1#泵站顶管施工组织设计简化.docx
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1#泵站顶管施工组织设计简化
XX市快速路系统二期项目
外环线东北部调线工程第3标
1#雨水泵站工程
跨津芦公路顶管施工专项方案
工程编号：
10127L-Q-S
编制：
审核：
审批：
2015年12月
第一章工程概况
1.1工程介绍
本顶管工程位于东丽区大毕庄镇南孙庄村境内，泵站拟建于东减河与拟建外环线交口处，设计流量1.2m3/s，出水管管径d1200mm，长度300m。
排水入新开河。
为避免管道施工影响津芦公路通行，过津芦公路YAC3到YAC4段采用顶管施工，顶管长度为36米，外径为d2400mm，顶管为套管，内穿d1200mm排水管，顶管设计管内底标高为-0.355，顶管顶覆土厚度为3.0m。
顶管穿越津芦公路桩号为K013+805，顶管与道路交角109°。
津芦公路宽度为：
15m（路面）+2m（土路肩宽）×2=19m，路南侧为农田，顶管工作坑设在南侧的YAC3检查井，周围无建筑物；路北侧为接收坑设YAC4检查井，附近建筑现已被改造拆迁。
地下管线及地下构筑物
管道名称及井位
管径
（m）
各位置高程（m）
地面高程
（m）
覆土厚
（m）
备注
电信管块
管线底3.20
与顶管垂直间距1.64m
顶管d2000mm
2.4
（外径）
顶管进口顶1.56
4.60
3.04
津芦公路路肩顶高程
顶管出口顶1.55
4.60
津芦公路路肩顶高程
YAC3工作井
工作井底高程-0.99
2.94
工作井深3.93m
YAC4接收井
接收井底高程-0.9
4.05
接收井深4.95m
1.2基坑支护设计概述
基坑尺寸：
工作坑长6.5m，宽5.4m，深3.93m；接收坑长5.0m，宽4.5m，深4.95m。
支护结构：
基坑采用外排水泥搅拌桩止水帷幕，内侧为I40b工字钢组合支护。
水平横向支撑：
支护上口端采用H型钢腰梁，转角支撑采用H型钢。
止水帷幕：
水泥搅拌桩直径700mm，间距500mm，水泥掺入量为16％。
1.3施工计划
施工进度计划:
2016年4月21日～2016年5月20日
序号
施工部位
施工时间计划
施工周期（天）
1
施工准备
2016.4.16～2016.4.20
5
2
基坑支护及止水帷幕施工
2016.4.21～2016.4.25
5
3
工作坑及接收坑基坑开挖
2016.4.26～2016.4.30
5
4
顶管设备安装
2016.5.1～2016.5.2
2
5
顶进
2016.5.3～2016.5.7
5
6
排水钢管铺设
2016.5.8～2016.5.10
3
7
检查井施工
2016.5.11～2016.5.15
5
8
基坑回填
2016.5.16～2016.5.20
5
第二章土方开挖及支护方案
2.1基坑支护施工方法
施工工艺流程：
水泥搅拌桩施工→型钢支护施工→降水井施工及降水→横向支撑施工→土方开挖施工→底板施工。
1、基坑支撑设计
钢桩选用I40b工字钢，一丁一顺施打，桩长9米，H型钢顶往下30cm处设置腰梁，腰梁由焊接在H型钢上的牛腿板托住。
采用I40b工字钢腰梁，基坑转角增设斜撑，斜撑采用I40b工字钢。
腰梁采用I40bH型钢加缀板焊接而成，缀板为三角形，◣采用400×300×12mm缀板支护型钢拼接，缀板轴向间距2m。
钢牛腿三角托架采用L75×100mm角钢，间距2m布置，牛腿板与钢板桩采用双面角焊，焊缝厚度为10mm。
型钢插入前，安装由型钢组合而成的导向轨以保证型钢能较垂直地插入土体。
型钢起吊前在型钢顶端150mm处开一中心圆孔，孔径约50mm，振动吊锤在夹吊型钢时，挂钩固定在型钢上圆孔上。
在下沉型钢前，吊直型钢，保证垂直度。
2、施打工字钢
（1）、设备选型
由于需要施打的工字钢紧临已施工搅拌桩，工字钢打拔时需采用履带式液压打桩机。
可使施工时尽量减少桩的晃动，减轻对已施工桩的影响。
（2）、定位放线
地面定位放线，根据基坑的边界定出的打工字钢的方向线，挖一条宽0.5米深0.3米的沟槽，在沟槽的两端用木桩将定位线引出，在施工过程中随时校合，保证桩打在一条直线上。
（3）、工字钢打入
进桩时将桩卸到桩机附近，振动锤把桩夹起后吊到打桩灰线上空，两辅助工人用夹具辅助吊机对好方向，再沿灰线对好桩位插入土体。
吊第二根工字钢，卡好接口，振动打入土中，如此重复操作。
后续工字钢打之前应将前一根工字钢与前面的桩用钢筋临时焊接，防止跟进。
（4）、垂直度和标高
工字钢打入时有人专门指挥，随时调整工字钢的垂直度，保证其垂直，工字钢在插入土体比较浅时（4～5m）,调整并控制好工字钢的垂直度。
桩顶标高与地面相平，使打入的桩整齐，受力均匀。
（5）、腰梁制作与安装
工字钢施打完成后把支护内土方挖除1.0m深，施做腰梁及斜撑。
2.2土方开挖方法
1、基坑开挖时应严格遵守“分层开挖、先支撑后挖、严禁超挖”的原则。
2、基坑内土方开挖时必须分层进行，坑底留20cm土由人工跟进清除，严禁一挖到底或超挖。
挖土机械不得损坏支护结构，不得在桩顶碾压。
3、基坑开挖土方随挖随运，周边严禁堆载。
4、土方开挖具体方法
根据基坑开挖宽度及土方量，采用1台ZX200-3型履带式挖掘机、1台50型铲车、5台18t自卸车进行机械组合，土方开挖一次到底，基坑开挖支护过程可分为以下步骤：
第一步，场地整平，放线定位；
第二步，水泥土搅拌桩施工；
第三步，施作钢桩；
第四步，在基坑内进行大口井施工并降水；
第五步，向下开挖至支撑标高处，施作钢围檩和钢管支撑；
第六步，用挖掘机进行挖土，由专人指挥挖掘，运土方向为外环线路基。
向下开挖至设计标高顶20cm预留土体，人工挖除20cm至设计标高。
基坑四壁及边角处，用人工辅助清土。
第七步，开始施做后背墙、顶管底板，底板除集水坑处其余部位应满铺到支护侧壁；
第八步，顶管及检查井施工；
第九步，回填至地面后，拔除钢桩，灌砂填实。
5、基坑外侧围挡在基坑开挖完成后采用硬质彩钢板进行围挡，在出土处留开口大门。
6、随挖土深度在坑内便于上下的一侧焊制爬梯。
爬梯每步高400毫米，踏板宽度250毫米，爬梯宽度600毫米，扶手高度1.2米中间加横杆一道。
2.3基坑回填与型钢拔除
待检查井结构强度达到设计强度的100％时回填，回填前，基坑中的垃圾、杂物、积水进行清理；经业主、监理现场检查验收合格并办理隐蔽工程验收记录后进行填筑。
基坑平面尺寸较小不能用机械碾压时，采用手扶振动碾或小型打夯机夯实及人工夯实的方法。
填筑的平整度直接影响碾压，卸料后用机械进行摊铺和平整，并配合人工找平。
同时避免粗颗粒集中现象出现。
填筑时根据基坑断面分层填筑，分层压实，当每一分层检测合格后，方可进行下一层填筑。
压实系数不小于0.90，且需满足道路等其他要求。
支撑拆除和型钢回收待结构强度达到设计强度的100％时并且池壁和型钢支护之间回填密实后进行，型钢拔除回收时，根据环境保护要求采用跳拔、限制日拔除型钢数量等措施，并及时对型钢拔除后形成的空隙用砂填充并水撼砂。
第三章降排水方案
3.1降水井简介
基坑内设置降水井，基坑周边设置观测井，观测施工过程中周边环境水位变化。
每个基坑内设置1口d400降水井，大口井井管底高程-5.0米。
公路边每侧设置1口观测井，观察井深10.0m。
降水直至顶管施工完毕后方可停止。
1、本工程采用大口井降水+排水沟集水井方式进行基坑降水。
2、每个基坑内共设置1口降水井，降水井深9m，基坑开挖前进行施做。
降水井钻孔直径800mm，将直径400mm水泥砾石管（外包100~150g/m2针刺无纺布）吊放钻孔中央，其周围用3~8mm滤料填满，为防止建筑垃圾，石块掉入井内，宜在井口做好防护。
大口井降水将地下水位降至坑底以下不小于1.0m。
3、基坑降水在基坑开挖前15~20天开始。
采用小流量高扬程抽水机械，降水开始后控制降水速度，避免快速抽水将土层中的细颗粒带出。
4、分别在支护桩后面与基坑底设排水碎石盲沟和集水井。
碎石盲沟外包无纺布，宽度为0.4m，深度为0.3m。
碎石盲沟侧壁距离桩边界及基坑底下的距离不小于0.3m，盲沟且随挖随铺无纺布并填碎石。
集水坑（400×400×600mm）在坑底转角处设置1个，排水沟底纵向坡度I=0.005，排水坡向集水坑。
每个集水坑内设置1台潜水泵，通过水龙带排至基坑外的沉淀池沉淀后再排入现有管道内。
5、排水沟和集水坑的做法要保证沟内水不得渗漏至土中，基坑施工期间加强对排水沟和集水坑的维护，保持水流畅通。
可根据现场情况，采用竹片、挡土板或砖砌等进行简易加固。
6、施工期间随时对地下水位进行监测。
在公路边设置2口监测井，深度为8米，以观测地下水位。
3.2降水井布置
每个基坑降水井设计采用坑内大口井降水1个+排水沟集水井方式，基坑外设置监测井1口，检测水位。
第四章穿越津芦公路顶管施工
4.1设备安装与布置
顶管工艺选用泥水平衡法，泥水平衡顶管机包括：
主机、纠偏系统、进排泥系统、主顶系统和压浆系统组成。
4.2顶进过程
第一步，拔桩、开镐、刃机头。
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，管内运土采用泵送将泥浆运至工作坑外的沉淀池内，沉淀后的水循环使用。
第三步，回镐、下顶铁。
当顶镐油缸伸出有0.7米，够下1块顶铁的长度时，应将镐回油，下1块顶铁，以确保平稳顶进。
第四步，出镐顶顶铁、顶进、出土。
第五步，开镐顶进测量。
正常顶进时每顶进1米时测一回。
测量采用激光经纬仪和水准仪配合进行。
顶管施工需进行三维动态测量，其精度要求特别高，必须采用精度高，性能优良的测量仪器。
顶管施工测量所使用的仪器、附件须及时送质检单位检验，做全面鉴定，并在使用过程中经常进行检查。
第六步，回镐下管。
下管要由专人指挥。
下管要注意插口朝前，承口朝后。
在插口安装胶圈时要涂抹凡士林，以使开镐顶紧管接口时胶圈均匀被压缩，不被扭曲、翻转，防止漏浆漏水。
第七步，下顶铁、出镐顶进（重复步骤3、4）。
管子稳定好后，上好胶圈，在胶圈上抹匀凡士林，下弧形顶铁，再下∪型顶铁，后开镐，先顶∪型顶铁，再顶弧形顶铁，再顶管子，将刚稳定好的管子与前1节管子顶严紧。
同时连接好各种注浆管路、行灯电路、机头连接电路、出土车轻轨。
第八步（重复2～7步骤）进行
第九步，纠偏。
在实际顶进中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因此要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值，使之尽量趋于一致。
顶进轴线发生偏差时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置。
施工过程中，及时了解顶管机头的趋势对纠偏十分有利。
如果轴线偏差较小，且趋势较好（沿设计方位），就可省去不必要的测量和纠偏，提供更多的顶进时间；如轴线偏差较小，但机头前进趋势背离设计轴线方向，则要及时进行有效的纠偏，使机头不致偏离较大。
施工人员应树立“防偏为主，纠偏为辅，勤测勤纠，缓纠勿过”的指导思想。
4.3进出洞口的处理
顶管施工关键是处理好进出洞口的措施。
洞口破除首先处理洞口的工字钢和洞口的水泥搅拌桩，工字钢是工作坑支撑体系的一部分，处理要小心，同时严格按方案施工，包括木板的固定和短头的固定，工字钢剩余短头和框架焊在一起，工字钢采用气割割掉，不许拔桩，以免影响基坑的稳定。
木板及时整理，防止龙门口的土方坍塌。
水泥搅拌桩能加强龙门口土方的稳定，要利用机械破除，破除时，应顶进速度要慢，开始顶进时要控制好高程及左右偏差。
第五章监测专项方案
为确保基坑开挖施工的安全、稳定，在施工过程中加强基坑开挖施工期间的观察和监控量测工作，以便发现施工隐患，并通过监测反馈及时调整施工进程。
基坑巡视检查的内容：
1、支护结构
①支护结构成型质量；②支撑、侧壁有无变形、滑移；③顶进后座有无变形、裂缝；④基坑有无涌水、涌砂。
2、周边环境
津芦公路路面及路基边坡是否有沉陷、裂缝；
预警值：
津芦公路路面沉陷10mm。
支护桩水平位移40mm，后背墙变形值<20mm。
3、路面沉降监测
路面沉降观测由XX市银帆公路测绘公司进行监测。
①路面沉降测点布设
沿顶管轴线方向每隔2.0米设监控断面，在顶管正上垂直顶管轴线方向，布设3根钢钉组成控制断面，钢钉间距为2.0米。
对每一个控制断面每天进行沉降测量。
根据以往顶管工程经验得知，顶管地面安全沉降一般为0～10mm，所以将本工程地面沉降控制在安全X围内，以保证工程顺利安全完工。
控制点布设简图如下：
②基准点的设置
水准基准点（又称监控点），拟布设深埋砼结构水准基准点4个，形成监控网。
基准点设置在距所观测施工部位50m的沉降影响变形区以外。
③监测工作计划安排
本次施工过程中的变形观测随现场施工进度进行。
自顶管施工开始至顶管施工完毕后，沉降稳定为止，在顶管施工过程中，每天进行监测，顶管施工完后，减少观测频率，当连续两周沉降速度小于0.2mm/d时，则判断为沉降已经稳定，可以结束观测。
4、监测频率、周期
在基坑开挖之前将上述各个观测点布置到位，并开始正式监测，至顶管结束后2周，每天观测3次。
第六章周围建（构）筑物及管线保护
顶管位置周围建筑物已经拆除，新建跨津芦公路立交桥距离顶管距离有13m，顶管对其基础不影响，顶管主要影响公路路面的沉降或开裂。
具体措施如下
1、顶管过程中在路面顶管位置铺设钢板
2、水泥浆填充路基裂缝措施
①由于管线位于城市主干路下方，为保证土体稳定，顶管结束后应及时对管体四周的缝隙充填水泥砂浆，使其密实坚固，配比为：
水泥+粉煤灰+水=1：
3：
4
②水泥浆液需搅拌均匀，无结块，无杂物。
注浆压力为0.1～0.2MPa，注浆孔左右各设一个排气孔。
充填水泥浆必须自一个方向顺序压浆，即每个注浆孔压浆时见到前方注浆孔冒出水泥浆时才能认为充填饱满。
压浆分两次进行，第一次注满土层和管壁之间的孔隙，等24小时后进行第二次压浆，第二次压浆重新布孔。
注浆结束后要及时清理注浆设备，以防堵塞。
③在自管内向管外进行水泥浆填充的基础上，再采用地面垂直钻孔注浆加固。
孔径控制ф80mm，孔距为3米，浆液选用水泥粉煤灰，并应搅拌均匀、无结块。
3、津芦路保通措施
①严禁超挖，控制好顶进偏差，防止因纠偏而过多扰动土层；
②控制好施工降水，地下水应降到工作坑底50cm以下，严禁带水作业，避免因工作面涌水造成坍塌；
③如顶管壁与土层间隙过大时应采取注浆措施；
④配合相关部门督促车辆不得随意停放。
⑤增强施工区域的警示警告标志，保持驾驶人员的警觉；
⑥施工货运车辆禁止在路边停放，在围挡外贴反光标识，提醒社会车辆注意；
第七章安全生产、文明施工和环境保护措施
7.1安全防护措施
1、安全保证体系：
施工现场的项目经理为安全生产的责任人，建立以项目经理为主，包括施工人员、安全员、技术员、班组长参加的现场安全管理小组。
2、安全生产目标：
不发生重大事故，不倒塌、不中毒，认真贯彻“安全第一，预防为主”的原则，坚持管生产必须管安全的原则。
3、进场后，对工人进行安全教育，特殊工种和安全员须持证上岗
4、针对顶管作业的特殊性，还应注意下列问题：
①顶管工作人员多在坑内和管内操作，因此要有专职安全人员负责观察工作坑的边坡安全隐患，发现异常及时告知坑内的施工人员。
②在工作坑的构筑过程中除注意工程质量问题外。
还应有专职安全人员负责观察护板、支撑、后座墙的牢固情况，防止发生塌方事故。
③遇有土质松散的情况，需对工作坑X围内进行土方防护，并根据情况在周边增设红旗及灯光等对过往车辆和人员进行警示防护。
④对作业坑内和边坡的土方变化情况由专人连续观察，如发现异常情况，及时停止顶进施工，采取措施确保安全后方可施工地。
⑤顶进作业时要严格检查头管前方障碍物和设施的情况，发生异常及时采取相应的处理措施，力保障碍物和设施不影响顶管工作
⑥施工作业面用硬式围挡搭建，围挡上贴反光膜、安装红色警示灯。
4．起重吊装作业安全技术措施
①凡从事起重、吊车、装卸作业人员，皆经过培训，具备操作起重、吊车的技能和熟知安全操作规程，非本工种人员，不进行操作。
有关人员班前一律不饮酒，出车前，班组长交任务、交安全，并做好出车前准备工作。
认真检查随车作业工具钢丝绳、扣、卡环、钩子、撬棍和木墩等是否齐全。
②作业前了解、熟悉环境，有无障碍物和高压输电线路，并由各相关人员（工程师、安全员、起重指挥员、司机）制定起重安装方案及相应安全措施。
③在吊装前对吊车、运行车所经过的现场施工道路进行修整，作业处地基平整，坚实，起重机支撑水平，支腿脚下垫上垫木或路基板，以免作业时发生地面下陷造成事故。
④作业前司机和司吊对钩头、滚筒、钢丝绳和各起重部位检查合格后再作业。
⑤严格遵守吊车臂杆角度负荷规定，起重吊装前，了解起重物的重量体积、重心形状，吊点设位等，存在重量不明、超载、斜拉斜牵、散物绑扎不牢等情况时不起吊。
⑥起重作业人员，精神集中，听从指挥，指挥信号准确，安全可靠。
指挥人员监督检查吊具使用操作方法及挂钩人员站立距离，有权停止不按信号操作的司机工作，有权拒绝接受吊装方案不合理或不明重量的危险作业，并向上级报告。
⑦起吊后转向平，颠勾稳，放下准，不猛起、猛转、猛降，防止摇晃。
当重物离开地面20cm时，司索工和信号员再次检查绳扣是否牢靠，车身有无倾斜，支腿下地面有无沉陷，钢丝绳有否脱槽，检查正常再起吊，如发现险情，立即发出信号，停止作业。
⑧吊车移动时落杆，信号员、司索工和司吊注意周围人员、堆料、道路等情况，防止臂杆碰触电线和钩头摆晃伤人。
⑨吊车夜间作业时，工作地点设置足够的照明灯具，照明设备不足时，不进行作业。
⑩进行吊装作业时，现场设置专职安全员进行监督，同各工种人员统一听从指挥人员的统一指挥。
5、上下工作坑的要求
（1）工作坑上下应配有梯子，梯子必须有扶手，其跨度尺寸不大于30cm，工作坑在二步框架处应设置二次平台，作业人员应从规定的通道上下，不得从非通道进行攀登，也不得任意利用吊车臂架等施工设备进行攀登。
（2）夜间施工，上下工作坑时应有照明设施，照明电线和动力线要有顺序的排列一侧，固定在槽内，防止上下工作坑时碰到。
（3）进入施工现场必须带安全帽并系牢额带，上下工作坑不准穿拖鞋，以防摔伤，禁止非工作人员进入施工场地。
6、有关基坑临边防护的安全措施
（1）基坑临边防护的安全工作更为突出，为保证人、车辆的安全应采取措施。
①工作坑四周应搭设防护栏，夜间坑槽处要有照明设备。
②基坑上部应有完好的排水措施，防止地面水流入坑内冲刷，造成塌方和破坏基土。
③顶坑周围必须安装护栏，护栏应用钢管制作（钢管Φ40mm），当在基坑四周固定时，可采用钢管并打人地面50～70cm深。
钢管距离边口的距离，不应小于50cm。
工作坑四周采用1.0m×1.8m封挡，并用醒目的标志提示人及车辆注意安全。
7、照明、供电
在工作坑后方做一配电间，将三相380V动力电源直接接到掘进机的电气操纵台上，接到管内的电缆将它悬挂在管内一侧，不要与油管、注浆管及水管放在同一侧。
坑内照明采用36V安全电压。
8、置换出的泥浆，外运，禁止随意堆放。
9、交通安全
（1）施工现场设围栏，做到施工现场与社会严格区分，确保施工与社会的安全。
施工时，做好道路交通疏导。
（2）施工道路沿线各出入口畅通，并设明显的标志，防止发生任何交通事故。
（3）施工人员穿越马路，注意来往车辆。
7.2文明施工及环境保护措施
1、严格执行施工现场文明施工和环卫保护的管理制度。
2、施工X围要严格控制，不在X围以外，搭设、临设、停放机具、材料等。
3、施工X围内的土方要苫盖，施工作业面用硬式围挡搭建，围挡上策安装红色警示灯。
4、现场施工人员一律佩戴安全帽，非施工人员一律不得进入施工现场。
5、严格禁止生产、生活污水乱到乱放，防止污染施工环境和附近居民、单位的环境。
6、防止粉尘
（1）施工现场道路实施撒水防尘措施，以确保道路不扬尘。
（2）粉尘材料采取封闭措施，运输时防止遗撒，飞扬。
（3）运输车辆不能装载过满，车帮顶部拍实，并覆盖苫布，以免沿路遗撒，进出场地设专人清洁车轮。
（4）临时道路宽7m，结构为30cm厚8%戗灰+30cm厚拆房土+22cm厚C35砼组成，在主坑位置应延主坑一侧铺设30m临时道路作为吊车活动位置以保证吊车的稳固安全。
施工过程中路面洒水保持湿润，避免扬尘。
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