顶管施工方案(上)

2）模板支立 本工程沉井均采用分节制作，分次下沉，每节高度不超过4m，为保证外观质量，沉井井壁采用P6015定型钢膜，5mm面板， M16×40螺栓连接法兰孔，小梁采用φ48.3×3.6mm双钢管，竖向布置@300mm，主梁采用Φ48.3×3.6mm双钢管或2×Φ25mm钢筋，环 向布置（或根据现场具体条件选用18mm厚覆面木胶合板，所有模板表面平整度符合规范要求；小梁采用100×100mm木方，竖向布置 @300mm，主梁采用Φ48.3×3.6mm双钢管或两根φ32钢筋，环向布置）。拉杆螺栓采用Φ16mm圆钢，拉杆螺栓设置水平间距50cm， 垂直间距60cm。为防止浇砼时爆模，在水平加固模板用的2×Φ25mm钢筋两端接头处上点焊，所有拼缝及模板接缝处要逐个检查嵌 实，防止漏浆，模板架立好由项目部质检部门、监理工程师进行验收。 3）钢筋绑扎 4）混凝土浇筑
2020年龙岗区提质增效工程（一阶段）
顶管工程安全 专项施工方案汇 报
2021年3月
目录
01
工程概况
02
施工计划
03
施工工艺技术
04
Biblioteka Baidu
施工安全、质量保障措施
05
验收要求
06
应急处置措施
01
工程概况
工程概况
顶管工程
本次顶管工程属于暗挖工程，根据住建部31号文规定，顶管工程属于超危大工程。龙岗河流 域河流水质提升工程丁山河流域雨污水管网完善龙腾路、吉祥二路-教育中路段拟采用顶管施工 ，采用泥水平衡式施工工艺，总长度1683m，钢筋混凝土顶管专用管径为DN1000(1182m)和 DN800(501m)、承插式橡胶圈接口，工作井采用直径6.2m沉井和6x4m方形沉井；接收井均采用直 径4m沉井。
（7）沉井下沉测量监控及质量控制 在沉井制作完成后，在井顶及外壁混凝土表面用油漆标出纵横中线，在沉井四角用油漆在测点垂直线上画出四个相同的标尺 ，标尺的零点从刃脚底算起。四个零点不在同一平面上时，取最低点为零，其余各点的标尺计入相应的高差。在沉井纵横中线及 四角处挂垂球，以随时监视沉井是否倾斜，以便采取措施纠偏。 在沉井下沉过程做到刃脚标高每2小时测量一次，轴线位移每4小时测一次。 沉井初沉阶段每小时至少测量一次，必要时连续观测，及时纠偏，终沉阶段每小时至少测量一次，当沉井下沉接近设计标高 时增加观测密度。 由于沉井开始时的下沉系数较大，在施工时必须慎重，特别要控制好初沉，尽量在深度不深的情况下纠偏，符合要求后方可 继续下沉。下沉初始阶段是沉井易发生偏差的时候，同时也是较易纠正，这时以纠偏为主，次数可增多，以使沉井形成一个良好 的下沉轨道。 下沉过程中，做到均匀，对称出土，严格控制泥面高差，当出现平面位置和四角出现偏差时及时纠正，纠偏时不可大起大落 ，避免沉井偏离轴线，同时注意纠偏幅度不宜过大，频率不宜过高。 沉井在终沉阶段以纠偏为主。在沉井下沉至距设计标高1m以上时基本纠正好，纠正后谨慎下沉，在沉井刃脚接近设计标高 30cm以内时，确保不再有超出容许范围的标高和轴线偏差，否则难于纠正。 如在下沉过程中发生下沉困难，采用在沉井底梁、斜面部分掏空的方法助沉。 测量人员必须将测量数及时交当班施工负责人和技术主管，以便及时纠偏或掌握下沉情况。 施工时要做好沉井下沉施工记录。 （8）沉井施工常见问题防治办法 1）沉井纠偏 沉井下沉过程中，当四周土质软硬不均或没有均匀抓土，使井内土面高差悬殊；或刃脚一侧被障碍物拦住；或沉井上负荷不 均就易造成沉井下沉不均，形成井室倾斜，纠正倾斜可采取以下方法：
正常路段：各道路设置太阳能施工牌、前方施工标志牌、道路变窄标志牌、绕行标志，道路两端设置双向通行标 志，围挡迎来车方向设置渠化锥标、诱导标志、反光防撞砂桶，在围挡结束位置设置渠化锥标及诱导标志，围挡外侧 设置反光锥标夜间警示闪光灯，迎来车正面设置道路施工标志；遇道路大门采用分段半幅施工。
交叉口：各交叉道路设置前方施工、道路变窄、限速、绕行标志、双向交通标志，围挡在跨道路处设置为半透明 围挡，迎来车方向设置导向牌、反光防撞砂桶，围挡周围设置反光锥标、夜间警示闪光灯。 对于施工工过程中，需要临时修改的道路标线采用脱漆剂清除。常用的脱漆剂为混合的有机溶剂，利用脱漆剂中的溶 剂对标线涂层的溶胀作用。施工完成后，按原状恢复道路原有标线。
。 沉井刃脚铺设标准方木(500mm×1000mm×100mm)作支承垫架的垫木，然后在其上支设刃脚及井壁模板，浇筑砼。地基上铺设砂
垫层，将沉井的重量扩散到更大的面积上，避免制作中发生不均匀沉降，同时易于找平，便于铺设垫木和抽除。 选用中砂使用平板振动器振捣并洒水，控制干密度≥1.56t/m3，地基整平后，铺设垫木，使顶面保持在同一水平面上，用水准仪控 制其标高差在10mm以内，并在其孔隙中垫砂夯实，垫木埋深为其厚度一半。
平面位置
周边环境
龙 腾 路
教育路
临近道路情况
龙腾路、教育中路属于市政次干道，目前为双向四车道，沥青路面，早晚时间段车流量较大，拟占用两条车道及 部分人行道，由双向四车道改为双向两车道。
施工区域：施工区域用2.5m高水马围挡封闭，在离施工区域前100m设置“前方道路施工，车辆慢行”的道路施工 牌，围挡封闭区域两端分别放置“道路施工”警示牌；再设置交通导向牌、反光沙桶，并设置锥形交通标，以引导车 辆变道行驶，围挡上设置夜间警示灯。
（5）沉井下沉 1）沉井下沉安全计算
一般采用沉井下沉系数K≥1.15～1.25作为下沉的控制指标。判断沉井下沉后期是否需要压重，以顶管工作井DW22进行验算。 计算公式: K=(Q－B)/(T+R)=(Q－B)/[c×(h－4.5)×f+R]≥1.15 式中: Q——沉井自重及附加荷重; B——被井壁排出的水重(kN); T——沉井与土间的摩阻力(kN); c——沉井周长(m); h——沉井下沉高度(m)； R——刃脚反力(kN)，刃脚挖土时取R=0; f——井壁与土的单位摩擦力，根据地质情况，取15kN/m2; 本次以6000x4000mm，壁厚为0.75m，高度为9.63m的AW14顶管工作井为例进行计算。地下水位为地表下1.2米，沉井自重为： Q=3167.5KN，B=1247.4KN，c=25m，h=10.63m，f取值15KN/㎡，根据公式计算K=0.84，不满足下沉条件，采用增加配重的方法或机械 辅助下压助沉。
区域地质条件
施工平面布置
02
施工计划
劳动力配置计划
主要施工机械设备、仪器配置计划
03
施工工艺技术
总体施工工序
施工方法
沉井施工
(1)旋喷桩施工 本工程旋喷桩用于沉井一周止水和顶管管道基础处理，加固土体。桩直径500mm，搭接100mm。旋喷桩采用单管法施工工艺，采
用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比暂定为1.0。 单管高压旋喷桩就是利用引孔钻孔至设计深度后，移走引孔钻机，旋喷钻机就位校正后，下置钻喷钻具，向周围土体高压喷射
(3)顶管井类型 顶管工作井及接收井采用沉井施工工艺，分节制作，采用不排水下沉。工作井为圆形工作井和方形沉井、接收井为圆形接收井。
圆形工作井结构图
圆形工作井旋喷桩平面 布置图
方形工作井结构图
方形形工作井旋喷桩平 面布置图
圆形接收井结构图
圆形接收井旋喷桩平面布置图
（4）沉井制作 1）刃脚支设 沉井制作时，为解决地基承载力的不足，采用垫层法。即在刃脚下设垫木垫层，垫木下再设砂垫层，逐层扩大，类似扩大基础
水泥浆液，同时钻杆以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与水泥浆液混合，凝固后便在土 体中形成具有一定性能和形状的固结体。
单管旋喷注浆示意图
（2）旋喷桩施工工艺 1）测量定位 2）钻机就位 3）施工前准备 4）高压旋喷 5）水泥浆搅拌 6）工艺参数要求 ①采用42.5级新鲜普通硅酸盐水泥，水灰比暂定为1.0，掺入水泥用量0.2%的木质素磺酸钙作减水剂。 ②喷浆量80L/min，提升速度25cm/min，每米水泥用量240kg。
⑤沉井纠偏措施 a.除土纠偏 沉井在入土较浅时，容易产生倾斜，但也比较容易纠正。纠正倾斜时，一般可在刃脚高的一侧除土。随着沉井的下沉，在沉井 高的一侧减少刃脚下正面阻力，在沉井低的一侧增加刃脚下的正面阻力，使沉井的偏差在下沉过程逐渐纠正，这种方法简单，效果 较好。 纠偏位移时，可以预先使沉井向偏位方向倾斜。然后沿倾斜方向下沉，直至沉井底面中轴线与设计中轴线的位置相重合或接近 时，再将倾斜纠正或纠至稍微向相反方向倾斜一些，最后调正至使倾斜和位移都在容许范围以内为止。 b.压重纠偏 在沉井高的一侧压重，这时沉井高的一侧刃脚下土的应力大于低的一侧刃脚下土的应力，使沉井高的一侧下沉量大些，亦可起 到纠正沉井倾斜的作用。这种纠偏方法可根据现场条件进行选用。 c.沉井位置扭转时的纠正 沉井位置如发生扭转，可在沉井偏位的二角偏出土，另外二角偏填土，借助于刃脚下不相等的土压力所形成的扭矩，使下沉过 程中逐步纠正其位。 ⑥沉井终沉 在沉井将沉至设计标高时，周边开挖要均匀，避免发生倾斜，尤其在开始下沉5m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，在离设计深度20cm停止取土，依靠自重下沉至设计标高。 （6）沉井封底 封底前，将地基处理平整、夯实，将井底杂物清除干净，并将井墙、底梁等与封底砼接触处冲洗干净，达到设计要求封底标高 、找平后浇筑封底混凝土。在浇筑混凝土过程中，按照设计要求使用混凝土规格进行浇筑，保证混凝土质量及塌落度，一次浇筑成 型，不可分次浇筑。 浇筑完成后及时进行保养，封底混凝土强度达到设计强度后进行钢筋混凝土施工。
3）沉井下沉措施 ①提前做好下沉前的各项准备工作，在混凝土达到设计强度的70%后拆模，拆除模板时，对混凝土表面进行外观检查，同时将 井筒内外的脚手架全部拆除，各项检查无误后进行沉井下沉。 ②沉井下沉需待混凝土强度达到设计强度（第一节沉井需待混凝土强度达到设计强度的100%）方可开始挖土下沉。下沉前，在 混凝土达到设计强度的70%后拆模，应先凿除刃脚下的砂浆垫层及内模，各项检查无误后进行沉井下沉。沉井下沉时，主要是通过 从井筒出土，清除刃脚上正面阻力及沉井内壁阻力、依靠沉井自重下沉。下沉过程中，应随时掌握土层情况，做好下沉观测记录， 分析和检验土的阻力与沉井重力的关系，选择最优下沉方案。初沉是沉井下沉最关键的工序，此时四壁无约束无摩擦力，全部重量 靠砂层承担，下沉系数很大。沉井重心又高，开挖若不均匀，就可能倾斜位移，刃脚下的砂垫层要分层均匀开挖，每层厚度25cm， 在刃脚沿线全面进行。沉井入土后，采用长臂反铲挖挖土应分层、均匀、对称的进行，分层厚以30cm左右一层为宜。正常下沉时， 应自沉井中间刃脚处对称除土。沉井下沉时应随时注意观测，保持沉井竖直下沉。 沉井下沉采用长臂反铲挖中间的土，中间形成锅底。沉井下沉过程中，在做好观测、分析刃脚压力变化、分析挖土深度与沉井 下沉量的关系的基础上，确定合理的开挖深度，让沉井缓缓“穿刺”下沉，防止因开挖过深形成突沉，特别是沉井最终接近设计标 高时，尽量控制好井底开挖量。沉井挖土连续作业，中途不停顿，确保沉井连续、安全地下沉就位。当刃脚距离设计标高在1.5m时 ，沉井下沉速度应逐渐放缓，挖土高差控制在50cm内，当沉井接近标高时，应预先做好防止下沉措施，周边开挖要均匀，避免发生 倾斜，尤其在开始下沉5m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，在离设计深度20cm停止取土 ，依靠自重下沉至设计标高。 ③沉井助沉措施 沉井下沉时，为防止对周围土体产生较大的扰动和沉井的顺利下沉，沉井采用增加配重的方法或机械辅助下压助沉。 ④沉降观察 沉井在下沉过程中，必须随时测定沉井标高，确保均匀下沉，并做好沉井下沉记录。当沉井在8小时内的累计下沉量不大于 10mm时，方可浇捣封底C20混凝土。
2）沉井封底以后抗浮计算 封底后工作井抗浮验算：沉井封底施工完成后，即应考虑沉井外侧水位的上升而增加的沉井的浮力，此处仅 考虑最不利情况下的沉井抗浮计算。 计算公式：K浮=（G+F摩）/f浮≥1.15 其中：G为沉井的自重；F摩为井壁外侧总摩阻力；f浮为沉井浮力，计算水位按照设计要求-0.5m。 F摩=μA=0.7*233.02=163.11KN f浮=ρgV排=1.0*10*368.4=3684KN G=ρg（V沉井混凝土+V底板混凝土+V封底混凝土）=2.5*10*（126.7+12+39.4）=4452.5KN 抗浮系数K浮=（G+F摩）/f浮=（4452.5+163.11）/3684=1.25>1.15 满足抗浮要求。