顶管专项施工方案泥水平衡法讲解.docx

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顶管专项施工方案泥水平衡法讲解

第一章编制依据和工程概况

一、编制依据

1、广州市净水有限公司所提供设计图纸、招标文件；

2、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；

3、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）

4、《市政排水工程质量检验标准》CJJ-90；

5、《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836-2009）；

6、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005

7、《顶管施工技术》余彬泉、陈传灿编著人民交通出版社

8、国家有关法律法规及广东省人民政府、地方人民政府及其所属有关部门在施工安全、工地治安、人员健康、环境保护及土地租用等方面的具体规定和标准。

9、建设同类及类似工程的施工经验及用于本合同段施工队伍的施工设备和技术力量情况。

二、工程概况

本工程拟建设污水管道约2.893km，主管管径D500～D1000管道，限流管管径D300～D400，管材主要为：

DN500采用HDPE管，倒虹管采用钢管，顶管采用Ⅲ级钢筋混凝土管，其余采用Ⅱ级钢筋混凝土管。

施工方案为明挖和顶管结合施工。

顶管工作段为WC22～WC25长113米，WC25～WC29长164米。

顶管矩形工作井尺寸为7米×4.9米，圆形接收井尺寸为7米。

根据设计图纸顶管共2段共设顶管工作井1座，接收井2座，工作井设于WC25，接收丼设于WC25、WC25。

地质情况：

根据地质报告中间成果，详见附件：

钻孔柱状图

本工程顶管方式采用泥水平衡法。

第二章工程特点和施工前的准备工作

一、工程特点

1、本工程平面位置按排水工程管道走向依次布置，施工线路较长，施工放线及结构的模板、钢筋施工的方案必须周密，重点控制。

2、由于本工程为全现浇钢筋混凝土结构，因此混凝土质量直接关系到结构的安全和质量情况，因此必须确保混凝土的工程质量。

3、本工程施工历经雨季，所以抓好雨季施工是重点。

4、本工程施工场地要根据工程施工需要迁移，在每相临两座工作坑之间进行流水施工是本工程的施工特点。

5、本工程顶管位于挖方区，埋置较深。

二、施工前的准备工作

1、进行施工测量和现场放线工作。

2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树木及附近房屋等的准确位置。

3、按施工平面布置图修建临时设施，设置装、运临时用水的设施、安装临时用电线路，利用工作井内集水井进行机械排水。

4、进行顶管所用设备的加工制作。

5、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。

三、技术准备

1、进行施工技术交底工作。

2、做好定位点控制，施工测量和现场放线工作。

四、施工流程

1、顶管施工工艺流程

管道贯通

备注：

（1）工作井完成后用16号槽钢做顶管导轨确定主轴线。

（2）、各设备就位开始顶进。

2、施工顺序

施工顺序为：

工作井施工→顶进设备安装调试→吊装砼管到轨道上→连接好工具管→装顶铁→开顶进机械→出泥→管道贯通→拆工具管→安检查井。

顶管施工工艺流程图见上图所示。

第三章工作井与接收井施工方案

第一节测量放线

一、平面测量与垂直测量方法选择

本工程±0.00以下平面及垂直测量采用全站仪进行施工测量。

二、测量依据及操作执行标准

所有测量定线依据建设单位给定的书面通知文件，以及设计施工图纸。

测量操作执行国家规范《工程测量规范》。

三、建立测量放线小组

序号

职务

人数

1

测量工程师

1人

2

专职测量员

1人

3

测量放线员

2人

四、本工程测量仪器、量具精度

序号

仪器、量具名称职务

型号及精度

数量

备注

1

全站仪

ZT20Pro

1台

鉴定

2

水准仪

DS32

3台

鉴定

3

塔尺

5m

1条

鉴定

4

钢卷尺

50m

1条

鉴定

五、测量控制目标

1、测量放线合格率100%，确保达到施工精度和进度要求。

2、平面的控制线测量精度不低于1/10000，其测角精度不低于20〃。

3、标高控制：

每连续墙施工段层间测量偏差≤±3mm，全高≤±10mm。

六、测量放线方法

1、定位及轴线尺寸控制

保证本工程的测量精度，在工作井中心线的延长线上设引桩控制网，控制网的各中心线桩应控制在距井边15米以上。

工作井开挖后用它做为各施工层恢复中线的依据。

外控制桩采用150×150×20mm钢板，底部焊接四只500mmφ20钢筋作为地脚埋置于混凝土中保护，保护深度为500mm。

2、高程测量：

基坑土方开挖时，以±0.00标高控制点测出各负数整米数的水平点，并在基坑壁上标记，最后将水平仪移至基坑底，校测基底标高。

3、标高控制

现场建立统一的水准网点，水准网点应根据建设单位（业主）提供的水准点进行引测。

工作坑施工时，根据所建立的水准网点，在坑边上测出-1.500m标高线，作为工作坑施工的依据。

高程传递水准仪配合钢卷尺,钢卷尺起始端悬挂15kg线坠,如下图所示：

第二节工作井及接收井施工方案

沉井施工顺序：

泵井沉井井体分节制作，第一节和第二节3米，第三节2米，井体混凝土强度为C25。

工作井下沉至设计标高之后，采用C20素混凝土封底，封底厚度为1.6米，之后制作工作井底板，底板采用C20钢筋混凝土制作，厚度为0.4米。

1、泵井沉井基坑开挖

根据设计图纸的泵井坐标定出泵井中心及泵井井体外壁四个角点的控制桩，基坑底四边尺寸比泵井结构外围尺寸沿周边各放宽0.5m，依据设计图纸由泵井平面尺寸确定基坑底面尺寸，泵井的基坑开挖深度为1m，以基坑底部周边尺寸按1：

1放坡至地面标高，为基坑敞口形，可供立模板、绑扎钢筋搭设外模板。

泵井基坑采用人工挖土并整平基底，土方可随即用车辆外运。

2、沉井基坑铺筑

在人工整平之后，沿沉井壁体中心线铺设碎石垫层，垫层厚度为200mm，铺设宽度1.25m（比刃脚宽度两侧各放宽0.5米），并用人工机具夯实平整；然后在碎石垫层上填筑粗砂垫层，厚度为100mm，用平板震动整平、密实。

在垫层上沿沉井刃脚四周浇筑素砼垫层带，厚度为80mm，宽度比泵井壁体厚度内外宽200mm，沿砼垫层带周长相距1.0m设承垫木条，供内外立模板，绑扎钢筋之用。

3、第一节泵井沉井制作

根据设计要求，确定第一节泵井制作高度，在铺筑的素砼垫层带上，铺设隔离层（油毛毡或薄板条），然后通过垫层带中相隔1.0m的木条上搭立内模板和泵井满堂内脚手架，内模板校正后绑扎钢筋，再立外模板和外脚手架，沉井内外模封闭后，串拉杆螺丝、拉紧、清理井壁冲洗干净，复核验收立模扎筋均符合规范规程要求，放置漏斗，间距4m，四个转角处均设漏斗，漏斗下挂若干节串筒，砼可直接通过漏斗、串筒灌入井壁之中，保证砼跌落高度不大于1.5m，不会产生砼离析现象，施工人员用电动振动器，按砼操作规程进行振捣密实，保证泵井砼结构强度达到终凝后进行养生。

当井体砼达到设计要求强度时，依次同步抽除一般承垫木，每根承垫木抽除后，立即用砂将刃脚下部填实，使沉井的荷重均匀地转移到砂堤上这样既可防止沉井的突沉，又可以方便顺利地抽除其它承垫木。

最后抽除定位承垫木。

4、沉井掏挖及下沉

泵井沉井下沉根据地下水位情况，计划采用不排水挖土下沉方法。

不排水下沉方法时，采用长臂挖掘机挖掘井底中央部分的土，使泵井形成锅底，在砂类土中，一般当锅底比刃脚低1～1.5米时，泵井即可靠自重下沉，而将刃脚下的土挤向中央锅底，然后继续挖土，泵井便可继续下沉。

若刃脚下的土不易向中央塌落，则配以高压射水松土或进行适当排水下沉。

由于上步桥净空小，所以挖掘机在施工过程中，必须安排专人监督指挥，避免挖掘机在施工过程中碰撞上步桥桥梁。

5、第二节的泵井沉井制作

在第一节泵井下沉至预定标高的基础上，停止挖土，泵井井壁外围用砂回填至壁顶下500mm，泵井内用砂回填1500mm,便于增加井壁的摩擦力、对泵井进行限位和上一节井壁的顺利施工。

开始制作第二节泵井。

先将内脚手架接高稳定，沿着第一节顶面部的拉杆螺丝上立第二节内模板，经校正后，绑扎钢筋，其后再立外模，串拉杆螺丝和校正，同时接高外脚手架和顶面工作平台铺设完毕，各道工序和复验工作同第一节井壁制作标准相同进行验收。

第二节模板接高，放置漏斗，间距4m，四个转角处均设漏斗，漏斗下挂若干节串筒，砼可直接通过漏斗、串筒均匀灌入井壁之中，每次浇注的高度不大于50cm，且保证砼跌落高度不大于1.5m，不会产生砼离析现象，施工人员用电动振动器，然后拆除内外模进行养生，达到强度后拆除内外脚手架清理井内垃圾准备下沉。

6、第三节泵井的工艺与第二节基本相同。

第三节泵井下沉的过程中，考虑到上步桥净空只有6.2米的因素，先将泵井周边土降1米后，采用长臂挖掘机挖土下沉，工艺与第一节相同。

若挖掘机由于桥梁净空小的原因不能挖到位，则采用抓斗机进行抓挖下沉施工。

采用抓斗机抓挖井底中央部分的土，使泵井形成锅底，在砂类土中，一般当锅底比刃脚低1～1.5米时，泵井即可靠自重下沉，而将刃脚下的土挤向中央锅底，然后继续挖土，泵井便可继续下沉。

若刃脚下的土不易向中央塌落，则配以高压射水松土或进行适当排水下沉。

7、泵井沉井封底及底板浇筑

泵井下沉至设计标高后观察其稳定性，在8小时内泵井自沉累计量不大于10mm时，才能进行封底。

不排水封底，即在水下进行封底，要求待井体下沉相对稳定后，将井底整平，将多余的浮泥清除（必要时可派潜水员进行水下检查、处理），铺碎石垫层30cm，封底混凝土用导管法灌注，灌注水下封底混凝土时，需要的导管间隔及根数根据导管作用半径和封底面积确定，导管作用半径随导管下口超压力大小而异，其关系如下：

超压力（kpa）

75

100

150

250

导管作用半径（m）

<2.5

3.0

3.5

4.0

根据计算确定的导管根根数为2根，导管灌注时的顺序：

按照先低处后高处，先周围后中部为原则，使混凝土保持大致相同的标高。

待水下混凝土达到要求的强度后，方可从井中抽水，按排水封底法施工上部底板。

泵井现在已经下沉到设计标高位置，为保证井底封底质量，混凝土浇注施工时，须严格按照如下方案进行施工：

（1）基底检查，基底符合下列要求：

a、泵井基底面整平，且无浮泥。

井壁隔墙及刃脚与封底混凝土接触面处的污泥、旧砼屑予清除。

b、对泵井进行沉降观测，满足要求后，才能进行封底。

c、基底铺设10～20cm的碎石层，以减少浮砂浮泥。

（2）泵井封底：

基底检验合格后，及时封底，采用水下混凝土浇注施工工艺。

（3）混凝土的浇注：

在井面搭设混凝土浇注平台，准备φ200钢管导管、漏斗、隔水球、提升设备、清孔设备、射水设备、抽水设备、震动器。

混凝土塌落度选用150～200mm,一次对两个点同时进行浇注，采用垂直导管法灌注水下混凝土。

混凝土浇注下去之前由被铁丝拴住的隔水球导入水中，导管底的面距离泥、砂面为20cm。

混凝土浇注速度要均匀，每个点要保证有6～8立方米/小时的浇注量。

浇注完混凝土之后，派水下蛙人对浇注质量进行检查，如有漏洞，再对漏洞进行浇注处理。

8、沉井下沉计算

（1）地质情况：

路面以下为素填土层，厚度2.0米；素填土以下为淤泥层，厚度为6.2米；淤泥层以下为粉质粘土，厚度为6米。

（2）第一节沉井计算

第一节沉井（3米高、总高3米）完成后承载力的计算，验算砂垫层的承载力能否满足井壁的自重。

根据公式Pz=b（PK-PC）/（b+2Ztgθ）

PZ为砂垫层底面的压力

b为刃脚宽度，为0.3米

Z为砂垫层厚度，Z=0.4米

θ为砂的扩散角，取300

PK为砂垫层的所受沉井自重产生的压力，

PK=G3米高沉井自重/S刃脚部分面积

钢筋混凝土井壁自重为30KN/m3.G3米高沉井自重=（