顶管施工方案

目录一、工程概况二、施工部署及施工前准备工作三、顶管井施工四、顶管施工技术措施及注意事项五、质量保证措施六、文明施工措施七、安全保证措施一．工程概况（一）工程名称及地点地址：（二）建设单位：（三）设计单位：施工单位：监理单位：（二）地质水文条件勘探最大控制深26.0m。对揭露的岩土体，据其成因时代、物理力学性质指标的差异，本场地划分为3个工程地质层，1层为新近填土，素填土；3层为更新世沉积层，土体强度较高，主要为粉质黏土，硬塑为主，局部可塑；5层为基岩，主要为泥质粉砂岩。各岩、土体特征详见表1.2。岩、土体分布与特征描述一览表表1.1层号地层名称颜色状态特征描述层底埋深平均值（m）地层厚度平均值（m）1-2素填土灰黄～灰色松散以粉质黏土为主，混少量碎石，非均质，低强度，偶夹灰黑色淤泥质土，堆填时间小于20年。4.70-6.505.444.70-6.505.441-3淤泥质填土黑色流塑淤臭味较重，含大量有机质和少量垃圾，局部含碎砖块，分布不均匀。5.90-7.506.450.90-1.801.253粉质黏土灰黄～黄褐硬塑局部可塑，含铁锰质结核，见靑灰色高岭土团块，切面有光泽。中压缩性，韧性及干强度高。13.30-14.7013.606.10-8.807.465-1强风化泥质粉砂岩紫红色中密～密实强烈风化，呈密实砂土、硬粘土混碎石状，局段碎块状，岩芯采取率较低，遇水软化崩解，为极软岩。岩体基本质量等级为Ⅴ级。19.30-20.6020.015.10-7.206.415-2中风化泥质粉砂岩紫红色密实块状取出岩芯呈短柱状、柱状为主，局部碎块状，泥质胶结，取心率约95%，RQD约90%，砂质结构，块状构造，裂隙较发育，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。揭示最大厚度5.90m。岩岩体体工工程程地地质质评评价价岩石风化程度分类表1.2层号岩石名称风化程度野外特征5-1泥质粉砂岩强风化钻孔揭露，基岩结构大部分破坏，经强烈风化呈砂土状、碎石状。风化裂隙很发育，手捏易碎，遇水极易软化、崩解，用镐可挖，φ75麻花钻不可钻进。5-2泥质粉砂岩中风化钻孔揭露，岩块较完整，组织结构、矿物成分基本未破坏，风化裂隙较发育，锤击声哑，遇水极易软化、崩解，用镐不能挖掘，岩芯钻方可钻进。岩石坚硬程度分类表1.3层号岩石名称单轴抗压强度坚硬程度5-1泥质粉砂岩---极软岩5-2泥质粉砂岩frk=1.00Mpa（天然状态下标准值）极软岩岩体完整程度分类表1.4层号岩石名称完整程度结构面发育程度结构面结合程度主要结构面类型结构类型组数裂隙平均间距（m）5-1泥质粉砂岩极破碎无序结合很差散体状结构5-2泥质粉砂岩较完整2-31.0-0.4结合一般裂隙、层面中厚层状结构。岩体基本质量等级分类表1.5层号岩石名称坚硬程度完整程度岩体基本质量等级分类4-1泥质粉砂岩极软岩极破碎Ⅴ4-2泥质粉砂岩极软岩较完整Ⅴ（三）、主要工作量项目名称单位数量备注顶管沉井座12顶管Φ800mm米890（四）、注意事项：沿线部分顶管要穿越城市地铁，要注意安全。二、施工部署及施工前准备工作1、总体安排：计划工期为97天。2、施工设备的选择根据本工程的具体施工条件，工作井采用钢筋混凝土沉井施工；顶管设备选用人挖机顶顶管工艺。机头选用敞开土压掘进机头。三、顶管井施工（一）、工程概述：1、工程概况：本工程计有7个工作井，5个接收井。2、工程特点；本工程特点是位于郊区，车流量不大。但一定要做好各方面的安全方案，确保施工安全。（二）、施工部署：1、施工安排：根据工程特点，采取先制作井后下沉。先地下后地上，一次制作，一次下沉。2、施工顺序：沉井采取一次制作一次下沉。施工顺序为：施工准备施工放样基坑开挖垫层制作制作沉井井底井字架拆模凿除垫层挖土下沉沉井封底3、施工准备阶段：施工准备工作重点是调查场地内所有市政管线，确定合理的沉井位置，并做好围挡及安全警示。对该工程范围内所有分项工程进行测量放样，引测水准点龙门板，并将其进行妥善保护处理。（三）、施工工艺：1、基坑开挖：1）根据地下水及土质情况，第一次开挖至基底坑地标高，在自然水位线上0.5米以上，可不进行专业排水。2）考虑到撤除垫层，支模，脚手架操作的需要，基坑宽比沉井宽2米，四周挖排水沟，集水井，基坑底不得积水，浸泡。3）挖土用1台抓斗挖土机挖土，配合人工修坡和平整场地。挖出的土方除部分在周围修筑0.3米高，8米宽的护道，挡地面雨水，剩余土方汽车短驳至弃土场地。4）基坑进行1：1.5放坡。2、分节高度的确定：根据一般经验，本工程沉井高度小于10米，不需分节，一次下沉。3、刃角支垫：1）刃角支设模板，有垫架法，半垫架法和无垫架法。本沉井面积较大，重量重，地基强度较低，因此本沉井垫层用黄沙基层上浇筑混凝土垫层，垫层只作刃角及低部隔梁，混凝土层上刷隔离剂，然后在其上支设刃角及井壁模板浇筑混凝土。2）铺设砂垫层砂垫层应选用级配较好的中粗砂，且分层洒水夯实，每层层厚控制在200至3004、模板支设1）沉井井壁采用规格为钢木组合模板拼装。2）在刃角内侧，圆井壁以及墙壁对穿螺栓处，均采用非标准木模板。3）在刃角架垫上模板应分段安装，以便垫架坼除，刃角上部井壁模板采用4套钢木模板进行循环周转。4）考虑浇筑速度快，对模板产生很大的侧向压力，用2根8#槽钢圈以¢16毫米对拉螺栓固定，穿螺栓部位采用1500（1000）*100*55毫米木模，螺栓纵横间距均为1米，中间设止水片。与螺栓接触的一圈满焊，相应也在靠混凝土一面以小方木等距离支顶，槽钢圈按井壁曲率制作，用螺栓连接。5）外壁支模和混凝土浇筑，在井架外搭设双排钢管脚手架，内壁模板支设，采取在上节沉井上预埋铁件的办法焊悬脚手架。对于井壁上预留管孔，为防止下沉时质量不等。产生重力偏移而让泥水涌入井内，施工中采取在洞内外预留钢框和螺栓用钢板和木版封住，中间填与孔洞重量相等的砂石级配重量。5、钢筋的绑扎：1）钢筋用15T覆带吊车进行垂直吊装就位人工绑扎。2）为保证钢筋位置正确，垂直钢筋间距采用开槽的木卡控制，水平筋间距选用一批竖筋按间距焊上短钢筋头控制。6、混凝土浇筑：1)混凝土采用C30.P6商品混凝土，垂直水平运输采用混凝土泵车。2）混凝土采用分层平铺法，每层厚度控制在30厘米---50厘米均匀浇灌，一次连接浇灌完毕。灌筑混凝土时沿着井壁四周匀称进行，避免混凝土面高低相差悬殊，压力不均而产生基底不均匀沉降，每层混凝土要求在2小时内浇捣完毕。3）混凝土采用自然养护，为加快坼模下沉，在混凝土中添加浞凝剂，减水剂。4）混凝土外表面如有蜂窝，麻面等缺点，应用水泥砂浆仔细修补整平。7、刃角垫架拆除1）沉井拆除模板在混凝土强度达到25%即可拆除，刃角垫架在混凝土达到100%强度始可拆除下沉。2）在破碎混凝土垫层之前，应对封底及底板接缝部位混凝土进行凿毛处理，凿毛应在专人指挥下分区，依次，对称，均匀的进行。3）拆除方法是将转胎膜挖去，使垫层架空，利用空压泵气汽锤或人工重磅榔头破碎，刃角下应随即用砂或砂乐回填夯实。在刃角内外侧应用夯筑成小土堤，以承担部分井筒重量，接着破碎另一段，如此逐点进行。破除垫层时要加强观察，注意下沉是否均匀，如发现倾斜，应及时处理。8、排水方法基坑内雨水排水采用明沟集水井排水，由水泵现场抽入排水明沟内，使地下水位降到比基坑面低0.5米。9、挖土下沉1）沉井每层挖土量较大时，挖土采用机械和人工配合进行，根据土质情况，采用碗型挖土，自重破土方式。采用覆带挖铲抓斗1台，在井外挖土，从中间开始挖向四周，均衡对称地进行，使其能均匀下沉。每层挖土厚度为0.4---1.5米，在刃角处留1.2—1.5米宽土台，用人工逐层切削，每人负责2—3米一段，方法是按顺序分层逐渐往刃角方向削薄土层，每次削5—15厘米。使沉井均匀下沉。2）沉井下沉至上口离基坑底50厘米高，即应该停止下沉，继续接高或采取安全措施。3）在沉井开始下沉时和将沉至时设计标高时，周边开挖深度应该小于30厘米，避免发生倾斜，尤其在开始下沉5米以内时，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，根据现场土质情况在设计深度距离设计标高0.5米左右应停止取土，依自重下沉至设计标高。4）下沉完毕，挖掘机体与臂铲解体，用起重机吊出井外。10、测量控制与观测沉井位置的控制，在井外地面设置十字控制线，水准基点。下沉时在井壁上设十字控制线，并在四侧设水平点。于壁外侧用红铅笔油画出标尺，以测沉降。井内中心线与垂直度的观测系在井筒内壁纵横四等分标出垂直轴线，各吊垂直线一个，用经纬仪观测来控制。挖土时随时观测垂直度，当垂球偏离50毫米，或者达到允许值的1/4时，即应该进行纠正，采取措施。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。当沉至离设计标高2米时，对下沉与挖土情况加强观测。11、下沉倾斜.位移.扭转的预防及纠正：沉井下沉过程中，会出现倾斜，位移，扭转等情况，应该加强观测，及时发现并采取措施纠正。对倾斜产生的可能原因有：刃角下土质软硬不均；坼刃角垫脚，不对称进行，或未及时回填；挖土不均使井内土面高低悬殊；刃角下掏空许多，使沉井不均匀忽然下沉；排水下沉，井内一侧出现流砂现象；刃角局部被大石块埋设或搁住；井内弃土或施工荷重对沉井一侧产生偏压；操作中可针对原因预于预防，及时进行校正。12、封底当沉井沉到设计标高，应该预留沉降量。经2-3天下沉已稳定，或在8小时内累计下沉量部小于10毫米时，即可进行沉井封底。本沉井采取排水封底法，分两部进行，第一步进行土形整理，使至成为锅底形填以级配块石，同时要抛石回填。自刃角向中心挖放射形排水沟，填以石子做成滤水暗沟，在中部设1-2米集水井，插入直径0.5M周围有孔的钢套管，管外浇至水环，四周填以卵石，使井底的水都汇集到集水井中，用水泵排出。使地下水位保持底于井底面30～50CM。刃角砼凿毛处应洗刷干净。然后在井底对称均匀浇一层0.2M的砼垫层。强度达到70%后，绑扎底板钢筋，浇筑防水砼底板。浇筑应在整个沉井上分层，由四周向中间进行，每层的厚度控制在30～40CM。并振捣密实。砼养护14天期间，在封底的集水井中应不间断的抽水，封底板砼强度达到70%后。进行第二部，对集水井逐个停止抽水，逐个进行封底。四、顶管施工技术措施及注意事项（一）、机头选型：本次施工中我们选用敞开土压掘进机头。这种机头的优点是在顶进时便于人工操作，遇到障碍物时可以人工排除，常用于粘土层，特别是含砂砾石的粘土层的施工。为避免在顶进时遇到流沙无法控制沙土流失，在制作机头时，我们在机头切削刃口后方法兰板上预先焊好六个16mm的螺栓，沿圆周方向六等分布置，同时预制一块挡板，当顶进过程中遇到流沙时，立即装上挡板，并根据需要重开出土口。附机头及挡板示意图。机头剖面示意图(与管道连接)机头挡板示意图（二）、设备配置（单套配置）现场配置主要设备有：航吊一台，BX1-315电焊机一台60KW配电箱一只顶进导轨一副1.5m*2m*0.03m后靠背铁板一块420吨顶力主顶油缸两只420吨顶力主顶油缸动力泵一台经纬仪一台水准仪一台7.5kw泥浆泵一台4kw污水潜水泵两台φ800圆形顶铁一个φ800半圆顶铁四个（三）、设备安装1、放样：用经纬仪沿工作坑洞口中心点和接收井洞口中心点，方向把管道铺设中心放好，并在井壁上确定两点2、用吊线锤把井壁上两点引到井下，挂好中心线3、把导轨沿中心线方向安装固定好，使轨道和中心线方向平等，并沿中心线方向两侧对称。在安装轨道时要保证管道在横向水平，纵向块度由设计管道块度来确定。4、安装好后靠背，主顶油缸。5、把主顶油缸和油泵动力站的油管接好。6、固定好测量仪器架，装好顶进时测量用的仪器。附工作坑内平面布置图（四）、管道顶进1、把调试好的机头下到井内轨道上，下一节管，在轨道上把机头尾套和管连接好。2、打开洞口，把顶进时用的圆形顶铁和半圆顶铁吊到井内，把机头顶到洞口位置，调整好纠偏油缸。3、开动主顶油缸，向前顶进50cm，通过切削口的切削和挤压，机头前方的土体会挤到机头仓内来，然后人工把土运到井内，用航吊把土吊到井边地面上。5、待机头仓内泥土清理干净后，