沉井顶管方案

浙建监A2沉井、顶管施工技术方案报审表工程名称：岷山路（太河路~渭河路）工程编号：A2——致：宁波诚建监理咨询有限公司（监理单位）我方已根据施工合同的有关规定完成了W1~已建井段Ф900污水顶管工程施工组织设计的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。附：沉井、顶管施工技术方案承包单位（章）：项目经理：日期：专业监理工程师审查意见：专业监理工程师：日期：总监理工程师审核意见：项目监理机构（章）：总监理工程师：日期：本表一式三份，经项目监理机构审核后，建设单位、监理单位、承包单位各存一份。施工组织设计审批表2008年10月5日施管表3工程名称岷山路（太河路~渭河路）工程施工单位宁波市市政设施建设开发有限公司有关部门会签意见：结论：审批单位（盖章）审批人岷山路（太河路~渭河路）工程W1Ф900污水管编制人：审核人：审批人：宁波市市政设施建设开发有限公司二○○八年十月五日岷山路（太河路~渭河路）工程沉井、顶管施工技术方案一、工程概述本工程设计的W1~已建井段污水管道因需穿越现状河道，且设计埋设深度较深，采用顶管方案。W1工作井为内径Ф560mm的圆形钢筋混凝土沉井，接收井为位于太河路上的已建井，长度为125m。顶管材料采用Ф900F型接口钢筋砼管。因需穿过河道，且河底距管顶无安全距离，为减少水压、防止顶进时出现进水塌方等危险，在顶管施工前对河道进行素土围堰，抽干河水后在进行顶管顶进工序。二、工作井施工技术方案（1）工艺流程：河道围堰—→基坑开挖—→垫层制作—→模板支设—→钢筋绑扎—→砼浇捣—→重复模板、钢筋、砼施工—→拆刃脚垫架—→沉井下沉—→封底（2）施工方法1、基坑开挖a、根据地质情况，为保证沉井制作过程中的承载力以及施工方便，开挖到原土层，然后在井壁刃脚处做垫层；下挖深度约2m。b、考虑到扎钢筋、支模等需要工作面，基坑底边离刃脚侧面的距离为1.5至2.0m，再从基坑底边放坡，根据以往施工经验及本工程的土体情况，进行1:1放坡。c、基坑开挖采用挖土机，当挖到离坑底预定标高20cm时，由人工整平至设计标高，严禁超挖。将挖的土除场内作小土堤挡水外，余土运至弃土场地。d、土方开挖时，在圆形基坑的两条互相垂直直径交点处设置一个集水井，集水井用1×1m砖砌集水井，同时在坑中间设“十”型盲沟与四周的基坑连接。外周挖好排水沟、集水井连通，然后派专人24小时值班将汇集在井内的水抽除。2、垫层制作垫层采用砂垫层和素砼垫层，先做砂垫层，整平夯实后再做C15素砼垫层。a、砂垫层施工：本工程沉井处地下水位较高，容易造成坑边土体的不稳定，因此在采取放坡同时加快砂垫层制作。采用挖掘机将坑边黄砂进行分段制作，同时由监理对砂垫层进行质量跟踪及验收，这样既能保证基坑土体稳定性，又能加快施工进度。b、砂垫层制作：砂垫层采用颗粒级配良好的中粗砂，厚度取60cm。摊铺分30cm二层。每层摊铺完毕后，及时采用平板式振动器进行拖拉直至该砂垫层的密实度达到98%以上为止。为了提高振动器振实效果，可选最佳含水量时，拍实至最佳密实度。c、砂垫层密实度检测以采用容重法为准，在现场临时检测可用钎探法普查（即用φ20圆钢，长度1.96m，在距离砂层面50cm高处，自由落下，插入深度≤7cm者为合格）。第一层摊铺好后，可用钎探法检查该层的密实度，合格后方可铺筑下一层。3、砼垫层施工根据刃脚井壁厚度，C15砼垫层各边放出50cm。沉井刃脚底下砼垫层厚度取10cm，施工时，为固定沉井刃脚模板，在砼垫层内埋入Ф20钢筋预埋件。4、模板支设沉井高度为7m左右，采用二次制作、二次下沉，第一节制作高度为3m左右（至刃脚顶），第二节为4m左右，根据沉井结构，此施工方法能使模板在浇捣时降低压力又能保证外观质量。a、沉井井壁采用定型钢模组装。考虑到沉井浇筑速度快，会对模板产生较大的侧压力，内外模板决定选取用Ф16mm对拉螺栓固定，螺栓纵横向间距为1*1m，拉螺栓设三道止水片中部设一道两端各设一道，止水片与螺栓接触的一圈满焊，相应地靠砼一面以小方木等距离支顶，模板横向以2Ф48钢管环、竖向以2Ф48钢管加固，钢管环用适当支撑支顶在外脚手架上保持模板稳定性，并利用上一节沉井模板来固定下一节沉井模板。b、外壁支模和混凝土浇筑，在井外搭设双排钢管脚手架，内模模板支设采用搭设钢管满堂脚手，对于井壁上预留着地管道孔，为防止下沉时重量不等，造成重心偏移，施工中采用在洞口内外预埋钢框和螺栓，用钢板、木板封闭，中间填与孔洞面积混凝土重量相同的砂石配重。5、钢筋绑扎钢筋在加工场地机械成型，人工进行绑扎。沉井井壁，顶部板均采用钢筋网片，在沉井一侧绑扎成型，用吊车进行大块安装，以加快速度。沉井井壁竖筋一次绑好，水平筋采取分段绑扎，在同一截面上的钢筋搭接数量应不得超过钢筋总量的1/4，绑扎搭接长度应大于等于42d或10d电弧焊接，内外型采用“S”型筋和“V”型筋连接固定，底板、顶板双层钢筋用钢筋撑凳支撑。钢筋凡直径在Ф18以上的均考虑闪光对焊焊接，Ф18以下的一般考虑绑扎及电弧焊接。预留连接钢筋，为保护钢筋位置正确，垂直钢筋间距采用开出槽口的大卡尺控制，水平筋间距采用拉线与划线控制。6、砼浇捣混凝土采用商品砼、汽车泵浇筑。分层浇捣，每层砼厚度控制在30cm，均匀循环浇灌，一次连续浇捣完毕，灌筑砼时应沿着井壁四周对称进行避免混凝土面高低相差悬殊，压力不均而产生地基不均匀沉陷，每层混凝土要求在2小时内浇捣完毕。施工前，先做好砼坍落度试验，并按规定留设好砼抗压试块。两节混凝土的接缝处设水平凸缝，上节混凝土须待下节混凝土强度达到70%后浇筑，接缝处应经凿毛处理，并冲水清理干净湿润，浇筑前应先浇一层10cm厚级配相同石子减半混凝土，以确保混凝土接缝密实。7、刃脚垫架拆除沉井拆模板在混凝土强度达到25%即可拆除旦刃脚垫架，在混凝土强度达到100%方可拆除破土下沉。在破碎砼垫层之前，应对封底及底板接缝处部位砼进行凿毛处理。砼垫层破除应在专人指挥下分区、分块、依次对称同步进行。拆除方法是将砼垫层底部的挖土，使垫层下沉，利用空压泵或人工重磅榔头破碎，刃脚下砼垫层破碎后应立即用砾砂石回填，在刃脚内外侧应筑成小土堤，以承担部分井筒重量，接着破碎另一段，如此逐点进行，破碎垫层时要加强观察沉井是否下沉均匀、移位、倾斜现象，如发现异常情况，应立即处理。8、沉井下沉a、沉井采用挖土下沉，每层挖土量采用机械与人工配合进行，根据土质情况，采用碗形挖土自重破土方式，采用抓斗机，停在沉井边路面上抓挖从中间开始挖向四周，均衡对称地进行，使其能均匀竖直下沉。每层挖土厚为0.4~0.5m，在刃脚边缘留下1.2~1.5m宽土台，用人工逐层切削，每人负责2~3m一段的方法对称按顺序分层逐渐往刃脚方向削薄土层，每次削5~15cm，当土拢挡不住刃脚挤压而破裂时，沉井便在自重作用下破土下沉，刃脚下部土方边挖边清理，挖土时着重注意平横防止倾斜移位产生裂缝等影响。b、如碰到硬土层，当土拢削至刃脚，沉井仍然不下沉或下沉不平衡，则须先挖空刃脚底土层，若还不能下沉，再分段按次序逐段对称的将刃脚下挖空，可使沉井因均匀的减少承压面而平稳下沉c、在沉井开始下沉和将至设计标高时，周边开挖深度应小于30cm，避免发生倾斜，尤其在开始下沉4m以内时，其平面位置与垂直度要特别注意保持正确，否则继续下沉不易调整，在离设计高度20cm左右应停止取土，依靠沉井自重下沉到设计标高。当沉井下沉将到设计标高时，要马上进行抛石或拉锚防止再下沉。d、在沉井内由抓斗机挖出土方，用翻斗汽车运到弃土场堆放。e、沉井下沉测量控制，在井外地面设置纵横十字轴线控制桩，水准控制点，下沉前在井壁上设十字控制线，并测设1cm一道地水平控制点，在井壁外侧用红漆画出标尺，以控制沉降平衡，井内中心线与垂直轴线，各吊垂球一个，对准下部标板来控制，挖土时随时观测垂直度，当垂球离墨线边达1cm，即应纠正，沉井下沉过程，每班至少观测2次，并应在每次下沉后进行检查，做好记录，如发现倾斜、位移、扭转时，应及时通知值班队长，指挥操作工人纠正，使在允许偏差范围以内，当沉至离设计标高2m时，对下沉速度和挖土情况应加强观测。9、下沉倾斜、位移、扭转的预防纠正沉井下沉过程中，有时会出现倾斜、位移、扭转等情况，应加强观测，及时发现并采取措施。对倾斜产生的可能原因有：a、刃脚下土质软硬不均；b、拆刃脚垫架，不对称进行或进行不及时回填；c、挖土不均，使井内土面高低悬殊；d、刃脚下掏空太多，使沉井不均匀突然下沉；e、排水下沉，井内一侧出现流砂现象；f、刃脚一边被大石块搁住；g、井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。操作中可针对原因予以预防，如沉井已经倾斜，可采取在刃脚一侧加强挖土，并可以在较低一侧适当回填砂石，必要时配以井外射水或局部偏心压载，都可使偏斜得到纠正，待其正位后，再均匀取土下沉。如倾斜是由于大石块或被其他污物搁住，可用风镐破碎或爆破成小块取出，炮孔须与刃脚斜向平行，每次药量控制在100g以内。位移产生的原因多由于倾斜导致的，如沉井在倾斜情况下下沉，则沉井向倾斜相反方向位移或倾斜纠正时，如倾斜一侧土质较松软时，由于重力作用，有时也沿倾斜方向伴随产生一定位移，因此，预防位移，应避免在倾斜情况下沉，加强观测及时纠正倾斜、位移，纠正措施一般是有意使沉井向相反方向倾斜。再沿倾斜方向下沉，至刃脚中心与设计中心位置吻合时，再纠正倾斜，因纠正倾斜重力作用产生的位移，可有意向位移的一方倾移，纠正倾斜后，使其向位移相反方向产生位移纠正。沉井下沉产生扭转的原因是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的，可按上述纠正位移、倾斜方法先纠正位移，然后纠正倾斜，使沉井偏差控制在10cm内。10、封底当沉井到离设计标高时，停止挖土，经2~3天下沉已稳定经观测，在8h内累计下沉量不大于1cm时，即可进行沉井封底。沉井采取排水封底方法，对土形进行整理，使之成为锅底形，自刃脚向中心挖放射形排水沟，填以石子作为滤水暗沟，在井底中部设集水井，井深1~2m，插入直径0.45m周围有水的混凝土管式钢管，四周填以碎石，使井底的水汇集到集水井，用水泵排出，使地下水位保持以下30~50cm，进浆砌块，浆砌块施工完毕后用C15砼封底，待砼强度达到30%后，绑扎钢筋，浇筑上层40cm钢筋混凝土底板，浇筑顺序应对称进行浇筑，并振捣密实。混凝土养护期间，在封底集水井中应不间断的抽水，待底板混凝土达到70%强度后，集水井停止抽水，进行封堵，方法是抽出井筒水后立即向滤水井管中灌入C30早强混凝土，并装上法兰，再在上面浇筑一层混凝土，使之与底板相平。三、河道围堰方案、老挡墙松木桩基础清理1、河道围堰方案：穿越河道段的管道距河底无安全距离，为减少水压、防止顶进时出现进水塌方等危险，在顶管施工前对河道进行围堰。围堰施工顺序：打设松木桩—→竹片、彩料布固定—→填入素土—→抽干河水。考虑到直接向河内填土会对河道造成污染，故采取木桩围堰的方案。两侧松木桩采用机械打设，木桩梢径Ф15cm长6m，间距为50cm，打设完成后在双排桩间采用竹片、彩料布固定，然后向内填入素土，夯实后抽干河水再进行顶管顶进工序。2、老挡墙松木桩基础清理：根据现场实际情况并结合原挡墙设计图纸发现，现状河道老挡墙基础下设有松木桩基础，与设计的顶管标高存在冲突，在顶管顶进前需予以清除。首先，放出顶管轴线、方向，标出需拆除的老挡墙位置，在河侧设置围堰，将范围内河水抽干，然后采用人工拆除挡墙、挖掘机挖除基础、拔除松木桩，最后采用素土进行回填、压实。在顶管工序完成后，进行挡墙恢复及围堰拆除。四、顶管施工技术方案本工程设计的顶管需穿过河道，在顶管顶进靠近河道时，应放慢顶进速度，随时观察土质情况，严格控制上下班交接与操作规程，若机头已进入河床下时，顶管作业不得停留，必须连续顶进，直至顶过河床方可停歇，但停歇时间不宜过长。1、施工工艺2、工具管选型顶管机型的选择，我们主要从效率、成本、环保等方面考虑，由于口径管工程开始测量放样放样复核基坑构筑工作设备安装地面设备安装出洞准备注浆材料准备挖土、运土推进测量卸管、接口安装进洞取工具管全线测量收坑工程结束注浆Ф