开封市城市集中供热管网二期工程清水河穿越专项方案625Word下载.docx
- 文档编号:16281204
- 上传时间:2022-11-22
- 格式:DOCX
- 页数:45
- 大小:158.94KB
开封市城市集中供热管网二期工程清水河穿越专项方案625Word下载.docx
《开封市城市集中供热管网二期工程清水河穿越专项方案625Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《开封市城市集中供热管网二期工程清水河穿越专项方案625Word下载.docx(45页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
5)《开封市复兴大道--火电厂热力管线工程工程地质勘察报告》
6)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011);
7)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010);
8)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012);
9)《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》(CECS137:
2002);
10)《建筑基坑支护技术规范》(JGJl20-2012);
11)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012);
12)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008);
13)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2015);
14)《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》(CECS137:
15)《给水排水规程顶管技术规程》CECS246-2008;
16)清水河暗渠施工图;
17)开封市城市集中供热二期工程施工组织设计
18)金盛热力公司提供该施工区域的地下管线资料
19)岩土工程勘察有限公司提供的地质
3.施工工艺技术
3.1施工流程
3.1.1总体施工流程
废泥浆外运
否
两端过渡段施工
3.1.2沉井施工流程
各项施工准备
工程测量定位、放线
加固区域压密注浆
(依据沉时情况)
基坑开挖至起沉标高
沉井刃脚垫层砌刃脚砖座
安装预埋预留配合
沉井制作
砼养护及拆模
沉井下沉
沉井稳定观测
井筒内挖土
沉井封底
封底后质量检查
井内结构施工与安装
沉井工程质量检验
沉井施工流程图
3.1.3泥水平衡顶管施工流程
穿墙止水安装
3.1.4工作井、接收井两端开挖段施工流程
做管井打钢板桩支护降水土方开挖验槽回填砂石垫层下管、组对、焊接、检测、保温回填夯实钢板桩拆除
3.2沉井制作
3.2.1结构形式
1)根据施工现场的地质情况和周围环境条件,沉井采用钢筋混凝土结构,整体制作。
工作井,采用长方形井长*宽*高(内尺寸)10.8*7.7*10m,壁厚0.7m,接收井亦为长方形井,长*宽*高(内尺寸)10.8*4*10m,壁厚0.7m,为钢筋混凝土结构。
壁板配筋立筋为¢28@200双层钢筋网,水平钢筋¢25@200双层钢筋网,采用HRB400钢筋。
混凝土C30。
沉井尺寸复核:
高度复核,沉井底板标高(自然地面下)=3.5(暗渠底)+3(暗渠与套管净距)+2.2(套管外经)+0.5(套管底与沉井底板距离)=9.2m,高度10m满足要求(最终盖板上考虑覆土1.0-2.0m);
长度复核,工作管外经1.370m,套管内径按1.8m,壁厚按0.18m,套管外经2.16m,墙壁预留洞按2.4m,两个套管洞净距3m,则预留洞边与沉井壁的距离=(10.8-2.4*2-3)/2=1.5m,长度10.8m满足要求;
宽度复核:
泥水平衡顶管机工具头分两接,每节2m,钢筋混凝土管每节长度2m,所以,工作井宽度7.7m,接收井宽度4m满足施工要求。
详见工作井、接收井施工图。
2)基坑测量放线
按大于沉井平面尺寸2m设计(即沉井刃脚外侧至基坑底边距离控制为2m),开挖深度按2m,以满足施工人员绑扎钢筋及支设外模板和地基承载力的需要。
基坑边坡采用1:
1,祥见总平面图和沉井布置图和结构图。
3)基坑开挖
根据基坑所处位置的土质、水文条件、现场允许程度等因素开挖深度为2m。
开挖采用人工配合机械开挖。
4)基坑地基处理
刃脚垫层采用砂垫层和混凝土垫层共同受力。
砂垫层厚度60cm,每边宽出1.5m混凝土垫层,厚度为15cm,每侧宽出井壁30cm。
砂垫层厚度H采用下列公式计算:
N/B+γ砂H≦[δ],计算得H取60cm。
3.2.2钢筋施工工艺
1)钢筋应有出厂质量证明和检验报告单,并按有关规定分批抽取试样作机械性能试验,合格后方可使用。
2)钢筋绑扎必须严格按图施工,钢筋的规格、尺寸、数量及间距必须核对准确。
3.2.3模板施工工艺
1)由于沉井高度达10m,井身混凝土分三节浇捣,内、外模分三节安装,井壁的内外模板全部采用木模板。
内、外楞采用50*100方木。
内外模板采用M16对拉螺栓@600mm加固,对拉螺栓加焊止水片。
沉井内搭设满堂脚手架将内模固定,通过对拉螺栓固定外模。
2)刃脚部分的内模采用砖砌结构。
3.2.4混凝土施工工艺
1)混凝土浇筑采用汽车泵直接布料入模的方法。
沉井浇砼必须连续进行,一次完成,每节不得留置施工缝。
2)浇筑混凝土前必须完成的工作主要有:
钢筋隐蔽验收符合质量验收规范与设计要求;
模板已安装并经过检查验收合格,模板内的垃圾及杂物已清理干净,模板已涂刷脱模隔离剂;
沉井的位置、尺寸、标高和井壁的预埋件、预留洞等已经过复核无误。
3)分层布料、分层振捣,每层浇筑厚度500mm,混凝土捣固应采用插入式振动器。
4)为了防止模板变形或地基不均匀下沉,沉井的混凝土浇筑应对称、均衡下料。
5)两次浇筑水平施工缝应留成凸形或加设止水带。
分三次浇筑完成,第一次浇捣刃脚部分2.5m,第二次浇捣高度4m,第三次全部浇捣完成。
3.3沉井下沉施工
沉井采用排水下沉法施工,结合开挖段的施工,布置管井降水,管井¢300mm,深度20m,详见平面布置图。
3.3.1沉井下沉方法
采用排水干作业下沉法,顺序如下:
下沉准备工作→设置垂直运输机械设备→大口井降水→挖土下沉→边下沉边观测→纠偏措施→沉至设计标高→核对标高、观测沉降稳定情况→铺设井内封底垫层→底板防水处理→底板钢筋施工与隐蔽工程验收→底板混凝土浇筑→井内结构施工→上部建筑及辅助设施→回填土
3.3.2刃脚砖砌底模凿除
混凝土强度必须达到设计强度等级的100%后方可进行砖砌底模的凿除,砖砌底模的凿除要求均匀、对称、迅速,因此,采用风镐凿除。
凿除时用4台风镐对称进行,在凿除底模时,沉井即开始下沉。
3.3.3沉井下沉
沉井制作完成后,其混凝土强度必须达到设计强度等级的100%后方可进行刃脚垫层拆除和下沉的准备工作。
刃脚下的砂垫层要分层均匀开挖,每层厚度25cm,在刃脚沿线全面进行。
井内挖土应根据沉井中心划分工作面,挖土应分层、均匀、对称地进行。
挖土要点是:
先从沉井中间开始逐渐挖向四周,每层挖土厚度为0.4~0.5m,沿刃脚周围保留0.5~1.5m的土堤,然后再沿沉井井壁每2~3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地削薄土层,每次削5~10cm,当土层经不住刃脚的挤压而破裂时,沉井便在自重的作用下挤土下沉。
沉井时,如发现有异常情况,应及时分析研究,采取有效的对策措施:
如摩阻力过大,应采取减阻措施,使沉井连续下沉,避免停歇时间过长;
如遇到突沉或下沉过快情况,应采取停挖或井壁周边多留土等止沉措施。
在沉井下沉过程中,如井壁外侧土体发生塌陷,应及时采取回填措施,以减少下沉时四周土体开裂、塌陷对周围环境造成的不利影响。
为了减少沉井下沉时摩阻力和方便以后的清淤工作,在沉井外壁宜采用随下沉随回填砂的方法。
沉井开始下沉至5m以内的深度时,要特别注意保持沉井的水平与垂直度,否则在继续下沉时容易发生倾斜、偏移等问题,而且纠偏也较为困难。
沉井下沉近设计标高时,井内土体的每层开挖深度应小于30cm或更薄些,以避免沉井发生倾斜。
沉井下沉至离设计底标高10cm左右时应停止挖土,让沉井依靠自重下沉到位。
3.3.4井内挖土和土方吊运方法
沉井内的分层挖土和土方吊运采用人工和机械相配合的方法。
根据本工程的沉井施工特点,在沉井上口边配备一台35吨的起重机配合抓斗挖机,负责机械开挖井内中间部分的土方和将井内土方吊运至弃土区。
井内靠周边的土方严格控制每层土的开挖厚度,防止超挖。
说明:
1——沉井刃脚
2——边壁留置土堤
1、2、3、4——削坡次序
沉井下沉开挖方法示意图
3.3.5沉井封底
当沉井下沉至距设计底标高10cm时,应停止井内挖土,使其靠自重下沉至或接近设计底标高,再经过1~2天的下沉稳定,或经观测累计下沉量不大于10mm/8小时,即可进行沉井封底,采用干封底。
沉井干封底的施工要点和主要技术措施如下述:
1)工作井、接收井周围各设置4个管井进行降水,以此保证沉井内的地下水位低于基底面0.5m以下。
2)封底由2层组成:
20cm碎石层及C20素混凝土垫层和600厚。
3)井底无积水、无流砂、无翻浆下铺设碎石垫层,连续浇筑素混凝土垫层。
4)素混凝土垫层达到50%设计强度后,可进行底板钢筋绑扎。
钢筋应按设计要求伸入刃脚的凹槽内。
新老混凝土的接触面应冲刷干净。
5)底板混凝土浇筑时,应分层、不间断地进行,由四周向中间推进,每层浇筑厚度控制在30~50cm左右,并采用振动器振捣密实。
3.3.6沉井质量控制及注意事项
3.3.6.1施工偏差的处理
1)倾斜处理
沉井下沉过程中倾斜率要控制在1/150~1/200,超过1/200时就要进行纠偏,纠偏方法是在倾斜的相反一侧刃脚偏除土,在井壁外侧射水冲刷,井顶施加水平力予以纠偏。
2)水平位移处理
纠正位移时,可先有意偏除土使沉井向偏位的方向倾斜,然后沿倾斜的方向下沉,直至沉井底面中心与设计中心位置相合或接近时,再将倾斜纠正或纠至向相反方向倾斜一些,最后调整至使倾斜和位移都在容许偏差范围内为止。
3)沉井位置扭转的纠正
在两对角偏除土,在另两对角偏填土,借助于刃脚下不相等的泥水形成的扭矩使沉井在下沉过程中逐渐纠正其位置。
4)沉井下沉中特殊情况的处理
a沉井突沉的处理
沉井下沉速度过快时,首先要放慢挖土速度,始终保持刃脚以上有较厚的土,使井壁内侧亦承受一定的摩阻力,刃脚下土的阻力和井壁内、外侧摩阻力之和与沉井自重处于极限平衡状态,沉井徐徐“穿刺”下沉。
采用井壁外回填,以增强井壁外摩阻力。
b超沉的处理
在刃脚处回填土,垫加石块,增加阻力。
向井内灌水,增加沉井所受的浮力。
c遇障碍物的处理
沉井下沉发现障碍物,应立即停止下沉,根据障碍物的性质、大小、位置等情况决定处理办法。
刃脚下如遇较小的孤石,可将四周土掏空后取出;
较大孤石,可用风动工具破成小块后取出。
3.3.6.2质量要求
沉井施工质量按规范要求确保工程质量合格,质量控制标准如表所示
沉井易渗漏部位的质量控制要点表
序号
易渗漏部位
质量控制要点
1
沉井支模的对拉螺栓
检查螺栓止水片规格、焊缝的满焊程度及螺栓孔是否采用高标号砂浆封堵等。
2
沉井分节间的施工缝
按规定留置凸缝,砼浇筑前凿除疏松砼,接缝清洗干净、湿润接浆、振捣密实,拆模后再对施工缝进行防水处理。
3
预留孔、洞二次灌砼
孔、洞浇灌前应凿毛、清洗、绑筋加固、湿润;
浇砼采用提高一级砼标号的措施,并振捣密实。
若做阀门井使用时,应按阀门井要求增加柔性防水套管。
4
封底与井壁接触处
沉井下沉前对底板与井壁的接触处进行凿毛处理,底板砼浇灌前对接触处进行清洗、湿润、刷浆处理。
5
沉井制作的砼质量
砼浇灌时必须分层、振实、控制砼的初凝时间,不允许留设垂直施工缝。
严格按规范要求进行养护。
质量控制标准表
项
目
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数量
主控
项目
混凝土强度
满足设计要求,下沉前必须达到100%的设计强度
查试块记录或抽样送检
封底以前沉井的下沉稳定
mm/8d
<10
水准仪测量
封底结束后的位置:
刃脚平均标高(与设计标高比)
刃脚平面中心线位移
四角中任何两角的底面高差
井壁厚度
井壁垂直度
mm
<100
<1%/H
<1%/L
±
15
1%
经纬仪。
H为下沉总深度,H<10m时,控制在100mm之内。
水准仪。
L为两角的距离。
但不超过300mm,L<10m时,控制在100mm之内。
卷尺测量
注:
1、上表中的三项检查项目偏差可同时存在。
下沉总高度指下沉前、后刃脚之高差。
3.4泥水平衡顶管施工工艺
本工程顶管施工采用泥水平衡顶管施工,管材为Ⅲ钢筋混凝土F管,管内径DN1800,外经2160mm,顶管长度80m。
3.4.1大刀盘泥水平衡机施工原理
泥水平衡顶管掘进,一方面在顶管过程中与其所处土层的土压力和地下水压力处于平衡状态;
另一方面,其排泥水量与掘进机切削刀盘破碎冲洗下来泥水的压力处于一种平衡状态。
只有同时满足这两个条件,才算真正的泥水平衡。
掘进机完全进入土层以后,吊下第一节顶进管,它被推到掘进机的尾套处,与掘进头连接管顶进以后,挖掘终止、液压慢慢收回,另一节管道又吊入井内,套在第一节管道后方,连接在一起,重新顶进,这个过程不断重复,直到所有管道被顶入土层完毕,完成一条永久性的地下管道。
掘进机在掘进过程中,采用了激光导向控制系统。
位于工作后方的激光经纬仪发出激光束,调整好所需的标高及方向位置后,对准掘进机内的定位光靶上,激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像内,并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。
操作者可以根据需要开启位于掘进机内置式油缸进行伸缩,为达到纠偏的目的,调整切削部分头部上下左右高度。
在整个掘进过程中,可以获得控制整个管道水平、垂直向10cm内的偏离精度。
泥水平衡工作系统
当工作井完成以后,经调试完毕的液压系统,顶管掘进机便通过运输至工地,并安装就位至导轨上,微型掘进设备还包括,操纵室和遥控台、液压动力站、后方主顶、泥水循环装置,激光定位装置,减摩剂搅拌注入装置,泥水处理装置;
其他辅助装置包括起重机,发电机、卡车、电焊机等。
随后,微型掘进装置上。
此施工适应粘土、粉土、粉质砂土等多种复杂土质施工。
3.4.2施工工艺流程:
施工工艺流程见3.1.3
3.4.3顶力计算
最大推力计算,采用经验公式:
依据GB50268-2008顶力计算公式6.3.4进行如下计算:
Fp=πD0Lfk+NF
Fp——顶进阻力(KN)
D0——管道外径
L——顶进长度
fk——管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(KN/m2),为减少摩阻力采用触变泥浆减阻,现场为粉土,粉、细砂土依据GB50268-2008中表6.2.4-2。
采用触变泥浆的管外壁单位面积平均摩擦阻力f(kN/m2)
管材土类
粘性土
粉土
粉、细砂土
中、粗砂土
钢筋混凝土管
3.0~5.0
5.0~8.0
8.0~11.0
11.0~16.0
1当触变泥浆技术成熟可靠,管外壁能形成和保持稳定、连续的泥浆套时,f值可直接取3.0~5.0kN/m2。
NF——顶管机的迎面摩阻力(KN),依据GB50268-2008中表6.2.4-1,泥水平衡式掘进。
顶管机迎面阻力(NF)的计算公式
顶进方式
迎面阻力(kN)
式中符号
泥水平衡和泥水平衡
——控制泥水力
Dg—顶管机外径(mm)
NF=(π/4)DR2P
DR——顶管机外径,取DR=2.44m。
P——控制泥水力。
P=K0×
γ×
H0
式中K0——静止泥水力系数,一般取0.55
H0——地面至掘进机中心的厚度
γ——土的湿重量,取18KN/m3
NF=(π/4)DR2P=3.14/4*2.442*0.55*18*7.5=347KN
Fp=πD0Lfk+NF=3077+347=3424KN
根据设计要求主千斤顶最大顶力不大于400t。
工作井内设备顶进能力依据后背墙抗力综合选用取2台250t液压千斤顶,满足要求。
3.4.4顶管施工
3.4.4.1准备工作
1)地面布置
施工现场布置35t汽车吊一台负责砼管、顶铁等井内和地面的吊装工作,现场内设临时堆场,供砼管及半成品、周转材料堆放,现场考虑一定砼管储存量。
现场一侧布置工具间、修理间等。
工作井侧布置顶进控制室、自动控制台、通讯中央控制室均在顶进控制室内。
现场布置一泥浆池,考虑在场外设置顶管出泥浆沉淀用。
顶管2班连续作业施工,做好现场照明。
2)工作井内布置
a后背安装
工作井内沿顶管轴线方向在临时后背墙上装刚性后座,应有足够的强度、刚度和表面平直,后背墙用20号工字钢焊成一堵墙,为顶管的反力提供一个垂直的受力面,正面焊一块4cm厚钢板,使各工字钢受力更均匀。
工字钢墙的空隙中灌满自密砼,形成一道由厚钢板、工字钢和砼组成的、牢固的、刚度很大的复合后背墙,承受千斤顶传来的顶进反力。
后背墙安装无误后,在后背墙与井壁间浇筑砼,并垫一层15cm厚的木板,以使井壁受力均匀。
b导轨安装
导轨间距计算:
式中:
A-两导轨的中距,由计算确定。
A-两导轨内距(mm);
D-管外径(mm),
h-导轨高(mm),本工程用QU100导轨;
e-管外底距枕铁(枕木)面的距离(mm),取e=20mm。
=0.78m
导轨用型钢和P38以上钢轨制作,钢轨焊于型钢上,型钢用螺栓紧固于钢横梁上,以便装拆。
钢横梁置于工作井底板上,并与底板上的预埋铁板焊接,使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的、牢固的整体。
如图所示。
(导轨安装图)
砼管节
工作井内导轨安装安装示意图
3)导轨轴线偏差≤3mm;
顶面高差0~+3mm;
两轨间距±
2mm。
c千斤顶安装
主顶站选用2台250吨千斤顶,油缸行程1.8米,固定在型钢制作的千斤顶支架上,支架焊在井底的横梁上,即与管道中心的垂线对称,其合力的作用点在管道圆心上,如上图所示。
每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。
主顶千斤顶、导轨、刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备。
工作井边侧设置下井扶梯一座供施工人员上下。
d各种管线安装
管内供电及工作井内电力配电箱均位于工作井外。
管内测量起始平台,安装在主千斤顶之间轴线上,独立与砼底板连接,与千斤顶支架分离,确保顶进时测量平台的稳定。
管内进、排泥管、压浆管、供电分别安装与套管左右内侧,采用铁丝挂钩固定。
管内照明采用36v低压照明灯,每8m布置1只,工作井内照明采用高亮度水银灯。
施工期间在工作井内及管道内配置足量的排水设备,在后座及焊接位置设置活动雨棚,以保证雨季汛期的管道施工顺利、安全。
3.4.4.2管道顶进
1)顶管出洞
顶管出洞是指顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中,开始正常顶管前的过程,是顶管的关键工序,也是容易发生事故的工序。
顶管出洞前必须采取措施防止地下水渗入井内。
为此在洞口内壁安装出口器,出口器由内径略小于管节外径的橡胶密封圈和内径略大于管节外径的钢法兰组成。
顶管机头在井内管床就位,调试完毕,作好出洞的一切准备后,便可用气割割除洞口内的钢封门,将机头穿进橡胶密封圈顶入土中,同时在机头与洞口的缝隙中注满膨润土泥浆,以润滑管道,支护土体。
为防止管线出现偏斜,应采取以下几点措施:
a工具管要严格调零,将工具管调整成一条直线,此时仪表所映的角度应该为零,调零后将纠偏油缸锁住。
b防止工具管出洞后下跌,工具管出洞后,由于支撑面较小,工具管易出现下跌,为此须在工具管下的井壁上加设支撑,同时将工具管与前几节管之间连接,加强整体性。
c注意测量与纠偏。
工具管出洞后,发现下跌时立即采取主顶油缸进行纠偏。
d工具管出洞前,可预先设定一个初始角(不大于+5'),以弥补工具管下跌。
顶管出洞对操作者要求也很高,这是因为出洞时顶管机未被土体包裹,处自由状态,而使顶头出洞的主千斤顶顶力是巨大的,因此,控制操作哪怕出现少量不均匀或土质不均匀,使各千斤顶的行程不等,也足以使顶头和第一节管子偏离设计轴线。
此时的土体难以对机头产生较大反力,难以对机头起到导向约束作用,故此时产生的偏差很难纠正,甚至是纠不过来的。
因此,出洞顶进时一定要十分小心,用激光经纬仪随时测量监控,保证顶头和第一节管子位置正确。
采用上述洞口结构和周密的操作技巧,可避免出洞这一关键工序中可能出现的诸多问题,确保顶管出洞万无一失。
顶管机下方两侧设有止退插销,在顶管机出洞时,当千斤顶松开时应插入止退插销,防止顶管机被泥水力向后推回。
2)顶管进洞
顶管进洞,是指一段管道顶完,顶管机破进洞口封门进入接收井,并作好顶管机后一节管与进洞口的密封联接的过程。
顶管机进洞前也应对洞口外土体进行防渗注浆,并留有足够的固化时间。
顶管机进入加固土体并到达洞口外侧时,割除钢封门,将顶管机顶入接收井。
顶管进洞前应做好以下几方面的工作:
a检查工具管的位置,在接收井钢封门内侧画出工具管的位置。
b工具管接触到钢封门时应停止顶进,迅速进入下道工序。
c拆除钢封门内侧的槽钢,沿工具管的位置割除钢封门
d及时将工具管顶入接收井内预制安放的平台上。
e将首节管顶入接收井,在接收井内露出的长度必须符合设计要求。
f按设计要求封堵首管与接收井之间的空隙。
3)注触变泥浆
为了减少顶进阻力,确保后座墙稳定安全,增加顶进长度,提高顶进质量,减少地表变形,施工中采取如下措施:
采用触变泥浆进行地层支撑与减摩。
顶进注浆对于机头前部注浆是为了增加被开挖土体的粘度
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 开封市 城市 集中供热 管网 二期工程 清水河 穿越 专项 方案 625