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φ1050鋼筋混凝土圓管頂進(jìn)施工組織設(shè)計(jì)

根據(jù)工程特點(diǎn)，清水橋橋頭需采用頂進(jìn)法施工，以維持施工期間的正常交通。

工程特點(diǎn)及難點(diǎn)：

1、施工區(qū)各種管線較多。工作坑及接收坑定位時(shí)事先需明確地下管線情況。

2、施工區(qū)處于橋頭，交通繁忙，社會(huì)車輛必須保證通行，因此，本段必須采取有利措施疏散交通，另外，由于有重車通行，工作坑必須采取護(hù)壁支護(hù)，在施工工序上分段施工，嚴(yán)重制約工程工期，并增加了人工出土工作量。

3、橋頭道路為利用河床修筑路基，土壤類別復(fù)雜，大塊石較多，對開挖進(jìn)度、安全影響大。不可避免會(huì)產(chǎn)生超挖，開挖后必須及時(shí)進(jìn)行處理。

4、受埋深及土質(zhì)影響，工作坑開挖困難，必須采取強(qiáng)有力的防塌措施。

5、施工空間小，材料堆放、施工場地受限。

6、工期壓力大。

7、必須加強(qiáng)沉降觀測，采取有利的控制沉降措施。

為保證施工安全、質(zhì)量、工期，根據(jù)橋東污水截流干管施工圖、有關(guān)變更設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50268-97）、管線主管單位現(xiàn)場交底、我單位現(xiàn)場調(diào)查，制訂如下施工組織設(shè)計(jì)方案。

一、工作坑的布置與開挖

工作坑布置在管線交接處，。工作坑底面凈空尺寸4.5×5.5m。

工作坑在不斷交的情況下施工，土質(zhì)為卵石夾砂，土質(zhì)極不穩(wěn)定，容易坍塌，距行車限制線距離小，為確保安全，工作坑采用人工逆做法施工，即人工分階段進(jìn)行開挖，每開挖2—3m馬上澆注鋼筋混凝土護(hù)壁支撐，已開挖層確保穩(wěn)定后再開挖下一層。開挖過程中盡量減少塌方及擾動(dòng)兩側(cè)原狀土。對坍塌及擾動(dòng)部分在護(hù)壁澆注過程中用混凝土填充。因本工程處于鬧市區(qū)，行人、居民多，為保證正常交通及生活秩序，按業(yè)主要求工作坑混凝土采用商品混凝土。

本工程施工期間不中斷重車通行，為確保工作坑穩(wěn)固，工作坑設(shè)25#工字鋼系梁兩道，系梁與混凝土密貼，并與予埋件焊接，工字鋼聯(lián)結(jié)翼緣板必須滿焊，保證鋼度。

在工作坑底墊碎石30cm，再澆注30cm厚C25鋼筋混凝土作為底板，底板設(shè)鋼筋混凝土防滑及加勁系梁，系梁截面尺寸25×25厘米，縱橫向各設(shè)兩道。底板上上予埋鋼板，以便混凝土凝固以后安裝導(dǎo)向軌。

導(dǎo)向軌作用是保證管節(jié)按設(shè)計(jì)高程、方向、坡度入土。導(dǎo)向軌安裝的好壞直接影響后續(xù)施工，必須予以充分注意。導(dǎo)向軌用P43鋼軌。為控制管頂高程及方向，安裝導(dǎo)向軌必須經(jīng)過仔細(xì)測量。第一節(jié)管節(jié)安裝前要進(jìn)行導(dǎo)向軌試運(yùn)行，并及時(shí)調(diào)整到設(shè)計(jì)標(biāo)高。在使用過程中要及時(shí)復(fù)核及調(diào)整、更換。根據(jù)本工程管節(jié)長度，導(dǎo)向軌長4m。施工前預(yù)備各種規(guī)格鐵楔。導(dǎo)向軌安裝前在工作平臺(tái)上放出中軸線，與管中軸線重合。用水準(zhǔn)儀控制導(dǎo)向軌兩內(nèi)角處標(biāo)高。

本工程施工段土質(zhì)復(fù)雜，特別是受卵石影響，壓力不穩(wěn)定，為最大限度增加頂進(jìn)長度，避免頂進(jìn)中途失敗，本工程采取注漿減阻措施，因此必須保證后封閉質(zhì)量，施工中后封閉做法如下：洞口過渡段用予注漿小導(dǎo)管加固，導(dǎo)管采用鋼管，長4m，間距15cm，沿管周均勻布置，管周混凝土擋墻上設(shè)予埋件與雙層后封閉法蘭聯(lián)結(jié)，法蘭間布置后封閉止水橡膠板。

為避免地下水影響施工，工作坑內(nèi)設(shè)集水槽及集水坑，并將收集到的地下水及時(shí)排出坑外。                                            

二、頂進(jìn)設(shè)施的布置與安裝

1、工作坑后背

后背承受千斤頂巨大的作用力，必須保證后背的穩(wěn)定性及剛性。才能避免頂進(jìn)過程中因后背失穩(wěn)而影響頂進(jìn)施工質(zhì)量和造成安全事故。

根據(jù)本工程所處施工環(huán)境，工作坑開挖后土體情況事先難以確定，因此決定組合式后背。組合如下：工作坑鋼筋混凝土檔墻、鋼軌后背樁、橫向分配方木、豎向分配鋼梁、σ=30mm分配面板。

鋼軌后背樁埋入底板深度不得小于1m。 

2、頂管設(shè)備布置

本工程頂進(jìn)設(shè)備布置如下圖，頂力由千斤頂通過U型頂鐵、環(huán)型頂柱傳至管端。千斤頂選用2只200T千斤頂及配套油泵。起重能力400t，最大行程100cm，重340kg。為避免頂進(jìn)過程中造成千斤頂刮土現(xiàn)象，將千斤頂放在鋼制托盤上。為保證管節(jié)按預(yù)定方向前進(jìn)，千斤頂頂力的合力位置和頂進(jìn)抗力的位置在同一軸線上，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，φ1050管著力點(diǎn)在靠近管底30-40cm處。

頂鐵用20mm厚鋼板焊接而成，頂鐵制作80cm、60cm、20cm、各制作1組。為保證施工安全，頂鐵設(shè)鎖定“U”型卡。

三、出土及下管措施

考慮到本工程所處環(huán)境，無法設(shè)置出土及下管坡道，因此，確定采用12t汽車吊下管及出土。

四、頂進(jìn)施工

頂進(jìn)工藝流程如下：

下管—測量—挖土—出土—安裝預(yù)制塊導(dǎo)向滑道—測量—注漿—頂進(jìn)—校測

1、下管

管材采用φ1050專用頂管，生產(chǎn)廠家為北京市韓村河管廠。

管材進(jìn)場后打蠟減阻。

管材場內(nèi)人力運(yùn)輸，下管采用吊車，將管節(jié)吊起后放在工作坑內(nèi)的導(dǎo)軌上。

2、穩(wěn)管及接口

穩(wěn)管：每下一節(jié)管子馬上檢查管節(jié)高程和方向及是否完全臥貼于導(dǎo)軌之上。

接口：本工程采用雙插式專用頂管，接口前將密封橡膠圈按要求套在插口上，接口定位依靠導(dǎo)向軌。

3、挖土

本工程采用人工出土頂管，挖土使用短把小平鎬、短把鐵鍬。施工過程中挖土要與頂管密切配合，挖土過程中及時(shí)注意、調(diào)整管節(jié)“低頭”、“昂頭”現(xiàn)象。

管前端挖土?xí)r，坑碧與管上方可有1—2cm空隙，以減少頂進(jìn)阻力，管節(jié)下部135°置換為諭旨塊滑道。管前端可視土質(zhì)情況超挖5-30cm。

鑒于本段塊石多的特殊地質(zhì)情況，挖掘過程中采用挖除、破碎、下放等綜合作業(yè)方法。

為確保卵石層地質(zhì)條件下的施工安全，隨開挖隨施設(shè)防護(hù)小導(dǎo)管管棚。小導(dǎo)管間距15cm，施設(shè)在上部90°范圍內(nèi)。

4、出土

管內(nèi)水平運(yùn)輸采用四輪小平車放活底弧形土斗裝土，人力運(yùn)輸。垂直運(yùn)輸用12t汽車吊。

5、安裝預(yù)制塊導(dǎo)向滑道

鑒于本段塊石多的特殊地質(zhì)情況，開挖過程中將嚴(yán)重?cái)_動(dòng)沙礫層，人工無法修筑滑道，為避免頂進(jìn)過程的“低頭”現(xiàn)象，施工中將管底置換為預(yù)制塊滑道。滑道厚15cm，倒角弧度同管外壁。使用前面層打蠟減阻。

6、注漿

為保證頂進(jìn)工作順利，施工中采取觸變泥漿減阻。頂進(jìn)時(shí)，工具管后面的三節(jié)混凝土管上都有壓漿孔，以便及時(shí)進(jìn)行跟蹤壓漿，取保形成有效的泥漿套，在往后每三節(jié)管上有一個(gè)壓漿孔，頂進(jìn)過程中及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)壓漿，壓漿總管采用φ50mm鐵管，支管采用軟管，以三通連接并設(shè)截止閥。

觸變泥漿配合比如下：

膨潤土：石膏：水=1：0.5：6（重量比）

7、頂進(jìn)

頂進(jìn)要堅(jiān)持“先挖后頂”、“隨挖隨頂”的原則，事先檢查頂鐵安裝是否平直，以防頂進(jìn)時(shí)產(chǎn)生偏心荷載，頂鐵崩出傷人。

頂進(jìn)程序如下：

安裝頂鐵—開油泵（千斤頂開始伸出活塞）--千斤頂不斷伸出活塞管節(jié)前進(jìn)—關(guān)油泵（千斤頂伸出活塞全長）--開截門回油（千斤頂退活塞）--加頂鐵—擰緊截門---開油泵前進(jìn)

頂進(jìn)過程中注意以下事項(xiàng)：

⑴及時(shí)注意油泵上的壓力表的變化，發(fā)現(xiàn)壓力驟然增大時(shí)，應(yīng)立刻停泵檢查原因。

⑵千斤頂活塞伸出長度，應(yīng)在規(guī)定沖程之內(nèi)，不要超出，防止損壞設(shè)備。

⑶連續(xù)頂進(jìn)，不能長期停頓。

8、測量

測量的目的是：檢查首節(jié)頂管的高程、中線、坡度，以了解頂管質(zhì)量、決定校正方法。

一般每頂進(jìn)1m測量一次，首節(jié)管起導(dǎo)向作用，要求質(zhì)量高，因此開始頂進(jìn)時(shí)要隨時(shí)檢查，一般每30-50cm檢查一次。

9、接收

為保證工程連續(xù)性，本工程在頂進(jìn)終點(diǎn)處設(shè)接收井，接收井一端與已安裝管道連接，另一端與待頂進(jìn)管道連接，與待頂進(jìn)管道連接端予留接收空間。接收井為磚砌37墻，凈尺寸3.5×3.5。

10、與相臨管道連接

頂管至接收井后，在工作坑及接收井內(nèi)砌筑連接井，將頂管與明槽開挖安管管道連接成一體。

11、拆除工程

本工程處于主要城區(qū)，按有關(guān)要求，施工附屬結(jié)構(gòu)在施工完成以后必須拆除，所以，本工程工作井、接收井在施工完成以后拆除，方法是用人工風(fēng)鎬。

五、頂進(jìn)過程中的事故預(yù)防及其處理

1、為加大操作空間及方便處理頂進(jìn)工作面處的孤石、大漂石等障礙物，第一節(jié)管前設(shè)工具管，工具管采用σ=20mm鋼板卷制而成。鋼板寬2m，與混凝土管前的予埋鋼板焊連。

2、根據(jù)橋西區(qū)污水管道埋設(shè)經(jīng)驗(yàn)，本段頂管施工過程中很有可能遇到舊堤壩、孤石、粉砂層及受地下水等情況。

⑴體積較小者可將周圍土體挖除整體取出。

⑵如遇到孤石體積較大者或舊堤壩，人工用風(fēng)鎬破碎影響頂進(jìn)部分或用風(fēng)鉆引孔用膨脹炸藥或劈石器破碎。

⑶如遇粉砂層，減少超挖尺寸并用厚木板或鐵板封頭或不超挖切土進(jìn)尺。

⑷如遇地下水為保證出土及開挖方便，必須保證排水暢通，管內(nèi)不能積土，工作坑集水井處設(shè)水泵兩臺(tái)（一臺(tái)備用）并配專人抽水。

另外，有地下水地段容易產(chǎn)生塌方、流沙現(xiàn)象，開挖過程中必須貫徹“短開挖、快頂進(jìn)”的施工方法，若出現(xiàn)塌方及流沙現(xiàn)象及時(shí)采取措施封閉管端。

3、本次頂進(jìn)施工很有可能處于砂卵層中，必須采取有力措施進(jìn)行減阻，施工中采取如下措施：對于管周粒徑大于10cm的卵石全部進(jìn)行托換。確保摩阻力穩(wěn)定并避免卵石卡管造成工作管破裂，方法是將卵石取出后用粘土回填，回填必須保證密實(shí)，嚴(yán)防土體坍塌后附近卵石接觸工作管，為進(jìn)一步減少阻力，回填物與工作管間設(shè)油氈隔離層。施工中注意油氈搭接方向。

4、不穩(wěn)定土層加固：施工過程中對不穩(wěn)定土層如碎砂層、垃圾土層等為確保安全，采取通過小導(dǎo)管管棚注漿加固措施。施工中注意控制注漿量與注漿壓力，注漿壓力控制在0.15-0.25Mpa。

5、地表沉降控制：本工程處于市內(nèi)，必須嚴(yán)格控制地表沉降，施工過程中盡量減少超挖，必須超挖處控制好托換回填密度。

6、管道糾偏：

必須加強(qiáng)第一節(jié)管道頂進(jìn)質(zhì)量控制，減少起頂誤差，因此導(dǎo)向軌、千斤頂受力點(diǎn)、管底滑道、管側(cè)超挖必須嚴(yán)格按施組要求進(jìn)行。

偏差主要是由于開挖斷面形狀不正確、工作面土質(zhì)不均勻、千斤頂位置不正確等引起，施工中必須予以重視，必須加強(qiáng)量測及調(diào)整工作，規(guī)定：中心偏斜誤差超過+20mm，高程誤差超過+15mm必須及時(shí)進(jìn)行糾偏。

頂管過程中偏差以預(yù)防為主，糾正為輔。鑒于土層土質(zhì)的特殊性，本工程施工中采取了綜合防偏措施，具體如下：

⑴加強(qiáng)管道聯(lián)結(jié)鋼性，管口用膨脹螺栓做予埋件，管道接口施工完成后用σ=1cm鋼板焊接聯(lián)結(jié)。焊接聯(lián)結(jié)完成以后用鋼板接口設(shè)內(nèi)外鋼套環(huán)補(bǔ)充加強(qiáng)管道接口鋼性，減小局部不平衡力對管道頂進(jìn)方向的影響，確保管道不因局部外力而發(fā)生軸向變形。外套環(huán)利用承插鋼圈，內(nèi)套環(huán)利用σ=1cm的鋼板制作，套環(huán)寬0.3m。

⑵管底設(shè)置混凝土預(yù)制塊滑道，用滑道控制頂進(jìn)方向及高程。

⑶工具管上設(shè)糾偏千斤頂組，及時(shí)小范圍調(diào)整工具管方向。

⑷工具管前端兩側(cè)及時(shí)用木楔穩(wěn)定頂進(jìn)方向?？障队蒙暗[回填。

偏差不可避免，發(fā)生時(shí)隨時(shí)糾正，糾偏工作按下列情況采取相應(yīng)方法進(jìn)行：

⑴發(fā)現(xiàn)管段左右偏斜，在偏的一側(cè)少挖土，在另的一側(cè)多挖土，逐漸調(diào)整糾偏。

⑵管子發(fā)生“低頭”現(xiàn)象，且誤差不大時(shí)，可將小千斤頂放在墊木上，著力點(diǎn)在管端上口，隨頂進(jìn)隨放松千斤頂，使管節(jié)逐漸恢復(fù)到正確位置。

⑶管節(jié)低頭嚴(yán)重時(shí)，在管內(nèi)設(shè)千斤頂拖架，用千斤頂予以校正，校正時(shí)應(yīng)將

固定管節(jié)用的臨時(shí)聯(lián)接內(nèi)漲圈木楔松開，俟校正完成以后再用木楔楔緊。

⑷當(dāng)管節(jié)出現(xiàn)“昂頭”現(xiàn)象，可將管底土適當(dāng)多挖，或?qū)⑶Ы镯斨c(diǎn)向上少許移動(dòng)，俟恢復(fù)正常后再將著力點(diǎn)移回原位。

六、工期安排

按日進(jìn)度3m組織施工，為確保工期、合理調(diào)配施工資源，各施工段采用分段流水作業(yè)法，進(jìn)場后先集中力量施工工作坑。

七、勞動(dòng)力組織

根據(jù)工期要求， 按日進(jìn)尺3m考慮，采用三班制作業(yè)，每組15人，具體如下：

頂管作業(yè)勞動(dòng)力組織 

另電工、電焊工、混凝土工由項(xiàng)目部統(tǒng)一調(diào)度。

八、機(jī)械設(shè)備投入 

九、臨時(shí)工程施工

1、土方工程施工

受場地條件限制，現(xiàn)場無土方堆放地點(diǎn)，施工中，工作坑及頂管開挖棄土人工臨時(shí)推運(yùn)堆放在施工場地外，然后用汽車運(yùn)到棄土場。

工程完工后，工作坑土方回填時(shí)，借土回填。

2、施工用水

   現(xiàn)場不具備用水接引條件，生產(chǎn)及生活用水用撒水運(yùn)輸車供應(yīng)。

3、施工用電

    受現(xiàn)場條件及施工實(shí)際情況限制，幾處施工地點(diǎn)均處于橋頭，根據(jù)施工調(diào)查，供電局不同意進(jìn)行施工臨時(shí)用電接引，因此決定采用發(fā)電機(jī)發(fā)電保證施工用電。

十、施工安全

本工程施工必須將安全控制放在首位，除建立完善的管理體系及管理制度外，必須對以下事項(xiàng)予以充分注意：

1、本工程處于交通要道，施工前用彩鋼瓦對施工區(qū)予以封閉，

2、車輛通行予留臨時(shí)通口，不用時(shí)及時(shí)封閉，彩鋼瓦周邊掛紅色警示燈。

3、工作坑開挖前人工挖探坑明確管線走向、種類，盡量使工作坑避開管線。

4、圍護(hù)距離距槽邊大于1m。

5、管節(jié)就位時(shí)選好重心位置，本次施工采用人工喂管，工作坑頂設(shè)阻擋裝置，吊車放管時(shí)穿繩控制管節(jié)搖擺。

6、開挖過程中及時(shí)觀測掌子面土質(zhì)穩(wěn)定情況。

7、洞內(nèi)照明采用36V安全電壓。

8、洞內(nèi)設(shè)安全換風(fēng)系統(tǒng)。

9、頂進(jìn)、下管時(shí)技術(shù)人員必須旁站監(jiān)督。

10、壓漿過程中，操作人員戴防護(hù)眼鏡。

11、施工區(qū)間全封閉，除業(yè)主、監(jiān)理等人員外，外部人員一律不得入內(nèi)。

十一、附件一

（一）、千斤頂?shù)倪x用及一次頂進(jìn)長度確定：

φ1050鋼筋混凝土管自重：V=π×D×L×σ

=3.14×1.05×2×0.117=0.771m³

W=0.771×2.8=2.16t/根

P=W/2=2.16/2=1.08t/m=10.8KN/m

需用頂力計(jì)算：

采用人工超前出土，所以管端端頭阻力不計(jì)。本段為回填的砂礫石土，按經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)其阻力值為：

W1=4.5×P×L=3×P×L=4.5×10.8×60=2916KN=292t（按管重）

W2=K（34D1-21）×L=1.2×（34×1.284-21）×60

=1631KN=163t（按卸荷拱）

P=max（W1，W2）=163t

選用400t級千斤頂。

能量儲(chǔ)備：（400-292）/400=27%

綜上，一次頂進(jìn)長度不得超過60m，否則需另外設(shè)工作坑。

（二）、管端混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算

P=1631KN

S=π（D1-D2）/4=3.14×（1.284²-1.05²）/4=0.4287m²

б=P/S=1631000/0.4287=3.80×10⁶Pa=3.80MPa

б=3.80Mpa≤[C30]=15MPa

核！      

附件二：

 注漿加固及管道接口處理施工專項(xiàng)施工組織設(shè)計(jì)

鑒于本工程土質(zhì)特殊性，大塊石多，管道周圍塊石在頂進(jìn)過程中必須全部取出以保證頂進(jìn)方向，不可避免在管道周圍產(chǎn)生較大空隙，另外，為最大限度增加頂進(jìn)長度，施工中采取了注漿減阻措施，頂進(jìn)完成以后必須對觸變泥漿予以置換。因此，為避免施工完成以后發(fā)生地表沉降造成質(zhì)量隱患，頂進(jìn)完成以后必須進(jìn)行置換壓漿及填充壓漿加固處理措施。

本工程采用專用雙插口頂管管材，頂進(jìn)完成以后管道間以鋼套環(huán)聯(lián)結(jié)，為避免截流后污水腐蝕鋼套環(huán)，截流前必須對管道接口進(jìn)行密封性處理措施。確保污水不與鋼套環(huán)接觸。

一、施工程序

管道接口密封處理-----泥漿孔密封處理--------壓漿------置換壓漿孔密封處理

二、具體施工方案

1、管道接口及泥漿孔密封處理

管道接口及泥漿孔密封材料采用雙組份聚硫密封膏進(jìn)行處理，施工時(shí)先將接口用鋼絲刷及小掃帚打掃干凈并用電熱風(fēng)吹干，用橡膠刷將混合好的密封膏逐層摸平至與管道接口平齊。

2、壓漿

壓漿泵選用UB3C型注漿泵，額定壓力2.0Mpa，支管及總管采用D40高壓管，連接處設(shè)三通及止回閥。

根據(jù)土層特點(diǎn)，壓漿材料用水泥漿液。漿液制備在拌和廠集中攪拌，混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸。

漿液水灰比控制在0.8-1.0之間。

注漿壓力控制在0.4-0.6之間。施工中控制注漿壓力與注漿量。

注漿量控制按有效擴(kuò)散范圍1m考慮。

3、安全施工

   施工過程中注意安全，照明、通風(fēng)等按施組要求進(jìn)行，另外，注漿過程中工人必須佩帶防護(hù)眼鏡。