郑州沉井顶管施工组织设计 36页

'郑州沉井顶管施工组织设计郑州航空港第二污水处理厂配套管网主干网工程（航城大道〜第二污水处理厂）施工组织设计编制：审核：审批：郑州航空港配套管网主干网工程顶管实验第二施工队2012年11月1-14-1目录第一章工程概况.…4一、编制依概•.--4二、工程简4三、工程特点、:7第二章施工部署…….8一、施工组织机构及人员设 二、施工力量布B8三、施工组织机构S.8第三章施工准备9一、现场准备•.•••..9二、劳动力准备…..14三、技术准备14四、材料准备••14五、施工机械••15六、外部协｛乍15第四章主要施工方案及技术要求.15一、施工工序总体安排.…...•••15二、原有建筑物和管线的保 护…………16 三、沉井施工方16四.顶管施（一）主要施丁.技术方案选（二）管道顶进参数验（三）管道顶162233.18•3335331-14-2（一）基坑开挖（二）沉井制作（三）沉井下沉（四）安装管38（五）管道外围注浆减阻施（六）顶进测量监（七）管道的通3939 (A)顶管施工中应注意的问41(九)潜在问题分43六、管井降水施工技术措431、管井布432、降水及明排水设备的配433、管井降水的施工工艺及施工要434、基坑外排••455、防止基坑沉降的措456、施工监45第五章工期及施工进度计划.…..46一、工期规划及要二、施工进度网络 图46三、施工资源计划46四、施工进度计划分t斤..50五、计划控制程序、方法及制度50第六章质量目标、质量保证体系及技术组织措施.52一、质量方针及目标.-52二、质量管理组织机构及主要职责.---52三、质量管理的措•58四、质量管理及检验的标7隹60五、质量保证技术措%60（一）混凝土工程.60（二）钢筋工 （三）模板工程质量通病及防•621-14-3（四）顶管工程管道轴线偏差过.64（五）顶力突然増65第七章特殊环境条件下的施工措施一、雨季、汛期施工措6666、夏季高温季节施工措三、在公路线旁的施工措四、地下管线和周围构筑物保护措•■•鲁68五、防汛措676869第八章安全目标、安全保证体系及技术组织措施一、安全管理目7070二、安全管理组织机构及主要职 三、安全管理制度及办法•…"••"•72四、安全组织技术措施……•73五、重要施工方案和特殊施工工序的安全过程控制76第九章环境保护及文明施工……80一、环境保80二、加强施工管理、严格保护环境.•••••80三、文明施工的目标、组织机构和实施方案82第十章计划、统计和信息管理.-.86一、计划、统计报表的编制与传递86二、信息管理•.•••86附贞本工程拟采用的施工与验收规范、技术标准….…….-.881-14-4第一章工程概况一、编制依据: 1、郑州航空港区第二污水处理厂配套管网主干网工程（航城大道〜第二污水处理厂）现有设计文件、图纸。2、施工场地现状及现场勘察资料。3、国家现行的工程建设政策、法规和工程施工与验收规范、技术标准等（本工程拟采用的施工与验收规范、技术标准详见附页）。4、本单位资源状况及类似工程项目的施工与管理经验。二、工程简述：本段顶管项目，是郑州航空港区第二污水处理厂配套管网主干网工程（航城大道〜第二污水处理厂）组成部分。本工程位于龙中公路，由文明路经由前进路、万三公路到第二污水处理厂，全长约4105m。其屮包括dl650钢筋混凝土管315m,dl800钢筋混凝土管20m，d2000钢筋混凝土管约3770m。以及配套的顶管工作井和接收井。管道中心标高为93.427〜99.748m,埋深为6.47〜12.89m。1、工程规模：本项0由以下部分组成:dl650钢筋混凝土顶管315m,dl800钢筋混凝土顶管20m，d2000钢筋混凝土顶管约3770m。内径8m的圆形顶管工作井6座，井壁厚度0.8m,有效深度10.07〜16.49m;内径6m的圆形顶管接收井6座，井壁厚度0.5m,有效深度9.47〜15.89m。工作井和接受井均为沉井法施工。2、工程承包范围：顶管、工作井、接收井等土建安装工程。 1-14-53、地质及地貌状况:本工程地貌为黄河冲积平原，地貌单一、场地比较平坦，地势西高东低，东西高差19.3m左右。上部土层主要以粉土、粉砂为主。现将该土层从上而下分层叙述如下：(1)粉砂夹粉土Q4al:层底埋深1.0〜5.0m,地层呈褐黄色，稍湿，稍密〜中密。主要成份以石英、长石为主。表层见植物根系，局部夹粉土，稍湿，中密〜密实，有砂感。层厚1〜5m,层底曲*高程100.01〜119.40m。(2)粉土夹粉质粘土Q4al:地层呈褐色、灰黑色，湿，密实，有砂感，局部砂感强。夹粉质粘土，灰褐色，软塑〜可塑，局部含少量粒径钙质结核，有砂感。层厚0.5〜6.5m,层底埋深1.8〜12m，层底面高程97.18〜-111.26mo内摩擦角：d)=20含水率：w=21.2%液性指数：IL=0.44重度：丫=19.77KN/M3(3)粉砂夹粉土Q4al:层底埋深4.5〜18m，层底高程94，51~107.89m，层厚1.0〜11.5m。地层呈灰黄色、褐黄色，湿，局部饱和，主要成份以石英、长石为主。夹粉土，灰褐色。褐黄色，中密〜密实，有砂感，干强度低，韧性低，无光泽。 内摩擦角：4)=28.00含水率：w=20.8%孔隙比：e=0.606重度：丫=20.29KN/M3(1)粉土夹粉质粘土Q4al:层底埋深6.5〜23.6m,层底高程83.02〜105.06m。层厚0.8〜11.6m。地层呈灰黄色、褐黄色，湿，密实，有砂感，局部砂感强。夹粉质粘土，灰褐色，软塑〜可塑，局部含少量小粒径钙质结核。该层发育(4)-1粉砂夹粉土，地层呈褐黄色，稍湿，稍密〜中密。主要成份1-14-6以石英、长石为主。夹粉土，稍湿，密实，有砂感。内摩擦角：4)=28.00重度：y=20.36KN/M34、水文条件：水位埋深自然地面以下约3.2〜5.0m左右，施工区域历史最高水位埋深在自然地面以下1〜2m左右，水位年变幅约lm,近3〜5年水位埋深在3m左右。5、交通情况：本工程位于农田中，无运输通道，施工机具和管材重量较大，需要修筑临时道路方可保证机具及材料进场。三、工程特点：本工程设计工作井、接收井采用钢筋混凝土沉井施工，下沉采用排水下沉；顶管采用钢筋混凝土顶管，触变泥浆减阻。1、工程特点： 本工程设计工作井、接收井采用钢筋混凝土沉井施工，受地下水和土质影响，容易出现流沙现象，在沉井施工中应做为重点进行控制。长距离顶管对顶力和方向控制耍求很高，给施工带来了极大的困难。2、影响工程的主要和特殊环节分析：(1)该项目所处地层为粉砂和粉质粘土，且地下水位较高，施工时极易出现流沙现象，给施工带来较大困难。(2)顶进距离较长，且穿越地层含沙量较大，受地下水影响，极易形成流沙，对顶进过程中触变泥浆套的形成影响较大，在施工中会使顶力增加，对于长距离顶管来说，要增加中继间，使工效降低。(3)受流沙影响，在顶管进出洞时给封堵洞门缝隙带来很大风险。(4)管道埋深较大，开顶初期管道的止退和方向控制难度较大。1-14-7第二章施工部署一、施工组织机构及人员设铬本工程施工组织上实行项冃法施工管理，组建工程项冃经理部。项冃经理部的决策层由选拔的项目经理、副经理、项目工程师组成，对工程行使计划、组织、协调、控制监督和指挥职能。详见…施工组织机构。项目管理层在项目经理的领导下，由工程施工技术、安全、质量、材料、财务五个职能部门组成。对工期、质量、安全、文明施工及成本进行全面、全过程的组织管理和协调控制。项目经理部设项目经理1人，总工程师1人，其他部门定员将根据现场实际需要进行动态调整。 二、施工力量布铬结合本工程实际情况及特点，采用明确分工、相互协调的施工部署方式，施工人员采取动态调配管理，为便于管理，本项冃将安排三个项冃作业队进场施工。配备相应的(安全员、质检员、施工员、技术员及领工员)五人管理人员、技术工人和机械设备，并按照施工需要组建作业班组，采用机械化施工方法，合理地安排平行和流水交叉作业。具体安排如下：1、制井及下沉作业队由相应专业技术人员、技工和适应的普工组成，负责顶管工作井和顶管接收井的制作及沉井下沉等工作，包括沉井内部结构的施工。制井作业队下设钢筋、模板、混凝土、架子、土方、下沉、电工等作业班组，各个作业班组之间相互协调，流水作业。2、顶管作业队由相应的技工、测量工以及技术人员配以一定数量的普工等组成，负责本工程的顶管设备调试、保养、安装、管道顶进、管道焊接、机具拆除、以及扫尾等工作。3、机械作业队：由运输、挖掘、起重等工程机械、工程设备和相应的操作人员组成，负责本工程的地基加同处理、机加工、生产运输等辅助工作。三、施工组织机构图1-14-8施工组织机构框图第三章施工准备 一、现场准备1、了解施工区域地下水埋深、地下管线、架空线、电杆及相邻建筑1-14-9物的位铬，需拆迁的及时与业主及有关部门联系解决，如不便拆迁,则需采取切实可行的保护措施。2、施工现场平面布铬本工程在工作井附近征集场地作为施工用地，另外租用民房作为办公场地。(1)施工临时道路及水、电供应本次施工区域位于农田里面，没有运输道路可以直达，而所运送的材料比较长、大，重量比较重，所以运输有一定的难度。施工用水借用当地农用机井、施工用电由业主提供至工作井附近。①施工道路：根据现场实际情况，利用现有道路作为主干道，在进入农田时修筑临时施工通道组织运输。②水电供应：a、水量的确定及给排水管路的布铬(a)沉接收井施工区用水量：接收井由于采用商品砼，施工区亦不建其它临设，因此只考虑砼的养生用水量。由于砼的养生用水量较小拟借用当地农用灌溉机井取水。(b)工作井施工区用水量： 沉井施工用水量ql=K11：QlNlK2/Tlt8X3600=1.1X(820X485X1.5/60xl.0x8x3600)=0.38L/sql---施工用水量，L/sK1--未预计的用水量系数，一般取1.05〜1.15,取1.1,Ql-工期|Aj的工程量，N1—用水定额，K2--用水量不均衡系数，一般取1.25〜1.5,取1.5,T1--工期，日1-14-10t---每円的工作班数，施工机械用水量q2=K1ZQ2N2K3/8X3600=1.1X{(1300X2.0+9000X3)X2/8X3600}}=2.06L/sq2…机械用水量，Q2--同一种机械台数，N2---用水定额，K3--用水量不均衡系数，一般取1.5〜2.0，取1.5,现场生活用水量q3=PlXN3XK4/8X3600=71X40X1.4/8X3600=0.18L/sPl---现场施工高峰的总人数，N3…人均用水定额， K4…用水量不均衡系数，一般取1.25〜1.5,这里取1.4,消防用水量q4取10L/s由于ql+q2+q31不能满足第一次下沉阶段的稳定要求，需要采取措施方可保持沉井第一次到位时的稳定。根据计算，第一次下沉到位是需要增加阻力93t，即需要增加摩檫力93t。考虑到只有增加内壁的摩擦力j可增加下沉阻力，根据计算得知，在第一次下沉距离到位2m时即停止挖土让沉井自沉到位或者在沉井快到位 时在井内回填土体至到位时刃脚以上2m。第二次下沉前沉井稳定性验算：经计算沉井第二次下沉前的沉井重量Gl=997t当第一次沉井到位后，此时的摩擦阻力向上，由于停止挖土，刃脚底面土体呈稳定状态，此时R反=338t,则稳定系数K1稳=61/（f摩+R反+F浮）=1.53>1不满足稳定要求，需采取稳定措施稳定沉井。考虑沉井稳定1.2的安全系数，则根据公式K安全=（f摩+R反+F反增）/Gl=1.2可知F反增=547.45t1-14-25此时可以考虑由于在沉井接高过程屮，沉井整体会出现一定的下沉,当刃脚全部没入土体中时，R反达到最大值此时R反l=338t沉井所受的摩阻力由于沉井停止下沉，外体的不断挤压，可以按原摩阻力的1.3倍考虑。则根据公式K安全=（f摩+R反+F反增）/Gl=1.2可知F反增=454.16t采取向井内回填土或者在井外洒水使土体沉积增加摩阻力的办法使沉井稳定。②第二次下沉验算： a.沉井自重G=997tb.摩擦阻力计算：2在下沉验算中，取单位面积的摩擦阻力P=2t/m.由于在地面以下5米土压力为三角形分布则f摩1=1/2*PA1其屮A1——5米以内井外壁面积为154.21则f摩1=154.21t由于在地面5米以下土压力为矩形分布贝ljf摩2=UA22其中A2—一地面5米以下井外壁面积为237m则f摩2=474t则f摩=f摩1+f摩2=628t1-14-26c.刃脚反力计算：RH=[f]XS[f]一一地基允许承载力，根据地质资料，第二次下沉到位时地基允许承载力为HOKpa2S——刃脚底面积：S=26.7m则R反=338td.沉井所受浮力F浮1=VXu水3V——沉井排开水的体积，V=356m3u水的容重取u=lt/m7K水 则F浮1=356ta.下沉验算：当沉井处于下沉阶段，井内土体挖至刃脚以下，此时R=0,F,反浮1=0则下沉系数K下=(G—F浮1)/f摩经计算得K下=1.58〉1.15满足下沉要求。当沉井到位时，由于停止挖土，刃脚底土体呈稳定状态，此时R反=338t则稳定系数K^=G/(f摩+R反+F浮1)=0.75<l满足终沉阶段的稳定要求。(2)沉井抗浮验算：当沉井素砼封底完成，井内水抽空时，此时浮力向上，摩擦力向下贝IjK浮=(G+Gl+f摩)/F浮21-14-27其中：G1--封底素混凝土重量，经计算得Gl=277t;单位面积的抗浮摩擦阻力可按下沉时井壁的摩擦力之半计算。摩擦阻力f摩=314T浮力F浮2=4.82*3.14*12.68+1.02=918tGl=277t经计算得：K浮=1.73〉1.1,可以满足抗浮要求。(3)沉井下沉根据设计要求采用排水下沉的方法。沉井下沉时，可采用管井井点降低地下水位，用抓斗取土。 井内取土必须先挖锅底，后掏刃脚，取土必须均匀对称，使井均匀下沉，在下沉过程屮要及时测量观察，若发现偏移，应立即采取纠偏措施，进行纠正，井内取土不得堆放在基坑周围。(2)、沉井下沉至一定深度时，若出现下沉困难，可采取以下方法:i、在井体上加载i、挖除井壁外侧上部土层，减少侧压力及摩阻力jj、在井外壁边沉边填砂助沉V、在井外壁压入润滑泥浆或采用空气幕助沉当沉井下沉到接近设计标高1M时，应适当减慢下沉速度，每天下沉量不超过0.3M,锅底幵挖深度应减小，刃脚下掏土应谨慎，防止突沉和超沉。到达设计标高之上0.2-0.3M时，要停止挖土，使井自沉。最后挖土后要加强观测，在8h内累计下沉量不大于100mm或沉降速率在规范允许范内时，即可进行沉井封底施工。（6）、触变泥浆（或空气幕）管路布铬在沉井下沉中，在井外壁布铬注浆管，在下沉时注入触变泥浆，减小下沉阻力；或采用高压空气在井外壁形成空气幕，减小井外壁与土层的1-14-28摩阻力，以确保沉井下沉施工能顺利进行。管路布铬的基本形式如下图：D50环行管，沿井布铬一圈混凝土1-1.5m门。注浆润滑（高压气管）管路布铬示意图 使用触变泥浆助沉时，储浆池放铬在沉井基坑上方，池中泥浆面要高出触变泥浆套顶而1.0m,以使泥浆随沉井下沉而g流补入触变泥浆套屮。下沉中要及时将泥浆补入泥浆套，防止孔道堵塞。沉井封底完成后，利用原有管路压注水泥浆液铬换井壁外围触变泥浆，使井处于稳定状态。(1)、沉井下沉屮的测量控制与纠偏措施1-14-29沉井位铬、标高的控制，是在沉井外部地面及井壁顶部四面设铬纵横十字屮心控制线、水准基点，以控制位铬和标高。在井筒外四边标出垂直轴线，各吊线锤一个对准下部标板来控制沉井垂直度，并定时用经纬仪进行垂直偏差观测。挖土时，随时观测垂直度，当线坠离墨线达50mm或四面标高不一致时，即应纠正。下沉高度系用水准仪来观测井外壁红油漆画出的刻度线；沉井下沉中应加强位铬、垂直度和沉降值的观测，每班至少两次，接近设计标高时应加强观测，每2h—次，以防超沉。如发现沉井发生倾斜、位移和扭转，应及时通知值班工程师，指挥操作人员纠正，使偏差控制在允许范围之内。(2)、沉井封底及底板施工a、在沉井到位后，立即铺设碎石垫层，浇注垫层砼，待垫层砼强度满足规范要求后，即可进行钢筋砼底板的施工。b、钢筋砼底板施工钢筋砼底板施工前应对封底混凝土上部的浮灰及底板槽口清洗干净，然后按设计要求进行钢筋绑扎施工，将底板预留插筋整形、扳直、烧焊、绑 扎等等。在施工时要对泄水孔周围按规范要求进行孔口加固，并接长泄水孔，使之露出底板面。泄水孔待底板强度达到100%时，才可封堵。待底板钢筋工程经验收合格后即浇捣砼。底板采用商品砼，浇捣方法同沉井制作浇捣。钢筋砼底板施工要符合GB50204-92规范要求。(9)、沉井内结构施工在顶管施工结束、设备拆除后，即可进行井内结构的施工。井内结1-14-30构施工时根据图纸的设计要求，按照相关规范绑扎钢筋、支设模板及浇筑结构砼。(10)、沉井基坑土方回填沉井封底完成后，立即进行井周围土方的回填；沉井顶板及人孔完成后，应及时回填井顶土方。回填土方时要对称、均匀，分层夯实。场地回填前，先清除基底上草皮、树根、坑穴中积水、淤泥和杂物，并应采取措施防止地表水流入填方区，浸泡地基，造成地基沉降。回填的土方，应对其最佳含水量及最大干容重进行试验测定，不合标准时应予以调整。(11)、附属设施的预埋与安装沉井下沉之前按照设计要求作好洞口封门，以防止下沉过程中洞口坍塌。(15)、沉井施工中的检测与实验在沉井制作中，进行每道工序都必须经过检测并上报监理同意后方可进入下道工序施工。根据工程的控制点，首先对工作井位、接收井位及顶管轴线进行精测定位并预埋控制桩。然后进行基坑开挖、垫层施工。在进 行刃脚立模前利用井位控制桩复核基坑尺寸并在井内预埋控制桩，然后才能开始模板支立；由于沉井施工为分次制作二次下沉，因此对于刃脚模板的支立，必须保证结构尺寸准确，井位中心的偏离不超过规范允许的范围。每道工序施工结束须由工地质量员按照设计图纸进行检测，填报质量评定'