利辛顶管方案.docx

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利辛顶管方案

目录

一、方案描述2

二、场地位置及地形地貌概况2

三、工程地质条件及地下水概况1-3

四、本方案参考资料3

五、施工方案3-11

（一）砖砌倒挂井3-10

（二）内衬钢筋混凝土10-12

六、方案比较13－14

（一）工期比较13

（二）现场管线安全性比较14

马鞍山市雨山路环境综合整治工程六标段

砖砌工作井及内衬钢筋混凝土施工方案

一：

方案描述

本工程为雨山路、湖西路顶管工程，管径Ф1000㎜，总长：

975.4米,工作井7座，接收井6个,均为钢筋混凝土沉井结构,沉井结构施工时，工时较长。

根据雨山路工程指挥部对工程建设实施过程中达到“又好、又快”指导思想，故我单位建议将工作井、接受井由沉井结构改为Φ5500mm砖砌倒挂井,同时砖砌倒挂井施工结束后,在砖砌井内浇筑30㎝厚钢筋混凝土内衬,既增加了工作井的结构强度,又保障了井下施工人员的生命财产安全。

此施工优点是：

在不增加成本造价的基础上，缩短工作井、接受井的施工工期，方案比较表附后。

此方案是否可行请有关部门审批。

二：

场地位置及地形地貌概况

本工程位于马鞍山市花雨路和湖西路交叉口至雨山路和湖西路处，地面标高8.92～13.02，高差4.10m。

其地貌单元属长江Ⅰ级阶地和长江Ⅱ级阶地交接处。

三、工程地质条件及地下水概况

1、工程地质条件

根据地质报告地层结构自上而下分为4层，

第①层路基填筑土（杂填土）：

杂色。

表层0.3m左右为混凝土面和沥青路面，揭露层底标高1.0～40m，拟建场地内均有该层分布。

第②层粉质黏土：

黄灰色，黄色，湿，可塑状态。

揭露层厚0.7～7.30m，揭露层底标高1.81～3.50m。

第③层粉质黏土：

灰色，很湿～饱和。

揭露层厚4.30～4.40m，揭露层底标高0.82～0.83m。

第④层粉质黏土：

黄色，黄褐色，深褐色，稍湿，硬塑状态含少量铁锰结核物，局部可见条带状及团块状灰白色黏土。

土状光泽，摇震无反应；韧性、干强度高。

揭露层最大厚度11.40m，揭露最低层底标高-4.08m该层在拟建场地内均有分布。

该层未被揭穿。

顶管处于②、④层。

2、地下水概况

拟建场地内地下水主要为孔隙潜水，勘察期间地下水埋深1.89～2.40m，水位埋深标高6.52～10.94m。

处弱透水层中的地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。

四：

本方案参考资料

中国非开挖技术协会行业标准《顶管施工技术及验收（试行）

中国建筑工业出版社《建筑施工计算手册》江正荣编著

同济大学出版社《沉井设计与施工》段良策编著

中国电力出版社《地基与基础工程》

五:

施工方案:

（一）：

砖砌倒挂井

1、工作坑尺寸

工作坑宽度B=D外+2b+2c

b——工作坑管道两侧的工作宽度（米），当D外＞1米时，b=1.2米

c——支撑材料厚度，本工程取0.40米

工作坑长度L=L1+L2+L3+S1+S2+S3

L1——管道长度（米），L2——千斤顶长度（米），L3——后背厚度（米）

S1——顶进管节预留在导轨上的最小长度（米），本工程导轨安装时伸入至砖墙外侧，故S1取0

S2——管内出土操作时管尾预留空间（米），取0.2米

S3——双向顶进时附加长度（米），取0.4米

φ1000管道:

B=D外+2b+2c=1.2+2×1.2+0.4×2=4.4米，取B=4.4米。

L=L1+L2+L3+S1+S2+S3=2.0+1.7+0.6+0+0.2+0.4=4.9米，取L=4.9米。

故选用Ф5000mm圆井,深度均根据设计图纸确定。

2、工作井结构

顶管工作井采用倒挂法砖砌井施工，井内径5000mm，240mm厚砖墙，M10水泥砂浆、Mu10红砖砌筑。

后靠背浇筑C20的钢筋混凝土，后靠背尺寸为2.5×3.0×0.30m，工作坑基础采用15cm厚C20砼底板，并在坑下部测设一个临时性水准点，另在工作坑边设集水井，约40×40×50cm，以便雨水及地下渗水的抽排。

3、工作井结构验算

（1）验算依据：

一般计算依据朗金理论计算出主动土体最大压力，而后验算设计工作坑段面是否合理，最后计算环向应力和径向应力。

工作坑最深处最大主动土压力（有地下水，粘土）公式：

P=r1htg2（450-Φ/2）+（r2-rw）（H-h）tg2（450-Φ/2）+（H-h）rW

P为H处最大主动土压力KN/m2。

r1为土干容重KN/m3。

r2为土体湿土状态下容重KN/m3。

rW为水的容重取10KN/m3。

H工作坑地面到工作坑基础深度m。

h为土面到坑下地下水深度m。

Φ土体内摩擦角。

本工程取250。

依据地质报告，按地面2.2m以下有地下水计算，工作井多位于③层粉质粘土与粉土互层中，r1＝15.5KN/m3，r2＝19.4KN/m3，Φ＝250，H=8m,h=2.2m.

P＝19.4×2.2×tg2（450-250/2）＋（19.4－10）（8－2）tg2（450-250/2）＋（8－2）×10=97KN/m2=0.097N/mm2

（2）工作井结构厚度：

t=KPD/2fct为工作井墙厚度m。

K为安全系数一般取1。

65，P为（土和地下水对壁的最大侧压力KN/m2）也就是工作坑最深处主动土压力等于上列计算P。

fc为设计工作坑结构允许应力KN/m2，一般砼取10N/mm2，砖体取1。

9N/mm2。

D为挖孔外径。

t=1。

65×0。

097×5480∕（2×1。

9）=230㎜,本工程t取240㎜。

（3）工作坑设计段面合理后应对环向应力（园形）和径上应力进行计算。

δn=PD/2t

径向应力δa=P/2

在砖砌护壁上产生的δn和δa应小于砖砌体的抗压强度设计值fc（N/mm2）＝1。

9N/mm2和水泥砂浆缝的抗剪强度设计值fv（N/mm2）＝0。

18N/mm2。

δn=0。

097×5480∕（2×240）＝1.11N/mm2

9N/mm2

δa=P/2＝0。

097/2＝0。

049N/mm2

18N/mm2

由以上验算知，工作井采用24墙结构满足要求。

4：

后背墙被动土压力验算

后背墙主要的功能是在顶进过程中自始至终承担主顶站顶管前进时的后坐力。

后座墙的最低强度应保证在设计顶力作用下不被破坏，要求其本身的压缩回弹量为最小，以充分发挥主顶工作站效率。

在设计和安装后座墙时，应满足如下要求。

（1）、要有充分的强度

（2）、要有足够的刚度

（3）、后座墙表面要平直

（4）、材料要均匀

（5）、结构简单、装卸方便

①Φ1000mm管道:

在本工程中，后背均采用C20钢筋混凝土，尺寸为2.5×3.0×0.3m，深度在底板下20cm。

后背墙设计计算方法采用余彬泉法：

假定主顶油缸施加的顶进力是通过后座均匀地作用在工作坑后的土体上。

为确保后座在顶进过程中安全，后座的反力或土抗力R应为总顶进力P的1。

2～1。

6倍。

R=αB（γH2

+2cH

+γhHKp）

式中：

R——总推力之反力，KN；α——系数，取α=1。

5～2。

5；B——后座墙的宽度，m；γ——土的容重，KN/m3；H——后座墙的高度，m；Kp——被动土压系数；Kp=tg2（450+

）；

土的内摩擦角：

250。

c——土的内聚力，KPa；h——地面到后座墙顶部土体的高度，m。

本工程中，B＝2.5m，γ=19.4KN/m3，H＝3m，

=250，

Kp=tg2（450+250/2）=2.46,c=30KPa,h=8－3=5m,

R=2.0×2.5×[19.4×32×2.46/2+2×30×3.3×√2.46+19.4×5×3×2.46]=6067KN

5、顶力计算；

顶管施工技术的顶力计算是一项很重要的工作，它是正确选用施工机具和确定后背墙加固方案、施工进度的依据。

顶力计算公式较多，计算也相当复杂，为了减少计算复杂程度和方便施工，结合我公司多年来的实际经验和有关技术资料提供的数据，可以按下列经验公式进行计算。

计算结果如下。

T=N*G*L=2×0.86×72=124（T）

T——总顶力

G——混凝土管单位重量（t/m）

L——单元顶距（M）

N——土质系数（1.5—2.5），本工程计算取2

R/T＝6067/1240=5.3›1。

2，

故后背墙被动土压力满足设计要求。

6、应急预案

（1）,开挖前根据管线图结合现场情况对地下各种管线进行调查；

（2），为确保安全，工作井内管线采用300mm槽钢进行加固，并及时同有关部门联系；

（3），项目部组织成立应急预案小组。

7、工作井施工

各工作井均采用1m3反铲挖掘机开挖3米深，人工修整坑壁后，砌筑砖砌井，并及时回填土，保证坑壁的稳定，第一层加固成形，竖好扒杆，卷扬机就位后，用人工开挖工作坑下部的土方，根据土质状况，倒挂至设计高程。

土方按业主指定路线，运至业主指定的临时堆土场，多余土方运至1.0公里外的弃土区。

运输车辆运渣土时，车箱体用花雨布覆盖严密，不致于在运输过程中漏洒，有碍市容。

工作坑四周7m×25m的范围内围护，并安装施工标志，警告标牌及夜间安全照明设备。

开挖到设计高程后，在坑下部测设一个临时性水准点，并打上浇筑砼的高程桩，修整后，即可浇筑砼。

工作坑基础采用15cm厚C20混凝土，并在坑下部测设一个临时性水准点，另在工作坑边设集水井，约40×40×50cm，以便雨水及地下渗水的抽排。

待底板浇筑时，按轴线埋设预埋件，等混凝土达到一定强度后，安装轨道，并做好后背，施工工作坑时做到工作坑每侧宽度、长度满足要求，后背垂直度偏差小于0.1％H（H为后背的高度），轨道水平线与管道中心线偏差小于0.1％L（L为顶铁的长度），导轨高程偏差控制在0～＋3mm，中线位移偏差±3mm之内。

9、后背及设备安装

（1）后背

本工程后背采用钢筋混凝土结构，用两根2500×400×400槽钢焊制的方形垫铁紧靠千斤顶，方形垫铁四周用三角钢板呈放射形与紧靠传力钢板焊接，传力钢板紧贴方木，方木紧贴混凝土，混凝土直接作用于土体。

混凝土、钢板与土体及工作面之间要紧贴，保证传力均匀。

后备示意图

（2）设备选择

顶进油缸（液压千斤顶）采用我公司现有的YT320T型顶进设备，及油缸支架、油缸专用液压控制台。

马鞍山市雨山路环境综合整治工程六标段

砖砌工作井及内衬钢筋混凝土

施

工

方

案

编制：

审核：

批准：

安徽水安建设发展股份有限公司

年四月十六日

工作井施工方案报审表

工程名称：

马鞍山市雨山路环境综合整治工程六标段编号：

致：

安徽天翰工程咨询有限责任公司（监理单位）

我方根据施工合同的有关规定完成了马鞍山市雨山路环境综合整治工程六标段工程工作井施工方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。

附：

施工方案

承包单位（章）

项目经理

日期2008年4月16日

专业监理工程师审查意见：

专业监理工程师

日期

总监理工程师审核意见：

项目监理机构

总监理工程师

日期

工作井施工方案审批表

2008年4月16日

工程名称

马鞍山雨山路环境综合整治（六标段）工程

施工单位

安徽水安建设发展股份有限公司

有关部门会签意见：

结论：

审批单位（盖章）

审批人