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1、大坦沙污水处理厂(三期)黄石路中段污水收集管道工程实施性施工组织设计第一章 编制说明(一)编制依据1、广州园林局大坦沙污水处理厂(三期)黄石路中段污水收集管道工程京广线K2258+189污水管下穿铁路护管工程招标文件。2、中国华西工程设计建设有限公司2005年6月设计图纸广州市大坦沙污水处理厂(三期)黄石路中段污水收集管道工程京广线K2258+189污水管下穿铁路护管工程施工图设计。3、中国华西工程设计建设有限公司广州分公司提供 广州市大坦沙污水处理厂(三期)黄石路中段污水收集管道工程京广线K2258+189污水管下穿铁路护管工程地质勘察报告。4、现行相关的施工规范、设计规范、规程、标准和规定
2、。5、现场调查资料、施工测量所调查、了解情况。6、我公司现行的ISO9002质量管理体系文件(质量手册、质量体系程序文件、质量体系工作文件)。7、近年来我公司施工的类似工程的施工经验。(二)编制原则1、必须遵守国家和省政府的政策、法规和条例。2、严格遵守本工程的施工设计文件和招标文件的内容及要求。3、严格按照ISO9002质量系列标准和项目法施工的要求,进行施工管理和质量控制。4、依照业主的工期要求,合理安排工程项目的施工工期,统筹全局,抓住关键,突出工程重点,强调施工组织设计的科学性、实施性、严密性和可靠性。5、根据本工程的态度,积极采用新标准、新技术、新材料、新工艺和新方法,不断提高施工水
3、平。6、认真贯侧党和国家的经济政策和法令,在做好市政工程的同时,促进当地的生活环境的改善。7、施工中注意环境保护及水土保持。(三)编制范围本工程是在京广线K2258+189处建污水管护涵一座,设计起点为黄中AW36井,坐标为(38204.8718,35783.6455),设计终点为黄中AW38井,坐标为(38230.4720,35669.9000),总长度108米。工程全段设工作井壹座、接收井壹座、黄中AW36工作井,黄中AW38接收井同时设为护涵和污水管检查井两座。第二章 工程概况1、工程简况黄石路中段污水管下穿铁路护管工程, 本工程是在京广线K2258+189处建污水管护涵一座,设计起点为
4、黄中AW36井,坐标为(38204.8718,35783.6455),设计终点为黄中AW38井,坐标为(38230.4720,35669.9000),总长度108米,下穿京广上行、京广下行、III线三股铁路线路,护涵中心线与III线斜交755830。黄中AW36为工作井,黄中AW38井为接收井,顶护涵108米。护涵采用顶进施工法用II级钢筋混凝土管:其管节规格尺寸为:DRC22002202000 F II A JC/T640 (其内径为2200毫米;壁厚为220毫米;管节长度为2000毫米;F型接口;外压荷载II级;优等品)。护管内铺设d1000钢筋砼污水管,共108米,规格为10001002
5、000。2、工程地质条件(1)地形地貌场地位于广州白云区。地貌属冲击平原,工作场区及周边在铁路建设时早已平整,地势平坦,地面相对高差仅1m。(2)地基土的构成与特征主要实物工程量 表1-1分类序号工程项目及规格单位数量1DN2200 F型钢筋砼管节74护 污2d1000 钢筋砼污水管m148 水3C20砼管座m39.6管 管4回填土m3395侧墙60旋喷桩m2450 防渗6底板60旋喷桩(旋喷长)m5122 帷幕7底板60旋喷桩(钻进总长)m10968C15圈梁砼m315.749侧墙C20砼m3171工接作收井井10侧墙钢筋857911底板C20砼(含后座)m36212底板钢筋(含后座及所有I
6、级钢筋)247813支撑设备安装(1个工作井、一个接收井)坑214基坑挖土m3645 检 查 井15检查井C20砼m361.816检查井C35砼m34.617检查井I级钢筋53918检查井II级钢筋3870 顶 进线19DN2200 F型钢筋砼管顶进m14820d1000 钢筋砼污水管安装14821C15砼挖孔桩m316122C20钢筋砼护壁m38823挖孔桩挖土m3249 路24抽换轨枕根120 架25预埋螺栓、钢板t1.5 空26搭拆纵,横抬梁t6127抬梁连接件t11283-5-3扣轨m6629垫硬木块m31.830防滑胶垫1731人行天桥基础防护60旋喷桩m24032清筛道床m3119
7、33补充道碴m359 附属34路肩拆除、恢复m39 工程35隔高栅栏拆除、恢复m3636C20砼路面凿除、恢复m32837工作接收井井口护栏m4638施工场地围蔽m110由中国华西工程设计建设有限公司广州分公司提供工程地质勘察报告,该工程地质层为填筑土,层厚约2.86.0m,灰黄色,主要为块石、粗砂、砾砂及粉质粘土;次层为厚约7.012.0m砂层,含细砂、中砂、粗砂及砾砂层,饱和状;在铁路西侧,填土层及砂层间夹有一层厚约1 4.7m的淤泥质粉质粘土;基本为石灰岩层。护涵及污水管主要通过砂层,有部分通过淤泥质粉质粘土层,该工点地下水位约在地表下2.5m。(3)地下水地下水的来源是地下径流、水位较
8、浅、水量丰富,随着季节、气候等影响而变化,地下水埋深为2.50m。(4)不良地质现象根据招标文件提供的本工程地质报告即由中国华西工程设计建设有限公司广州分公司提供工程地质勘察报告,得知:穿越地层为冲积层,主要分:浅黄色的细砂层、淤泥质粉质粘土层、含粘土的中砂层及粗砂层,该层分布广泛,有相当厚度,地下水丰富。第三章 现场组织机构图:项目经理部:项 目 经 理常务副经理项 目 总 工质量科安全科计划财务科综合办公室施工技术科物资设备科 基础作业队 综 合 作 业 队 顶进作业队试验计量室测量组 道 路 作 业队第四章 工期安排1、 施工工期及计划开、竣工日期本公司计划在招标文件规定的工期内提前5个
9、日历天完成本工程项目。 建议开、竣工日期:2006年9月21日至2006年12月15日(共85个日历天)。施工准备及测量放样阶段于2006年9月15日开始,2006年9月30日完成。工期15天。2、工作井,接收井制作施工阶段:工作井,接收井制作施工阶段于开工后10天开始计划工期30天。3、顶管施工阶段:顶管施工阶段于开工后65天开始计划工期为10天。4、铁路架空施工阶段:铁路架空施工阶段于开工后30天开始计划工期为60天。5、竣工与验收阶段:竣工与验收阶段于工程2006年12月底。工程进度计划详见附后的横道图第五章 施工方案、技术措施、施工工艺和方法1、施工准备(1)技术准备对进入施工现场的项
10、目经理部及各项目作业队管理人员进行技术交底;组织项目经理部人员学习本工程招标文件及施工规范,熟悉理解设计图纸;积极与铁路管线管理部门联系,摸清施工现场的公用管线位置、走向及埋设深度,并开挖样洞;作好原材料的采购、试验及砂浆,砼配合比设计;做好施工设备的维修保养、备件和运输的准备。(2)人员、设备、物资进场按总体施工计划,建立精干的施工队伍,组织各工种技术工人、司机等人员进场。进场后,组织工程情况交底,调试保养设备。(3)建立测量控制系统根据设计文件和有关规范要求的精度,对设计定线进行复测。按施工要求加密座标点,水准点控制网。测量结果提交监理工程师核查。(4)编制申请开工报告在有关人员进场,设备
11、到位、材料试验、测量复核、管线搬迁等各项准备都完成的情况下,由项目经理部编制申请开工报告,申请正式开工。(5)施工生产准备清除施工现场障碍物、平整场地、搞好“三通一平”。完成施工场地的围护、隔离等文明施工措施。对工程邻近地下管线和构筑物基础以及易发生塌方的土体预先做好加固处理。建造临时设施,为正式开工准备好生产、办公、生活等临时用房。组织施工机具进场并安置在规定的地点或仓库。对于固定的机具要进行就位、搭棚、接电源、保养和调试等工作。所有施工机具在开工之前进行检查和试运转。建立消防、保安等组织机构和有关的规章制度,布置安排好消防、保安等措施。2、工作井施工方案、工艺及质量控制措施(1)施工方案工
12、程全段设工作井壹座,接收井壹座,检查井两座。工作井和检查井由于该地段沙层较厚,地下水丰富采用旋喷桩防渗帷幕。井内支护及后背墙采用混凝土地下连续墙。(2)旋喷桩防渗帷幕施工工艺流程 旋喷桩防渗帷幕施工方法(见图5-1)旋喷桩防渗帷幕施工方法 图5-1钻机就位调整钻架角度 试喷高压喷射注浆喷射结束 拔管器械清洗钻孔插管打管泥浆的排泄处理A、钻机就位喷射注浆施工的第一道工序就是将使用的钻机安置在设计和孔位上,使钻杆头对准孔位中心。同时为保证钻孔达到设计要求的垂直度,钻机就位后,必须作水平校正,使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。B、钻孔钻孔的目的是为将喷射管插入预定的地层中。本工程采用300型地质钻机
13、成孔,在钻孔中准确记录土层的位置,当钻孔穿过淤泥层到达粉土层1米后即停止钻进。C、插管钻孔完毕后,拔出钻杆,移入喷射管,对准孔位及垂直度,将喷射管插入地层预定的深度。在插管的过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,可边射水、边插管,水压力一般不超过1MPa。如压力过高,则易将孔壁射塌。插管注浆采用跳跃式施工,相邻桩体必须在终凝后进行,以保证旋喷桩的施工质量。D、喷射注浆当喷射注浆管插入预定深度后,由下而上进行喷射注浆,使用的参数如下: 浆液压力约为20MPa,水灰比为1.3:1;旋转速度约1020转/每分钟;提升速度约10厘米/每分钟。值班技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提
14、升速度等参数是否符合施工规范及设计要求,并且做好记录,绘制作业过程曲线。E、冲洗施工完毕,将注浆管等机具设备冲洗干净,管内机内不残存水泥浆。通常把浆液换成水,在地面上喷射,以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排出。F、移动机具,把钻机等机具设备移到新孔位上。(3)旋喷桩防渗帷幕质量、安全及文明施工保证措施施工前先进行场地平整,挖好排浆沟,根据现场环境及地下埋设物的位置等情况复核高压旋喷桩的孔位。水泥在使用前送检,浆液水灰比为1.3:1,初凝时间为15小时左右。注浆按跳跃式方法进行施工。做好钻机定位,钻机与高压注浆泵的距离不宜过远。要求钻机安放保持水平,钻杆保持垂直,其倾斜度不得大于1.5,钻
15、孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。当注浆管贯入土中,喷嘴达到设计标高时,即喷射注浆,在喷射注浆参数达到规定值后,按旋喷的工艺要求提升注浆管,从下而上喷射注浆。注浆管分段提升的搭接长度不小于100mm。在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或大量冒浆等异常情况等故障时,停止提升和喷射注浆以防桩体中断,同时立即查明产生的原因并及时采取措施排除故障。如发现有浆液喷射不足影响桩体的设计直径时,进行复合。高压喷射注浆完毕,迅速拔出注浆管,用清水冲洗管路。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程,必要时可在原孔位采用冒浆回灌或二次注浆等措施。机械用电设备接零接地。高压水泵在启动前检查电动电路是否正常,检
16、查曲轴箱的润滑油是否在刻度上,检查溢流阀是否正常并调节在合适的位置。注浆管接管时保证接头完全密封,拆卸钻杆插好垫叉后进行,垫叉必须插到深处,否则可能会由于机具转动而震动堕落造成事故。 泥浆泵切勿在泵体动作的情况下变速。卸荷阀只作开泵后检查是否来浆及停浆后卸荷之用,不能作三通水门使用。泥浆泵正常使用时随时注意浆液的流量和压力,并定期记录。废弃浆液待晒干后装车运走或用泥浆车运走。(4)常见问题的处理在灌浆过程中,通常有一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面,根据经验,冒浆量小于注浆量20者为正常,超过20或完全不冒浆时,查明原因并采取相应的措施:若因地层中有较大空隙引起的不冒浆,则可在浆液中适量增加化学
17、浆用量,缩短固结时间,使浆液在一定土层范围内凝固。另外,还可在空隙地段增大注浆量,填满空隙后再继续正常灌浆。冒浆量过大的主要原因,一般是有效灌浆范围内与注浆量不适应。注浆量大大超过固结所需的浆量所致。减少冒浆量的措施有三种:提高压力、适当缩小喷嘴孔径、加快提升速度和摆动频率。3、 顶管井制作工艺。(1)工艺流程(见图5-2)。 图5-2导向槽开挖护壁支撑砼防渗墙浇筑基坑开挖砼底板浇筑井壁、后靠、钢封门制作4、铁路架空施工方案、技术措施、施工工艺和方法(1)铁路架空部分施工方案工程概况:A、本工程位于京广线K2258+189处,该路段线路情况为:直线段,坡度为0.60/00上坡;线路允许速度为:
18、60km/h。B、为了确保列车运营,顶管施工时限速不低于60km/h列车速度,并根据既有线的实际情况采用线路加固方法。主要工程数量(见表5-1)。施工流程(见图5-3)。施工方法顶管段下穿铁路京广正线,线路加固方法采用:线路架空。即于每股道两侧制作挖孔桩,作为支墩,采用I63c工字梁作为纵抬梁,于每根轨枕下穿I32a工字梁作为横抬梁,与纵抬梁相连接,将铁路线路架空,然后进行顶管工作。顶管作业完成任务并经检查验收合格后,拆除铁路架空,恢复铁路线路设备。施工方案和技术措施主要工程数量表 表5-1序 号工 程 项 目单 位数 量1C15混凝土挖孔桩m31612C20钢筋混凝土护壁m3883挖土m32
19、494预埋螺栓、钢板t1.55搭拆纵、横抬梁t616抬梁连接件t117P50旧钢轨t 8抽换轨枕(混凝土枕木枕混凝土枕)根1209垫硬木块m31.810护滑胶垫m21711清筛道床m311912补充道碴m35913路肩拆除、恢复m3913隔高栅栏围墙拆除、恢复m3613C20砼路面拆除、恢复m328铁路线路架空施工流程 图5-3线路扣轨加固跳槽施工挖孔桩架设纵抬梁,穿横抬梁各杆件连接处扣实扣稳, 顶涵作业顶涵作毕后,拆除纵、横抬梁补充道碴,沉落、整理线路(2)线路架空更换轨枕(将混凝土枕换成木枕)。A、办理慢行、封锁施工手续。B、按事先计划办的更换节段在封锁时间内将混凝土枕更换成木枕,并将混凝
20、土枕运至线路外侧面场地堆码好备用。C、封锁施工作业后,线路开通前,施工负责人进行质量检查,确认线路设备状态达到放行列车条件,材料机具不侵入限界后,放行列车,并做好记录。D、封锁施工完毕放行列车或单机时,限速不超过60km/h。施工负责人根据具体情况决定限速列车的时间、次数和速度。E、列车通过后,施工负责人组织对线路设施和线路中线水平进行复查整修,确认线路设备已达到规定要求后方才收工,并做好记录。扣轨防护A、将扣轨方案报铁路局有关部门审核批准,并与各设备管理部门签订安全协议。B、在施工地点两端5001000米处线路外侧的路肩上设置作业标,施工地点派防护员进行防护。车站派驻站联络。C、用3-5-3
21、P50旧铁轨扣成轨束梁作为纵抬梁,用I32a工字梁作为横抬梁进行扣轨。D、挖孔桩施工完毕,拆除扣轨设施,恢复线路设备。挖孔桩施工A、根据设计文件对下列内容进行周密调查核对:顶管位及附近的水文地质和工程地质情况,路基各层土的密实度及高程、地表水排水情况等。铁路建筑物的情况铁路路基中埋设的管线、电缆及其它障碍物等的情况及所属单位对施工的要求。B、根据设计要求,测量定出轴线定位控制系统,并反复核查,确保准确无误。然后进行施工放样,放出每个挖孔桩位置,测量好桩位控制高程,并做出明显标志,以便控制挖孔桩的位置及高程,并经常复查,确保准确无误。C、将挖孔桩施工方案报铁路局有关部门审核批准,并与设备管理部门
22、签订安全协议。D、在施工地点两端5001000米处铁路外侧路肩上设置作业标,施工地点派防护员进行防护。E、进行挖孔桩施工备足抢险材料,制订好应急措施,遇雨天,做好防雨措施。根据地质情况,由于该地段地下水比较丰富,所以采用支撑开挖,每挖一节(一米深以内),浇灌好钢筋混凝土护壁。设专人用仪器观测、记录线路变化情况,发现异常,立即停止施工,通知铁路有关部门及时解决问题。挖好一节做好一节钢筋混凝土护壁,等护壁混凝土达到一定强度后,再做下一节,自上而下依次循环做到基底。挖至基底时,按设计要求进行扩孔,然后进行混凝土封底及填心作业,至桩顶,进行桩顶抹面,埋好预埋件,做好横抬梁位的凹槽。挖孔桩施工完毕,拆除
23、扣轨设备,恢复线路设备。架设纵抬梁A、本施工段纵抬梁采用I63c工字梁,每片梁长20米,于线路两侧各设一组,每组两根工字梁。B、将纵抬梁置于挖孔桩支墩上,将纵抬梁的架空方案报铁路局有关部门审核批准,并与设备管理部门签订安全协议。C、在施工地点两端5001000米处线路外侧的路肩上设置作业标,施工地点派防护员进行防护。D、设驻站联络员,并保持密切联系,掌握列车运行时刻,有效利用列车间隔时间,计划好施工作业的数量和进度,安排劳动力、工具和材料。E、架设纵抬梁作业由于本施工段线路架空三股道,为了减少工字梁的运输距离,减少对行车的干扰程度,本次纵抬梁施工从中间分左右两部分进行架设。根据地形情况,纵抬梁
24、架设顺序采取由里到外的方法,即先架靠中间股道,再往后一股一股地往外架,直至完成为止,具体做法是:于桩顶枕木位穿好横抬梁。利用列车封锁间隔,将I63c工字梁一片一片往里运到架设位置。桩顶垫好防滑垫,将纵抬梁立起拨正至设计位置。待每组两片梁就位后,与桩顶预埋件连好并扣牢,同时与桩顶位横抬梁穿吊牢固,并垫好垫木。测量好各构件的限界尺寸,确认不侵入限界后即进入下一道工序作业,并做好记录。架好同一股道两组纵抬梁,再架下一股道的纵抬梁,这样由里到外一股道一股道往外架,直到完成为止。每天24小时专人对已架好纵抬梁等设施进行巡查。发现异常及时采取措施,进行处理,使架设设备经常保持完好状态,并做好记录。穿扣横抬
25、梁A、本施工段横抬梁采用I32a工字梁,每根枕木下面穿一根,用U型螺栓将其吊起,利用钢扣板将其吊于I63c纵抬梁上,并通过一些辅助设施将其与纵抬梁牢固地连在一起。B、将穿吊横抬梁的施工方案报铁路局有关部门审核批准,并与设备管理部门协订安全协议。C、 在施工地点两端5001000米处线路外侧的路肩上设置作业标,施工地点派防护员进行防护。D、 设驻站联络员,并保持密切联系,掌握列车运行时刻,有效利用列车间隔时间,计划好施工作业的数量和进度,安排劳动力、工具和材料。E、穿吊拱抬梁作业由于是三股道作业,横抬梁又较长,为方便横抬梁作业,每架好一股道的纵抬梁后,即行穿吊该股道的横抬梁,以减少横抬梁的穿吊难
26、度,加快进度、提高效率、缩短工期,同时对行车影响程度降到了最低。具体做法是:扒开挑运轨枕下道碴,清走枕木下泥土,弃于线路外侧限界外规定的堆放地点。清出横抬梁下穿的足够位置。套上U型螺栓,备好备齐钢扣板,连接零件及工具。横抬梁从线路一侧穿入,用U型螺栓吊起,上好钢扣板,上紧螺栓,垫好垫木并扣紧。穿吊完毕,测量穿吊设施,特别是U型螺栓头及钢扣板内侧尺寸,确认不侵入限界后,方可穿吊第二根横抬梁。这样一根一根的穿吊,依次循环,直至完成为止,穿好一股道的横抬梁,再穿吊另一股道。每穿吊好一股道,对架空设备及线路状态进行全面检查,确认架空设备、线路状态符合规定后方可收工,并作好记录。架空完毕,每24小时派人
27、巡查架空设备、线路状态,并进行养护,发现异常,及时采取措施进行处理,及时解决问题。(3)顶管过程中的养护在顶管过程中,派专人对线路进行养护,发现变动及时进行调整,使线路保持正确的水平与方向位置。在顶管过程中发生坍方、影响行车安全时,迅速组织抢修加固。在顶管作业施工时,施工负责人在顶管作业施工时,要严格按审定的方案作业,随时掌握进度与质量,监督施工人员执行各项安全规定,消除不安全因素,并经常保持与防护员之间的联系。接受设备管理部门对施工安全的全过程监督,发现安全隐患立即纠正,危及行车安全时,立即停工组织抢修加固。故障处理后,放行列车条件除现定者外,由设备管理部门决定。(4)拆除线路加固设施(架空
28、及扣轨)抽除横抬梁A、管道顶进完毕,并经检查验收符合要求后,即行拆除线路加固设施。首先拆除横抬梁。B、将拆除横抬梁的施工方案报铁路局有关部门审核批准并与设备管理部门签订安全协议。C、在施工地点两端5001000米处线路外侧的路肩上设置作业标,施工地点派防护员进行防护。D、设驻站联络员,并保持密切联系,掌握列车运行时刻,有效利用列车间隔时间,计划好施工作业的数量和进度,安排好劳动力、工具和材料。E、抽除横抬梁作业松开U型螺栓,取出钢扣板及木垫板。抽除横抬梁并运至线路外侧。补充道碴并捣固密实。每抽出一根横抬梁,将其轨枕下道碴捣固密实,然后再抽第二根,一根一根的抽直至完成为止。拆除纵抬梁A、将拆除纵
29、抬梁的施工方案,报铁路局有关部门审核批准并与设备管理部门签订安全协议。B、在施工地点两端5001000米处线路外侧的路肩上设置作业标,施工地点派防护员进行防护。C、设驻站联络员,并保持密切联系,掌握列车运行时刻,有效利用列车间隔时间,计划好施工作业的数量和进度,安排好劳动力、工具和材料。D、拆除纵抬梁作业每抽完一股道的横抬梁,即拆除该股道的纵抬梁,同一组两根I63c工字梁要在列车通过前拆除完毕放倒于两线中间,以免放倒一片而另一片不稳,列车通过时危及行车安全。放倒后,再一片一片从临时道口运至线路以外堆放。每拆除一组纵抬梁及时补充道碴,以确保线路稳定,保证线路设备的良好状态,确保行车安全。每拆完一
30、股道的线路架空(扣轨)设施后,及时对该道进行捣实保养,并进行全面检查,确认线路状态符合有关规定要求后,方可进行另一股道的作业,并作好记录。更换轨枕A、根据设计的要求,线路架空(扣轨)设施拆除完毕后,将木枕换成原来的混凝土枕。B、先办理封锁施工手续,设置移动停车信号防护。C、在封锁时间内进行更换轨枕作业。扒开道碴,抽出木枕并运至线路外侧。穿上原砼轨枕并上紧扣件,捣实线路。轨枕更换完毕,撤除移动停车信号防护。开通线路前,施工负责人认真进行线路检查,确认线路设备状态达到放行列车条件、材料机具不侵入限界,再放行列车,并作好记录。封锁施工完毕放行列车或单机时限速不超过45km/h,施工负责人根据具体情况
31、决定限速列车的时间、次数和速度。列车通过后,施工负责人组织复查整修,确认线路设备已达到规定要求后方才收工,并作好记录。4、顶管机具、顶进施工工艺、技术及质量控制措施(1)顶管掘进机选择DK型全断面2200机械式泥水平衡式顶管机,目前,此类设备参与了砂性土顶管工程施工,并取得了的较好效果。DK型全断面机械式泥水平衡式顶管机主要组成部分及功能: 本机为两段一铰形式,前后壳体通过纠偏油缸联接,纠偏缸的各种组合动作可使前后壳体按需要的方向产生折角,在顶进过程中产生纠偏效果。前后壳体间有橡胶止水圈确保壳体外泥水不渗入机体内。该机具有沉降控制精度高,顶进速度快,便于操作和维修,施工可靠性好等特点。并且我公
32、司根据大量施工实践,改进设计了主轴密封,采用H型迷宫密封和Yx型聚胺脂密封的双道密封形式,从而解决了主轴密封性能不可靠的难题。掘进机的灵敏度也是设计的重要参数,对顶管的纠偏影响很大。灵敏度应根据顶管穿越土层的N值来确定。但是,对软土,灵敏度过高,土体反力不够,往往纠偏反应差,灵敏度过底,掘进机结构长度太长,所需纠偏力也大,掘进机取值0.91.2。刀盘主传动由40KW*3电机直接通过2KH行星传动齿轮减速器驱动刀盘旋转。主传动刀盘系统具有体积小,转矩大,使用寿命长的特点。机械式泥水平衡掘进机的取土是由主机设置的泥水箱,将从机头刀盘出来的弃土直接排入冲泥箱,再由高压水枪将弃泥冲捣成较浓的泥浆,(泥
33、水比重1:41:5)通过泥水系统输送到地面。纠偏油缸成井字形布置,每组二台800kN油缸,最大纠偏倔角度为1.8度,足够满足急曲线条件下(0.55度)的纠偏要求。主顶进系统设置主顶进系统由油缸组、顶进环、钢后靠及液压泵站等组成,其主要功能是完成管节顶进,是顶管设备系统的主要组成部份。油缸组油缸组由6只油缸分两列左右对称布置,每列各3只油缸叠积而成,并用可分式结构的支座固定,用联接梁连成一体。A、油缸选用国产的双冲程、双作用等推力液压千斤项,每只油缸最大推力为2000kN,装备最大推力为12000kN,满足顶管最大允许顶力的要求。油缸行程2.48m,因此长度2m的管节可一次连续顶进完成,无须再设
34、垫块,提高了工效,并减轻了劳动强度。B、液压泵站选用2台A2F28RP2斜轴式柱塞油泵,配备Y200L6型电机。通过调速阀可改变油泵的流量,据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速。以满足开挖面机械式泥水平衡的条件,从而起到控制地面沉降的作用。C、钢后靠管节顶进时油缸的反力,通过钢后靠均匀地传递到工作井井壁上,避免井壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏。钢后靠安装时,应与顶进轴线保持垂直,与井壁间的空隙应用素混凝土填实,确保整体接触。D、主顶进装置主要技术参数 油缸数量:6只 油缸尺寸:DdL2502203500mm 油缸行程:S=3000m 限定油压:P额25MPa 限定推力:F额100
35、0kN 最高油压:Pmax31.5MPa 最大推力:Fmax2000kN 顶进速度:V=0-80mmmin 油泵型号:A2F28RP2 Pmax=31.5MPa Q=28L/min电机型号:Y200L6 N=18.5KW n1000rpm顶力的理论计算、中继间的布置以本标段最长距离段顶管为例,长度150m.A、推力的理论计算FF1+F2式中F总推力 Fl迎面阻力 F2顶进阻力F14*D2*P 其中PK。* H。式中P控制土压力D管外径2.64mK0静止土压力系数,一般取0.55H0地面至掘进机中心的厚度,取最大值7.52m土的湿重量,取1.9tm3P0.55*1.9*7.527.86tm3 F
36、13.144*2.642*7.2743.795tF2D*f*L 式中:f管外表面综合摩阻力,此处取0.4tm2 D管外径2.64m L顶距150mF23.14*2.64*0.4*150=497.376t即每顶进lm顶力上升5.2t。因此,总推力F43.80+497.376541.17(t)根据以上计算,总推力需541.17t,我们按工作井所能承受的最大顶力为8000KN,因此我们选取最大值的8000KN作为设计依据,并按规定取其80作为油缸总推力,即8000*80=6400KN,主顶油缸选用6台200t(2000KN)级油缸,每只油缸最大顶力不超过106.66t(1066KN)。B、中继间设置
37、经计算得知顶管的总推力小于设计主顶油缸的总推力,故不需设置中继间进行中间接力顶进。 C、注浆设备系统 对长距离顶管能否及时地有效地向管节外围压注触变泥浆,以形成和维护好泥浆套,起到高效的减摩作用,往往是顶管成败的关键。为确保本工程的顶管外壁能形成良好的泥浆润滑套,共设置二根总管,二套管路系统。一根专门用于掘进机尾部的同步注浆,另一根用于补浆。 本顶管施工用的膨润土触变泥浆,是在地面压浆站配制后,通过二台液压注浆泵压入二根输浆总管,一根总管压注到机头后的储浆箱内,再由螺杆泵把储浆箱内的浆液压入掘进机尾部的同步注浆口。另一根总管压注到管节上设置的环形分管的各个注浆孔,不断补充管外壁渗透到土层中的泥
38、浆,以便形成管节外围完整泥浆套。地面储浆箱外形尺寸LBH21.51m=3m3,机内储浆箱外形尺寸LBH20.81m=1.6m3。膨润土泥浆搅拌时间必须大于30分钟,经过充分搅拌的泥浆抽入储浆箱进行发酵,发酵时间大于6小时,再通过液压注浆泵压入管内,在膨润土泥浆压入以前,对储浆箱内径发酵的泥浆再一次搅拌,以减少压浆管道的阻尼。注浆泵站由SYB5050II型单缸液压注浆泵和液压动力站组成,注浆量Q80Lmin,注浆压力P=0.080.1MPa,输浆总管由2”镀锌钢管和球阀、水暖管件等组成,与管节上各压浆孔接通的环形管,采用1”高压软管。 注浆设备主要技术参数 单缸液压注浆泵型号:SYB5050II
39、 注浆流量:Q80Lmin 注浆压力:P4MPa 油泵型号:10SCYl4lB Q10mlr p31.5MPa电机型号:Y112M4N=4KWN=1450r/minD、泥水出土系统及弃土处理由于本工程采用机械式泥水平衡掘进机施工,其弃土是通过主机设置的泥水箱,将从机头刀盘出来的弃土直接排入冲泥箱,再由高压水枪将弃泥冲捣成较浓的泥浆,(泥水比重1:41:5)通过泥水系统输送到地面。地下挖弃土通过泥水管路系统连续出土。泥水系统选用二台渣浆泵。一台放在地面上为送泥泵,另一台放在基坑下为排泥泵。地面安放8只沉泥箱,管路采用4“无缝钢管,管节接头为卡箍式活络接头。基坑内设有旁通装置等。泥水系统利用Tel
40、emole管路系统。送排泥管路4寸钢管:法兰连接(软管耐压2MPa)。送泥泵:15KW无堵塞泵,放在沉泥箱处。排泥泵:机头向后60m处,15KW无堵塞泵(共2台)。工作井基坑内放1台,37KW渣浆泵,直接垂直提升并送到沉泥箱。土方的外运通过将沉泥箱内沉淀的泥浆用4”污泥泵抽到密封罐车内,在工作井设置了八个沉泥箱,泥浆的外运可以在夜间进行,以尽量减少对交通和环境的影响。泥浆外运必须征得有关渣土管理、交通管理部门的认可并事先办好手续。E、顶管工作坑设施布置基坑导轨应具有足够的强度和刚度。本工程基坑导轨由型钢和钢板焊接而成。在工作井底板基础上应事先预埋钢板,预埋钢板的位置与基坑导轨相吻合,以便导轨与
41、之焊接。预埋钢板上的锚固钢筋要牢时再浇筑混凝土,确保导轨在受撞击的条件下,不走动,不变形。导轨安装的允许偏差为:轴线位置:3mm,顶面高程:0+3mm,两轨内距:2mm。在顶进过程中经常进行检查和复核。主顶油缸架是拼装式结构,主顶油缸架的安装也要定位准确。保证油缸受力点的正确位置。其高程和平面安装误差小于5mm。顶铁轴线应与管道轴线平行、对称,顶铁与导轨之间的接触面不得有泥土、油污;顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬。在顶进过程中,工作人员不得在顶铁上方及侧面停留,并应随时观察顶铁有无异常迹象。承压壁是承受和传递全部顶力的后座墙,更应具有足够的强度和刚度,并有足够安全度。本工程的承压壁设计在井身混
42、凝土上先用钢筋混凝土浇平,采用顶管专用的组合承压板,承压壁的面积HB2.84.2m。F、顶管主要机械设备及仪器表(表5-2)表5-2序号机械名称规格型号数量国产地制造年分额定功率1D2200DK型全断面机械式泥水平衡顶管掘进机1套300KW2双冲程等推力油缸2000KN12只325T汽车吊1台430T/5T龙门吊1台5液压动力站2套30KW6注浆管路设备2套80KW7液压动力泵SYB-50/504台20KW8电焊机直流2台30KW9空压站及管路2套120KW10激光经纬仪Leica T22台11铅垂仪2台12水准仪2台13全站仪2台14激光测距仪TC20022台(2)顶进施工工艺整个顶管过程大
43、致可分为三个阶段:出洞前准备阶段,正常顶进阶段,进洞及后期收尾阶段。A、出洞前准备阶段本阶段工作包括:汽车吊就位,顶管设备进场,洞口止水装置安装,轴线放样,立后靠,机坑导轨 、主顶油缸组测量安装就位,操纵平台搭建。电气控制线路布置、出土设备的安装、压浆系统及其管道安装就位、顶管机头下井就位、各部分设备调试运行、联机总调试、触变泥浆搅拌储存。B、出洞及正常顶进阶段打开洞门、机头顶入洞口后下设备段。转接油管、电缆后继续顶进。油缸顶到位后,拆除电缆,第一节管子下井,设备段与第一节砼管合拢,接通出土轨道和电缆继续顶进。重复上述过程。在顶进过程中每顶一节管子对顶进轴线作一到二次测量,确定纠偏的方向和时机;并对机头前10米,后20米的地面沉降监测点作一测量,以便当班施工人员能及时采取相应措施,控制沉降幅度。整个顶进过程中须在压浆孔向管壁外注入触变泥浆,以便顶进的定量定点压浆,减小顶进时管外壁阻力,填充扰动土中空隙,减小地面沉降。严格执行班长交接班一小时衔接制度,交待上班各类情况,共