管道工程竖井开挖施工方案

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管道工程竖井开挖施工方案

XX建设集团有限责任公司

本工程暗挖段长700m,共设竖井4座,结构形式为2.0×2.3m复合衬砌暗挖电力沟。其中竖井S1、S2、S4为直径5.7米,竖井S3为直径4.5米。

一、竖井施工步骤及方法:

竖井锁口圈梁位于地面以下1.4米,为确保井壁稳定及以后工作井施工的安全,应先做好井口锁口圈梁钢筋砼,锁口圈梁顶部至地面以上0.2米砌筑24砖墙【山西图集】12N7.pdf,确保锁口圈梁上部土体安全及以防雨水及其它用水倒灌入井内,井口四周设排水沟(0.3m×0.2m)并设污水沉淀处理池,净化后引排入既有道路雨(污)水管道。

2、竖井井身开挖及支护

(1)根据设计提供的坐标,确定井位,定出中心坐标,开挖锁口圈,达到设计深度后,立模绑扎钢筋,预埋井圈护栏钢管、埋设井架基础,沿圈梁周边锚杆注浆,浇筑砼,当砼达到一定强度后拆模,架设龙门架、安装电动葫芦。

采用人工分层分块开挖,对于杂填土层适当辅以风镐,开挖每循环进尺为0.5m。施工出渣使用电葫芦将渣土提升至井口临时渣场堆放,夜间用自卸汽车运到弃渣场。

①每榀拱架增设Ф32防爬钢管并注浆,防爬钢管必须从拱架腹部穿过,长度为1.5米~2米,开花孔,孔径6mm,梅花型布置,防止钢拱架下沉。

②竖井必要时应加设临时横撑;竖井每榀格栅增设八字撑和临时横撑,临时横撑与井身环形格栅之间用卡槽连接,确保井口稳定;

③竖井在马头门上一榀拱架和竖井封底后底板处各增加一道盘撑,盘撑与拱架紧密连接,竖井较深时,在圈梁与马头门上榀拱架中间位置增加一榀盘撑,上下榀盘撑间纵向用6根(盘撑四角及长方向正中间各1根)工字钢连接牢固,使盘撑组成一个整体,确保整个竖井处于安全稳定状态中。

4)竖井封底用采用钢格栅+双层钢筋网+C20喷射砼,钢格栅横向间距为600mm。

5)网喷支护竖井尺寸允许偏差及检查方法见表1。

表1竖井尺寸允许偏差及检查方法

用经纬仪及钢尺检查3m一处

不得超过设计井深±0.2%

每3m检查一个断面,每个

断面布7个检查点,间距2m左右

马头门即竖井与隧道交叉处,此处是明暗施工接合点,受力结构复杂,施工方法更应保证安全、稳妥。

马头门施工时要破除竖井洞口位置井壁砼,割除该处拱架支护,由于破坏了整个竖井中的受力结构使洞口处出现应力重新分布,最容易使该处土体失稳,施工前在洞门位置处进行换撑措施处理。在割除前先在竖井内架设临时支撑,确保洞门处土体稳定,临时支撑用I20工字钢施作,并与井壁上环形格栅钢架焊接牢固,临时支撑在进洞后拆除。

(1)打设超前小导管及注浆

洞口采取换撑措施,应尽快准确地在井壁上放出隧道开挖外轮廓线的位置,并准确地标出超前小导管的位置,施作小导管并进行预注浆以加固洞口地层,洞门处第一排小导管要进行加长处理,且尽量与隧道中线保持平行。必要时洞门第一排采用双层小导管加固。

(2)分部破除洞门外井壁砼,割除型钢支撑。

小导管注浆完毕后,即可破除洞门处上部竖井井壁砼,割除该部位工字型钢支撑,架设上部第一榀格栅钢架,并将其主筋与周围的竖井井壁钢格栅焊接牢固,并及时喷射混凝土。

(3)马头门处的第1榀格栅一定要严格定位,防止侵限。

竖井二次衬砌采用标号C30,抗渗S6的钢筋混凝土。

柔性防水采用聚乙烯丙纶复合防水卷材。

1)所使用钢筋必须有出厂合格证,并按规定取样作复试试验,报监理工程师批准后,方可使用。

2)技术人员按设计图纸计算出钢筋配料清单,并进行详细的技术交底后,钢筋加工厂方可加工。

3)钢筋加工前应清除钢筋表面的铁锈、油渍、油漆,首榀钢架加工完成后应进行试拼,当各部尺寸符合设计要求时,方可进行批量生产。周边拼装允许偏差为:±30mm,平面翘曲应小于20mm。

4)主筋接头采用单面焊接,要求各接头钢筋焊接长度≥10d;在同一截面内,接头截面面积占钢筋总截面面积的百分率:受拉区≤25%,受压区≤50%。

5)设立足够的架立钢筋,确保成型的钢筋稳定可靠,保证在砼浇筑过程中不变形、不移位。

6)安装前应进行虚碴及杂物清除,超挖部分用混凝土填充。钢架安装允许偏差:横向及高程均为±20mm,垂直度允许偏差为±2°。

1)采用泵送C30,抗渗S6商砼灌注。

2)混凝土灌筑时从两侧对称连续灌筑,两侧混凝土面高差不大于0.5m。

3)混凝土捣固采用振动棒捣固,振捣要均匀、到位,遵循快进慢出的原则,彻底确保砼密实。

4)竖井锁口环现浇钢筋混凝土圈梁允许偏差参见表2。

1)砼强度达到25Kg/cm2后,方可脱模。

2)脱模后,及时洒水养护,养护期不小于14天。

表2锁口圈施工尺寸允许偏差及检查方法

用钢尺量,两端各计1点

5、竖井钢平台及钢爬梯制安

为方便以后电力线路的维修,竖井内部需设置钢平台和钢梯,设置标准为:

最上层钢平台距盖板底2.5m;中间段每4m设置一道;最下层平台距井室内底3.5m。在竖井二次衬砌施工时,应在预定位置准确埋设钢平台和钢梯预埋件,待二次衬砌施工完成后,再统一完成钢平台和钢梯的安装。

二、竖井开挖过程中的危险点及防护措施

1竖井开挖存在的危险点及预防措施

1)由于竖井施工机器设备、材料及出土完全依靠电葫芦提升,且夯管锤、出土料斗重量较大,钢管超长,在提升过程中易发生物体坠落现象及磕碰事故。

电动葫芦使用前应检查设备的机械部分和电气部分,钢丝绳、吊钩等应完好,电气部分应无漏电,接地装置应良好;起吊时,起吊物件应捆绑牢固。重物在起吊中,由于故障造成重物失控下滑时,必须采取紧急措施,向无人处下放重物。

电葫芦操作人员必须经过培训上岗,持证上岗。竖井拱架以及夯管锤、钢管等超重、超长重物下井时,应绑扎牢固,并招呼井下人员远离行走梁下,专人指挥、专人操作,确保吊装安全。

1)由于竖井尺寸较大,龙门架自重较大,加上土质松散,开挖中易发生土体坍塌及竖井结构的整体沉降。地下土质情况发生突变,地质情况不明,发生整体坍塌现象。

施工前应对操作员工进行岗前培训,使上岗员工熟知该分项分部工程的应急预案,并组织演练,验证应急准备工作和预案实施效果,提高实施工中自防自救能力。

(1)所有施工人员进入施工现场必须戴好安全帽。

(2)竖井爬梯安装必须牢固,并设有护栏,施工中对爬梯经常进行检查。

(3)必须严格按照设计安装横撑、角撑。

(4)严格按照设计打设防爬锚杆,有水地层必须注浆封堵。

(5)开挖过程中,随时观察地质和地下水情况,地质情况发生变化,及时修改加固设计方案。

(6)井壁外侧近距离内不得堆积重物,过重车。

(7)依照不同井深,除在马头门、井底加设盘撑外,其上适当位置再加设一榀盘撑,盘撑间用工字钢牢固连接(主要针对方竖井)。

(8)开挖时严格执行对角逐层开挖,严禁全断面开挖。

3)土体坍塌的处治方法:

作业中出现危险征兆时,作业人员应暂停作业,撤至安全区域,并立即报告上级,未经施工技术人员批准,严禁恢复作业,处理时必须在技术人员的指挥下进行;如发生事故时,必须及时进行抢救,迅速报告上级,并保护好现场,采取措施控制事故。处置程序:

(1)对塌方相邻地段作强支护,以控制塌方的发展和蔓延;

(2)待相邻段稳定后,以短进尺清渣土;

(4)挂钢筋网复喷混凝土至设计厚度;

(6)循序渐进,往下施工;

(7)衬砌加强(钢拱加径向型钢支撑)。

竖井深度较深,竖井开挖属于临边作业,易出现坠落事故。

竖井周边使用Φ32mm钢管围护,钢管间距1m,高度1m以上,设两道横撑,且与龙门架立柱相连,围护周边挂设安全防护网。现场设置防护标志,非施工人员不得靠近竖井,操作人员不得倚靠围栏。

八家东西随路电力管道工程

XX建设集团有限责任公司

本标段暗挖隧道内净空断面尺寸为2m×2.3m,初支结构形式为圆拱、直墙、平底,超前支护为Φ32小导管,初期支护为钢筋格栅钢架+喷射防水混凝土结构,二次衬砌为C25S6模筑混凝土钢筋结构。初期支护与二次衬砌之间设置聚乙烯丙纶复合防水卷材。详见图1。

图12m×2.3m隧道断面图(单位:mm)

一、暗挖隧道施工步骤和方法:

超前小导管注浆加固地层技术,是通过沿隧道开挖轮廓线外纵向向前倾斜钻孔安设注浆管,并注入浆液,达到超前加固围岩和止水的目的,同时小导管还可起到超前管棚预支护作用。该技术是软弱、松散围岩施工中采取的辅助技术措施。

小导管采用Φ32普通钢管,长度为2.25m。注浆管一端做成尖形,另一端焊上铁箍。在距离铁箍0.5~1.0m处开始钻孔,钻孔沿管壁间隔200mm,呈梅花型布设,孔位互成90°,孔径6~8mm,见图2。

超前小导管须从首榀钢格栅腹部穿过打入土体,环向间距0.3m,仰角5°~8°,每榀打设一次超前小导管,导管纵向搭接长度不小于0.75m。

注浆压力应根据地层致密程度决定,一般为0.2~0.6MPa。

注浆材料根据设计选用固沙剂。

小导管注浆量可按照下式计算:

Q=π·R2·L·n·K·a

式中:R—浆液扩散半径,可按0.3m考虑

K—充填系数,一般为0.8。

a—浆液浪费系数:取1.1~1.2。

图3小导管注浆工艺流程图

(a)打孔布管:小导管在打管前,按照设计要求放出小导管的位置。风钻作动力,用专用顶头将小导管顶入土体。小导管尾部置于钢架腹部,增加共同支护能力。小导管安装后用塑胶泥封堵导管外边的孔口。

(b)封面:注浆前,喷5~10cm厚混凝土封闭工作面,以防止漏浆。

(d)粘土采用管棚,环向间距15cm,角度5~8度。

隧道超前支护完成后,进行土体开挖。开挖方式采用人工开挖,人力手推车出渣,通过电葫芦提升出井,自卸车外运弃碴。

隧道采用正台阶法开挖,上部开挖时采用马口式开挖,留核心土,最后挖除核心土初支封闭成环。

隧道开挖轮廓尺寸及检查方法应符合表3的规定。

表3隧道开挖轮廓尺寸及检查方法

量测隧道周边轮廓尺寸,绘制断面图校对。

在安装网构钢架和喷射混凝土前进行。

初喷主要用于封闭工作面,防止土体失稳,一般初喷层厚度为3~5cm,在开挖完成之后立即进行。

在初层网片铺设完毕后及时人工架立格栅钢架,其纵向间距0.5m。格栅钢架节与节之间采用角钢+螺栓连接。

为保证钢架整体受力,施工时,用Ф20钢筋作为纵向连接筋,把本榀与上榀格栅钢架进行连接形成整体,环向间距1m,内外层交错布置,将每榀格栅连成一体,并及时在格栅脚部打入锁脚锚杆与格栅钢架连接一起,将格栅钢架进行固定。钢架与土体之间尽量接近,留3~5cm间隙作钢筋保护层。

钢架内缘钢筋网挂设完成后立即喷射C20防水混凝土。喷砼厚度250mm。砼喷射分片依次自下而上进行,先喷格栅与拱(墙)壁间混凝土,后喷两拱之间混凝土。初喷层厚度为拱顶5~6cm,边墙7~10cm。第二次复喷达到设计喷锚厚度使钢格栅全部覆盖,且表面平顺无明显凹凸,并符合设计轮廓线。

在初支结构喷射混凝土前,沿隧道方向每3~5m埋设初支背后回填注浆管,隧道两侧交错布置。初支喷混完毕后,由于混凝土的自重下沉,拱部初支混凝土与围岩之间会出现自然缝隙,为控制拱部土体的沉降,立即对其初支背后进行注浆,填充初支背后空隙。注浆材

料采用水泥砂浆,注浆压力控制在0.2~0.6Mpa。在注浆前需封闭掌子面,防止漏浆。封闭掌子面采用喷射C25混凝土,厚度为50~100mm。

(6)喷射混凝土材料要求

水泥:选用普通硅酸盐水泥,标号不低于p.o.42.5号,性能符合现行水泥标准。

石子:采用坚硬耐久的卵石或碎石,粒径不大于15mm。

速凝剂:使用之前应与水泥以及防水剂的相容性试拴、水泥净浆凝结效果试验,初凝不应大于5分钟,终凝不应大于10分钟。

喷射混凝土用的骨料级配宜控制见表4。

表4喷射混凝土骨料级配控制表

4、土方开挖及初支技术措施

在城市浅埋、松散地层中暗挖法施工隧道要确保地表少变形、不塌陷。施工的关键是洞内防塌、防陷、防下沉。必须严格按照“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”十八字方针,充分利用“时空效应”的原理,并及时进行背后回填注浆。

(1)“管超前、严注浆”

根据招标文件要求开挖前沿拱顶环向施作φ32超前小导管,环向间距300mm,仰角5~8度,每1.5m打设一环,并及时跟进注浆。

(2)“短进尺、强支护、快封闭”

严格按设计间距控制每榀进尺长度,初期支护采用250mm(拱部)厚的C20喷射混凝土。根据地质情况采用上下台阶法或预留核心土及全断面施工,每一部开挖完成后,均立即施工初支形成封闭环。封闭后及时进行初支背后回填注浆,控制拱顶及地表沉降。

严格执行制定的量测项目及量测频率,及时发现问题及时信息反馈及时纠正。

(4)初支背后回填注浆

初支成环后,及时注浆填充初支背后空隙,有效的控制拱顶及地表沉降。

(5)利用“时空效应”原理

充分利用“时空效应”原理控制沉降,在限制每环设计进尺的基础上,制定开挖完成时间,初支完成时间,要求在限定的时间内完成指定的工作内容。

本工程电力隧道采用复合式衬砌,即网喷,作为初期支护衬砌,然后再用模注混凝土,作为二次衬砌,在两层衬砌之间铺设防水卷材。

根据设计图纸和施工要求,在竖井和隧道初支施工结束后先施工防水层,再进行二次衬砌。二次衬砌采用标号C40防水等级S8的钢筋混凝土。二次衬砌质量控制见图4。

图4二次衬砌质量控制图

柔性防水采用聚乙烯丙纶复合防水卷材。

1)所使用钢筋必须有出厂合格证,并按规定取样作复试试验,报监理工程师批准后,方可使用。

2)技术人员按设计图纸计算出钢筋配料清单,并进行详细的技术交底后,钢筋加工厂方可加工。

3)钢筋加工前应清除钢筋表面的铁锈、油渍、油漆,首榀钢架加工完成后应进行试拼,当各部尺寸符合设计要求时,方可进行批量生产。周边拼装允许偏差为:±30mm,平面翘曲应小于20mm。

4)钢筋按照设计图纸及施工规范在钢筋加工场地配料、加工成形后运到现场安装。

5)主筋接头采用单面焊接,要求各接头钢筋焊接长度≥10d;在同一截面内,接头截面面积占钢筋总截面面积的百分率:受拉区≤25%,受压区≤50%。

6)焊接完成后的钢筋安装位置、间距、保护层及各部分钢筋的大小尺寸均应符合设计图纸的规定。安装前应进行虚碴及杂物清除,超挖部分用混凝土填充。钢架安装允许偏差:横向及高程均为±20mm,垂直度允许偏差为±2°。

7)设立足够的架立钢筋,确保成型的钢筋稳定可靠,保证在砼浇筑过程中不变形、不移位。

1)为了保证质量及外观美观,模板采用组合钢模,拱部支撑体系用I140型钢组装件,接头用螺栓连接。

2)模板及支架必须保证

①结构物的形状、尺寸与相互位置符合设计规定。

②具有足够的稳定性、刚度和强度。

③模板表面光洁平整,接缝严密,不漏浆,以保证砼表面的质量。

①模板安装必须严格按设计图纸尺寸施工。

②支架必须支承于坚实的地基或在混凝土上,并应有足够的支承面积。

③安装前于模板表面涂刷隔离剂。

④安装完成的模板经检查合格后方可进行下一道工序。

钢模板组装质量标准详见表5。

表5钢模板组装质量标准表

两块模板之间的拼接缝隙

组装模板板面的长宽尺寸

组装模板两对角线长度差值

①砼采用商品混凝土,严格按照配合比进行配料。

②采用砼输送泵进行泵送灌注。

③泵送前应润滑管道,润滑采用按设计配合拌制的水泥砂浆,输送管道宜顺直,转弯宜缓,接头应紧固。

④混凝土灌筑时应两侧对称连续灌筑,两侧混凝土面高差不大于0.5m。

⑤混凝土捣固采用人工配合附着式振动器振捣,振捣要均匀、到位,彻底确保砼密实。

⑥拱部混凝土灌筑作业最后的灌筑窗口必须在模板顶部,确保隧洞拱顶不留空隙。

①砼强度达到25Kg/cm2后,方可脱模。

②脱模后,及时洒水养护,养护期不小于14天。

6)二次衬砌隧道轮廓尺寸允许偏差及检查方法见表6。

表6二次衬砌隧道轮廓尺寸允许偏差及检查方法

用水准仪检查,20m一个点。

用钢尺检查,20m一处。

全部检查点95%不小于设计厚度;最薄处不小于设计厚度85%

立模后进行检查,每10~20m检查一个断面

二、隧道洞内塌方预防措施

国网杭州供电公司10kV配电住宅工程典型设计分册(2017版)塌方控制重点部位在潜水、滞水层等不良地质地段。

(1)施工采取超前小导管超前支护和预注浆。采用“早预报、预注浆、管超前、半断面、留核心、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤测量”的施工原则保证施工安全。

(2)严格按照图纸提供的开挖支护、顺序进行开挖。横洞开挖在主洞超前30m后进行。

(3)针对地下水渗漏情况,提前采取有效的治水措施。

(1)隧道开挖后,必须根据设计文件、围岩情况,及时、有效地进行初期支护。

(2)不良地质带某热力公司锅炉迁移安装施工组织设计,应加强支护或及早进行二次衬砌。

(3)施工期间,现场施工负责人应会同有关人员对支护各部位定期进行检查。在不良地质地段每班应设专人随时检查,当发现支护变形或损坏时,应立即整修加固,变形或损坏情况严重时,应先将施工人员撤离现场,再行加固。

(4)洞内支护,应随挖随支护,支护至开挖面的距离不得超过0.5m。如遇含水量较高土层时,就尽量缩短支护至工作面的距离。施工短期停工时,应将支撑直抵工作面。

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