顶管施工方案作业方案.docx
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顶管施工方案作业方案
顶管施工方案
本工程中的顶管包括钢管、钢筋砼管，根据设计要求，顶管采用机械顶管。
为保证顶管施工过程中地面不变形，本工程采用泥水平衡式顶管。
本工程中，钢管顶管主要用于顶管横过马路的污水管，先用钢管顶进，钢管管径比设计管径大一级，然后在钢管内穿玻璃钢夹砂管。
钢管采用A3钢直缝一次焊接成型，钢筋砼管采用带橡胶圈的Ⅲ级钢筋砼“F”管。
顶管的施工技术难度高，顶管施工是本工程的控制点。
1、工作井、接收井施工
本工程中设置工作井、接收井各5座，工作井采用矩形，接收井采用圆形。
根据工作井、接收井的所处的地质条件和深度确定工作井及接受井的施工方法。
深度小于工作井、接收井采用钢板桩支护内衬钢筋砼井壁及底板结构，并用水下砼封底；深度大于的工作井、接收井采用沉井法施工，采用不排水下沉，浇筑水下砼封底。
（一）深度小于工作井、接收井施工
本工程中W59及W28处的工作井、接收井的深度小于，此处工作井、接收井采用钢板桩支护内衬钢筋砼井壁及底板结构，并浇筑水下砼结构，如图示（接收井采用圆形结构）：
1、施工工艺流程图
2、主要施工方法
（1）钢板桩采用液压振动锤逐块振动入土，钢板桩长为10m。
（2）钢板桩施工前必须探明施工范围内的管线情况，并对管线采取悬吊或其他方法进行保护。
（3）钢板桩施工完毕后，即进行工作井、接收井土方开挖。
井内土方采用长臂挖掘机进行开挖、并转运至地面，挖至设计标高上20～30cm时，应特别注意控制标高，避免超挖。
在开挖过程中，根据地面的变形情况，及时安装第一道钢腰梁。
（4）工作井、接收井基底施工、处理完毕后，及时进行水下砼封底。
封底砼采用C20商品砼。
（5）封底砼采用多根导管同时浇注的方法进行，根据工作井及接收井的净空面积及导管的灌注范围确定导管根数，工作井的导管数为4根。
（6）封底砼的浇注：
①在井面搭设工作平台，准备φ250PVC管作为混凝土导管、漏斗、隔水球、提升设备、清孔设备、射水设备、抽水设备、振动器等。
②封底砼的坍落度控制在15～20cm范围内，一次对两个点进行浇注，采用对角浇注、垂直导管法进行浇注水下砼。
水下砼的浇注速度要均匀，每个点要保证有6～8立方米/小时的浇注量。
3浇注完一个点以后，将导管垂直拔起，浇注完砼后，应对浇注质量进行检查，如有漏洞，应即时对漏洞进行处理。
（7）水下封底砼施工完毕后，即可进行钢筋砼底板及侧墙的施工，底板水及侧墙采用C25商品砼。
钢筋的绑扎、砼的浇注及侧墙模板安装按常规方法进行施工。
（8）在侧墙砼养护至设计强度的85%以上时，安装第二道钢腰梁。
（二）深度大于工作井、接收井施工
本工程中，深度大于的工作井及接收井采用沉井法进行施工。
其中工作井深为的有一座，位于W80处；深为的工作井有三座，分别位于W122、W115及W110处。
深为的接收井有一座，位于W77处；深为的接收井有二座，分别位于W118及W112处。
上述工作井、接收井均采用沉井法施工（见下图，各工作井及接收井的井深、井壁的厚度、施工缝的依实际作相应调整），工作井采用矩形结构，接收井采用圆形结构。
工作井及接收井的净空尺寸依管径大小略有变化，沉井井壁的厚度也随井深变化而变化，具体尺寸及结构根据设计图纸确定。
1、工作井、接收井施工工艺流程
2、主要施工方法
（1）工作井、接收井施工方法介绍
为方便施工，工作井、接收井井体分两或三节制作，其中深为米的接收井和深为米的工作井分三节制作、下沉；深为米工作井和接收井分两节制作、下沉。
根据设计要求，在工作井的后坐墙、前导墙外侧及接收井开孔处两外侧设置φ500水泥搅拌桩，搅拌桩间距按照设计图纸要求布置。
搅拌桩在沉井施工前进行。
井体砼采用C25商品砼，抗渗等级为S6，钢筋保护层的厚度为35mm。
工作井下沉至设计标高后，采用C20砼封底，接收井及深度为的工作井封底砼的厚度均为米，深为的工作井封底砼的厚度为米。
封底砼施工完毕后进行底板施工，底板采用C25钢筋砼制作，接收井底板的厚度为米，工作井底板厚度为米。
（2）搅拌桩施工
本工程中，在工作井及接收井顶进方向设置搅拌桩，主要是通过搅拌桩对周围土体进行加固，防止顶管施工时泥水泄漏。
同时通过水泥作用，形成一个复合地基，提高地基的承载能力。
搅拌桩的设计桩径为φ500mm,桩长为米。
搅拌桩采用“四搅，两喷”的施工方法进行，水泥掺入量为15%（每延米水泥用量不少于50kg）,搅拌桩的施工严格设计要求进行。
①施工工艺流程：
②施工准备
a.场地准备。
搞好场地的三通（路、水、电）一平（将场地内的地表杂土等清除并平整、压实，场地内局部地洼的地方分层回填粘土并按设计要求压实），探查地下是否有障碍物，如有即进行清除或迁移。
b.测量定位。
根据设计要求的桩间距测放桩位，并用木桩标识。
如因地下障碍物等原因需要改动原设计位置，需经得设计、监理的同意。
c.材料选择。
水泥采用强度等级普通硅酸盐水泥，水泥进场必须备有合格证，并按规定进行材料试验。
d.试桩。
先按不同的地质段进行试桩，以掌握现场的成桩经验和技术参数。
e.根据各地段设计桩长，对钻杆以米为单位用红油漆进行标识，杆上标明数字以便掌握钻进的深度。
③成桩
a.桩机对中。
用吊机将搅拌桩机移到桩位上方，调正导轨垂直度，钻头对正桩位。
b.预拌下沉。
待搅拌机的冷却水循环正常后，启动电机，放松起吊钢丝绳，空压机送电，使钻头沿导轨逐渐切土下沉到设计深度，钻进的速度根据试桩确定的参数并由电机的电流监测标控制，如果下沉的速度达不到要求，即从输浆系统补给清水以利钻进。
c.制备水泥浆。
待搅拌机下沉到一定的深度时，开始按设计确定的水灰比拌制水泥浆，待压浆前将水泥倒进入集料中。
d.提升喷浆搅拌。
搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入土层，边喷浆边旋转，边按试桩确定的提升速度提升搅拌机（搅拌桩的喷浆提升速度不大于min），停浆面比设计桩顶标高高出50cm。
e.重复上、下搅拌。
再次将搅拌机边旋边沉入土中，至设计加固深度再将搅拌机提升出地面。
f.清洗。
向集料斗中注和入适量的清水，开启灰浆泵，将管路中残存的水泥浆清洗干净，清除搅拌头上的土。
g.重复上述步骤，再移动进行下一桩的施工。
h.操作人员将每根桩的钻进时间、提升时间、提升速度、提升的次数、钻进的深度等进行记录。
i.搅拌桩施工过程中,应十分注意控制搅拌桩的垂直度,垂直度偏差控制在%以内。
④搅拌桩的检验
水泥搅拌桩成桩后7天内，采用触探器钻去加固土样，观察搅拌均匀程度和判断桩身强度，触探点位置在桩径方向1/4处，要求触探击数不少于10击，检查桩的数量应不小于完成桩数的2%，且不少于2根。
（3）基坑开挖
根据设计施工图纸坐标放出沉井中心坐标，依据沉井净空放出沉井井体外壁四个角点的控制桩。
为方便施工操作，基坑底边四边尺寸应比沉井外壁尺寸大米，即在工作井每边向外放。
基坑采用机械挖土，人工辅助修整检平基底并夯实基坑壁，并在井中设置集水坑用潜水泵抽水。
（4）沉井基坑铺筑
基坑整平后，沿沉井墙体中心线向两侧各铺设宽为米的碎石垫层，垫层厚度为米，用蛙式打夯机夯实平整，然后在其上铺筑厚为的中粗砂，并用平板振动器整平、夯实。
在夯实、整平的垫层上沿沉井刃脚四周浇筑素砼垫层带，宽度比沉井刃脚厚度内外宽,厚度为米，同时在沿垫层带每隔米设置10×10cm木枋，以便为沉井墙体立模、绑扎钢筋使用。
（5）第一节沉井制作
根据设计图纸确定第一节沉井制作高度。
在铺筑的素砼垫层上，铺设薄木板隔离层，然后通过在垫层设置木枋上搭设内模板及满堂红脚手架，模板采用钢模板。
内模板校正并经监理工程师验收合格后，绑扎沉井墙体钢筋，立外模板及外脚手架，内外模板封闭后，拉紧拉杆、支撑并校正，清理模板内的杂物，复测验收立模，符合规范要求后放置漏斗，通过漏斗直接浇筑沉井墙体砼。
为使砼不产生离析现象，漏斗每隔50cm设置一节颈口段。
墙体砼分层浇筑，每层厚度控制在30cm左右，然后用插入式振捣器振捣密实。
拆模后进行洒水养生，当砼达到设计强度的95%以上时（至少7天养护龄期），即可开始下沉。
（6）掏挖、下沉
由于工业大道区域的地质十分差，为保证施工安全，沉井掏挖下沉采用不排水掏挖的方式进行施工。
施工过程中，采用抓斗挖土，先将沉井底中央部分的土方挖除，使沉井形成涡底，沉井即可靠其自重下沉，若刃脚处的土不会向中央塌落，则配以垂直高压射水辅助沉井下沉。
（7）第二、三节沉井制作
当第一节沉井下沉至预定标高的基础上，停止掏挖井内土方，在井体稳定后，即可开始制作第二节沉井。
先将外脚手架接高稳定，沿第一节顶部的拉杆螺栓上立第二节内模板，经校正后，绑扎钢筋，然后再立外模板，穿对拉螺栓（见下图），校正内外模板，然后浇筑第二节沉井墙体砼，浇筑方法同第一节。
拆模养生达到强度后拆除内外脚手架即可下沉。
第三节沉井制作是在第二节下沉至预定标高的基础上，井体稳定后进行，施工方法同第二节。
（8）第二、三节沉井下沉
下沉施工方法同第一节沉井下沉，在沉井下沉接近设计标高前2m，应控制抓土量，注意调整沉井，避免沉井发生大量下沉或大的偏斜，造成难以按标准下沉至设计标高。
（9）沉井封底及底板砼浇筑
沉井下沉至设计标高并稳定后，在8小时内沉井自沉量累计不大于10mm时，可进行封底。
根据实际地质情况，由于施工场地所处的区域地下水位浅、地下水丰富，沉井将很难抽干水浇筑底板砼，在施工时采用不排水封底。
在浇筑封底砼前，应将井底内的浮泥清除干净，铺碎石垫层30cm，封底砼用导管法灌注，灌注水下封底砼时，根据封底面积和每根导管的作用半径（混凝土流动半径）来确定布置导管的根数和位置。
根据砼的坍落度，导管的间距控制在~，本工程中导管间距为4m，在沉井内布置4个浇注点。
多根导管灌注封底砼的顺序：
从低至高逐个进行，先进行周边井孔后中间井孔，以免基底浮泥及封底顶面的浮浆集中在基础边缘。
基底检查，在灌注封底砼前应进行基底检查，检查内容：
a、沉井基底面平面位置、尺寸大小，基底标高；b、地质情况、承载力是否与设计要求相符；c、基地处理和排水情况是否符合规范要求。
混凝土浇筑前在井面搭设混凝土浇筑平台（如下图示），采用φ250PVC管作为混凝土导管、漏斗、隔水球、提升设备、清孔设备、射水设备、抽水设备、振动器等。
各种设备准备好后，采用一次对两点进行浇筑，采用对角浇筑水下混凝土封底。
当一个导管灌注高度达到设计标高时，将导管拔离混凝土面，将漏斗及导管拆除，并用净水逐节冲洗干净，以备后用。
浇筑完砼后，派水下蛙人对浇筑质量进行检查，如有漏洞，即时浇注处理。
（10）沉井施工质量标准
①刃脚平均标高与设计标高的偏差不得超过100mm；
②沉井水平位移不得超过下沉总深度的1%；
③矩形沉井刃脚底面四角中的任何两角的高差，不得超过该两角间水平距离的1%，且最大不得超过300mm；
④沉井倾斜度不大于1/50。
（11）沉井制作质量控制措施
①为使沉井墙体砼尽快达到下沉强度，在混凝土中家适量的减水剂、早强剂及速凝剂。
②钢筋绑扎立模，浇注砼均要求严格按设计资料、国家规范及规程进行施工。
③钢模板拼装整齐、顺直、漏缝嵌压密实。
④模板内清除干净，无杂物。
严格控制浇注的砼坍落度，检查其离析度等，满足要求后才能进行浇筑。
（12）沉井下沉施工偏差
沉井下沉过程中容易出现下沉不均匀的情况，根据沉井下沉过程中产生偏差原因，采取有效措施纠偏。
如下表所示：
序号
产生原因
预防措施
1
刃脚软硬不均
随时掌握地层情况，多挖土层较硬地段，少挖土质较软地段，多留台阶
2
没有对称抽出垫木或未及时回填夯实
认真制订和执行抽垫操作细则，注意及时回填夯实
3
除土不均匀使井内土面高低相差过大
除土时严格控制井内土面高差
4
刃脚下掏空过多，沉井突然下沉
严格控制刃脚下除
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