顶管与沉井施工方案

广州市番禺区化龙镇金利大道及规划路金利大道及规划路进厂污水管道工程专项施工方案一、工程概况1、工程概述及方案选择1.1、工程名称：化龙镇污水管网工程——金利大道及规划路进厂污水管道工程建设地点：广州市番禺区化龙镇金利大道及规划路建设规模：管道全长4532m。工程范围：完成本项目本工程明挖施工、顶管施工、管道基础处理、污水管道安装敷设、新建工作井、接受井、检查井、沟槽回填、施工便道、路面恢复等施工图纸和工程量清单及招标过程中所发出的相关文件所包含的全部内容；工期要求：施工总工期180日历天；本工程是番禺区化龙镇污水管网工程的重要组成部分,化龙镇污水经过石化公路和石化大道等收集经1、2号泵站提升后自流至金利大道路口汇合，沿金利大道及规划路进入化龙镇污水处理厂。工程起点为1、2号泵站至金利大道污水管线终点，终点为化龙污水处理厂配水井。1.2、工程地质情况：根据钻探揭露，线路分布的地层主要有第四系土层依次为人工填土层（Q4m1）、海陆交互相沉积层（Q4mc）、冲积层（Q4a1）、残积层（Qe1）。下伏基岩为燕山期花岗岩（γ53）。其野外特征按自上而下顺序描述如下：（1）、人工填土层（Q4m1）（2）、海陆交互相沉积层（Q4mc）（3）、冲积层（Q4a1）（4）、残积土层（Q4e1）（5）、燕山期花岗岩（γ53）1.3、地下水主要为第四系砂层孔隙潜水。第四系孔隙潜水：主要埋藏于冲积砂层中，地下水位埋深一般0.6-2.0m，标高为0.32～1.46m。由于本路段砂层连续分布，且厚度较大，透水性好，故水量丰富。由地表降雨及上游地下水迳流补给。本场区的地下水对砼结构无腐蚀性，对砼中的钢筋具有中等腐蚀性。2、圆形工作井接收井本顶管工程根据设计图纸，设16座工作井和17座接收井，大部分工作井净空尺寸为6.5m，一个工作井向两个方向两次顶进；接收井净空为4.0m。工作井和接收井采用机械挖土的沉井方法进行施工，最后施工垫层、集水井、底板、后靠背。施工工艺选择：经调查分析研究及结合本公司在设备和施工及相关的技术能力，该排水管铺设拟采用密封泥水平衡式顶管工艺进行非开挖施工。3、顶管施工主要设备根据本工程的实际情况，顶管段采用设备泥水平衡式工具头2个、中继环若干个，2台渣浆泵、2台螺杆式泥浆泵、输泥输浆管路2套，16T吊机2辆、简易龙门吊2套，后座泵站2套、整体式顶进构架2套、泥水处理系统2套、水准仪2台、全站仪1台，另外还有通用设备电焊机、水泵、泥浆桶、泥浆池、泥浆车等。二、工程特点难点及对应措施2.1、本工程主要有以下特点：2.1.1、地质条件差：管道穿越的地层主要为淤泥夹砂层，地下水位高，这种地层在受到扰动时容易发生流沙现象；2.1.2、顶管施工精度要求高，管道要从桥梁、其它市政管线、路面、河道等地面结构物下面穿过，地面构造物不能受顶管影响；2.1.3、工程位于现有石化公路道路两侧，道路两侧为住宅区、厂区、商铺、鱼塘、河涌等，石化公路为石楼镇至化龙镇的交通主干道，施工中必须保证道路畅通及顶管工程的安全和质量；在管道施工范围的路面下有给水管、通信电缆、高压电缆等管线，分布情况待探明；2.1.4、工期要求紧，必须尽早计划、尽早开工。2.2、根据本工程的特点，我司拟采取以下对策：2.2.1、科学合理的配备顶管设备。在现场踏勘及详细阅读分析地质资料的基础上，我司拟采用刀盘可伸缩式泥水平衡顶管掘进机进行本工程的施工。2.2.2、采用先进的管理手段，加强工程计划管理，合理安排施工顺序，将施工对交通影响减至最低。2.2.3、重点工序（如工作井及接收井施工、管道顶进等）均需编制专项施工方案，并严格执行施工方案的审批制度。施工时，严格按审批的施工方案执行。2.2.4、做好交通疏导方案，并积极与有关单位（如交通管理部门、电力部门、当地行政部门等）联系，争取取得各方的支持，确保工程顺利进行。2.2.5、积极与各有关部门联系，取得场地地下管线的第一手资料，在施工前仔细进行地下管线的查探工作，并在管线位置上设置明显的标志，在施工中采取各种措施保护好各种地下管线。2.2.6、切实做好现场文明施工工作。成立现场文明施工小组，施工前做好各种宣传和教育工作，制定文明施工和环境保护责任制度，施工中加强公司对项目部文明施工的监控力度，切实将施工对周边环境的影响降到最低。主要顶管工程量见下表。序号施工地点井段管径长度覆土厚度管道所在层地质情况1金利大道W4-17＃～45＃D15002221m5.0m~6.5m淤泥夹砂层2金利大道W4-45＃～配水井D1650861m6.0m~8.4m淤泥夹砂层第一章沉井施工严格按照《沉井设计图》和有关规范进行施工。沉井施工程序：基坑测量放样基坑开挖刃脚垫层施工立井筒内模和支架钢筋绑扎立外模和支架浇捣混凝土养护及拆模封砌预留孔井点安装及降水凿除垫层、挖土下沉沉降观察铺设碎石及混凝土垫层绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土混凝土养护素土回填。2.1基坑测量放样根据沉井设计图纸和工程地质报告所揭示的地质情况，沉井基坑开挖深度取2米，沉井刃脚外侧面至基坑边的工作距离取2米，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、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。施工放样结束后，须经监理工程师复核准确无误后方可开工。工作井设在某南路北侧W130处，接收井设在某中路北侧W129处，靠近慈云桥，与某河倒虹管连接。2.2基坑开挖经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。挖土采用1m3的单斗挖掘机，并与人工配合操作。基坑底面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥，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，防止积水影响刃脚垫层的施工。2.3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≤［σ］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50（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。2.4立井筒内模和支架由于顶管沉井高度达8米左右，因此，井身混凝土分三节浇捣，内模同样分三节按装。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，可采用对撑支架，增加内模的稳定性。2.5钢筋绑扎钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、鳞锈等清理干净；钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋均应调直；预制构件中的主钢筋均采用对焊、焊接并按照有关规定抽样送检；钢筋接头应互相错开，并严格按照国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204—92）中的有关规定执行；现场钢筋绑扎时，其交叉点应用21＃铁丝绑扎结实，必要时用电焊焊牢。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。2.6立外模和支架钢筋绑扎验收后，应进行架立外模和支架。井壁内外模用串心螺丝固定，串心螺丝采用φ16的圆钢，中间设置止水片，两端设置铁片控制井壁厚度尺寸，圆钢两端头上铰成螺纹，用定制钢螺帽固定，拆模时拆去钢螺帽，割去外露部分，再用同标号防水砂浆二度抹平，确保不渗水。外模支架必须稳、牢、强，保证在浇捣混凝土时，模板不变形，不跑模。2.7浇捣混凝土模板和支架工序完成后，必须经监理工程师进行验收。验收合格后，方可进行混凝土的浇捣。为缩短施工周期和保证工程质量，采用泵送商品混凝土。泵送混凝土可将输送管的软管直接放入浇捣段，距离浇捣面1米左右，保证混凝土不离析。混凝土浇捣前应严格检查各种预留孔、预留管和预埋件的位置和几何尺寸，严禁漏放和错放。混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，振捣棒插入时应离开钢筋，但应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生。混凝土在捣振时应随时检查模板受力和钢筋受力情况，防止模板因混凝土振捣的原因而跑模。井身浇捣混凝土分三段施工：工作井——总高度为8.3米，分三次浇捣完成，一次下沉。第一次浇捣刃脚部分，高度2.4米；第二次浇捣高度3.0米；第三次全部浇捣完成，浇捣高度2.6米。地面以上用M10砌筑30cm高240砖墙。接收井——总高度为8.3米，分三次浇捣完成，一次下沉。第一次浇捣刃脚部分，高度2.4米；第二次浇捣高度3.0米；第三次全部浇捣完成，浇捣高度2.6米；最后在地面以上用M10砂浆砌筑30cm高240砖墙。采用分段浇捣混凝土时，严格按规范要求做好施工缝。施工缝做成凸缝，并在后浇时将连接处的混凝土凿毛，并用水清洗干净，浇捣时先用12%的UEA砂浆座浆，然后轻倒第一层混凝土并振捣密实，以免形成蜂窝，影响沉井的质量。在混凝土浇捣过程中，还应做好混凝土的试块工作，保证质保资料的完善。2.8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，严禁用水泵喷射而破坏混凝土。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、冲击和污染。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。对于分段浇捣混凝土部位，应保留最后一排模板，利于向上接模。2.9封砌预留孔严格按照设计图纸的要求，设置和封砌各种预留孔，并保证在沉井下沉过程中，预留孔内不渗水。2.10井点安装及降水为确保沉井平稳下沉，采用排水下沉法施工。用井点抽出地下水，降低地下水位，井点在基坑外周布置，并至少预抽七天后，方可开始挖土。井点间距1.2米，沿井周满布。地下水位降低到井底碎石垫层以下50cm。2.11沉井下沉（1）沉井下沉系数计算Ｋ＝Ｇ／（Ｒf＋Ｒt）其中：Ｇ为沉井自重Ｒf为精巧壁摩阻力Ｒf＝Ｄ１＋ftＲf＝Ｌ１＋ftＲt为刃脚端面及底梁反力Ｒt＝ft×Ｆt＋1/2ft×F当１＜Ｋ＜1.33时沉井能正常下沉。（2）沉井下沉施工1）沉井下沉前,应先在四角用油漆做好高程标尺,如是圆井应把圆周4等分，然后用油漆做好高程标尺，以便于沉井下沉时进行观测。2）沉井下沉观测，必须每天定时观察,如发现下沉有异常情况，应加强观测，每次观测结果要求做好记录，报项目部技术负责人。3）沉井刃脚砼强度达到100%后，沉井可进行下沉施工。4）沉井下沉时，应对称破除素砼垫层，并把垫层砼块清理干净，防止沉井开始时下沉时发生倾斜。5）沉井井内挖土，采用抓斗式吊车挖土施工，人工配合挖土的方式进行施工,且要求施工采用连续施工的方式进行24小时不间断施工。6）沉井下沉挖土要有专人负责,指挥井内挖土施工。7）沉井下沉偏纠偏,要求现场施工人员根据测量观察到的数据及时调整井内挖土方式，并报项目负责人。8）由于施工现场无法堆土等杂物，因此施工时，沉井土方需及时外运。抓斗挖出土方，由土方车及时运至堆场。9）沉井下沉的速度,由挖土的速度来控制,当沉井离设计要求0.5～1m时,要求严格控制挖土速度,控制沉井下沉,防止发生超沉。（3）沉井封底1）当沉井下沉至设计标高时，应密切观察，在8小时内下沉量小于1cm时进行封底施工，如发生沉井下沉较大时，应采取阻沉措施。2）封底施工时，严禁向井内回填土方，超挖部分应采用碎石或石块回填。井内淤泥需清除干净，预留钢筋调直，清除杂物，砼接触端面应凿毛，并清洗干净。3）在底板中设置集水井，作用是防止封底后地下水压的作用造成底板损坏，集井用Ø450砼管。4）封底时，先浇筑C25砼垫层，终凝后进行底板钢筋绑扎。5）钢筋验收合格后，进行底板砼浇筑，并