污水处理厂顶管施工组织计划.doc

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1、 北塘污水处理厂配套工程施工二标段1一、编制依据(1) 北塘污水处理厂配套工程施工二标段中标通知书、施工图纸、合同协议书。(2)根据工程特点、施工现场实际情况、施工环境、施工条件和自然条件的分析。(3)现行的设计规范、施工规范、验收标准及国家、部委及天津市颁发的其它规范和标准。主要有：工程测量规范(CB50026-2007)城市道路工程施工与质量验收规范(CJJ 1-2008)天津市市政工程施工技术规范(排水工程部分)(J10407-2004)城市排水工程质量检验标准(DB29-52-2003)给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-97泥水平衡顶管掘进机作业指导书Z/GJS011-20

2、01建筑施工安全检查标准(JGJ 59-1999)施工现场临时用电安全技术规范(JGJ46-2005)用电安全导则(GB/T13869-2008)国家、部委和地方政府颁布的与本工程相关的技术规范及检验评定标准。本工程项目专用技术规范中所列承包商应遵守的其他技术标准和规范、其他适用规范、规程、规定等。本企业颁发 ISO9001 企业质量标准文件及标准化现场施工管理的有关细则。二、工程概况北塘污水处理厂配套工程施工二标段，规划为城市次干路，起自现状新河干渠以西约 290m 处，止于现状塘汉路，红线宽度为 30-40m，全长约2406.074m，桩号为 K0+440-K2+846.074,道路面积约

3、为 7.5 万 m2，北塘污水处理厂进水管道，最大管径为 2.4 米，管道总长为 1270 米。污水管道 WD-11WD-15 井段管径为 d2400mm，总长 286 米。WD-11WD-15排水管原地面高程为 2.290 米2.950 米，流水面高程-4.347 米-4.490 米。槽深由 6.867 米7.670 米不等。北塘污水处理厂配套工程施工二标段2三、施工部署1、顶管机型及配套设备(1)顶管机机型根据顶进沿线的地质条件及以往同类工程的施工经验，为保证道路安全和工程进度及顶管质量，本工程选用 DN2200、DN2400 泥水平衡顶管掘进机。泥水平衡掘进机依靠机头前端的刀盘切削土体，

4、通过泥水搅拌仓，把切削的土体搅拌成泥浆，利用给排水循环系统，把泥浆输送到地面泥浆罐内。随着泥浆的抽出，随着顶进。通过控制顶进速度和土压来保持土体的稳定。(2)主要施工机械设备配备计划序号 机械设备名称 型号 数 量1 泥水平衡掘进机 DN2200 、DN2400 各 2 台2 液压千斤顶 200t 16 台3 液压站 31.5MPa 4 台4 顶铁 DN2200 、DN2400 各 2 套5 吊车 50 T 4 辆6 发电机 120KW 4 台2、施工布置图（见附图一）及工作坑布置图WD14#主 坑WD15#副 坑 WD13#副 坑2副 坑2主 坑3副 坑 主 坑WD10#主 坑WD1#副 坑

5、 WD9#副 坑8主 坑9副 坑 7副 坑6主 坑7副 坑 WD4#主 坑WD5#副 坑 WD3#副 坑主 坑1副 坑 副 坑5副 坑工作坑布置图北塘污水处理厂配套工程施工二标段33、施工总流程四、施工方法1、放样及复核根据提供的测量基准点，按设计图纸要求进行工作坑及管轴线的放样工作，放出顶管起点及终点的位置及顶进的高程，建立测量控制点，并保护好控制点。工作坑、接收坑施工工作坑、接收坑回填全线复核、竣工验收顶管机出洞机头刀盘运转顶管机进洞送排泥泵开启顶进出土泥水分离主顶推进到位回缩主顶拆除管内管线砼管节安装安装管内管线弃土出运顶管机转场进洞密封器安装出洞密封器安装放样、复核北塘污水处理厂配套工

6、程施工二标段4、控制测量平面控制测量：利用设计勘测部门的点位精度较高的导线点为起始控制点，沿管路主线走向布设附合导线，并在结构施工范围内加设控制点位布设三角控制网，从而建立本标段的平面测量控制网。埋设点位采用砼浇注，避免遭受破坏。采用全站仪进行外业测量，并对成果运用坐标法进行点位平差。高程控制测量：按线路走向布设附合水准线路，按照四等水准测量要求进行施测。把地面上建立的测量控制网引至工作井内，并建立相应的地面控制点，便于顶进施工时复测。、放样测量采用极坐标法进行放样测量，具体实施过程为：利用偏角法和支距法的计算公式，根据线路要素点的坐标值，计算出所需放样的坐标数据。在平面控制点上支设全站仪，后

7、视另一控制点，将测站点、后视点、放样点的坐标数据输入全站仪，然后放样所需点位。工作坑内精确测放轴线。测量管理工作施工现场必须坚持数据对算，施测点位必须复测。项目部放样点位必须上报监理工程师，经监理测量工程师复合后，方可投入使用。2、对支撑和周边环境的监测、地面沉降监控施工前，以精度指标较高的全站仪或电子经纬仪对设计图纸提供的控制桩点和控制桩等进行复测、校核，定出管线中线、起止位置和范围的精确位置，同时根据施工需要布置施工平面控制网，测出原始地面高程数据。具体测量时，在地面上每 20m 布置一个量测断面，每 35m 埋设一个测点；每次量测完后，及时对量测数据进行回归分析和信息反馈，指导施工，以便

8、及时采取措施，将地面沉降在最小范围内。、工作坑倾斜监控、工作坑倾斜监控在施工地段每个工作坑密布 2 个监测点，加强观测，每天各观测一次并报监理及项目部。（2）高程控制测量北塘污水处理厂配套工程施工二标段5以精密水准仪、光电测距仪、经检定过的铟钢尺对图纸提供的高程控制点和控制桩进行复测，测定施工控制高程，结合平面控制网的位置测设施工高程控制网，沿线的建筑物上布置观测点。具体量测时，采用精密水准仪和铟钢塔尺量测。通过量测判断工作坑周边的变形情况，工作坑沉降点的埋设根据现场情况进行布设。每次量测完后，及时对量测数据进行回归分析和信息反馈，指导施工，以便及时采取措施，保证工作坑安全。（3）监测方法通过

9、对工作坑的观测，目的在于能在施工中及时掌握施工过程中工作坑周围的沉降与倾斜变形，从而根据观测数据确保施工安全。在监测点的布设上，可根据现场通视情条件的优劣，连接工作基点（或基准点）与观测点相对网可以布设成单线路或双线路。监测组织与管理监控程序根据施工管道所处的地质状况，开挖断面及施工方法等以及有关规范要求，研究制定该项目量测的方案，在报经监理工程师同意后，按方案要求布设监测点位。按规定测取监测点的初始数据，并依据制订的量测频率定期进行观测，做好记录，根据其时态曲线以指导施工。根据时态的曲线的变化情况，及时进一步进行观测数据处理，并对处理后的数据或图形成果进行点位稳定性变形分析，确定工程施工的安

10、全程序，决定是否采取相应的防护措施。施工监测组织机构为了更好地做好施工监测工作，我单位选调 2 名具有丰富施工、监测经验的专业监测技术人员投入监测，负责地面、地下的日常监测工作及量测资料的分析整理工作。监控程序为加强日常的工程施工管理，随时掌握施工，必须建立施工监测的程序，做到及时调整施工步骤乃至施工方法，确保地面沉降值、水位变化值等在允许范围内波动，要求在施工中进行程序化管理以确保施工质量。北塘污水处理厂配套工程施工二标段6程序化施工及控制制图施工准备 测点布置项目经理下一环节施工监测数据处理施工监测工程施工制定对策总工程师监测人员监控设备（施工监测设备详见表 6-1）施工监测设备表 表 6

11、-1序号 名称 数量 规格 性能指标1 精密水准仪 2 NA200-2 全自动电子精密 0.1mm2 测斜仪 1 SINCO 垂直精密 0.01mm，侧身 50mm 以内3 电测水位仪 1监测数据分析和反馈管理由专业监测工程师及时整理分析监测数据，进行分析诊断，将实测值与允许值进比较，及时绘制各种变形时间关系曲线，预测变形发展趋向，及时向项目总工程师及监理工程师汇报，项目经理部根据监测结果及时调整施工步骤及采取相应的技术措施。监控量测信息反馈程序在测得足够数据后，要及时将量测数据绘制理工程师对监测工作的监督和指导，工程施工完成后，根据监测资料成散点图，然后根据散点图得分布形状，选择合适得函数，

12、对量测结果进行回归分析，即可求得时态曲线。由回归曲线可以预测该测点可能出现得最大位移值或应力值，预测结构或建筑物得稳定状态。根据以往的量测结果，回归分析采用的回归函数有：北塘污水处理厂配套工程施工二标段7U=Alg(1+t)+B U=t/(A+Bt) U=Ae-B/t回归分析时态曲线示意图U=A/1/(1+Bt0)2-1/(1+Bt)2U=Alg(B+t)/(B+t0)以上各式中：U位移值（或应力值）A、B回归函数t测点的观测时间为及时进行量测数据的分析和信息反馈，做到信息化施工，全部量测数据均用计算机处理，每次监控测必须有结果，填写日报表，并按期向施工监理、设计单位和业主提交监测月报表，并附

13、相应的测点位移（应力）的时态曲线。对施工情况进行分析并提出相应的施工决策。其监控量测反馈程序如下图：北塘污水处理厂配套工程施工二标段8量测结果位移（应力）是否超过相应的规定值继续施工综合评价暂停施工采取特殊措施处理对支撑和周边环境的监测由于改变路由，并根据现场工作坑全部处于鱼塘内的情况，为了组织施工临时路需在原计划临时路基础上延长 350m，路宽 8m，其结构为 60cm 山皮土+40cm（5%）灰土。确保结构的安全，在坑槽的整个开挖施工中，要紧跟每层开挖、支撑进展，对地下的围护结构的变化和地层移动沉降进行监测。加强基坑开挖和降水时的环境监测，监测资料及时报送降水项目部，绘制相关的图表，曲线，

14、以调整降水运行，发现问题及时调整抽水井及抽水数量，指导降水运行和开挖施工。3、顶管施工验算、工作坑尺寸计算:主顶坑长度=管子顶进后尾端压在导轨上最小长度 0.8 米+管节长度 2.5 米+千斤顶长度 2.5 米+后座和顶铁厚度及安装富余量 1.6 米=7.4 米，基坑长度取8 米；基坑宽度为：管道外径 2.88 米+工作面 1.2 米*2=5.28 米，取坑宽 6 米；井深按最深井位计算=管顶覆土 4.82 米+管壁厚度 0.24*2 米+管径 2.40 米+现浇井底板厚度 0.3 米+井碎石垫层厚度 0.1 米=8.1 米。接受坑长度=机头长度 4 米+两侧工作面 1 米*2=6 米；宽度

15、6 米按现浇井尺寸考虑；深度按最深井计算 8.1m。、基坑支撑计算根据相关地质资料，=18.3KN/m 3 ，=10.4，c=15.2KPa。北塘污水处理厂配套工程施工二标段9采用工 36B 型工字钢，截面模量 W=919cm3，允许应力 =117.5MPa。按等弯矩布置确定各层支撑的间距，则板桩顶部悬臂端的最大允许跨度，由下列公式可得：h=(1/Ka6 W) 1/3=74.11cm=0.74m。用盾恩近似法计算板桩入土深度。主动土压力系数： 69.02452tgKa被动土压力系数： 4.1tP可知 MR 的斜率：Kn=(Kp-Ka)=18.3(1.44-0.69)=13.725E1=MQ=K

16、aH=0.6918.38.1=102.2787KN/m 2板桩上的荷载一半传至 D 点，另一半由坑底土压力承受，由下式确定：1/2KaH（L 5+x）=1/2(Kp-Ka) x 2解得 x=0.89m则板桩的总长度至少为 L=8.1+0.89=8.99m 时，满足最小入土深度要求。具体施工过程，采用工 36B 型工字钢，长度 12 米，入土深度 3.9 米。、支撑结构内力验算主动土压力：=1/218.38.120.69-215.28.1 aaaKcHP21=254.969.0被动土压力：=1/218.38.1 2/121pppcHKP8.11.44+215.21.28.1=490.4最后一部支

17、撑支在距管顶 0.6m 的地方，I36B 工字钢所承受的最大剪应力 dIQdISzxxz*maa*amax北塘污水处理厂配套工程施工二标段10d=12.5mm，经计算,6.30*maxcISz aMP8.26maxI36B 工字钢所承受的最大正应力：aW.79经过计算可知此支撑结构是安全的。、顶力计算：、计算参数本次顶管施工单次顶进距离分别为 D2400 长度 171 米、D2200 长度为 195米，则主顶油缸顶管计算长度分别为 D2400 长度 171 米、D2200 长度为 195 米，管道直径分别为 D2400 直径 2.4 米、D2200 直径 2.2 米，壁厚分别为 D2400 壁

18、厚 0.24 米、D2200 壁厚 0.22 米，顶管施工所用的钢筋混凝土钢承口管道，每节管长 2.5 米，每节管重分别为 D2400 重 13.43 吨、D2200 重 11.28 吨，管道每延米重分别为：D2400 重 53.75KN/m、D2200 重 45.12KN/m，顶镐采用 4 台200 吨等推力千斤顶，顶镐外径 0.35m。根据相关地质资料，=18.3KN/m 3 ，=10.4，c=15.2KPa、顶管顶力计算管顶覆土 4.82 米时顶力计算及后背稳定性校核、泥水平衡顶管顶力计算本次顶管施工单次顶进距离分别为 D2400 长度 171 米、D2200 长度为 195米，则主顶油

19、缸顶管计算长度分别为 D2400 长度 171 米、D2200 长度为 195 米，管道直径分别为 D2400 直径 2.4 米、D2200 直径 2.2 米，壁厚分别为 D2400 壁厚 0.24 米、D2200 壁厚 0.22 米。在顶进过程中采用注入触变泥浆的方法，以减少侧壁的顶进时阻力并支撑周围的地层。顶力的计算采用以下公式：F p=D oLfK+NF式中：f K采用注浆工艺时，管道外壁与土的单位面积平均摩阻力，介于 3-5KN/m2，本次取值为 5 KN/m2。Do管道的外径，分别取 D2400 为 2.88 米、 D2200 为 2.64 米。L管道的计算顶进长度，分别取 D240

20、0 为 171 米 D2200 为 195 米。NF顶管机迎面阻力（KN） ，对于泥水平衡，N F=1/4Dg2PDg顶管机外径（mm） ，分别取值 D2400 为 3000mm 、D2200 为 2660mmP控制土压力，取值 0.1MPa=0.1N/mm2则泥水平衡顶管顶力D2400 泥水平衡顶管顶力Fp=3.142.881715+1/43.14300020.1/1000=8438.436KND2200 泥水平衡顶管顶力Fp=3.142.641955+1/43.14266020.1/1000=8637.7946KN按最长 2400 管径 171 米、2200 管径 195 米计算，分别得 2400 管径