某污水处理厂配套截污干管工程A线过平南铁路顶进污水管防护管工程顶管施工方案.doc
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1、XX污水处理厂配套截污干管工程A线过平南铁路顶进污水管防护管工程顶管施工专项方案 编制: 复核: 审核: XX广铁土木工程有限公司XX污水处理厂配套截污干管工程A线过平南铁路顶进污水管防护管工程项目经理部编制日期:2011年6月27日目 录第一章 工程概况及工程特点3第一节、工程概述3第二节、顶管主要工程数量4第三节、水文地质情况4第二章 施工方案6第一节、总体施工方案6第二节、项目管理组织机构及管理人员配备情况6第三章顶管施工方法及工艺8第一节、护管涵顶进施工8第三节、顶管出洞段施工19第四章 施工质量保证措施20第一节、创优管理体系20第二节、创优措施20第三节、雨季施工质量保证措施23第
2、四节、顶管施工质量保证措施23第五章 施工安全保障措施24第一节、安全目标及安全生产保障体系24第二节 、施工安全保证措施28第三节、穿越既有线路的安全技术措施30第四节、顶管施工安全措施30第六章 文明施工及环保措施34第一节 、文明施工及环保目标34第二节 、文明施工措施34第三节 、环保措施36第七章 安全生产事故应急预案37第一节 、方针与目标37第二节、应急准备38 第三节、防毒气中毒预案42第四节 、铁路营业线上施工安全应急预案43附件一、监测布点情况45XX污水处理厂配套截污干管工程A线过平南铁路顶进污水管防护管工程顶管施工专项方案第一章 工程概况及工程特点第一节、工程概述XX污
3、水处理厂配套干管工程是XX市政府2007年度政府投资重大项目之一,已列入全市2007年度“治污保洁”计划,按照市政府的要求,XX污水处理厂及配套干管工程应同步建设,年内完成项目前期工作,并具备开工条件,计划2008年建成,因此项目建设十分紧迫。本工程为XX污水处理厂配套干管工程A线过平南铁路段污水工程。本项目施工范围为A55井至A56井段穿越平南铁路里程为:K5+334.3(交角为83.0460)。本工程地理位置如下图所示:第二节、顶管主要工程数量(1)2.0m护管涵,机械泥水平衡顶管66m,管道坡度3。防护涵顶覆土厚度(轨顶下)12.85m。第三节、水文地质情况(1)、地形地貌本场地位于龙岗
4、区布吉甘坑村,原地貌为山间谷地,后经人工填土平整,地面平坦,周边均为耕作菜地。钻孔地面标高为84.0584.39m。(2)、岩土分层及特征跟据钻探揭露,场地内地层有:人工填土层,第四系冲洪积层及第四系残积层,下伏基岩为燕山期花岗岩,现分述如下:人工填土层(Qml)素填土黄褐、灰褐色,湿,松散,由粉质粘土堆填而成。部分钻孔底部为冲填砾砂。该层各孔均有揭露,层厚1.103.00m,平均厚度为2.16m。第四系冲洪积层(Qal+pl)粉质粘土灰白、黄褐色,湿,可塑,粘性较好,含少量砂砾。该层各孔均有揭露,层厚1.205.30m,平均厚度为3.74m,层面标高为81.0583.20m。原位标准贯入试验
5、4次,击数4.413.3击,平均7.7击。砾砂黄褐、黄白色,饱和,稍密,含少量粘土质。该层各孔均有揭露,层厚0.403.40m,平均厚度为1.60m,层面标高为77.0580.40m。原位标准贯入试验2次,击数14.116.7击,平均15.4击。第四系残积层(Qel)砾质粘性土黄褐、红褐色,湿,可硬塑,原岩结构可辨,为花岗岩风化残积土。层厚1.203.10m,平均厚度为2.11m,层面标高为75.5077.81m。原位标准贯入试验3次,击数13.215.9击,平均14.7击。燕山期花岗合岩(r53(1))全风化花岗岩黄褐色、浅红褐色,稍湿,硬塑坚硬,原岩结构清晰,岩芯呈坚硬土柱状,遇水易散。该
6、层各孔均有揭露,层厚1.504.20m,平均厚度为2.86m,层面标高为74.2575.51m。原位标准贯入试验3次,击数33.639.2击,平均36.3击。强风化花岗岩灰褐、浅肉红色,原岩结构 已破坏,矿物除石英外大都已风化成砂土状,裂隙极发育,岩芯呈半岩半土状,底部为碎块状,岩块手折可断。该层各孔均有揭露,揭露层厚3.404.70m,平均厚度为4.07m,层面标高为70.4073.49m。原位标准贯入试验5次,锤击数均大于50击。(3)、水文地质条件勘察期间,各钻孔均见有地下水,属第四系孔隙水,雨季填土层中易形成上层滞水。主要接受大气降雨渗入及北侧水库水浸入补给,土层富水性及透水性较弱,局
7、部的砾砂层属强透水性层。施工时,测得各钻孔稳定水位埋深为2.402.60m。第二章 施工方案第一节、总体施工方案一、施工原则1、顶管施工穿越平南铁路时,控制好地面沉降及确保按设计管道轴线顶进是施工监测的关键。2、在施工过程中,加强线路维护监控,在必要的情况下向铁路部门申请该段线路限速。二、施工顺序第一步:工作井顶管机及泥水处理设备安装调试;第二步:2.0m护管涵,机械泥水平衡顶管66m;第三步:进行污水管、管基施工、其他附属工程施工及现场恢复。第二节、项目管理组织机构及管理人员配备情况根据顶管施工的工艺及特点,对项目部管理人员作出如下安排:1、项目部管理人员设置根据上述特点充分考虑到项目规模、
8、重要程度及技术含量等后本工程建议现场管理人员:项目经理1人、现场负责人1人、安全员1人、施工员2人、技术员(兼质检员、资料员)3人、测量员1人、材料员1人,共计10人。2、项目部管理机构为确保现场安全文明施工,现场配置7名杂工作为应急后备、2名巡守、2名厨师,共计11名杂工。具体组织机构如下页图:项目部组织管理机构项目经理:刘迪清技术负责人:宋启宇生产负责人:刘开子材料员张广黎资料主管周旭东施工员许树龙计量员张羽雯安全主管叶明亮技术员刘军测量主管章华帅分项技术主管吴成赐3、人工机械配备情况根据现场结构特点,考虑满足工程进度要求,主要施工机械设备需求计划如下: 机械配备情况序号机械或设备名 称型
9、号规格数 量国别产地额定功率进场时间退场时间1泥水平衡顶管机D=2.0m1套2011.7.012011.7.302发电机组200kw1台2011.7.01 2011.7.30 3挖掘机1台2011.7.01 2011.7.30 4电 焊 机2台2011.7.01 2011.7.30 5通风机4台2011.7.01 2011.7.30 6泥浆运输车2台2011.7.01 2011.7.30 7泥浆泵4台2011.7.01 2011.7.30 8抽水机4台2011.7.01 2011.7.30 9汽车吊16t1台2011.7.01 2011.7.30 10装载机1台2011.7.01 2011.7
10、.30 11第三章 顶管施工方法及工艺在任何施工过程中,凡关系到铁路线路的内容,必须经过铁路部门批准,严格遵守铁路施工的相关规章制度,有铁路人员到现场监督、认证才能进行施工,做到“行车不施工,施工不行车”,一切施工工艺以行车安全及施工安全为前提,不冒进,不破坏既有设施。第一节、护管涵顶进施工本护管涵采用机械式泥水平衡顶管机顶进法施工,待工作井的沉井施工完毕后,先将机械式泥水平衡顶管机吊入工作井内安装调试好,待预制好的钢筋混凝土护管节进场后,再用吊装机械吊进工作井就位,借事先修筑好的走行轨平台,用千斤顶顶推工具头及管身前进,工具头随顶随挖去管位土方,将管身顶入到位。一、顶进施工准备(一)准备工作
11、在顶管顶进施工前,按常规进行施工用电、用水、通道、排水及照明等设备的安装;工作井东侧16t汽车吊就位。施工材料、设备及机具必须备齐,以满足本工程的施工要求,管节、止水橡胶圈等应有足够的余量。井上、井下建立测量控制网,并经复核、认可。井下基座安装,顶管基座按设计轴线准确放样,安装时按测量放样的基线,吊入井下就位焊接,基础上的轨道按照顶管设计轴线并按实测洞门中心放置,并设置支撑加固。后顶支撑安装待顶管机吊装就位后,后部采用56号三榀工字钢及由580钢管支撑。(二)顶进设备1、工具管:采用机械式泥水平衡式顶管机,顶进时,由工具管头部的刀盘切削开挖面的土体,刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动
12、把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓,然后从排泥管中被排出。2、主顶装置:主顶装置由后座顶铁、导轨、千斤顶及千斤顶支架、后座泵站组成。具体安装调试如下:、导轨安装、导轨用45kg/m重型钢轨制作,导轨基座焊于20#槽钢上。钢横梁置于工作井底板上,并与底板上的预埋件焊接,使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的、牢固的整体。、导轨安装要求如下:a、导轨选用钢制材料制作,安装后的导轨应牢固,不得在使用中产生位移,并应经常检查。b、两导轨应顺直、平行、等高,其纵坡应与管道设计坡度一致。c、导管安装的允许偏差为:轴线位置:3mm,顶面高程:03mm,两轨内间
13、距:2mmd、两导轨净距计算B=2*(D-h-e)*(h-e)0.5=2*(2400-140-25)*(140-25)0.5=1014mm其中:B基坑导轨间距(mm)D管外径(mm) h导轨高(mm)e管外底距枕铁面的距离(mm)按上述公式求出DN2000顶管导轨之间的宽度为1014mm。、千斤顶支架千斤顶支架是用来支撑并固定主顶千斤顶的构件,用1216#槽钢加工而成。支架固定在工作井底板的预留板上,支架体要有足够的刚度,要稳定性好,两支架应平行、等高,其纵坡与管道设计坡度一致。、主顶千斤顶安装经顶力计算,主顶油缸选用4台200t的千斤顶,固定在稳固的支架上,支架焊接在井底的预留板上,千斤顶着
14、力点应与管轴圆心高度外壁上,对称布置,其合力的作用点在管道的中心上。每个千斤顶的安装纵向坡度应与管道的设计坡度一致。使用前应进行调试,要对缸体内进行多次排气,使缸体伸缩自如,不出现爬行现象。、主顶泵站安装主顶泵站是给主顶千斤顶供油及回油的设备,为千斤顶提供动能,该泵站安装在工作井边,靠近操作台,方便操作,可自动化控制。、后垫铁选用装配式后垫铁,用20mm厚钢板焊成纵横加劲肋的箱型体,为顶管的反力提供一个垂直的受力面,每个千斤顶受力面焊一块500500mm的30mm厚的钢板,使箱体受力均匀。4、顶力计算、2.0m护管涵管道采用机械泥水平衡顶进法施工,管长66m。(1)拟采用泥水平衡掘进机进行顶管
15、施工;顶进施工之前必须根据施工机具核准工作井、接收井内空间是否满足要求。(2)顶管及护涵内径尺寸:C50砼,单根内径D=2.0m,管壁厚度0.15m,管节长度2m。(3)设计荷载:铁路中-活载。(4)管节强度要求:裂缝荷载135KN/m,破坏荷载203KN/m,F型接口,III级,优等品。(5)采用触变泥浆减阻。顶力计算公式: FO初始推力Pe挖掘面前土压力,一般取150kPaPW地下水的压力 附加压力,一般为20kPaBc管外径R综合摩擦阻力,取70 kPaS管外周长L推进长度W每米管子的重力f管子重力在土中的摩擦系数,取0.5计算过程: 722KN 545KN/m考虑采用触变泥浆减阻总顶力
16、按25%考虑,F20.25*366929173KN。(三)设备安装经计算需配备200t千斤顶4台。顶进设备及布置:千斤顶的布置以管节中心线为轴对称设置。为防止管节受力底板因局部承受顶力而压碎开裂,在顶镐与管节尾部接触处设置一块20mm厚的承压钢板,承压钢板下端焊接钢板托盘,千斤顶放置在钢板托盘上,以避免千斤顶与管节接触造成刮板现象。顶进设备性能检查:顶进设备的液压系统包括高压油泵、油箱及其辅助装置,油泵应与千斤顶配套。液压系统的回油管内径不得小于10mm,分油管内径不得小于6mm。油脂过滤,油管清洗干净,油路布置合理,密封良好,便于调整和控制。液压系统的各部件,要进行单体试验,合格后方可安装,
17、全部安装后必须进行试运转,详细检查油路、千斤顶及操纵箱达到要求方可使用。在操纵时要经常和观察人员联系,并且不断观察油顶的伸、缩情况和压力表的指数,如有压力突然升高,异常声响和不正常现象必须立即卸载,经检查无碍后方可继续工作。在顶进过程中,当液压系统发生故障时,严禁在工作情况下进行检查和调整,以防伤人。(四)设备调试调试工作是全面检查液压元件是否可靠,千斤顶功能有无异常,管路有无泄漏,测定起动推力,检查后背的变化情况等。(五)试顶试顶工作以顶动管身为止。因此在试顶时要加强管身中线、水平和纵向位移的观察,同时还要注意观察后背和底板的变化。试顶工作是操纵所有千斤顶一起顶出,顶块触到,当克服管节的起动
18、阻力,管节被顶动,压力迅速下降,此时在压力表上读到的最高压力值,经换算后的是该管节的起动推力。试顶时应做到:在各有关部位及观测点处均有专人负责,随时注意变化情况;当千斤顶活塞开始伸出,顶柱(顶铁)压紧后立即停顶,经检 查各部位情况,无异常现象可再开泵,直至箱身起动。开泵后每当油压升高510MPa时须停泵观察,发现异常,及时处理;试顶完成后还要进行一次全面检查,如各部情况均属良好便可进行正式的顶进作业。二、后背施工后背墙采用C35钢筋砼浇筑二、管节安装混凝土管节投入使用顶进前,必须经过认真仔细的全面检验,发现外观有缺陷的一律禁止使用。混凝土管先水平安装固定环形木垫片,再将混凝土管在地面打横放平,
19、清除管壁杂物,仔细粘结橡胶止水圈。混凝土管节就位时,先让预埋的钢环与穿插口结合,通过仔细调整承插头的位置,用木板垫好后,再摆动起吊设备使管体前移,可辅于人力推进,让密封橡胶圈平顺进入穿插口钢环内,要求指派专人监视密封橡胶圈的状况,发现有破坏、翻转、出槽等现象,必须重新更换密封橡胶圈。接头对好后,安放环形顶铁到管尾,启动液压千斤顶将管节顶进。三、管节顶进施工(一)顶进作业顶进工作的过程是:开动高压油泵,使千斤顶产生顶力,通过传力设备,借助于后背的反作用力,推动护管前进。护管前进后,回镐使千斤顶复原,然后在空档处填放顶铁,以待下次开镐。如此循环往复,直至护管就位。为确保既有线线安全,顶进时采用少挖
20、多顶的方法。顶进过程中要对中线、高程、油表读数、千斤顶开动台数、顶力、顶进时间、顶进距离等勤观测、勤记录,以供分析和为下一次顶进时采取纠偏措施提供依据。(二)顶进注意事项要严格按实际情况和操作规程进行,勤测报表、勤纠偏。应严格控制工具管大幅度纠偏,不使管道形成大的弯曲,防止造成顶进困难、管节碎裂等。护管在工作井底板上空顶时,注意箱身轴线方向,实行三班倒连续作业,保持管身不断顶进,如由于某种原因迫使暂时停止箱身顶进时,也要间续地顶动箱身,以防止管身阻力过大。在正常施工时,由于种种原因顶管机头及混凝土管节会产生自身旋转。在发生旋转后,可根据实际情况利用顶管机械的大刀盘正反转来调节机头和管节的自身旋
21、转,必要时可在旋转反方向加压铁块。顶进管身要在列车运行间隙进行,严禁在列车通过线路时顶进。为了保证安全,顶进施工人员、线路防护人员驻站联络员应相互用对讲机加强联系,使洞内外密切配合,保持一致。顶管施工工艺流程管节安装、顶进轴线控制偏差测量施工准备、测量放样顶进设备安装顶进轨道平台安装后座顶板安装千斤顶安装顶管机安装顶进准备千斤顶顶进出渣循环顶进顶进纠偏混凝土护管拼接顶进结束四、顶管测量控制在涵管顶进前,根据市政测量控制点准确放出工作井、接收井和顶管的轴线,并设置管道轴线控制桩、工作井护桩和临时水准点桩,以便在顶管过程中复核管轴线和工作井位置是否位移。要求每顶进50cm必须测量一次,严格控制好管
22、道的标高和轴线中心偏差,做到勤测量、多微调,纠偏角度保持在1020并不得大于1。每顶进一节及时测量管道中心的轴线和标高偏差。顶进线路的控制主要依靠设备的正确操作,来达到纠偏目的。顶进线路的控制主要依靠施工操作的预见性,纠偏只能作为辅助措施,为了使管段按照设计要求的高程和方向顶进,在顶进过程中应不断对工具管的高程、方向、转动进行测量。为保证管道按设计轴线顶进,要求“勤测勤纠”,即根据测量结果发现的机头偏差,操纵机头纠偏,使其按设计轴线前进。短距离管段的上下位移采用连通管,左右位移采用2秒级经纬仪测量,超长距离顶进及曲线顶进的测量则采用激光全站仪,对扭转可用垂线测量。工具管在穿墙时,每顶进30cm
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