二十埠河顶管沟槽开挖专项方案3报监理1.docx

1、二十埠河顶管沟槽开挖专项方案3报监理1二十埠河综合整治项目河道治理I标段工程顶管及深基坑专项施工方案编写： 审核： 批准： 安徽水安建设发展股份有限公司二OO九年五月二十埠河综合治理工程I标顶管及深基坑专项施工方案一、 工程概况1.1 工程概况本工程沟槽开挖工程主要为污水管道工程沟槽开挖，根据二十埠河截污工程I标设计图纸，污水管道工程共包括五段，其中东岸3段，分别为DWA、DWB、DWC段；西岸2段，分别为XWA、XWC段。XWC段管道工程XWC1#-XWC10#段管道埋深为6.128-9.612m，采用人工顶管方法施工。其余部分XWC5#- XWC15#段管道平均埋深为5.5m，采用开挖沟槽

2、方法施工。1.2 工程地质本工程自起点汴河路桥至终点k6+050，长6.05km，河水总体流向为西北-东南。根据二十埠河改造工程（一标段）岩土工程勘察报告，地层构成由上而下依次为：层耕（填）土（Qml）-层厚0.00-4.40m，层底标高8.70-17.52m。灰、黄灰色，主要成分为软塑可塑状态的中粉质壤土及重粉质壤土，含植物根，在临泉路-新安江路段表部含少量碎石、砼地坪，土质工程级别为级。其中XWC1#-1XWC1#XWC15#(D1400)段耕（填）土层厚1.0-1.9m，层底标高12.28-15.54。层淤泥质土、淤泥（Q4h）-层厚0.00-3.9m，层底标高7.00-15.81m。青

3、灰色、黄灰色，湿，流塑软塑状态。该层在河道中主要为淤泥、含有机质及腐植质，具腥臭味，在岸上主要为淤泥质土。该层土摇振反应中等，无光泽，干强度低，韧性低。其静力触探比贯入阻力Ps值一般为0.40-1.00Mpa。土质工程级别为级。其中XWC1#-1XWC1#XWC15#(D1400)范围内，有1段淤泥层，具体为：94#孔（河道桩号K5+100附近）-96#孔（河道桩号K5+410附近），长度约310m，层厚0-3m，层底标高10.01-13.01，其中95#孔（河道桩号K5+270附近）淤泥最厚，达3m。1层重粉质壤土（粉质粘土）（Q4al+pl）-层厚0.00-3.6m，层底标高8.27-15

4、.70m。灰黄色、湿，软塑状态，局部呈可塑状态。该层夹中粉质壤土，局部呈互层状。该层土无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性较低。其静力触探比贯入阻力Ps值一般为1.00-1.50Mpa，平均为1.26Mpa。土质工程级别为级。其中XWC1#-1XWC1#XWC15#(D1400)范围内，该层主要分布于94#孔（河道桩号K5+100附近）-97#孔（河道桩号K5+550附近），长度约450m，层厚0-3.1m，层底标高10.191-13.29，由于该层土质较差，建议施工时挖除换填好土。2层重粉质壤土（粉质粘土、粘土）（Q4al+pl）-层厚0.00-3.30m，层底标高5.60-16.23m。

5、灰黄色、褐灰色，湿，可塑状态。该层夹中粉质壤土，局部呈互层状。该层土无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。其静力触探比贯入阻力Ps值一般为1.60-2.20Mpa，平均为1.83Mpa。土质工程级别为级。3层重粉质壤土、粘土（粉质粘土、粘土）（Q4al+pl）-层厚大于10m。黄灰色、灰黄色，湿，可塑硬塑状态，含氧化铁、少量铁锰结核，夹薄层中粉质壤土，局部地段为粉质粘土。该层土无摇振反应，稍有光泽，干强度高，韧性高。其静力触探比贯入阻力Ps值一般为2.3-4.90Mpa，平均为3.43Mpa。土质工程级别为级。根据工程地质报告土层性质见下表。 层号（KN/m3）Ck(Kpa)层耕（填）土

6、18.018.0层淤泥质土、淤泥19.220.016.01层重粉质壤土19.325.014.02层重粉质壤土19.433.513.23层重粉质壤土、粘土19.940.212.01.3 水文地质条件工地地层、1层中埋藏有上层滞水型地下水，地下水量不大，其水量补给来源主要为大气降水，并与二十埠河有一定的水力联系。地下水静止水位埋深为0.40-1.80m，静止水位标高约为9.80-15.40m。其中XWC1#-1XWC1#XWC15#(D1400)范围内，地下水静止水位埋深为0.50m。施工现场土层的渗透指标及分级见下表层号渗透系数k(cm/s)渗透性等级层淤泥质土、淤泥1.6110-6微透水1层重

7、粉质壤土3.0010-6微透水2层重粉质壤土3.5110-6微透水3层重粉质壤土、粘土6.7310-6微透水二、施工准备工作2.1生产准备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、修建临时设施，场内临时施工道路用地在满足施工要求的前提下，结合现场具体情况进行修筑。施工道路设置在沟槽右边的绿化带上，道路布置在河道两岸堤顶道路边线内，宽4m，考虑到土方运输错车所需，间距100m左右，设置一处错车场，错车场路宽7m，长10m。临时施工道路直接采用推土机清除表面腐蚀土后，进行平整压实。局部土质不好的部位采用挖除换填的方

8、法进行处理。同时施工过程中加强道路管理和维护，以保证施工道路畅通。安装临时水、电线路，并试水、试电。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）。6、根据材料计划，分期分批组织材料进场。2.2技术准备熟悉施工图纸，编制施工方案并经审批，对有关施工人员进行技术交底。组织有关人员现场勘察地形、地貌，实地了解施工现场及周围情况。组织测量人员进行桩位交接验收及复测工作，测设土方开挖及顶管工程控制点。三、XWC1#XWC10#段顶管工程主要施工方法XWC1#-XWC10#段污水管道工程，采用人工顶管方法施工，本段管道埋深为6.128-9.612m，全长554

9、m。顶距最长为XWC5#XWC6#段，为87m。本段污水管道工程共包括10个污水检查井，其中在XWC1#、XWC3#、XWC5#、XWC7#、XWC9#污水检查井处设置5个工作坑，其余污水检查井处设置接收井。工作坑深度均超过5米，为深基坑。 8.66m 7.58m 9.6m 9.1m 8.4m 6.7m 6.6m 6.3m 6.1m 6.3m XWC1 XWC2 XWC3 XWC4 XWC5 XWC6 XWC7 XWC8 XWC9 XWC10 52m 75m 46m 46m 87m 56m 56m 56m 80mXWC1#-XWC10#剖面示意图XWC1#-XWC10#(顶管段)平面图(1/2

10、) XWC1#-XWC10#(顶管段)平面图(2/2)XWC1#-XWC5#段地面标高较高主要由于位于土堆下。土堆上面附近居民建有住房，拆迁后留下大量的建筑垃圾，全部需要清理。房屋基础埋深按1m考虑，则本段建筑垃圾清理深度在2m。同时XWC4#检查井位于池塘里，施工时开挖缺口放空池塘内积水，清楚淤泥后，再组织施工。XWC5#-XWC10#段根据地质报告有一段层淤泥质土、淤泥（Q4h）具体为：94#孔（河道桩号K5+100附近）-96#孔（河道桩号K5+410附近），长度310m，层厚0-3m，层底标高10.01-13.01。因淤泥层分布在耕土层下面，XWC6#、XWC7#、XWC8#、XWC9

11、#、XWC10#检查井施工需穿越淤泥质土层。为此项目部在XWC6#、XWC7#、XWC8#、XWC9#、XWC10#检查井现场附近位置，采用挖掘机开挖5个探坑。根据探坑地质情况分析，该段该层土为青灰色，可塑状态，土质较好，土层性质与工程地质报告相符，不影响顶管工程砖砌倒挂工作井和接收井施工。具体详见附件：探坑现场情况照片和样本。本工程计划用1 套顶管设备，分成两个阶段顶进，第一阶段为工作井、接收井的施工，第二阶段为人工顶管的实施。3.1 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 装顶铁 开启油泵顶进 出土 管道贯通砌检查井。3.2 XWC1-XWC10工作井、接收井深

12、基坑施工方案3.2.1、深基坑位置选定根据设计图纸井位的设置，分别在XWC1#、XWC3#、XWC5#、XWC7#、XWC9#污水检查井位置设5个工作坑，其余XWC2#、XWC4#、XWC6#、XWC8#、XWC10#污水检查井设置为接收井，基坑深度为6.13-9.6米。3.2.2深基坑结构设计顶管采用双向顶进，根据施工经验，工作坑采用内直径4.5m的砖砌圆形倒挂井支护结构。顶管深基坑设计最大深度9.6米，顶管管径1400。1）工作井深基坑管道方向长度AA=L1+L2+L3+L4+L5+L6=2.0+1.5+0.3+0+0.4+0=4.2米L1-管道长度（米）,2.0米L2-千斤顶长度（米）,

13、1.5米L3-后背厚度（米）,0.3米L4-顶进管节预留在导轨上的最小长度（米）,由于工作坑采用圆形结构，取0米L5-管内出土操作时管尾预留空间（米）取0.4米L6-双向顶进时附近长度（米）, 由于工作坑采用圆形结构，取0米2）工作井深基坑垂直管道方向长度BB=D+2B1+2B2=1.7+21.2+0.4=4.5米D-管外径B1-深基坑管道两侧的工作宽度，当D1米时取1.2米B2-支撑材料厚度,本工程取0.20米故选用直径4.5m的砖砌圆形倒挂井满足施工要求。接收井选用2.0m的砖砌圆形倒挂井。3.2.3深基坑支护结构设计根据地质报告, 地层、1层中埋藏有上层滞水型地下水，地下水量不大,顶管深

14、基坑采用倒挂法砖砌井施工,井内径4500, 深基坑中深度在5米以内的部分，墙体采用240厚,M10水泥砂浆、Mu10机砖砌筑，深度超过5米的部分墙体：XWC1#工作井（工作井深度为7.658m）、XWC3#（工作井深度为8.612m）、XWC5#（工作井深度为8.407m）采用370厚，M10水泥砂浆、Mu10红砖砌筑； XWC7#、XWC9#工作井、XWC2#、XWC4#、XWC6#、XWC8#、XWC10#接收井采用240厚，M10水泥砂浆、Mu10红砖砌筑。同时在变截面处加设一道C25砼圈梁，圈梁高25cm，宽度同壁厚，钢筋采用410，箍筋采用620cm，圈梁距离井口5m。工作井、接收井

15、上口2m范围内浇筑10cm厚C10砼地坪进行硬化，同时防止井口四周雨水进入基坑，C10砼地坪设2%坡比，同时在工作坑四周设置一圈20cm30cm(宽深)截水沟，并排入二十埠河河道。为防止井口四周杂物掉入井内，井壁砌筑时，高度比地面高20cm。顶镐后背采用浇筑C30的钢筋砼墙，尺寸为3.33.30.30米，布16200双向钢筋网片。深基坑基础采用10厚碎石垫层，上铺10厚C25砼，深基坑边设深50集水井，以便雨水及地下渗水的抽排，深基坑底板上设一个临时高程点。3.2.4深基坑支护结构力学验算如下：受力计算简图 t D t 受力计算简图 1、砖砌井外侧土主动土压力验算1）XWC1#工作井由于本工程

16、地层层中埋藏有上层滞水型地下水，地下水量不大，为简化计算且偏于安全，本次验算不考虑土的内聚力（c=0）影响。根据工程地质报告，最大深度H=8.632m，层土的容重1=18 KN/m3，1=18，h1=2.93m，3层土的容重2=19.9 KN/m3，2=12，h2=5.702m。w=10KN/m3。h0=0.5m。D=4500，t=370。(1)取层土底部砖砌井外侧受土压力：P=H tg2（45。-/2）+（- w）（H- h0）tg2（45。-/2）+（H- h0）w=18.02.93tg2（45。- 18。/2）+（18-10）（2.93-0.5）tg2（45。- 18。/2）+（2.93

17、-0.5）10=62.40 KN/m2=0.06240N/mm2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.062404980/（2240）=0.6474N/2 f = 1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f,故满足要求。 (2)取3层土底部即最深处砖砌井外侧受土压力：h=h*1/2=2.93*18/19.9=2.65mH =h2+ h=5.702+2.65=8.352mP=H tg2（45。-/2）+（- w）（H- h0）tg2（45。-/2）+（H- h0）w=19.98.352tg2（45。- 12。/2）+（19.9-10）（8.352-0.5）tg2（45。

18、- 12。/2）+（8.352-0.5）10=238.48 KN/m2=0.23848N/mm2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.238485740/（2370）=1.85N/2 f = 1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f,故满足要求。砖砌井所受径向应力:aP/2 =0.23848/20.11924 N/2fv = 0 .18 N/2由以上验算知, 径向应力a小于允许应力fv,故满足要求。(3)取地下5m深处，即240砖墙最深处验算：此时H=5m，h0=0.5m，D=4500，t=240。h=h*1/2=2.93*18/19.9=2.65mH =h2+ h

19、=5-2.93+2.65=4.72mP=H tg2（45。- /2）+（- w）（H-H0）tg2（45。- /2）+（H- h0）w=19.94.72tg2（45。-12。/2）+（19.9-10）（4.72-0.5）tg（45。- 12。/2）+（4.72-0.5）10=137.62 KN/m2=0.13762N/m2砖砌工作井所受环向应力n= P（D+2t）/2t=0.137625480/（2240）=1.571 N/2f =1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f故满足要求。同时为施工方便，在地下5m处，浇注一道圈梁，圈梁下护壁再砌筑370mm砖墙。2）XWC3#工作井

20、由于本工程地层、1层中埋藏有上层滞水型地下水，地下水量不大，同时为保证安全，简化计算，本次验算不考虑土的内聚力（c=0）影响。根据工程地质报告，最大深度H=9.612m，施工过程中挖除表面建筑1m厚建筑垃圾后在施工，层土的容重1=18 KN/m3，1=18，h1=4.13m，3层土的容重2=19.9 KN/m3，2=12 ,h2=4.482m。w=10KN/m3。h0=0.5m。D=4500，t=370。(1)取层土底部砖砌井外侧受土压力：P=H tg2（45。-/2）+（- w）（H- h0）tg2（45。-/2）+（H- h0）w=18.04.13tg2（45。- 18。/2）+（18-1

21、0）（4.13-0.5）tg2（45。- 18。/2）+（4.13-0.5）10=90.87 KN/m2=0.09087N/mm2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.090875740/（2370）=0.705N/2 f = 1.89 N/2由以上验算知,环向应力小于允许应力f,故满足要求。 (2)取3层土底部即最深处砖砌井外侧受土压力：h1=h*1/3=4.13*18/19.9=3.74mH =h2+ h1=4.482+3.74=8.22mP=H tg2（45。-/2）+（- w）（H- h0）tg2（45。-/2）+（H- h0）w=19.98.22tg2（45。- 12。

22、/2）+（19.9-10）（8.22-0.5）tg2（45。- 12。/2）+（8.22-0.5）10=224.81KN/m2=0.2248N/mm2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.22485740/（2370）=1.744N/2 f = 1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f,故满足要求。砖砌井所受径向应力:aP/2 =0.2248/20.1124 N/2fv = 0.18 N/2由以上验算知,径向应力a小于允许应力fv,故满足要求。(3)取地下5m深处，即240砖墙最深处验算：此时H1=5m，h0=0.5m，D=4500，t=240。P=H tg2（45

23、。- /2）+（- w）（H-H0）tg2（45。- /2）+（H- h0）w=18.05tg2（45。-18。/2）+（18.0-10）（5-0.5）tg2（45。- 18。/2）+（5-0.5）10=116.11KN/m2=0.11611N/m2砖砌工作井所受环向应力n= P（D+2t）/2t=0.116115480/（2240）=1.32 N/2f =1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f故满足要求。同时为施工方便，在地下5m处，浇注一道圈梁，圈梁下护壁再砌筑370mm砖墙。3）XWC5#工作井 由于本工程地层、1层中埋藏有上层滞水型地下水，地下水量不大，同时为保证安全，

24、简化计算，本次验算不考虑土的内聚力（c=0）影响。根据工程地质报告，最大深度H=8.407m，层土的容重1=18 KN/m3，1=18，h1=3.442m，1层土的容重2=19.3 KN/m3，2=14 ,h2=1.118m,3层土的容重3=19.9 KN/m3，3=12 ,h3=3.847m。w=10KN/m3。h0=0.5m。D=4500，t=370。(1)取层土底部砖砌井外侧受土压力：P=H tg2（45。-/2）+（- w）（H- h0）tg2（45。-/2）+（H- h0）w=18.03.442tg2（45。- 18。/2）+（18-10）（3.442-0.5）tg2（45。- 18

25、。/2）+（3.442-0.5）10=74.55 KN/m2=0.07455N/mm2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.074556680/（2240）=1.04N/2 f = 1.89 N/2由以上验算知,环向应力小于允许应力f,故满足要求。(2)取1层土底部砖砌井外侧受土压力：h1=h1*1/2=3.442*18/19.3=3.21mH =h2+ h1=1.118+3.21=4.328mP=H tg2（45。-/2）+（- w）（H- h0）tg2（45。-/2）+（H- h0）w=19.34.328tg2（45。- 14。/2）+（19.3-10）（4.328-0.5）

26、tg2（45。- 14。/2）+（4.328-0.5）10=111KN/m2=0.111 N/mm2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.1117200/（2500）=0.7992N/2 f = 1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f,故满足要求。(3)取3层土底部即最深处砖砌井外侧受土压力：h1=h1*1/3=3.442*18/19.9=3.113mh2=h2*2/3=1.118*19.3/19.9=1.084mH =h3+ h1+ h2=3.113+1.084+3.847=8.044mP=H tg2（45。-/2）+（- w）（H- h0）tg2（45。-/2

27、）+（H- h0）w=19.98.044tg2（45。- 12。/2）+（19.9-10）（8.044-0.5）tg2（45。- 12。/2）+（8.044-0.5）10=229.38KN/m2=0.22938 N/mm2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.229387200/（2500）=1.65N/2 f = 1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f,故满足要求。砖砌井所受径向应力:aP/2 =0.22938/20.11469 N/2fv = 0.18 N/2由以上验算知,径向应力a小于允许应力fv,故满足要求。(4)取地下5m深处，即240砖墙最深处验算：此

28、时h0=0.5m，D=4500，t=240。h1=h1*1/2=3.442*18/19.9=3.113mH =h2+ h1=（5-3.442）+3.113=4.671mP=H tg2（45。- /2）+（- w）（H-H0）tg2（45。- /2）+（H- h0）w=19.34.671tg2（45。-12。/2）+（19.3-10）（4.671-0.5）tg2（45。- 12。/2）+（4.671-0.5）10=126.26 KN/m2=0.12626 N/m2砖砌工作井所受环向应力n= P（D+2t）/2t=0.126265480/（2240）=1.441 N/2f =1.89 N/2由以上

29、验算知,环向应力n小于允许应力f故满足要求。4）XWC7#工作井 由于本工程地层、1层中埋藏有上层滞水型地下水，地下水量不大，同时为保证安全，简化计算，本次验算不考虑土的内聚力（c=0）影响。根据工程地质报告，最大深度H=6.299m，层土的容重1=18 KN/m3，1=18，h1=1.178m，层土的容重2=19.2 KN/m3，2=16，验算取6,h2=0.879m,1层土的容重3=19.3 KN/m3，3=12 ,h3=1.907m,3层土的容重4=19.9 KN/m3，4=12 ,h4=2.644m。w=10KN/m3。h0=0.5m。D=4500，t=370。(1)取层土底部砖砌井外侧受土压力：P=H tg2（45。-/2）+（- w）（H- h0）tg2（45。-/2）+（H- h0）w=18.01.178tg2（45。- 18。/2）+（18-10）（1.178-0.5）tg2（45。- 18。/2）+（1.178-0.5）10=20.84KN/m2=0.02084N/mm2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.020845480/（2240）=0.29N/2 f =