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1、沈阜开发大道（北一路出口大兴段）改建雨水管线过路顶管工程施工组织设计 建设单位： 审 批： 总承包单位：沈阳市公路建设股份有限公司 审 核：编 制：刘乃军编制日期：二一年五月二十五日目 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15六、 施工总工期和施工进度计划15 1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16 1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：沈阳市沈阜开发大
2、道（北一路至大兴段）改建工程，位于沈阳市沈阜开发大道。其雨水管道位于沈阜大道两侧，拟建雨水管道沿线需经过与沈阜大道交汇的支、次干道约8处，每处有13道过路雨水管道,顶管槽底挖深均在7m左右。位置详见施工图。沈阜大道及与其交汇的支、次干道交通十二分繁忙,交通疏解困难，地下管线密集，雨水管道明挖施工无法进行，因而在雨水管道经过主、支、次干道时采用顶管法施工，顶管规格型号、级别由建设单位、设计单位确定。每道顶管长度按所经过路宽每侧各增加2m混凝土管。2.场地工程地质情况：地形起伏不大，场地地层自上而下依次为杂填土、粉土和粉砂，地下水估计十分丰富。 该工程场地地质结构复杂，管道穿越土质主要有杂填土、含
3、砂粘土、中细砂层和淤泥等，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，该段采如下顶管法施工。于顶管两端人工开挖工作坑和接收坑各1处；采用人工掘进土方，用机械顶进施工。 4.工程特点:地质结构复杂，埋置深、工作场地位于主干道，地下管线及构筑物众多，施工难度较大，工期较紧，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
4、多，地质条件复杂，顶管工程量大，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,以缩短工期。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。2.施工总进度计划本工程进度计划要求按甲方要求建成，在计划安排上尽量使各工序相互衔接，各项工作同时展开。工程进度计划安排见施工进度计划表。 顶管施工工艺流程图 工 作 开 始测 量 放 线放样复核基坑构筑 地面设备安装工作坑设备安装2#管出洞准备 注浆材料准备1#管出洞准备 注浆材料准备挖土运土挖土运土注 浆推 进推 进注 浆卸管、接
5、口安装卸管、接口安装进 洞进 洞取工具管取工具管 收尾工程工作结束三、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、检查井、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。订购所需顶管管材。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
6、标准设备工具图纸。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 由于本管道为雨水管道，为防止地下水涌入，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，工作坑可选距路边2米以外，或设置在检查井处；单向顶进时，应选在
7、管道下游端，以利排水；考虑地形和土质情况,有无可利用的原土后背；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WD(2.43.2)式中W工作坑底宽度(m);D被顶进管子外径(m);底长LL1L2L3L4L5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1.01.5m;L4千斤顶长度(m)L5
8、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，壁后灌注水泥浆加固,本工程工作坑和接收坑采用6m4m(坑底平面尺寸)，边坡放坡系数大于1：1的矩形坑，井内设集水坑。 4、工作坑的施工顶管法施工的工作坑，它作为临时施工过程进、出口或建成永久性地下管线检查井。工作井采用人工或机械开挖施工。考虑到此处地下水位较高，且穿透砂层，为防止流砂，采用污水泵不间断排水的施工方法，工作坑内地下水位你于坑底板高程。挖土时注意对称均衡挖土。挖至坑底后，先铺垫碎石垫层和进行混凝土垫层的浇筑，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。打钢桩为防止坑壁塌方，工
9、作坑在侧面采用钢桩支撑，工字钢间距为800mm；工作坑后背采用打钢板桩，钢板桩桩中间距为400mm，桩长为7m；在侧面两侧打钢桩，钢板桩桩中间距为600mm，桩长为7m。打桩前先挖桩沟，摸清地下其他设施，桩沟深500mm。工作坑、接收坑支护见下图。 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。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。基础采用钢筋混凝土基础
10、，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3050cm，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
11、管。F1=S1K 其中 F1-顶管正阻力(t) S1-顶管正面积(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=pD2P/4 其中 F3-顶管泥水阻力(
12、t) D-顶管外径(m) P-一顶管泥水最大压力(t/m2) 在考虑最大一次顶进距离为50m时，顶管总阻力为以上三种阻力之和：F=F1+F2+F3360t 考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取2倍能力储备，设备顶进能力应为700t。7、后背结构及抗力计算后背作为千斤顶的支撑结构。因此，后背要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。所以，应进行强度和稳定性计算。本工程采用厚钢板后背，这种后背设置简单，安装时应满足下列要求: A.使千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3； B.后背垫铁可用70mm钢板。 C.后背后松散砂层灌注水泥砂浆。后背的计算后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶
13、力作用方向相一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形现象是正常的。顶管时，后背不应当破坏，以免产生不允许的压缩变形。后背不应出现上下或左右的不均匀压缩。否则，千斤顶支承在斜面后背的土上，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工安全，应进行后背的强度和刚度计算。根据顶进需要的总顶力，运用朗肯土压力公式核算后背受力及挡桩的长度，使土体所受的力小于土壤的允许承载力。关于后背详细计算，可分为浅覆土后背和深履土后背。具体计算可按挡土墙计算方法确定。后背墙的加固方法施工前先检验后背墙的土体，假如不能满足施工要求时，采用钢筋混凝土后背。根据顶力计算，后背墙的加固方式如下图所示： 8、顶进设备顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁等。千斤顶千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程拟采用4台320t液压千斤顶。
