2022年顶管及沉井施工专业技术方案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 顶管及沉井施工方案姓名：林丹妮 指导老师：兰冰 编写时间： 2022. 04 .29 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一工程简况：1、工程概述及方案挑选 工程名称：某污水管道工程 建设规模：管道全长 4532m；工程范畴：完成本工程本工程明挖施工、顶管施工、管道基础处理、污水管道安装敷 设、新建工作井、接受井、检查井、沟槽回填、施工便道、路面复原等施工图纸和工程 量清单及招标过程中所发出的相关文件所包含的全部内容；180 日历天；工期要求：施工总工期 2、工程地质情

2、形 ：依据钻探揭露,线路分布的地层主要有第四系土层依次为人工填土层（Q4m1）、海陆交 相互沉积层（ Q4mc）、冲积层（ Q4a1）、残积层（ Qe1）；下伏基岩为燕山期花岗岩（ 53）；其野外特点按自上而下次序描述如下：（1）、人工填土层（ Q4m1）（2）、海陆交相互沉积层（ Q4mc）（3）、冲积层（ Q4a1）（4）、残积土层（ Q4e1）（5）、燕山期花岗岩（ 53）3、地下水主要为第四系砂层孔隙潜水；0.6-2.0m,标高为0.32第四系孔隙潜水：主要埋藏于冲积砂层中,地下水位埋深一般1.46m；由于本路段砂层连续分布,且厚度较大,透水性好,故水量丰富；由地表降雨及 上游地下水迳

3、流补给；本场区的地下水对砼结构无腐蚀性,对砼中的钢筋具有中等腐蚀 性；4、圆形工作井接收井 本顶管工程依据设计图纸,设 16 座工作井和 17 座接收井,大部分工作井净空尺寸为 4.0 m；工作井和接收井采纳机械 6.5m,一个工作井向两个方向两次顶进；接收井净空为 挖土的沉井方法进行施工,最终施工垫层、集水井、底板、后靠背；施工工艺挑选：经调查分析,该排水管铺设拟采纳密封泥水平稳式顶管工艺进行非开挖 施工；二顶管井的施工方案1.简介： 16 座工作井和 17 座接收井,工作井净空尺寸为6.5m,一顶管井工程依据设计图纸,设个工作井向两个方向两次顶进；接收井净空为 开挖至 8.5M；2施工方法

4、：4.0 m；因此该工程打算工作井与接收井均由于管道穿越的地层主要为污泥夹砂层,地下水位高,这种地层在受到扰动时简单发生 流沙现象；且开挖深度为 8.5M,假如采纳大开槽方法修建深埋构筑物会遇到许多困难,因此此工程采纳沉井方法施工；又工程位于现有道路两侧,道路两侧为住宅区、厂区、商铺、鱼塘、河涌等,且施工中 必需保证道路畅通及顶管工程的安全和质量,又第一层为人工填土层,所以井管在原地名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 面制备；沉管施工方案挑选：由于该工程处于严峻的流砂地层中和渗水量大的砂层,以及地下水 无法排除或大量排

5、水会影响邻近建筑物的安全和生产的情形；又因本工程地面易产生严 重的流砂,故沉井下沉应挑选不排水下沉；3.工艺流程：（12）基坑测量放样基坑的开挖刃脚垫层施工立井筒内膜和支架钢筋绑扎立 外模和支架浇捣混凝土养护及拆模封砌预留孔不排水下沉沉井下沉中的纠偏沉井封底 4.主要工序施工要点（1）基坑测量放样 依据沉井设计图纸和工程地质报告所揭示的地质情形,沉井基坑开挖深度取 2 M,沉井刃脚外侧面至基坑边的工作距离取2M,基坑边坡采纳 1:1；整平场地后,依据沉井的中心坐标定出沉井中心桩、纵横轴线掌握桩及基坑开挖边线；（2）基坑的开挖 挖土采纳 1m3的单斗挖掘机,并与人工协作操作；基坑底面的浮泥应清除

6、洁净并保持平 整和干燥,在底部四周设置排水沟与集水井相通,集水井内聚集的雨水及地下水准时用 水泵抽除,防止积水影响刃脚垫层的施工；（3）刃脚垫层施工 刃脚垫层采纳砂垫层和混凝土垫层共同受力；（4）立井筒内模和支架 由于顶管沉井高度达 8M 左右,因此井身混凝土分三节浇捣,内模同样分三节按装；井 筒模板采纳组合钢模与局部木模相互搭配,以保证内模的密封性；刃脚踏脚部分的内模 采纳砖砌结构,宽度与刃脚同宽；井身内模支架采纳空心钢管支撑；钢管支架必需架设 稳固,如有必要,可采纳对撑支架,增加内模的稳固性；（5）钢筋绑扎 钢筋的表面应洁净,且钢筋应平直,无局部弯折,预制构件中的主钢筋均采纳对焊,钢筋接头

7、应相互错开,并严格依据国家标准混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204 92）中的有关规定执行；现场钢筋绑扎时,其交叉点应用 21铁丝绑扎结 实,必要时用电焊焊牢；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；为了保证爱护层的厚度,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相互错开；钢筋绑扎完成后,待隐藏验收合格后,方可进行立外模；（6）立外模和支架 钢筋绑扎验收后,应进行架立外模和支架；井壁内外模用串心螺丝固定,串心螺丝采 用 16的圆钢,中间设置止水片,两端设置铁片掌握井壁厚度尺寸,圆钢两端头上铰成 螺纹,

8、用定制钢螺帽固定,拆模时拆去钢螺帽,割去外露部分,再用同标号防水砂浆二 度抹平,确保不渗水；外模支架必需稳、牢、强,保证在浇捣混凝土时,模板不变形,不跑模；（7 ）浇捣混凝土混凝土的浇捣；为缩短施工周期和保证工程质量,采纳泵送商品混凝土；泵送混凝土可将输送管的软管直接放入浇捣段,距离浇捣面1M 左右,保证混凝土不离析；混凝土浇捣前应严格检查各种预留孔、预留管和预埋件的位置和几何尺寸,严禁漏放和错放；混凝土振捣采纳插入式振捣器振捣,振捣 棒插入时应离开钢筋,但应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生；混凝土在 捣振时应随时检查模板受力和钢筋受力情形,防止模板因混凝土振捣的缘由而跑

9、模；井身浇捣混凝土分三段施工：名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 工作井 总高度为 8.3M ,分三次浇捣完成,一次下沉；第一次浇捣刃脚部分,高度2.4M；其次次浇捣高度3.0M ；第三次全部浇捣完成,浇捣高度2.6M ；地面以上用 M10砌筑 30cm 高 240 砖墙；接收井 总高度为 8.3M ,分三次浇捣完成,一次下沉；第一次浇捣刃脚部分,高度2.4M；其次次浇捣高度3.0M ；第三次全部浇捣完成,浇捣高度2.6M ； 最终在地面以上用 M10 砂浆砌筑 30cm 高 240 砖墙；采纳分段浇捣混凝土时,严格按

10、规范要求做好施工缝；施工缝做成凸缝,并在后浇时将连接处的混凝土凿毛,并用水清洗洁净,浇捣时先用12% 的 UEA 砂浆座浆,然后轻倒第一层混凝土并振捣密实,以免形成蜂窝,影响沉井的质量；在混凝土浇捣过程中,仍 应做好混凝土的试块工作,保证质保资料的完善；（8） 养护及拆模 混凝土浇捣完成后应准时养护,养护方法可采纳自然养护和塑料膜掩盖法；在养护过 程中,对混凝土表面需浇水潮湿,严禁用水泵喷射而破坏混凝土；养护时应确保混凝土 表面不发白,至少养护七天以上；养护期内,不得在混凝土表面加压、冲击和污染；在拆模时,应留意时间和次序；拆模时间掌握在混凝土浇捣后的34 天内进行；（9） 封砌预留孔 严格依

11、据设计图纸的要求,设置和封砌各种预留孔,并保证在沉井下沉过程中,预留孔内不渗水；（10）不排水井管下沉（本工程是采纳边浇捣边下沉）做好下沉前的各项预备工作：在混凝土达到设计强度的 70 方可拆模,拆除模板时,应对混凝土表面进行外观检查,下沉前,须将井筒内的满堂架全部拆除；沉井下沉：各项预备工作就绪,待混凝土强度达到 100后 方能开头挖土下沉；在井面上搭架放置冲抓锥或用吊车协作抓斗先挖掘井内中心部分的土体,沿沉井刃脚四 周保留土堤,使沉井挤土下沉,再续挖刃脚周边的土堤,如此往复,最终使沉井底面形 成锅底；当锅底比刃脚低 11.5M 时,沉井即牢靠自重下沉,由于要穿越污泥夹砂层,所以在粘质土或中

12、粗砂层中,刃脚下土体不会向中心塌落,就应配以射水管松土；即用高压水泵将高压水流通过进水管分别送进沉井内的高压水枪和水力吸泥机处,利用高压水枪射出的高压水流冲刷 土层,使其形成肯定稠度的泥浆汇流至集泥坑,然后用水力吸 泥机将 泥浆吸出,从排泥管排出井外弃土处；留意 ：应保持沉井内水位高出井外水位 12m ；（11）沉井下沉中的纠偏1. 加强沉井过程观测和资料分析,发觉倾斜准时订正； 2. 严格掌握沉井制作尺寸,使偏差在答应范畴以内； 3. 从倾斜高起的一端,也就是从土质硬的一端挖土,同时向土 质软的一端；递减挖土深度逐步开挖,使沉井两端基本保持在同一水 平面上,这样沉井就由倾斜逐步摆平；（13）

13、沉井封底 采纳提升导管法,导管可按扩散半径均布置在井内,上部带有装料漏斗,间距一般为2.54m,深点应布置有导管；导管骨料多 采纳细砂粗细骨料之比为 l:11:1.35 ,坍落为 1820mm 灌注先从 低点开头,当混凝土表面与左右基底相平后,再开头其余导管的同 时灌注,防止混凝土从上往下流淌；采纳多导管同时灌注混凝土,每 根导管的灌注强度应不小于 5l0m3/m2,相邻两管混凝土的高差不得超过管距的 1/l51/20 混凝土名师归纳总结 灌注应连续同步进行；应防止一根导管单独进行灌注,防止分层脆弱混凝土被遮盖,造第 4 页,共 9 页成封底混凝土内形成许多灌弱夹层和斜搓接缝,影响质量；- -

14、 - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 三顶进方案1 简介：由于该工程地表降雨及上游地下水迳流补给,地下水丰富,地下水位埋深一般0.6-2.0m；且 顶管施工精度要求高,管道要从桥梁、其它市政管线、路面、河道等地面结构物下面穿过,地面构造物不能受顶管影响,而管道穿越的地层主要为污泥夹砂层,在管道施工范畴的路面下有给水管、通信电缆、高压电缆等管线,且管道长 行非开挖施工；该顶进工程的主要工程量：4532m；故此该工程考虑用泥水平稳式顶管进序井 段管 径长 度覆土厚度管 道 所 在 层号地质情形1 W4-17 45D1500 2221m 5.0m6.5m 污泥夹砂层2

15、 D1650 861m 6.0m8.4m 污泥夹砂层W4-45 配水井（2）管材的挑选：地表降雨及上游地下水迳流补给,本场区的地下水对砼结构无腐蚀性,对砼中的钢筋具有中等腐蚀性,所以该工程挑选用玻璃钢夹砂管（简称GRP 管）； GRP 顶管管接头选用“ F” 型连接型式, GRP 连接管箍带橡胶密封圈；为了削减顶进摩擦力,每三节设置一节 带有注浆孔顶管,注浆孔设置在顶管中间,同一断面 3 个注浆孔,相互间隔 120 ,注浆孔由外套管、单向阀和丝堵所组成；2工艺流程 ：测量放样井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装地面帮助设施安装顶管掘进机吊装就位掘进机出工作坑正常顶进3顶力的运算 ：最大推力

16、运算,采纳体会公式,按最大顶距 170M 运算： F=F1+F2 上式中： F总推力； F1端阻力； F2侧壁摩阻力；F1= /4 D P 式中 D管外径； P掌握土压力；P=Ko2 2Ho 式中： Ko静止土压力系数,一般取0.55 0.40T/m2 Ho地面至掘进机中心的高度,取值6.5m 土的重量,取1.9t/m3 F2= D2f2L 式中： f管外表面综合磨擦阻力,依据地质勘察报告,取值 D管外径 L顶距 F=F1+F2 =402.6 T 最大顶力为 DN1650,F=402.6T 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - -

17、- - 由于该工程顶管线路长,区域跨度大,地质条件复杂,地下设施多,有许多不行预见的 因素,要精确地运算最大顶进力是一件特别困难的事情,故在选用液压缸和液压系统时 备有肯定的富有量,以防止在顶进过程中遭受地质突变,纠偏等引起的顶进力反常增大 的情形,两种顶管机液压系统选型配置见表 1 表 1 两种顶管机液压系统选型配置表产品名称规格型号单位数量/总顶进力液压千斤顶DN1500 ：250T 1850mm 根2/500t 根2/500t DN1650: 250T 1850mm 液压动力站台1 343MPa 36L/min 30KW 343MPa 36L/min 30KW 台1 液压操作盘1.2m

18、顶管机1 3 主要施工要点（1）测量放样：依据设计轴线、高程、进行顶管中线、高程放样,以确定导轨的安装高度和方向,测量 放样严格按三级放样制度进行测放复核,确定无误后,放可进行下道工序施工；（2）导轨,基础及后靠背处理 由于本工程地下水丰富且水位高,地基承载力较差,在工作坑浇筑 20cm 厚的 C10 混凝 土,同时预埋方木做轨枕；本工程用重轨刚导轨,导轨采纳固定安装,安装应按管道设计高程,方向及坡度铺设导 轨,要求两导轨平行,各点的轨距相等；安装完应检查,测其高程,答应偏差 03mm ；稳固首节管后,应测量其负荷后的变化,加以矫正,仍应检查导轨,两轨内距2mm ；后靠墙方木采纳 15cm*1

19、5cm ,立铁用 20cm*30cm 工字钢,横铁用 15cm*40cm 工字钢 板由于土质较松软,做后靠墙可以在方木前加钢板；由于本工程是双向顶进就需要做第 一个工作坑的后靠背,其余的均可以利用已顶进的管段做为后靠背；（3）工作坑的附属设施 工作坑的附属设施有工作台,工作顶进口装置；工作台,位于工作坑顶部上,由U 型钢支架而成,上面铺设方木和木板,在承重平台的中部有下管孔道,盖有活动板盖；工作棚：目的为防风雨；顶进口装备：由于本工程土质差,在坑壁的顶口处局部浇筑素混凝土壁,壁中应预埋钢环和螺栓,安装处留有混凝土台,台厚最少为橡胶垫厚度与外部安装环厚度之和,要求 安装环上将螺栓压固压紧橡胶止水

20、；（4顶进设备的安装千斤顶：顶力合作用点与作用点管壁反作用力作用点应在同一轴线上,防止产生顶进力 偶；采纳人工挖土,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直径的名师归纳总结 1/41/5 处为宜；32MPa 的柱塞泵；第 6 页,共 9 页高压轴泵：一般选用- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 顶铁：要求便于搬动；（5）掘进机方向掌握保证顶管机严格按设计轴线推动,不偏离设计轴线方向 ,必需准时观测顶管动态数据,从而调整顶管各施工参数 ,指导顶管正确、安全推动；在工作井后靠背前设置一坚固的测 量平台,平台高度与轴线标高相匹配,并可作不量调剂,经

21、纬仪安置在平台上,调整经 纬仪方向、高度与设计轴线一样；在机头后壳体圆心处有一测量尺,依据经纬仪的观看 即可读出尾部的实际偏差,现场结合机头前后壳体间隙角、机头滚动角、二维倾斜读数 即可算出机头的现存偏差及进展趋势,从而进行纠偏操作；另外,在机头前方筒仍安装 有倾斜仪传感器,向操作人员显示机头的倾斜角度,以指导纠偏；（6）顶进第一是机头“ 出洞” ,即机头穿过砼墙,大部分机头顶入之后,停止前进,液压缸回缩,把后方筒吊入井内和顶管机头连接上,假如没有后方筒,直接吊入 3m 长 GRP顶管,进行顶进,依此类推,用同样的方法把顶管一节一节地顶进到设计位置上；顶管机头到最终从接收井里破土顶出来的过程叫

22、“ 进洞” ,机头从接收井里吊上来,随后进行中心线测量,灌浆和复测,这样就完成了一个顶段的顶管施工工作；在顶进过程中,机头调偏和泥水系统治理是特别重要的,要不断地通过实际顶进去摸索总结；特别是泥水系统,不同的地质条件泥水浓度也不一样；泥浆套顶进：注浆减摩是顶管施工中特别重要的一个环节 ,特别在长距离顶管中 ,它是顶 管胜利与否的一个极其重要性的环节；一般假如注浆成效较好,土的四周摩阻系数 f 可从 0.8 下降到 0.40.5,大大加强了顶管的顶进长度；注浆可在管道外周形成一浆套,填补 了工具管在顶进过程中形成的间隙,其对地面沉降有肯定的防护成效；注浆减摩措施可分两种,第一种是顶管机头尾端的同

23、步压浆；其次种是中继间和混凝 土管适当点进行跟踪补浆；两种注浆措施采纳同一种浆液；掘进机后设置的带注浆孔的管节进行顶管机头尾端的同步压浆,使浆液能连续 布满整个间隙；在整个管道中每间隔个管子设个补浆断面,每个补浆断面设 个注浆孔；补浆应按次序依次进行,定量压注；注浆压力为 rH；注浆量为管道外 周环行间隙的 2.53 倍；纠偏：顶管答应偏差值：中心线位50mm ；高程 +30mm , -40 mm ；设置报警中心线：中线25mm ,高程 +15mm , -20mm ；在顶管中,由于四周穿越土层的变化,顶力的不 匀称,管道联接的误差等因素,均可能造成顶管中线偏离设计中线位置,当管道偏差超 过 1

24、0 mm 时,需实行纠偏措施；四质量掌握措施1 顶管井方面 ：加强沉井过程观测和资料分析,发觉倾斜准时订正；严格（1）沉井下沉中的纠偏措施掌握沉井制作尺寸,使偏差在答应范畴以内；从倾斜高起的一端,也就是从土质硬的一端挖土,同时向土 质软的一端；递减挖土深度逐步开挖,使沉井两端基本保持在同一水 平面上,这样沉井就由倾斜逐步摆平；2. 顶进方面（1）、机头出洞和顶进时,必需实行措施,防止机头旋转和沉落；（2）、顶进过程,时刻留意出土情形、顶推力的变化；依据各方面数据准时调整推动速 度；（3）、顶力掌握的关键是减低顶进阻力,而减低顶进阻力的有效方法是科学地实施顶管 注浆工艺,我们将仔细地执行顶管注浆

25、操作规程；从材料、配方、搅注浆方法和人员方 面都赐予高度重视,力求使顶进阻力减低到最低限度；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - （4）、方向掌握的关键有两个方面：第一,而且机头出洞时要求精确；其次,就是测量 数据的精确,纠偏要得当；在测量过程中,我们要贯彻勤测量,多微调,并在机头内安 装倾斜仪传感器,以指导纠偏操作；我们要求多微调勤纠偏,纠偏弧度不宜太大；假如 万一顶管偏差超过了质量标准范畴,必需立刻停止推动,逐级上报；使工程质量能够得 到有效掌握；测量定位所用的仪器,必需符合工程精度要求；全部测量观测点,桩位严格爱护

26、,埋 设牢靠坚固,坚持三级复核制度,确保测量结果,并报方、监理书面认可使用；（5）、工程使用的成品、橡胶密封圈等在制造和施工中严格把关确 保强度、精度、密封等都符合质量要求；（6）、纠偏时指导思想是 “减缓进展,稳慢回来,平行找顺,纠偏一半,反曲靠线,主 动微调 ”；发觉误差时,不能急于归位,找出缘由,减缓误差进展；第一步,找出误差大的一面进行纠偏工作,纠偏千斤顶在原基础上的伸出量不超过2-4 mm ,这时误差虽仍在增加,但已有回来趋势；其次步,经过一段顶程后（3 m 左右）显现顶进轴线与设计中心线平行时,可多顶一段距离（ 510m ）；管体在顶进中会接顺一些已弯曲的土洞,第三步向设计中心靠拢

27、,仍将千斤顶连续伸出 2mm 左右,本着稳慢原就,每顶 2-3m 可向设计中心靠近 5mm ,当误差已校正 1/2 时,反向纠偏千斤顶开头伸出（2 mm ）,这时的机头仍然向设计中心靠拢,但其轨迹可能已向反方向演化,故称“矫枉过正 ”,轨迹忽左忽右；纠偏工作操作要点：“反曲靠线 ”,只有这样才能防止纠偏前,要依据机头本身已存在的斜率和轨迹综合分析,确定校正方向及纠偏千斤顶 的伸出量；纠偏时要坚持勤测、勤调、微动的原就,每次纠偏一般情形不大于 0.5,切忌 猛纠、硬调；纠偏操作必需在顶进中进行,严禁在停止时纠偏；当进行主动纠偏时,应 会同技术人员共同讨论进行；五安全措施1、要保持施工现场的文明、

28、安全和卫生洁净；2、建立交接班制度,并应做好施工中各种测量记录；3、贯彻 “安全第一、预防为主 ”的方针政策,建立安全网络,负责安全交底,督促施工 人员执行安全操作规程,定期组织检查,把事故和隐患毁灭在萌芽状态,杜绝事故的发 生；4、接受甲方和监理的督促检查；5、积极参与安全生产立功竞赛活动；6 施工前做好安全交底；7 起重设备要进行试吊；8.沉井四周回填土要划分施工道路和一般道路并用标志划出施工道路,施工道路要进 行加固；9 井上平台要有栏杆,“ 老虎口要设安全措施；10 井上平台要放置救生圈等设备；11 电线、电箱要高出井内水位肯定的距离,不能受潮和淹水；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页