深沟槽土方施工方案改1Word格式.docx

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合理布置施工场地，加强施工过程环境控制，减少空气、噪音污染，杜绝排放污水、丢弃垃圾等对环境的污染，维护交通运输。

建设“绿色工地”，实施“环保施工”，使施工活动与北京市政府、市民要求有机统一。

5.人文施工原则

以GB/T28001-2001职业健康安全体系为准，建立、健全消防、安全、保卫、健康体系，以人为本，保证施工生产活动主体的健康安全符合相关法律、标准要求。

2工程概况

2.1工程简介

2、基本情况

2.2工程地质与水文地质情况

2.2.1工程地质情况、水文地质情况

根据勘察结果及区域地质资料，本工程场地适合本工程建设，场地地基土层均匀地基。

根据《工程地质勘探报告》，沟桥所处位置的地下地质情况为：

本工程的雨污水管线埋深在自然地面下5—8m左右，其中苏家坨镇中街、苏家坨镇东路管基持力土层主要为第四级沉积的第三大土层（主要主要包括粉质粘土，粘质粉土③层,粘质粉土，砂质粉土③1），其中苏家坨镇南一街管基持力土层主要为第四级沉积的第四大土层（主要主要包括粉质粘土，粘质粉土④层,粘质粉土，砂质粉土④1）

雨污水管线工程管底持力层均为天然沉积的土层，地基承载力标准值一般均可满足管基设计所需承载力要求。

根据2012年6月下旬钻孔量测到2层地下水情况为浅水层，水位埋深1.00—4.00m，水位标高30.76—44.90m层间水，水位埋深13.70—14.70m水位标高30.76—32.14m。

根据设计图污水管线管底高程多为41.00—43.50左右。

镇南一街、污水管线末端穿越温阳路段，管底高程39.356—39.200为全管线最低。

2.3工程地下管线

本次施工的明开位于现有道路上，清表工作已完成，经对图纸进行会审和对周边管道进行调查，施工区域无其它现况管道，可以机械开槽。

3主要施工方案

3.1工程特点

工程所处位置地面周边建（构）筑物稀少，距施工位置较远，可暂不考虑，地下无管线，可用机械开挖；

根据现场情况，沟槽开挖可按规范放坡，周边无影响。

3.2施工测量准备

3.2.1施工测量

从业主接桩后,对导线点进行检测，导线检测采用《工程测量规范》技术标准所规定的导线标准，用全站仪检测。

导线检测只观测左角，因只有两个方向故不需归零，两测回角差不超过9'

'

，在一个测站观测两个方向的边长，实际是对每一边往返观测。

外界气压、气温、以及仪器加常数输入仪器，仪器便自动计算改正，显示改正后的水平距离。

高程检测应用三角高程法，通过全站仪在一个测站检测测站点与前视点、测站点与后视点的高差，采用四等，一测站两组高差各读数两次，高程取值精确至1mm，每组高差相当往返各一测回。

检测的角度、边长和高差分别与原有角值、原有边长、原有高差的差值，即检测结果，应提交监理工程师。

3.2.2导线测量

对业主单位所交控制桩及资料进行复测校核，确认无误后方可进行控制点加密，根据本工程的特点及地理环境和现有的测量依据进行控制点加密。

加密导线拟采用三级导线，布成附合导线，执行《工程测量规范》技术标准所规定的导线标准。

平均边长100m，测角中误差12'

，测距中误差15mm，测距相对中误差不大于1/7000，方位角闭合差24

，相对闭合差不大于1/5000，如导线全长小于400m，导线全长的绝对闭合差不应大于13cm。

根据三级导线标准，应用全站仪，在一测站水平角测一测回，观测两个方向的边长，形成对每个边往返测。

加密的三级导线点即路线中线控制桩，执行《工程测量规范》技术标准所规定的三级导线标准,满足（技术规范中）线路中线控制桩误差不大于1/5000的精度要求。

3.2.3水准测量

水准点增设采用《工程测量规范》技术标准所规定四等水准测量标准，采取附合水准测量，平地限差20

mm，采用水准仪往测一次，水准尺为双面尺。

3.2.4三角测量

三角网施测应选择良好天气进行观测，用全站仪观测，当方向数超过三个时要归零，归零差不超过8'

，2C互差不超过13'

，同一方向各测回互差的限差不超过9'

，每个距离进行往返测，往返测距离之差不超过10mm,边角网平差计算采用电算形式。

3.3沟槽开挖设计与施工安排

3.3.1开槽断面的选择

根据开挖深度、管道结构尺寸、开挖范围的土质情况以及现场条件，选择大开槽、放坡开挖的断面形式。

3.3.2沟槽开挖设计

本次明挖沟槽工程开挖深度为5～8.0米左右，地面平坦开阔，地下管线距离在基坑影响范围外，所以，在满足设计和施工规范下，结合工程现场，编制明挖沟施工步骤。

沟槽开挖出来的土方全部运至指定存土场，沟槽边缘不堆放土方。

根据施工现场实际情况，本工程沟槽开挖设计如下：

沟槽边坡系数按市政规范规定执行。

开挖时一次性开挖到底，槽深小于3m时，边坡为1：

0.4，槽深大于5m时，采用二级放坡，边坡不小于1：

0.5并在中部设置踏步台阶（台阶宽度大于1.0m）。

以上设计开挖按自然放坡，坡度1:

0.5，详见附图及附页设计计算书。

3.3.3土方开挖

测量人员根据设计图纸及交桩成果表进行平面及高程控制网布设，采用极坐标法测放沟槽中线，在沟槽起点、终点、平面折点、竖向折点及直线段的控制点等位置测设中心桩。

沟槽中线桩每10m一点，根据中线控制桩及放坡方案测放沟槽上口开挖位置线，现场撒白灰线标注。

上口线经检验合格后并完成相关内业资料后，方可开始进行沟槽土方开挖。

【基坑开挖允许偏差表】

项目

偏差允许值（mm）

检验方法

标高

±

10

水准仪

长度、宽度

+500；

—150

经纬仪、钢尺

边坡

方案设计要求

用坡度尺检查

表面平整度

20

用2m靠尺和楔形塞尺检查

沟逐层开挖，直至设计槽底标高。

土方开挖采用人工配合机械进行施工。

投入2个开挖班组自标段两端至中部进行开挖。

第一步挖至3.0m深左右，第二步步挖至槽底。

开挖过程中测量人员全程旁站，严格控制开挖边坡坡度及平台留置高程、宽度，保证与方案一致。

3.4顶管施工方法和技术措施

3.4.1顶管方式

根据此次施工所穿越的土质，确定采用土压平衡机械顶管方法施工。

土压平衡机械顶管施工是市政管道铺设的一项新技术，它省却了全线降水（仅工作坑位置降水），地面沉降小，对地面构筑物的稳定性影响小，施工不影响地面交通，顶进速度快（平均顶进速度10米/天），适应的土质广，我公司在北京市是最早使用土压平衡机械顶管施工的企业之一，曾穿越过河流、立交桥、高速公路等多种建筑物；

曾顶进过钢管、混凝土管等多种管材；

曾铺设过自来水、污水、热力、电力、燃气、通讯等多种管线，对此施工方法已积累了丰富的施工经验。

3.4.2计算

①顶力计算

通常使用经验计算公式确定顶管的总顶力：

F＝NGL

其中：

G—单位长度管体自重（KN/m）

N—土质系数，本工程土质取2.0

F—总顶力（KN）

L—最长顶距（m）

长度L＝94米，DN1750毫米的混凝土管每节长为3米，管重为8140千克/节。

则预测总顶力为：

F=2.0×

94×

8140/3×

9.8

=4998.0（KN）

约需510吨的顶力推动，实际施工中使用四个200吨千斤顶，提供总计800吨的顶推力，可以满足施工需要。

②工作坑后背的安全核算

土层的被动土压力：

P＝1／2rh2tg2（45o+Ф/2）+2chtg（45o+Ф/2）

式中：

p－土壤的总被动土压力

r—土壤容重（KN／m3）r=19.0

Ф—（土壤的内摩擦角度）Ф=14.29°

c—土壤的粘聚力（KN／m2）c=26.08

h—天然土壁后背墙高度h=10.2m

P=1/2×

19.0×

10.22×

tg2（45o+14.29o/2）＋2×

26.08×

10.2×

tg（45o+14.29o/2）

=2320.74KN

后背宽度：

B＝F／p

B—后背受力宽度

F—顶管中的最大顶推力，F=4998.0KN

P—土体被动土压力，P=2320.74KN

T—土体允许承载力，平均值T=180KN/m2

B=4998.0/2320.74=2.15m

经计算，顶管过程中，需要后背宽度为2.15米，实际施工时使用钢质后背，实际宽度为4.8，完全可以满足施工需要。

后背受力面积：

S=F/T=4998.0/150=33.3（米2）

目前实际后背面积：

4.8×

10.2=48.9（米2）

由此计算出实际顶进坑的后背可以承受顶推力的作用，能够安全施工。

3.4.3工作坑施工安排

顶管需开挖工作坑，工作坑分为顶进坑与接收坑，其深度由设计管底高程决定，顶进坑底部需做30厘米厚的混凝土底板，接收坑底部不做混凝土底板。

管外底高程加上机坑轨道及底板厚度，就是顶进坑的坑底标高，接收坑标高与管外底标高相等。

3.4.4顶管工作坑做法

顶管施工需制作两个工作坑，一个是顶进坑，一个是接收坑。

顶进坑与接收坑的做法基本相同，采用钢格栅+连接筋+钢筋网片+混凝土+锚杆+工字钢支撑的联合支护。

顶进坑底板采用钢筋混凝土结构，接收坑底板只需保留原状土。

工作坑的施工原则：

快开挖、强支护、小分块、短进尺、早成环。

工作坑施工工序。

工作坑施工工序

做法如下（见后图）：

（1）管线调查：

工作坑施工前需进行地下管线的调查，提出对原有管线的保护方案，施工中不得损坏原有管线。

（2）探槽：

工作坑施工须先开挖探槽，开挖相互垂直的二条探槽，分别平行与垂直于顶进轴线，其长度须大于工作坑开挖范围1米，深度的确定须配合地下管线调查资料，通常在2米左右。

（3）工作坑上口采用混凝土地圈梁、墙壁采用土钉+锚杆组合固着混凝土锚喷支护。

（4）地圈梁：

地圈梁尺寸为宽×

高＝1000mm×

500mm，其顶面标高为从自然地面下反0.5米。

采用钢筋混凝土结构，使用Φ22的螺纹钢作为钢筋骨架，混凝土标号不小于C25。

地圈梁土方开挖完成后，绑扎钢筋，同时预埋工作坑侧墙连接筋，支立模板、浇注混凝土。

当混凝土强度达到后，在圈梁四周砌240毫米厚的砖墙，高出地面200毫米，砖外侧抹灰，防止雨水灌入工作坑，工作坑四周用钢管设置护栏，高度为1.2米，并挂安全防护网。

（5）土方开挖：

采用分段开挖、分阶段支护、随挖随支护，为了保证安全，防止土体不稳定而下滑，先对角开挖，喷射混凝土后再对边开挖，严禁同层贯通挖土，严禁整个墙体或较长边墙或四角同时悬空，每层挖土顺序如图3-11所示。

每一循环挖深控制在地面之下五米为0.8米，地面之下五米以外，为0.6米。

（6）土钉与锚杆：

将Φ22的螺纹钢，裁切成2米的长度，作为土钉使用，将土钉一端向下倾斜15度打入工作坑侧壁土体，另一端与钢格栅焊接接在一起。

每层钢格栅布置一层土钉，上、下层土钉相间排列，形成所谓“梅花”形，同层土钉相互间距设为1米。

为保证工作坑稳定，在每层格栅中，设置六根锚杆，工作坑长边使用四根，短边使用二根，上下层交错排布。

锚杆长为5米，使用DN15的钢管制成，钢管侧壁间距300毫米钻成直径10毫米圆孔，做成花管，向下倾斜15度打入土体中，向钢管内注入水泥浆，水泥固结后与土体成为一体。

（7）支撑：

选用32#工字钢作为工作坑的保护支撑，第一道支撑距地圈梁2.2米，第二道距圈梁4.4米，第三道距圈梁6.6米，距坑底2.6米。

工作坑采用矩形，需安装直撑、角撑。

顶进坑在顶进方向上的二个角内侧焊接角撑，在平面上距后背墙2.8米处焊接直撑，角撑长度1.5米，直撑长度5米；

接收坑在四个方角内侧，焊接角撑，角撑长度约1.5米。

工作坑的上、下两道支撑间距不大于2米。

（8）钢格栅：

格栅在场外加工，加工后放在平整地面上试拼，周边接装允许偏差±

30毫米，平面翘曲应小于10毫米，拼装合格后方可送至施工现场。

钢格栅主筋使用Φ22的螺纹钢制作，其断面尺寸为220×

200毫米，支撑钢筋使用Φ12的钢筋，弯成波浪形，与主筋焊接牢固。

箍筋也使用Φ12钢筋，相互间距为600毫米。

钢筋相互搭接时，其搭接长度要求为：

如果双面焊接为五倍的钢筋直径，单面焊接为十倍的钢筋直径。

第一榀钢格栅安放在地圈梁底部，工作坑地面之下五米以内，每隔0.8米安放一榀钢格栅，地面之下五米以外，每隔0.6米安放一榀钢格栅。

格栅展开图

（9）网片：

网片采用Φ6的钢筋焊接而成，钢筋相互纵横的间距为100毫米。

工作坑施工时，要求在钢格栅内、外双层放置网片。

网片搭接时，应重叠一个网格宽度。

（10）连接筋：

地圈梁与钢格栅之间及每个相邻的钢格栅之间均需使用连接筋，连接筋使用Φ22的螺纹钢，在钢格栅内、外两侧同时使用连接筋，内外两侧交错排列，同侧的连接筋间距1.0米，施工时要求连接筋与钢格栅焊接牢固，连接筋之间搭接时，同样满足双面焊接五倍的钢筋直径，单面焊接十倍的钢筋直径的要求。

（11）墙壁锚喷：

工作坑施工工序为土方不开挖、挂网片、安置钢格栅、焊连接筋、打土钉、锚杆、喷射混凝土封闭成环。

锚喷混凝土厚度为30厘米，混凝土强度要求等级为C20，材料为水泥、中粗砂、豆石（粒径在0.5～1.0cm），并加入速凝剂，配合比为水泥：

砂子：

石子＝1：

2.2:

2.2，速凝剂为水泥重量的3～5%。

（12）底板：

顶进坑采用钢筋混凝土封底，在挖深达到顶进坑底标高后施作，底板采用喷射混凝土，其间使用Φ22螺纹钢，双层排列，钢筋间距200毫米，钢筋须伸到侧壁格栅中部，并与格栅钢筋焊接牢固。

底板厚度为30厘米，混凝土要求强度为C25；

接收坑采用原状土作为底板。

顶管工作坑支护示意图

地圈梁配筋图

网片大样图

（13）集水坑：

在顶进坑及接收坑的底板，均需预留500×

500×

500毫米集水坑一个，坑内安装潜水泵一台，保证施工时坑底干燥。

3.4.5机械顶管后背

工作坑验收合格后，安装顶管设备，首先安装后背。

（1）机械顶管后背结构为：

锚喷墙+混凝土+后背铁。

（2）在锚喷墙壁前垂直地面放置后背铁，后背铁与锚喷墙面之间的空隙以C10素混凝土浇灌填充。

（3）顶进坑后背要有足够的强度，在顶进过程中能承受千斤顶的最大作用力；

（4）后背墙表面要平顺，并且垂直于顶进管道的轴线，避免产生偏心受压。

（5）后背的安装允许偏差为：

垂直度：

0.1%H

水平扭转度：

0.1%L

其中H为后背的高度，L为后背的宽度。

3.4.6导轨安装

导轨安装是顶管施工中一项重要的工作，安装的准确与否直接影响管道的顶进质量。

在工作坑底部上铺洒一层厚约15厘米的豆石，豆石之上铺设置150×

150毫米的方木，方木长度为2米，方木之间的间距为400毫米，测量每根方木的高程，使其与顶进坡度相一致。

将钢质导轨平铺于方木之上，测量导轨的中线位置与高程偏差，其允许偏差为：

导轨内距：

2mm；

中心线：

3mm；

顶面高程：

0～3mm。

两导轨要平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致；

使用30#工字钢稳固导轨，工字钢一端须牢牢抵在工作坑侧墙上，另一端与导轨焊接，每根导轨不小少3根工字钢。

安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中产生位移，且需设专人经常进行检查；

3.4.7止水环安装

为防止顶管机入洞时泥砂涌入工作坑，在顶进方向的墙壁上需安装止水环。

首先，进行测量，确定止水环安装的位置；

其次，将止水环底圈固定到墙壁上，用混凝土封闭底圈与墙壁之间的缝隙；

然后，在底圈上固定防水橡胶板；

最后，安装止水圈压板。

在顶管机入洞之前才允许将止水环内的墙壁凿除。

3.4.8顶管机就位

将顶管掘进机放入顶进坑内的导轨上，前端距井壁约400毫米。

就位后先检查顶管机的轴线是否与顶进坑轴线、导轨轴线以及主顶油缸的轴线保持一致，发现偏差立即调整。

3.4.9机头入洞

将洞口处的墙壁凿除，人工向前挖土500～800mm，再将机头徐徐推进洞口里，待刀盘全部进洞，调整止水圈位置，使其完全封闭地下水。

然后开动顶管机刀盘，待切入原状土层后停止推移，静止8小时以上，记录顶管机土仓压力表值，若与计算值不符，应以实测值为准，并对原计算的推进压力控制值与总推力值进行相应的调整。

掘进机开始入土时，机头外露，只存在轨道对机头的摩擦力，机头易发生旋转，故在入土前两米顶进时，顶进速度控制在5mm/min以下，以防机头整体旋转，并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调整。

倾角的变化用纠偏千斤顶调正，旋转角大于±

30时，可使用刀盘反转调正，顶进2m以后在机头不旋转的情况下可逐渐加大顶进速度。

机头完全入土后，下第一节混凝土管做反封闭。

顶管机入洞、初顶时，注意总结顶管时和各种参数，包括推进速度、土仓压力、出土率、油泵流量、注浆量、地面变形量等，通过试顶优化施工参数。

3.4.10正常顶进

1）土仓压力的设定：

按计算表数值设定，按实测值进行调整，施工时设备自控可保证10%的土仓压力：

遇有砂层、砂砾石层、下穿道路、离构筑物较近时，土仓压力设定适当加大20%左右，以提高安全系数。

顶进时出土率控制在90%-95%，并根据实际情况进行调整。

2）触变泥浆减阻：

顶管过程中，须同步注入减阻泥浆，它是减少顶进阻力、提高顶进速度的重要一环，减阻泥浆采用膨润土配制而成。

膨润土一般要求胶质价在80以上。

膨润土进场后，先测定其胶质价，根据胶质价确定配合比，见下表（重量比）：

膨润土泥浆的拌和时间一般为10至20分钟。

泥浆制备后，须静置24小时可以使用，使其充分吸水，膨润成胶体，使用比重计测其比重，掌握在1.15g/cm3为宜。

在机头尾部设置有触变泥浆注浆孔，顶进施工的同步注入触变泥浆，以形成原始浆套；

每节混凝土管均有三个注浆孔，顶进过程中，通过注浆孔持续补浆。

注浆使用挤压式注浆泵，注浆口压力控制在0.1～0.15MPa。

视储浆池内触变泥浆下降的速度及顶镐压力表读数调节注浆压力。

膨润土泥浆重量配合比

膨润土胶质价

膨润土

水

碱

60～70

100

524

2～3

70～80

1.5～2

80～90

614

90～100

顶进测量：

初始顶进每1米测量一次，并做记录。

正常顶进时，每顶进3米测量一次，遇有纠偏每1米测量一次，测量时要注意照射到机头激光靶上的激光点和管道中心轴线的一致性，若出现偏差通知机手及时调整。

测量人员分别绘制出管道中心及高程曲线图，随时预测机头的前进趋势。

顶进纠偏：

不断地观察光靶上激光点的行走轨迹，如发生偏移大于20毫米，预测机头又有向偏差大的方向发展的趋势时，要采取纠偏措施。

纠偏时开动纠偏千斤顶。

纠偏时每1米测量一次，并做机头和机尾的数据比较，有回归趋势时，保持一段顶进距离后，要停止纠偏，防止左右摆动。

纠偏的原则是勤纠、微纠，每次纠偏量不要过大，而且要注意发展趋势，当上下、左右均发生偏差时，先纠上下、后纠左右。

顶进速度：

顶进速度控制在30毫米～50毫米/分钟，人洞后的前10米以及纠偏时用较低速度，以后视出土情况、刀盘扭矩情况、地面沉降情况适当调整顶进速度。

出土外运：

掘进机刀盘切削破碎土体，由螺旋输送机将泥土输入到管道内部，使用土车通过管道将泥土运入顶进坑中，再使用吊车运到地面，倒入泥土暂存区，定期外运。

安装管节：

管节下坑前先进行外观检查，包括管端面是否平直、管壁表面是否光洁、管体上有无裂缝等等，检查合格的管子用吊车放到顶进坑内的导轨上，进行顶进。

下管时，机头在停止顶进的状态下，刀盘转3～5分钟，在停机和同时螺旋输送机出土的情况下，排土液压门关闭，并断电以保证土压仓土压达到平衡。

下管工序完成后，再顶进时，应先开刀盘，再依次开螺旋输送机、推进系统。

机头出洞：

机头推进到距接收坑约2米处，拆除接收坑洞口处的墙壁，从接收洞口中心部位打进一根钢钎寻找机头，洞口处的土体开裂并向外凸出，仔细测量机头上、下、左、右的四个方向，与出洞口的大小、位置合适时，启动主顶油缸继续推进，至中心刀露出时，停止推进。

安置机头接收托架，然后，慢慢将机头推入接收坑内。

使用50吨吊车将机头吊运出坑。

3.4.11顶进纠偏

顶管机由前、后两节组合而成，两节之间安装有8个千斤顶，分为上、下、左、右四组，靠这四组千斤顶，可以进行四个方向的纠偏操作。

顶管机后节顶部安装有光靶，定向后的激光经纬仪将激光照射到光靶上，机手根据激光点的位置变化确定顶管机的方向变化。

当激光点发生偏移2cm以上，预测机头又有向偏差较大方向的发展趋势时，要考虑采取纠偏措施。

纠偏时开动纠偏千斤顶，千斤顶顶出最大不超过1.5°

，纠偏时每50cm测量一次，并做机头和机尾数据比较，有回归趋势后，保持一段顶进距离，就要停止纠偏，防止左右摆动，纠偏原则是勤纠、微纠。

3.4.12泥浆置换

顶管完成后及时对管道外壁进行充填加固，把原注入的膨润土浆置换掉。

使用的泥浆置换材料为水泥加粉煤灰浆，其配比为水：

水泥：

粉煤灰=4：

1：

2。

由管道内部的压浆孔压注，注浆次数不少于三次，两次间隔时间不大于24小时。

每两节混凝土管编为一组，每组两个注浆孔，前端注浆孔注浆，后端注浆孔排浆。

将注浆泵清洗干净，吸浆龙头放入灰浆池内，开启注浆泵，打开第一组注浆口，当第一组排浆口冒出灰浆后，关闭阀门，再打开第二组，以此类推，直到全线完成。

再关闭所有阀门，保压一小时，保压时注浆压力为0.1MPa。