顶管工程施工方案Word文件下载.docx

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审批人：

编制日期：

审批日期：

顶管工程专项方案

一、工程概况

华南路污水管道工程是北起广汕公路，南至华农水陂的一段车陂涌截污管工程，全长约4公里。

沿线经过华南快速路、华南植物园、长兴路和华南路东侧辅道。

本段截污管以传输上游污水为主，管道标高上游与广汕路污水干管相衔接，下游接入车陂涌（华南快速路～科韵路）截污主管。

主管施工主要采用明挖施工方法进行，开挖施工管材管径为800mm～900mm范围内时，管材采用高密度聚乙烯双壁波纹管；

当管径为1000mm～１200mm范围内时，管材采用玻璃钢夹砂排水管；

过涌的倒虹管采用焊接钢管；

部分管道（约491m）埋深较大的管段采用机械泥水平衡顶管施工，顶管管材采用特种玻璃钢夹砂管。

根据设计要求顶管管材采用特种玻璃钢夹砂管。

主干管管径DN900,长491米；

工作井有：

３座；

接收井有：

３座

本工程拟采用泥水加压平衡的顶管机械,通过削泥大刀盘转切和触变泥浆循环及后座配套设施达到顶进管道的功能。

由于泥水加压平衡顶管机工具头为全封闭的加压仓，泥渣通过专用管道泵出，不用人工进入操作。

完全可避免了涌水、涌砂和不可预见的危险给人安全带来的风险。

二、工作井、接收井的施工

1、工作井、接收井的布置

本工程顶管工作井、接收井采用钢筋混凝土结构沉井,由于在设计中已规定了工作井和接收井的位置和尺寸，其中工作井为7.0×

5m矩形沉井结构；

接收井为D=4.6m圆形沉井结构。

沉井壁结构采用C25钢筋混凝土，封底采用C20混凝土，并用水泥搅拌桩为进出管洞固土防水，沉井采用不排水下沉的施工形式。

工作井有：

W78、W85、W88,接收井有：

W74、W82、W91。

1、1工作井、接收井是顶管施工的工作场所。

其位置按照图纸规定位置布置，同时参考以下条件:

⑴、根据管线设计，工作井、接受井原则上在检查井的位置设置，两者之间的距离由设计单位图纸具体确定。

⑵、单向顶进时，工作井、接收井所处位置为其它用途井的处在地，避免二次开挖；

⑶、考虑地形和土质情况，尽可能利用原土的后背作反力后座；

⑷、工作井与可能穿越的建筑物要有一定安全距离；

⑸、距水、电源较近的地方等。

1、2本工程根据管道布置、检查井的设置、地形及地表建筑物分布，设置多个顶管工作井和接收井，其中工作井均为双向顶进井位形式。

2、搅拌桩施工

本工程顶管段的工作井、接收井的进出洞口和顶管段之间的检查井止水，均采用D500mm水泥搅拌桩施工。

当工作井，接收井结构下沉到位封底，并处理好基础后，在井的两端管道进出方向做三排水泥搅拌桩作围护、固土、止水之用。

设计靠边第一排桩的间距400mm，桩边搭接100mm,其余二排桩的间距800mm，搅拌桩的水泥渗入量为19%，采用水泥等级强度不低于32.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5。

（详细见搅拌桩专项施工方案）

3、沉井施工流程图：

接沉井上半部结构

4、沉井施工方法及技术措施

①基底处理：

对场地进行平整，对沉井刃脚处铺设砂垫层及垫木，以保证下沉前地基稳定，并对砂垫层进行水平测量。

制作沉井时地基承载力应达到130kPa，否则应采用换填中粗砂处理，防止制作沉井结构时出现不均匀下沉而引起开裂。

②钢筋制安：

沉井钢筋在钢筋加工场进行开料加工，运至施工现场进行绑扎。

沉井采用分节制作，钢筋安装时预留一定长度的钢筋供第二节施工时连接。

（主钢筋间连接采用焊接）

③模板及支顶安装：

沉井模板采用大块组合钢模板，模板安装前先清理模板表面，涂上脱膜剂。

模板支顶采用钢管支顶，沉井内采用钢管对顶支撑，沉井外侧模板支顶钢管支承在基坑边坡上，支顶架脚采用4cm厚木板或足够面积的槽钢垫脚，采用地锚固定。

④混凝土浇筑：

沉井采取分节制作成型法，采用吊机与吊斗结合的输送方法浇筑商品混凝土，混凝土浇筑分层连续浇筑。

混凝土振捣采用插入式振捣器振捣。

混凝土终凝之前，模板不得振动，伸出的钢筋不得承受外力。

对于高低不同的层面时，应设斜面过渡段。

⑤混凝土养护：

沉井井壁混凝土采用覆盖湿麻袋进行洒水养护。

⑥下沉及纠偏：

沉井砼强度达到95%时方可下沉，下沉前刃脚垫木的抽除应在专人指挥下分组编号，按顺序依次对称同步抽除。

采用不排水下沉，应保持井内水位高出井外水位不少于1米，如不到1米，应向井内灌水以防止井外向井内涌流。

本工程采用机械配合人工进行开挖下沉。

沉井泥渣用吊斗或抓斗机抓挖吊升至地面沉淀池，经过滤沉淀后，用运土汽车运至指定的弃土场弃土（用专业渣土运输车外运排放）。

在沉井基坑顶布置纵横向观测点，采用经纬仪对沉井下沉的位置和方向进行测量；

在沉井顶四角设置水平观测点，采用水平仪进行水平测量，控制沉井的标高及下沉速度。

当观测到沉井下沉速度超过设计下沉速度时，应暂时停止开挖，究其原因并采取措施，待其下沉速度稳定后再进行挖土下沉。

当沉井出现一侧或一角下沉速度较快时，可能是基坑底土软硬不均造成，可采用加大对下沉较慢的一侧进行挖土。

（注意是否有石块、硬物卡顶，需人工清除）

⑦沉井井壁接长：

当第一节沉井下沉至沉井顶面时，停止开挖并用木板垫稳沉井刃脚，开始施工接驳第二节沉井钢筋，安装模板浇筑第二节沉井砼，沉井混凝土达设计要求后继续挖土下沉。

⑧沉井基底处理：

在沉井下沉至设计标高以上50cm处时，减慢下沉速度防止发生沉降量过大。

沉井下沉到位后，根据地下水渗流情况在地下水位稳定后进行水下封底的施工方法浇筑C20封底混凝土。

沉井采用水下砼封底前，井内水位不低于井外地下水位，并且先由潜水员检修沉井底土面使之符合设计要求，沉积于表面的浮泥应予清除，如有超挖，此部分的回填，应先用30cm左右石块压平井底，再铺砂，然后按设计封底。

⑨底板施工：

封底混凝土强度达90%后，排清沉井内积水进行基础底板的施工，绑扎底板钢筋，浇筑底板混凝土。

沉井施工工艺流程

5、工作井后靠背墙施工：

后背结构为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。

本工程后背采用现浇钢筋混凝土厚30cm外加3cm钢板敷垫。

6、工作坑导轨设置及基础加固：

工作坑底根据土质、管子重量及地下水情况，做好基础，以防止工作坑底沉，导致管子顶进位置的偏差。

本工程采用2.5m长、双排45#工字钢作导轨。

导轨作用是引导管子按设计的中心线和坡度顶进，保证管子在顶入土之前位置正确。

导轨安装牢固与准确与否对管子的顶进质量影响较大。

因此，安装导轨必须符合管子中心、高程和坡度的要求。

基础采用钢筋混凝土基础，当工作坑底土质松软，有地下水时，采用等级C20的混凝土封底，厚度为20cm，混凝土底板漏水处应采用灌注水泥浆。

三、顶管施工计划安排和工艺流程

（一）施工部署

华南路段污水管线顶管段全长491m，均为ф900管。

拟采用壹台顶管机进行施工，工期时间本计划安排由2006年8月1日至2006年9月底，接收井在顶进过程中同步安排施工，其它检查井计划于完成顶管段后紧跟完成。

如交地或申办各种证照时间滞后，则本计划将按审批滞后时间顺延。

（二）工艺流程

1、施工工艺流程见下图：

工作井、接收井施工

管子吊装就位

管道内管线安装

密封圈安装

开机顶进

内管线接口管节

管道排泥

回收掘进机头

管道贯通

砌检查井

闭水试验、回填

设备安装

测量控制及纠偏

管子制作加工

泥浆循环

废浆外运

注浆减阻

2、穿墙前止水处理；

顶管工作井进洞前首先安装止水环，并可采用搅拌桩止水，桩间搭接150mm。

⑴施工流程

搅拌桩的施工采用钻机钻孔，然后采用喷注水泥浆的方法来完成，其施工工序主要包括孔位放样、钻孔、浆液配制、旋喷注浆。

搅拌桩的施工工艺流程下图所示:

清洗设备

拌制水泥浆

搅拌压浆

钻孔

站机就位

孔位放样

搅拌水泥浆

搅拌桩施工工艺流程图

⑵坑内旋喷桩钻孔

采用XY－100型钻机钻注浆孔，钻孔孔径为97mm。

钻孔时钻机要平稳，开孔孔位要准确，钻孔垂直度偏差≤1%，确保旋喷管顺利导入孔底。

在淤泥层或砂层等不利地层处钻孔时，采用水泥浆护壁，泥浆的主要性能指标控制为：

比重l.2～1.3，粘度25~30S，含砂量＜5%，稳定性＜30g/mm3。

⑶浆液配制与旋喷注浆

浆液用32.5R普通硅酸盐水泥和自来水配制，水灰比为0.45～0.5，加入适量缓凝剂，采用立式搅拌罐搅拌。

当钻孔完成后即将旋喷管插至孔底。

先以高压水进行试喷，然后以设计要求的技术参数进行旋喷（如设计无具体要求，则以转速18r／min，泵压25～30MPA，提升速度50～80cm/min等施工参数同步进行喷射、旋转、提升）。

在旋喷过程中，经常检查水泥浆泵压力，旋喷管提升速度及孔口冒浆情况，并随时做好记录。

由于旋喷桩止水的效果往往取决于砂层的成桩质量，因此在砂层段采取减慢提升速度或复喷的办法，保证成桩质量。

旋喷注浆如中途发生故障，立即停止提升和旋喷，待检查排除故障后再继续施工。

旋喷注浆完毕将注浆管、高压泵等机具清洗干净。

施喷桩钻孔过程所产生的废浆经沉淀处理后，废水排入下水道，余碴堆至临时堆碴场。

旋喷注浆产生的废浆，则排至废浆池硬化后及时外运。

3、工作井内设备安装

工作井设备安装包括：

后座垫铁、导轨、油缸支架及油缸、激光导航系统、穿墙止水设备的安装、泥浆循环系统。

⑴、后座垫铁安装

后座垫铁是把主顶油缸推力的反力传递到工作井后座墙处，通过后座垫铁，可把油缸的反力较均匀地传递到后座墙上，这样后座墙就不太容易损坏。

将垫铁的安装位置放好线，在后座墙体钢板表面把后座垫铁的四个角的位置用红油漆作好标志，底部用砖块垫平，将后座垫铁吊到安装位置，调整横向纵向的方向（采用2mm的橡皮垫底部），该平面需要垂直于顶管的顶进方向，定位安装尺寸误差控制在2mm以内，调整好后连接固定，如后座垫铁与后座墙钢板有空隙,则应插入钢尖垫片填充密实。

⑵、导轨安装

工作坑底的导轨是控制顶进管道的高程及方向之用，直接影响整段顶管工程的质量，必须严格安装。

导轨是由两道平行的路轨钢构成，主要作用有两点：

一是使推进管在工作井中有一个稳定的导向，并使推进管沿该导向进入土体；

二是让顶铁工作时有一个可靠的托架。

在基坑底板面放出顶管的顶进轴线，先调整导轨的中线对准顶进轴线，用工字钢垫高导轨调整导轨的高度，当纵向及高程调整好后导轨用预埋件稳定在导轨混凝土台座上，微少调整采用铁楔块调整。

（下管时管节与轨面之间接触应成平直线）

高程、坡度、方向线一定要符合设计要求，安装后要在轨前轨中轨尾测量检查，稳定第一管节后应测量加载后的变化。

（允许误差控制为：

管尾抬高小于3mm）导轨的定位安装尺寸误差控制在2mm以内。

⑶、千斤顶支架及千斤顶安装

千斤顶支架是由槽钢焊接合成的一个支架，起固定千斤顶的作用，使千斤顶工作时有一个可靠的托架。

根据基坑底板面放出顶管的顶进轴线，先调整支架的中线对准顶进轴线，垫高支架调整支架的高度，当纵向及高程调整好后，将支架与底板钢筋焊牢，空隙采用混凝土浇捣填实，24小时后，将千斤顶吊装到支架上，用钢板压实，千斤顶支架及千斤顶的定位安装尺寸误差控制在5mm以内。

⑷、穿墙止水设备安装

穿墙止水设备安装在接收井出洞洞口，具有制止地下水和泥砂流到接收井的作用。

穿墙管预制好后，运输到现场，先将预埋的穿墙管凿出，焊接位置清除干净，吊装预制件到安装位置对中后焊牢，再用膨胀螺丝锁紧止水橡胶圈。

⑸、工作井、接收井的排水

在工作井的一侧设0.5m×

0.5m×

1m的集水井，浇筑底板时四周向集水井位置倾斜，形成排水坡度，收集由管道内流出的水及基坑的积水，集水井内布置一个潜水泵抽水上井到三级沉