甘市东濠涌分洪道-文德路渠箱过东风路段顶管施工组织设计方案.doc

1、0+130-0+170 横过东风路段倒虹管顶管施工组织设计(方案)工程名称:市市东濠涌分洪道- 文德路渠箱工程工程地点:小北路（东风路口- 仓边路口）东濠涌分洪道-文德路渠箱过东风路段顶管 2000 年 6 月2目 录一 、 工 程 概 况 021 工 程 概 况2 场 地 工 程 地 质 概 况3 施 工 方 案 选 择4 工 程 特 点二 、 施 工 部 署 041 施 工 顺 序2 施 工 总 进 度 计 划3 施 工 工 艺 总 流 程 图三 、 施 工 准 备 061 生 产 准 备2 技 术 准 备四 、 主 要 项 目 施 工 方 法 07五 、 主 要 施 工 机 具 设 备

2、15六 、 施 工 总 工 期 和 施 工 进 度 计 划 151 施 工 总 工 期2 施 工 进 度 计 划七 、 劳 动 组 织 16八 、 质 量 、 安 全 和 节 约 措 施 161 质 量 保 证 措 施2 安 全 措 施3 节 约 措 施一 、 工 程 概 况1.工 程 概 况 ： 该 工 程 为 东 濠 涌 分 洪 道 -文 德 路 渠 箱 工 程 的 一部 份 ， 位 于 小 北 路 与 东 风 路 交 汇 处 ， 原 设 计 分 洪 道 渠 箱 在 检 查 井 Y5和 检 查 井 Y7 间 穿 越 东 风 路 , 以 倒 虹 管 形 式 穿 越 东 风 路 已 有BH=1

3、.51.9 渠 箱 。 由 于 东 风 路 交 通 繁 忙 ,交 通 疏 解 困 难 ， 地 下东濠涌分洪道-文德路渠箱过东风路段顶管 2000 年 6 月3管 线 密 集 ， 渠 箱 明 挖 施 工 无 法 进 行 ， 因 而 在 里 程 0+126 0+179 段 采 用 倒 虹 管 顶 管 法 施 工 ， 经 甲 方 与 设 计 商 洽 ： 倒 虹 管 采 用两 条 直 径 D 2000mm 混 凝 土 管 ， 并 按 附 图 一 施 工 ， 顶 管 长 度 约53 米 .2.场 地 工 程 地 质 情 况 ： 工 程 场 地 位 于 小 北 路 与 东 风 路 交 汇 处 ，北 面 为

4、 越 秀 山 ,地 势 北 高 南 低 ,地 形 起 伏 不 大 ， 场 地 地 层 自 上 而 下依 次 为 杂 填 土 、 粉 土 、 粉 质 粘 土 和 泥 质 粉 砂 岩 ， 典 型 钻 孔 柱 状 图 见附 图 1， 第 四 系 覆 盖 层 的 厚 度 分 布 很 不 均 匀 ， 与 基 岩 层 面 的 倾 角 方向 大 致 一 致 ， 南 侧 较 厚 ， 北 侧 较 薄 ， 且 在 南 面 健 力 宝 大 厦 附 近 发 育有 0.15-12.0m 厚 中 砂 层 。 各 土 层 简 述 如 下 ：1、 人 工 堆 积 层 （ Qml） 杂 填 土 ， 杂 色 松 散 ， 较 湿

5、， 埋 深 自 原 地 面 下 至 1.3-5.2米 处 止 。 2、 冲 积 层 （ Qal)该 层 上 部 为 含 贝 壳 淤 泥 及 淤 泥 质 土 ， 黑 灰 色 ， 软 塑 ， 饱 和 。淤 泥 层 中 部 和 底 部 含 两 层 砂 层 ， 主 要 为 中 细 砂 ， 局 部 含 粗 砂 ， 灰 黑色 到 灰 白 色 ， 松 散 ， 饱 和 ， N63.5=3-6 击 。 下 部 为 粉 土 及 粉 质 粘土 ， 灰 -灰 白 色 ， 可 塑 到 硬 塑 状 ， 饱 和 -湿 ， N63.5=6 击 。 以 上 各层 埋 深 在 1.3-5.2M， 层 厚 3.0-4.6M。 3、

6、 残 积 层 （ Qel） 粘 土 ， 粉 质 粘 土 ， 棕 色 -棕 灰 色 ， 硬 塑 到 坚 塑 状 ， 湿 -稍湿 ， 为 泥 岩 风 化 产 物 。 4、 岩 层 （ K2） 场 地 基 岩 为 棕 色 泥 岩 ， 属 上 白 垩 系 上 统 三 水 组 东 胡 段 ， 泥 钙质 胶 结 ， 块 状 构 造 ， 陆 相 沉 积 。 岩 层 埋 深 4.8-12.0m， 粉 砂 状 结构 ， 厚 层 状 构 造 ， 局 部 可 见 方 解 石 脉 ， 含 粘 土 矿 物 较 高 ， 浸 水 易 软化 ， 岩 体 裸 露 易 风 化 。 管 道 沿 线 水 文 地 质 资 料 表 明

7、： 该 工 程 场 地 地 质 结 构 复 杂 ， 管 道穿 越 土 质 主 要 有 杂 填 土 、 含 砂 粘 土 、 中 细 砂 层 和 强 风 化 岩 等 ， 地 下水 在 地 表 以 下 2m 左 右 ， 管 道 处 于 地 下 水 位 以 下 。3.施 工 方 案 选 择 ： 根 据 场 地 工 程 地 质 条 件 及 我 单 位 多 年 施 工经 验 ， 该 段 采 用 顶 管 法 施 工 。渠 箱 在 0+126-0+179 段 长 度 约 53 米 ， 以 倒 虹 管 形 式 穿 越 东风 路 雨 水 渠 箱 ,采 用 单 管 口 径 须 2000 水 泥 预 制 管 顶 管

8、法 施 工 ，管 距 0.5 米 ,流 水 位 标 高 为 3.0 米 ， 埋 深 约 5 米 。 Y5 为 工 作 井 ，东濠涌分洪道-文德路渠箱过东风路段顶管 2000 年 6 月4Y7 为 接 收 井 ,由 Y5 穿 越 Y6 向 Y7 向 顶 进 ， 顶 进 长 度 为 53 米 。 顶管 工 作 井 和 接 收 井 都 采 用 直 径 75m 的 矩 形 井 ， 由 于 供 水 管 及 周边 电 缆 阻 挡 ,工 作 井 为 尽 量 减 少 开 挖 范 围 ， 同 时 为 防 止 流 砂 ， 拟 采用 沉 井 法 施 工 。 井 底 铺 设 50cm 碎 石 层 和 50cmC20

9、钢 筋 混 凝 土 基础 ， 30 工 字 钢 支 撑 ， 后 背 施 工 1000 人 工 挖 孔 桩 4 条 ， 桩 长10m,桩 前 采 用 55mm 钢 板 敷 垫 。顶 管 施 工 时 ， 待 左 线 管 道 顶 进 一 定 长 度 后 （ 约 6 米 ） ， 再开 始 右 线 顶 管 的 施 工 。考 虑 到 渠 箱 与 顶 管 交 叉 施 工 ， 以 及 施 工 场 地 、 工 期 限 制 ， 顶管 无 场 地 出 泥 ， 拟 在 0+118-0+123 段 搭 设 施 工 平 台 ， 平 台 高 1米 ， 长 3 米 ， 宽 7 米 ， 施 工 平 台 搭 设 图 见 附 图

10、六 。本 工 程 倒 虹 管 顶 管 长 度 共 53 米 。 须 20002000 混 凝 土管 54 节 。 75 米 顶 管 工 作 井 和 接 收 井 各 1 座 。 顶 管 施 工 完 毕 后在 工 作 井 和 接 收 井 内 分 别 砖 砌 检 查 井 各 1 座 。 另 外 为 了 驳 接 东 风 路 渠 箱 ,在 顶 管 施 工 完 成 后 ,于 顶 管 接 收井 内 顶 进 2000 混 凝 土 管 与 东 风 路 渠 箱 检 查 井 相 接 ， 顶 管 长 度 约10 米 。 由 于 顶 管 施 工 时 对 地 基 几 乎 没 有 扰 动 ， 因 此 不 需 进 行 地 基

11、 处理 。4.工 程 特 点 :地 质 结 构 复 杂 ， 埋 置 深 、 工 作 场 地 位 于 东 风 路 和小 北 路 ， 地 下 管 线 及 构 筑 物 众 多 ， 施 工 难 度 较 大 ， 工 期 较 紧 ， 整 个工 程 包 括 准 备 工 作 要 求 八 月 下 旬 完 成 ， 要 求 认 真 做 好 施 工 准 备 工 作 。为 保 证 工 程 顺 利 进 行 ， 应 考 虑 各 种 不 利 因 素 条 件 下 工 程 施 工时 如 工 作 面 通 风 、 排 水 、 衬 砌 的 技 术 措 施 和 各 种 事 故 如 管 道 及 竖 井补 漏 、 工 作 面 塌 方 处 理

12、 方 法 ，制 订 合 理 技 术 措 施 ， 精 心 组 织 施 工 ， 以 确 保 优 质 、 高 速 、 顺利 完 成 施 工 任 务 。二 、 施 工 部 署根 据 工 程 场 地 管 线 较 多 ， 地 质 条 件 复 杂 ， 工 期 较 紧 的 特 点 ， 采取 顶 管 工 作 井 和 接 收 井 同 时 施 工 ,工 作 井 完 成 后 ,两 条 管 道 同 时 顶管 施 工 ,再 利 用 顶 管 工 作 井 和 接 收 井 施 工 Y5 和 Y7 检 查 井 的 顺 序东濠涌分洪道-文德路渠箱过东风路段顶管 2000 年 6 月5施 工 ,以 缩 短 工 期 。 在 顶 管 施

13、 工 完 毕 后 ， 采 用 顶 管 方 式 施 工 2000 混 凝 土 连 接 管 ,水 泥 管 采 用 江 村 或 顺 德 陈 村 水 泥 制 品 厂 生产 的 水 泥 管 .1.施 工 顺 序顶 管 施 工 采 用 人 工 掘 进 顶 管 施 工 ， 人 工 挖 土 ， 小 型 手 推 车 运 土 ，卷 扬 机 垂 直 提 升 出 土 。 如 遇 流 砂 层 ， 则 将 工 具 管 密 封 ， 加 气 排 水 ，水 力 出 泥 。 施 工 顺 序 为 :先 施 工 顶 进 工 作 井 Y5 和 接 收 井 Y7,再 进行 管 道 顶 进 ,后 在 工 作 井 和 接 收 井 中 砌 检

14、 查 井 各 一 座 ,最 后 封 闭东 风 路 渠 箱 ,用 顶 管 法 施 工 连 接 井 。2.施 工 总 进 度 计 划本 工 程 进 度 计 划 要 求 在 八 月 下 旬 建 成 ， 在 计 划 安 排 上 尽 量 使 各工 序 相 互 衔 接 ， 各 项 工 作 同 时 展 开 。 工 程 总 进 度 计 划 安 排 见 施 工 进度 计 划 表 。东濠涌分洪道-文德路渠箱过东风路段顶管 2000 年 6 月6工 作 开 始测 量 放 线放样复核地面设备安装基坑构筑工作坑设备安装1#管出洞准备挖土运土推 进卸管、接口安装进 洞取工具管砌筑检查井工作结束注浆材料准备注 浆进 洞卸管

15、、接口安装推 进挖土运土2#管出洞准备取工具管注浆材料准备注 浆东濠涌分洪道-文德路渠箱过东风路段顶管 2000 年 6 月7三 、 施 工 准 备 工 作1.生 产 准 备 进 行 施 工 测 量 和 放 线 工 作 。 确 定 管 线 范 围 内 及 施 工 用 地 内 所 有 障 碍 物 ， 如 管 线 、 电线 杆 、 高 架 桥 墩 等 的 准 确 位 置 。 现 场 调 查 顶 管 地 段 内 主 要 障 碍 物 有排 水 管 、 供 水 管 、 水 掣 井 、 电 力 电 讯 管 道 和 渠 箱 位 置 和 标 高 ， 地 面交 通 情 况 较 复 杂 。 按 施 工 平 面 布

16、 置 图 修 建 临 时 设 施 ， 安 装 临 时 用 水 、 用 电 线 路 ，并 试 水 、 试 电 、 修 好 临 时 排 水 沟 。 订 购 所 需 铁 井 盖 、 井 圈 。 进 行 顶 管 所 用 非 标 准 设 备 的 安 装 。2.技 术 准 备 组 织 现 场 施 工 人 员 学 习 ， 审 查 施 工 图 纸 和 进 行 各 专 业 图 纸 会审 ， 进 行 设 计 要 求 和 施 工 技 术 交 底 。 编 制 好 顶 管 施 工 工 艺 卡 ， 做 好 顶 管 施 工 人 员 的 再 培 训 工 作 。 绘 制 临 时 工 程 及 施 工 非 标 准 设 备 工 具

17、图 纸 。四 、 主 要 项 目 施 工 方 法顶 管 法 是 依 靠 人 工 或 机 械 在 管 内 端 部 挖 掘 土 壤 ， 然 后 在 工 作 坑内 借 助 顶 进 设 备 ， 把 敷 设 的 管 子 按 设 计 中 线 和 高 程 的 要 求 顶 入 ， 并用 水 力 或 小 车 将 土 从 管 中 运 出 。 掘 进 顶 管 采 用 企 口 钢 筋 混 凝 土 管 。1 管 节 与 接 头由 于 本 管 道 为 污 水 管 道 ， 为 防 止 污 水 渗 漏 和 地 下 水 涌 入 ， 管节 间 必 须 有 可 靠 的 防 水 措 施 。 顶 管 管 材 采 用 企 口 加 强 型

18、 钢 筋 混 凝 土管 ， 双 层 钢 筋 网 在 端 部 加 密 。 接 头 采 用 “T”形 钢 板 套 环 。 钢 套环 厚 度 6 毫 米 ， 管 端 面 安 装 “O”形 橡 胶 止 水 环 ， 顶 进 完 毕 后 填 塞环 氧 树 脂 砂 浆 。 2、 工 作 坑 的 布 置工 作 坑 是 顶 管 施 工 的 工 作 场 所 。 其 位 置 可 根 据 以 下 条 件 确 定 : 根 据 管 线 设 计 ， 工 作 坑 可 选 在 检 查 井 处 ； 单 向 顶 进 时 ， 应 选 在 管 道 下 游 端 ， 以 利 排 水 ； 考 虑 地 形 和 土 质 情 况 ,有 无 可 利

19、 用 的 原 土 后 背 ；东濠涌分洪道-文德路渠箱过东风路段顶管 2000 年 6 月8 工 作 坑 与 可 能 穿 越 的 建 筑 物 要 有 一 定 安 全 距 离 ； 距 水 、 电 源 较 近 的 地 方 等 。根 据 施 工 现 场 实 际 情 况 ， 拟 设 顶 管 工 作 井 一 个 ， 接 收 井 一 个 。3、 工 作 坑 的 尺 寸工 作 坑 应 有 足 够 的 空 间 和 工 作 面 ， 保 证 下 管 、 安 装 顶 进 设 备 和操 作 间 距 ， 坑 底 长 、 宽 尺 寸 可 按 如 下 公 式 计 算 ：底 宽W D (2.4 3.2)式 中 W 工 作 坑

20、底 宽 度 (m); D 被 顶 进 管 子 外 径 (m);底 长L L1 L2 L3 L4 L5 式 中 L 工 作 坑 底 长 (m)；L1 管 子 顶 进 后 ， 尾 端 压 在 导 轨 上 的 最 小 长 度 ， 混 凝 土 管一 般 留 0.3m。 L2 每 节 管 子 长 度 (m);L3 出 土 工 作 间 隙 ， 根 据 出 土 工 具 确 定 ,一 般 为1.0 1.5m;L4 千 斤 顶 长 度 (m)L5 后 背 所 占 工 作 坑 厚 度 (m)。考 虑 到 坑 内 后 背 采 用 人 工 挖 孔 桩 和 混 凝 土 墩 ， 受 力 面 铺 设 钢 板 ，壁 后 灌

21、注 水 泥 浆 加 固 ,本 工 程 工 作 井 Y5 和 接 收 井 Y7 采 用 64m矩 形 井 ， 井 内 设 集 水 坑 。4、 工 作 井 的 施 工顶 管 法 施 工 的 工 作 坑 ， 它 作 为 临 时 施 工 过 程 进 、 出 口 以 及 建成 永 久 性 地 下 管 线 检 查 井 。工 作 井 采 用 沉 井 法 施 工 。 考 虑 到 此 处 地 下 水 位 较 高 ， 且 井 穿透 砂 层 ， 为 防 止 流 砂 ， 采 用 不 排 水 下 沉 的 施 工 方 法 ， 必 要 时 还 可 向井 内 注 水 ， 使 井 内 水 位 稍 高 于 地 下 水 位 。为

22、防 止 井 筒 倾 斜 ， 挖 土 时 注 意 对 称 均 衡 挖 土 。 且 锅 底 深 度 不应 超 过 0.5 米 。 待 下 沉 到 施 工 所 需 高 程 时 ， 立 即 在 水 下 封 底 。 封底 时 ， 先 铺 垫 碎 石 垫 层 和 进 行 混 凝 土 垫 层 的 水 下 浇 筑 ， 并 留 钢 封 水管 ， 待 混 凝 土 达 到 应 有 强 度 后 将 水 抽 去 ， 封 闭 钢 封 水 管 ， 再 做 底 板 。东濠涌分洪道-文德路渠箱过东风路段顶管 2000 年 6 月9沉 井 过 程 中 常 见 问 题 的 处 理（ 1） 井 筒 倾 斜 的 观 测 及 校 正 ：

23、由 于 刃 脚 下 面 的 土 质 不 均 匀 井 壁 四 周 的 土 压 力 不 均 衡 ， 挖 土 操作 不 对 称 以 及 刃 脚 下 有 障 碍 物 ， 可 能 造 成 井 筒 倾 斜 。 因 此 在 沉 井 过程 中 ， 必 须 随 时 观 测 倾 斜 情 况 。 采 用 垂 球 观 测 的 方 法 。由 于 井 筒 内 四 周 挖 土 不 均 或 土 质 不 均 ， 地 耐 力 不 一 致 导 致 的 井筒 倾 斜 ， 可 采 用 挖 土 的 方 法 加 以 校 正 。 即 在 下 沉 较 慢 的 一 侧 多 挖土 。 如 此 法 不 足 以 校 正 时 ， 可 在 井 筒 外 壁

24、 一 边 开 挖 土 放 ， 相 对 一边 回 填 土 方 。 此 外 还 可 以 采 用 加 载 的 方 法 加 以 校 正 。（ 2） 井 筒 不 沉 或 突 沉如 井 壁 四 周 的 土 不 易 下 滑 导 致 下 沉 缓 慢 或 不 能 下 沉 时 ， 采 用 高压 水 枪 进 行 冲 射 ， 水 枪 沿 井 壁 布 置 ， 冲 动 刃 脚 部 分 的 土 ， 使 井 下沉 。 若 是 由 于 障 碍 物 阻 挡 ， 则 挖 去 障 碍 物 。为 防 止 突 沉 ， 锅 底 开 挖 深 度 一 般 不 得 超 过 0.5 米 。（ 3） 井 筒 裂 缝由 于 井 筒 四 周 土 压 力

25、 不 均 ， 挖 土 时 遇 到 障 碍 物 支 撑 井 筒 的 若干 点 而 混 凝 土 强 度 较 低 都 有 可 能 产 生 裂 缝 。因 此 ， 施 工 时 应 使 井 筒 达 到 规 定 强 度 后 ， 方 可 下 沉 。 也 可 在 方便 挖 土 的 前 提 下 在 井 筒 内 安 设 支 撑 。井 筒 产 生 裂 缝 后 ， 必 须 在 井 筒 外 面 挖 土 ， 减 少 该 向 的 土 压力 ， 或 拆 除 障 碍 物 ， 防 止 裂 缝 继 续 扩 大 。 同 时 用 水 泥 沙 浆 ， 环氧 树 脂 或 其 他 补 强 材 料 涂 抹 裂 缝 进 行 补 救 。（ 4） 沉

26、 井 的 抗 浮由 于 沉 井 位 于 地 下 含 水 层 内 ， 可 能 产 生 上 浮 。施 工 过 程 中 ， 可 以 采 取 增 加 构 筑 物 的 附 加 荷 载 ， 增 加 下沉 摩 阻 力 ， 减 少 刃 脚 开 挖 深 度 ， 防 止 地 面 水 流 入 等 措 施 抗 浮 。封 底 时 结 构 重 量 为 ：w 结 =184 吨封 底 时 水 位 约 3 米 ， 浮 力 为 ：w 水 =128 吨结 构 重 量 大 于 浮 力 ， 符 合 抗 浮 要 求 。w 结 w 水 5、 工 作 坑 导 轨 设 置 及 基 础 加 固工 作 坑 底 可 根 据 土 质 、 管 子 重

27、量 及 地 下 水 情 况 , 做 好 基 础 ，以 防 止 工 作 坑 底 下 沉 ， 导 致 管 子 顶 进 位 置 的 偏 差 。东濠涌分洪道-文德路渠箱过东风路段顶管 2000 年 6 月10 导 轨 的 作 用 是 引 导 管 子 按 设 计 的 中 心 线 和 坡 度 顶 进 ， 保 证 管子 在 顶 入 土 之 前 位 置 正 确 。 导 轨 安 装 牢 固 与 准 确 对 管 子 的 顶 进 质 量影 响 较 大 ， 因 此 ， 安 装 导 轨 必 须 符 合 污 水 管 中 心 、 高 程 和 坡 度 的 要求 。本 工 程 采 用 38kg 钢 轨 作 导 轨 。 基 础采

28、 用 钢 筋 混 凝 土 基 础 ， 当 工 作 坑 底 土 质 松 软 ， 有 地 下 水 时 , 应 采 用 C20 混 凝 土 封 底 ,厚 度 为 30 50cm， 混 凝 土 底 板 漏 水 处 应灌 注 水 泥 浆 。6、 顶 管 工 程 力 学 参 数 确 定顶 管 过 程 是 一 个 复 杂 的 力 学 过 程 ， 它 涉 及 材 料 力 学 、 岩 土 力学 、 流 体 力 学 、 弹 塑 性 力 学 等 诸 多 学 科 。 但 顶 管 计 算 的 根 本 问 题 是要 估 算 顶 管 的 推 力 和 后 背 承 载 能 力 。顶 管 的 推 力 就 是 顶 管 过 程 管

29、道 受 的 阻 力 ， 包 括 工 具 管 切 土 正压 力 、 管 壁 摩 擦 阻 力 及 工 具 管 气 水 压 力 。 工 具 管 切 土 正 压 力 ： 与 土 层 密 实 度 、 土 层 含 水 量 、 工 具 管格 栅 形 态 及 管 内 挖 土 状 况 有 关 。 根 据 有 关 工 程 统 计 资 料 ， 软 土 层 一般 为 20-30t/m2,硬 土 层 通 常 在 30-60t/m2。 大 于 40t/m2 时 表 明土 质 较 好 ， 可 考 虑 取 消 格 栅 ,采 用 开 敞 式 工 具 管 。F1=S1K 其 中F1-顶 管 正 阻 力 (t)S1-顶 管 正 面

30、 积 (m2)K-顶 管 正 阻 力 系 数 (t/m2) 管 壁 摩 擦 阻 力 ： 管 壁 与 土 间 摩 擦 系 数 及 土 压 力 大 小 有 关 。根 据 有 关 工 程 统 计 资 料 ， 管 壁 摩 擦 阻 力 一 般 在 100-500kg/m2 之间 。通 常 减 少 管 壁 摩 擦 阻 力 的 措 施 有 ： 管 壁 与 泥 土 间 加 泥 浆 套 减阻 ， 使 管 外 壁 形 态 规 则 和 表 面 光 洁 、 减 少 管 道 拐 弯 等 。 泥 水 平 衡 压 力 ： 在 封 闭 的 冲 泥 舱 内 加 泥 水 压 力 平 衡 地 下 水压 力 ， 是 防 止 泥 砂 涌 入 的 重 要 方 法 。 泥 水 压 力 一 定 要 合 理 。 压 力 过小 ， 大 量 的 泥 砂 涌 入 ， 会 造 成 路 面 破 坏 ， 压 力 过 大 ， 会 增 大 主 千 斤顶 负 荷 ， 严 重 的 可 能 产 生 冒 顶 现 象 。泥 水 平 衡 压 阻 力 计 算 如 下 ：F3=D2P/4