沟槽开挖与支护专项施工方案

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沟槽开挖与支护专项施工方案

某道路工程沟槽开挖与支护专项施工方案

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T/CBDA 6-2016标准下载,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:①层为0.2~5.4m(一般土层厚度)粘性土;

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

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

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

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

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。

1:1.52000~3000

1:11:112000

已知土的重度为Υ=18.0kN/m3,内摩擦角φ=26°,粘聚力c=12kN/m2,为

坡度1:1,开挖坡度角θ=45°。

由此得出,基槽边坡稳定时的允许开挖最大深度h:

因此,按照1:1开挖表层2.0~3.0m能确保边坡的稳定。

1:1hθαGNTNtgφ

按照开挖3m深,其边坡的稳定安全系数为:

K=ψs×c/(H×Υ)

根据H=3.0m,开挖坡度角θ=45°,查得稳定系数ψs>12。

所以土坡处于稳定状态。

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

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。

30003000100

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

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

井管长度H(不包括滤管长度l)应符合下式要求:

H≥H1+h1+h2+iL

其中:H1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;

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。

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

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。

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,根据上海地区的特点和施工经验,板桩入土深度(T)沟槽深度(H)比值

α(α=T/H),在一般土质条件下,沟槽深度5m以内,α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

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

Υ1=19.0φ1=19.7

按照最深7m沟槽进行验算:(如上图所示)

沟槽采用国产拉森Ⅱ型钢板桩,长度为12m,W=874cm3,[f]=200MPa支撑

采用Φ20cm原木,fm=10N/mm2,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:

Υ=(Υ1*l1+Υ2*l2)/l=(19*2.5+18.5*4.5)/7.0=18.68kN/m3

φ=(φ1*l1+φ2*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=36[f]*W/(Υ*Ka)得:

h=36*200*874*100000/(18.68*1000*Ka)

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。

(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。

被动土压力系数Kp=tg2(45+φ/2)=2.612

e1=MQ=Ka*Υ*H=0.383*18.68*7.0=50.08kN/m2

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:

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

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

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。

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,

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。

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Ф3.65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。

单根绳长≥Φ×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

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1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

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:(1)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。(2)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

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。

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。

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

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。

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

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,

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

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

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。

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DB33/T 2154-2018 浙江省公路桥梁后张法预应力施工技术规范.pdf,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。

加强用电管理填充墙砌筑工程施工工艺标准QZXJZ J264,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。

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