果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程施工组织设计Word格式.docx

果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程施工组织设计Word格式.docx

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5．5、本工程质量目标………………………………………………33

六、安全生产施工措施………………………………………………33

6．1、安全技术交底…………………………………………………33

6．2、工作井施工时安全施工技术措施……………………………33

6．3、顶管时的安全施工技术措施…………………………………34

6．4、施工应急处理预案……………………………………………34

6．5、安全管理………………………………………………………35

6．6、现场用电安全管理……………………………………………35

6．7、安全生产技术保证措施………………………………………37

6．8、文明施工措施…………………………………………………38

七、拟投入的设备及人员计划………………………………………39

八、施工工期…………………………………………………………40

九、施工进度计划……………………………………………………40

十、施工平面布置图、工作井平面布置图、剖面图………………42

一、编制依据

1．1、果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程设计图。

1．2、给排水管道施工及验收规范（GB50268-97）。

1．3、市政排水管渠工程质量检验评定标准（CJJ3-90）。

1．4、给水排水构筑物施工及验收规范（GBJ141-90）。

1．5、地基地基础工程施工及规范（GBJ202-83）。

1．6、现场实际环境及有关施工条件。

1．7、公司有关给排水工程、有关开挖、非开挖顶管的施工经验。

1．8、果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程招标文件技术规范。

二、工程概况

2．1工程位置及设计概况

本工程为果园污水处理厂配套截污干管第三标段，位于重庆市江北区鱼嘴镇附近，周边场镇公路发达，交通方便，设计管网里程编号为WA0+0.00～WA3+765.5，全长3765.5m；

采用顶管施工管线段为WA0+0.00-3+657.5，全长3657.5m，设计底标高为182.61m-188.25m,坡度为1.2‰，地面平场标高为194.41m-275.83m，管材为III级钢筋混凝土管，接口形式为橡胶圈接口，其中WA0+0.00-WA0+650（长650m）段管径为d1350，WA0+650-WA3+657.5（长3007.5m）段管径为d1500；

WA3+657.5-3+765.5（长108m）段采用架空处理，管材采用焊接钢管，基础型式为桩基础。

2．2现场地质条件

管网区主要为构造剥蚀浅丘岸坡地貌，管线沿长江河岸布置，无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象，也无地下硐室。

根据勘察地层由新至老为：

第四系全新统素填土层（Q4ml）、残坡积层（Q4el+dl）、冲洪积层（Q4al+pl）、侏罗系中统沙溪庙组（J2s）。

（1）第四系全新统素填土层（Q4ml）：

紫红色，主要由粉质粘土与砂岩碎石、角砾等组成，碎石角砾含量不均，粒径一般为2～50cm，含量2～45%。

土体结构松散-稍密，稍湿，本次勘探揭露厚度为0.50～25.70m，堆填时间一般约为1～5年左右，广泛分布于拟建管网沿线，为修建沿线道路时堆填形成，填土多采用了夯实处理，属于新近填土。

（2）第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）：

粉质粘土，褐色，可塑，干强度中等，韧性中等，切面稍有光泽，无摇振反应，含有少量碎屑，主要分布于原始斜坡坡面区域，勘察揭露厚度一般0～0.50m。

（3）第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）：

粉质粘土，褐色，可塑～软塑状，干强度中等，韧性中等，局部含碎屑，主要分布在河流洼地沿线。

砂土，褐色，稍湿-湿，属于中砂，矿物成分为长石、石英，粘粒含量约5%～10%，主要分布在河流洼地沿线。

（4）侏罗系中统沙溪庙组（J2s）

砂岩：

灰色，由石英、长石、云母及少量岩屑组成。

细～中粒结构，中厚层状构造。

强风化岩体较破碎，呈短柱状，质软，层厚1.10m～2.20m。

中等风化岩体完整性好，多呈15～50cm的柱状，质硬，在勘察管网沿线主要出露于道路施工路堑地段及斜坡坡顶区域，该层与场地内的泥岩成互层状产出。

泥岩：

紫红色，局部含砂质。

泥质结构，厚层状构造。

强风化岩体，网状风化裂隙发育，岩芯较破碎，多呈5～10cm的碎块～薄饼状，岩质软，层厚1.2m～2.80m。

中等风化岩体完整性好，多呈中长柱状，质软，在勘察管网沿线主要出露于道路施工路堑地段及斜坡坡顶区域，该层与场地内的泥岩成互层状产出。

2．3现场水文条件

重庆市江北区属亚热带湿润季风气候，具有春早、夏长、秋短、冬迟，四季分明，气温高，热量丰富，无霜期长，雨量充沛，冰雪少，风力小，湿度大，云雾多，日照少的特点。

据气象站1935～2006年资料统计，多年平均气温18.3℃，夏季日极端最高气温43℃，冬季极端最低气温-3.1℃。

多年平均降雨量为1107.01mm，大于1000mm的降雨量的年份占70%，最大降雨量为1544.8mm（1968年），最小降雨量740.1mm（1961年）。

降水全年分布不均，春季为280.1mm，夏季为494.0mm，秋季为270.6mm，冬季为57.0mm。

大于50mm的降水日数，平均每年2～3天，日最大降雨量可达450.5mm。

长江常年洪水位180.40m（为56黄海高程），二十年一遇洪水位182.60m，五十年一遇洪水位186.35m，全年水位变化规律是2～4月为最低水位期，7～9月为最高洪水期，洪水期时最大表面流速为5m/s，枯水期时表面流速为1～2m/s。

管网主要含水层为砂岩、填土层和砂土层，工程总体位于斜坡区域，在尾部会跨越一条河流，河流段岸坡区域地下水的赋存与河水水力联系十分密切。

根据现场勘察，结合地区经验确定勘察区各含水层岩土体的渗透系数：

砂岩渗透系数为K砂岩=5～8m/d，砂土渗透系数为K砂土=5m/d、填土渗透系数为K填土=8m/d。

三、施工总平面布置及组织机构

3．1生活、办公厅区布置

生活及办公用房拟在顶管沿线附近租用成套的现有民房，并在施工场地内设临时办公区。

3．2现场布置

3．2．1、施工现场根据工作井及接收井位置布置，项目部设置在出口段，本工程工作井及检查井P1~P8,P20~P22.W-21-1~W-21-2位于原始地貌林区斜坡上，交通不便，为满足混凝土浇筑、管材等主要材料以及机械设备进场要求，需从现有在建或原来公路上修建临时便道至施工现场，临时便道采用人工配合机械开挖，基底夯实后基层采用块石铺砌，厚30cm,面层为C30混凝土，厚20cm,道路宽度为4.5米，道路长度根据实际情况确定，施工现场根据实际使用面积围蔽，用钢管脚手架及彩钢瓦隔离围蔽，实行全封闭施工，当现场位于公路上时，按占道施工规定要求，设置道路施工标牌、车辆慢行标牌、前方施工标牌等标志，规格长1m×

宽0.5m总高度0.9m。

设置警示筒、警示红灯、等安全醒目标记以提醒过往车输及行人注意安全。

避免碰入工地伤害施工人员工，造成安全事故。

并按文明施工要求贴出相关标语，宣传栏。

井面运输采用卷扬机出土及吊放砼管。

3．2．2管内泥土采用随出随运，顶管工作井内布置导轨、千斤顶、后座及油缸等顶进设备。

场地内包括现场办公室、工具房、吊车、堆土场、管节堆场、各种设备场地等。

3．3供、排水

现场用水接用附近的自来水管，如果附近无水管可接入或遇临时大量用水，自来水管供水不足时，可用水罐车集中送水。

场地内设排水沟或排水管，并分别排放，雨水管接入附近雨水井，下水管接入附近下水道，当附近无市政排水设施工时，可将污水经沉淀处理后排放。

3．4供电

由建设单位供应至施工现场，项目部自行将电源接入工作井。

3．5项目部施工组织机构图

四、主要施工内容及施工方法

4．1准备工作

4．1．4、人员组织，成立专门的工程项目部，组织齐全的管理人员，包括项目经理，技术负责人，专业施工工员，测量员，预算员，质检员，安全员，立即到位，各负其责。

选好有经验、有实力的顶管施工队伍进驻现场，布置好临时设施和生活设施。

4．1．2、施工现场的准备，“三通一平”的到位工作，施工人员进场后，组织测量员对整个顶管线路布设测量控制网并放好工作井和接收井的位置，以便作好场地的围护，及时开工。

4．1．3、主要仪器机械设备的准备，全站仪一台，一定要先拿到当地检测部门校核后再使用，根据图纸尽快设计出顶管用的工具管并制作好运到现场，双筒慢速电动卷扬机（10t）一台，高压油泵，液压千斤顶，泥浆系统，以及通风照明设备。

4．1．4、主要材料的供应准备，本工程所用的主要材料是预制高强钢筋混凝土圆管，需要提前预制，以便达到强度要求，供施工时使用。

4．2工作井、接收井施工

本段顶管施工的工作井和接收井位置按设计图布置，当井位于道路上时，施工前应先凿除公路砼，凿除范围为根据工作井尺寸确定，顶管施工结束后按原结构恢复。

为了尽量少占道施工对交通造成不便，加快工程施工进度，土质为砂岩、页岩采用水钻钻孔，人工掘进修整，光面垂直平整。

4．2．1工作井、接收井平面设置

本工程拟设计顶管工作井10座，工作井内空尺寸为Φ5000mm,接收井10座，井内空尺寸Φ3800mm园井，井平面布置和尺寸详见工作井、接收井设计图。

4．2．2工作井、接收井基坑开挖

根据测量控制网，放出井位后，会同业主及相关单位，对施工范围内的地下管线及构筑物进行技术交低，查明地下构筑物名称、走向及埋深。

并设专人会同相关单位对地下管线进行监护，确保地下管线及构筑物的安全。

4．2．3井顶墙施工

以上工序完成后，在井外圈使用砖砌井顶墙的施工方法进行基础平整，标高测量，用MU10砖M7.5水泥砂浆砌体厚240mm，高300mm，内外顶面水泥砂浆抹灰。

作为挡水墙防止路面水流入工作井内，以便施工。

4．2．4工作井、接收井井身施工

工作井根据地质情况选择施工方案，逆作法人工掘进，地质较差的采用钢筋砼护筒支护施工，按1.5米为一段，掘进一段支护一段，地质较好的岩石可以采用水钻适当延长开挖深度，然后采用锚杆挂网喷射混凝土进行支护，支护大样按设计施工图，出渣吊运使用卷扬机吊出弃渣。

4．2．4．1工作井、接收井底板

墙体挖掘到设计深度后，测量好准确的高程（护筒底标高应底于底板设计底标高500mm,），弹好水平线，人工修整找平，浇砼。

并在井底调协集水坑一个Φ600，深1000，抽出施工中渗透余水。

4．2．4．2栏杆制作

工作井四周设立防护栏杆，栏杆固定在预埋铁板上，栏杆高度为1.2m，每1.5m立一根直杆钢管，横杆为Φ50脚手架钢管，立杆材料为Φ50的钢管。

采用红丹防锈漆打底，再刷油漆。

护栏必须牢固、可靠，确保人员的安全。

4．3顶管施工

4．3．1管线设计

本工程是长距离直线顶进。

管线具体位置、走向、坡度、埋深等以设计图纸作为依据，结合实探数据和现场实际情况，如有对管线的平面位置进行调整。

调整后的管线图报业主、监理批准及设计变更后实施。

4．3．2顶管方案的选择

本工程采用土压平衡顶管工艺。

根据实际情况我公司设计了带帽沿的机头，机头端面为网格式土压平衡顶管机头。

顶进时机头帽沿能提前嵌入土层，加上网格形成对作业面的保护，减少地面沉降和保护施工人员的安全。

遇强度较大的砂岩或叶岩以及大块石，用凿岩机凿除前方岩石。

施工操作者应密切注意土层变化，取土速度与千斤顶的顶进速度相匹配，避免土体超挖太多，造成地面沉降太大。

前方取土与后方顶进密切配合，以保持开挖面的稳定。

顶管机内设置纠偏油缸控制顶进方向。

每段顶进开始后则应连续工作，当进行设备保养维修而暂停顶管施工时，必须采取措施确保开挖面的稳定，停顶时要求机头土体自然平衡。

顶进时管道内采用低压（≤36V）照明和管道风机通风，保持管道内的清洁。

4．3．3顶管计算

4．3．3．1机头正面阻力

F1=γHtg2（450+Ψ/2）πD外/4

式中F1——机头正面阻力；

γ——土的比重；

H——地面至管中心距离（取大值）；

Ψ——内摩擦角。

4．3．3．2顶管管道周边阻力F2

F2=πD外Lf

4．3．3．3顶管施工采用中继站

L=（F-F1）/πD外f

根据上式计算公式结果及施工规范要求，结合实际情况布置中继站，按150米增加一级顶进、250米增加二级顶进，300米增加三级顶进，350米以上增加四级顶进布置。

4．3．4顶管设备安装

顶管设备主要由后靠背、油缸支架、主顶油缸、主顶泵站、导轨、穿墙止水法兰、泥浆搅拌及压注系统组成。

4．3．4．1导轨安装

导轨型钢和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，使整个导轨系统牢固。

如下图所示。

4-3导轨及千斤顶支架系统结构简图

导轨安装至关重要，其安装精度甚至决定管道顶进质量，故导轨安装必须达到如下要求：

a、两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致

b、导轨轴线偏差≤3mm；

顶面高差0~3mm；

两轨间距±

2mm。

4．3．4．2油缸支架

油缸支架是用来支撑并固定主顶油缸的构件，用14槽钢加工而成。

4．3．4．3千斤顶安装

主顶站选用4台250t千斤顶，油缸行程1.5m，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底的横梁上，千斤顶着力点应在与水平直径成450角顶管圆周上，且与管道中心的垂线对称，如图4-3所示。

每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。

4．3．4．4主顶泵站

主顶泵站是给主顶油缸供油以及主顶油缸回油的设备，该泵站安装在工作井旁，可远程控制。

4．3．4．5后背墙安装

本工程工作井为双向顶进工作井，故选用周转使用的装配式后靠背。

后靠背用14b槽钢焊成一堵墙，为顶管的反力提供一个垂直的受力面，正面焊一块20mm厚钢板，使各槽钢受力更均匀。

后靠背的空隙中灌满自密砼，形成一道由钢板、槽钢和砼组成的复合后靠背，随千斤顶传来的顶进反力。

后靠背安装无误后，在后靠背安装无误后，在后靠背与井壁间浇筑砼，并在砼与井壁之间垫一层150mm厚的木板，以使井壁受力均匀。

4．3．4．6穿墙止水

穿墙止水法兰是安装在管节外壁与井壁之间的构件，其主要作用是在顶进过程中防止工作井外的泥、水沿管壁流入井内。

4．3．4．7泥浆搅拌及压注系统

泥浆搅拌及压注系统是将膨润土搅拌成泥浆并充分膨化后输送到管壁与土体之间的设施的总称。

本工程地质基本上为砂岩，孔隙率大，在长距离直线顶管中采用双层注浆，该系统安放在主顶油缸旁边和机头后方位置，顶进时分两次压浆，对土体进行反护和润滑。

注浆压力根据管顶复土厚度为0.4mpa-0.57mpa。

4．3．4．8中继站

中继站的结构主要由壳体、油缸、密封件等主要部件组成。

油缸的供油是在中继站附近安装一台中继站油泵供给，每个中继站由专人管理，统一听从总站指挥。

中继站结构参见下图：

4-4中继站示意图

中继站在安放时，第一只中继站应放在比较前面一些。

因为掘进机在推进过程中推力的变化会因土质条件的变化而有较大的变化。

所以，当推力达到总推力30%时，就应安放第一只中继站，以后，每当达到中继站总推力的50%时，安放一只中继站。

当主顶油缸达到中继站总推力的60%时，就必须启动中继站。

根据中继站顶力、管节允许随的顶力、膨润土泥浆的润滑效果、顶管工程所必须的安全系数以及顶管经验，按照顶管技术规范设计中继站的布置，本工程是大部份采用双顶进，根据上示计算公式及施工经验常数计算，结合本工程实际情况第一个中继站一般应安装于顶管机后30m~40m。

因为它要克服地层的摩擦力，如果施工中的摩擦阻力比预期的要小，则可以相应加大中继站的间距；

相反，则应适当减少其间距，中继站的数量在工程实际施工当中确定。

4．3．4．9中继站的应用

本工程中，顶管距离较长需要使用中继站。

主顶千斤顶的顶力富余量较大，故中继站的选用及布置按工作井的控制顶力计算。

工作井控制顶力为1000t，中继站设计顶力800t。

中继站在管道顶进中要反复伸缩，其结构必须可靠、橡胶圈必须有抗磨损措施。

因中继站出问题可能会导致顶管全线失败。

我司将提交结构合理，止水橡胶圈与钢环间间隙和压力可随时调整的中继间及中继间前管、中继站后管的设计图纸供业主、监理审批后使用，以确保中继站的正常使用。

图4-5顶管施工流程图

4．3．6工作井内设备布置

图4-6工作井布置示意图

1——顶铁；

2——油缸架；

3——油缸；

4——环形顶铁；

5——后背；

6——导轨；

7——穿墙止水；

8——管道；

9——工具管。

主顶站与中继站的顶力要留有充分的富余量，本工程主顶站千斤顶顶力为1000t，中继站设计顶力为800t。

第一套中继站按顶力达到主千斤顶总顶力的30%时布置。

其余中继站按顶力达到主千斤顶总顶力50%时布置，用压力表控制顶力值。

①顶管机

②主顶站油缸

额定油压：

31.5mpa

额定顶力：

250t

行程：

1.5m

③主顶站液压泵站

④中继站千斤顶

48Mpa

缸径*行程：

Ф140×

500mm

50t

外型尺寸：

Ф170×

800mm

⑤中继站油泵

功率：

22kw

额定压力：

流量：

24L/min

⑥膨润土注浆泵

4．3．7顶管施工顺序

4．3．7．1顶管机下井

井下设备安装完后，将调试好的顶管机吊到工作井里置于涂有润滑油的导轨上准确定位。

井下设备和顶管机安装完毕后，启动油泵，伸缩千斤顶，检查千斤顶与后背墙的吻合情况，查看分压环、顶管机、及出口器间的间隙等。

然后进行调试直至满足顶进要求。

4．3．7．2顶管出洞

顶管出洞是指顶管机和第一节管子从工作井中穿过封门洞口进入土中，开始正常顶管前的过程，是顶管的关键工序。

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（进口器）由内径略小于管节外径的橡胶密封圈（密封圈厚δ15，宽400）和内径略大于管节外径的钢法兰组成。

出口器由δ12的钢板和[20槽钢组成挡土板，固定在δ12的钢环上，钢环与井壁用Ф12、长360，@200锚固筋连接。

顶管机头在井内轨道就位，调试完毕作好出洞前的一切准备工作后，便可用气割除洞口内的钢封门开始顶进，将机产砂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，以润滑管道外壁，支护土体。

为防止管线出现偏斜，应采取以下几点措施：

①、工具管要严格调零，将工具管调整成一条直线，此时仪表反映的角度应该为零，调零后将纠偏油缸锁住。

②、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。

③、注意侧量与纠偏。

工具管出洞后，发现下跌时立即采取主顶油缸进行纠偏。

④、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。

图4-7顶管出洞口结构简图

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，因此，操作哪怕出现少量顶力不均匀或土质不均匀，都会使千斤顶的行程不等，也足以使机头和第一节管子偏离设计轨线。

此时的土体难以对机头产生较大反力（接触面太小），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。

因此，出洞顶进时要十分小心，用激光经纬仪随时测量监控，保证顶头和第一切管子位置正确。

采用上述洞口结构和操作技巧，可避免出洞这一关键工序中可能出现的诸多问题，确保顶管正常出洞。

顶管机下方两侧设有紫退插销，在顶管机出洞时，当千斤顶松开时应插入止退插销，防止顶管机被土压力向后推回。

4．3．7．3顶管进洞

顶管进洞，是指一段管道顶完，顶管机通过封门洞口进入接收井，并作好顶管机后一切管与进洞口的密封连接的过程。

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：

①、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。

②、工具管接触到钢封门时应停止顶进，迅速进入下道工序。

③、拆除钢封门内侧的槽钢，沿工具管的位置割除钢封门

④、及时将工具管顶入接收井内预制安放的平台上。

⑤、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。

⑥、按设计要求封堵首管与接收井之间的空隙。

4．3．7．4双层注浆减阻

由于本工程地质基本上为砂岩，孔隙率不大，离地下管线很近。

我们在长距离直线顶管中采用双层注浆。

双层注浆方法是：

在机头和1、2、3、节管壁设注浆孔，向土层注浓浆（浓浆由泥浆、膨润土、水泥等组成），以填充土壤中的孔隙。

浓浆随顶进时间的增加在管外形成一定厚度的硬壳层，它的渗透系数很小，面且它的内壁光滑，形成泥浆套。

3#管以后的管节注膨润土泥浆。

膨润土泥浆在硬壳层内，不向外渗透，起支撑润滑作用降低顶进摩阻力。

实现长距离顶管。

双层注浆还可以降低地面沉降，增强对管线和房屋建筑物的保护。

注浆孔应合理分布，机头及其后面每节管前端顶部都设有一个注浆孔，注浆管固定在顶管壁中，随顶随注浆。

4．3．7．5管道出土

场内运输。

土石采用手推车由顶管机头处运至工作井内小料斗，再由卷扬机垂直运输至地面大料斗。

如需要场外运输，采用自卸汽车外运至业主指定弃土场。

4．3．8顶管测量控制

4．3．8．1测量控制网及井下测量平台的建立

根据业主提供的测量控制点布置整个工程的控制网，在井周围布设一个高精度的控制网，作为整个工程施工测量的控制系统。

测量平台置于井下顶管轨在线，靠近后靠背处，通过控制网将顶管测量起始点测放其上，并在井中布设2~3个稳固的后视点，以便相互校核。

起始点对顶管测量精度至关重要，故井下测量平台要单独设置，不与管道、设备、后靠背接触，不受顶管操作影响，以保持其稳定性。

4．3．8．2顶管轴线与标高控制

直线顶管测量方法：

顶管方向与高程控制可直接用置于井下测量平台起始点上的激光经纬仪对顶管机上方的光靶即可。