過河頂管工程專項施工方案

/第六節(jié)頂管工程6.1工程概況本工程工作井及接收井均接受沉井法施工，接收井高度12.55m，工作井底標高12.9m，砼均接受C30，抗?jié)B標號S6，本工程頂管主要是穿越隨塘河，頂進長度178m。6.2沉井施工沉井施工流程基坑測量放樣基坑開挖刃腳墊層施工立井筒內(nèi)模和支架鋼筋綁扎立外模和支架澆搗混凝土養(yǎng)護及拆模封砌預留孔井點安裝及降水鑿除墊層、挖土下沉沉降視察鋪設碎石及混凝土墊層綁扎底板鋼筋、澆搗底板混凝土混凝土養(yǎng)護素土回填?；訙y量放樣依據(jù)沉井設計圖紙，沉井基坑開挖深度取3米，沉井刃腳外側面至基坑邊的工作距離取2米，基坑邊坡接受1:1。整平場地后，依據(jù)沉井的中心座標定出沉井中心樁、縱橫軸線限制樁及基坑開挖邊線。施工放樣結束后，須經(jīng)監(jiān)理工程師復核基坑開挖經(jīng)監(jiān)理工程師認可的基坑開挖邊線確定后，即可進行挖土工序的施工。挖土接受1立方米的單斗挖掘機，并和人工協(xié)作操作。基坑底面的浮泥應清除干凈并保持平整和干燥。為防止流砂及管涌產(chǎn)生接受在基坑邊設置一套輕型井點降水，在底部四周設置排水溝和集水井相通，集水井內(nèi)匯合的雨水及地下水剛好用水泵抽除，防止積水而影響刃腳墊層的施工。刃腳墊層施工刃腳墊層接受砂墊層和混凝土墊層共同受力。（1）砂墊層厚度的確定砂墊層厚度Ｈ可接受如下計算公式計算：Ｎ／Ｂ＋γ砂Ｈ≤［σ］依據(jù)計算結果，無論是工作井還是接收井，砂墊層厚度Ｈ均為60（厘米）。砂墊層接受加水分層夯實的方法施工，夯實工具為平板式振搗器。（2）混凝土墊層厚度的確定混凝土墊層厚度可按下式計算公式計算：ｈ＝（Ｇ0／Ｒ－ｂ）／2依據(jù)計算結果，混凝土墊層厚度ｈ為15厘米。混凝土墊層表面應用水平儀進行校平，使之表面保持在同一水平面上。立井筒內(nèi)模和支架由于頂管沉井高度達12.5m左右，因此，井身混凝土分四節(jié)澆搗，內(nèi)模同樣分四節(jié)按裝。井筒模板接受組合鋼模和局部木模相互搭配，以保證內(nèi)模的密封性。刃腳踏腳部分的內(nèi)模接受磚砌結構，寬度和刃腳同寬。井身內(nèi)模支架接受空心鋼管支撐。鋼管支架必需架設穩(wěn)固，如有必要，可接受對撐支架，增加內(nèi)模的穩(wěn)定性。鋼筋綁扎沉井鋼筋現(xiàn)場設加工場成型制作，井壁鋼筋分三次綁扎接高，ф16以上鋼筋實行閃光對焊工藝接長，綁扎時接頭相互交叉。井壁雙層鋼筋用ф10鋼筋撐腳把網(wǎng)片撐開。鋼筋規(guī)格、尺寸應符合設計圖紙要求和規(guī)定，綁扎鋼筋時應接受撐件將二層鋼筋位置固定，保證鋼筋設計間距。為了保證愛惜層的厚度，應在鋼筋和模板之間設置同強度標號的水泥砂漿墊塊，墊塊應和鋼筋扎緊并相互錯開。鋼筋綁扎完成后，應上報監(jiān)理工程師進行隱藏驗收。隱藏驗收合格后，方可進行立外模。立外模和支架沉井制作接受組合定型鋼模板，在沉井插筋部位用2英寸木模板間隔拼裝，拼裝的木模表面刨光，拼縫嚴密平整。為防止接縫間隙過大易漏漿，在其接縫表面接受粘貼包箱紙。立模前全部模板涂刷脫模劑，使砼表面能平整、光滑。內(nèi)外模板依次原則上先立內(nèi)模，后立外模。模板和鋼筋安裝應相互協(xié)作進行。模板接受雙層鋼筋用ф48×3鋼管作豎圍囹，25ф鋼筋彎成和井壁同圓形作水平圍囹，內(nèi)外模用ф16對拉螺桿和模板圍囹結合堅實，確保井壁厚度。螺桿上設一道止水片，止水片和螺桿滿焊。模板支架及腳手架接受ф48×3.5鋼管扣件搭設。支架依據(jù)立模及鋼筋綁扎，砼澆搗的須要分層架立。支架的底腳襯墊30×60木板，支架每隔9m設一道剪力撐和地面的夾角限制在45度左右。外腳手架的縱向立桿間距為1.4m,橫向立桿間距為1.2m。澆搗混凝土工作井——總高度為12.9m，分四次澆搗完成，一次下沉。第一次澆搗刃腳部分，高度2.3m；其次次、第三次澆搗高度3.5m；第四次全部澆搗完成，澆搗高度3.6接收井——總高度為12.55m，分四次澆搗完成，一次下沉。第一次澆搗刃腳部分，高度2.1m；其次次、第三次澆搗高度3.5m；第四次全部澆搗完成，澆搗高度3.45m本工程砼接受商品砼，配砼泵車用布料管干脆對稱澆筑砼。澆筑接受水平分層法，每層限制在30cm左右，用插入式振動器有次序的振搗。每節(jié)砼澆搗完成，在砼初凝前，井壁厚度中設一條環(huán)形凹型施工縫，深6cm，三分之一壁厚度。再次澆筑時，施工縫需鑿毛，清除浮石，沖澆干凈，用同品種水泥高標號砂漿1～2cm進行接漿。砼養(yǎng)護接受澆水養(yǎng)護，不少于十四天。每次澆筑砼在同一車內(nèi)取二組試塊一組三塊作強度標養(yǎng)檢測，加一組六塊作抗?jié)B標養(yǎng)檢測。在下一節(jié)沉井砼強度達到70%后，再澆搗上一節(jié)沉井，。養(yǎng)護及拆?；炷翝矒v完成后應剛好養(yǎng)護，養(yǎng)護方法可接受自然養(yǎng)護和塑料膜覆蓋法。在養(yǎng)護過程中，對混凝土表面需澆水潮濕，嚴禁用水泵噴射而破壞混凝土。養(yǎng)護時應確?；炷帘砻娌话l(fā)白，至少養(yǎng)護七天以上。養(yǎng)護期內(nèi)，不得在混凝土表面加壓、沖擊及污染。在拆模時，應留意時間和依次。拆模時間限制在混凝土澆搗后的3～4天內(nèi)進行，過早或過晚的拆模對混凝土的養(yǎng)護都是不利的；拆模依次一般是先上后下，當心謹慎，以免對混凝土表面造成破壞。對于分段澆搗混凝土部位，應保留最終一排模板，利于向上接模。沉井下沉依據(jù)沉井的自重計算下沉系數(shù)和穩(wěn)定系數(shù)。沉井下沉前，割除對拉螺栓的拉桿，并用水泥砂漿分二次對拉桿割除位置進行修補。.1．抽承墊木（1）抽承墊木必需在刃腳混凝土達到設計規(guī)定的強度后進行。（2）抽承墊木應分區(qū)域，按次序、均衡對稱同步地進行。并應留意沉井四周下沉是否勻整、定位支點處的承墊木應最終抽除。抽承墊木要統(tǒng)計塊數(shù)，不得漏抽。6.2.10（1）本工程接受排水法下沉。（2）下沉前，在沉井外壁涂熱瀝青。（3）排水下沉時，接受機械協(xié)作人工進行挖土，先由井中心挖向四周，每層挖土厚0.4～0.5m，在刃腳處留1～1.5m臺階。沿井壁每2～3m一段向刃腳方向逐層全面、對稱、勻整的削落臺階，每次削5～10cm；當土層經(jīng)不住刃腳的擠壓裂開，沉井便在自重作用下勻整破土下沉。（4）挖土時各井孔的土面高差一般不宜超過0.5m。6.2.10（1）沉井下沉過程中，刃腳下產(chǎn)生地基反力，當沉井下沉系數(shù)小于設計下沉系數(shù)時，允許接受加載助沉，加載平臺應符合重物堆放便利和結構平安等要求，重物堆放重心應依據(jù)施工組織設計規(guī)定，加載時加載范圍內(nèi)的其他工作應停止。沉井下沉到設計標高時應先卸載，卸下的重物應隨卸隨運，不應堆放在沉井邊。（2）沉井糾偏應依據(jù)測量資料隨偏隨糾，當沉井偏斜達到允許值的1／4時便要糾偏，沉井下沉過程中要做到勤測、勤糾、緩糾。（3）沉井初沉階段糾偏應依據(jù)“沉多則少挖”“沉少則多挖”的原則在開挖中糾偏。刃腳下挖土要逐步擴大，不能一次過量掏挖，不要通過大量挖土來糾偏。（4）水或沖氣方法訂正井體傾斜時，可在沉井偏高的一例在井壁外插入射水管或沖氣管進行射水或沖氣，削減井壁摩阻力。射水或沖氣管亦可預埋設在井壁內(nèi)適當位置，供糾偏時依據(jù)偏斜方法進行糾偏。用射水法糾偏后如留有射水孔宜用厚觸變泥漿或砂土填滿。（5）井下沉過快時，在沉井外壁間填粗糙材料，或將井筒外的土夯實，加大摩阻力。.4下沉觀測（1）沉井下沉時應留意觀測，刃腳標高每班至少測量一次，軸線位移2～3天測一次，當沉井每次下沉穩(wěn)定后應進行高差和中心位移測量。（2）初沉階段每2h至少測量一次，必要時應連續(xù)觀測、剛好糾偏。（3）終沉階段每小時至少測量一次，在軟土地層中如停止挖土后沉井仍不能自沉時應立刻實行措施限制下沉。當沉井下沉接近設計標高時應加強觀測，待8h內(nèi)沉井自沉累計不大于10mm時方可進行封底，此時井體的標高位移和傾斜應在允許偏差范圍內(nèi)，并經(jīng)檢驗合格。沉井封底.1準備工作：（1）沉井下沉至設計標高的要求范圍內(nèi)，經(jīng)沉降觀測沉降率在允許范圍內(nèi)即可進行封底。（2）封底方法應依據(jù)設計規(guī)定，若排水封底有困難需變更封底方法時主動和設計單位聯(lián)系。（3）沉井封底前應繪出沉井內(nèi)開挖鍋底簡圖。（4）本工程在井點降水條件下施工，在封底前應用大石塊先將刃腳下墊實，同時應加強井點降水保持連續(xù)抽水。（5）封底前應準備好集水井筒。.2干封底和澆筑鋼筋混凝土底板：（1）封底前應整理好鍋底和清除浮泥，對新老混凝土接觸面應鑿毛清洗，井內(nèi)積水應盡量排干并在每個井格底部中心設置至少一個集水井，其深度和大小要滿足水泵吸水要求。（2）本工程封底前依據(jù)設計規(guī)定，先鋪碎石，填平整實后再澆筑素混凝土封底，此類工作均須沿井壁四周向中心進行。素混凝土封底應一次澆筑、分格、逐段、對稱進行，不得中途停頓，避開產(chǎn)生施工縫而造成滲漏現(xiàn)象?；炷练獾椎耐瑫r集水井不得填沒，排水工作接著進行，以保證混凝土在終凝前不浸水。素混凝土封底的表面應平整，當強度達到設計強度的25％以上時才允許在上面綁扎底板鋼筋。鋼筋扎好經(jīng)檢驗合格后方可澆筑底板混凝土。（3）當?shù)装邃摻罨炷翉姸冗_到設計要求時，依據(jù)抗浮計算，地下水位限制值可適當提高。沉井能滿足抗浮要求時方可封填集水井，封填先應清洗干凈，封填必需密實防止?jié)B漏。（4）鋼筋混凝土底板表面應平整，整個底板不得有滲漏現(xiàn)象，如發(fā)覺滲漏點應壓漿堵漏。漏水嚴峻時應設置臨時泄水管引流，在壓漿堵漏后再封閉泄水管。（5）封底依據(jù)底梁分格狀況進行對稱分格置換，先清除1～2個井格內(nèi)的土體，拋大石塊鋪填碎石，澆筑素混凝土墊層，然后依次進行。沉井施工質量要求.1．基坑開挖后，下設砂填層1m，井壁四周勻整設置墊木，墊木長度為2m，厚度0.2m，寬度.2．沉井起先下沉時，抽除墊木應在來人指揮下，分組編號按依次依此對稱，同步地抽除，抽墊過程中，應隨抽隨填夯砂石或砂礫石，在刃腳外填筑土堤并分層夯實。.3．假如接受水力機械沖泥時，應以集泥坑為園心慢慢向四周沖射，并留意在刃腳內(nèi)側保留0.5～1.0m，寬的土臺，均衡對稱地自上而下一層層沖去，嚴禁用水槍掏挖刃腳踏面以下的土層。.4．接受人工挖土時（本方案主要接受挖土），次序是先中心后四周，均衡對稱地進行，并應依據(jù)須要留有土臺，逐層切削，使沉井勻整下沉。.5．沉井施工刃腳底離設計標高2米時，應減緩挖土速度，嚴禁超挖以免超沉。.6．施工必需定時觀測井外四角點沉降狀況。有異樣剛好匯報處理。.7．井壁施工時，不能遺漏地梁，墻板、平臺、水管及中間隔板出水管等預留鋼筋，并應留出足夠搭接長度和鏟開接頭。6.3、頂管施工工具管選型.1頂管機型的選擇，我們主要從環(huán)保等方面考慮，由于大口徑管Φ1500出泥量較大，因此選用多刀盤土壓平衡式工具管，該機型切削后的土體皆為原狀土，利于棄土的外運，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。.2工具管施工原理及主要特點多刀盤土壓平衡式工具管機型源于DK式大刀盤土壓平衡式工具管，所不同的是用四個對稱布設小刀盤(70%的切削斷面)代替了全斷面刀盤，這樣就解決了大刀盤的昂貴而笨重的驅動系統(tǒng)，使整機重量、成本大為降低，機內(nèi)空間大增，且修理簡潔、操作便利。推力的理論計算及中繼間布置以最長距離178m，工作井段頂管計算：F=F1+F2其中F—總推力F1—迎面阻力F2—頂進阻力F1=π/4*D2*P（D—管外徑2.05mP—限制P=KO*R*HO式中KO--靜止土壓力系數(shù)，一般取0.55HO--地面至掘進機中心的厚度，取最大值9.2mγ--土的濕重量，取1.9T/m3P=0.55*1.9*9.2=9.61TF1=3.14/4*2.052*9.61=31.70TF2=πD*f*L式中:f—管外表面綜合摩阻力,取0.5T/M2D—管外徑2.05L—頂距178mF2=3.14*2.05*0.5*178=572.89T，既每頂進一米的頂力為3.22T。F=F1+F2=31.70+572.89=604.59T經(jīng)計算得知頂管的總推力為604.59T，大于設計沉井后靠最大承載力（一般為5000KN，既500T），頂管時只能用其80%，500*0.8=400T。主頂運用四臺200T級油缸，在推動時，每臺油缸的最大頂力不得超過100T。剩余頂力須要設置中繼間來解決。頂進時，當頂力達到中繼間設計推力的60%時，即需設置中繼間，當頂力達到中繼間設計推力的80%時，即需啟動中繼間，中繼間設計總推力F’=500T。（由10只50T小千斤頂組成）中繼間由前殼體、千斤頂及后殼體組成。前殼體和前接管連接，后殼體和后接管連接，前后殼體間為承插式連接，兩者間依靠橡膠止水帶密封，防止管道外水土和漿液倒流入管道內(nèi)，鋼殼體結構進行精加工，保證其在運用過程中不發(fā)生變形。中繼間殼體外徑和管節(jié)外徑相同，可削減土體擾動、地面沉降和頂進阻力。頂管措施.1頂管注漿頂力限制的關鍵是最大限度地降低頂進阻力，而降低頂進阻力最有效的方法是進行注漿。注漿使管周外壁形成泥漿潤滑套，從而降低了頂進時的摩阻力，我們在注漿時做到以下幾點：（1）選擇優(yōu)質的觸變泥漿材料，對膨潤土取樣測試。主要指標為造漿率、失水量和動塑比。（2）在管子上預埋壓漿孔，壓漿孔的設置要有利于漿套的形成。（3）膨潤土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時間，聽取供應商的建議但都必需依據(jù)規(guī)范進行。（4）壓漿方式要以同步注漿為主，補漿為輔。在頂進過程中，要經(jīng)常檢查各推動段的漿液形成狀況。（5）注漿設備和管路要牢靠，具有足夠的耐壓和良好的密封性能。在注漿孔中設置一個單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞注漿孔，從而影響注漿效果。（6）注漿工藝由專人負責，質量員定期檢查。（7）注漿泵選擇脈動小的螺桿泵，流量和頂進速度相應配。.2管子和接口（1）依據(jù)招標文件,本標段工程所用管節(jié)為”F”管，”F”管受力性能好，接頭穩(wěn)固性高，接口處止水密封性能好。（2）選用優(yōu)良管材并處理好管子接口對頂管施工是特別重要的。我們選用優(yōu)質的成套管材，要按有關規(guī)范對管材作現(xiàn)場檢查驗收，如發(fā)覺不合格品堅決予以退回。（3）接管前再次檢查管子接頭的槽口尺寸，橡膠圈和襯墊板的外觀和質地。確認合格后可在接口處勻整涂抹薄層硅油等對橡膠無侵蝕性的潤滑材料以削減摩阻力。承插接管時加力要勻整，應保證橡膠圈不移位，不反轉，不露出管外。頂管結束后要按設計要求在管內(nèi)間隙處填充彈性密封膏，并和管口抹成一個光滑的漸變面。.3地下管道內(nèi)通訊方式頂管施工中地下通訊接受敷設有線電話，其設置位置：掘進機操作臺一部，工作井頂進限制臺一部，地面一部，中繼間設一部，以此方式加強通訊聯(lián)系，協(xié)調(diào)指揮作業(yè)。通風設施：由于管道頂進距離長，埋置深度深，管道內(nèi)的空氣不簇新，加上土體中會產(chǎn)生有害氣體，因此，必需設置供氣系統(tǒng)。通風設施用一臺柴油空壓機將壓縮空氣輸入空氣濾清器，再進入儲氣桶，經(jīng)過氣壓調(diào)整閥，將壓縮空氣傳輸至管道最前端，并將管道最前端的空氣排出，以此進行空氣循環(huán)。.5電源布置：在頂管過程中，主要的電源為動力用電和照明用電。（1）動力用電由于管道內(nèi)的電機接受380V動力電，因此，進入管道的動力電必需做到二級愛惜和接地愛惜措施，動力電源線設置在操作人員不易接觸處，并在電源線外增設護套，保證用電平安。（2）照明用電由于管道內(nèi)的空氣濕度較大，因此，接受36V低壓照明電，低壓電須通過變壓器降壓。燈具接受防水防爆燈具，.6地表隆沉限制（1）本頂管掘進機是接受土壓平衡，可以先計算出各頂管段的開挖中心處的主動土壓力和被動土壓力，然后將掘進機的土壓力設定在此主動土壓力和被動土壓力之間。（2）在刀盤切削攪拌的同時，主頂和中繼間緩緩推動，土倉內(nèi)的土壓力便會緩緩上升，當土壓力升到大于限制土壓力P時，把螺旋輸送機打開，一部分土被螺旋輸送機排出，只要把推動速度調(diào)整到和螺旋輸送機排土量相符，則可保持土壓力為恒值。（3）但在實際推動過程中，不行能完全處于上述志向狀態(tài)，如推動速度快于排土速度，我們就推推停停，保持向前推動；反之，則可將螺旋輸送機開開停停。無論出現(xiàn)哪種狀況，都必需使土倉內(nèi)的土壓力保持在限制土壓P±20KPa的范圍內(nèi)，這就能保證土壓平衡，假如土倉內(nèi)的土壓力小于主動土壓力，地面將產(chǎn)生沉陷，反之，地面將隆起。因此，限制土壓力的設置和土倉內(nèi)土壓力的保持是關鍵。.7測量和方向限制頂進的測量和方向的限制，是接受激光經(jīng)緯儀輔以水準儀測量，通過油缸進行糾編，遵循先糾上下后糾左右的原則，我們要做到以下幾點：（1）有嚴格的放樣復核制度，并做好原始記錄。（2）布設在工作井后方的儀座必需避開頂進時移位和變形，必需定時復測并剛好調(diào)整。（3）頂進糾偏必需勤測量、多微調(diào)，糾偏角度應保持在10'～20'不得大于1°。（4）初始推動階段，方向主要是主頂油缸限制，因此，一方面要減慢主頂推動速度，另一方面要不斷調(diào)整油缸編組和機頭糾偏。（5）在每一頂程起從前必需制定坡度支配，可對設計坡度線加以調(diào)整，以便利施工和最終符合設計坡度要求和質量標準為原則。.8進出洞口措施（1）出洞措施（a）為使進出洞口頂進過程中不發(fā)生泥水流失，在進出洞口里安裝橡膠止水法蘭。（b）為防止掘進機出洞時產(chǎn)生叩頭現(xiàn)象，可以接受延長導軌，并將前三節(jié)鋼砼管和機頭做成鋼性聯(lián)接。（c）緊貼工作井洞口外側安插一排鋼板樁，作為鋼封門，防止洞口打開后外側土體涌進井內(nèi)。鋼板樁的深度為管底以下1.5M，寬度為3.5m。（2）進洞措施：