顶管竖井锚喷施工方案

1第一章、编制依据1.《北京市大兴区黄村地铁大兴线枣园路站居住项目横一路过街顶管工程施工图》2.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）3.《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97)4.《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ/T55-96）5.《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GBJ86-85）7.《铁路隧道施工规范》（TBJ-204-96）8.国家及北京市有关法规及规定。9.现场实际调查资料。第二章、工程概况2.1.工程概况本工程为北京市大兴区黄村地铁大兴线枣园路站居住项目综合管线，要穿越横一路，故此本段采用顶管施工，全长17m。土质较差，因此采用单向顶进，现需要施工由北向南，竖井设计在横一路北侧。由于顶管工作坑设计较宽，工作坑，又逢雨季施工，所以本段顶管工作坑需采用锚喷支护，坑深5米。管材为钢筋砼柔性企口（大企口）顶管管材（承、插口外带钢套环），管道内侧接口采用双组分聚硫密封膏嵌缝。2.2.工程地质情况根据地质报告和已完工程实际情况，土质为粉质黏土，地下10m以内无地下水。2.3主要工程数量:序号项目长度备注1D=1050mm54m2D=1550mm18m3D=1750mm18m4热力小室2座5给、中、消防小室2座6电力小室2座7电信小室2座8燃气小室2座9顶管工作坑10×6×5米2个（接受坑不计算在内）2第三章、施工部署3.1计划工期计划开工：2012年05月1日开工计划完工：2012年06月15日完工，计划工期45天3.2施工阶段划分本段工作分三个阶段进行施工：第一阶段施工准备阶段：主要进行施工区域围挡搭设，导行牌和警示牌的安置。第二阶段为工作坑和顶进施工阶段：先进行顶管工作坑的一切工作，然后进行顶进施工，顶进完成后进行捻缝、打口、回填注浆。第三阶段为清理阶段：对路面进行全面清理。3.3施工组织机构安排本工程配备优秀而富有经验的施工管理及技术人员，以保证工期，保证质量。3.4机械设备组织机械设备的调配直接影响工期、质量及现场的文明施工，在本工程施工中，我公司根据工程需要，调配并租用机械设备，以确保工期、质量。在施工过程中，根据实际需要，有可能增添一些设备。机械设备一览表项目经理生产副经理技术总工施工员技术员安全员材料员测量员实验员资料员质检员3设备名称设备型号数量用电量KW/台砼喷射泵转子Ⅳ型一台电焊机二台30铲车ZL—50一台干式砼搅拌机一台2注塞式灰浆泵一台空气压缩机12m3/min一台风镐四把双作用活塞式千斤顶QYS1003台卷扬机2t2台卷扬机5t2台第四章、主要施工方法及措施4.1顶管施工工艺流程图顶管施工工艺流程图4.2施工准备41、了解场地内各种地下障碍物的情况，并办理必要的书面手续，必要的部位挖探坑。2、施工用水、施工用电的连接及临时设施搭建。3、对施工人员进行生产、技术、质量、安全等全方面的交底。4、根据施工现场实际情况调整修改施工方案。4.3主要管材本工程采用管材为钢筋砼柔性企口（大企口）顶管管材（承、插口外带钢套环），管道内侧接口采用双组分聚硫密封膏嵌缝。4.4施工工艺锚喷施工随基坑土方开挖进行，随开挖随支护，架设钢筋格栅，铺设钢筋网片，喷射混凝土，形成围护结构。为保证竖井侧墙的结构稳定，采用40#工字钢施做盘撑。人工每步开挖不能超过两榀。1、土方开挖土方开挖前应做好喷射支护的准备工作。锚喷土方开挖全部采用人工开挖，人工每步开挖0.5m，土质良好状况下可每步开挖１m。应注意开挖、格栅安装、挂网喷射砼工序的有效衔接，严格控制开挖后2～3小时内必须完成喷射支护。各班要认真填报施工记录，对开挖面的土质进行描述，以掌握地层的变化情况。并应绘制土质变化纵剖图，以备竣工资料之用。为确保开挖过程土体的稳定，必须严格按照施工方案进行土方开挖。坚决制止每步开挖过深，挖“神仙土”等现象。施工现场应必备抢险器材，洞内、地面设专人监护，以防突发事件的发生。2、格栅安装在松散的地层中格栅与网喷砼联合支护，具有即时的强度和刚度，能够控制土体的过大的变形。土体开挖面形成后应及时架设钢格栅，格栅竖向间距800mm排放,竖向连接筋采用Ф25，搭接长度不得小于20cm，连接筋间距为0.6m。竖井骨架每榀均设置φ25钢筋锚杆，L=3m，横向间距1m，锚杆同骨架主筋之间焊接牢固。格栅在场外制作，制作前钢筋必须送检，合格后方可加工使用，严格按照图纸要求配料加工，首榀格栅经监理验收合格后，才能成批加工，格栅搬运时，必须轻拿轻放，以防止变形纵向连接筋焊接长度≮10D，内外挂双层网片φ56@100x100，网片之间相互搭接一个网孔，网片必须绑扎牢固。每3m预留壁后注浆管一对。锚杆采用洛阳铲成孔。成孔直径为35mm，孔深度为3.5m~3.6m，与水平方向成10°角。成孔应立即进行注浆作业。浆体材料采用灰砂比为1：1~1：2，水灰比为0.38~0.45的水泥砂浆。注浆后应立即插入锚杆，杆体插入后，若孔口无砂浆溢出，应及时补注砂浆。锚杆安装后，不得随意敲击。3、喷射砼本工程初衬喷射混凝土设计强度等级为C20级，用525#普通硅酸盐水泥，粗砂和豆石（粒径为0.5～1.5cm）。原材料的控制：喷射砼的原材料进场均应进行质量检验，进行速凝效果的试验，确定速凝剂的最佳掺量，要求初凝不超过5分钟，终凝不超过10分钟，进行配合比选择试验，确定水泥用量和水灰比，喷射砼一般水泥用量在400kg/m3左右，设计配合比为水泥：砂子：豆石=1∶2∶2，砂率为55%左右，掺有速凝剂的混合料应立即使用，存放时间一般不大于20分钟，计量误差小于2%搅拌均匀，无结团。应及时做混凝土试件，检验混凝土强度，以备竣工之用。施喷前的准备：喷射作业应认真清除受喷面上浮土，回弹物等松散料，用高压风吹净，调整好喷射机的风压、水压，做好准备。喷射作业应分层、分段、分片依次进行，喷射顺序应由下而上螺旋式移动，螺旋圆直径200～300mm，一圈压半圈，按螺旋轨迹均匀分层喷射，喷头直对受喷面，距离为0.6～1m，喷射压力控制在0.12～0.15Mpa，一次喷射厚度，约70～100mm，每喷完一遍均需有一定的间歇，一般为前一层砼终凝后进行，在钢格栅处，喷嘴应避开钢筋密集点，以免产生空洞和产生过大的回弹，对悬挂在网筋上的砼结团应及时清除，保证喷射砼的密实度。喷射砼应将钢筋全部覆盖，喷射手应严格控制水灰比，在0.40～0.45，此时喷层无干斑和滑移流淌现象。喷射砼应在作业完成后2h后加强养护，养护时间不应少于14d。喷射砼应密实、平整、无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓、渗漏水等现象。平整度允许偏差30mm。4、盘撑(1)竖井在施工过程中，为保证竖井侧墙的结构稳定，采用40#工字钢施做盘撑。(2)盘撑分别在-2.0m、-3.5m的位置两道，每道盘撑下在立撑处设钢托，钢托与立撑焊牢，每道盘撑在不影响下砼管的前提下必须设四根八字撑，采用20#6槽钢，钢撑接口处必须焊接牢固，目的是使立撑、盘撑和八字撑形成一个整体，确保施工安全。(3)盘撑焊接必须牢固，同竖井侧墙之间必须靠紧。(4)在大坑底与小坑顶处各做一道盘撑，并用斜撑将两道盘撑焊接联接，以增加整体强度。5、工作井基础及导轨工作井基础采用混凝土基础，基础混凝土强度为C20，厚度为30cm，混凝土内预埋钢板，高程与设计管道坡度一致。导轨选用24号轨钢，两导轨平行、等高，与混凝土基础中预埋钢板焊接。6、千斤顶选用顶管顶进所需顶力计算P=frD[2H+(2H+D)tg2(45°-Φ/2)+ω/rD]L+PF式中根据DBJ01—47—2000规程和现场地质勘察报告：f—顶管顶进时管道表面与周围土层之间的摩擦系数约为0.16；r—管道所处土层的重力密度，取18.2KN/m3；D—管道外径，取2.1米；H—管道顶部以上覆盖土层的厚度，取2.6米；Φ—管道所处土层的内摩擦角，取250；ω—管道单位长度自重，取22.67KN/m；L—管道计算顶进长度，取17米；PF—顶进时迎面阻力，采用手工掘进管顶部及两侧允许超挖，取0。P=0.16X18.2X2.1[2X2.6+(2X2.6+2.1)tg2(45-25/2)+22.67/18.2X2.1]X17=1258KN根据顶力计算，选用QYS100行程为500mm双作用活塞式千斤顶2台，满足使用条件，每工作井3台（其中1台备用）。7、护铁及顶铁由于一次顶进长度较大，故护铁均选择圆形钢护铁，确保管体安全，保护管子端面，使端面传力均匀，顶铁选用长方形顶铁。8、工作井后背后背受力面积F应根据土质允许承载力[σ]计算：7F≥P/[σ]式中F—后背梁的面积（㎡）；P—计算顶力（kN）；[σ]—C20钢筋混凝土允许承载力（kN/m²），取225kN/m²F≥1258÷225=5.6㎡工作井后座墙采用后背梁做后背，尺寸10*1.5*0.5m（一个断面多根管道顶进使用），混凝土强度为C20，故F=10×1.5=15㎡≥5.6㎡,可以满足顶管施工需要，采用双层双向φ12@200*200钢筋网片布置，与基础底钢筋连接，以保证垂直于顶进方向。9、工作平台及起重架(1)工作平台平台主梁采用I40型钢，间距1m一根，上铺15×15cm方木。(2)起重架起重架由4根L=9m、φ159mm的厚壁（t=12）钢管组成，顶部用60mm圆钢连接，两端锁紧。架底部焊接在平台下横向置放的［30槽钢上，支脚加肋。(3)起重设备出土及下管采用卷扬机，设1台2t卷扬机、1台5t卷扬机10、管前土层加固针对本工程土质以砂性粘土为主的情况，挖掘面的不稳定主要由两方面造成：其一是由于地下水向挖掘面渗透而产生管涌现象；其二是由于挖掘面上的应力释放后失去平衡产生剪切应力，这种剪切应力若大于土的抗剪强度，挖掘面就产生坍方。在管道顶进过程中，为防止前方土体塌方，造成现况路面塌陷和周边建筑物基础移动，使用“超前加固注浆”方法，注入水泥浆液，使前方土体固结。11、触变泥浆减阻为了减少顶进过程中的摩阻力，增大顶进长度，在管道顶进过程中采用触变泥浆减阻。（1）触变泥浆的配制膨润土运到现场后分批测得膨润土的胶质价，然后按下表配制泥浆（重量比）。8触变泥浆配比表膨润土的胶质价膨润土水碳酸钠60~701005242~370~801005241.5~280~901006142~390~1001006141.5~2（2）触变泥浆的注入管道顶进后在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆套减阻。触变泥浆从前向后依次加入，顶进一段距离后及时进行补浆。为了使膨润土充分分散，泥浆拌和后停滞时间在12h以上。（3）加浆设备及加浆压力加浆设备采用1-1B浓浆泵。加浆前先通过注水检查注浆设备，确认设备正常后方可灌注，压力控制在0.2MPa左右，在灌注过程中按实际情况调整注浆压力。。12、水泥、粉煤灰填充注浆管道顶进施工完成后，使用高压注浆泵注浆压力不大于0.1MPa开始加压，向管周注入水泥、粉煤灰浆液填灌顶管超挖空隙，最大限度减少地面沉降，同时将触变泥浆置换出来。补浆时由后向前交错压入水泥、粉煤灰浆液，水泥、粉煤灰浆液配合比为水泥：粉煤灰：水=1：2.5：4（重量比）。13、过路段安全保护顶管施工要穿越横一路，为保证横一路过往车辆的安全通行，现况路面上铺设=20mm厚、2×7m的整张钢板，是减少重载车辆对管上土体扰动。要采用多张钢板(6张以上)并排铺设。14、顶管坑拆除拆除工作坑时必须按安全技术交底的要求进行。拆除工作坑支撑时必须设专人指挥，自下而上逐层进行，并按安全技术交底要求及时回填。在下层完成填土前严禁拆除上一层支撑，必要时应设临时支撑。拆撑确有困难或拆撑后可能影响附近建筑物（构筑物）安全时，应停止拆撑并报告施工管理人员。915、坍方的预防与处理挖土时应避免超挖，如果壁后坍塌严重已形成壁空则必须予埋小导管喷护后及时注水泥浆充填，如果已发生了坍方必须迅速处理，先控制局面，防止其继续发展，可用大板、方子、草袋等物品在结构外充填，或局部先稳固小格栅架喷护缩小暴露面，控制住坍方后再进行正常的施工。工作面附近应备有足够的防塌方物资。16、喷射手注意事项（1）表面出现流尚、滑移、拉裂时，表明水灰比过大，立即停