高压输电线路改造工程顶管穿越高速公路专项施工方案培训资料.doc

郑州市南三环东延线 南台路至郑州市南三环东延线 南台路至 107 辅道 高压输电线路辅道 高压输电线路 改造工程顶管穿越高速公路专项施工方案改造工程顶管穿越高速公路专项施工方案 河河南南煤煤炭炭建建设设集集团团 二二 一五年五月二日一五年五月二日 目 录 1 编制依据及原则编制依据及原则 1 1 1 编制依据编制依据 1 1 2 编制原则编制原则 2 2 工程概况 工程概况 3 2 1 整体概况 3 2 2 一标段施工概况 3 2 3 穿越段施工概况 4 3 环境情况工程地质概况及水文地质概况 环境情况工程地质概况及水文地质概况 4 3 1 顶管主要穿越土性 5 3 2 机场高速路概况 5 4 主要难点分析及应对措施 主要难点分析及应对措施 5 4 1 地表沉降及浅覆土顶进分析及对策 5 4 1 1 地表沉降原因分析 5 4 1 2 减少地表沉降措施 5 为减少地表沉降首先必须调查清楚高速公路路基下有无加固土体的粉喷桩 碎石桩等 根据调查后的实 际情况选定相应的顶管掘进机 进行顶管施工 5 4 1 3 开挖面的土压力与出土量控制 6 4 1 4 注浆压力和注浆量控制 6 4 1 5 顶管轴线纠偏控制 7 4 1 6 顶进施工参数的控制 7 4 1 7 沉降监测 7 4 1 8 做好置换泥浆工作 8 4 1 9 中继间及管内接缝密封性处理 8 4 1 10 管材选用 10 5 5 高速公路监测措施高速公路监测措施 10 5 1 在穿越工程之前必须做好前程检测工作 10 5 2 监测方法 10 5 2 1 高程控制网测量 11 5 2 2 监测点垂直位移测定 11 5 2 3 监测点布设 11 5 2 4 监测频率 11 5 2 4 1 监测初始值测定 11 5 2 4 2 施工监测频率 11 5 2 4 3 监测实施 13 5 2 4 4 施工监测预警 13 5 2 4 5 监测资料整理 提交流程 13 5 2 4 6 监测工作的管理 14 5 2 4 7 保证监测质量的措施 15 6 6 主要施工方案 主要施工方案 15 6 1 深基坑开挖 15 7 7 施工机械 施工机械 20 8 8 顶管施工顶管施工 21 8 1 机械式 土压平衡 顶管工艺流程 21 8 2 顶力计算 最大顶距确定 22 8 3 中继间的构造 组成 拆装 23 8 4 后靠背 24 8 5 挖土与顶进 25 8 6 触变泥浆减阻及护壁 26 8 7 压浆方法 26 8 8 顶管顶进过程中 测量控制及纠偏 26 8 9 穿越后期施工措施 28 8 10 应急跟踪注浆保护 29 9 9 长距离顶进通风空气保障措施 长距离顶进通风空气保障措施 29 1010 应急预案 应急预案 31 10 1 在本段开顶之前 就要设置好应急小组 以解决施工中可能发生的危险情况 31 10 2 组织管理机构 31 10 3 主要人员职责 31 10 4 应急抢险物资 32 10 5 信息报告和通讯联络 32 10 6 应急情况处理流程 32 10 6 1 紧急安全疏散 32 10 6 2 工程抢险抢修 32 10 6 3 现场医疗救护 32 10 6 4 危急时的社会援助 32 10 7 针对具体风险点应急措施 33 10 7 1 穿越时的应急措施 33 1111 质量保证措施 质量保证措施 33 11 1 顶管常见风险分析及应对措施 33 11 2 顶管质量保证措施 34 1212 安全保证措施 安全保证措施 36 12 1 高速公路线路安全保证措施 36 12 2 顶管施工的安全警示措施 36 12 3 顶管施工的安全保证措施 36 1313 文明施工措施 文明施工措施 37 1 编制依据及原则编制依据及原则 1 1 编制依据编制依据 1 设计文件与施工设计图纸 2 施工相关技术与规范 建筑工程绿色施工评价标准 GB T50640 2010 市政地下施工质量验收规范 DG TJ08 236 2013 建筑基坑支护技术规程 DB11 489 2012 建筑基坑工程监测技术规范 GB 50497 2009 顶管施工技术及验收规范 中国非开挖技术协会行业标准 建筑基坑工程监测技术规范 GB50026 2009 建筑地基基础设计规范 GB50007 2011 混凝土结构设计规范 GB50010 2011 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2012 建筑抗震设计规范 GB050011 2010 建筑结构荷载规范 GB50009 2012 地铁设计规范 GB50157 2013 混凝土结构耐久性设计规范 GB T50476 2008 锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086 2001 铁路隧道喷锚构筑法技术规则 TBJ10108 2002 地下工程防水技术规范 GB50108 2008 地下防水工程质量验收规范 GB50208 2011 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 2012 建筑基坑工程监测技术规范 GB50108 2009 给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268 2009 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2014 城市地下管线探测技术规程 CJJ 61 2003 市政基础设施工程质量检验与验收标准 DB11 1070 2014 建筑机械使用安全技术规程 JGJ33 2012 钢筋机械连接通用技术规程 JG107 2010 钢筋焊接及验收规程 JGJ 2012 起重机安全规程 GB6067 2010 起重设备安装工程施工及验收规范 GB50278 2010 电气装置安装工程起重机电气装置施工及验收规范 GB50256 2010 起重机试验规范和程序 GB5905 2011 优质钢丝绳 GB8918 2006 3 郑州市及有关部委颁发的市政工程施工技术规范及要求 4 郑州市安全生产与文明施工管理规定 5 郑州市有关环境保护管理规定及条例 1 2 编制原则编制原则 1 以优质 高效 安全 低耗为目标 2 认真贯彻国家工程建设的法律 法规 规程 方针和政策 3 严格执行工程建设程序 坚持合理的施工程序 施工顺序和施工工艺 4 优先选用先进施工技术 科学确定施工方案 认真编制各项实施计划 严格控制 工程质量 工程进度 工程成本和安全施工 5 充分利用施工机械和设备 提高施工机械化 自动化程度 改善劳动条件 提高 生产率 6 坚持 安全第一 预防为主 原则 确保安全生产和文明施工 认真做好生态环 境和历史文物保护 严防建筑振动 噪声 粉尘和垃圾污染 7 在充分理解设计图纸的基础上 以设计文件及有关规范为依据 紧密结合现场实 际情况 编制经济 科学 合理的施工组织设计 力求做到施工部署 施工方案 施工 方法及工艺切实可行 8 推行全面质量管理 执行质量管理标准和程序 对施工现场实施全员 全过程 全范围严密监控 坚持动静结合 科学管理的原则 9 确保业主规定的总工期和阶段工期目标的完成 以总工期和阶段工期目标为前提 合理划分施工区域 均衡安排施工进度 充分考虑工序及气候环境等条件的要求和制约 认真组织 以分阶段控制目标计划的实现为手段 按期完成甲方所确定的总工期目标 10 积极响应业主对本工程提出的有关要求 替业主分忧解难 主动为业主服务 11 加强对现有市政管线及其它设施的保护 对影响施工的管线及其它设施配合有 关部门做好拆 改 移和保护工作 12 以 与人方便 自己方便 为原则 加强与相邻标段 土建施工等单位施工 配合 处理好与当地居民的关系 搞好交通疏导工作 13 加强施工管理 提高生产效率 降低工程造价 增加企业效益 14 严格贯彻 安全第一 预防为主 的方针和原则 15 严格执行郑州市建设行政主管部门对本项目的文明施工 环保 安全 卫生及 健康等有关管理条例的要求 贯彻落实 建筑工程绿色施工评价标准 GB T50640 2010 以节约型工地为抓手 实施绿色施工 树立良好的工程形象 企业形象和社会形 象 2 工程概况 工程概况 2 12 1整体概况整体概况 南三环东延 紫辰路 107 辅道 高压线路迁改工程起于机场高速公路与南三环立体 交叉西南侧环岛内新建电缆终端站 止于 107 辅道西侧新建电缆终端站 线路沿南三环 南侧绿化带下 规划道路中南 45m 敷设 工程包括电缆隧道线路及两端终端站 隧道 全长约为 3785 414m 其中顶管法施工 3431 030m 明挖段 354 384m 电缆隧道采用顶管法施工 管道净内径 D 3 5m 顶管管节采用预制钢筋混凝土管 管道内径 3 5m 外径 4 14m 沿线设置竖井 10 座 其中 9 座为综合井 1 座为接线井 2 22 2一标段施工概况一标段施工概况 1 标段沿线共设计有综合井 3 个 均为矩形设计 其中 1 号综合井 净尺寸为长 宽 10 10m 2 号 3 号综合井 净尺寸为长 宽 9 7m 各井开挖深度为 14 15m 井 间采用顶管法施工 其中 1 2 号井线路长度 471 76m 2 3 号井线路长度 498 47m 1 3 号井围护结构采用钻孔灌注桩 高压旋喷桩 混凝土环梁 支撑 钻孔灌注桩采 用钢筋混凝土结构桩径 1000 1200 桩间外设 600mm 1200 的旋喷桩进行止水 桩间 采用挂网喷射 C25 混凝土封闭找平 桩顶设冠梁 冠梁上部设置挡水墙 桩顶设置 1200 1000 冠梁及 800 800 的混凝土顶撑 其他桩身范围设置 2 道 800 800 混凝土圈 檁和 800 800 的混凝土支撑 综合井主体支护为双层钢筋混凝土 壁厚 0 9m 内舍 2 层平台及通风 楼梯口 主体使用年限 100 年 钢筋砼强度等级 C35 2 32 3穿越段施工概况穿越段施工概况 1 号 2 号井顶管施工需穿越机场高速及匝道 顶管施工从工作井 2 号井向接收井 1 号井顶进施工 顶进长度 472 186m 顶管管线方位为 70 2 号井顶管管道顶部高程约 为 97m 顶管在 334m 318m 处穿越机场高速新郑 郑州方向南三环东出口匝道 穿越长 度 16m 匝道路面高程 103 9m 管道顶部距路面 7m 在 251 242m 处从机场高速新郑 郑州方向南三环西出口辅道第二第三桥墩下穿过 桥墩间距 18m 在 224m 216m 处穿越 南三环上机场高速去郑州方向匝道 穿越长度 8m 匝道路面高程 102 3m 管道顶部距 路面 5 5 6m 在 100m 16m 处穿越机场高速及机场高速新郑 郑州方向下南三环匝道 穿越长度 84m 道路面高程 107 3m 管道顶部距路面 10 11m 1 号综合井位于机场高速与南三环立体交叉西南方环岛内 井筒东部距机场高速往 新郑方向南三环出口匝道护坡 16m 距匝道中心 24m 2 号井位于南三环与经开三大街交叉口向西 300m 绿化带内 井南侧是烟厂生活区北 围墙 北侧为南三环辅道 井上方有 220KV 高压线路 井周有一趟绿化部门洒水管道需 迁移 详见附图 3 环境情况 环境情况工程地质概况及水文地质概况工程地质概况及水文地质概况 本工程位于郑州市东南郊 沿线地形起伏较小 相对高差 3 0 6 0m 线路沿线地 貌单元属黄河冲积平原 地形平坦开阔 多有风成沙丘分布 沙丘地面以上高度一般 3 5m 勘区内有潮河 七里河流过 工程区内发育巨厚的第四系松散堆积物 本次钻孔揭露深度范围内 地层岩性以粉 质粘土 粉土及粉细砂为主 各类土的岩性特征分述如下 粉质粘土 褐黄色 黄色 可塑 硬塑 无摇振反应 干强度中等 局部夹粉土薄 层 偶含小粒径姜石及白色钙质条纹 粉土 黄色 灰黄色 中密 密实 稍湿 很湿 摇振反应中等 干强度低 无光 泽反应 局部夹粉砂薄层 偶含蜗壳碎片 粉砂 灰色 密实 饱和 土质均一性好 成份以长石 石英为主 细砂 黄色 灰色 密实 湿 饱和 土质均一性好 成份以长石 石英为主 偶 见蚌壳碎片及砾石 根据地勘资料 本场地地下水水位埋深 6 5 14 6m 左右 地下水位高程为 91 2 94 5m 左右 属于潜水 正常年份地下水年变幅 2 5m 从自然地面 105 928m 高程 算起 基坑开挖到约 11 42 14 73m 时可能见水 基坑开挖时需考虑施工降水问题 3 13 1 顶管主要穿越土性 顶管主要穿越土性 粉质黏土 粉沙 粉质黏土 黄褐色 稍湿 中密 含少量姜石颗粒 干强度中等 韧性中等 粉砂 褐黄色 湿 密实 主要成分以石英 长石为主 3 23 2 机场高速路概况机场高速路概况 机场高速公路是河南省高速公路网中重要的一条联络通道 全线为双向四车道 设计行车速度 120 公里 小时 路面宽约 40 米 一号井位置详见附图 4 主要难点分析及应对措施 主要难点分析及应对措施 4 1 地表沉降及浅覆土顶进分析及对策地表沉降及浅覆土顶进分析及对策 4 1 1 地表沉降原因分析地表沉降原因分析 根据理论研究及实际施工经验引起地表沉降的主要因素为 1 顶管掘进机开挖面引起的土体变化 2 掘进机后面管道外周因注浆填充引起的土体变化 3 掘进机纠偏引起的土体变化 4 管道在顶进中与地层摩擦而引起的地层变化 4 1 2 减少地表沉降措施减少地表沉降措施 为减少地表沉降首先必须调查清楚高速公路路基下有无加固土体的粉喷桩 碎石桩 等 根据调查后的实际情况选定相应的顶管掘进机 进行顶管施工 4 1 3 开挖面的土压力与出土量控制开挖面的土压力与出土量控制 控制开挖面土压力可以控制地表隆陷 为此我选用控制土压力最好的 DK3500 式土压 平衡机顶管掘进机 能最好地控制沉降 顶管机提供的压力和静止土压力相当 则周围 土体受到的扰动就很小 地面也不会出现大的变形 控制排土量和推进速度是为了保证 土体不被过量挤压 因为过量的挤压会增加地层的扰动 如果推进速度过快 密封舱内 土体来不及排除 会造成土压力失稳 1 排土量控制法 严格控制土体排出量 一般为理伦值的 98 2 设计土压力控制法 为确保顶管顺利穿越高速路段 计划将顶管到达前 50 米作为穿越段的模拟试验段 通过试顶进 来摸索顶进施工参数和地面沉降变形规律 以保证顶管顺利穿越 沉降变 形可控 1 模拟试验段的监测点布设 根据现场实际情况 在模拟试验段地面 50 米内每 5 米设一横断面 每一断面布置 7 个沉降监测点 由于模拟段处在绿化带及农田之中 土质较软 因此应打入钢筋布置深 层监测点 4 1 4 注浆压力和注浆量控制注浆压力和注浆量控制 在顶管掘进过程中 应当以适当的压力 必要的注浆量和合理配比的压浆工艺 在 管道周围的环形空隙中进行同步注浆和补浆 既能减小摩擦阻力 又起到控制或减小地 面沉降的作用 1 注浆压力 注浆压入口的压力应稍大于该处的静止水压力 土压力之和 注浆压力不能过大 防止管片后背土层受到劈裂扰动 而造成过大的后期沉降与跑浆 而注浆压力过小 则 浆液充填过慢 间隙填不密实 地表变形也将加大 取注浆压力为 1 1 1 2 倍静止水压 力 土压力 2 注浆量 理论上注浆量可按下式近似计算 we DlV 11 式中 1 l 注浆长度 顶管外径 1 D 空隙宽度 10mm w 3 一次注浆是不足的 因为浆液要流失 所以需要视实际情况补浆 由于顶管浆料的失水收缩等因素 实际上用的注浆量一般取泥浆套厚度为 50mm 4 1 5 顶管轴线纠偏控制顶管轴线纠偏控制 保证顶管顶进中的轴线定位走向与设计轴线尽可能一致 减小纠偏量 能有效控制 因纠偏对周围土层的剪切挤压扰动 也有利于控制建筑间隙和地层损失 需要注意的是一次纠偏量不能过大 否则可能造成超挖 影响周围土体的稳定 所 以要做到 勤测勤纠 4 1 6 顶进施工参数的控制顶进施工参数的控制 1 初始顶进 土压力设定 实际土压力的设定值介于上限值与下限值之间 为了有效地控制轴线 初出洞时 宜将土压力值适当提高 同时加强动态管理 及时调整 顶进速度 初始顶进速度不宜过快 一般控制在 10mm min 左右 出土量 一般控制在 98 以内 2 正常顶进 土压力设定 结合实际施工经验 实际土压力的设定值应介于上限值与下限值之间 顶进速度 一般情况下 顶进速度控制在 20 30mm min 4 1 7 沉降监测沉降监测 1 沉降监测频率 a 在顶管掘进机未进入监测断面之前 20m 开始监测 每 12h 测读一次 b 在顶管掘进机未进入监测断面之前 10m 监测 每 12h 测读二次 c 在顶管掘进机进入监测断面时监测 每 12h 测读三次 d 在顶管掘进机通过监测断面后 10m 监测 每 12h 测读二次 e 在顶管掘进机通过监测断面后 10m 至 100m 监测 每 24h 测读一次 f 监测成果绘出纵横向曲线图 以便与施工参数比对 2 监测内容 顶管工程施工前 应先确定顶管顶进时的各项参数 在施工时候对这些参数要进行 检测 如果达不到要求 或者跟设计有出入 要及时查找原因 及时调整参数 保证后 续顶管的顶进工作的顺利进行 试顶时候 一般包括以下数据 a 地表沉降值 b 正面土压力 c 顶进速度 d 单位长度的触变泥浆压注量 e 触变泥浆压力 f 顶进的连续性 4 1 8 做好置换泥浆工作做好置换泥浆工作 在顶进结束后 我们必须立即用纯水泥浆置换膨润土泥浆 置换水泥浆的水灰比为 0 45 P 0 2 0 4MPa Q 0 6m3 m 每孔注浆时 必须待前孔水泥浆冒后再注一会儿 直到冒出浆液全部为纯水泥浆 才将注浆管移至前一个注浆孔 4 1 9 中继间及管内接缝密封性处理中继间及管内接缝密封性处理 1 考虑到本工程一次顶进距离长 中继间结构的耐磨性能要求高 密封防水效果好 因此本工程选用双气囊组合密封式钢制中继间 充气胶囊式铰接密封 2 套 还设置有 4 只注浆孔 顶进时可进行同步注浆 以减小顶进阻力 组合式密封中继间其主要特点是 密封装置可调节 可组合 可在常压下对磨损的密封圈进行调换 从而攻克了在高水头 复杂地质条件下由于中继间密封圈的磨损而造成中继间渗漏的技术难题 满足了各种复 杂地质条件下和高水头压力下的超长距离顶管的工艺要求 其构造见下图所示 组合式密封中继间构造图 2 管缝处理 图 3 中继间可更换密封圈 顶管结束后 应清除接口内间隙的杂物 保证内间隙干燥并按设计要求在内间隙嵌 以弹性密封膏 要求与二管口抹平 密封胶选用应满足以下技术要求 颜色 灰色 表干时间 3 5h 固化速率 2 6mm 24h 邵尔 A 硬度 25 35 固体含量 95 拉伸强度 1 0Mpa 断裂伸长率 400 剪切强度 1 0Mpa 粘贴剥离强度 7 0N mm2 施工时管壁和接口处应无渗漏 无灰尘 无油污 无水分 保持管道内干燥 管道 内杂物已清除干净 整修接缝时使接缝的宽度和深度达到设计要求 并要求缝宽和缝深均匀划一 表面 无浮渣 用开槽机切割整修 钢丝转盘干打 吹气机清除灰尘等 用特制红外线或热风 烘干机架烘干 吹干进行防潮处理 接缝两侧砼内表面涂刷配套用界面剂 涂刷应均匀 无遗漏 确保粘结力 接缝两侧砼外表面粘贴封箱带 保证接缝密封胶宽度均匀美观 用挤胶机自下而上 往缝口内挤入密封胶 顶部应视情况进行二次挤入 防止密封胶发生下塌 空鼓现象 表面收光刮平 保证密实 平整 无空鼓 最后剥除封箱带 并清除残余杂物 施工温 度一般在 5 40 65 75 RH 较佳 通过以上措施可以将地表沉降降至最小 4 1 10 管材选用管材选用 根据设计院提供的图纸设计管节设置一道膨胀橡胶圈 考虑到本段顶管施工为曲线 顶管施工 曲率半径为 1500m 每节管节都会有一定角度的张口 为避免管节口处出现 泥浆渗漏 密封失效等现象发生 我们选用双向强闭水密封橡胶圈的 EE 型钢筋混凝土管 其破坏荷载为 15000 KN 每节 其设计使用年限为 100 年 经设计认定完全能够满足公 路加宽施工过程中及投运后承载要求 见附图 5 5 高速公路监测措施高速公路监测措施 5 1 在穿越工程之前必须做好前程检测工作在穿越工程之前必须做好前程检测工作 5 2 监测方法监测方法 为保证所有监测工作的统一 提高监测数据的精度 使监测工作有效地指导整个工 程施工 监测工作采用整体布设 分级布网的原则 即首先布设统一的监测控制网 再 在此基础上布设监测点 孔 5 2 1 高程控制网测量高程控制网测量 在远离施工影响范围以外布置 3 个以上稳固高程基准点 这些高程基准点与施工用 高程控制点联测 沉降变形监测基准网以上述稳固高程基准点作为起算点 组成水准网 进行联测 基准网按照国家 II 等水准测量规范和建筑变形测量规范二级水准测量要求执行 精 密水准测量的主要技术参照下表 精密水准测量的主要技术要求精密水准测量的主要技术要求 每千米高差中误差 mm 水准仪水准尺观测次数 往返较差 附合或环线 闭合差 mm 偶然中误 差 全中误 差 l 2 DSl 因瓦尺 往返测各 一次 4或 1 0Ln 注 L 为往返测段 环线的路线长度 以 km 计 外业观测使用 Wild NA2 GMP3 自动安平水准仪 标称精度 0 3mm km 往返实施作业 观测措施 本高程监测基准网使用自动安平水准仪及配套因瓦尺 外业观测严格按 规范要求的二等精密水准测量的技术要求执行 为确保观测精度 观测措施制定如下 作业前编制作业计划表 以确保外业观测有序开展 观测前对水准仪及配套因瓦尺进行全面检验 观测方法 往测奇数站 后 前 前 后 偶数站 前 后 后 前 返测奇数站 前 后 后 前 偶数站 后 前 前 后 往测转为返测时 两 根标尺互换 测站视线长 视距差 视线高要求测站视线长 视距差 视线高要求 视线长度视线高度 标尺类型 仪器等级视距 前后视距 差 前后视距 累计差 视线长度 20m 以上 视线长度 20m 以下 因瓦 DS1 50m 1 0m 3 0m0 5m0 3m 测站观测限差要求测站观测限差要求 基辅分划读数差基辅分划所测高差 之差 上下丝读数平均值 与中丝读数之差 检测间歇点高差 之差 0 4mm0 6mm3 0mm1 0mm 两次观测高差超限时重测 当重测成果与原测成果分别比较其较差均没超限时 取 三次成果的平均值 垂直位移基准网外业测设完成后 对外业记录进行检查 严格控制 各水准环闭合差 各项参数合格后方可进行内业平差计算 高程成果取位至 0 0lmm 5 2 2 监测点垂直位移监测点垂直位移测定测定 按国家二等水准测量规范要求 历次垂直位移监测是通过工作基点间联测一条二等 水准闭合线路 由线路的工作点来测量各监测点的高程 各监测点高程初始值在监测工 程前期两次测定 两次取平均 某监测点本次高程减前次高程 的差值为本次垂直位移 本次高程减初始高程的差值为累计垂直位移 5 2 3 监测点布设监测点布设 监测布点主要分为两部分 1 穿越前 穿越后监测布点 模拟试验段地面 50 米内每 5 米设一横断面 每一个断面是布置 7 个沉降监测点 2 穿越中监测布点 a 在双向紧急停车带 中间隔离带 路堤坡脚处共布置五个监测断面 b 监测布点间距 以两根管线中轴线 向两侧依次以 3m 5m 的间距布置 5 2 4 监测频率监测频率 5 2 4 1 监测初始值测定监测初始值测定 为取得基准数据 各观测点在施工前 随施工进度及时设置 并及时测得初始值 观测次数不少于 2 次 直至稳定后作为动态观测的初始测值 测量基准点在施工前埋设 经观测确定其已稳定时方才投入使用 稳定标准为两次 观测值不超过 2 倍观测点精度 基准点不少于 3 个 并设在施工影响范围外 监测期间 定期联测以检验其稳定性 并采用有效保护措施 保证其整个监测期间的正常使用 因顶管施工的动态性质 监测同样需同步动态跟踪 重点应监测顶管模拟段 京港 澳高速路范围的所有监测点 5 2 4 2 施工监测频率 施工监测频率 根据工况合理安排监测时间间隔 做到既经济又安全 根据以往同类工程的经验 拟定监测频率为见下表 最终监测频率须与业主 设计 监理及有关部门协商后确定 顶管顶进施工监测频率表顶管顶进施工监测频率表 监测对象 监测内容 模拟段机场高速路段顶管结束后 建 构 筑物垂直位移6 次 天6 次 天2 次 天 逐步停侧 5 2 4 3 监测实施监测实施 开工后需要与高速交警 高速路政 项目业主和施工单位沟通与协调 成立现场指 挥领导小组 各方设立固定的联络人员 确保施工保通期间各种问题的及时 妥善解决 监测作业过程中 还需遵循以下几点 1 监测人员须将工作日程通知现场负责人 负责人告知高速路政并征得同意后方可 进入现场 2 监测人员进入施工现场要戴安全帽 佩带标识 服从指挥 3 监测人员在高速路上测量作业时 应穿好安全背心 安放好交通指示标志 5 2 4 4 施工监测预警施工监测预警 出现异常情况及时发出警报 提请有关部门关注 以便及时决策并采取措施 监测 报警指标一般以总变化量和变化速率两个量控制 累计变化量的报警指标一般不宜超过 设计限值 本工程报警指标初步拟定为 需得到有关方面的确认 施工监测报警指标施工监测报警指标 报 警 指 标 项 目 日变化量 mm 累计变化量 mm 地表沉降剖面监测 3 10 5 2 4 5 监测资料整理 提交流程监测资料整理 提交流程 在现场设立微机数据处理系统 进行实时处理 每次观察数据经检查无误后送入微 机 经过专用软件处理 自动生成报表 1 监测成果当天提交给业主 监理及其它有关方面 出现异常情况及时提供速报 并向建设方 监理方 施工方发出警报 提请有关部门关注 以便及时决策并采取措施 2 监测资料每天以报表形式提交 报表上注明相应的工况 现场监测工程师分析当 天监测数据及累计数据的变化规律 给出当天监测成果的评价分析意见 3 根据相关单位要求提供监测阶段报告 其中包括对数据的汇总 分析和评价 4 监测工程结束后一个月内提供监测总结报告 本工程工作信息流程如下 5 2 4 6 监测工作的管理监测工作的管理 1 实行项目经理负责制 项目组成员服从项目经理的统一调配 并在日常监测工作中严格按监控方案的要求 带领作业人员实施作业 并经常保持与建设单位 监理单位的联系 及时了解场地施工 进度 安排与落实监测工作的步骤 配合施工的顺利进行 2 监测过程的质量控制 作业人员应严格按方案要求及相应规范进行作业 发现超出允许误差时应及时纠正 或进行返工 技术问题由工程负责人与审核人审定人商量后作出决定 工程负责人与审 核人实施监测过程中的质量控制 杜绝质量问题的产生 3 文件与资料的管理 工程地质勘查 顶管工程设计环境调查 监测仪器选择 标定 施工组织设计 业主监理审批业主监理审批 施工监测设计 测点埋设 现场监测 监测数据处理 及时提交各有关部门 与设计值校核 分析 满足条件 满足 继续按以上程序施工直至完毕 召开紧急会议 商 讨对策 调整设计 参数 优化模型重 新分析 项目经理 不满足 按设计指令要求施工 设计提出优化后的施工参数 业主监理审批 监测工作中的相关函件 以及日常监测工作中的内外业资料等应分类装订统一管理 或者有计算机备份以防丢失 提交的监测成果资料应统一格式并进行签收登记 5 2 4 7 保证监测质量的措施保证监测质量的措施 1 仪器 仪表 a 将按设计图纸和文件以及生产厂家的产品说明书对所采购的仪器设备进行测试 校正 以防质量不合格元件的埋入 钻孔孔深要到位 且孔身要垂直 回填应密实 各 测点初始值的测定应待测点埋设稳定后进行 一般 7 10 天 b 监测仪器要经国家法定计量检定机构或授权的计量机构进行校准 并取得 检定 证书 后方可使用 如需更换仪表时 应先检验是否有互换性 并进行对比检测 以保 持监测数据的延续性 2 野外作业 a 项目组的其它管理人员 操作人员具有相应的管理水平和技术操作能力 关键 特殊岗位人员持证上岗 b 监测工程专业技术强 将对职工进行宣贯 培训 对职工加强质量意识教育 把 质量第一 从思想上落实到行动中去 对埋设全过程进行详细的施工记录 c 进场前 组织全体人员学习监测施工的技术方案 每个施工人员了解项目的总体 要求 熟悉各自岗位的职责 技术要求和作业程序 严格按施工组织设计执行 d 加强测点的保护工作 测点周围设置明显标志并进行编号 严防施工时损坏 3 资料采集及整理 a 制定有关质量文件和记录的管理办法 及时做好各类施工记录 工程检验资料 各类试验数据 鉴定报告 材料试验单 各种验证报告的收集 整理 汇总工作 b 外业观测资料在内业计算前均要进行检查与复检 在保证采集数据正确的前提下 方可进行计算 c 对施工组织设计进行会审 及时编制分项施工指导性文件 制定工序质量控制文 件 及时解决监测过程中出现的各种技术问题 6 6 主要施工方案 主要施工方案 6 1 深基坑开挖深基坑开挖 一 深基坑开施工工序流程图 二 基坑土方开挖顺序 根据工期及主体结构的特点 土方开挖采用小松 0 2m3 反铲挖掘机开挖 配合人工修 边 分区开挖顺序如下 1 基坑周边地面必须做截水沟 避免地面水流入基坑内 地面必须硬化 防止地 表水渗入基坑 特别是不得在基坑周边设置如厕所 冲凉房等易漏水设施 基坑开挖过 程中 基坑内必须设置排水沟及集水井 雨季施工必须加强排水措施 防止地基土被水 浸泡 确保工程安全和设备的正常运转 做到大雨后能立即复工 2 基坑开挖按 分层开挖 先撑后挖 的原则施工 严禁大锅底开挖 基坑开挖到内 支撑面 按设计图的布置先浇筑内支撑 待内支撑达到设计强度要求后才能往下继续开 挖 严禁超挖 3 基坑开挖施工时 基坑边 2m 范围内不允许堆载 2m 范围外堆载不应超过 20KPa 4 基坑开挖到距离坑底 300mm 必须采用人工挖除 避免基坑超挖 基坑开挖到 最终基坑底面后应及时施筑垫层 三 每段基坑开挖程序 第一步 第一层土挖运 第一层土挖掘机挖装 自卸汽车运输 根据地质情况确定第一层的开挖深度 一般 开挖至冠梁底 深度一般为 2 0m 施工第一道钢筋砼支撑 第二步 中间拉槽施工 反铲挖掘机拉槽 自卸汽车运输 两侧基坑围护结构完成地段 第一层钢筋砼支撑 未强度达到要求之前 沿纵向中间拉槽 到第二道支撑底 槽深 6 0m 靠围护结构每边 预留 2 0m 土体 利用土体抵御围护墙后土压力 保证围护结构安全 分两层开挖 槽底 宽 4 0m 拉槽上口宽 5m 挖深 4 0m 边坡 1 0 67 1 1 00 边挖边刷坡 开挖时 随时 监测围护结构位移情况 并作好记录 第三步 第一层支撑强度满足要求 挖除两侧预留土体 第一层支撑完毕地段 第一 二层支撑之间的两侧预留土体 用小型挖掘机 将两 侧土体均衡倒运到拉槽前方 供吊装外运 挖送土过程中不能破坏未安装第一层支撑段 的预留土体 也不允许加深只能整平 施做第二道支撑 第四步 小型挖机拉槽送土 吊装外运 自卸汽车运输 在第二层支撑施做完成之后 根据监测资料判断 用小挖机机沿纵向从中间向下拉 槽送土 拉槽到第三层支撑底 槽深 4 5m 分两层开挖 两侧预留顶宽 2 0m 土体 1 0 67 1 1 00 中槽底部宽 5 0m 第五步 施工第三层支撑 施工程序同第三步 第六步 用小挖机将第二 三层钢支撑之间两侧预留土体 挖送到前方 供反铲挖 掘机装车外运 施工程序同第四步 第七步 马道及第三层支撑以下土方处理 最后一层支撑以下及马道下的土方 采用挖机将能挖除施工 用小型挖掘机装土 龙门吊垂直吊运 自卸汽车运输 第十步 基底整平处理 小型挖机挖土至高于基底标高 20 30cm 时 停止机械开挖 采用人工挖土以免超 挖 挖到基底标高后整平后并报请监理 业主共同检查 填写隐蔽工程检查证 四 基坑开挖施工注意事项 土方开挖工程中 严格控制其两边的边坡坡比 根据不同的土质 不同的开挖深度 以保证坡体不滑动为原则进行放坡 如在开挖时出现滑坡现象 必须立即停止开挖 并 对坡体进行加土 或堆砂包 护坡处理 严格控制每段土方开挖长度 上下两层土体交界处均应放坡 不能超挖成竖直面 以防止坍方 五 雨季施工措施 雨季施工主要以预防为主 采用防雨措施及加强截 排水手段 保证雨季安全 正 常的施工生产 不受季节性气候的影响 围挡施工时 在围挡基础边砌筑 1m 高的挡水坎 牢固而且结实 基槽回填土应连续进行 尽快完成 施工中应防止地面水流入基槽内 以免边坡塌 方 雨后回填土施工 一定要控制回填土的含水率满足要求 以保证回填土的质量 暴雨来时要派出人员对施工现场主要工程 薄弱地段进行巡逻 以便及时发现险情 及时采取有效处理 雨季施工的工作面不要太大 应逐段 逐片地分期施工 雨季施工前 应对施工场地原有排水系统进行检查 疏通或加固 必要时增加排水 措施 保证排水畅通 另外还应防止地面水涌入场内 必要时应采取防洪措施 深基坑边要设挡水埂 防止地面水流入 基坑内设集水并配足水泵 坡道部分应备 有临时挡水措施 基坑开挖后 立即浇注好混凝土垫层 防止雨水泡槽 深基础围护桩距既有建筑物较近者 应随时测定位移情况 深基坑工程雨后应将模板及钢筋上淤泥积水清除掉 六 基坑开挖施工安全要求 进入现场施工人员必须遵守安全生产有关规定 并佩戴安全帽 挖土中发现管道 电缆及其它埋设物应及时报告现场管理人员 不得擅自处理 挖土时应派专人查看土壁的稳定性 发现有裂缝及倾坍的可能时 人员要立即离开 并及时处理 一般人员距离机械洛阳铲钻机周围不应小于 2 5 米 堆土要在基坑 1 米以外 堆土 高度不得超过 1 5 米 每日或雨后必须检查土壁及支撑稳定情况 在确保安全的情况下继续工作 并且不 得将土和其它物件堆在支撑上 不得在支撑上行走或站立 挖土机械在启动之前应检查离合器 钢丝绳等经空车试运转正常后再开始作业 挖土机械操作中进铲不应过深 提升不得过猛 机械不得在输电线路下工作 在 10KV 输电线路一侧工作 水平距离不小于 2 米 机械应停在坚实的地基上 如基础过软 应采取走道板等加固措施 不得将挖土机 履带与挖空的基坑平行 2 米停 驶 运土车不得靠近基坑平行行驶 防止塌方翻车 向汽车上装土应在车子停稳后进行 禁止铲斗从汽车驾驶室上方通过 基坑四周必须设置高 1 2 米的护栏 人员上下要有专用爬梯 场内道路应及时整修 确保车辆安全畅通 各种车辆应有专人负责指挥引导 车辆进出口的人行道下 如有地下管线必须铺设钢板 或浇注砼加固 在开挖基坑时 必须设有可行的排水设施 以免基坑积水 影响基坑土体稳定 基坑开挖前 必须弄清基坑下的管线排列和水文地质资料 以利考虑开挖过程中的 意外应急措施 开挖出的土方 要严格按照要求堆放 不得堆于基坑外侧 以免引起堆载超荷导致 土体位移 围护桩或支撑破坏 清坡 清底人员必须根据设计标高作好清底工作 不得超挖 如果超挖不得直接用 松土回填 以免影响地基的质量 土方施工机械不得在施工中碰撞支撑 以免引起支撑破坏 电动机械工作前 应检查电源线是否正常 机械是否安装漏电开关 是否设一机一 闸一箱一保护装置 机械不准带病运转 操作人员应戴绝缘手套 穿绝缘鞋 基坑的支撑 应按结构施工的速度 按施工组织设计要求依次拆除 七 临边防护与攀爬设施 为保证施工安全 预防高空坠落事件的发生 基坑开挖施工过程中要做好临边防护 工作 在距基坑边缘设置 48 钢管栏杆 防护栏杆由上 下两道横杆和立柱组成 上横 杆离地面高 1 2m 下横杆离地面高 0 6m 用十字扣件扣接在栏杆柱上 栏杆柱高 1 2m 间距 2m 其根部与固定在临时便道上的两根 18 钢筋焊接 18 钢筋插入 C20 临时便道 20cm 栏杆由上而下用安全网封闭 基坑开挖施工期间 除放坡处有施工便道外 还得在个别地段设置钢便梯供人员上 下基坑用 钢便梯宽 1000mm 步阶高 300mm 宽 400mm 安装倾斜角度 60 钢步梯 两侧 底部满挂密目式安全网 钢便梯的构造及开挖第一 二层时的安装方法见附图五 钢便梯构造及安装图 开挖至第二层以下时 钢便梯在围檩间作 之 字形架设 在便梯转弯处搭设 1 2m 1 6m 平台 平台满铺 2cm 厚木板 下承 48 3 5 钢管网架 网格尺寸 0 3m 0 4m 平台通过拉杆 卸撑与钻孔灌注桩上的锚固连接件连结牢固 并在边缘设 置 1 2m 高的双层钢管脚手架 外侧满挂密目式安全网 7 7 施工机械 施工机械 选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的 根据本工程土质情况 施工期间我们 选用平衡性能较好的 TP 式大刀盘土压平衡顶管机 由于该机采用了目前先进的土压平衡 原理 除了施工过程中安全可靠外 该掘进机还具有沉降控制精度高 顶进速度快 便 于操作和维修 施工可靠性好等特点 在长期顶管施工中证实是完全适合本工程地质条 件的 施工时该顶管机是全断面切削 它的切削刀盘和螺旋输送机加在一起切削搅拌面 积可达全断面的 100 以上 由于刀盘突出机头表面 而且采用的切削方式 使机头前方 形成了空隙 减少了机头迎面阻力 非常适应在本工程土层中的管道顶进 同时 由于 该顶管机采用了单刀切削搅拌刀盘 在切削搅拌过程中它的转矩可自行平衡 因此 不 容易产生机体的偏转 具体见 DK3500 顶管机示意图 测量放样工程开始放样复核设备进场 工作坑设备安装 地面设备安装 进洞准备 注浆材料准备 机头进洞推 进 注 浆 测 量下管 接口安装推 进顶管出洞 取工具管全线测量工程结束 8 8 顶管施工顶管施工 在综合井按设计施工完毕 顶管设备安装调试好后开始进行顶进作业 一标段各区段顶进顺序如下图 8 18 1 机械式 土压平衡 顶管工艺流程 机械式 土压平衡 顶管工艺流程 施工工艺流程为 2 号综合3 号综合1 号综合 一 顶管机技术参数 1 顶管机外径4170mm2 顶管机总长 6000mm 3 刀盘转矩1486KN m4 刀盘转速1 21r min 5 刀盘驱动电机 30KW 6 6 纠偏泵站电机5 5KW 7 纠偏油缸 200T 8 8 最大纠偏角度3o 9 最大推进速度30mm min10 螺旋输送机直径 500mm 施工测量仪器配备表 序号测量仪器名称型号生产厂家单位数量 1全站仪DM530尼康台1 2激光经纬仪LT202苏一光台1 3水准仪DSZ2苏一光台1 4钢尺50m把1 8 28 2 顶力计算 最大顶距确定 顶力计算 最大顶距确定 本工程顶管单元长度根据设计图纸的井室位置 地面运输和开挖工作坑的条件 顶 管需要的顶力 后背与管口可能承受的顶力等因素确定单元长度 最长长度不超过 500m 本标段土质参数基本相同 顶力计算时按管道口径为 3500 和顶管顶距为 500M 进行计算 顶管机正面最大阻力 Pt r H 2 3D tg2 45o 2 18 10 2 4 2 3 tg2 45 22 3 o 2 512 13kN m2 N 1 4 D2Pt 1 4 4 22 512 13 7091 64kN 采取注浆减摩措施时 500m 管道摩阻力 F 摩 K D1L 5 4 2 500 33755kN 总顶进阻力 F 阻 N F 摩 7091 64 33755 40846 64kN 式中 N 顶管机正面阻力 kN Pt 被动土压力 kN r 土容重 kN m3 H 最大覆土深度 m 内摩擦角 D 顶管机外径 m D1 砼管道外径 m K 砼管道单位面积摩阻力 kN m2 根据 地基基础设计规范 DGj08 11 1999 取5 kN m2 L 砼管道长度 m 经计算得知顶管的总推力为4084 65T 经计算得知顶管的总推力大于设计主顶油缸 的总推力 故需设置中继间进行中间接力顶进 顶进时 为确保安全 当顶力达到中继 间设计推力的75 时 即需设置中继间 根据我们的经验 在实际施工中 中继间安装时 机相当重要 主要视顶力的上升速度而定 由于顶管顶进时 会发生一些不可预见的因 素 如遇见硬土层等 造成顶力的急剧上升 此时 就必须启动待用的中继间 因此 顶进过程中的不间断监测非常重要 以免贻误中继间安放时机 造成顶管失败 当总推力达到中继间总推力 40 60 时 设置第一只中继间 以后每当达 到中继间总推力的70 80 时 设置一只中继间 中继间的总推力为20000kN 使用中继间推进砼管道的长度 L1 20000 75 5 4 16 230 米 第一只中继间设于顶管机尾部处 以后每隔 200 米设置一只中继间 在施 工中根据实际情况对中继间的布置可以作必要的调整 8 38 3 中继间的构造 组成 拆装 中继间的构造 组成 拆装 1 中继间的构造 中继间主要有壳体 钢板制 与千顶组成 千斤顶分布固定在 壳体上 安装独立的电 油路系统 壳体 机身 结构强度应符合实际顶力的要求 周 边千斤顶分布应该下半部间距小 上半部间距大 中继间与前后管的连接缝不得大于 1 0CM 中继间设备拆装要方便 2 中继间的组成 中继间必须具备足够的强度和刚度 良好的水密性 并且要加 工精确 安装方便 其主体结构由以下几个部分组成 短冲程千斤顶组 冲程为 15 30cm 规格 性能要求一致 液压 电器与操作系统 壳体和千斤顶固件 止水密封圈 承压法兰片 液压操作系统可按现场环境条件布置在管内分别控制或管外集中控制 中继环上壳 体应和管道外径相同 并使壳体在管节上的移动有较好的水密性和润滑性 滑动的一端 应与管道特殊管节相接 中继间的拆除 顶管到达终点后 应立即开始中继间的拆除工作 拆除的空间由后 面顶进设备向前顶进至管口连接 中继间的拆除工作事先制定拆除方法 安全措施用交底单形式对实施人员进行指导 和教育 保证施工安全 设备完好 拆除中继间应事先将顶镐 油路 油泵 电器设备等拆除 拆下的油路与辅助连接 嘴用棉丝搽净封堵 拆除零件要保存好 拆除顺序 先顶侧 再两侧 后底侧 8 48 4 后靠背后靠背 后座墙是顶进管道时为千斤顶提供反作用力的一种结构 有时也称为后座 后背或 者后背墙等 在施工中 要求后座墙必须保持稳定 一旦后座墙遭到破坏 顶进工程就 要停顿 后座墙设计要通过详细计算 其重要程度不亚于顶进力的预测计算 顶进后背利用现浇井壁下部安装的工字钢加钢板 使得顶力均匀分布于井壁 计算 按埋深验算 后背每米宽度土壤的被动土压力 KN p rh tan 45 2 2Chtan 45 2 式中 r 土壤的容重 18 5 KN m3 h 天然土壁后背的高度 16 m 土壤的内摩擦角 25 度 c 土壤的粘聚力 25 KPa 代入有关数据得每米被动土压力 7090KN 后背宽取 5m 总容许被动土压力 35450KN 远大于最大顶力 所以 此后背墙均满足使用要求 8 58 5 挖土与顶进 挖土与顶进 接收井 泥水分离器 沉淀池 泥浆调整池 接收井 泥水分离器 沉淀池 泥浆调整池 接收井 泥水分离器 沉淀池 泥浆调整池 接收井 泥水分离器 沉淀池 泥浆调整池 接收井 泥水分离器 沉淀池 泥浆调整池 工作井 排泥泵 送泥泵 旁通阀 工作井 排泥泵 送泥泵 旁通阀 工作井 排泥泵 送泥泵 旁通阀 吊机装管 工作井 排泥泵 送泥泵 旁通阀 工作井 旁通阀 排泥泵 送泥泵 1 安装顶管掘进机 控制台及泥浆沉淀池 2 吊机吊装顶进管 3 挖土 顶进 3 重复挖土 顶进直至顶管机到达接收井 5 拆除顶管机 砌筑检查井 首先将顶管机下到导轨上 就位以后 装好顶铁 连接好各系统并检查正常后 校 测顶管机水平及垂直标高是否符合设计要求 合格后即可开始顶进 然后安放混凝土管 节