天津市南水北调中线滨海新区供水二期工程新生态城施工方案.docx
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天津市南水北调中线滨海新区供水二期工程新生态城施工方案
天津市南水北调中线滨海新区供水二期工程
〔四村煤场及鱼池穿越〕
施
工
方
案
编制单位：
编制时间:
第1章施工组织设计总说明........................................................1
1.1综合说明……………………………………………………………………………………….1
1.2技术措施编写说明…………………………………………………………………………….1
1.3技术措施编写依据…………………………………………………………………………….1
第2章工程概况………………………………………………………………………………………2
2.1概况…………………………………………………………………………………………….2
2.2工程地质条件………………………………………………………………………………….2
2.3工程特点……………………………………………………………………………………….2
2.4参考标准……………………………………………………………………………………….2
2.5工程数量……………………………………………………………………………………….2
第3章施工部署……………………………………………………………………………………….3
3.1施工组织……………………………………………………………………………………….3
3.2临时设施………………………………………………………………………………………3
3.3劳动力方案……………………………………………………………………………………3
第4章施工准备………………………………………………………………………………………3
4.1技术准备……………………………………………………………………………………….3
4.2生产准备…………………………………………………………………………………………3
4.3物资准备………………………………………………………………………………………..3
4.4施工准备…………………………………………………………………………………………3
第5章主要施工方法………………………………………………………………………………….3
5.1止水帷幕施工………………………………………………………………………………….4
5.2工作坑支护……………………………………………………………………………………6
5.3顶管设备安装………………………………………………………………………………….9
5.4顶管施工方法………………………………………………………………………………….13
第6章质量保证措施…………………………………………………………………………………21
第7章平安生产保证措施…………………………………………………………………………..22
第8章文明施工保证措施……………………………………………………………………………28
第9章冬﹑雨季施工措施…………………………………………………………………………..31
第10章根底排水及防止沉降措施…………………………………………………………………..33
第11章降低本钱和交验效劳措施…………………………………………………………………….34
一：
施工组织设计总说明
1：
综合说明
※首先，诚恳地表示：
我公司完全接受本工程质量、进度、平安、文明施工的各项要求，并落实各项方案和措施，与本工程建设单位、设计院、监理公司—起共同建设好本工程，为本工程早日建成投入使用做出我们应有的一份奉献。
※我们通过认真学习和研究了本工程招标文件、有关设计图纸资料，在分析了各种影响施工的
因素和本工程承包的特点、难点后，我们有充分的信心，保证以高质量、如期完本钱工程招标文件规定的工程范围内的任务。
2：
技术措施编写说明
※在认真、全面地阅读本工程有关设计图纸及相关资料的根底上，深刻领会和贯彻设计意图及对投标施工组织设计的要求，针对本工程的特点结合我公司多年来在类似施工组织设计的要求和施工实践，特别是借鉴由我公司已往在顶管工程的施工经验，我们本着实事求是、“科学技术是第一生产力〞的科学态度，编写本工程技术措施。
※本工程技术措施的编制范围为施工图上全部内容的施工方案及对工期、质量、平安、文明施工的总协调，管理措施。
※本工程对于工程的施工质量的要求较高，在本工程施工组织设计中，将重点阐述有关保证工程质量的保证体系和具体措施。
并且将在绝对保证本工程施工质量的前提下选择最优施工方案加快施工速度，同时加强现场施工管理，合理组织部署施工，积极配合业主、监理对本工程在施工过程中的检查验收工作，加强材料的质量控制及各
施工工序的施工过程控制，充分表达我公司、“优质、高效，文明〞之宗旨。
3：
技术措施编制依据
※根据?
天津市南水北调中线滨海新区供水二期工程?
设计图纸和其他相关设计文件。
※设计交底及图纸会审记录。
※?
给水排水管道工程施工及验收标准?
〔GB50268〕
※?
承压设备无损探伤检测?
〔JB/T4730〕
※?
钢制焊接燃气管道施工技术要求?
〔Q/MYJ01－2005〕
※施工现场的实地踏勘。
※国家现行设计及施工验收标准、质量评定标准、定额等文件和有关规定。
二：
工程概况
1：
工程概况
※工程名称：
天津市南水北调中线滨海新区供水二期工程
2：
工程地质条件
※略
3：
工程特点
※顶管要求极为精确，施工难度大；
4：
参考标准
※?
顶管施工技术及验收标准〔试行〕?
中国非开挖技术协会行业标准
※?
给水排水管道工程施工及验收标准?
〔BG50268－97〕
4：
工程数量
※顶DN2200钢管310米双排。
三：
施工部署
1:
施工组织
根据本工程的特点，我单位将安排具有丰富施工经验的技术和施工人员组成专业顶管施工队，以保证工程平安、质量和进度。
2:
临设及施工用水、施工用电、施工道路
※临时设施布置:
本工程生活区设置于顶管工作坑周边，施工区及生活区全部用围挡与外界分隔，办公及住宿采用集装箱或就近租房。
※施工及生活用水：
该工程用水量较大，工程拟采用水车进行工程用水水源的运输，但必须经过化验合格前方可使用，生活用水可与附近供水部门联系饮用水水源解决生活用水。
※施工用电：
在本工程中为保证工程施工和生活用电。
租用2台400KW发电机组作为生产、生活电源并埋设管线至施工现场作为施工现场电源，可同时解决生活、办公用电问题。
※施工道路：
利用现有道路，或甲方开辟可用的施工道路至现场。
3：
劳动力方案
根据工程预算定额，并结合我单位现况管理水平及本段的实际情况，我单位拟设工程负责人1名，技术测量2名，电工2名，材料设备员2名。
设两个专业顶管施工班组，每队20人，共40人，两班制，昼夜施工。
四：
施工准备
1：
技术准备
※组织技术及施工管理人员现场勘察地形、地貌情况；
※认真审核施工图纸后，组织有关施工人员进行工程主要及关键部位的施工技术交底；
※组织测量人员进行桩位交接验收及复测工作，测设基坑土方开挖控制点，测放开挖边线；
※召开技术交底专题会，明确主要工序的施工时间、施工方法及施工要求。
2：
生产准备
调查现场内地下管线情况，去除现场地上地下障碍物；根据现场情况及周围环境、施工要求组织临建，落实现场临时占地；明确工程部各职能部门的要求及相互责任范围，确定施工期间协调的方式方法；根据现场行人及车辆情况，及时向业主及监理提供场区内和附近建筑物保护措施。
3:
物资材料及设备的准备
※组织并落实施工设备及材料的进场调试和检查工作，保证设备运转正常，进场材料满足合格要求，做好进场前的各项报验工作；
※做好施工全过程的物资供给方案，落实并保证进场物资的成品保护工作；
4:
施工队伍准备
※选择技术水平高、施工经验丰富，工种齐全的施工队伍进场；
※根据开工日期、进度方案和劳动力需用量方案安排，组织工程施工有关人员对进场人员进行入场教育。
五：
主要施工方法
5.1：
止水帷幕施工
5.1.1：
止水帷幕概述
本工程顶管坑及接收坑的尺寸分别为12m×10m；12m×8m，根据本工程特点及设计图纸要求拟采用水泥灌注桩〔后背单排水泥灌注桩,桩径Ф800〕及深层搅拌桩作止水帷幕，桩径采用Ф700深层搅拌桩，咬合200mm,桩长16m。
〔工作坑后背四排。
其余三面双排。
接收坑四面均双排。
〕施工机械采用双轴式搅拌机。
5.1.2：
施工工艺
※施工测量
对业主所给的基准点、导线点、水准点进行保护，并进行复测工作，将复测结果进行整理后提交测量监理工程师，批准前方可作为控制点使用。
导线点按照通视，前后视根本等距满足泵站主题施工为原那么进行选取，并尽可能落在永久建筑物上。
建立闭合控制导线，闭合导线控制网建立在场地四周；根据控制网测设搅拌桩中心线，在中心线上布设桩位。
测量精度满足1cm。
5.1.3：
搅拌桩施工方法
※桩机定位、对中放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，对中。
采用经纬仪或吊线锤双响控制导向架垂直度。
按设计及标准要求，垂直度小于1.0%桩长。
深层搅拌机下沉同时，后台搅拌制水泥浆液，待压奖前将浆液放入集料斗中。
选用水泥标号32.5R普通硅酸水泥拌制浆液，水灰比控制在0.5～0.55范围，水泥掺入比a=17%，根据桩径计算每米水泥用量。
启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆前方使钻杆沿导向架边下沉边喷浆搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定功率。
喷浆下沉到达设计深度后，启动搅拌机及拉紧链条装置，边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和直至将搅拌钻头提升出地面。
钻头提升至地面后，重复喷浆搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行。
下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提升至地面。
施工完成一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。
※搅拌桩搭接施工
搅拌桩的搭接质量好坏关系到搅拌桩的隔水帷幕作用，施工时根据质量要求跳槽施工，确保搅拌桩闭水效果。
5.1.4：
技术保证措施
※组织施工技术人员熟悉施工图纸及有关文件，做好技术交底，严格按图纸、标准、规定进行施工，按标准进行验收。
※严格执行原料，成品，半成品的检查验收和复核制度，并设专人制作与养护各类试件，保证其准确性。
※现场设专职资料员，做好各项施工记录，原始记录，技术资料的整理，做到资料清楚齐全，满足交工验收的要求。
5.1.5：
质量保证措施
※为了使水泥浆具有较好的和易性和较好的加固土效果，必须严格根据现场情况控制水灰比〔0.5～0.55〕。
针对含水量较多的土层，应采用较低的水灰比，水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，水泥要过筛，为防止水泥离析，可在灰浆机不断搅动，待压浆前才将水泥浆倒入料斗中。
※送浆压力：
0.2～0.4MPa。
如有淤泥层，适当增大送浆压力，重点加固。
※搅拌提升速度：
根据标准要求为0.8～1.0m/min，下沉速度控制在1.0～1.2m/min左右。
※复搅次数：
采用“四喷四搅〞工艺，上、下各搅拌两次〔即来回四次〕，以保证水泥与土充分搅拌均匀和搅拌桩成桩质量。
搅拌桩施工工艺流程
※严格控制搅拌桩垂直度和桩搭接长度，要求垂直度小于1.0%桩长，桩位偏移不能大于50mm，搅拌桩横向〔沿基坑边〕搭接长度为200mm，纵向搭接长度为200mm。
※在成桩过程中，由于电压过低或其他原因造成的停机，使成桩工艺中断，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将深层搅拌钻头下沉到停浆点以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升。
※确保桩壁状加固体的连续性，按设计要求瘩接一定长度，相邻桩体施工间隔时间不得超过24小时。
※搅拌机喷浆提升速度和次数要符合施工工艺要求，要有专人对每根桩的水泥用量、成桩过程〔下沉、喷浆提升、复搅时间〕进行详细记录，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况要注明。
※如开挖过程中发现止水帷幕渗漏现象，需对渗漏点进行高压旋喷补漏处理。
※施工时因故停喷浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时，再喷浆提升。
假设停机时间超过3h，应清洗管路，防止浆液硬化堵塞管子。
※壁状加固时，桩与桩的搭接时间不应大于24h，如间歇时间过长，应采取钻孔留出榫头或局部补桩、注浆等措施处理。
5.2：
工作坑支护桩施工
※打设工作坑支护桩，采用40#B型工字钢桩，桩长12米，间距为一丁一跑布置。
施工前先根据图纸尺寸进行测量放线，挖出桩沟，用两根15×15厘米方木做水平控制梁，用10×10厘米角钢做垂直控制架，用履带式振动打桩机打沿坑内口线打入，16t吊车配合调桩。
打桩时应保证钢桩的垂直度，利用震抖缓慢将钢桩全部打入原地面标高。
※挖工作坑土。
工作坑均采用机械挖土，土方全部外运，每2.5米设一步框架，共设三步框架。
第一步顺水距地面1米，最后一步顺水距离管顶1米，框架为40号B型三排对焊工字钢，支撑采用Ф50以上厚壁钢管与框架焊接，四周加焊45度斜撑、焊口要牢靠、不得漏焊。
挖最后一步土时，20T吊车吊土，人工挖土。
用木板卡工字钢槽口做基坑四面的挡土板，中间用Ф16钢筋做横肋与钢桩焊住。
挖至槽底，做排水沟和水窝子，清平槽底。
当挖至基坑底时〔底板下平〕，四边挖排水沟，深0.3米，宽0.3米，沟内安装Ф200无砂砼管，坡度1%，空隙的地方用石硝填充。
在工作坑底的两个角〔相对角〕上做水窝子，共计2个，直径内口0.5米，深0.5米，周圈及底面用红砖干砌，外压草莲子，水窝子内设1台2″潜水泵〔扬程17米〕，以备坑内的排水，清平基坑地面，遇有腐软的地方要挖掉软土回填片或混渣石料以加固土体。
同时用木板卡工字钢槽口做基坑底四面的挡土板。
※支护框架采用40#工字钢3根卧焊，4个交角处的角撑用钢管〔Ф120、T=1.2〕或顺水材料，
支架采用工字钢短头一割为二或用三角形钢板制成。
施工时，先将加工好的支架与立工字钢桩焊接，每一面2个，再将组装好的顺水吊放到支架上。
此时要注意，应先放长顺水〔顶进方向上的顺水〕，再放短顺水〔与顶进方向垂直的顺水〕，用长短水顶住长顺水，并将两者焊接。
最后焊接4个角撑，将顺水与立工字钢桩之间用木楔备严、加固，并用Ф16钢筋将顺水月钢桩焊接牢固。
工作坑第一步顺水：
开挖至-1.0m安装第一道支撑。
工作坑第二步顺水:
开挖至管顶以上1.0ｍ安装第二道支撑；
※打工作坑底板，下预埋钢板。
底板厚0.6米，长12米，宽10米。
底板内布置双层Ф16钢筋.
×0.4米，厚1cm。
下面焊接Ф14钢筋做爪，长25厘米，钢板顶面高程误差控制在2ｍｍ以内。
5.3：
顶管设备安装
※顶进系统
管道顶管中的顶管系统包括：
导轨、顶铁、千斤顶（油泵）、后背及后背墙。
〔导轨的作用是引导管子按设计的中心线和坡度顶入土中，保证管子在将要顶入土中前的位置正确，因此，导轨的安装是保证顶管工程质量的关键一环。
〕
1、安装导轨
安装导轨前先复核管道中心线的位置,导轨由钢轨、横梁和垫板组成，采用50#的重型钢轨。
安
放在混凝土根底面上，导轨定位时必须稳固、准确，在顶进过程中承受各种荷载时不移位、不变形、不沉降，导轨面上的中心标高按顶管管内底标高设置。
两根导轨必须保持相互平行、等高，导轨坡度应与设计管道坡度一致。
在顶进中经常观测调整，以确保顶进轴线的精度。
两根钢轨的内距计算：
式中:
A=两导轨内距
D=管外径
H=导轨高
ｅ=混凝土管外皮距钢轨地面高,可取20～30mm.
2、顶铁
顶铁是为了弥补千斤顶行程缺乏而设置的，是管道顶进时，在千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。
其作用是将千斤顶的合力通过顶铁比拟均匀地分布在管端；同时也是调节千斤顶与管端之间的距离，起到伸长千斤顶活塞的作用。
因此，顶铁两面要平整，厚度要均匀，要有足够的刚度和强度，以确保工作时不会失稳。
顶铁是由各种型钢拼接制成，有U形、弧形和环形几种，其中U形顶铁一般用于钢管顶管，使用时开口向上，弧形内圆与顶管的内径相同；弧形顶铁使用方式与形相似，一般用于钢筋混凝土管顶管；环形顶铁是直接与管段接触的顶铁，它的作用是将顶力尽量均匀的传递到管段上。
顶铁的安装和使用应符合以下规定：
※、安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；
※、更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后应锁定；
※、顶铁的允许连接长度应根据顶铁的截面尺寸确定。
当采用截面为20cm×30cm顶铁时，单行顺向使用的长度不得大于1.5ｍ；双行使用的长度不得大于2.5ｍ，且应在中间加横向顶铁相连；
※、顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁；
※、顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。
※、顶铁与管口之间的连接，无论是混凝土管还是金属管，都应垫以缓冲材料，使顶力均匀地分布在管端，防止应力集中对管端的损伤。
当顶力较大时，与管端接触的顶铁应采用U形顶铁或环形顶铁，以使管端承受的压力低于管节材料的允许抗压强度。
缓冲材料一般可采用油毡或胶合板。
3、千斤顶和油泵
千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；千斤顶合力作用点除与管道中心的垂线对称外，其高提的位置，一般位于管子总高1／4～1／5处，假设高提值过大那么促使管节愈顶愈低。
当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜相同；当规格不同时，其行程应同步，并应将同规格的千斤顶对称布置；千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。
油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵。
油泵安装完毕，应进行试运转；顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；顶进中假设发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理前方可继续顶进。
千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。
4、后背及后背墙
后背及后背墙是千斤顶的支撑结构，在管子顶进过程中所受到的全部阻力，可通过千斤顶传递给后背及后背墙。
为了使顶力均匀地传递给后背墙，在千斤顶与后背墙之间设置木板、方木等传力构件，称之为后背。
后背墙的强度和刚度应满足传递最大顶力的需要。
※、顶管后背处理
顶管后背采用整体钢板焊接的后背，后背铁和钢桩之间用C20以上混凝土浇筑，这样使千斤的集中应力传导至后背铁上，最后逐步扩散到后背士体，由土的被动土压力承当。
后背铁的摆放垂直度满足标准的要求。
后背铁的摆放要对称于管道中线，后背和管道轴线必须垂直，同时千斤架的摆放满足对称要求，反方向施工顶进以己经顶进的管道为后背，在原有管道的接口处放置大于1cm厚的橡胶板，再放环形顶铁一块，保护好原有管口。
采用装配式后背墙时应符合以下规定：
※、装配式后背墙宜采用方木、型钢或钢板等组装。
组装后的后背墙应有足够的强度和刚度；
※、后背土体壁面应平整，并与管道顶进方向垂直；
※、装配式后背墙的底端宜在工作坑底以下，不宜小于50cm；
※、后背土体壁面应与后背墙贴紧，有孔隙时应采用砂石料填塞密实；
※、组装后背墙的构件在同层内的规格应一致。
各层之间的接触应紧贴，并层层固定。
※、顶管工作坑及装配式后背墙的墙面应与管道轴线垂直，其施工允许偏差应符合下表的规定：
工作坑及装配式后背墙的施工允许偏差（㎝）
项目
允许偏差
工作坑
宽度
不小于施工设计规定
长度
装配式后背墙
垂直度
0.1％H
水平扭转度
0.1％L
后背墙的受力状态比拟复杂，影响因素众多，难以进行精确的计算。
装配式后背墙的允许抗力，应根据顶力的作用点与装配式后背墙被动土压力的合力作用点相对位置，按以下条件计算。
5、顶力计算：
①顶管的顶力计算，DN2200mm，顶距=310m。
P=fπDL+πD2rH0∕4
=4××××2×19×4.47／4
式中：
F—计算的总顶力，KN；
f—采用注浆工艺时，管壁与土层的摩擦力，根据经验，本次f取4KN∕m2；
D—×2=2.28m；
L—管道的计算顶进长度〔m〕,取310m；
r——土的天然重力密度〔KN/m3〕，根据地勘报告，取r=19KN/m3
H0—管道顶部以上覆盖土层的厚度,取4.47m；
②后背承载力的计算
R=α·B·{r·H2·
+2c·H·
+r·h·H·KP}
×6×{19×42×
＋2×13×4×
＋19××4×2.04}=14536KN
式中：
R—总推力之反力，KN；
α—系数，取1.5~2.5；
B—后座墙的宽度，6m；
r—土的容重，19KN∕m3
H—后座墙的高度，4m；
KP—被动土压系数2.04；
c—土的内聚力，13KPa；
h—地面到后座墙顶部土体的高度，3.291m；
经计算，后背可用承载力大于管道顶进需要的顶力，能满足顶力要求。
5.4:
顶管主要施工方法
※顶管施工的根本程序是：
在敷设管道前，应事先在管端的一端建造一个工作坑（也称竖井）。
在工作坑内的顶进轴线前方布置后背墙、千斤顶，将敷设的管道放在千斤顶前面的导轨上，管道的最前端安装工具管。
当管道高程、中心位置调整准确后，开启千斤顶使工具管的刃角切入土层，此时，工人可进人工作面挖掘刃角切入土层的泥土，并随时将弃土通过运土设备从顶进坑吊运至地面。
当千斤顶到达最大行程后缩回，放入顶铁，继续顶进。
如此不断参加顶铁，管道不断向土中延伸。
当坑内导轨上的管道几乎全部顶入土中后，缩回千斤顶，吊去全部顶铁，将下一节管段吊下坑，安装在管段的后面，接着继续顶进。
随着顶进管段的加长，所需顶力也逐渐加大，为了减小顶力，在管道的外围可注入润滑剂或在管道中间设置中继问，以使顶力始终控制在顶进单元长度所需的顶力范围内。
5.4.2顶管具体施工过程
※顶进前的准备工作
1、把临时水准点、中线定好位置，准备测量校核使用，由于控制点的位置所限，满足不了施工需要，所以要增加一定数量的临时控制点，以保证施工正常进行。
临时控制点的平面坐标及高程测定方法同点复核测量相同。
检查井位置的测定一般采用经纬仪导线法或极坐标法。
根据坐标计算出井位与控制点的相关坐标方位角及水平距离，用经纬仪实地测出井位，为了保证测量精度，应对其测定的井位采用第二种方法进行复测。
2、液压系统、顶进系统安装试运行正常。
3、检查后背加固是否牢靠
4、检查轨道安装是否牢固
5、吊装设备运行正常，吊具、吊索准备齐全。
6、管内运土轨道、小车及连接螺栓备齐。
7、泥浆应将膨润土准备一个井段的用量，注浆泵、管路、阀门等配件
齐全且运行正常。
8、管外用照明设备、管内用的平安电压变压器、灯具线路正常。
9、防雨设备齐全。
10.、顶铁配置齐备。
11、运土车辆及堆土地点的选定。
12、人员平安防护用具、手用具等配备齐全。
13、发电设备试运行正常备用。
※顶管
第一步：
拔桩、开镐、刃机头。
机头与机头后第1节管〔带注浆孔砼管〕连接图
第1节管与第2节管的连接〔同以上〕
第2节管与第3节管的连接〔同以上〕
第二步：
机械出土
其根本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比拟大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和石块的进口，其开
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