胡埭物流园陆藕路污水管顶管工程.docx

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胡埭物流园陆藕路污水管顶管工程

胡埭物流园陆藕路污水管顶管工程

1工程慨况

本工程主管W17-W28（d800）、W28-W35（d1000），管线、支管W17（d300）、W20（d300）、W23（d300）、W25（d300）、W28（d400）、W30（d300）管线工作井，接受井采用井点降水沉井法施工，工作井高度6.5m，接受井高度6m，砼均采用C30，抗渗标号S6，本工程顶管主要是陆藕路沿路部分污水总管，支管（处于流沙层）及穿越直湖港，顶进进长1261m，该工程施工工期为120天，管材采用钢筋F顶管。

2沉井施工

2.1沉井施工流程

基坑测量放样→设置井点降水→刃脚垫层施工→立井筒内模和支架→钢筋绑扎→外模和支架→浇捣混泥土→养护及拆模→砌预留孔→井点安装及降水→凿除垫层、挖土下沉→沉降观察→铺设碎石及混泥土垫层→邦扎底板钢筋→浇捣底板混凝土→混凝土养护→素土回填。

2.2基坑测量放样

根据沉井设计图纸，沉井基坑开挖深度取6m，沉井刃脚外侧面至基坑边的工作距离取2m，基坑边坡采用1：

1。

整平场地后，根据沉井的中心坐标定出沉井中心桩、纵横轴线控制桩。

2.3设置井点降水

地面表土应清除人工清除干净并保持平整和干燥。

为防止流砂及管涌产生采用在基坑边设置一套轻型井点降水，在底部四周设置排水沟与集水井相通，集水井内汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除，防止积水而影响刃脚垫层的施工。

2.4刃脚垫层施工

刃脚垫层采用砂垫层和混凝土垫层共同受力。

（1）砂垫层厚度的确定

砂垫层厚度H可采用如下计算公式计算：

N／B+γ砂H≤[δ]

根据计算结果，无论是工作井还是接收井，砂垫层厚度H均为60（厘米）。

砂垫层采用加水分层夯实的办法施工，夯实工具为平板式振捣器。

（2）混凝土垫层厚度的确定

混凝土垫层厚度可按下式计算公式计算：

h=（G0／R-b）／2

根据计算结果，混凝土垫层厚度h为15厘米。

混凝土垫层表面应用水平仪进行校平，使之表面保持在同一水平面上。

2.5立井筒内模和支架

由于顶管沉井高度达6m左右，因此，井身混凝土整段浇捣，内模同样整体安装。

井筒模板采用组合钢模与局部木模互相搭配，以保证内模的密封性。

刃脚踏脚部分的内模采用砖砌结构，宽度与刃脚同宽。

井身内外模支架采用空心钢管支撑。

钢管支架必须架设稳固，如有必要，可才用对撑支架，增加内模的稳定性。

2.6钢筋绑扎

沉井钢筋现场设加工场成型制作，井壁钢筋现场加工好后绑扎接高，直径14毫米钢筋采取闪光对焊工艺接长，绑扎时接头相互交叉。

井壁双层钢筋用直径10毫米钢筋撑脚把网片撑开。

钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定，保证钢筋设计间距。

为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。

钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽验收。

隐蔽验收合格后，方可进行立外模。

2.7立外模和支架

沉井制作采用组合定型钢模板，在沉井插筋部位用2cm木模板间隔拼装，拼装的木模表面刨光，拼缝严密平整。

为防止接缝间隙过大易漏浆，在其接缝表面采用粘贴包箱纸。

立模前所有模板涂刷脱模剂，使砼表面能平整、光滑。

内外模板顺序原则上先立内模，后立外模。

模板与钢筋安装应互相配合进行。

模板采用双层钢筋直径48×3钢管作竖围囹，直径25钢筋弯成与井壁同圆形作水平围囹，内外模用直径16毫米对拉螺杆与模板围囹结合牢固，确保井壁厚度。

螺杆上设一道止水片，止水片与螺杆满焊。

模板支架及脚手架采用直径48×3.5钢管扣件搭设。

支架根据立模及钢筋绑扎，砼浇捣的需要分层架立。

支架的低脚衬垫30×60木板，支架每隔9m设一道剪力撑与地面的夹角控制在45度左右。

外脚手架是纵向立杆间距为1.4m,横向立杆间距为1.2m.

2.8浇捣混凝土

工作井——总高度6.5m，浇捣完成，一次下沉。

接收井——总高度6m，浇捣完成，一次下沉。

本工程砼采用商品砼，配砼泵车用布料管直接对称浇筑砼。

浇筑采用水平分层法，每层控制在30cm左右，用插入式振动器有次序的振捣。

砼养护采用浇水养护，不少于十四天，每次浇筑砼在同一车内取二组试块一组三块作强度标养检测，加一组六块作抗渗标养检测。

2.9养护及拆模

混凝土浇捣完成后应及时养护，养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法。

在养护过程中，对混凝土表面需浇水湿润，严禁用水泵射而破坏混凝土。

养护时应确保混凝土表面不发白，至少养护七天以上。

养护期内，不得在混凝土表面加压、冲击及污染。

在拆模时，应注意时间和顺序。

拆模时间控制在混凝土浇捣后的3～4天内进行，过早或过晚的拆模对混凝土的养护都是不利的；拆模顺序一般是先上后下，小心谨慎，以免对混凝土表面造成破坏。

2.10沉井下沉

根据沉井的自重计算下沉系数与稳定系数。

沉井下沉前，割除对拉螺栓的拉杆，并用水泥沙浆分二次对拉杆割除位置进行修补。

2.10.1抽承垫木

（1）抽承垫木必须在刃脚混凝土达到设计规定的强度后进行。

（2）抽承垫木应分区域，按次序、均衡对称同步地进行。

并应注意沉井四周下沉是否均匀、定位支点处的承垫木应最后抽除。

抽承垫木要统计块数，不得漏抽。

2.10.2排水下沉

（1）本工程采用挖土法下沉。

（2）挖土下沉时，采用16T吊车配合人工进行挖土，先由井中央挖向四周，每层挖土厚0.4～0.5m，在刃脚处留1～1.5m台阶。

沿井壁每2～3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀的削落台阶，每次削5～10cm：

当土层经不住刃脚的挤压破裂，沉井便在自重作用下均匀破土下沉。

（3）挖土时各井孔的土面高差一般不宜超过0.5m。

2.10.3助沉纠偏

（1）沉井下沉过程中，刃脚下产生地基反力，当沉井下沉系数小于设计下沉系数时，允许采用加载助沉，加载平台应符合重物堆放方便和结构安全等要求，重物堆放重心应根据施工组织设计规范，加载时加载范围内的其他工作应停止。

沉井下沉到设计标高时应卸载，卸下的重物应随卸随运，不应堆放在沉井边。

（2）沉井纠偏应根据测量资料随偏随纠，当沉井偏斜达到允许值的1/4时便要纠偏，沉井下沉过程中要做到勤测、勤纠、缓纠。

（3）沉井初沉接段纠偏应根据“沉多则少挖”“沉少则多挖”的原则在开挖中纠偏。

刃脚下挖土要逐步扩大，不能一次过量掏挖，不要通过大量挖土来纠偏。

（4）水或冲气方法纠正井体倾斜时，可在沉井偏高的一例在井壁外插入射水管或冲气管进行射水或冲气，减少井壁摩阻力。

射水或冲气管亦可预埋没在井壁内适当位置，供纠偏时按照偏斜方法进行纠偏。

用射水法纠偏后如留有射水孔宜用厚触变泥浆或砂土填满。

（5）井下沉过快时，在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土实，加大摩阻力力。

2.10.4下沉观测

（1）沉井下沉时应注意观测，刃脚标高每班至少测量一次，轴线位移2～3天测一次，当沉井每次下沉稳定后应进行高差和中心位移测量。

（2）初沉阶段每2小时至少测量一次，必要时应连续观测、及时纠偏。

（3）终沉阶段每小时至少测量一次，在软土地层中如停止挖土后沉井仍不能自沉时应立即采取措施控制下沉。

当沉井下沉接近设计标高时应加强观测，待8小时内沉井自沉累计不大于10mm时方可进行封底，此时并体的标高位移和倾斜应在允许偏差范围内，并经检验合格。

2.11沉井封底

2.11.1准备工作：

（1）沉井下沉至设计标高的要求范围内，经沉降观测沉降率在允许范围内即可进行封底。

（2）封底方法应根据设计规定，若排水封底有困难需改变封底方法时主动与设计单位联系。

（3）沉井封底前应绘出沉井内开挖锅底简图。

（4）本工程在井点降水条件下施工，在封底前应用大石块先将刃脚下垫实，同时应加强井点降水保持连续抽水。

（5）封底前应准备好集水井筒。

2.11.2干封底与浇筑钢筋混凝土底板：

（1）封底前应整理好锅底和清除浮泥，对新老混凝土接触面应凿毛清洗，井内积水应尽量排干并在每个井格底部中央设置至少一个集水井，其深度和大小要满足水泵吸水要求。

（2）本工程封底前按照设计规定，先铺碎石，填平整实后再浇筑素混凝土封底，此类工作均须沿井壁四周向中央进行。

素混凝土封底应一次浇筑、分格、逐段、对称进行，不得中途停顿，避免产生施工缝而造成渗漏现象。

混凝土封底的同时集水井不得填没，排水工作继续进行，以保证混凝土在终凝前不浸水。

素混凝土封底的表面应平整，当强度达到设计强度的25﹪以上时才允许在上面绑扎底板钢筋。

钢筋扎好经检验合格后方可浇筑底板混凝土。

（3）当底板钢筋混凝土强度达到设计要求时，根据抗浮计算，地下水位控制值可适当提高。

沉井能满足抗浮要求时方可封填集水井，封填先应清洗干净，封填必须密实防止渗漏。

（4）钢筋混凝土底板表面平整，整个底板不得有渗漏现象，如发现渗漏点应压浆堵漏。

漏水严重时应设置临时泻水管引流，在压浆堵漏后再封闭泻水管。

（5）封底根据底梁分格情况进行对称分格置换，先清除1～2个井覆格内的上体，抛大石块铺填碎石，浇筑素混凝土垫层，然后依次进行。

2.12沉井施工质量要求

2.12.1刃脚垫层设砂垫层1m，井壁四周均匀设置垫木，垫木长度为2m，厚度0.2m，宽度0.3m，每米内垫木不少于四块，垫木中心线与刃脚中心线重合，埋填深度为其侧壁厚度的一米。

2.12.2沉井开始下沉时，抽除垫木应在有人指挥下，分组编号按顺序依次对称；同步地抽除，抽垫过程中，应随抽随填夯砂石或砂石，在刃脚外填筑土堤并分层夯实。

2.12.3如果采用水力机械冲泥时，应以集泥坑为圆心逐渐向四周冲射，并注意在刃脚内侧保留0.5～1.0m，宽的土台，均衡对称地自上而下一层层冲去，严禁用水枪掏挖刃脚踏面以下的土层。

2.12.4采用人工挖土时（本方案主要采用挖土），次序是先中央后四周，均衡对称地进行，并应根据需要留有土台，逐层切削，使沉井均匀下沉。

2.12.5沉井施工刃脚底离设计标高2米时，应减缓挖土速度，严禁超挖以免超沉。

2.12.6施工必须定时观测井外四角点沉降情况，有异常及时汇报处理。

2.12.7井壁施工时，不能遗漏地梁，墙板、平台、水管及中间隔板出水管等欲留钢筋，并留出足够搭接长度和铲开接头。

3井点降水施工

3.1井点设备布置：

（1）平面布置，当基坑或井宽小于6米，且降水深度不超过6米时，一般可采用单排线状井点，布置在地下水流的上游一侧，其两端的延伸长度一般不小于坑（槽）宽，如基坑宽度大于6米或土质不良，宜采用双排井点，或降低总管平台面标高以适应降水深度要求。

井点采用0.8-1.0米。

靠近河流处，井点应适当加密。

（2）一套抽水设备能带动的总管长度，一般为100-120米，采用多套抽水设备时，井点系统要分段，各段长度大致相等，泵宜设备在各段总管的中部，使泵两边水流平衡，各套井点总管之间应装设阀们隔开，这样，当其中一套泵发生故障时可开启相邻阀门，借助邻近的泵组来维持抽水。

3.2井点系统的施工：

（1）井点施工前，认真检查井点设备、施工机具、砂滤料规格和数量、水源、电源等准备工作情况。

同时还要挖好排水沟，以便泥浆水的排放，为检查降水效果，必须选择有代表性的地点设置水位观测孔。

（2）井点系统的安装顺序：

挖井点沟槽，铺设集水总管，冲孔，铺设井点管，灌填砂滤料，用弯联管将井点管与集水总管连接，安装抽水设备、试抽。

（3）井点系统施工时，各工序间应紧密衔接，以保证施工质量。

各部件连接接头均应安装严密，以防止接头漏气，影响降水效果，弯连管采用透明塑料软管，便于井点安装及方便直接观察井点抽水状况。

（4）冲孔、沉管

冲孔时，用起重设备将冲管吊起并插在井点位置上，利用高压水泵，采用0.6-1.2MPa水压，将上冲松，边冲边沉，冲孔时注意冲管道垂直插入土中，并作上下、左右摆动，以加剧土层松动。

冲孔直径不应小于300毫米并保持垂直，上下一致，使滤管有一定厚度的砂滤层，冲孔深度应比滤管深0.50米以上，以保证保证滤管埋设深度，并防止被井孔中的沉淀泥砂所淤塞。

（5）井孔冲成后，应立即把出冲管，插入井点管，紧接着灌填砂滤料，以防止坍孔。

砂滤料的灌填质量是保证井点管施工质量的一项关键性工作，井点管要位于冲孔中央，使砂滤层厚度均匀一致，要用干净粗砂灌填，并填至滤管顶上1.0-1.50米，以保证水流通畅。

（6）每根井点管沉后应检验渗水性能，一组井点系统安装完毕后，应立即进行抽水试验，以检查管路接口质量、井点出水状况和抽水机械运转情况等，如发现漏气、漏水现象，应及时处理。

避免漏气而影响整个井点系统的降水效果。

若发现滤管被泥砂堵塞，则属于“死井”，

特别是在同一范围内连续有数根“死井”时，将严重影响降水效果，应逐根用高压水泵反复冲洗或拔出重新埋设。

经抽水试验合格后，井点孔到地面以下0.5-1.0米的深度范围内，应用粘土填塞封孔，以防止漏气和地表水下渗，提高降水效果。

（7）井点使用时，一般应连续抽水（特别是开始阶段）。

时抽时停，滤网易堵塞，也容易抽出土粒，使出水浑浊，并会引起附近建筑物由于土粒流失而沉降开裂；同时由于中途停抽地下水回升，也会引起土方边坡坍塌等事故。

4顶管施工方案

（1）本工程采用泥水平衡全封闭机械顶管，顶管机型的选择，直径

分别为：

Φ300、Φ400、Φ800、Φ1000泥水平衡顶管机。

推力的理论计算及中继间布置，以最长距离80米，工作井段顶管计算：

F=F1=F2其中：

F—总推力，F1—迎面阻力，F2—顶进阻力

F1=∏/4×D2×P（D—管外径，P—控制土压力）P=KO×R×HO式中KO—静止土压力系数，一般取0.55

HO—地面至掘进机中心的厚度。

取最大值5.8米

γ—土的湿重量，取1.9T/m3F2=∏D×f×L

式中：

f—管外表面综合摩阻力，取0.5T/M2D—管外径

L—顶距

主顶使用2台200T级油缸，在推进时，每台油缸的最大顶力不得超过150T。

（2）本路段工程所用管节为“F”管，“F”管受力性能好，接头稳固性高，接口处止水密封性能好。

（3）选用优良管材并处理好管子接口，对顶管施工是十分重要的。

我们选用优质的成套管材，要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品，坚持予以退回。

（4）接管前再次检查管子接口的横向尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地，确认合格后可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无侵蚀性的润滑材料以减少摩阻力。

（5）顶管结束后要按设计要求在管内间隙处填充弹性密封膏并做好内抹带。

（6）顶管施工中地下通讯采用敷设有线电话。

其设置：

掘进机操作台一部，工作井顶进控制台一部，地面一部，以此方式加强通讯联系，协调指挥作业。

（7）因该泥水平衡全封闭机械顶管设备用电率达100KV，目前施工临时用电无法满足该设备用电，因此在顶管施工过程中采用120KV发电机供电。

（8）由于管道内的电机采用380V动力电，因此进入管道的动力电必须做到二级保护和接地保护措施，动力电源线设置在操作人员不易接触处，并在电源线外增设护套，保护用电安全。

（9）顶进的测量与方向的控制是采用激光经纬仪辅以水准仪测量，通过油缸进行纠偏，遵循先纠上下后纠左右的原则，我们要做到严格的放样复核制度，并做好原始记录，布设在工作井后方的的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。

顶进纠偏必须勤测量，多微调，纠偏角度应保持在10°～20°，不得大于1°，初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏，在每一顶程开始前必须制定坡度计划，可对设计坡度线加以调整。

以方便施工和最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。

（10）为使进出洞口顶进过程中不发生泥水流失，在洞口里安装橡胶止水法兰。

（11）为防止掘进机出洞时产生叩头现象，可以采用延伸导轨，并将前三节钢砼管与机头做成钢性联接。

（12）紧贴工作井洞口外侧安插一排钢板桩，作为钢封门，防止洞口打开后外侧土体涌进井内，钢板桩的深度为管底以下1.5米，宽度为3.5米。

（13）同样在接收井外侧施打一排3.5米宽的钢板桩作为钢封门，便于凿除洞口。

并做好进洞前的准备工作，包括人员设备。

（14）机头进洞后，及时将与机头连接的管子分离，机头及时吊出井外，并抓处理中内泥浆和进行洞口封门止水。

（15）头进洞后止水工作抓紧作好，洞口处土体流失，管子沉降等现象就不会发生，也是保证顶管质量的关键。

（16）本工程在顶管施工时可能遇到一些意外情况，如土质突然变化，遇到障碍物等，必须采取有效的措施来处理。

（17）地质发生很大的变化，突然间变硬或变软。

这可以通过刀盘的转矩来判断，如果突然变硬了，则向土仓加入水或泥浆，掘进机上设有加泥孔，其目的就是用来加泥的。

如果太软，这没有多大问题。

但为了防止土的承载力急剧下降，出洞时已把第一至第三节管子及工具都连成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。

（18）如果发生漏水，可把螺旋输送机出土口关闭或并的很小，同时加快推进速度，快速通过滞水层，如果是明水，除了关闭出土口外必须把螺旋输送机倒转，不使水涌入，同时尽快找出水源，加以堵漏，此种情况在封闭土压平衡机头中较容易处理。

（19）遇到障碍物时，可以在机头前进行注浆固结土体，然后将机头上人孔打开清除。

（20）在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。

操作人员必须严格遵守这样一条规定，无论何种情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实汇报情况。

以便分析原因，找准对策。

（21）还有一条就是建立意外情况立即报告制度。

即当意外情况发生时，当班人员必须采用任何可采用有效通讯方式，尽快地与公司有关领导取得联系，向上级报告情况，以便及时采取行之有效的措施。