丰草河施工方案.docx
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丰草河施工方案.docx
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丰草河施工方案
一、编制依据:
1.1施工文件
1.1.1
(1)丰益桥、东管头桥桥区积水治理工程(西南三环雨水泵站升级改造工程)施工图。
1.2工程应用的主要法规
1.2.1《中华人民共和国建筑法》
1.2.2《中华人民共和国环境保护法》
1.2.3《中华人民共和国安全生产法》
1.2.4《建设工程质量管理条例》
1.2.5《城市市容和环境卫生管理条例》
1.2.6《建设项目环境保护管理办法》
1.3工程有关规范、技术规程和质量评定标准
1.3.1工程测量规范(GB50026-2007)
1.3.2建筑机械使用安全技术规程(JGJ33-2001)
1.3.3建设工程施工现场安全资料管理规程(GBJl1/383-2006)
1.3.4建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)
1.3.5混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)
1.3.6砌体工程施工质量验收规范(GB50203-2002)
1.3.7钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)
1.3.8钢筋焊接及验收规程(JGJl8-2003)
1.3.9北京市市政基础设施工程暗挖施工安全技术规程(DBJ01-87-2005)
1.3.l0手持式电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程(GB3787-2006)
1.3.11建筑施工场地噪声标准(GB12348-90)
1.4其它
公司质量保征体系文件
现场踏勘
二、工程概况:
本工程为丰益桥、东管头桥桥区积水治理工程(西南三环雨水泵站升级改造工程),起点南岸桩号0+000,终点北岸桩号0+042工程设计在污3(~T59污4段穿越现况丰草河,设计DN400污水管道长度为42m。
本次设计丰草河过河段采用DN1050钢筋砼顶管施工,钢筋砼套管内穿DN400(HDPE)污水管道。
河道两侧设置顶管工作坑(锚喷坑)2座。
(0+000)顶进工作坑尺寸为4×6m,深约6米,(0+042)接收工作坑尺寸为4×4m,深约5米。
顶管施工完成后在工作坑内砌筑污水检查井2座。
河水自西向东流,污水管线垂直穿越丰草河河底,在管道穿越位置河北岸为现况D1600污水管道(与其相接),河南岸为原有泵房。
新建污水管道排入丰草河北侧的现况D=1600mm污水管内。
污水管采用钢筋混凝土柔性接口管和PE管,其中过河段采用PE管道,顶管施工。
其余管道开槽施工。
检查井采用钢筋混凝土检查井。
丰草河该段为整治后河床,河底宽8m,上口宽20m,河床为0.5m厚浆砌石护底,基础为0.3m厚级配砂石。
经现场测量,现况河道内河水断流,河道已干枯,因地下水位埋深较浅,为确保施工安全,在工作坑开挖施工时需考虑降水措施。
因施工工期处于雨季施工,故考虑河道内积水及水务部门防洪、调水等因素,采用围堰导流方法施工。
确保雨季施工河道水位变化时,对河底顶管施工造成安全风险。
本工程主要工程量为:
河道设施的拆除及原样恢复、河道清淤、渡槽围堰、顶管工作坑、DN1050砼管顶进、河道清淤及河底护砌等。
应相关管理部门要求,还需对施工段50m范围内的河道进行清淤及护砌。
施工方案以建设单位提供施工图纸为编制依据。
同时参照《市政施工技术规范》相关条款。
三、工程特点:
(1)在污水管道施工过程中,为保证工程顺利进行,需要与水务管理单位协调,做好以下工作:
1)管道施工过程中,减少河道过水量。
2)工程施工完成后,对该段河道管线上下游25米进行护砌。
3)施工全过程保证河道内及设施的清洁,同时不向河道内排放污水。
对对应河底段围堰施工范围内淤泥进行清理,清淤深度设0.5米,清淤面积8×50米。
由于河底淤泥多为粉细沙土质,运输中为防止遗撒污染环境,故采用1:
3搀好土外运,运距约20公里。
(2)本段工程施工处于河道管理范围内,根据河道施工特点,为保证施工安全,防止施工时河道积水灌入下部管道,故本工程采用渡槽围堰方法施工,围堰工程量较大。
(3)围堰工程结束后,对污水管线上下游各25米范围内进行护砌恢复,护砌长50米,宽8米。
结构为:
级配砂石基础30cm;50cm厚浆砌石护底。
四、主要工程内容:
1、工作坑开挖及支护
2、钢模围堰导流
3、DN1050钢筋砼套管顶进
4、检查井砌筑及回填
5、河道清淤
6、河底护砌及恢复
五、施工布置:
1、施工工期:
本工程开工日期:
2013年4月1日
竣工日期:
2013年5月20日
施工总工期为50日历天,,根据现场拆迁及其他因素,工期相应顺延,总体施工计划不变。
2、施工组织机构:
(项目部组织机构如下图)。
专业施工队
六、施工准备:
1、人工准备:
根据工程特点,主要的工作是顶管工作坑开挖及支护、顶管、修筑渡槽围堰、拆除恢复浆砌石护底等,暂定壮工25人,瓦工15人,电工2人,测量1人。
劳动力人员配置
序号
工种
人数
1
瓦工
15
2
壮工
25
3
电工
2
4
测量
1
2、工具、材料准备:
铁锹30把,尖镐10把,撬棍5根,双轮车10辆。
所需主要材料为钢筋、混凝土、渡槽、D1050钢筋砼管、块石、级配砂石等,我公司提前与供应商联系,确保货源充足。
3、机械、设备准备:
机械需用计划表
序号
机械名称
规格
单位
数量
1
挖掘机
1m3
台
1
2
自动翻斗车
辆
2
3
电焊机
台
1
4
蛙式电夯
HW01
台
4
5
水泵
4寸
台
4
6
水泵
2寸
台
40
7
汽车
15t
辆
5
8
吊车
25t
辆
1
9
发电机
200KW
台
2
10
水车
辆
1
11
顶管设备
套
1
4、技术准备:
技术人员提前熟悉图纸,现场勘察,定出管道中心线、管道纵向施工范围、河道中心线,为进场施工做准备。
5、入场准备:
现场调查,了解周边环境,确定临建如何解决,确定电源接口。
施工现场用水采取水车供应,施工用电采取租用两台200kw发电机确保施工期间用电。
七、施工方法及技术措施
1、围堰、导流
(1)围堰是工程中临时挡水构筑物,应具有一定的强度和具有足够的稳定性、防渗性和抗冲性,渡槽围堰是河道施工常用的一种方法,故本工程采用渡槽导流围堰施工。
渡槽规格长24米×宽3米×高4米,水流量断面积为3×4=12平米。
渡槽两端设置斜角,并铺设防水布。
围堰两端防水布向外侧铺设长度大于10米,防止河水从围堰底部渗流。
根据工程场地条件,拟采用重力式钢模围堰加渡槽导流,确保工程顺利实施。
综合考虑管线采用顶管施工、围堰内集水坑排水、施工安全距离等因素,确定渡槽纵向导流长度不小于20米。
两侧封端考虑流态,按45。
布置。
(2)围堰施工时,在河道中间布置渡槽导流围堰,保证过水宽度b=3m。
考虑流态,封端围堰按45度角布置,围堰搭设完再进行污水管道顶管施工。
(二)、围堰水力计算
因考虑河道调水、排洪等因素,河道不能截流,为保证顶管施工顺利进行,围堰底宽度为3m,详见【围堰及管线施工断面示意图】
此围堰断面最大过流量计算:
根据河道资料显示,河道束窄后水深按h=3m考虑,渡槽围堰高度4m,过水断面b=3m,槽底纵坡取现状渠道纵坡i=0.6/10000,膜布糙率取n=0.025,按明渠均匀流计算,试算公式如下:
试算过程:
Q=A×C(R×i)1/2C=R1/6/n(1/6次方)R=A/X
已知:
水深h=3m,糙率n=0.025,坡比i=0.00006
C一谢才系数,m1/2/s:
R一水力半径,m:
n一糙率;
A一过水断面面积m2;
Q一断面过水流量,m3;
b一围堰内宽度,m;
x一湿周,m;
h__过水深度,m。
A=12m2;
x=3m:
R=A/X=12/3=4m:
C=R1/6/n=41/6/0.025=1.2599210499/0.025=50.4m1/2s
Q=A×C(R×i)1/2=12*50.4*(4*0.00006)1/2=10m3/s
经计算围堰过流流量为Q=10m3/s。
(三)临时导流围堰施工方法及技术措施
工作坑开挖及支护渡槽及围堰搭建河底堰内顶管施工围堰拆除
检查井施工河道护砌施工河道设施恢复及清理
1、渡槽围堰采用场外加工制作,采用2cm厚普通钢板焊接而成,中间设置工字钢横撑,以防止渡槽在侧压力作用下产生变形,渡槽焊口处进行严密性实验,防止焊缝处发生渗漏水现象。
渡槽安装时采用两台100吨吊车进行吊装作业,渡槽安装牢固后再进行横头钢模围堰施工。
2、围堰两端横头位置做重力钢模围堰钢架采用12#槽钢焊接成三角形骨架,纵渠道每片骨架间距为0.75米,底角用钢筋橛固定,防止围堰侧滑,钢筋橛间距1.5米,背后用架子管及扣件将槽钢架子连接,架子管间距0.3米,使之成为一个整体,迎水面坡面铺定型钢模板,钢模板外铺衬单层PVC加强防渗膜,外压石子袋。
3、在抽排堰内存水时,随堰内水位的下降及时进行加固,确保围堰的整体稳定。
4、钢模板每块为一个单元,顺槽钢立柱下滑,上下块间用卡具连接,形成整片,露出水面部分与槽钢立柱连接牢固,待抽围堰内水时,随堰内水面的降低,逐层连接牢固。
5、在导流槽迎水面铺设PVC高强防水布,防水布项部与单榀槽钢顶连接绑固,保证防渗膜有一定松弛度。
防渗膜槽底及搭接部位用石子袋压实固定,所有石子袋用尼龙绳栓牢,尼龙绳露出水面并系于钢架处便于导流槽拆除时石子袋清理。
6、防渗膜布从下游向上游铺设,错茬处上游膜压下游膜,搭接长度要求不小于3倍水深,减少渗水产生。
7、堰内积水排水
采用6台排水泵进行堰内排水。
随堰内水面的降低,逐层将导流槽钢架和重力式钢模围堰钢架连接牢固。
8、围堰日常维护
配备专业人员对围堰进行监控、维护。
围堰投入使用期间,围堰绕流渗水及结构本身渗水,根据以往施工经验,在围堰内设置集水方沟,在各期围堰内安放6台3寸抽水泵随时进行抽排水,另准备3台备用。
在施工导流运行期间,派专人对导流建筑物进行检查、监测,并在明显位置挂设相关安全标志。
主要检查事项为漏水、结构物损坏、安全标志缺少等。
并在上、下游渠道安装水位测尺,随时观察水位变化,必要根据水文现象采取相应应急措施。
9、导流围堰拆除
顶管施工完毕,进行河道结构恢复后,将水导入围堰内,随着水位的不断升高,同时采用与抽水加固钢架相反逆序解除钢架加固件,待水位平衡后利用浮船将压膜石子袋清理干净,撤出PVC防渗膜,然后将脚手架、槽钢骨架分段拆开,用汽车吊车吊至岸边,分片拆解后运出施工现场。
2、施工降水
(1)工程井点深度确定首先考虑应将地下水降至沟槽底部最少0.5
m以下。
其次应考虑坝底侧渗水不能渗入顶管工作坑。
开挖线线
降水井
降水曲线
(2)降水工作待回填结束后方能拆除,以确保管道干槽作业和边坡稳定,不出现工程事故。
故降水周期为30天。
(3)降水方案
A、降水井布设
根据理论计算及以往在相似水文地质条件的场区进行降水的经验,本工程降水管井间距5m,共布设2组(20眼)降水井。
依场地条件布设,达到封闭状态;抽水井距基坑边1.0-1.5m为宜,井位偏差不宜大于0.5-1.0m。
B、单井设计
井径:
大于600㎜,管径350㎜,采用无砂混凝土井管;
井深:
15m;
滤料:
选用2-4㎜碎石滤料;
水泵:
选用1-1.5英寸潜水泵;
水泵下入深度:
12m;
(5)降水施工工艺
A、施工准备
1)详细调查地下管线分布情况(走向及埋深),关闭、阻断渗漏水源;
2)调查场地雨污水管线,清除管道淤泥,安排排水通道;
3)组织项目人员进行安全、技术交底;
4)水、电齐备,场地平整后,材料、设备进场;
5)连接水、电,安装调试设备;
6)规划现场平面布置,合理安排钻机施工顺序。
B、施工工艺流程
放线-定井位-挖泥浆坑-挖探坑-钻机就位-钻孔-换浆-下井管-填滤料-粘土封井-洗井-下入潜水泵试抽水-铺设水泵试抽水-辅设排水总管及沉砂池-联网抽水
1)挖泥浆池
根据场地条件在基坑内距降水井3m处挖泥浆池,每1-3口井共用一个泥浆池。
2)挖探坑
为清除井位下障碍物,应在井位处挖探坑,直径800㎜,深1.0-1.5m,当井口土质松散时,须设置护筒,避免泥浆浸泡冲刷导致孔口坍塌。
3)凿井
管井采用正反循环钻机成孔,地层自造浆护壁。
井径不小于600㎜,井孔应保持圆正垂直,孔深与设计井深误差小于300㎜。
4)换浆
井管下入前应注入清水置换,用水泵或捞砂管抽出沉渣,使井内泥浆密度保持有1.15-1.25g/cm3。
5)吊放井管
井管采用无砂砼管,在混凝土预制托底上入置井管,在底部中间设导中器,四周拴8号铁丝,缓缓下放,当管口与井口相差200㎜时,接上节井管,接头处用玻璃丝布粘贴,以免挤入混砂淤塞井管,竖向用2-4条30㎜宽竹条固定井管。
为防止上下节错位,在下管前将井管依方向立直。
吊放井管要垂直,并保持在井孔中心,为防止雨水泥砂或异物流入井中,井管要高出地面200㎜,井口加盖。
6)填滤料
井管下入后立即填入滤料。
滤料沿井孔四周均匀填入,宜保持连续,将泥浆挤出井孔。
填滤料时,应随填随测滤料入井高度,当填入量与理论计算不一致时,及时查找原因,不得用装载机直接填料,应用铁锹下料,以防不均匀或冲击井壁。
洗井后,如滤料下沉量过大,应补填至井口下1m处,其上用粘土封填。
7)洗井
成井后,用污水泵反复进行恢复性抽洗,抽洗次数不得少于4次,必要时应用空压机洗井。
8)水泵安装
潜水泵连接至电源,铺设电缆和电闸箱,安装漏电保护系统。
9)铺设排水管网
排水管网采用钢管、硬塑料管做为排水主管路,排水管直径150㎜。
排水管线布置在降水井外侧,每5-8m设托台,排水管居中放置。
井口设置保护砌衬并加盖。
在排水管线转角连接处,排水管网井入市政管线接口处设置沉淀池,沉淀池可采用铁桶,若采用砌砖池,须做防水处理。
10)抽降
联网抽降后应视水位变化情况,有效的合理的启动水泵。
11)水位观测
抽水前应进行静止水位的观测(基坑外观测),抽水初期每天早晚7点观测2次,水位稳定后每天观测1次(平整场地后,基坑内也应该设置观测点,经放线不应与CFG桩发生冲突,坑内观测点设置2-3个)。
C、施工材料要求
1)滤料为水洗砂料,粒径为1-3㎜,含泥量<5%。
2)井管为φ400㎜水泥砾石滤水管,底部2m作为沉淀用。
3)现场准备2个水位计。
D、施工技术要求
1)0-1.5m粘土封孔,此工作在洗井之后进行;
2)24小时内洗井,洗到水清砂净为止;
3)下管时,井管周围用铅丝绑3-4个竹皮,使井管与孔中心一致;
4)填料要四周均填,使滤料均匀分布在井管周围;
5)其它要求均按通常的规范和要求执行,保证把地下水处理好,达到基础工程施工的要求。
E、排水要求
1)排水点设置沉淀池1-2个;
2)抽水开始时,井点抽出的水先进入沉淀池,后再排到指定处;
3)排水总管采用4″导管,防止因季节不同而排水困难。
3、DN1050钢筋砼钢承口管道顶管施工
本段工程施工处于河道范围内,采用顶管方式穿越丰草河时,通过注浆孔对顶管与周围土体之间进行注浆,避免套管外侧与土体间有较大的空隙,引起地表沉降,甚至形成渗漏通道。
并在施工过程中加强监测,保证河底、边坡及堤防内坡安全稳定是工程施工的重点内容。
(1)材料准备
根据上程实际需要提出材料计划,选择供货厂家,为材料及时进场做好前期准备。
施工主要材料为顶管用管材,项管管材采用DN1050混凝土管。
管材为钢筋混凝土钢承口管(III级)。
表1-1顶管施工所需管材表
序号
顶段
管材种类
规格
单位
数量
备注
1
1
2
机头管
1050
节
2
人工顶管
普通管
1050
节
12
图1-2顶进坑平面布置示意图
(2)机械设备
本工程所投入的主要人工为顶管施工工具,主要设备及用量,详见表1-3。
表1-3顶管施工主要机械设备表
序号
机械设备名称
规格
单位
数量
备注
1
顶管掘进机
1050
套
1
土压平衡
2
电焊机
22KW
台
2
3
注浆泵
台
2
4
灰浆搅拌机
台
1
5
主顶泵站
YG-200
台
2
6
主顶油缸
YG-200
个
6
7
全站仪
GTS-722
个
1
8
经纬仪
GJG22
台
1
9
水准仪
DS3
台
1
10
吊车
50T(100T)
台
1
11
运土车
辆
1
12
空压机
台
2
13
水泵
台
5
表1-4人工顶管施工主要物资计划表
序号
品名
规格
单位
数量
备注
1
顶铁
1.5m
块
4
2
顶铁
1.2m
块
4
3
后背铁
2×3.5×O.4m
块
8
4
护口铁
2400×200
块
4
5
基坑道轨
6m
套
4
6
基坑道轨
2m
套
4
7
管内道轨
6m
m
72
8
土车
个
2
9
土斗
个
2
10
油缸支架
1050
套
1
11
经纬仪支架
1050
套
1
12
储浆池
600×900
2
13
注浆钢管
DN32×6000
m
100
14
高压橡胶管
DN32×20000
根
2
15
低压变压器
台
1
16
电闸箱
套
6
17
低压铝线
10mm2
m
260
18
低压灯泡
36V,60W
个
20
19
碘钨灯
1000W
个
6
20
架子管
6000
根
30
21
架子管
2000
根
30
22
架子管
1000
根
30
23
铅丝
8#
KG
100
24
围档
块
80
25
十字扣卡
个
50
26
挂勾
个
4
27
钢丝绳
16×4000
根
4
28
方木
根
30
29
槽钢
32#
m
200
30
钢板
20mm
块
2
31
膨润土
吨
25
32
碱
KG
250
33
液压油
桶
2
34
水泥
吨
25
换浆
35
粉煤灰
吨
80
换浆
36
风镐
个
2
(3)测量
1.1对建设单位提供的施工区内的导线网与水准网及其控制点进行复测,经核对无误后方可使用,测量工作从外业到内业必须做到步步校核。
1.2平面测量控制
施工测量按《工程测量规范》GB50026-2007的有关规定执行。
1.3高程测量
高程控制采用城市四等水准测量的技术施测,使用DS3水准仪往返观测各一次,高程闭合差在l2
mm之内(L为水准跨线长度,以千m计)为合格。
1.4顶管施工测量
顶管施工采用连续测量与间断测量结合的方式。
连续测量:
在顶进坑后方安放一台激光经纬仪,激光经纬仪按照设计顶进轴方向发出一束激光,照射到掘进机的光靶上,施工人员按照激光指示路线顶进。
间断测量:
每顶进一节管后,测量人员对激光经纬仪进行校核,并且采用水准仪测量管道高程偏差,采用水平尺测量管道水平偏差。
(4)工作坑施工区占地
顶进坑施工区:
占地面积为10m×8m。
接收坑施工区:
占地面积为8m×8m。
(5)顶管施工方法和技术措施
1.1顶管方式
根据此次施工所穿越的土质、顶进长度、钢管顶进、管道内径等因素综合考虑,确定采用人工顶管,土压平衡人工顶管施工方式。
长度为42m;顶管工艺流程图见图1-4。
抽水
图1-4顶管工艺流程图
1.2顶力计算
通混凝土管的口径D=1050mm,壁厚t=225mm,管外径BC=1275mm,每米管的重力W=19.63KN/m,土的容重γ=18KN/m3,内摩擦角Ф=15º,土的内聚力C=10Kpa,管与土的粘着力C′=10Kpa,标准贯入数N=4,复土深度H=6m,顶程L=42m。
1、总顶力为初始顶力与各种阻力之和
F=F0+[(πBCq+W)μ′+πBCC′]L
F—总顶力(KN)F0—初始顶力BC—管外径
q—管周边均布载荷(Kpa)μ′—管与土之间的摩擦系数k–土的太沙基侧向压力系数,k=1
2、初始顶力F0=13.2πBCN
=13.2×3.1415926×1.275×4
=211.38(KN)
3、挖掘直径Bt=BC+0.1=1.275+0.1=1.375m
4、管顶的扰动宽度Be=Bt[
]
=1.375×(
)=2.8m
5、土的摩擦系数μ=tgΦ=tg15º=0.268
6、土的太沙基载荷系数
Ce=
[1-e
]=
[1-0.487]
=4.58m
7、管顶上方土的垂直载荷
We=(γ-
)Ce=(18-
)×4.58=59.9(Kpa)
8、冲击系数i=0.65–0.1H=0.65–0.6=0.05
9、地面的动载荷
p=
=
=6.25Kpa
10、管周边的均布载荷q=We+p=59.9+6.25=66.15Kpa
11、管与土之间的摩擦系数μ¹=tg
=tg
=0.132
12、总顶力
F=F0+[(πBCq+W)μ′+πBCC′]L
=211.38+[(3.1415926×1.275×66.15+19.63)×0.132+3.1415926×1.275×10]×42
=211.38+(284.46×0.132+62.83)×42
=4427.28KN=442.73吨(力)
使用2个400T千斤顶按70%效率计算
T=400T×2×70%=560吨(力)
因此T>F=442.73吨(力)
所以千斤顶配置满足要求
1.3工作坑尺寸
顶管需开挖工作坑,工作坑分为顶进坑与接收坑,综合顶管机具尺寸及作业要求,确定顶进坑与接收坑的净空尺寸:
顶进坑:
4m×6m
1.4顶管工作坑做法
工作坑施工工序见图1-5。
绑钢筋
图1-5工作坑施工工序
为了保证顶管工作坑能够承受顶进施工中的顶力,安全顺利地完成施工,确定工作坑采用钢筋锚喷混凝土+工字钢支撑的联合支护方式。
工作坑的施工原则:
快开挖、强支护、小分块、短进尺、早成环。
1.4.1管线调查:
工作坑施工前需进行地下管线的调查,提出对原有管线的保护方案,施工中不得损坏原有管线。
1.4.2探槽:
工作坑施工须先开挖探槽,开挖相互垂直的二条探槽,以探查地下管线及其它构筑物的情况,深度通常在2m左右。
1.4
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