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天津市快速路系统二期项目
外环线东北部调线工程第3标
1#雨水泵站工程
跨津芦公路顶管施工专项方案
工程编号:10127L-Q-S
编制:
审核:
审批:
2015年12月
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目录
第一章工程概况.........................................................................-3-
.........................................................................-3-
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第二章土方开挖及支护方案...........................................................-4-
.............................................................-4-
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...........................................................-6-
第三章降排水方案......................................................................-6-
......................................................................-6-
......................................................................-7-
第四章穿越津芦公路顶管施工........................................................-7-
.................................................................-7-
.........................................................................-7-
.................................................................-8-
第五章监测专项方案...................................................................-9-
第六章周围建(构)筑物及管线保护..............................................-10-
第七章安全生产、文明施工和环境保护措施......................................-11-
.................................................................-11-
....................................................-13-
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第一章工程概况
本顶管工程位于东丽区大毕庄镇南孙庄村境内,泵站拟建于东减河与拟建外环线
交口处,,出水管管径d1200mm,长度300m。排水入新开河。为
避免管道施工影响津芦公路通行,过津芦公路YAC3到YAC4段采用顶管施工,顶管
长度为36米,外径为d2400mm,顶管为套管,内穿d1200mm排水管,顶管设计管
内底标高为-,。
顶管穿越津芦公路桩号为K013+805,顶管与道路交角109°。津芦公路宽度为:
15m(路面)+2m(土路肩宽)×2=19m,路南侧为农田,顶管工作坑设在南侧的YAC3
检查井,周围无建筑物;路北侧为接收坑设YAC4检查井,附近建筑现已被改造拆迁。
地下管线及地下构筑物
管径地面高程覆土厚
管道名称及井位各位置高程(m)备注
(m)(m)(m)
(外径)
YAC3工作井工作井底高程-
YAC4接收井接收井底高程-
基坑尺寸:,,;,,深
。
支护结构:基坑采用外排水泥搅拌桩止水帷幕,内侧为I40b工字钢组合支护。
水平横向支撑:支护上口端采用H型钢腰梁,转角支撑采用H型钢。
止水帷幕:水泥搅拌桩直径700mm,间距500mm,水泥掺入量为16%。
施工进度计划:2016年4月21日~2016年5月20日
序号施工部位施工时间计划施工周期(天)
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第二章土方开挖及支护方案
施工工艺流程:水泥搅拌桩施工→型钢支护施工→降水井施工及降水→横向支撑
施工→土方开挖施工→底板施工。
1、基坑支撑设计
钢桩选用I40b工字钢,一丁一顺施打,桩长9米,H型钢顶往下30cm处设置
腰梁,腰梁由焊接在H型钢上的牛腿板托住。采用I40b工字钢腰梁,基坑转角增设
斜撑,斜撑采用I40b工字钢。
腰梁采用I40bH型钢加缀板焊接而成,缀板为三角形,◣采用400×300×12mm
缀板支护型钢拼接,缀板轴向间距2m。钢牛腿三角托架采用L75×100mm角钢,间
距2m布置,牛腿板与钢板桩采用双面角焊,焊缝厚度为10mm。
型钢插入前,安装由型钢组合而成的导向轨以保证型钢能较垂直地插入土体。型
钢起吊前在型钢顶端150mm处开一中心圆孔,孔径约50mm,振动吊锤在夹吊型钢
时,挂钩链接固定在型钢上圆孔上。在下沉型钢前,吊直型钢,保证垂直度。
2、施打工字钢
(1)、设备选型
由于需要施打的工字钢紧临已施工搅拌桩,工字钢打拔时需采用履带式液压打桩
机。可使施工时尽量减少桩的晃动,减轻对已施工桩的影响。
(2)、定位放线
地面定位放线,根据基坑的边界定出的打工字钢的方向线,
,在沟槽的两端用木桩将定位线引出,在施工过程中随时校合,保证桩
打在一条直线上。
(3)、工字钢打入
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进桩时将桩卸到桩机附近,振动锤把桩夹起后吊到打桩灰线上空,两辅助工人用
夹具辅助吊机对好方向,再沿灰线对好桩位插入土体。吊第二根工字钢,卡好接口,
振动打入土中,如此重复操作。后续工字钢打之前应将前一根工字钢与前面的桩用钢
筋临时焊接,防止跟进。
(4)、垂直度和标高
工字钢打入时有人专门指挥,随时调整工字钢的垂直度,保证其垂直,工字钢在
插入土体比较浅时(4~5m),调整并控制好工字钢的垂直度。桩顶标高与地面相平,
使打入的桩整齐,受力均匀。
(5)、腰梁制作与安装
,施做腰梁及斜撑。
1、基坑开挖时应严格遵守“分层开挖、先支撑后挖、严禁超挖”的原则。
2、基坑内土方开挖时必须分层进行,坑底留20cm土由人工跟进清除,严禁一
挖到底或超挖。挖土机械不得损坏支护结构,不得在桩顶碾压。
3、基坑开挖土方随挖随运,周边严禁堆载。
4、土方开挖具体方法
根据基坑开挖宽度及土方量,采用1台ZX200-3型履带式挖掘机、1台50型铲
车、5台18t自卸车进行机械组合,土方开挖一次到底,基坑开挖支护过程可分为以
下步骤:
第一步,场地整平,放线定位;
第二步,水泥土搅拌桩施工;
第三步,施作钢桩;
第四步,在基坑内进行大口井施工并降水;
第五步,向下开挖至支撑标高处,施作钢围檩和钢管支撑;
第六步,用挖掘机进行挖土,由专人指挥挖掘,运土方向为外环线路基。向下开
挖至设计标高顶20cm预留土体,人工挖除20cm至设计标高。基坑四壁及边角处,
用人工辅助清土。
第七步,开始施做后背墙、顶管底板,底板除集水坑处其余部位应满铺到支护侧
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壁;
第八步,顶管及检查井施工;
第九步,回填至地面后,拔除钢桩,灌砂填实。
5、基坑外侧围挡在基坑开挖完成后采用硬质彩钢板进行围挡,在出土处留开口
大门。
6、随挖土深度在坑内便于上下的一侧焊制爬梯。爬梯每步高400毫米,踏板宽
度250毫米,爬梯宽度600毫米,。
待检查井结构强度达到设计强度的100%时回填,回填前,基坑中的垃圾、杂物、
积水进行清理;经业主、监理现场检查验收合格并办理隐蔽工程验收记录后进行填筑。
基坑平面尺寸较小不能用机械碾压时,采用手扶振动碾或小型打夯机夯实及人工
夯实的方法。
填筑的平整度直接影响碾压,卸料后用机械进行摊铺和平整,并配合人工找平。
同时避免粗颗粒集中现象出现。填筑时根据基坑断面分层填筑,分层压实,当每一分
层检测合格后,方可进行下一层填筑。,且需满足道路等其他
要求。
支撑拆除和型钢回收待结构强度达到设计强度的100%时并且池壁和型钢支护
之间回填密实后进行,型钢拔除回收时,根据环境保护要求采用跳拔、限制日拔除型
钢数量等措施,并及时对型钢拔除后形成的空隙用砂填充并水撼砂。
第三章降排水方案
基坑内设置降水井,基坑周边设置观测井,观测施工过程中周边环境水位变化。
每个基坑内设置1口d400降水井,大口井井管底高程-。公路边每侧设置1口
观测井,。
降水直至顶管施工完毕后方可停止。
1、本工程采用大口井降水+排水沟集水井方式进行基坑降水。
2、每个基坑内共设置1口降水井,降水井深9m,基坑开挖前进行施做。降水
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井钻孔直径800mm,将直径400mm水泥砾石管(外包100~150g/m2针刺无纺布)
吊放钻孔中央,其周围用3~8mm滤料填满,为防止建筑垃圾,石块掉入井内,宜在
井口做好防护。。
3、基坑降水在基坑开挖前15~20天开始。采用小流量高扬程抽水机械,降水开
始后控制降水速度,避免快速抽水将土层中的细颗粒带出。
4、分别在支护桩后面与基坑底设排水碎石盲沟和集水井。碎石盲沟外包无纺布,
,。碎石盲沟侧壁距离桩边界及基坑底下的距离不小于
,盲沟且随挖随铺无纺布并填碎石。集水坑(400×400×600mm)在坑底转角处
设置1个,排水沟底纵向坡度I=,排水坡向集水坑。每个集水坑内设置1台潜
水泵,通过水龙带排至基坑外的沉淀池沉淀后再排入现有管道内。
5、排水沟和集水坑的做法要保证沟内水不得渗漏至土中,基坑施工期间加强对
排水沟和集水坑的维护,保持水流畅通。可根据现场情况,采用竹片、挡土板或砖砌
等进行简易加固。
6、施工期间随时对地下水位进行监测。在公路边设置2口监测井,深度为8米,
以观测地下水位。
每个基坑降水井设计采用坑内大口井降水1个+排水沟集水井方式,基坑外设置
监测井1口,检测水位。
第四章穿越津芦公路顶管施工
顶管工艺选用泥水平衡法,泥水平衡顶管机包括:主机、纠偏系统、进排泥系统、
主顶系统和压浆系统组成。
第一步,拔桩、开镐、刃机头。
第1节管与第2节管的连接(同以上)
第2节管与第3节管的连接(同以上)
第二步,管内运土采用泵送将泥浆运至工作坑外的沉淀池内,沉淀后的水循环使
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用。
第三步,回镐、下顶铁。,够下1块顶铁的长度时,应
将镐回油,下1块顶铁,以确保平稳顶进。
第四步,出镐顶顶铁、顶进、出土。
第五步,开镐顶进测量。
正常顶进时每顶进1米时测一回。测量采用激光经纬仪和水准仪配合进行。
顶管施工需进行三维动态测量,其精度要求特别高,必须采用精度高,性能优良
的测量仪器。顶管施工测量所使用的仪器、附件须及时送质检单位检验,做全面鉴定,
并在使用过程中经常进行检查。
第六步,回镐下管。下管要由专人指挥。下管要注意插口朝前,承口朝后。在插
口安装胶圈时要涂抹凡士林,以使开镐顶紧管接口时胶圈均匀被压缩,不被扭曲、翻
转,防止漏浆漏水。
第七步,下顶铁、出镐顶进(重复步骤3、4)。管子稳定好后,上好胶圈,在
胶圈上抹匀凡士林,下弧形顶铁,再下∪型顶铁,后开镐,先顶∪型顶铁,再顶弧形
顶铁,再顶管子,将刚稳定好的管子与前1节管子顶严紧。同时连接好各种注浆管路、
行灯电路、机头连接电路、出土车轻轨。
第八步(重复2~7步骤)进行
第九步,纠偏。在实际顶进中,顶进轴线和设计轴线经常发生偏差,因此要采取
纠偏措施,减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值,使之尽量趋于一致。顶进轴线发生
偏差时,通过调节纠偏千斤顶的伸缩量,使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置。
施工过程中,及时了解顶管机头的趋势对纠偏十分有利。如果轴线偏差较小,且
趋势较好(沿设计方位),就可省去不必要的测量和纠偏,提供更多的顶进时间;如轴
线偏差较小,但机头前进趋势背离设计轴线方向,则要及时进行有效的纠偏,使机头
不致偏离较大。施工人员应树立“防偏为主,纠偏为辅,勤测勤纠,缓纠勿过”的指
导思想。
顶管施工关键是处理好进出洞口的措施。洞口破除首先处理洞口的工字钢和洞口
的水泥搅拌桩,工字钢是工作坑支撑体系的一部分,处理要小心,同时严格按方案施
工,包括木板的固定和短头的固定,工字钢剩余短头和框架焊在一起,工字钢采用气
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割割掉,不许拔桩,以免影响基坑的稳定。木板及时整理,防止龙门口的土方坍塌。
水泥搅拌桩能加强龙门口土方的稳定,要利用机械破除,破除时,应顶进速度要慢,
开始顶进时要控制好高程及左右偏差。
第五章监测专项方案
为确保基坑开挖施工的安全、稳定,在施工过程中加强基坑开挖施工期间的观察
和监控量测工作,以便发现施工隐患,并通过监测反馈及时调整施工进程。
基坑巡视检查的内容:
1、支护结构
①支护结构成型质量;②支撑、侧壁有无变形、滑移;③顶进后座有无变形、裂
缝;④基坑有无涌水、涌砂。
2、周边环境
津芦公路路面及路基边坡是否有沉陷、裂缝;
预警值:津芦公路路面沉陷10mm。支护桩水平位移40mm,后背墙变形值<20mm。
3、路面沉降监测
路面沉降观测由天津市银帆公路测绘公司进行监测。
①路面沉降测点布设
,在顶管正上垂直顶管轴线方向,布设3
根钢钉组成控制断面,。对每一个控制断面每天进行沉降测量。根
据以往顶管工程经验得知,顶管地面安全沉降一般为0~10mm,所以将本工程地面
沉降控制在安全范围内,以保证工程顺利安全完工。控制点布设简图如下:
②基准点的设置
水准基准点(又称监控点),拟布设深埋砼结构水准基准点4个,形成监控网。
基准点设置在距所观测施工部位50m的沉降影响变形区以外。
③监测工作计划安排
本次施工过程中的变形观测随现场施工进度进行。自顶管施工开始至顶管施工完
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毕后,沉降稳定为止,在顶管施工过程中,每天进行监测,顶管施工完后,减少观测
频率,,则判断为沉降已经稳定,可以结束观
测。
4、监测频率、周期
在基坑开挖之前将上述各个观测点布置到位,并开始正式监测,至顶管结束后2
周,每天观测3次。
第六章周围建(构)筑物及管线保护
顶管位置周围建筑物已经拆除,新建跨津芦公路立交桥距离顶管距离有13m,
顶管对其基础不影响,顶管主要影响公路路面的沉降或开裂。具体措施如下
1、顶管过程中在路面顶管位置铺设钢板
2、水泥浆填充路基裂缝措施
①由于管线位于城市主干路下方,为保证土体稳定,顶管结束后应及时对管体四
周的缝隙充填水泥砂浆,使其密实坚固,配比为:水泥+粉煤灰+水=1:3:4
②水泥浆液需搅拌均匀,无结块,无杂物。~,注浆孔左
右各设一个排气孔。充填水泥浆必须自一个方向顺序压浆,即每个注浆孔压浆时见到
前方注浆孔冒出水泥浆时才能认为充填饱满。压浆分两次进行,第一次注满土层和管
壁之间的孔隙,等24小时后进行第二次压浆,第二次压浆重新布孔。注浆结束后要
及时清理注浆设备,以防堵塞。
③在自管内向管外进行水泥浆填充的基础上,再采用地面垂直钻孔注浆加固。孔
径控制ф80mm,孔距为3米,浆液选用水泥粉煤灰,并应搅拌均匀、无结块。
3、津芦路保通措施
①严禁超挖,控制好顶进偏差,防止因纠偏而过多扰动土层;
②控制好施工降水,地下水应降到工作坑底50cm以下,严禁带水作业,避免因
工作面涌水造成坍塌;
③如顶管壁与土层间隙过大时应采取注浆措施;
④配合相关部门督促车辆不得随意停放。
⑤增强施工区域的警示警告标志,保持驾驶人员的警觉;
⑥施工货运车辆禁止在路边停放,在围挡外贴反光标识,提醒社会车辆注意;
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第七章安全生产、文明施工和环境保护措施
1、安全保证体系:施工现场的项目经理为安全生产的责任人,建立以项目经理
为主,包括施工人员、安全员、技术员、班组长参加的现场安全管理小组。
2、安全生产目标:不发生重大事故,不倒塌、不中毒,认真贯彻“安全第一,
预防为主”的原则,坚持管生产必须管安全的原则。
3、进场后,对工人进行安全教育,特殊工种和安全员须持证上岗
4、针对顶管作业的特殊性,还应注意下列问题:
①顶管工作人员多在坑内和管内操作,因此要有专职安全人员负责观察工作坑的
边坡安全隐患,发现异常及时告知坑内的施工人员。
②在工作坑的构筑过程中除注意工程质量问题外。还应有专职安全人员负责观察
护板、支撑、后座墙的牢固情况,防止发生塌方事故。
③遇有土质松散的情况,需对工作坑范围内进行土方防护,并根据情况在周边增
设红旗及灯光等对过往车辆和人员进行警示防护。
④对作业坑内和边坡的土方变化情况由专人连续观察,如发现异常情况,及时停
止顶进施工,采取措施确保安全后方可施工地。
⑤顶进作业时要严格检查头管前方障碍物和设施的情况,发生异常及时采取相应
的处理措施,力保障碍物和设施不影响顶管工作
⑥施工作业面用硬式围挡搭建,围挡上贴反光膜、安装红色警示灯。
①凡从事起重、吊车、装卸作业人员,皆经过培训,具备操作起重、吊车的技能
和熟知安全操作规程,非本工种人员,不进行操作。有关人员班前一律不饮酒,出车
前,班组长交任务、交安全,并做好出车前准备工作。认真检查随车作业工具钢丝绳、
扣、卡环、钩子、撬棍和木墩等是否齐全。
②作业前了解、熟悉环境,有无障碍物和高压输电线路,并由各相关人员(工程
师、安全员、起重指挥员、司机)制定起重安装方案及相应安全措施。
③在吊装前对吊车、运行车所经过的现场施工道路进行修整,作业处地基平整,
坚实,起重机支撑水平,支腿脚下垫上垫木或路基板,以免作业时发生地面下陷造成
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事故。
④作业前司机和司吊对钩头、滚筒、钢丝绳和各起重部位检查合格后再作业。
⑤严格遵守吊车臂杆角度负荷规定,起重吊装前,了解起重物的重量体积、重心
形状,吊点设位等,存在重量不明、超载、斜拉斜牵、散物绑扎不牢等情况时不起吊。
⑥起重作业人员,精神集中,听从指挥,指挥信号准确,安全可靠。指挥人员监
督检查吊具使用操作方法及挂钩人员站立距离,有权停止不按信号操作的司机工作,
有权拒绝接受吊装方案不合理或不明重量的危险作业,并向上级报告。
⑦起吊后转向平,颠勾稳,放下准,不猛起、猛转、猛降,防止摇晃。当重物离
开地面20cm时,司索工和信号员再次检查绳扣是否牢靠,车身有无倾斜,支腿下地
面有无沉陷,钢丝绳有否脱槽,检查正常再起吊,如发现险情,立即发出信号,停止
作业。
⑧吊车移动时落杆,信号员、司索工和司吊注意周围人员、堆料、道路等情况,
防止臂杆碰触电线和钩头摆晃伤人。
⑨吊车夜间作业时,工作地点设置足够的照明灯具,照明设备不足时,不进行作
业。
⑩进行吊装作业时,现场设置专职安全员进行监督,同各工种人员统一听从指挥
人员的统一指挥。
5、上下工作坑的要求
(1)工作坑上下应配有梯子,梯子必须有扶手,其跨度尺寸不大于30cm,工
作坑在二步框架处应设置二次平台,作业人员应从规定的通道上下,不得从非通道进
行攀登,也不得任意利用吊车臂架等施工设备进行攀登。
(2)夜间施工,上下工作坑时应有照明设施,照明电线和动力线要有顺序的排
列一侧,固定在槽内,防止上下工作坑时碰到。
(3)进入施工现场必须带安全帽并系牢额带,上下工作坑不准穿拖鞋,以防摔
伤,禁止非工作人员进入施工场地。
6、有关基坑临边防护的安全措施
(1)基坑临边防护的安全工作更为突出,为保证人、车辆的安全应采取措施。
①工作坑四周应搭设防护栏,夜间坑槽处要有照明设备。
②基坑上部应有完好的排水措施,防止地面水流入坑内冲刷,造成塌方和破坏基
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土。
③顶坑周围必须安装护栏,护栏应用钢管制作(钢管Φ40mm),当在基坑四
周固定时,可采用钢管并打人地面50~70cm深。钢管距离边口的距离,不应小于
50cm。×,并用醒目的标志提示人及车辆注意安全。
7、照明、供电
在工作坑后方做一配电间,将三相380V动力电源直接接到掘进机的电气操纵
台上,接到管内的电缆将它悬挂在管内一侧,不要与油管、注浆管及水管放在同一侧。
坑内照明采用36V安全电压。
8、置换出的泥浆,外运,禁止随意堆放。
9、交通安全
(1)施工现场设围栏,做到施工现场与社会严格区分,确保施工与社会的安全。
施工时,做好道路交通疏导。
(2)施工道路沿线各出入口畅通,并设明显的标志,防止发生任何交通事故。
(3)施工人员穿越马路,注意来往车辆。
1、严格执行施工现场文明施工和环卫保护的管理制度。
2、施工范围要严格控制,不在范围以外,搭设、临设、停放机具、材料等。
3、施工范围内的土方要苫盖,施工作业面用硬式围挡搭建,围挡上策安装红色警
示灯。
4、现场施工人员一律佩戴安全帽,非施工人员一律不得进入施工现场。
5、严格禁止生产、生活污水乱到乱放,防止污染施工环境和附近居民、单位的环
境。
6、防止粉尘
(1)施工现场道路实施撒水防尘措施,以确保道路不扬尘。
(2)粉尘材料采取封闭措施,运输时防止遗撒,飞扬。
(3)运输车辆不能装载过满,车帮顶部拍实,并覆盖苫布,以免沿路遗撒,进出
场地设专人清洁车轮。
(4)临时道路宽7m,结构为30cm厚8%戗灰+30cm厚拆房土+22cm厚C35砼组
成,在主坑位置应延主坑一侧铺设30m临时道路作为吊车活动位置以保证吊车的稳
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固安全。施工过程中路面洒水保持湿润,避免扬尘。
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