606.2mmHg柱。20年一遇最大风速约23.7m/s,最大积雪厚度约10cm,年日照数约2500小时,为很适宜人类居住气候。2.2.3水系本段为金沙江水系,区域内无较大河流通过,周边1km无小河沟通过。勘察道路距滇池直线距离约5.0km。地下水主要来源于大气降水、地表径流水、生活排放水。2.3、场地地形、地貌场地位于昆明断陷湖积盆地的西北部,南方向距岷山、西方距虹山、西北方距云南大学校园丘陵山坡脚月600米,地形平坦,路线方向开阔,路两边为商业、办公、学校、医院、居民住宅等建筑物,属
7、湖积平原地貌。2.4、区域地质拟建场地在大地构造上所处的位置为扬子准地台西南部,康颠谷隆起的东缘,属滇东台褶皱带昆明台褶皱与川滇南北向构造带的南段接壤,区域构造以断裂为主,西距本地区域内主干断裂西山断裂约4.3km,该断裂是普渡河断裂带的主干断裂,断裂东倾,倾角7080度。破碎带宽约400余米,为压扭性断裂。断裂两侧地貌反差强烈,西侧的龙门岩熔断块山陡崖高出滇池水面500600米,而基岩埋深大于500米,显示出该区域地壳在久远的构造运动中曾发生过强烈的升降运动,至晚更新世(第四系)以来活动性明显减弱。根据区域地质资料,拟建场地内无断裂通过,属相对稳定的地块。2.5、场地地基土根据本次勘察钻孔揭
8、露最大深度27.0m内出露的地层表部为第四系人工堆积(Qm1),其下为第四系洪湖积(Qp1+1)、湖积(Q1)粘性土、粘性土与粉尘、粉尘互层。根据地基土的成因、工程分类及物理学行之差异有上至下划分5个主层、4个亚层叙述如下:2.5.1、四季人工堆积(Qm1)层层杂填土:褐杂色,主要有粘性土夹碎石土(砾石)、建筑垃圾(砖块、砼渣)等人工堆积构成,较杂乱、结构较松散,局部稍密,干湿不均,层厚1.21.8m.2.5.2、第四系洪湖积(Qp1+1)湖积层(Q1)层粉质粘土:深红褐、深黄褐及褐灰色,可塑状态为主。局部为软塑状态,湿很湿,含510%的风化砾石及少量结核粒,切面较光滑,干强度和韧性中等,大部
9、分地段曾为较稳定,厚度较薄,居中压性。层厚0.20.4m,层顶板埋深1.35.3m.1层粘土:深褐灰色,褐灰夹深红褐、浅黄灰色,软塑状态,饱和。含少量砾石、结核粒及有机质,局部有机质含量较高为有机质粘土、泥炭质粘土,切面较光滑细腻,干强度和韧性低,分布不稳定、厚度变化较大,具高压缩性。层厚0.83.4m,层顶板埋1.54.8m.层粉质粘土:浅蓝灰、浅色、深灰色,湿,可塑状态为主,局部为软塑状态。含510%的风化砾石及少量结核粒、腐殖质残体,切面较凑粗糙,干强度和韧性中等,层位叫不稳定、厚度变化较大,具中压缩性。层厚1.812.3m,层顶板埋5.013.0m.1层粉砂(粉土):浅蓝色,浅灰、深灰
10、色,饱和,稍密。含不均匀的中粗砂和砾石、结核粒、腐植物残体,局部砾质较轻相变为粉土,摇震反应迅速,呈不稳定的透镜体分布于3层中,具中压缩性。层厚1.04.4m,层顶板埋深3.211.0m。2层粘土:深褐灰深灰夹浅蓝灰、浅灰色,软塑状态,饱和。含少量砾石、结核粒及有机质,局部有机质含量较高为有机质粘土、泥炭质粘土,切面光滑细腻,干强度和韧性低,分布不稳定、厚度变化较大,据高压缩性。层厚1.03.6m,层顶板埋9.015.2m。3层圆砾:深灰深灰夹浅灰色。稍密中密状,饱和。砾石含量50%(局部少于50%),粒径215mm居多,部分为25mm。成分:石灰岩、石英岩,石英砾岩、玄武岩,中等风化,局部为
11、粘性土夹圆砾。重型动力触探试验校正后击数6311.4击,均匀性较差。层厚0.81.8m,层板顶埋4.55.8m。层粉质粘土:浅蓝灰、浅灰、浅黄灰色,是,可塑状态为主,局部为软塑状态。含510%的风化砾石及少量的结核粒、腐植物残体,切面较粗糙,干强度和韧性中等,层位较不稳定、厚度变化较大,具中压缩性。层厚0.810.2,层顶板埋9.015.2m。层粘土:兰灰、浅蓝灰浅黄红及褐灰色,湿,可塑状态为主,局部为硬塑状态。含少量砾石及结核粒及少许腐植物残体,切面较光滑细腻,干强度和韧性中等,分布不稳定、厚度变化较大,具中压性。层顶板埋深14.524m,最大揭露厚度12.5m2.6、场地水文地质条件勘察期
12、间处于雨季,所有钻孔具有地下水分布,初见水位2.02.5m,稳定水位1.01.5m,标高介于1887.51886.0m之间。主要为上层滞水及孔隙水两种类型,上层滞水主要赋存于杂填土及上部粘性土层中。孔隙水主要赋存于含砾的粘性土及粉土、粉粒层中。稳定水位无明显的降深,土层中透水性较弱。粘性土层之间的含砾的粘性土及粉土、粉砂、局部的圆砾层中水微具承压性。主要受大气降雨及地表径流水补给,地下径流水流动较缓慢,以蒸发排泄为主。雨季及枯水期水位变化幅度约为0.60.7m。根据相邻工程进行的抽水实验结果推算:本场地渗透系数K=1.6m/d。若基坑开挖至现地表下5.3813.09米时,水位降至6.514.0
13、米,基坑涌水量Q=450m3/d,基坑降水影响半径R=80米。场地由粉砂、粉土、局部的圆砾层为主的含水层,埋藏偏深,厚度偏薄,上表部的层、1层、层粘性土为隔水层和弱透水层。因此基坑或沉坑开挖时,当隔水层和若透水层层被揭穿,暴露主要含水层(粉砂、粉土、局部的圆砾)地下水通道贯穿以后,用水量会比较大,应有较好的隔水和降水措施。三、施工方案3.1工程特点(1)顶管要求较精确,有流沙,施工难度大;(2)施工场地位于交通要道,要做好交通导行。3.2工程步骤昆明轨道交通3号线污水干管迁改工程为轨道交通工程的配套工程 ,在施工时与轨道交通工程的基础工程互相制约。施工图纸设计说明要求:地铁站出入口处,应待地铁
14、站出入口地基处理完成后再进行顶管实施。根据以上所述,并结合现场实际情况,我标段其中W-31#井位到W-32#井位至W-35井位全长299米;顶管工程共分三个阶段进行。1、W-31#井至W-32#井之间为直线顶管,采用钢管顶管施工。2、W-35#井至W-32#井之间为曲线顶管,采用混凝土顶管施工。3、在W-32#井位置处,施工倒挂井。3.3工程组织工程人员组织本工程在交通繁忙的道路下施工,地质情况较复杂,对现状道路的保护及地面沉降的严格控制至关重要,为确保工程的安全、质量、进度和文明施工,我公司特选派具有顶管施工丰富实践经验的人员成立约20人的专项顶管作业施工队,在项目部的领导下工作。施工队设队
15、长一名,全面负责队组的生产工作,工程师一名,负责顶管施工技术,下设工作井施工班组和顶管施工班组,各生产班组由班组长率领,工人直接完成施工任务。3.4施工用水用电本工程施工、照明用电计划从附近的变压器接入380V电,并备用一台30KW的柴油发电机。用水也从附近给水管接入DN50给水管作为主要施工用水。四、主要施工方案4.1施工顺序顶管施工顺序:旧路破除挖探沟 顶管工作井、接收井施工顶管施工检查井及管道施工回填石粉路面按原样修复。4.2、沉井下沉施工方案4.2.1、沉井下沉施工管理机构沉井下沉施工指挥部机械施工队人工挖土施工队下沉观测小组配合指挥指挥反映下沉信息4.2.2、沉井施工平面图沉井施工坑
16、沉井施工坑示意图4.2.3、施工流程施工采用人工配合机械PC60挖掘机进行挖土排水下沉方案。施工由沉井下沉施工指挥部统一指挥机械施工队及人工挖土施工队,下沉观测小组随时观测下沉情况并及时把沉井下沉信息反馈到沉井下沉施工指挥部。每个施工基坑内安排45个挖土工人及1台PC60挖掘机,采取对称挖土下沉的施工方案,先挖取号角的土方,然后挖取号角的土方,再挖取号角的土方,最后挖取号角的土方,整个流程依次循环进行,每次挖土30cm厚。4.2.4、下沉观测检查方案在沉井四角的外壁用红油漆横线标示刻度,刻度以5cm为单位,并在沉井周围焊接钢筋指针指示刻度。下沉观测沉井位置的控制是在井外地面设置纵横十字控制桩、
17、水准基点。下沉时,在井壁上设十字控制线,并在四侧设水平点。于壁外侧用红油漆画出标尺,以测沉降,井内中心线与垂直度的观测系在井内壁四边标出垂直轴线,各吊垂球一个,对准下部标志板来控制,并定时仪器进行垂直偏差观测。挖土时随时观测垂直度,当垂球离墨线边达50mm 或四面标高不一致时,立即纠正,沉井下沉过程中,每班至少观测两次,并在每次下沉后进行检查,做好记录,当发现倾斜、位移、扭转时,及时通知沉井下沉施工指挥部,指挥操作工人纠正,使允许偏差范围控制在允许范围以内。沉井在下沉过程中,最大沉降差均控制在200mm以内。当沉至离设计标高1.5m时,对下沉与挖土情况应加强观测,以防超沉。4.2.5、沉井下沉
18、控制下沉速度的控制根据土质情况,采用台阶形挖土自重破土方式。采用从中间开始向四周逐渐开挖,并始终均衡对称地进行,每层挖土厚度为 30cm.刃脚处留1m宽土垅,用人工逐层全面、对称、均匀地削薄土层,每人负责 23m 一段,方法是顺序分层逐渐往刃脚方向削薄土层,每次削15cm,当土垅挡不住刃脚的挤压而破裂时,沉井便在自重作用下破土下沉,削土时应沿刃脚方向全面、均匀、对称地进行,使均匀平衡下沉。沉井挖土下沉采用人工挖土,2台吊车吊运出土,由于挖土施工困难,综合考虑挖土、吊运的施工能力,研究沉井下沉的安全控制,沉井下沉速度控制为30cm/天。沉井下沉中,如遇到砂砾石或硬土层,当土垅削至刃脚,沉井仍不下
19、沉或下沉不平稳,则按平面布置分段的次序,逐段对称地将刃脚下掏空,并挖出刃脚外壁10cm ,每段挖完后用小卵石填满夯实,待全部掏空回填后,再分层刷掉回填的小卵石,可使沉井因均匀地减少承压面而平衡下沉。在沉井开始下沉和将沉至设计标高时,周边开挖深度小于10cm,避免发生倾斜,尤其在开始下沉 1m以内时,其平面位置与垂直度要特别注意保持正确,否则继续下沉不易调整,在离设计深度20cm 左右停止取土,依靠自重下沉至设计标高。下沉纠偏沉井下沉过程中,有时会出现倾斜、位移及扭转等情况,应加强观测,及时发现并采取措施纠正。产生倾斜的可能原因有: 刃脚下土质软硬不均; 挖土不均,使井内土面高低悬殊;刃脚下掏空
20、过多,使沉井不均匀突然下沉; 排水下沉,井内一侧出现流砂现象;刃脚局部被大石块或埋设物搁住;井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。操作中可针对原因予以预防,如沉井已经倾斜,可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可在较低的一侧适当回填砂石,必要时配以井外射水,或局部偏心压载,都可使偏斜得到纠正。待其正位后,再均匀分层取土下沉。位移产生的原因多由于倾斜导致,如沉井在倾斜情况下下沉,则沉井向倾斜相反方向位移,或在倾斜纠正时,如倾斜一侧土质较松软时,由于重力作用,有时也沿倾斜方向产生一定位移,因此预防位移应避免在倾斜情况下下沉,加强观测,及时纠正倾斜。位移纠正措施一般是有意使沉井向位移相反方向倾斜,再沿倾斜方
21、向下沉,至刃脚中心与设计中心位置吻合时, 再纠正倾斜,因纠正倾斜重力作用产生的位移,可有意向位移的一方倾斜后,使其向位移相反方向产生位移纠正。沉井下沉产生扭转的原因是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的,可按上述纠正位移、倾斜方法纠正位移,然后纠正倾斜,使偏差在允许范围以内。下沉到位、封底技术当沉井沉到设计标高,经23天 ,下沉已稳定,在8h内累计10mm时,即可进行沉井封底。4.3、敞开式顶管工程施工方案(1)顶进设备选型及安装主顶千斤顶:它是顶进系统中的主要设备。为安全起见,顶力设备配置要小,以利间距平行顶进。根据顶力估算,顶管主站拟配备4台2000KN 油压千斤顶,按左右对称布置。主油
22、缸的油压由电动油泵供给,千斤顶行程1500mm。其它设备:包括导轨、千斤顶台架、顶铁、分压环、后承压壁、操作平台、爬梯等。(如图)当工作井底板完成后,设置好安全围栏和爬梯,然后由工作井边的起重机将上述设备吊入井内按要求的精度安装。(2)井地面设备选型及布置气压系统:包括空压机、空气过滤器、贮气罐、气压管路、单向阀、调压阀、气压表、安全阀等。该系统除了向机头气压舱提供压缩空气外、亦为管道内提供通风。本工程顶管工作井拟配置1台6.0m3空气压缩机。为防止空压机的噪音,拟采用噪音较小的电动空压机,并安装在双壁隔音集装箱内。液压系统:包括高压油泵、控制阀、溢流阀和油管油箱等,其作用是对主顶千斤顶和机头
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