顶管工程专项施工方案 - 计算书

工程概况项目概况根据所提供施工图及现场踏勘，顶管穿越的土层大部分为粘土夹角砾层，且地下水位较高，地下水位在管道底部以上，顶管所在图层均于地下稳定水位线下，需要采取降排水措施。因此综合考虑，管道顶进施工拟采用土压平衡法施工工艺。采用检查井作为涵管顶进工作井、接收井，进行双向顶进施工。接收井、工作井采取悬挂式竖井施工工法，在施工时，开始人工挖土前，先将刃口部分切入周边土体中，挖土程序自上而下分层开挖，采用手工的方法开挖刃口内的土层，开挖辅助工具主要有镐、锹以及冲击锤等。开挖下来的泥土或岩石通过手推车来输送。因市政工程管线较多，外部外部环境较为复杂多变，如施工过程中还需采用此类型顶管施工，采用此方案施工。施工平面布置图如图2.1-1南路与济路交口处顶管平面图所示。图2.1-1南路与济路交口处顶管平面图表2.1-1工程建设一览表序号项目内容1工程名称南水北调焦作城区段生态保护PPP项目2工程地址城区丰收路至瓮涧河3建设单位南水北调建设发展有限公司4勘察单位河南省焦作地质勘察设计有限公司5设计单位河南省城乡规划设计研究总院有限公司6监理单位河南建达监理咨询有限公司7质量监督单位建设工程质量监督站8施工总承包单位中国建筑第七工程局有限公司场地工程地质条件1、场地地形、地貌处于新华夏系太行山复背斜隆起的南端，晋东南山字型构造前弧，秦岭东西向构造带北缘。近场区构造发育的断裂主要是盘古寺-柏山-新乡断裂。拟建工程场地位于山前冲洪积平原中下部。原场地道路沿线两侧以村庄为主，局部为耕田或建筑垃圾堆弃、杂填土。地形平坦、开阔，微向东南倾斜。2、地层概况工程区勘探深度范围内均为第四系全新统下段冲洪积层。由中液限粘质土组成。根据钻孔揭露的地基土类型及物理力学性质指标资料，对地基土按岩性等特征分层后，从上到下分层描述如下：第①层：素填土(Q4ml):黄褐色,潮湿状态,主要成份以中液限粘质土为主,少含建筑垃圾及植物根茎等杂物。村庄周围以杂土及建筑垃圾为主。场区普遍分布。第②层：中液限粘质土(Q4al+pl):黄褐色,潮湿状态,含少量蜗牛壳及姜石,摇震无反应,切面有光泽,韧性及干强度中等；局部夹灰黄色粉土团块,湿,稍密,呈薄夹层或透明体状分布；大孔隙结构不明显,无湿陷。场区普遍分布。第③层：中液限粘质土(Q4al+pl)，黄褐色,过湿状态,含少量蜗牛壳及姜石,摇震无反应,切面有光泽,韧性及干强度中等；不具湿陷性。场区普遍分布。第④层：中液限粘质土(Q4al+pl)，黄褐色,潮湿状态,含少量蜗牛壳及姜石,摇震无反应,切面有光泽,韧性及干强度中等；不具湿陷性。该层个别孔未穿透。第⑤层：中液限粘质土(Q4al+pl)，黄褐色,过湿状态,含少量蜗牛壳及姜石,摇震无反应,切面有光泽,韧性及干强度中等；不具湿陷性。该层个别孔未穿透。第⑥层：中液限粘质土(Q4al+pl)，黄褐色,潮湿状态,含少量蜗牛壳及姜石,摇震无反应,切面有光泽,韧性及干强度中等；不具湿陷性。该层未穿透。场地水文地质条件1）场地位于山前冲洪积平原中下部，主要含水层为第四系孔隙水含水层，具承压性。主要由大气降水、地表水入渗及侧向迳流补给，由侧向迳流、人工抽水排泄。2）勘察期间地下水初见水位埋深与稳定水位埋深变化较小，基本一样，稳定水位埋深及标高详见下表。表2.1-2稳定水位表数据个数稳定水位埋深最小值（m）稳定水位埋深最大值（m）稳定水位埋深平均值（m）900.24.42.18项目特点1、项目施工位于城区，受交通及周边环境影响较大。需要做好交通导改及周边居民维稳工作。2、交通管制较为严格，需要提前规划及审批施工路线，确保各项材料机械能够顺利到场。3、根据勘察结果，顶管施工工作井井壁主要位于粉质粘土和粘土地层，地下水位在管道底部以上，需要采取降排水措施。在现状道路上的接收井需要采取一定的支护措施保证安全。施工平面布置施工材料、机械、设备布置1、机械设备根据现场施工内容配备，并尽量选择通用性强，能适应作业场地、作业内容的机械设备。机械设备进、出作业区时，安排专人进行指挥，以免发生碰撞、刮擦等事故。夜间在作业区附近就近停放，设置警示标志并配备专人进行看管，保证安全。2、模板、钢筋及零星材料按规范要求于作业区集中、有序存放，并做好相应防护措施。3、进行工作井和接收井支护施工所需钢筋与现场集中堆放、就近加工。堆放时远离工作井、接收井顶部边缘2m，离地距离不小于30cm并覆盖篷布进行防水。4、顶管专用钢筋混凝土管按品种、规格、类型及生产顺序分批堆放，堆放场地应平整，井管纵向支承呈线接触，底层井管的两端设置垫木防止滚动。堆放时，不允许超过1层。5、顶管工作井及接收井施工混凝土均采用商品混凝土，用混凝土罐车运至施工现场后浇筑。办公生活设施布置生活区：项目部办公及生活区位于人民路与济路交叉口北200米路西。采用简易彩钢房。工人生活区：施工区租赁移动集装箱式房或就近租用民房。表2.2-1临时占地一览表用途面积（㎡）位置需用时间项目部3200就近租用顶管施工队100就近租用工作井工作面7×4.1济路与南路交叉口接收井工作面3.8×3.8电力线路2000m从济路变压器接点到顶管施工处临时给水管500就近降水井施工环保布置工作井及接收井作业场地周边设置降水井及排水设施，场地降水有组织的排入附近沟渠或河道或既有雨污水井内。1、文明施工布置1）现场所有临时设施的建造、制作、安装，均要求达到市级文明工地的标准及当地安全监督站的规定。2）施工现场所有的安全防护设施，均采用硬质PVC幕墙板搭建、中建蓝白两色标识，加以区别，并安排专人定期进行PVC围挡检查，发现破坏处时及时修补、更换。施工过程中，严禁擅自拆除PVC围挡。3）对施工现场所有的专用设施：如消防器材，防汛专用物资等，均用醒目的标识加以警示，严禁擅自动用。4）施工现场的布置及材料的堆放，严格按照工作井平面图进行，无散落、凌乱现象，承载力不够的区域应先进行硬化。施工便道要确保畅通并硬化。5）场地内设置连续、通畅的排水设施和其他应急设施，并设立沉淀池，防止泥浆、污水外流，堵塞下水道，定期疏通现场排水沟、集水井，保证场地内排水畅通，场地无积水。6）认真落实文明施工相关规定，对进出工地污染严重的车辆进行冲洗清理和覆盖处理。如发现附近路面有污染现象时及时清除，并加强对出场车辆的检查，以防止渣土飞扬、洒落，做好弃土、垃圾的规范运输。2、消防布置1）生活区与生产区的消防应分开并单独进行布置。按消防要求，在各个消防关键部位，安放一定数量的灭火器，安排专人照管，定期更换灭火剂，保证灭火器的完好。2）仓库、生活区内按每50平方米配备2个泡沫灭火器的标准进行布置，并设置醒目标记。临水布置施工用水主要包括生活用水、触变泥浆用水，应抽取附近降水井井水作为施工用水。项目办公区、生活区及各队伍施工和生活产生的污水经沉淀池沉淀后就近接入市政污水管网系统或环保部门允许排放的其他地方，严禁随意、随处排放。临电布置1、用电功率计算1）工作井主要用电设备数量及功率详见下表1-5。表2.2-2单套土压平衡主要设备用电一览表用电部位电机功率KW电机数量总功率KW备注切削部22488螺旋出土机30130主油泵18118拌浆机313注浆机515行车电机18118潜水泵3412其它1010合计1842）接收井主要是混凝土施工及排水水泵用电，每个接受井位按20kw考虑，从附近的工作井电源接线即可。2、临时用电布置考虑到本工程管线分布特性，工作井的周边能够接入市政电网的，尽量协商接入电网，土压平衡顶管设备配设一台300KW柴油发电机组进行本作业面的临时供电。现场用电采用三相五线制，按三级配电标准进行三级防护。每个发电机均配设1个一级配电箱进行总控，一级配电箱与分配电箱利用镀锌角钢做可靠接地，接地电阻R≤4Ω。根据表1-5数据，配电导线选用计算如下：1）施工总用电量计算：P=1.1×(K1∑P)=154.275（K1取0.75，1.1为用电不均匀系数）2）配电导线截面计算：Il=1000∑P/(31/2×Ul×cosφ)=378A式中：Il为线路工作电流值Ul为线路工作电压值，取380kvCosφ为用电设备功率因数，一般建筑工地取0.75由此选用三芯185mm铜芯电缆作为一级配电箱配电导线。总平面布置图南路污水管道顶管施工总体平面布置图见附图1。施工要求质量要求工程质量达到国家质量验收规范合格标准。安全要求严格执行各项安全生产制度和操作规程，消除施工中的安全隐患，力争安全和文明施工全线第一。安全生产严格遵守国家、部委颁布有关安全生产及文明施工的规定，达到《施工安全检查标准》。环保及文明施工要求施工前取得有关环保许可证，施工期中对振动、噪声、废水、废气、施工垃圾进行严格控制，并采取规范的处理措施，做到各项环保指标满足国家和平顶山市地方性有关法规的要求，达到《建筑施工现场环境与卫生标准》。管理要求服从设计、尊重监理，运用“施工项目综合管理网络系统”进行网络管理，在工程进度、质量、安全、环保等目标得到保证的前提下，加强工程施工各项管理工作，展现一流的现代施工企业水平和风采。施工要求1、具有较为丰富的施工经验，责任心强，工作认真负责，熟悉本作业的安全技术操作规程，持证上岗。2、特种作业人员必须经过政府有关部门的考核合格，取得建筑施工特种作业人员操作资格证书，方可上岗从事相应作业。3、施工机械性能良好，满足施工场地、进度、质量、安全要求。4、做好工作井、接收井支护及安全防护工作，确保施工安全。5、严格按照规范及设计要求做好周边建筑物、管线保护及监测工作。技术保证条件1、学习有关施工、设计、监理等技术规范、质量标准、验收标准，并且落实到每个参加本工程施工的技术和管理人员。施工前对每个技术、管理人员进行施工工艺，关键点等进行技术交底，明确该项工程的设计要求、技术标准、控制要点、施工注意事项等。2、根据设计图纸及实际情况，编制科学、合理、先进、适用、经济、安全施工方案。3、根据设计部门提供的导线点和水准点，进行水准点、导线点的复测和加密，建立控制网。测量工作必须严格执行测量复核签认制，测量工作各个程序实行双检制，以保证测量工作质量，防止错误。4、施工前严格执行安全、技术交底工作。本工程每一道工序开工前，均需进行技术交底，技术交底是施工企业技术管理的一个重要制度，是保证工程质量的重要因素，其目的是通过技术交底使参加施工的所有人员对工程技术要求做到心中有数，以便科学地组织施工和按合理的工序、工艺进行施工。项目部技术交底专业采用三级制，即项目部技术负责人、专业工长、各班组长。三级技术交底均有书面文字及图表，并签字确认，整理归档。工程技术负责人向专业工长进行交底要求细致、齐全、完善，并要结合具体操作部位、关健部位的质量要求，操作要点及注意事项等进行详细的讲述交底，工长接受后，应反复详细地向作业班组进行交底，班组长在接受交底后，应组织工人进行认真讨论，全面理解施工意图，确保工程的质量和进度。附图及计算书计算参数根据设计地勘资料知在工作井、接收井及顶管施工区域地下水水位较高，且工程地质主要为粉质粘土，具体参数如下：（1）背墙后土体容重17.3KN/m（2）覆盖层厚度为5m；（3）施工区域地下水位为现状地面以下约3m；（4）顶进长度按50m计；顶力计算根据《给排水管道施工及验收规范》第6.3.4节规定顶进力F0=πD1Lfk+NF式中F0顶进阻力，KN；D1管的外径，取1.2m；L管道设计顶进长度，取顶进长度50m计算；fk管道外壁与土的单位面积平均摩阻力，本工程为土质为粉质粘土取6KN/m2；  NF顶管机得迎面阻力，土压平衡施工时NF=π*Dg2*rs*Hs/4；Dg为顶管机外径取1.22m，rs为土的重度取17.3KN/m³，Hs为覆盖层厚度取5m；NF=3.14*1.222*17.3*5/4=101.066KNF0=πD1Lfk+NF带入式中数值的：F0=3.14*1.2*50*6+101.066=1231.466KN查《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640-2010，DN1000柔性钢承口管的允许顶力为1600KN，满足要求。为便于要顶进中管段纠偏并考虑公司机械设备情况，本工程顶管拟采用2台100T的千斤顶并联顶进施工。钢筋混凝土管允许最大顶力计算按照《给排水工程顶管技术规程》（CECS246-2008）计算钢筋混凝土管道传力面允许的最大顶力，计算如下:图9.3-1顶管施工混凝土排水管顶力参考图查《顶进施工法用钢筋排水管》JC/T640-2010，DN1000柔性钢承口管的允许顶力为1600KN，满足要求。DN1000管节段理论定力Fp=1231.466KN,为便于要顶进中管段纠偏并考虑公司机械设备情况，本工程顶管拟采用2台100T的千斤顶并联顶进施工后背墙土抗力计算后背墙土抗力（反力）计算：式中：R-总推力之反力（一般大于推力的1.2－1.6）a－系数（取1.5－2.5之间）此处取2B－后座墙的宽度（M）此处取4.12.