应用SMW点工法施工大型顶管工作坑围护结构.doc
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1、应用SMW工法施工大型顶管工作坑围护结构杭州市市政工程集团有限公司SMW工法QC小组一、 工程概况在软土地区施工大型排水管线一般采用长距离顶管施工,顶管工作井、接收井通常采用沉井法施工。随着社会经济的发展,地下管线越来越向着大、深、长发展,因此地下管线工程施工难度也越来越大。宁波市经济技术开发区富春江北路污水管线工程为DN1800 管,管线3610米,中间设工作井6个、检查井5个,一次性顶进长度100380米,管道埋深在79米间,管线布设在富春江北路东侧绿化带下,管道西侧距离道路边线5米,东侧距离新开挖的富春江河驳坎5米,与该管线平行布设的还有DN1000自来水管和电力电信管线,距离均在35米
2、。沿线土质为:上层土为杂填土,厚22.5米;下层土为淤泥质土,厚约30米,该土层含水量高、强度低、土层厚度大,是海相沉积淤泥质土。原设计采用沉井法施工顶管工作井、接收井,井的埋深为810米,采用沉井法施工安全隐患较多,管线迁移工作量大,容易造成相邻建筑物的破坏,不久前,附近工程沉井施工中就发生了一起三人死亡的重大安全事故。因此本工程率先在宁波地区引入SMW工法施工该顶管工程围护结构。二、 QC小组概况小组名称杭州市市政工程集团有限公司SMW工法QC小组课题名称应用SMW工法施工大型顶管工作井围护结构小组类型现场攻关型小组注册编号HZQ-03-2建组日期 课题注册日期小组活动日期小组活动次数10
3、次序号姓 名文化程度职 称职 务QC小组职务职责分工1大学高工技术负责人组长全面负责2大学工程师项目经理副组长落实资金、组织协调3大学工程师项目副经理副组长编制方案、组织实施4大专助工施工管理员组员施工材料5大专工程师质量管理员组员现场操作6大专助工施工管理员组员现场测试、测量统计7中专助工项目经理组员落实机具设备及人员三、选题理由1、SMW工法施工大型项管工作坑维护结构在宁波地区尚属首次,项目部管理人员类似的施工经验相对缺乏。2、管线沿线的地上、地下建筑物较多,且距离较近,施工中必须确保万无一失。为解决上述问题,我们成立QC攻关小组,并开展一系列活动。四、目标确定1、确保施工安全及周围建筑物
4、的安全。2、降低施工中的成本,提高经济效益。3、总结SMW工法施工大型顶管工作坑维护结构设计方法。4、探索和总结SMW工法施工大型顶管工作坑维护结构施工工艺要领及操作规程。五、P阶段1:现状分析所谓SMW工法,就是以钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘,同时在钻头喷出水泥系强化剂而与地基土搅拌混合,然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材,至水泥结硬,便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的劲性复合支护结构。此种结构的主要特点表现在:、使用安全,施工不扰动邻近土体,不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害;、适用性广,它可在粘性土、粉土、砂土应用
5、;、施工进度快,每一台班可成墙7080m2;、止水性好,其渗透系数K可达10-7cms; 、因型钢可回收重复使用,成本也较低。目前,在宁波地区施工顶管工作井基本上采用沉井法施工,该方法自身的工艺流程特点为通过人工挖土的方法使沉井的下沉,由于完全依靠施工人员的经验作业,所以注定了施工中存在较大的施工安全隐患,相比之下采用SMW工法施工大型项管工作坑维护结构能够较彻底解决沉井法施工存在的安全隐患。2、要因分析根据有关科技文献与信息,我们QC小组全体成员进行了研究探讨,见以下因果分析图。针对因果分析图,可以看出: A、“人的要素:“安全意识、“施工经验”、“施工管理,这些都可以通过进一步培训教育加强
6、,不是主要因素; B、“机”的要素:“吊装设备、“挖土设备这些受施工工艺的限制,要随着施工方法的变化而变,不是主要因素; C、“料的要素:“水泥搅拌桩强度”、“插入桩体钢板桩强度”、“围檩强度”、“基坑底注浆材料这些都是虽然直接决定了施工工艺安全性的要素,但是他们都是有方案设计决定,不是主要因素;D、“法”的要素:“施工工艺、“打桩方法、“挖土方法、“坑内围檩设置、“施工安全防范措施”、“基坑底部处理这些都是影响直接其他因素,是主要因素;E、“环的要素:“土质情况、“地下管线距离”、“开挖深度”这些都是不以人的意志为转移的,不是主要因素;因果分析图坑内围檩设置挖土方法施工安全防范措施打桩方法基
7、坑底部处理施工工艺开挖深度地下管线距离土质情况基坑底注浆材料挖土设备打桩设备围檩强度插入桩体钢板桩强度水泥搅拌桩强度施工管理施工经验安全意识顶管工作井施工质量影响因素人机料环法3、制定对策 通过要因分析,可以看出,造成顶管工作井施工安全影响因素主要为:“施工工艺、“打桩方法”、“挖土方法”、“坑内围檩设置”、“施工安全防范措施”、“基坑底部处理。要因共6个,针对这6个要因,我们QC小组通过认真分析,针对该工程的特点制定了对策,见对策表。对 策 表序号项目目标措施责任人时间要求1施工工艺制定合理的施工工艺编制方案、贯彻落实2打桩方法选择合理的桩型、制定合理的打桩工艺理论计算、编制方案、贯彻落实3
8、挖土方法制定安全的挖土工艺、挖土时间理论计算、编制方案、贯彻落实4坑内围檩设置确定围檩的强度、布置、施工方法理论计算、编制方案、贯彻落实5施工安全防范措施制定配套及应急安全措施编制方案、贯彻落实6基坑底部处理确保基坑底部有足够的强度,不壅土,不变形理论计算、编制方案、贯彻落实六、D阶段实施一:施工工艺根据顶管深度的要求,维护结构坑开挖的深度均在8米到95米之间,水泥搅拌桩采用双排D700,桩与桩之间横向、纵向均搭接O.1米,深度为16米18米,内插拉森IV号钢板桩,桩长12米。基坑竖向设三排水平支撑,水平支撑竖向间距2.5米,水平间距3米,采用36号工字钢围檩及其支撑系统(见图示)。维护结构的
9、施工施工顺序如下:、导沟开挖:确定是否有障碍物及做泥水沟。、打桩设备就位。、确定桩位及打桩顺序。、SMW钻拌:钻掘及搅拌,重复搅拌,提升时搅拌。、打入拉森IV号钢板桩。、施工圈梁。、坑底注浆。、分层开挖土方。设定支撑系统。前导墙、后靠背、拉梁施工。底板施工。双排水泥搅拌桩D=700毫米L=1618米36#工字钢支撑L=4.2米拉森IV钢板桩L=12米双液注浆810米8.8米4.5米前导墙后靠背拉梁围护结构示意图实施二:打桩方法水泥搅拌桩采用双头D700水泥搅拌桩机施工,打桩顺序为顺时针连续作业,打钢板桩采用12吨履带吊机配45KW振动锤施工,打桩顺序为与搅拌桩机间隔一根桩施打,相邻桩搭接时间控
10、制在3小时之内。 实施三:挖土方法 搅拌墙体成型20天后开始土方开挖,采用人工分层开挖,小型吊机提升,弃土外运,每2.5米为一层,及时设置水平支撑系统。 实施四:坑内围檩设置 基坑竖向设三排水平支撑,水平支撑竖向间距2.5米,水平间距3米,采用36号工字钢围檩及其支撑系统(见图示)。 实施五:施工安全防范措施 基坑上口设置钢管防护栏,制定安全施工规章制度。由于坑内作业面小,为缩短工期、提高结构安全性,前导墙、后靠背的施工采用逆作法施工,从而节省了支护系统的材料,又增加了结构的整体性和安全性。 实施六:基坑底部处理坑底加固采用在工作坑开挖前对坑底进行适当的双液注浆。注浆深度基坑底以下3米,间距为
11、1米,梅花形布置。注浆时间在土体开挖前12天,注浆材料采用水泥浆+1%水玻璃。七、C阶段1、检查效果序号项目目 标实施效果1施工工艺选择合理的施工工艺流程施工方案合理,实施顺利2打桩方法选择合理的桩型、制定合理的打桩工艺实施顺利,基坑壁没有出现变形、开裂3挖土方法制定安全的挖土工艺、挖土时间实施顺利,对基坑安全没有造成不利影响4坑内围檩设置确定围檩的强度、布置、施工方法基坑壁没有出现变形、开裂5施工安全防范措施制定配套及应急安全措施没有出现安全隐患6基坑底部处理确保基坑底部有足够的强度,不壅土,不变形基坑底部没有出现变形、壅土目标1、确保施工安全及周围建筑物的安全,达到。目标2、降低施工中的成
12、本,提高经济效益,达到。目标3、总结SMW工法施工大型顶管工作坑维护结构设计方法,达到。目标4、探索和总结SMW工法施工大型顶管工作坑维护结构施工工艺要领及操作规程,达到。 2、 总体效果 本工程设置的5个SMW工法临时维护结构坑经过一个半月的施工,全部结束,没有周边土体开裂、坑壁变形、底涌、底隆的现象发生,项管施工也很顺利,这为工期、质量、安全等提供了有力的保证。与沉井法施工相比优势明显,主要有以下几点:坑底空间大,顶管操作方便;安全性好,没有沉井法施工中易发生的倾斜、突沉等危险,对周围土体也没有危害;施工质量好,能够较好地控制检查井的位置、标高,管道与检查井的接口;对地下管线的保护好。因此
13、SMW工法施工大型项管施工应用有较好的实践意义。 3、 社会效果 (1)结了一套有关SMW工法施工大型顶管工作井的设计方法和操作规程。 (2)确保了施工安全。 (3)为宁波地区的同类型工程的施工提供了良好的借鉴。 4、 经济效益 采用SMW工法施工大型顶管工作井设备投入多,劳动力投入少,成本与采用沉井法施工基本相同,但工期相对节约,因此总体成本相对节约。 八、A阶段 1、 标准化 制定了一套采用SMW工法施工大型顶管工作井围护结构的施工工艺流程。2、遗留问题及今后的打算:采用SMW工法施工大型顶管工作井围护结构施中已取得成功,但由于地质条件的多变、环境也各不相同,今后将在不同的地质条件下,运用
14、QC方法,使采用SMW工法施工围护结构的应用更完善。12原文已完。下文为附加文档,如不需要,下载后可以编辑删除,谢谢!施工组织设计本施工组织设计是本着“一流的质量、一流的工期、科学管理”来进行编制的。编制时,我公司技术发展部、质检科以及项目部经过精心研究、合理组织、充分利用先进工艺,特制定本施工组织设计。一、 工程概况:西夏建材城生活区27#、30#住宅楼位于银川市新市区,橡胶厂对面。本工程由宁夏燕宝房地产开发有限公司开发,银川市规划建筑设计院设计。本工程耐火等级二级,屋面防水等级三级,地震防烈度为8度,设计使用年限50年。本工程建筑面积:27#楼3824.75m2;30#楼3824.75 m
15、2。室内地坪0.00以绝对标高1110.5 m为准,总长27#楼47.28m;30#楼47.28 m。总宽27#楼14.26m;30#楼14.26 m。设计室外地坪至檐口高度18.6 00m,呈长方形布置,东西向,三个单元。本工程设计屋面为坡屋面防水采用防水涂料。外墙水泥砂浆抹面,外刷浅灰色墙漆。内墙面除卫生间200300瓷砖,高到顶外,其余均水泥砂桨罩面,刮二遍腻子;楼梯间内墙采用50厚胶粉聚苯颗粒保温。地面除卫生间200200防滑地砖,楼梯间50厚细石砼1:1水泥砂浆压光外,其余均采用50厚豆石砼毛地面。楼梯间单元门采用楼宇对讲门,卧室门、卫生间门采用木门,进户门采用保温防盗门。本工程窗均
16、采用塑钢单框双玻窗,开启窗均加纱扇。本工程设计为节能型住宅,外墙均贴保温板。本工程设计为砖混结构,共六层。基础采用C30钢筋砼条形基础,上砌MU30毛石基础,砂浆采用M10水泥砂浆。一、二、三、四层墙体采用M10混合砂浆砌筑MU15多孔砖;五层以上采用M7.5混合砂浆砌筑MU15多孔砖。本工程结构中使用主要材料:钢材:I级钢,II级钢;砼:基础垫层C10,基础底板、地圈梁、基础构造柱均采用C30,其余均C20。本工程设计给水管采用PPR塑料管,热熔连接;排水管采用UPVC硬聚氯乙烯管,粘接;给水管道安装除立管及安装IC卡水表的管段明设计外,其余均暗设。本工程设计采暖为钢制高频焊翅片管散热器。本
17、工程设计照明电源采用BV2.5铜芯线,插座电源等采用BV4铜芯线;除客厅为吸顶灯外,其余均采用座灯。二、 施工部署及进度计划1、工期安排本工程合同计划开工日期:2004年8月21日,竣工日期:2005年7月10日,合同工期315天。计划2004年9月15日前完成基础工程,2004年12月30日完成主体结构工程,2005年6月20日完成装修工种,安装工程穿插进行,于2005年7月1日前完成。具体进度计划详见附图1(施工进度计划)。2、施工顺序基础工程工程定位线(验线)挖坑钎探(验坑)砂砾垫层的施工基础砼垫层刷环保沥青 基础放线(预检)砼条形基础刷环保沥青 毛石基础的砌筑构造柱砼地圈梁地沟回填工。
18、结构工程结构定位放线(预检)构造柱钢筋绑扎、定位(隐检)砖墙砌筑(50cm线找平、预检)柱梁、顶板支模(预检)梁板钢筋绑扎(隐检、开盘申请)砼浇筑下一层结构定位放线重复上述施工工序直至顶。内装修工程门窗框安装室内墙面抹灰楼地面门窗安装、油漆五金安装、内部清理通水通电、竣工。外装修工程外装修工程遵循先上后下原则,屋面工程(包括烟道、透气孔、压顶、找平层)结束后,进行大面积装饰,塑钢门窗在装修中逐步插入。三、 施工准备1、 现场道路本工程北靠北京西路,南临规划道路,交通较为方便。场内道路采用级配砂石铺垫,压路机压。2、 机械准备设2台搅拌机,2台水泵。现场设钢筋切断机1台,调直机1台,电焊机2台,
19、1台对焊机。现场设木工锯,木工刨各1台。回填期间设打夯机2台。现场设塔吊2台。3、施工用电施工用电已由建设单位引入现场;根据工程特点,设总配电箱1个,塔吊、搅抖站、搅拌机、切断机、调直机、对焊机、木工棚、楼层用电、生活区各配置配电箱1个;电源均采用三相五线制;各分支均采用钢管埋地;各种机械均设置接零、接地保护。具体配电箱位置详见总施工平面图。3、 施工用水施工用水采用深井水自来水,并砌筑一蓄水池进行蓄水。楼层用水采用钢管焊接给水管,每层留一出水口;给水管不置蓄水池内,由潜水泵进行送水。4、 生活用水生活用水采用自来水。5、 劳动力安排结构期间:瓦工40人;钢筋工15人;木工15人;放线工2人;
20、材料1人;机工4人;电工2人;水暖工2人;架子工8人;电焊工2人;壮工20人。装修期间抹灰工60人;木工4人;油工8人;电工6人;水暖工10人。四、主要施工方法1、施工测量放线施工测量基本要求A、西夏建材城生活区17#、30#住宅楼定位依据:西夏建材城生活区工程总体规划图,北京路、规划道路永久性定位B、根据工程特点及建筑工程施工测量规程DBI012195,4、3、2条,此工程设置精度等级为二级,测角中误差12,边长相对误差1/15000。C、根据施工组织设计中进度控制测量工作进度,明确对工程服务,对工程进度负责的工作目的。工程定位A、根据工程特点,平面布置和定位原则,设置一横一纵两条主控线即2
21、7#楼:(A)轴线和(1)轴线;30#楼:(A)轴线和(1)轴线。根据主轴线设置两条次轴线即27#楼:(H)轴线和(27)轴线;30#楼:(H)轴线和(27)轴线。 B、主、次控轴线定位时均布置引桩,引桩采用木桩,后砌一水泥砂浆砖墩;并将轴线标注在四周永久性建筑物或构造物上,施测完成后报建设单位、监理单位确认后另以妥善保护。C、控轴线沿结构逐层弹在墙上,用以控制楼层定位。D、水准点:建设单位给定准点,建筑物0.00相当于绝对标高1110.500m。基础测量A、在开挖前,基坑根据平面布置,轴线控制桩为基准定出基坑长、宽度,作为拉小线的依据;根据结构要求,条基外侧1100mm为砂砾垫层边,考虑放坡
22、,撒上白灰线,进行开挖。B、在垫层上进行基础定位放线前,以建筑物平面控制线为准,校测建筑物轴线控制桩无误后,再用经纬仪以正倒镜挑直法直接投测各轴线。C、标高由水准点引测至坑底。结构施工测量A、首层放线验收后,主控轴一引至外墙立面上,作为以上务层主轴线竖身高以测的基准。B、施工层放线时,应在结构平面上校投测轴线,闭合后再测设细部尺寸和边线。C、标高竖向传递设置3个标高点,以其平均点引测水平线折平时,尽量将水准仪安置在测点范围内中心位置,进行测设。2、基坑开挖本工种设计地基换工,夯填砂砾垫层1100mm;根据此特点,采用机械大开挖,留200mm厚进行挖工、铲平。开挖时,根据现场实际土质,按规范要求
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