污水管道工程(沟槽深度大于5m)沟槽开挖与支护专项施工方案

1 污水管道工程沟槽深度大于 5m 沟槽开挖与支护专项施工方案 一 工程概况 本工程污水管道埋深大多在 4 5 8 0m 范围内 管径有 DN400 DN600 DN800 DN1000 DN1500 DN1650 DN1800 等 其中 DN400 管径采用硬聚氯乙烯 UPVC 加筋管 管径 DN600 DN1200 的采用玻璃钢夹砂管 其余管径的采用企口式钢筋 混凝土管 沟槽开挖深度大部分要大于 5m 拟建道路沿线主要为果园 村庄 河网交错 河塘密布 这些 段落地面高程在 3 5 4 5m 之间 地势平坦 稍有起伏 该段的地质情况自上而下为 层为 0 2 5 4m 一般土层厚 度 粘性土 1 层为 0 3 3 0m 软塑状的粉质粘土夹粘质粉土 土 质较好 3 1 层为 1 2 5 1m 稍密状态的砂质粉土 3 2 层为 5 3 11 8m 中密状态的灰色粉砂 二 施工准备 由于路线较长 工期较紧 需要做好充足的施工准备 2 1 施工队伍进场后 必须先进行场地的整理 及时进行测量 放样 准确放出管道布置的轴线和沟槽开挖的边线 2 2 机械设备与材料抓紧落实进场 所需的材料设备必须准备 齐全 要满足规范设计要求 2 2 3 落实管道供应厂家 进行认真考查和认可 选定供应厂商 在保证质量的前提下 要求其具备足够的日生产能力 保证供应 满足施工进度要求 2 4 管道施工前进行认真的技术质量安全交底 分工明确 责 任到人 三 施工安排及方法总说明 对于埋深很深的污水管道的施工 采用上部放坡开挖 下部钢 板桩支护两次成槽的挖土方法 先考虑将表土 粘性土 挖除一层 2 0m 左右 有效降低沟槽深度 然后进行井点降水 打设钢板 桩 再开挖沟槽 采用 2 3 道顶撑支护 铺设管道 四 施工方案 4 1 污水管道施工工艺流程 测量放线 第一次土方开挖 布置井点降水 打设钢板 桩 沟槽开挖及支护 管道基础施工 铺设管道 污水井 施工 磅水 闭水 试验 管道坞膀 沟槽回填 4 2 测量放线 根据设计施工图 测设管道中心线和污水井中心位置 设立中 心桩 管道中心线和井中心位置经监理复核后方可在施工中使用 根据施工管道直径大小 按规定的沟槽宽度测放出边线 开挖 前用石灰划线来控制 对于井位置的确定通过在沟槽外两侧设置控 3 制桩来进行控制 并记录两桩至井中心的距离 以备校核 4 3 第一次土方开挖 按照测量放出的开挖线 进行第一次开挖 将表层 1 5 3 0m 厚的粘土层开挖 上口宽度按照管径的大小和开挖深度来确定 一 般为 12m 左右 按照 市政排水管道工程施工及验收规范 DBJ08 220 96 确定开挖边坡坡度为 1 1 这样可以有效降低沟槽 的深度 挖出的土离槽口尽量远 2m 以上 堆土高度宜小于 1 5m 或者尽量远离堆放 以减小土压力对沟槽的影响 20 5m 因此 按照 1 1 开挖表层 2 0 3 0m 能确保边坡的稳定 4 1 h GNTtg 滑 动 面 按照开挖 3m 深 其边坡的稳定安全系数为 K s c H 根据 H 3 0m 开挖坡度角 45 查得稳定系数 s 12 K 2 6 所以土坡处于稳定状态 4 4 井点降水 由于污水管的埋深多在 5 0m 以上 为防止土层液化或管涌 沟 槽采用板桩密排支撑 井点降水 井点布置在沟槽两侧 对于槽钢 井点布置在外侧 如图 拉森板桩则布置在内侧 60m 左右为一 流水作业段 井点管埋设前视污水管埋深 保证降低后的地下水位 与槽底的最小深度大于 0 5m 来确定井点管的长度和井点间距 井点施工程序为 放线定位 冲孔 安装井点管 填砂砾滤料 铺设总管 联接管连接井点管与集水总管 与抽气设备连通 安 装集水箱和排水管 开动真空泵排气 开动离心水泵抽水 观察地 下水位变化 5 10530 3010联 接 软 管 槽 钢 板 桩井 点 管集 水 总 管喷 射 泵 机 组 井点设备采用真空泵组合 即每套设备由 5 5KW 真空泵 1 台 2 8KW 离心式水泵 1 台和 1 台气水分离器组成 每套井点设备有效 抽水距离为 60m 深度为地面以下 6 8m 为提高井点降水效果将井点管单排双侧布置 间距为 0 8 1 0m 井点管入土深度要比设计沟槽底深 0 9 1 2m 井点下 端滤管长为 1 1 5m 滤管上要先包一层细滤网 再包一层粗滤网 并用铁丝绑扎加以保护 滤水管必须埋入含水层内 井管长度 H 不包括滤管长度 l 应符合下式要求 H H 1 h1 h2 iL 其中 H 1 为沟槽深度 m h1 为降低后的地下水位与槽底的最小深度 应大于 0 5m i 为地下水计算降落坡度 环状井点为 1 10 线状井点为 1 3 1 4 6 L 为井管至需要降低地下水位的水平距离 环状或双排井点 为井管至沟槽中心的距离 单排井点为井管至沟槽对侧底的距离 m h2 为井管露出槽顶的高度 一般为 0 2 0 3m 井点管安装前先进行测量放线 确定好位置 采用高压水枪冲 孔 按照井点管深度来控制冲孔深度 比滤管底深 50cm 以上冲至 要求深度后应停留在原位继续冲水片刻 迅速提起冲水管 立即将 井管垂直居中放入孔中 将砂滤料灌入井孔 灌砂量应根据冲孔孔 径大小和深度计算确定 实际灌砂量不应小于计算量的 95 孔顶 用粘土封填 灌砂时要注意灌砂应达到的位置宜在地下水位以上 当井点管入土完毕后再安装集水总管 安装时应沿抽水水流方 向有 0 25 0 5 的上仰坡度 最后集水总管与井点管 真空泵连接 所有连接管都必须密封防止漏气 为保证井点连续不断地抽水 应配备双电源 以防断电 造成 滤管堵塞 一般抽水 3 5 天后水位斗基本趋于稳定 正常出水规律 为先大后小 先混后清 如不上水或水一直较混 或出现先清后又 混等情况 应立即检查纠正 4 5 打设钢板桩 在第一次土方开挖的梯形沟槽中施打钢板桩 如果沟槽深度 第一次开挖底面至沟槽底部 大于 5m 的采用 12m 长国产拉森钢 板桩 其余采用 8m 长槽钢板桩 打设前 在最后矩形沟槽两边外 侧 10cm 放出打设线 槽钢板桩材料选用 25a 槽钢 根据上海地区 7 的特点和施工经验 板桩入土深度 T 沟槽深度 H 比值 T H 在一般土质条件下 沟槽深度 5m 以内 值宜取 0 35 5 7m 时宜取 0 5 7m 以上时 沟宜取 0 65 板桩排列根据 土质和沟槽深度等情况 采用咬口排列 咬口板桩 应咬合紧密 板桩挺直 板桩打拔采用 1m3 履带式挖掘机配备振动 沉桩锤进行施工 板桩的垂直度不能大于露出高度的 1 5 施打板桩前应查明地下管线或地下构筑物 如有 先将管线外 露 采取施工保护措施后再打设 或局部跳空采取其它支护措施 打设时 若出现板桩入土过慢 桩锤回弹过大 应查明原因 进行 处理方可继续施打 4 6 沟槽开挖及支护 沟槽开挖采用挖掘机进行 沟槽深度较大的 采用两台以上挖 掘机传递挖土 其中一台为长臂挖掘机 确保土方开挖远离沟槽 对沟槽减少影响 挖土深度至 2 5m 时 应先距地面 1 5m 处撑头道 支撑 管顶上的一道支撑与管顶净距不应小于 20cm 离基础面上 20cm 处加设一道临时支撑 沟槽挖土与支撑应密切配合 做到随挖 随撑 防止槽壁失稳而导致沟槽坍塌 支撑道数应根据沟槽实际深 度而定 对于深度小于 6 米且用拉森钢板桩支护的沟槽 可采用二 道支撑 头道支撑设置同上 第二道支撑设在头道支撑下 2 米处 挖掘机挖土时 应采取后退式挖土方法 严禁挖掘机进入未设支撑 的开挖好的区域 开挖的土方原则上就地堆置 但堆放高度不超过 1 5m 施工时 8 严格进行控制 堆置点离坑边距离不小于 2m 以减小沟槽边堆土对 沟槽壁侧向土压力 以确保沟槽的稳定性 20 3井 点 管钢 板 桩顶 撑 1010 1 0 75h GNTtg 滑 动 面砂 质 粉 土 1 9 0 7粉 砂 层 2 18 5 30 5 hh1h23沟 槽 底 沟 槽 顶 面 按照最深 7m 沟槽进行验算 如上图所示 9 沟槽采用国产拉森 型钢板桩 长度为 12m W 874cm 3 f 200MPa 支撑采用 20cm 原木 f m 10N mm 2 按照等弯矩布置来 确定各层支撑的间距 1 由图示可以得出 平均重度和平均内摩擦角 1 l1 2 l2 l 19 2 5 18 5 4 5 7 0 18 68kN m 3 1 l1 2 l2 l 19 7 2 5 30 3 4 5 7 0 26 51 2 确定支撑层数及间距 按照等弯矩布置来确定各层支撑的间距 则板桩顶部悬臂端的 最大允许跨度 由公式 h 3 6 f W K a 得 h 3 6 200 874 100000 18 68 1000 Ka 主动土压力系数 Ka tg 2 45 2 0 383 h 245cm 2 45m h1 1 11h 2 7m h2 0 88h 2 16 根据实际情况 确定 h 2 0m h1 2 2m h2 1 6m h3 1 2m 采用三道支撑 3 用顿恩近似法计算板桩入土深度 因采用井点降水 坑底以下的土密度不考虑浮力影响 10 沟 槽 顶 面70 GDMQ N B R O Ax120 Kp a x1 3L 主动土压力系数 Ka tg 2 45 2 0 383 被动土压力系数 Kp tg 2 45 2 2 612 由上面简图可得 MR 的斜率 Kn Kp Ka 41 64 e1 MQ Ka H 0 383 18 68 7 0 50 08kN m 2 由顿恩近似法 DB 板桩上的荷载 GDB N 一半传至 D 点 另 一半传至土压力 MR B 由图几何关系可得 Kp Ka x 2 Ka Hx 1 2 Ka H 0 板桩入土深度 x 1 95m 实际施工中 拉森钢板桩采用 12m 长 足够保证入土深度 2m 11 以上 施工时入土深度为 3 5m 以上 对于井点降水局部效果不好或失效时 需采取一定的措施 由 于拉森钢板桩采用密排咬口式布置 止水性较好 可以防止侧面流 砂等因素影响沟槽施工 在局部加设一道临时支撑 保证其稳定性 同时对局部底部潮湿基础回填块石 稳定基础 再铺设砾石砂 若 槽底发生较大的管涌 影响施工 则停止施工 回填沟槽 一方面 检查钢板桩是否打设到位 入土深度必须保证 另一方面 检查井 点 考虑重新下井点 结合地质资料 采取加深井点或分两级甚至 三级井点 保证降水效果 4 7 管道基础施工 按照设计要求 钢承口式钢筋混凝土管及丹麦管管道基座根据 土质及降水效果选用基础形式 设计采用 C25 钢筋砼基础 横向配 筋 8 200 上下层 纵向配筋 10 200 上下层 若底板位 于填土层上时 应将其全部挖除 再用级配砾石砂分层夯实回填至 基底标高 压实度满足要求 硬聚氯乙稀 UPVC 加筋管管道基础按 照 硬聚氯乙稀 UPVC 加筋管室外排水管道工程设计通用图 管 道基础采用碎石或砾石砂 碎石粒径为 25 38mm 砾石砂的粒径 为 60mm 玻璃钢夹砂管管道基础按照 玻璃纤维增强塑料夹砂排 水管道施工及验收规程 在土基上铺设厚度为 DN 4 且不小于 50mm 但不大于 150mm 的中粗砂基础 当采用其他颗粒材料作基础 时 最大粒径不大于 15mm 基础须夯实且表面平整 12 基础施工前必须复核高程样板的标高 基础的底层土人工挖除 13 修整槽底 清除淤泥和碎土 如有超挖 应用砾石砂或旧料填实 不得用土回填 4 8 铺设管道 本工程的管道接口 企口式钢筋混凝土管采用 q 形橡胶圈接口 玻璃钢夹砂管采用 o 形橡胶圈接口 钢筋混凝土管 O 形橡胶圈接口 采用防水涂料施工工艺 q 形橡胶圈接口采用硅油润滑剂 不可用 牛油 即黄油 本工程污水管道中采用钢筋混凝土管的须考虑管道防腐 防腐 做法可采用防腐防水涂料 为方便施工 可在管道铺设前在钢筋混 凝土管内壁按要求涂刷防腐防水涂料 施工前对基层的清洁 平整 度 修补养护 含水率等质量指标进行验收 并作记录 认可后方 可涂装施工 运至现场的管道视现场情况就近沿途单排堆放 堆放时严禁管 道中间有硬物顶撞 防止管道碰坏 同时服从现场调度排放 不得 防碍机械的通行 待用的管材要进行检查验收 如有裂缝等缺陷的 管材 不得使用 并做好记录 退回原厂 管节堆放 必须在起重 机工作幅度范围内 两节管间要有一定间隙 以便捆管 管节捆绑 生扣 可滚管 也可在地上开槽穿绳 钢丝绳不得从管心串过吊装 吊绳宜采用 3 65 钢丝绳 抗拉强度为 1961Mpa 所有绳扣 均采用插辫方法 每扣不少于 7 花以便卸扣 14 井 点 管挡 土 板 20 4 横 向 支 撑木 方 510 L 5L 5 H 注 其中 L 为管长 为管径 H L 2 5L 单根绳长 3 5 1 2H 下管用的起吊设备应停放在坚实的基础上 若地面软弱 要用 方木 钢板等铺垫进行加固 下管时要有专人指挥 本工程管道管 径为 DN1500 DN1800 在施工时以逆流方向进行铺设 承口应对 向上游 插口对向下游 铺设前承口和插口用清水刷净 稳管时 相邻两管底部应齐平 为避免因紧密相接使管口破损 并使柔性接口能承受少量弯曲 管子两端面之间应预留约 厘米的 间隙 排管前需检查混凝土基础的标高 轴线 清除基础表面的污泥 杂物及积水 在基础上弹出排管中心线 标高经复核后方可排管 排管时以控制管内底标高为准 管道铺设要严格按照操作规程进行 管道接口需严密 管道间 隙要符合设计要求 管枕 垫尖 管道不得左右晃动 管道中心线垂直引至撑柱上 拉好中线 吊好锤球 管节铺设 采用起吊设备在垂直方向吊管 采用两组手扳葫芦在管的左右两侧 15 水平方向拉管 排管铺设结束后 必须进行一次综合检查 当线形 标高 接 口 管枕等符合质量要求时 方可进行下道工序的施工 管道铺设质量验收标准应符合 市政排水管道工程施工及验收 规程 的有关要求 具体控制措施如下 中线控制 本次施 工采用边线法 即将管边线用钉子钉在龙门板桩上 通过锤球定位 线定出边线 在基础上做好记号 稳管时通过锤线控制管道边线 这样管道就处于中心位置 用这种方法对中 比中心线法速度快 高程控制 管道高程控制采用水准仪复测 龙门板控制高程 相邻两板的高程钉分别到管底标高的垂直距离应相等 则两高程钉 之间连线的坡度即为管道坡度 该连线为坡度线 坡度线上任何一 点到管底的垂直距离为一常数 高程控制时 使用丁字形高程尺 将高程尺垂直放在管底 当标记和坡度线重合时 表明高程正确 管线平面位置与高程误差必须符合规范要求 管中心控制与高程控 制必须同时进行 在车行道下和过河段管道接口处在管道就位后 覆土前包裹两 层土工布 宽度为 800mm 土工布接缝搭接宽度为 200mm 4 9 附属构筑物 检查井等施工 施工时 井底基础应与管道基础同时浇筑 井底基础板为双向 受力 采用钢筋笼施工 排水管检查井内的流槽 宜与井壁同时进 行砌筑 流槽应与上下游管线底部接顺 井底基础与相邻管道基础 16 同时浇筑 使两者基础浇筑条件一致 同时能减少接缝 避免了因 接茬不好的因素 产生裂缝引起不均的沉降 检查井的预留支管应随砌随安 预留管的直径 方向 标高应 符合设计要求 管与井壁衔接处应严密 预留支管口宜用砂浆砌筑 封口并抹平 附属构筑物依据标准图集及设计要求进行施工 4 10 磅水 闭水 试验 根据规范要求 污水管道必须逐节 两检查井之间的管道为一 节 作磅水检验 检验合格后才能进行管道坞膀 直径 800mm 的管道可采用磅筒磅水 直径 1000mm 的管道 可采用检查井磅水 磅水前 接缝砂浆及混凝土应达到设计强度要 求 并在管道预先充满水 24h 以上才能磅水 磅水时按照要求水头高度先加水试磅 20min 待水位稳定后才 进行正式磅水 计算 30min 内水位下降的平均值 磅水水头为检验 段上游管道内顶以上 2m 直径 1000mm 的管道采用检查井磅水 若其井顶内顶的距离小于 2m 时 则磅水水头高度至检查井井顶为 止 正式磅水时 应仔细检查每个接缝和沟管的渗漏情况 作好记 录 若磅水不合格 应进行修补重磅 直至磅水合格为止 4 11 管道坞膀 本工程设计的管道坞膀 胸腔覆土采用中粗砂 钢筋砼管 玻 璃钢夹砂管以及 UPVC 加筋管管道位于车行道下 回填土须回填至 管顶以上 500mm 处 中粗砂干重不小于 16KN M3 采用钢筋贯入 17 法进行检测与控制管道位于绿化带内 胸腔覆土采用中粗砂 钢筋 砼管须回填至管中心 玻璃钢夹砂管以及 UPVC 加筋管须回填至管 顶 回填需对称均匀 洒水振实拍平 密实度满足要求 4 12 沟槽回填 沟槽回填是管道工程中的一道重要工序 沟槽回填后 管顶以 上的回填土将变为管道上的竖向土压力施加在管道结构上 因此 采取措施减小竖向土压力强度就意味着减少管道的荷载 采用 中 松侧实法 先用手扶式振动夯 冲击夯将管道两侧分层回填压实 分层厚度为 20cm 到管顶以上 50cm 后 对于 UPVC 加筋管和玻璃 钢夹砂管为管顶以上 70cm 再采用大型压实机械回填 五 管道施工的质量工期保证措施 根据本区域雨污水管道工程施工的特点 在施工过程中除强化管 理 确保质量保证体系正常运行外 技术上也要采取相应的措施 使工程质量和工期有一个充分的保证 主要采取以下措施 5 1 注重管道的测量放样工作 对龙门板桩要重点加以保护 及 时进行复核 保证管道铺设的轴线和管底标高的准确性 5 2 天气因素对管道施工影响很大 施工中 要时刻注意天气变 化 掌握近期和长远期的天气情况 定出施工计划 5 3 对管道必须进行认真验收 不合格的管道不允许出现在工程 中 同时在施工过程中 对管道须进行保护 尤其在卸车 移管 铺设 接口 坞膀 回填过程中 5 4 要充分考虑施工作业的流水性和连续性 根据不同的管道施工 难度和不同的天气情况 采取相应措施 如果施工难度大 天气情 况不是很好 施工段落可以相应缩短 作业面缩小 提高工效 保 证施工的连续 18 5 5 沟槽开挖严格按照交底要求进行施工 对于不同的管道埋深 采用不同的开挖方式 以保证沟槽的稳定性 保证施工的质量 对 于放坡开挖进行沟槽施工的 周围要做好排水沟和集水井 积水应 及时排除 防止基础浸泡 完成后要及时回填 5 6 管道的铺设 接口处理 坞膀回填施工中 严格按照设计规 范要求 加强过程质量控制 加大检查力度 以保证施工质量 六 管道施工的安全文明施工保证措施 针对排水工程施工的特点 根据安全风险分析 沟槽塌方和机械 事故等一般较多 需重点防范 在加强全员安全教育 提高安全风 险意识和防范意识的同时 拟采取以下措施 6 1 施工便道要保证畅通 及时修整 原材料运输车辆要勤检查 勤保养 保证行驶和制动系统的完好 6 2 管道卸车 管道铺设时要对吊重设备进行认真检查 尤其是 钢丝绳等 必须满足要求 配合吊装人员要戴好安全帽及手套 必 须由专人指挥 以哨令 旗示或手示进行指挥 所采用的 令示 必须规范 并与吊重人员预先沟通好 当管节离开地面 配合吊装 人员必须避开被吊物 移动过程中要注意不要被障碍物所绊倒 6 3 沟槽开挖时如遇到异常地质或异常物体等情况 及时向有关 单位部门汇报并作记录 处理结束后再行施工 沟槽开挖时要随时 注意槽壁的稳定情况 由专人负责查看 并采取有效的支护措施 防止塌方伤人 所有人员不得在沟槽内坐卧 休息 6 4 管道铺设范围内 事先要通过有关部门摸清有无管线 如有 必须采取措施 进行搬迁或加固等 否则不得施工 6 5 在沟槽两侧须采取一定防护措施 尤其是在村庄道路附近施 工时 须设置路障 警示牌等 夜间须增设红灯示警 19 6 6 沟槽所用的支撑等必须可靠牢固 随着沟槽挖深 及时加以 顶撑支护 开挖出的土方必须按照要求堆放 不得随意堆放 6 7 夜间欠安全的原因一般不安排施工作业 若要施工 要求配 足照明设备 特别在边坡 转弯处要加大照明亮度 车辆进入施工 便道后 要求慢速行驶 6 8 该段雨污水管道工程施工用电主要采用箱变 同时备两台 75kw 的发电机 加强用电管理 规范各类电气设备使用 电箱 电 源线等勤检查 发现破损及有碍安全使用的及时更换