過河頂管工程專項施工方案

1、第六節(jié)頂管工程6.1工程概況本工程工作井及接收井均采用沉井法施工，接收井高度12.55m,工作井底標高 12.9m,砼均采用C30,抗?jié)B標號S6,本工程頂管主要是穿越隨塘河，頂進長度178m6.2沉井施工621沉井施工流程基坑測量放樣 基坑開挖 刃腳墊層施工 立井筒內(nèi)模和支架I鋼筋綁扎 立外模和支架澆搗混凝土 養(yǎng)護及拆模-封砌預留孔"井點安裝及降水鑿除墊層、挖土下沉沉降觀察鋪設(shè)碎石及混凝土墊層綁扎底板鋼筋、澆搗底板混凝土混凝土養(yǎng)護素土回填。6.2.2基坑測量放樣_根據(jù)沉井設(shè)計圖紙，沉井基坑開挖深度取3米，沉井刃腳外側(cè)面至基坑邊的工 作距離取2米，基坑邊坡采用1:1。整平場地后，根據(jù)沉

2、井的中心座標定出沉井中 心樁、縱橫軸線控制樁及基坑開挖邊線。施工放樣結(jié)束后，須經(jīng)監(jiān)理工程師復核準 確無誤后方可開工。623基坑開挖經(jīng)監(jiān)理工程師認可的基坑開挖邊線確定后，即可進行挖土工序的施工。挖土采 用1立方米的單斗挖掘機，并與人工配合操作?；拥酌娴母∧鄳?yīng)清除干凈并保持 平整和干燥。為防止流砂及管涌產(chǎn)生采用在基坑邊設(shè)置一套輕型井點降水，在底部 四周設(shè)置排水溝與集水井相通，集水井內(nèi)匯集的雨水及地下水及時用水泵抽除，防 止積水而影響刃腳墊層的施工。624刃腳墊層施工刃腳墊層采用砂墊層和混凝土墊層共同受力。精心整理(1) 砂墊層厚度的確定砂墊層厚度H可采用如下計算公式計算:N/E + 丫砂HW 門

3、60 (厘米)。根據(jù)計算結(jié)果，無論是工作井還是接收井，砂墊層厚度H均為 砂墊層采用加水分層夯實的辦法施工，夯實工具為平板式振搗器。(2) 混凝土墊層厚度的確定混凝土墊層厚度可按下式計算公式計算:h=(G 0/Rb)/ 2根據(jù)計算結(jié)果，混凝土墊層厚度h為 15厘米?；炷翂|層表面應(yīng)用水平儀進行校平，使之表面保持在同一水平面上。6.2.5立井筒內(nèi)模和支架'由于頂管沉井高度達12.5m左右，因此，井身混凝土分四節(jié)澆搗，內(nèi)模同樣分 四節(jié)按裝。井筒模板采用組合鋼模與局部木?；ハ啻钆?，以保證內(nèi)模的密封性。刃腳踏腳部分的內(nèi)模采用磚砌結(jié)構(gòu)，寬度與刃腳同寬。井身內(nèi)模支架采用空心鋼管支撐。鋼管支架必須架設(shè)

4、穩(wěn)固，如有必要，可采用對撐支架，增加內(nèi)模的穩(wěn)定 性。6.2.6鋼筋綁扎沉井鋼筋現(xiàn)場設(shè)加工場成型制作，井壁鋼筋分三次綁扎接高，巾16以上鋼筋采取閃光對焊工藝接長，綁扎時接頭相互交叉。井壁雙層鋼筋用巾10鋼筋撐腳把網(wǎng)片I撐開。'鋼筋規(guī)格、尺寸應(yīng)符合設(shè)計圖紙要求和規(guī)定，綁扎鋼筋時應(yīng)采用撐件將二層鋼筋位置固定，保證鋼筋設(shè)計間距。為了保證保護層的厚度，應(yīng)在鋼筋與模板之間設(shè) 置同強度標號的水泥砂漿墊塊，墊塊應(yīng)與鋼筋扎緊并互相錯開。鋼筋綁扎完成后，應(yīng)上報監(jiān)理工程師進行隱蔽驗收。隱蔽驗收合格后，方可進行立外模。627立外模和支架精心整理沉井制作采用組合定型鋼模板，在沉井插筋部位用2英寸木模板間隔拼裝，

5、拼裝的木模表面刨光，拼縫嚴密平整。為防止接縫間隙過大易漏漿，在其接縫表面采用粘貼包箱紙。立模前所有模板涂刷脫模劑，使砼表面能平整、光滑。內(nèi)外模板順序原則上先立內(nèi)模，后立外模。模板與鋼筋安裝應(yīng)互相配合進行。模板采用雙層鋼 筋用巾48X 3鋼管作豎圍囹，25巾鋼筋彎成與井壁同圓形作水平圍囹，內(nèi)外模用巾16對拉螺桿與模板圍囹結(jié)合牢固，確保井壁厚度。螺桿上設(shè)一道止水片，止水片與螺桿滿焊。模板支架及腳手架采用巾48X 3.5鋼管扣件搭設(shè)。支架根據(jù)立模及鋼筋綁扎，砼澆搗的需要分層架立。支架的底腳襯墊30X 60木板，支架每隔9m設(shè)一道剪力撐與地面的夾角控制在45度左右。外腳手架的縱向立桿間距為-1.4m,

6、橫向立桿間距為1.2 m。628澆搗混凝土工作井一一總高度為分，高度2.3m;第二次、12.9m，分四次澆搗完成，一次下沉。第一次澆搗刃腳部第三次澆搗高度3.5m;第四次全部澆搗完成，澆搗高度3.6m。接收井一一總高度為12.55m，分四次澆搗完成，一次下沉。第一次澆搗刃腳部分，高度2.1m;第二次、第三次澆搗高度3.5m;第四次全部澆搗完成，澆搗高度3.45m。本工程砼采用商品砼，配砼泵車用布料管直接對稱澆筑砼。澆筑采用水平分層法，每層控制在30cm左右，用插入式振動器有次序的振搗。每節(jié)砼澆搗完成，在砼初凝前，井壁厚度中設(shè)一條環(huán)形凹型施工縫，深 6cm三分之一壁厚度。再次澆筑時，施工縫需鑿毛

7、，清除浮石，沖澆干凈，用同品種水泥高標號砂漿12cm進行接漿。砼養(yǎng)護采用澆水養(yǎng)護，不少于十四天。每次澆筑砼在同一車內(nèi)取二組試塊一組三塊作強度標養(yǎng)檢測，加一組六塊作抗?jié)B標養(yǎng)檢測。在下一節(jié)沉井砼強度達到70%B,再澆搗上一節(jié)沉井，。6.2.9養(yǎng)護及拆模混凝土澆搗完成后應(yīng)及時養(yǎng)護，養(yǎng)護方法可采用自然養(yǎng)護和塑料膜覆蓋法。在養(yǎng)護過程中，對混凝土表面需澆水濕潤，嚴禁用水泵噴射而破壞混凝土。養(yǎng)護時應(yīng)確?；炷帘砻娌话l(fā)白，至少養(yǎng)護七天以上。養(yǎng)護期內(nèi)，不得在混凝土表面加壓、 沖擊及污染。在拆模時，應(yīng)注意時間和順序。拆模時間控制在混凝土澆搗后的34天內(nèi)進 行，過早或過晚的拆模對混凝土的養(yǎng)護都是不利的；拆模順序一般

8、是先上后下，小 心謹慎，以免對混凝土表面造成破壞。對于分段澆搗混凝土部位，應(yīng)保留最后一排 模板，利于向上接模。沉井下沉根據(jù)沉井的自重計算下沉系數(shù)與穩(wěn)定系數(shù)。沉井下沉前，割除對拉螺栓的拉 桿，并用水泥砂漿分二次對拉桿割除位置進行修補。.1 .抽承墊木(1) 抽承墊木必須在刃腳混凝土達到設(shè)計規(guī)定的強度后進行。(2) 抽承墊木應(yīng)分區(qū)域，按次序、均衡對稱同步地進行。并應(yīng)注意沉井四 周下沉是否均勻、定位支點處的承墊木應(yīng)最后抽除。抽承墊木要統(tǒng)計塊數(shù)，不得漏 抽。6.2.10.2排水下沉-(1) 本工程采用排水法下沉。(2) 下沉前，在沉井外壁涂熱瀝青。(3) 排水下沉時，采用機械配合人工進行挖土，先由井中

9、央挖向四周，每層挖土厚0.40.5m,在刃腳處留11.5m臺階。沿井壁每23m段向刃腳方向逐層全面、對稱、均勻的削落臺階，每次削510cm當土層經(jīng)不住刃腳的擠壓破 裂，沉井便在自重作用下均勻破土下沉。(4)挖土時各井孔的土面高差一般不宜超過0.5m。6.2.10.3助沉糾偏(1) 沉井下沉過程中，刃腳下產(chǎn)生地基反力，當沉井下沉系數(shù)小于設(shè)計下沉系數(shù)時，允許采用加載助沉，加載平臺應(yīng)符合重物堆放方便和結(jié)構(gòu)安全等要求，重 物堆放重心應(yīng)根據(jù)施工組織設(shè)計規(guī)定，加載時加載范圍內(nèi)的其他工作應(yīng)停止。沉井 下沉到設(shè)計標高時應(yīng)先卸載，卸下的重物應(yīng)隨卸隨運，不應(yīng)堆放在沉井邊。精心整理(2)便要糾偏,沉井下沉過程中要做

10、到勤測、勤糾、緩糾。挖中糾偏。沉井初沉階段糾偏應(yīng)根據(jù)“沉多則少挖”“沉少則多挖”的原則在開刃腳下挖土要逐步擴大，不能一次過量掏挖，不要通過大量挖土來糾偏。沉井糾偏應(yīng)根據(jù)測量資料隨偏隨糾，當沉井偏斜達到允許值的1 /4時天測一次,當沉井每次下沉穩(wěn)定后應(yīng)進行高差和中心位移測量。(4) 水或沖氣方法糾正井體傾斜時，可在沉井偏高的一例在井壁外插入射水管或沖氣管進行射水或沖氣，減少井壁摩阻力。射水或沖氣管亦可預埋設(shè)在井壁內(nèi) 適當位置，供糾偏時按照偏斜方法進行糾偏。用射水法糾偏后如留有射水孔宜用厚 觸變泥漿或砂土填滿。(5) 井下沉過快時，在沉井外壁間填粗糙材料，或?qū)⒕餐獾耐梁粚?，加?摩阻力。.4下沉

11、觀測(1)沉井下沉時應(yīng)注意觀測，刃腳標高每班至少測量一次，軸線位移23初沉階段每2h至少測量一次，必要時應(yīng)連續(xù)觀測、及時糾偏。終沉階段每小時至少測量一次，在軟土地層中如停止挖土后沉井仍不能自沉時應(yīng)立即采取措施控制下沉。當沉井下沉接近設(shè)計標高時應(yīng)加強觀測，待8h內(nèi)沉井自沉累計不大于MOmn時方可進行封底，此時井體的標高位移和傾斜應(yīng)在允 許偏差范圍內(nèi)，并經(jīng)檢驗合格。沉井封底.1準備工作:(1) 沉井下沉至設(shè)計標高的要求范圍內(nèi)，經(jīng)沉降觀測沉降率在允許范圍內(nèi)即可進行封底。(2) 封底方法應(yīng)根據(jù)設(shè)計規(guī)定，若排水封底有困難需改變封底方法時主動與設(shè)計單位聯(lián)系。(3) 沉井封底前應(yīng)繪出沉井內(nèi)開挖鍋底簡圖。精心

12、整理(4) 本工程在井點降水條件下施工，在封底前應(yīng)用大石塊先將刃腳下墊實，同時應(yīng)加強井點降水保持連續(xù)抽水。(5)圭寸底前應(yīng)準備好集水井筒。.2干封底與澆筑鋼筋混凝土底板:(1) 封底前應(yīng)整理好鍋底和清除浮泥，對新老混凝土接觸面應(yīng)鑿毛清洗,井內(nèi)積水應(yīng)盡量排干并在每個井格底部中央設(shè)置至少一個集水井，其深度和大小要 滿足水泵吸水要求。(2) 本工程封底前按照設(shè)計規(guī)定，先鋪碎石，填平整實后再澆筑素混凝土封底，此類工作均須沿井壁四周向中央進行。素混凝土封底應(yīng)一次澆筑、分格、逐 段、對稱進行，不得中途停頓，避免產(chǎn)生施工縫而造成滲漏現(xiàn)象。混凝土封底的同 時集水井不得填沒，排水工作繼續(xù)進行，以保證混凝土在終凝

13、前不浸水。素混凝土封底的表面應(yīng)平整，當強度達到設(shè)計強度的25%以上時才允許在上面綁扎底板鋼筋。鋼筋扎好經(jīng)檢驗合格后方可澆筑底板混凝土。_(3) 當?shù)装邃摻罨炷翉姸冗_到設(shè)計要求時，根據(jù)抗浮計算，地下水位控制值可適當提高。沉井能滿足抗浮要求時方可封填集水井，封填先應(yīng)清洗干凈，封 填必須密實防止?jié)B漏。(4) 鋼筋混凝土底板表面應(yīng)平整，整個底板不得有滲漏現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)滲漏 點應(yīng)壓漿堵漏。漏水嚴重時應(yīng)設(shè)置臨時泄水管引流，在壓漿堵漏后再封閉泄水管。(5)封底根據(jù)底梁分格情況進行對稱分格置換，先清除12個井格內(nèi)的土體，拋大石塊鋪填碎石，澆筑素混凝土墊層，然后依次進行。沉井施工質(zhì)量要求.1 .基坑開挖后，下設(shè)

14、砂填層1m井壁四周均勻設(shè)置墊木，墊木長度為 2m 厚度0.2m,寬度0.3m,每米內(nèi)墊木砂于四塊，墊木中心淺與刃腳中心淺重合，埋 置深度為其側(cè)壁厚度的一半。.2 .沉井開始下沉時，抽除墊木應(yīng)在來人指揮下，分組編號按順序依此對稱, 同步地抽除，抽墊過程中，應(yīng)隨抽隨填夯砂石或砂礫石，在刃腳外填筑土堤并分層 夯實。精心整理.3 .如果采用水力機械沖泥時，應(yīng)以集泥坑為園心逐漸向四周沖射，并注意在刃腳內(nèi)側(cè)保留0.51.0m,寬的土臺，均衡對稱地自上而下一層層沖去，嚴禁用水 槍掏挖刃腳踏面以下的土層。.4 .采用人工挖土時（本方案主要采用挖土），次序是先中央后四周，均衡對 稱地進行，并應(yīng)根據(jù)需要留有土臺，

15、逐層切削，使沉井均勻下沉。.5 .沉井施工刃腳底離設(shè)計標高2米時，應(yīng)減緩挖土速度，嚴禁超挖以免超沉。.6 .施工必須定時觀測井外四角點沉降情況。有異常及時匯報處理。，- .7 .井壁施工時，不能遺漏地梁，墻板、平臺、水管及中間隔板出水管等預留鋼筋，并應(yīng)留出足夠搭接長度和鏟開接頭。, 6.3、頂管施工6.3.1工具管選型631.1頂管機型的選擇，我們主要從環(huán)保等方面考慮，由于大口徑管1500出泥量較大，因此選用多刀盤土壓平衡式工具管，該機型切削后的土體皆為原狀土，利于棄土的外運，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。631.2工具管施工原理及主要特點多刀盤土壓平衡式工具管機型源于 DK式大刀盤土壓平衡式工具管，所

16、不同的 是用四個對稱布設(shè)小刀盤（70%的切削斷面）代替了全斷面刀盤，這樣就解決了大刀I盤的昂貴而笨重的驅(qū)動系統(tǒng)，使整機重量、成本大為降低，機內(nèi)空間大增，且維修 簡單、操作方便。6.3.2推力的理論計算及中繼間布置以最長距離178m工作井段頂管計算:F二F1+F2其中F總推力F1迎面阻力F2頂進阻力=IF1 = n /4*D2*P （ D管外徑 2.05mP-控制土壓力）精心整理P二 KO*R*HO式中KO-靜止土壓力系數(shù)，一般取0.55HO-地面至掘進機中心的厚度，取最大值 9.2m丫 - 土的濕重量，取1.9T/m3P=0.55*1.9*9.2=9.6 仃F1=3.14/4*2.052*9.

17、61=31.70TF2=n D*f*L式中:f 管外表面綜合摩阻力，取0.5T/M2D管外徑2.05mL頂距178mF2=3.14*2.05*0.5*178=572.89T，既每頂進一米的頂力為3.22T。F=F1+F2=31.70+572.89=604.59T經(jīng)計算得知頂管的總推力為604.59T，大于設(shè)計沉井后靠最大承載力（一般為5000KN既500T），頂管時只能用其80% 500*0.8=400T。主頂使用四臺200T級油缸，在推進時，每臺油缸的最大頂力不得超過100T。剩余頂力需要設(shè)置中繼間來解決。頂進時，當頂力達到中繼間設(shè)計推力的60%寸，即需設(shè)置中繼間，當頂力達中繼間設(shè)計總推力F

18、' =500T°（由到中繼間設(shè)計推力的80%寸，即需啟動中繼間,10只50T小千斤頂組成）_'UI中繼間由前殼體、千斤頂及后殼體組成。前殼體與前接管連接，后殼體與后接管連接，前后殼體間為承插式連接，兩者間依靠橡膠止水帶密封，防止管道外水土和漿液倒流入管道內(nèi)，鋼殼體結(jié)構(gòu)進行精加工，保證其在使用過程中不發(fā)生變形。中繼間殼體外徑與管節(jié)外徑相同，可減少土體擾動、地面沉降和頂進阻力。6.3.3頂管措施6.3.3.1頂管注漿頂力控制的關(guān)鍵是最大限度地降低頂進阻力，而降低頂進阻力最有效的方法是進行注漿。注漿使管周外壁形成泥漿潤滑套，從而降低了頂進時的摩阻力，我們在注漿時做到以下幾點

19、:精心整理(1) 選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對膨潤土取樣測試。主要指標為造漿率、失水量和動塑比。(2) 在管子上預埋壓漿孔，壓漿孔的設(shè)置要有利于漿套的形成。(3) 膨潤土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時間，聽取供應(yīng)商的建議但都必 須按照規(guī)范進行。(4) 壓漿方式要以同步注漿為主，補漿為輔。在頂進過程中，要經(jīng)常檢查各推進段的漿液形成情況。(5) 注漿設(shè)備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的密封性能。在注漿孔 中設(shè)置一個單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞注漿孔，從而影響注漿效果。(6) 注漿工藝由專人負責，質(zhì)量員定期檢查。(7) 注漿泵選擇脈動小的螺桿泵，流量與頂進速度相應(yīng)配。633.2管子與接口(

20、1)根據(jù)招標文件，本標段工程所用管節(jié)為” F”管，” F”管受力性能好，接頭穩(wěn)固性高，接口處止水密封性能好。(2) 選用優(yōu)良管材并處理好管子接口對頂管施工是十分重要的。我們選用優(yōu)J質(zhì)的成套管材，要按有關(guān)規(guī)范對管材作現(xiàn)場檢查驗收如發(fā)現(xiàn)不合格品堅決予以退 I|_回。(3) 接管前再次檢查管子接頭的槽口尺寸，橡膠圈和襯墊板的外觀和質(zhì)地。確認合格后可在接口處均勻涂抹薄層硅油等對橡膠無侵蝕性的潤滑材料以減少摩阻 力。承插接管時加力要均勻，應(yīng)保證橡膠圈不移位，不反轉(zhuǎn)，不露出管外。頂管結(jié) 束后要按設(shè)計要求在管內(nèi)間隙處填充彈性密封膏，并與管口抹成一個光滑的漸變 面。6.3.3.3地下管道內(nèi)通訊方式頂管施工中地

21、下通訊采用敷設(shè)有線電話，其設(shè)置位置：掘進機操作臺一部，工 作井頂進控制臺一部，地面一部，中繼間設(shè)一部，以此方式加強通訊聯(lián)系，協(xié)調(diào)指 揮作業(yè)。3.3.4通風設(shè)施:精心整理由于管道頂進距離長，埋置深度深，管道內(nèi)的空氣不新鮮，加上土體中會產(chǎn)生 有害氣體，因此，必須設(shè)置供氣系統(tǒng)。通風設(shè)施用一臺柴油空壓機將壓縮空氣輸入 空氣濾清器，再進入儲氣桶，經(jīng)過氣壓調(diào)節(jié)閥，將壓縮空氣傳輸至管道最前端，并 將管道最前端的空氣排出，以此進行空氣循環(huán)。633.5 電源布置:在頂管過程中，主要的電源為動力用電和照明用電。(1)動力用電由于管道內(nèi)的電機采用380V動力電，因此，進入管道的動力電必須做到二級 保護和接地保護措施

22、，動力電源線設(shè)置在操作人員不易接觸處，并在電源線外增設(shè) 護套，保證用電安全。(2) 照明用電由于管道內(nèi)的空氣濕度較大，因此，采用._36V低壓照明電，低壓電須通過變壓 器降壓。燈具采用防水防爆燈具，6.3.3.6地表隆沉控制(1)本頂管掘進機是采用土壓平衡，可以先計算出各頂管段的開挖中心處的主動土壓力和被動土壓力，然后將掘進機的土壓力設(shè)定在此主動土壓力和被動土壓 力之間。(2)在刀盤切削攪拌的同時，主頂和中繼間徐徐推進，土倉內(nèi)的土壓力便會徐徐升高，當土壓力升到大于控制土壓力P時，把螺旋輸送機打開，一部分土被螺 旋輸送機排出，只要把推進速度調(diào)節(jié)到與螺旋輸送機排土量相符：則可保持土壓力 為恒值。(

23、3) 但在實際推進過程中，不可能完全處于上述理想狀態(tài)，如推進速度快于排土速度，我們就推推停停，保持向前推進；反之，則可將螺旋輸送機開開停停。無論出現(xiàn)哪種情況，都必須使土倉內(nèi)的土壓力保持在控制土壓P士 20K Pa的范圍 內(nèi)，這就能保證土壓平衡，如果土倉內(nèi)的土壓力小于主動土壓力，地面將產(chǎn)生沉 陷，反之，地面將隆起。因此，控制土壓力的設(shè)置和土倉內(nèi)土壓力的保持是關(guān)鍵。6.3.3.7測量與方向控制頂進的測量與方向的控制，是采用激光經(jīng)緯儀輔以水準儀測量，通過油缸進行 糾編，遵循先糾上下后糾左右的原則，我們要做到以下幾點:(1)有嚴格的放樣復核制度，并做好原始記錄。(2)布設(shè)在工作井后方的儀座必須避免頂進

24、時移位和變形，必須定時復測并 及時調(diào)整。(3) 頂進糾偏必須勤測量、多微調(diào)，糾偏角度應(yīng)保持在10'20'不得大于1°。(4) 初始推進階段，方向主要是主頂油缸控制，因此，一方面要減慢主頂推進速度，另一方面要不斷調(diào)整油缸編組和機頭糾偏。(5) 在每一頂程開始前必須制定坡度計劃，可對設(shè)計坡度線加以調(diào)整，以方 便施工和最終符合設(shè)計坡度要求和質(zhì)量標準為原則。'633.8進出洞口措施(1)出洞措施為使進出洞口頂進過程中不發(fā)生泥水流失，在進出洞口里安裝橡膠止水法蘭。為防止掘進機出洞時產(chǎn)生叩頭現(xiàn)象，可以采用延伸導軌，并將前三節(jié)鋼砼管與機頭做成鋼性聯(lián)接。(C)緊貼工作井洞口外側(cè)安插一排鋼板樁，作為鋼封門，防止洞口打開后外側(cè)土體涌進井內(nèi)。鋼板樁的深度為管底以下1.5M,寬度為3.