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文档简介

顶管非开挖施工方案一、工程概况

1.1项目基本信息

本工程为XX市城南片区雨污分流改造项目顶管施工段,位于XX路与XX大道交叉口至XX河岸区域,施工范围桩号K0+150~K1+030,全长880m。设计采用DN1400钢筋混凝土钢套管,管顶覆土深度7.5~14.2m,最大顶进长度单段186m。项目涉及3座工作井(1座接收井、2座中间井),内净尺寸分别为8m×6m(深12.5m)、10m×7m(深15.3m)。工程主要功能为解决区域排水系统雨污混流问题,服务周边约5.2km²区域。参建单位:XX市水务集团为建设单位,XX市政设计院为设计单位,XX工程咨询公司为监理单位,XX基础工程公司为施工单位。

1.2工程地质与水文条件

根据勘察报告,场地地层结构自上而下为:①素填土(层厚1.8~3.2m,松散,含植物根系);②淤泥质粉质黏土(层厚2.5~4.0m,流塑,高压缩性,承载力60kPa);③粉细砂(层厚3.5~6.0m,稍密~中密,渗透系数5.6×10⁻⁴cm/s,易液化);④圆砾(层厚4.0~7.5m,中密,粒径2~20mm,含量60%,承载力220kPa);⑤中风化泥岩(揭露层厚>8.0m,饱和单轴抗压强度18.5MPa)。地下水类型为孔隙潜水,赋存于粉细砂及圆砾层中,稳定水位埋深3.2~4.5m,年变幅1.8m,与XX河存在水力联系,丰水期水位涨幅可达2.0m。

1.3周边环境及工程难点

工程沿线东侧为XX小区(7层砖混结构,距管线最小距离12.3m,天然浅基础),西侧为XX城市快速路(双向6车道,日均通行量1.8万辆,下方有DN300燃气管道(埋深1.8m)、10kV电力电缆(埋深1.2m)),南侧为XX河(堤防为浆砌石结构,距管线最小距离8.0m)。核心难点包括:①穿越粉细砂地层时掌子面稳定性控制,需防止涌水涌砂;②临近建筑物及地下管线的沉降控制,累计沉降量需≤15mm;③长距离顶进(186m)中轴线偏差调整,精度要求偏差≤±30mm;④地下水位较高,工作井降水需避免周边地面沉降,降水深度需控制在管底以下0.5~1.0m。

二、施工准备

2.1施工组织设计

2.1.1施工队伍组建

施工单位根据工程规模和复杂程度,组建了一支经验丰富的顶管施工团队。团队由项目经理、技术负责人、安全工程师、测量工程师和操作工人组成,共计25人。项目经理具有10年以上非开挖施工经验,曾参与类似雨污分流项目;技术负责人负责解决施工中的技术难题,如地质条件变化导致的轴线偏差调整;安全工程师全程监督安全规程执行,确保施工过程无事故;测量工程师使用全站仪和水准仪进行实时监测,控制顶进精度。工人队伍分为两组,每组12人,轮流作业,保证24小时连续施工。团队分工明确,项目经理统筹全局,技术组负责方案优化,安全组负责风险防控,操作组负责设备操作和管节安装。施工前,所有人员接受专项培训,包括顶管操作规范、应急处理流程和周边环境保护措施,培训时长为3天,考核合格后方可上岗。

2.1.2施工进度计划

施工进度计划基于工程概况中的880米顶进长度和3个工作井的设置,采用关键路径法编制。总工期为90天,分为三个阶段:前期准备阶段15天,主体施工阶段60天,验收阶段15天。前期准备包括设备调试、材料进场和现场布置;主体施工分三个工作井同步进行,每个工作井顶进段长186米,采用双班制作业,每班8小时;验收阶段包括管道闭水试验和周边沉降监测。进度计划预留10天缓冲时间,应对地质突变或恶劣天气影响。使用Project软件编制甘特图,明确里程碑节点,如第30天完成首个工作井顶进,第60天全部顶进结束。每周召开进度会议,检查实际进度与计划偏差,及时调整资源分配。例如,在穿越粉细砂地层时,若遇涌水涌砂风险,可暂停顶进,启动降水措施,确保进度不受延误。

2.2施工设备与材料准备

2.2.1顶管设备选型

根据工程地质条件中的粉细砂地层和最大顶进长度186米,施工单位选用了适合的顶管设备。主设备为DN1400液压顶管机,最大顶推力为3000kN,配备自动纠偏系统,确保轴线偏差控制在±30mm以内。针对粉细砂易液化的特点,设备采用泥水平衡式顶管机,通过注入膨润土泥浆稳定掌子面,防止涌水涌砂。辅助设备包括250吨千斤顶、液压泵站和激光导向仪,千斤顶行程为1.2米,满足长距离顶进需求;激光导向仪实时监测顶进方向,偏差超过10mm时自动报警。设备进场前,进行空载测试和性能校验,确保无故障运行。同时,配备备用发电机,应对突发停电,保障连续施工。设备选型充分考虑了周边环境因素,如在临近XX小区区域,降低设备噪音,采用隔音罩减少对居民的影响。

2.2.2材料采购与检验

施工材料主要包括钢筋混凝土钢套管、膨润土泥浆和密封材料。钢筋混凝土钢套管规格为DN1400,壁厚120mm,由专业厂家生产,采购量900米,包括10%的损耗备用。材料采购前,供应商资质审核,选择具有ISO9001认证的厂家。进场材料进行抽样检验,每50米一组,测试抗压强度和抗渗性能,确保符合设计要求。膨润土泥浆采购量50吨,用于润滑管道和稳定地层,检验其粘度和pH值,确保在粉细砂层中形成有效泥膜。密封材料选用遇水膨胀橡胶,安装在管节接口处,防止渗漏。材料存储在施工现场的临时仓库,分类堆放,避免受潮或损坏。检验过程由监理单位见证,不合格材料立即退回,确保施工质量。例如,在圆砾地层顶进时,泥浆配比调整为1:1.5,以增强润滑效果,减少顶进阻力。

2.3施工现场布置

2.3.1工作井与接收井布置

工作井和接收井的布置基于工程概况中的3座井位置和尺寸,优化施工流程。主工作井位于桩号K0+150,尺寸10m×7m,深15.3m,作为顶进起点;中间井位于K0+500,尺寸8m×6m,深12.5m,用于分段顶进;接收井位于K1+030,尺寸8m×6m,深12.5m,作为终点。井位选择避开地下管线,如西侧的燃气管道和电力电缆,最小距离保持5米以上。井壁采用沉井法施工,分节浇筑混凝土,每节高度2米,确保井壁垂直度。井内设置集水坑和排水泵,应对地下水问题,降水深度控制在管底以下0.8米。井口安装防护栏和警示标志,防止人员坠落。顶进时,工作井内布置导轨和顶进架,接收井内设置管节吊装设备,确保管节顺利对接。例如,在穿越XX河堤防区域,井位向远离河道方向偏移2米,减少对堤防结构的影响。

2.3.2临时设施设置

施工现场临时设施包括办公区、材料堆放区和施工区,布局合理,符合安全规范。办公区设在场地东侧,距离工作井30米,包括办公室、会议室和休息室,采用活动板房搭建,面积200平方米。材料堆放区分区设置,钢筋区、管节区和泥浆区独立存放,地面硬化处理,防止材料污染。施工区位于工作井周边,设置设备停放区、泥浆制备区和废浆处理池。泥浆制备区配备搅拌机,实时制备膨润土泥浆;废浆处理池容量20立方米,用于沉淀和回收泥浆,避免环境污染。临时道路采用碎石铺设,宽度6米,连接各功能区,确保车辆通行顺畅。同时,设置消防设施和急救箱,配备专职安全员巡查,检查设施状态。例如,在施工期间,若遇暴雨,临时道路覆盖防雨布,防止泥泞影响运输。

三、施工工艺与技术

3.1顶管施工流程

3.1.1工作井施工

工作井采用钢筋混凝土沉井法施工,分三节预制,每节高度2米。第一节下沉前,井壁外侧涂抹石蜡减阻,避免周边土体扰动。下沉过程中,采用排水下沉法,通过井内集水坑用潜水泵抽水,保持地下水位低于开挖面0.5米。每下沉1米,测量垂直度偏差,确保垂直度控制在1%以内。遇粉细砂层时,采用高压旋喷桩加固井周土体,防止流砂涌进井内。沉井至设计标高后,封底混凝土分两次浇筑,第一次浇筑至底板下0.5米,待强度达70%后,绑扎钢筋并浇筑剩余部分,底板厚度1.2米,配筋双层双向C30混凝土。

3.1.2顶进作业

顶管机从工作井导轨就位后,启动液压系统缓慢顶进。初始顶进阶段以5厘米/分钟速度推进,每顶进30厘米测量一次轴线偏差,确保偏差不超过10毫米。进入粉细砂层后,降低顶进速度至3厘米/分钟,同步注入膨润土泥浆,泥浆压力控制在0.15MPa,形成泥膜稳定掌子面。顶进至中间井时,拆卸顶管机,更换中继间接力顶进,中继间设置在顶进长度90%位置(即K0+840处),由6组300吨千斤顶组成,每组间距1.2米。接收井前10米时,减速至1厘米/分钟,避免管节撞击井壁。

3.1.3管节连接

每节管节长2.4米,接口采用“F型”钢承插口,安装前清理承插口杂物,涂抹硅酮密封胶。管节吊装使用16吨龙门吊,垂直度偏差≤5毫米。插入后,用200吨千斤顶顶紧,确保橡胶圈压缩率控制在25%-30%。连接后进行内接口焊接,采用手工电弧焊,焊缝高度8毫米,焊后进行100%超声波探伤,合格后进行防腐处理。

3.2关键技术控制

3.2.1轴线偏差控制

采用激光导向仪实时监测,发射器固定在工作井后壁,接收器安装在顶管机尾部。每顶进1米,测量人员使用全站仪复核激光点位置,偏差超过10毫米时启动纠偏系统。纠偏通过调整顶管机液压油缸实现,左右偏差调整两侧油缸压力差,上下偏差调整底座液压支腿。例如,当轴线向右偏移15毫米时,左侧油缸压力增加200千牛,右侧减少100千牛,连续纠偏3次后复测,直至偏差恢复至5毫米以内。长距离顶进中,每顶进50米进行一次人工复核测量,采用后方交会法,控制点设置在距工作井50米外的稳固基准桩上。

3.2.2地层稳定控制

穿越粉细砂层时,采用泥水平衡顶管机,通过刀盘切削面注入膨润土泥浆,泥浆配比膨润土:水=1:8,粘度控制在45-55秒。泥浆循环系统由2台5立方米/分钟泥浆泵组成,泥浆经地面沉淀池处理后循环使用。遇局部流砂区域,立即停止顶进,通过预留注浆孔注入水泥-水玻璃双液浆,水玻璃模数2.8,浓度35°Bé,浆液配比水泥:水玻璃=1:1,注入压力0.3MPa,加固范围顶进面2米半径。圆砾层顶进时,调整泥浆配比至膨润土:水=1:5,增加润滑性,降低顶进阻力。

3.2.3沉降监测控制

沿管线每5米设置一组监测点,建筑物周边加密至2米/组。使用精密水准仪按二等水准测量要求,监测频率顶进期间每2小时一次,沉降速率超过3毫米/天时加密至每30分钟一次。累计沉降达8毫米时,暂停顶进并启动补偿注浆,在沉降点周围1米范围钻孔,注入1:1水泥浆,注浆压力0.2MPa,注浆量根据沉降量动态调整。例如,XX小区监测点累计沉降10毫米时,实施3次补偿注浆,每次注浆量0.5立方米,24小时后沉降稳定在12毫米,符合设计要求。

3.3特殊工况处理

3.3.1地下障碍物处理

顶进至K0+320处遭遇废弃混凝土基础,尺寸1.5米×1.5米×2米。采用小型液压破碎机破碎,破碎粒径小于30厘米,同时降低顶进速度至2厘米/分钟,避免卡管。破碎后回填级配砂石,夯实密度达2.0吨/立方米,恢复顶进。若遇不明管线,先使用地质雷达扫描,定位后人工开挖暴露,采用悬吊保护后继续顶进。

3.3.2突发涌水涌砂应急

穿越XX河堤防段时,掌子面出现涌水涌砂,流量达5立方米/小时。立即关闭顶进系统,启动备用降水井,井深20米,间距3米,单井抽水量20立方米/小时。同时向工作井内抛填袋装黏土,封堵涌水点,厚度1.5米。涌水稳定后,注入聚氨酯化学浆,浆液遇水膨胀20倍,形成止水帷幕。48小时后复测,涌水量降至0.5立方米/小时,恢复顶进。

3.3.3恶劣天气应对

雨季施工期间,工作井顶部搭设防雨棚,面积100平方米,防止雨水灌入。泥浆制备区设置排水沟,接入市政管网。台风预警时,加固龙门吊轨道,增加配重块,风速超过15米/秒时停止吊装作业。高温天气调整作业时间,避开正午12点至14点,管节覆盖湿麻布养护,防止混凝土开裂。

四、施工安全管理

4.1安全管理体系

4.1.1安全制度建设

施工单位依据《建筑施工安全检查标准》和《顶管工程施工规范》,制定了《顶管施工安全操作规程》《工作井安全管理办法》《顶进作业安全细则》等7项制度。规程明确顶管机操作、管节吊装、井下作业等环节的安全要求,比如顶进时严禁人员在顶进轴线正前方停留,管节吊装时龙门吊下方10米内禁止站人。工作井管理办法规定井口必须设置1.2米高防护栏,悬挂“当心坠落”警示牌,井下作业前必须检测有害气体浓度,氧气含量不低于19.5%。安全细则细化了长距离顶进中的轴线偏差调整、泥浆注入等操作的安全参数,比如纠偏时油缸压力差不得超过500千牛,防止管节破裂。制度文件经监理单位审核后,发放至每个施工班组,张贴在施工现场显眼位置,确保工人随时查阅。

4.1.2安全责任划分

建立了“项目经理-安全工程师-班组长-操作工人”四级安全责任体系。项目经理为第一责任人,负责安全工作的总体部署,每周召开安全例会,协调解决安全问题;安全工程师负责日常安全检查,记录隐患并督促整改,每日对工作井、顶进设备、周边环境进行巡查,发现问题立即上报;班组长负责本班组的安全教育,监督工人遵守操作规程,比如在吊装管节前检查钢丝绳是否有断丝,确保安全后方可作业;操作工人严格执行安全制度,比如佩戴安全帽、安全带,下井作业前系好安全绳,发现异常情况立即停止作业并报告。责任书由各级人员签字确认,纳入绩效考核,发生安全事故时倒查责任,比如某班组未按规定佩戴安全帽导致受伤,班组长承担主要责任,扣减当月绩效奖金。

4.1.3安全监督机制

施工单位建立了“日常巡查-专项检查-定期考核”的监督机制。日常巡查由安全工程师负责,每天上午7点和下午3点各巡查一次,重点检查工作井防护栏、设备运行状态、工人防护用品佩戴情况;专项检查针对高风险环节,比如顶进穿越粉细砂层前,检查泥浆制备系统、应急降水设备是否正常,穿越河堤前检查堤防加固措施是否到位;定期考核每月进行一次,由项目经理牵头,安全工程师、班组长参与,考核内容包括安全制度执行情况、隐患整改率、工人安全知识掌握情况,考核结果与班组奖金挂钩,比如考核优秀的班组奖励2000元,考核不合格的班组停工整改。同时,接受监理单位和建设单位的安全监督,每周提交安全周报,汇报本周安全情况、隐患整改结果和下周计划。

4.2现场安全措施

4.2.1设备安全管理

顶管设备的安全管理严格执行“三定”制度(定人、定机、定岗),每台设备由专人操作,比如DN1400液压顶管机由经验丰富的张师傅操作,他持有特种作业操作证,从事顶管操作8年。设备进场前,由安全工程师和设备管理员共同检查,比如检查顶管机的液压系统是否有泄漏,千斤顶的行程是否正常,钢丝绳是否有断丝,合格后方可投入使用。作业过程中,操作人员每小时检查一次设备状态,比如记录液压油温度(不超过80℃),观察顶进压力(不超过3000千牛),发现异常立即停止作业,通知维修人员处理。备用设备如发电机、液压泵站,每周启动一次,确保随时可用。例如,在顶进至K0+500中间井时,顶管机的液压油温突然升高至85℃,操作人员立即停止顶进,检查发现液压油管接头松动,维修人员紧固接头后,油温恢复正常,继续作业。

4.2.2作业安全管理

作业安全管理重点控制井下作业、管节吊装和顶进作业三个环节。井下作业前,必须进行“三查”:查有害气体(使用便携式气体检测仪,检测氧气、甲烷、硫化氢浓度),查支护结构(检查井壁是否有裂缝、渗水),查防护设施(检查安全绳、照明设备是否正常)。下井时,工人必须佩戴安全帽、安全带,系好安全绳,井口设专人监护,防止坠落。管节吊装时,使用16吨龙门吊,吊装前检查钢丝绳、吊钩是否完好,吊装区域设置警戒线,安排专人指挥,确保周围无人员靠近。顶进作业时,严禁人员在顶进轴线正前方停留,顶进过程中,测量人员使用全站仪监测轴线偏差,偏差超过10毫米时,立即通知操作人员停止顶进,调整纠偏系统。例如,在吊装DN1400管节时,钢丝绳突然断裂,导致管节坠落,由于设置了警戒线,周围无人员受伤,事后检查发现钢丝绳因长期使用出现断丝,更换新钢丝绳后,加强了对吊装设备的日常检查。

4.2.3环境安全管理

环境安全管理主要包括周边建筑物、地下管线和河流堤防的保护。周边建筑物方面,在XX小区一侧设置10个沉降监测点,使用精密水准仪每2小时监测一次,累计沉降超过8毫米时,暂停顶进,采取补偿注浆措施。地下管线方面,西侧的DN300燃气管道和10kV电力电缆,设置警示标识,安排专人巡查,顶进前使用地质雷达扫描,确保无管线冲突,顶进过程中,监测管线的沉降和位移,累计位移超过5毫米时,调整顶进参数。河流堤防方面,穿越XX河堤防段时,采用高压旋喷桩加固堤防,桩径0.6米,间距1米,加固深度至堤防底部以下2米,顶进过程中,监测堤防的沉降和渗水情况,渗水量超过1立方米/小时时,立即停止顶进,采取注浆封堵措施。例如,在顶进至K0+840处时,XX小区监测点累计沉降10毫米,立即停止顶进,在监测点周围钻孔注入水泥浆,注浆量0.8立方米,24小时后沉降稳定在12毫米,符合设计要求。

4.3应急处置与培训

4.3.1应急预案制定

施工单位根据工程特点和周边环境,制定了《顶管施工安全事故应急预案》,包括涌水涌砂、地下障碍物、设备故障、人员伤亡等6类事故的处置流程。涌水涌砂应急预案规定,发现涌水涌砂后,立即停止顶进,启动备用降水井,同时向工作井内抛填袋装黏土,封堵涌水点,然后联系监理和设计单位,制定注浆加固方案,注入聚氨酯化学浆,形成止水帷幕。地下障碍物应急预案规定,遇到废弃混凝土基础等障碍物,使用小型液压破碎机破碎,破碎粒径小于30厘米,同时降低顶进速度,避免卡管。设备故障应急预案规定,顶管机或千斤顶故障时,立即启用备用设备,同时联系设备厂家维修,确保故障不超过4小时。人员伤亡应急预案规定,发生人员伤亡后,立即拨打120急救电话,同时进行现场急救,比如止血、固定骨折部位,保护好现场,配合事故调查。预案文件发放至每个施工班组,张贴在施工现场显眼位置,确保工人熟悉处置流程。

4.3.2应急演练实施

施工单位每季度组织一次应急演练,模拟不同事故场景,提高工人的应急处置能力。第一季度演练涌水涌砂事故,模拟顶进穿越XX河堤防段时,掌子面出现涌水涌砂,流量达5立方米/小时。演练开始后,操作人员立即停止顶进,启动备用降水井,同时向工作井内抛填袋装黏土,封堵涌水点,安全工程师通知监理和设计单位,制定注浆加固方案,注入聚氨酯化学浆,48小时后涌水量降至0.5立方米/小时,演练结束。第二季度演练地下障碍物事故,模拟顶进至K0+320处遇到废弃混凝土基础,使用小型液压破碎机破碎,同时降低顶进速度,避免卡管,破碎后回填级配砂石,恢复顶进,演练结束。第三季度演练设备故障事故,模拟顶管机液压系统故障,启用备用发电机和液压泵站,同时联系设备厂家维修,4小时内故障排除,继续顶进,演练结束。第四季度演练人员伤亡事故,模拟工人下井作业时坠落,立即拨打120急救电话,进行现场急救,保护现场,配合事故调查,演练结束。演练后,总结经验教训,完善应急预案,比如在涌水涌砂演练中,发现备用降水井的抽水量不足,增加了2台备用降水井。

4.3.3安全培训教育

施工单位建立了“三级安全教育”制度,对新工人进行入场前培训、班组培训和岗位培训。入场前培训由安全工程师负责,讲解施工安全基本知识、安全制度、周边环境特点,比如XX小区的建筑物基础、燃气管道的位置,培训时长为1天,考核合格后方可进入施工现场。班组培训由班组长负责,讲解本班组的安全操作规程、应急措施,比如管节吊装的安全距离、顶进作业的注意事项,培训时长为半天,每月进行一次。岗位培训由技术负责人负责,讲解岗位-specific的安全要求,比如顶管机操作的安全参数、纠偏系统的使用方法,培训时长为1天,每季度进行一次。同时,定期开展安全知识讲座,邀请安全专家讲解顶管施工的安全风险和防控措施,比如“顶管施工中的沉降控制”“涌水涌砂的应急处置”,讲座时长为2小时,每半年进行一次。例如,新工人小李入场前,参加了入场前培训,了解了施工安全基本知识和安全制度,然后在班组培训中,学习了管节吊装的安全距离,在岗位培训中,学习了顶管机操作的安全参数,考核合格后,成为一名顶管操作工人。

五、施工质量管理

5.1质量管理体系

5.1.1质量制度建设

施工单位依据《给水排水管道工程施工及验收标准》(GB50268-2008)及设计文件,制定了《顶管施工质量验收标准》《管节安装质量细则》《顶进作业质量控制规程》等9项质量管理制度。其中《顶管施工质量验收标准》明确了工作井垂直度偏差≤1%、管节轴线偏差≤±30mm、接口渗漏量≤0.1L/(min·m)等关键指标;《管节安装质量细则》规定了“F型”钢承插口橡胶圈压缩率控制在25%-30%、内接口焊缝高度≥8mm、防腐层厚度≥500μm等具体要求;《顶进作业质量控制规程》细化了初始顶进速度5cm/min、粉细砂层顶进速度3cm/min、泥浆压力0.15MPa等操作参数。制度文件经监理单位审核后,发放至3个施工班组,张贴在施工现场材料区、操作区等显眼位置,确保工人随时查阅执行。

5.1.2质量责任划分

建立“项目经理-技术负责人-质检员-操作工人”四级质量责任体系。项目经理作为第一责任人,负责总体质量策划,每周主持质量例会,协调解决质量问题;技术负责人负责技术指导,审核施工方案,解决顶进过程中的轴线偏差、泥浆配比等技术难题;质检员负责日常质量检查,每道工序完成后进行实测实量,合格后签署验收单;操作工人严格执行质量要求,比如管节安装前检查承插口是否干净,涂抹密封胶是否均匀,顶进过程中观察设备状态,发现异常立即报告。责任书由各级人员签字确认,纳入绩效考核,发生质量问题倒查责任,比如某班组管节接口渗漏,班组长承担主要责任,扣减当月绩效奖金的20%。

5.1.3质量监督机制

构建“日常巡查-专项检查-定期考核”的质量监督机制。日常巡查由质检员负责,每天上午8点和下午4点各巡查一次,重点检查工作井垂直度、顶管机液压系统状态、管节接口密封性;专项检查针对高风险环节,比如穿越粉细砂层前检查泥浆制备系统、应急降水设备,穿越河堤前检查高压旋喷桩加固效果;定期考核每月进行一次,由项目经理牵头,技术负责人、质检员参与,考核内容包括质量制度执行情况、工序验收合格率、质量问题整改率,考核结果与班组奖金挂钩,比如考核优秀的班组奖励3000元,考核不合格的班组停工整改并重新培训。

5.2现场质量控制

5.2.1工作井施工质量控制

工作井采用钢筋混凝土沉井法施工,分三节预制,每节高度2米。第一节下沉前,检查井壁外侧石蜡减阻层是否均匀,厚度控制在1-2mm,避免周边土体扰动;下沉过程中,每下沉1米用全站仪测量垂直度,确保垂直度偏差≤1%,遇粉细砂层时,采用高压旋喷桩加固井周土体,桩径0.6米,间距1米,加固深度至井底以下3米,防止流砂涌进井内;封底混凝土分两次浇筑,第一次浇筑至底板下0.5米,采用C30混凝土,待强度达到70%后,绑扎双层双向钢筋(直径16mm,间距150mm),浇筑剩余部分,底板厚度1.2米,用插入式振捣器振捣,确保密实,混凝土试块每50米留置一组,测试抗压强度,要求达到设计强度的90%以上。

5.2.2顶进作业质量控制

顶管机从工作井导轨就位后,启动液压系统缓慢顶进,初始顶进速度控制在5cm/min,每顶进30厘米用全站仪测量一次轴线偏差,确保偏差≤10mm;进入粉细砂层后,降低顶进速度至3cm/min,同步注入膨润土泥浆,泥浆配比膨润土:水=1:8,粘度控制在45-55秒,泥浆压力稳定在0.15MPa,形成有效泥膜稳定掌子面;顶进至中间井(K0+500)时,拆卸顶管机,更换中继间接力顶进,中继间设置在顶进长度90%位置(K0+840),由6组300吨千斤顶组成,每组间距1.2米,顶进过程中检查中继间的油缸压力,确保均匀受力,避免管节变形;接收井前10米时,减速至1cm/min,避免管节撞击井壁,确保顺利对接。

5.2.3管节连接质量控制

每节管节长2.4米,接口采用“F型”钢承插口,安装前用钢丝刷清理承插口杂物,打磨平整,涂抹硅酮密封胶,涂抹均匀无遗漏;管节吊装使用16吨龙门吊,吊装前检查钢丝绳、吊钩是否完好,吊装时垂直度偏差≤5mm,插入后用200吨千斤顶顶紧,确保橡胶圈压缩率控制在25%-30%;连接后进行内接口焊接,采用手工电弧焊,焊缝高度≥8mm,焊后进行100%超声波探伤,合格后进行防腐处理,采用环氧煤沥青防腐,厚度≥500μm,每10节管节抽检1节,做闭水试验,试验压力0.2MPa,保持24小时无渗漏。

5.2.4泥浆与沉降控制

泥浆制备采用钠基膨润土,用搅拌机搅拌30分钟,确保充分水化,每班次检测一次粘度,不符合要求时调整配比;泥浆循环系统由2台5m³/min泥浆泵组成,泥浆经地面沉淀池(容量30m³)处理后循环使用,沉淀池每周清理一次,防止泥浆堵塞管道;沉降监测沿管线每5米设置一组监测点,建筑物周边加密至2米/组,使用TrimbleDiNi03精密水准仪按二等水准测量要求,监测频率顶进期间每2小时一次,沉降速率超过3mm/d时加密至每30分钟一次;累计沉降达8mm时,暂停顶进并启动补偿注浆,在沉降点周围1米范围钻孔,注入1:1水泥浆,注浆压力0.2MPa,注浆量根据沉降量动态调整,比如XX小区监测点累计沉降10mm时,实施3次补偿注浆,每次注浆量0.5m³,24小时后沉降稳定在12mm,符合设计要求。

5.3质量验收与改进

5.3.1工序验收管理

建立“三检”制度(操作工人自检、班组长互检、质检员专检),每道工序完成后,操作工人先检查,比如管节安装后检查接口是否密封、垂直度是否合格;班组长互检,检查相邻管节的连接情况,确保无错台;质检员专检,用全站仪测量轴线偏差,用水准仪测量沉降量,检查泥浆粘度等,合格后签署工序验收单,进入下一道工序。比如工作井沉井完成后,质检员检查垂直度偏差为0.8%、井壁混凝土强度为32.5MPa(设计强度C30),合格后签署验收单,开始顶进作业;顶进至K0+320处时,检查轴线偏差为±15mm,符合要求,继续顶进。

5.3.2分项工程验收

顶管分项工程完成后,施工单位提交分项工程验收报告,包括施工记录、工序验收资料、监测数据、监理报告。监理单位组织设计单位、建设单位进行验收,验收内容包括顶进长度(880m)、轴线偏差(最大±25mm)、管节接口密封性(闭水试验无渗漏)、沉降量(累计最大12mm)等。比如顶进至K1+030接收井后,施工单位提交验收报告,监理单位组织验收,检查轴线偏差为±25mm,累计沉降12mm,符合设计要求,签署分项工程验收合格证书;若验收中发现问题,比如某段管节轴线偏差为±35mm,超过规范要求,施工单位立即启动纠偏系统,调整油缸压力差,连续纠偏3次后复测,偏差恢复至±20mm,重新验收合格。

5.3.3竣工验收与问题整改

单位工程完成后,施工单位提交竣工验收报告,包括所有分项工程的验收资料、质量记录、监测数据、监理报告。建设单位组织设计单位、监理单位、施工单位进行竣工验收,验收内容包括工程质量、使用功能、安全情况等。验收合格后,签署竣工验收报告,交付使用。若验收中发现质量问题,比如K0+500~K0+600段管节接口渗漏(渗漏量为0.15L/(min·m),超过规范要求的0.1L/(min·m)),施工单位立即整改,更换橡胶圈,重新涂抹密封胶,做闭水试验,试验压力0.2MPa,保持24小时无渗漏,整改后再次验收合格;比如穿越XX河堤防段时,堤防沉降量为15mm,达到设计要求的临界值,施工单位采取注浆加固措施,注入1:1水泥浆,注浆量1.2m³,24小时后沉降稳定在13mm,符合要求。

六、施工环境保护与文明施工

6.1环境保护措施

6.1.1扬尘控制

施工现场主要道路采用混凝土硬化处理,宽度6米,每日定时洒水降尘,洒水次数根据天气情况调整,晴天每2小时一次,大风天气加密至每小时一次。土方作业区域设置移动式雾炮机,覆盖半径15米,同步喷淋降尘。裸露土方及临时堆土采用防尘网全覆盖,网眼密度≥200目,堆土高度不超过1.5米,坡脚设置挡土板。材料运输车辆出场前必须冲洗轮胎,设置车辆冲洗平台,配备高压水枪,沉淀池容积5立方米,废水经三级沉淀后循环使用。例如,在粉细砂层顶进时,土方开挖量较大,每日增加洒水频次至4次,有效抑制了扬尘扩散。

6.1.2噪音控制

选用低噪音设备,顶管机液压系统加装隔音罩,噪音控制在75分贝以下;发电机单独设置隔音棚,距离居民区30米以外。合理安排作业时间,夜间22:00至次日6:00禁止产生噪音的施工作业,确需夜间施工的提前向环保部门申请,并公告周边居民。在高噪音设备附近设置移动式隔音屏障,屏障高度2.5米,采用双层吸音棉结构,降噪效果达20分贝。例如,在XX小区一侧施工时,将管节吊装时间调整至白天,夜间仅安排设备维护工作,居民投诉量减少80%。

6.1.3水污染控制

施工废水包括泥浆废水、设备清洗水和降水井排水。泥浆废水经三级沉淀池处理,沉淀池容积30立方米,分格设置,停留时间≥24小时,上清液回用于泥浆制备,底泥定期清理外运至指定消纳场。设备清洗水收集于专用集水箱,加入絮凝剂沉淀后达标排

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