顶管施工方案(沉井+挤压式)Word文档下载推荐.doc
《顶管施工方案(沉井+挤压式)Word文档下载推荐.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《顶管施工方案(沉井+挤压式)Word文档下载推荐.doc（34页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
工程开工前，为设计交底和图纸交底做好充足的准备，将不清或不明的问题汇总会知业主、监理人员，以便及时解决。
3.6.2做好定位点控制，以便施工放样时用。
并按业主提供的水准点，沿线自引，施工中经常进行校核。
3.6．3对施工范围内的地下管线和架空线，管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，应由业主提供，项目部进行实地详细调查情况以作保护措施。
3.6．4进行施工测量和现场（工作井、接收井和顶进轴线）放线工作。
3.7机械、材料进场准备
3.7.1合理调配资金，按照材料及机械计划分批进场。
3.7.2根据顶进长度，计算所需的各类管线（进水、排泥和电缆等）的长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。
第四章施工部署
4.1管理组织架构
为保证工程能按质量、、按安全、按期完成，强化施工现场的组织管理工作。
项目部组织架构如下:
项目负责：
技术负责人：
质检员：
施工员:
测量员：
机电员：
材料员：
井体施工队
顶管施工队
安全员：
图4.1工程项目管理架构
4.2顶管工艺流程图
施工准备
测量放样
基坑开挖
工作井施工
工作井结构
轨道安放
后座顶板安装
顶进设备安装
后座千斤顶安装
洞口止水装置安装
掘进机试运行
掘进机井内就位
后座千斤顶顶进
掘进机穿墙
出泥准备
轴线控制
偏差测量
管道顶进
泥水出土
管道
顶进纠偏
砼管拼装
砼管进场验收
接口检验
砼管顶进结束
第五章主要施工方法
第一节沉井式工作井、接收井施工
本工程顶管工作井、接收井均采用沉井施工。
5．1.1、工作井沉井
沉井工作井应由设计确定，此据工作经验确定，工作井内径3.5m*4.5m，壁厚0.3米，井深3.5米，顶管完成后作为雨污接收井长期使用。
5．1.2、工作井沉井施工流程
1、制作工艺流程：
场地整平——放线——夯实基底——抄平放线验线铺砂垫层——砼垫层——刃脚砖模——安设刃脚铁件、绑钢筋——井身模板——浇筑混凝土——养护、拆模——拆砖座
2、下沉工艺流程：
下沉准备工作——设置垂直运输机械、排水泵，挖排水沟、集水井——挖土下沉——观测——纠偏——沉至设计标高、核对标高——降水——设集水井、铺设封底垫层——底板防水——绑底板钢筋、隐检——底板浇筑混凝土。
5．1.3、基坑测量放样
根据沉井设计图纸，整平场地后，根据沉井的中心座标定出沉井中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。
施工放样结束后，须经监理工程师复核准确无误后方可开工。
5．1.4、刃脚与垫层施工
刃脚垫层采用砂垫层和混凝土垫层共同受力。
砂垫层厚度Ｈ可采用如下计算公式计算：
Ｎ／Ｂ＋γ砂Ｈ≤［σ］根据计算结果，砂垫层厚度Ｈ均为80（厘米）。
砂垫层应选用级配较好的中粗砂，砂垫层采用加水分层夯实的办法施工，夯实工具为平板式振捣器。
混凝土垫层厚度可按下式计算公式计算：
ｈ＝（Ｇ0／Ｒ－ｂ）／2，根据计算结果，混凝土垫层厚度ｈ为30厘米。
混凝土垫层表面应用水平仪进行校平，使之表面保持在同一水平面上。
刃脚支撑施工示意图如下
圆形沉井刃脚支撑采用砖垫座（图示），砖垫座沿周长分成6~8段，中间留20mm空隙，以便拆除，刃脚圆弧对准圆心铺设。
砖垫座内壁用水泥砂浆抹面。
5．1.5、立井筒内模和支架
1、钢筋绑扎
沉井钢筋现场设加工场成型制作，加工好的钢筋必须进行清理、分类、按照施工设计划分点堆放整齐，并挂牌标明种类及使用部位，ф16以上钢筋采取闪光对焊工艺接长，绑扎时接头相互交叉。
井壁双层钢筋用ф10钢筋撑脚把网片撑开。
钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定，保证钢筋设计间距。
为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。
钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽验收。
隐蔽验收合格后，方可进行立外模。
2、立外模和支架
沉井制作采用竹胶模板，在沉井插筋部位用5cm木模板间隔拼装，拼装的木模表面刨光，拼缝严密平整。
为防止接缝间隙过大易漏浆，在其接缝表面采用粘贴发泡胶带。
立模前所有模板涂刷脱模剂，使砼表面能平整、光滑。
内外模板顺序原则上先立内模，后立外模。
模板与钢筋安装应互相配合进行。
模板采用双层钢筋用ф48×
3钢管作竖围囹，ф22钢筋弯曲定型后作水平围囹，内外模用ф16对拉螺杆与模板围囹结合牢固，确保井壁厚度。
螺杆上设一道止水片，止水片与螺杆满焊。
模板支架及脚手架采用ф48×
3.5钢管扣件搭设。
支架根据立模及钢筋绑扎，砼浇捣的需要分层架立。
支架的底脚衬垫30×
60木板，支架每隔9m设一道剪力撑与地面的夹角控制在45度左右。
外脚手架的纵向立杆间距为1.4m,横向立杆间距为1.2m。
内脚手架为满堂。
3、浇捣混凝土
A、混凝土浇筑
①、混凝土浇筑按照《混凝土结构工程施工及验收规范》的要求进行。
②、沉井采用两次浇筑，一次下沉。
③、沉井浇筑过程中，混凝土应保持同步均匀上升，并密切注意观察沉降，若发现不均匀下沉，应及时调整，严防井壁断裂。
④、沉井直壁模板在混凝土强度达到25%以上，刃脚斜面的模板在混凝土强度达设计强度的75%以上时方可拆模。
⑤、沉井混凝土施工时，必须严格按施工规程进行，严格控制水灰比，保持骨料清洁和良好级配、振捣密实，精心养护，以防产生早期裂缝，当气温低于5度时，采取保温施工措施。
⑥、混凝土浇捣前，所有预埋件、套管、预留钢筋等要准确就位。
B、混凝土质量保证技术措施：
①、加控制混凝土坍落度，严禁有任意加水现象产生;
②、反馈现场混凝土实际坍落度、可泵性、和易性等质量信息，以有利于控制搅拌站出料质量;
③、按照浇捣方案，组织全体操作人员进行技术交底会，使每个操作工人对技术要求、混凝土下料方法、振捣步骤做到心中有数;
④、混凝土拌车进场，混凝土品质严格把关，检查混凝土装车时间、混凝土坍落度、混凝土到场时间等是否达到规定要求，对不合格者坚决予以退货，严禁不合格混凝土进入施工现场;
⑤、各种设备的预埋件位置要准确；
⑥、混凝土浇捣工程中质量部门要巡回监督检查，发现质量问题苗子，立即督促整改;
⑦、混凝土浇捣前只有各项准备工作完善到位，现场各级验收工作顺利通过，混凝土才能开泵进行浇捣。
⑧、混凝土养护：
混凝土浇捣完后，需覆盖草包，定期浇水养护。
5．1.6、沉井下沉
根据沉井的自重计算下沉系数与稳定系数。
沉井下沉前，割除对拉螺栓的拉杆，并用水泥砂浆分二次对拉杆割除位置进行修补。
A、本工程沉井下沉根据土层及周围建筑物情况均采用排水下沉法施工。
井内取土时，先挖锅底后掏刃脚。
掏土时要对称取土，均匀下沉。
在下沉过程中要及时测量观察，若发现偏移及时采取措施进行纠正，井内取土不得堆放在基坑周围，避免对基坑外围增加载荷。
B、本工程局部地段沉井处于③可~塑岩土层，当遇到该岩层时，根据该层风化岩的强度判断决定采用何种方式破除。
若能风镐破除原则上采用风镐破除，若强度较强，则另请专业爆破施工队伍进行定向爆破，然后继续下沉施工。
C、当沉井下沉到设计标高以上1000mm时，应适当减慢下沉速度，每天不大于0.3米，这时要减少锅底开挖深度，掏土时要慎重，防止突沉和超沉事故的发生。
D、沉井下沉时，用钢板将所有预留孔封堵。
孔径小于1000时，采用8mm厚钢板封堵，孔径大于1000mm时，采用10mm厚钢板封堵，并对进水口用粘土和砖密实填筑。
5．1.7、沉井封底
A、沉井下沉到设计标高后，立即进行素混凝土干封底施工，并在封底混凝土顶面预留插筋，插筋采用φ16钢筋，插入混凝土800mm，外露部分长间距为1500mm，梅花形布置。
B、封底混凝土浇筑时，应对称均匀。
5．8、底板混凝土施工方法
A、基坑开挖至设计标高，并且确保基础无积水的情况下，浇筑砼垫层。
浇筑垫层时，为控制混凝土标高，每2m*2m设置一个标高基准点。
B、浇筑底板混凝土前，应先将槽口凿毛，清除封底混凝土表面残渣，并冲洗干净，底板钢筋应与框架底梁和井壁上的钢筋焊接牢固。
C、底板钢筋绑扎必须具备下列条件：
①基槽处理验收工作;
②轴线、墙、截面尺寸必须符合设计施工图;
③绑扎钢筋下层钢筋时，在垫层面弹出钢筋绑扎控制线，以保证钢筋间隔尺寸，其偏差值应控制在允许范围内，钢筋保证质量应符合规范要求;
④底板钢筋绑扎时，每施工二皮即隐蔽验收一皮方可进行下道工序，以免造成返工，影响进度要求;
⑤所有底板钢筋应在浇捣底板混凝土前，在适当部位加以电焊固定，防止振捣砼时，钢筋移位;
⑥各种设备的预埋件位置要准确;
⑦只有通过各个方面的验收合格后，才能浇捣混凝土。
5．1.9、沉井监测
1、在沉井拆模后，在仪器监测站相对应处井壁上弹出纵横间距为200mm的墨线，引测基准点至基坑外侧加以保护，并测量、记录下沉前的各项原始数值，作为今后监测中的原始依据，以便进行分析对比。
从而，控制沉井下沉过程中井体的偏斜、扭转量。
2、沉井下沉的高差控制，在监测站采用水准仪，以井壁上的横向墨线为依据进行监测。
通过测量取得的数据与原始值进行对比分析，并绘制沉降速率图表，有效的掌握沉井在不同土质层中的下沉速率，要求井体高差控制在10cm之内。
一旦发现高差值超过控制量，必须立即采取先校正倾斜（在刃脚高处多挖，在刃脚低处少挖）然后分层开挖，做到各施工区同步开挖，使井体能均匀下沉。
3、拟在坑外四周地面临时设置6个测点，每天监测两次。
5．1.10、沉井的质量检验标准表
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
混凝土强度
满足设计要求（下沉前必须达到70%设计强度）
查试块记录或抽样送检
2
封底前沉井的下沉稳定
mm/8h
＜10
水准仪
3
封底结束后的位置：
刃脚平均标高（与设计标高比）
刃脚平面中心线位移
四角中任何两角的底面高差
注：
上述三项偏差可同时存在。
下沉总高度，系指下沉前、后刃脚之高差
mm
＜100
＜1%H
＜1%L
经纬仪。
H为下沉总深度，H＜10m时，控制在100mm之内
水准仪。
L为两角的距离。
但不超过300mm，L＜10m时，控制在100mm之内
一般项目
钢材、对接钢筋、水泥、骨料等原材料检查
满足设计要求
查出厂质保出或抽样送检
结构体外观
无裂缝、蜂窝、空洞，不露筋
直观
平面尺寸：
长与宽
曲线部分半径
两对角线差
预埋件
%
±
0.5
1.0
20
尺量，最大控制在100mm之内
尺量，最大控制在50mm之内
尺量
4
下沉过程中的偏差
高差
1.5~2.0
最大不超过1m
平面轴线
＜1.5%H
H为下沉深度，最大控制在300mm之内，此数值不包括高差引起的中线位移
5
封底混凝土坍落度
180~220
坍落度测定器
第二节顶管施工
1、设备选择
根据《岩土工程勘察报告》，本工程顶管施工选用挤压式顶进施工法。
1）、顶管工程力学参数确定
顶管道受的阻力，包括工具管切土正压力和管壁摩擦阻力。
根据设计图纸得知，在考虑了安全系数的前提下最大控制顶力为300吨。
考虑到地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取２倍能力储备，设备顶进能力应达到600吨，采用2个300吨的千斤顶可满足要求。
2）、顶进设备的选用
顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、工具管及运出土设备等。
千斤顶是掘进顶管的主要设备，考虑到为避免千斤顶故障而影响工程进度，故采用两套设备。
千斤顶在工作坑内的布置采用两台并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。
根据施工经验，顶管上半部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4～1/5处为宜。
高压油泵由电动机带动油泵工作，选用额定压力为62Mpa的ZB-500塞泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程。
顶铁是传递和分散顶力的设备。
要求它能承受顶压力而变形，并且便于搬动。
根据顶铁位置的不同，可分为横顶铁、顺顶铁和U形顶铁三种。
本工程采用U形顶铁形式。
工作坑上设活动式工作平台，平台用30号工字钢梁。
工作坑井口处安装滑动平台，作为下管及出土使用。
在工作平台上设直重架，上装电动行车，其起重量应大于管子重量。
2、进出洞口措施
顶管顺利进出洞是顶管成功的基础，我们考虑到土质条件，提出以下进出洞口措施：
1）沉井时如造成洞口周围地基塌陷，应进行回填粘土压密加固，必要时加以井点降水疏干土体水分。
2）为使出洞口在施工中不发生泥水流失，洞口止水装置必须良好，必须做到：
止水胶圈安装平整牢固，水密性良好;
止水胶圈安装位置必须与管道在同一轴线。
3）为了确保工具管安全进出洞，尽量避免泥水流失，造成地面塌陷，在必要时，我们可以对洞口外的土体采取压密注浆进行加固。
3、管道外围压注触变泥浆减摩
为了减小管道外壁的摩阻力，必须在管道外围压注触变泥浆。
触变泥浆压注力和耗量：
触变泥浆的压注力应与注入土层的土体压基本相当或略大，而触变泥浆的耗量亦应略大于或等于地层土体的损失量。
触变泥浆的配比及拌制：
1）根据以往施工经验及多次试验，采取成品膨润土的配合比如下：
膨润土:
水:
碱=100:
614:
2.0（重量比）
2）泥浆的拌制要均匀。
首先将定量的水放入拌和桶内，开动拌和机徐徐投入膨润土，拌和2-3分钟，继续搅拌7-8分钟，即成泥浆。
制成的泥浆排放入贮浆池内贮存12小时，使膨润土、水、碱发生置换作用，形成稳定性良好，且有一定粘度的泥浆，使用时用泵压至管道外围。
为了防止贮浆池内泥浆离析，应间歇地对贮浆池内泥浆进行搅拌。
3）触变泥浆的压注方法：
采用在顶管工具管压浆、中继环补浆的方法，对工具管压浆要与顶进同步，以迅速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好的膨润土泥浆层。
中继站补浆是在已有泥浆层的基础上改善泥浆层，补充其损失量。
工具管尾部第一压浆孔后的10m处设置第一道补浆孔，此后每隔6m通过管节上的补浆孔补浆，以保证管道处围空隙充满触变泥浆，补浆始终要坚持从后向前补压和及时补浆的原则。
对于各层土质，特别在夹砂土层施工时根据其渗透系数充分考虑泥浆的损失，调整注浆压力和注浆量。
4）泥浆的置换：
每段管道顶进完成后，立即用2:
1水泥浆将泥浆置换出来，以确保管道外围土体有足够的支撑和减少渗漏水。
4、顶管推进
1）最大允许推顶力
顶管中推顶力不仅受设备的制约，而且受工作井后靠土体稳定的允许反力和管材轴向承压力的限制，因此在顶管施工中允许推顶力应受诸多因素中的最小允许承载力来决定。
2）中继站的设置
顶管施工中，顶管中继站的设置与顶管允许推顶力有关，管道的顶进总阻力由掘进机的正面阻力和管道外壁的摩阻力组成。
以顶距较长WY69工作井至猪市河为例进行顶力计算：
R=N+F=462.3+3768=4230.3KN
N=1/4×
π×
D2×
Pt=1/4*π*1.22*409=462.3KN
式中R——计算的总顶力（KN）；
D——管道的外径，D=1.2m；
Pt——机头以上1/3D处的被动土压力，
Pt=r×
（H+2/3×
D）×
tg2（450+φ/2）=19.3*（11.5+2/3*1.2）*tg2（450+15.4/2）
=409KN
H——管道顶部以上覆土层的厚度平均11.5m；
r——管道所处土层的重力密度，查地质资料可得19.3KN/m3；
φ——管道所处土层的内摩擦角15.4度；
L——管道计算顶进长度；
F——顶进时，采用压密注浆管道表面与其周围土层之间的摩阻力
F=f×
D×
L=5*π*1.2*200=3768KN
由于采用注浆工艺，取f=5KN/m2
根据计算结果可知，不能满足顶进的需要，因此要设中继站。
中继环位置计算：
允许推顶力/顶管总阻力＞1.2，1.2为顶进安全系数
即3000/N+F＞1.2
经计算得：
L=78米，取L=78米。
每节管长2米，故在第39节管后设置一中继环。
5、管材和接口
管材采购专业厂家生产的管材，进场时按规范进行验收，不合格品予以清除。
按管前再次检查管子接口的槽口尺寸，橡胶圈和衬板的外观和质地。
确认合格后方可使用。
接管时可在接口外均匀涂上抹薄层硅油等橡胶无腐蚀性的润滑材料以减小摩阻力，承插接管时加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外，顶管结束后要按设计要求对管接口进行处理。
6、顶管工施工
顶管施工质量的好坏与设备安装的精确度有直接的关系。
安装前，应根据已知的控制点、标高，准确无误地测放出进出洞口的标高和顶管的轴线，并依此测放设备和安装位置。
导轨、千斤顶支架、靠背等设备必须安放准确牢固，以保证顶管的顺利进行。
顶进：
A、工具管进洞：
开始顶进前，必须对所有设备进行全面检查，并经过试运转无故障后，方可开门进洞。
开始顶进前，先在洞口安装好止水装置，然后拆除砖封门，随即推进工具管入洞。
工具管进洞时，严格控制顶进偏差，10m以内中心偏差不得大于0.3cm，高低偏差宜抛高0-0.3cm。
若达到上述要求，应拉出工具管，作第二次进洞。
B、顶进：
顶进操作工艺流程：
安装管节
布置顶铁
工作面挖土
土方运出
压浆
土方装车
弃土
加顶铁
停顶回程
弃 土
顶进停顶回程加顶铁
C、安装管节：
管节安装前认真检查，确认质量合格后方可使用。
管道接口为“F-C”形接口。
安装管节前，应先安装止水胶圈，在管节端面粘贴好松木衬垫，再将管节吊放在轨道上稳好，使管节插口端对正前管的承口中心，缓缓顶入，直至两个管节端面密贴衬垫，并检查接口密封胶圈及衬垫是否良好，如发现损坏，应重新安装，确认完好后方可布置顶铁
D、工作面工艺：
顶进管节的方向和标高控制，主要取决于挖土操作，顶管工作面上的挖土质量不仅影响顶进效率，更重要的是影响质量控制。
因此，熟练的操作工是重要的技术力量。
E、顶进：
顶进施工，应严格控制前5m管道的顶进偏差，其左右及高程偏差均不能超过0.3cm，在顶进过程中若产生偏差，应及时纠正。
要把较大的偏差作为主要突破点予以纠正。
纠偏不得急于求成，应逐步进行，必须坚持“勤测、勤纠”的原则。
顶进应与管外围注浆同步进行，其原则是先注浆，后顶进，随时顶进，随时注浆，以保证管外围充满泥浆套，充分发挥减阻和支撑作用。
顶进速度一般为3-4cm/min，最大不超过5cm/min。
管道顶进到离工作井井壁50cm时，应下管焊接，回程加顶铁，然后继续顶进。
7、在顶进时应注意以下几点
1）、随时注意主泵压力的变化，当发现压力突然上升时，应立即停止顶进，查明原因，以防发生意外。
2）、千斤顶的伸长值，不得超过临界冲程。
3）、应连续顶进，不得长时间停歇。
4）、根据土质进行挖土控制，随挖随顶，顶进时及时补浆，并注意注浆压力及注浆量的控制。
5）、加强对顶进速度的控制，加强监测，及时控制，纠正偏差。
6）、停止顶进时，一定要使挖掘面保持一定的压力，防止土体塌方，尤其是出洞时，更应注意这个问题。
7）、在掘进过程中，应注意地下水压力的变化，及时采取相应的对策，务必使挖掘面保持稳定，同时还要注意挖掘面稳定与否。
为防止突然出现较大地下水造成管内施工人员的生命安全，每个工作井内顶管施工时必须布置2台6寸清水泵备用。
在管道顶进过程中，如果出现管段覆土较浅时，在这些管道施工前，要根据具体覆土厚度，计算工具管前的土压力，并在顶过过程中做相应的调整。
8）、管内通风:
顶进距离较长时可能管内会有缺氧现象，当顶距超过100m时，需利用离心式送风机向管内送风，以确保管内施工人员的人身安全。
8、顶进监控
①、前期测量：
顶管前，应在工作井处设置管道轴线控制桩和临时水准点、工作井护桩，以便复核顶管轴线和工作井位置是否移动。
开始顶进前，准确测量掘进机中心的轴线和标高偏差，并作好原始记录。
②、顶进测量：
测量仪器固定安放在工作井的后部千斤顶架子中心，并在工作井内建立临时测量系统。
管道顶进过程中必须按要求测量和控制管道标高及中心偏差，并作好记录。
每顶进50cm必须测量一次，每节管道顶进结束后时测量管道中心的轴线和标高偏差，记录交工程师审核确认，测量仪器随时校正，每一次交接班时必须校正仪器一次。
③、竣工测量：
一
升级会员 