沉井、顶管方案.doc
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1、 目 录 一、工程概况 二、施工条件 三、施工总体规划 四、主要施工方案及技术措施 (一)、沉井施工部分 (二)、顶管施工部分 (三)、施工中可能出现的异常情况的处理对策 五、施工进度计划表 六、施工组织及人员配置表 七、施工机械配置表 八、外界不利因素的应对措施 九、地面变形控制及建筑物保护措施 十、质量保证措施 十一、工期保证措施 十二、安全施工措施 十三、文明施工措施 十四、环境保护措施 十五、治安消防措施一、工程概况1、工程范围本工程为姜堰市三水大道和鸡鸣东路中干河段污水管工程,本段顶管工程施工形式采用泥水平衡式顶管。2、主要工程量 工作井:2座 接收井:2座 DN800砼顶管:280
2、0米LY80泥水平衡式顶进 DN1200砼顶管:100米LY120泥水平衡式顶进二、施工条件1、地质资料该顶管段压第四层土层上,为淤泥粉质粘土:灰黑色-灰褐色,饱和、流塑、局部软塑,含少量有机质腐蚀物成分,属高压缩性低强度地基土。2、地理位置及交通条件 本段管姜堰市鸡鸣东路中干河交汇处,沿线要过中干河,处于河边施工,交通条件不算理想,工作进各接收井制作时不便。3、施工用水、电 在工程开工前与施工当地供电、供水部门取得联系,协商解决。三、施工总体规划 1、施工区的划分 根据施工工艺要求及施工现场条件,我们将整个施工区划分为两个施工区,第一施工区为工作井,第二施工区为接 收井。 2、施工顺序及安排
3、 工程合同签订后,立即组织人员进行施工准备工作的实施,我们将派有经验的专业人员负责,与有关部门及当地居民进行协商,取得他们的支持和谅解,尽快具备开工条件。施工准备工作(局部)完成后,立即进行第二个施工区先行施工,待施工条件具备时,再行安排第一施工区施工。 第一、二施工区中沉井的施工进度是影响工期的关键之。因此,我们打算在该施工区设一个沉井施工队、一个顶管施工队。沉井施工队分沉井制作分队和沉井下沉分队。沉井制作分队分一个木工班组、一个钢筋班组、机电焊班组和一个混凝土放组(兼普工)。沉井制作分队以1个沉井为一个施工段进行流水作业。沉井制作分为以工作井和接收井为施工段组织流水作业,混凝土班组(兼普工
4、)在工作井基坑开挖、砂垫层制作、素砼垫层制作完毕后,交给木工班组进行刃脚内模安装,立即转入接收井的基坑开挖、砂垫层制作、素砼制作;木工班组在刃脚内模安装完毕后,交给钢筋班组进行刃脚钢筋安装,立即转入工作井的内模安装;钢筋班组在刃脚钢筋安装完毕后交给电焊班进行焊接作业及木工班组进行刃脚外模安装,然后立即转入接收井的刃脚钢筋安装。木工班组在工作井外模安装完毕交给混凝土班组进行混凝土浇筑。 具体施工流程图如下:工作井接收井砼班组基坑开挖、砂垫层、素砼垫层基坑开挖、砂垫层、素砼垫层刃脚内模刃脚内模木工班组刃脚钢筋刃脚钢筋钢筋班组刃脚外模刃脚外模刃脚砼浇筑刃脚砼浇筑井壁内模井壁内模井壁钢筋井壁钢筋井壁外
5、模井壁外模 当第一个沉井制作施工完毕后,沉井下沉施工队迅速进行清理及沉井下沉准备工作,当沉井达到规定的强度后, 即可进行沉井下沉施工,沉井下沉分三个班组,24小时连续作业,直至到设计标高,然后进行封底作业。 当第一个工作井施工完毕后,即可进行顶管施工,顶管施工顺序与沉井施工顺序相同。施工时为24小时连续作业。 第一施工区施工顺序从西向东进行。施工方法与第二施工区的沉井施工、顶管施工相同。3、施工总平面布置 根据本工程线路较长、场地狭小的特点,我们准备在工地附近租借房屋,建立项目经理部及生活区。每个施工区各设一加工场,占地面积3020米。钢筋及洞圈木模在加工场内加工好后再运至每个作业点。四、主要
6、施工方案及技术措施(一)、沉井施工1、沉井设计 本段工程有顶管工作井2座,顶管接收井2座(由三水大道和鸡鸣东路中干河段现状井兼作),具体详见设计修改图(上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司设计业务联系签证单,编号:005) 2、沉井施工 为节省工期,沉井按一次制作,一次下沉施工。 (1)、工艺流程 测量放样定位基坑开挖砂垫层施工砼垫层施工刃脚制作井壁施工沉井下沉沉井封底及底板施工 沉井施工前,首先根据座标和高程控制点,按设计图纸进行测量放样定位,即定出沉井纵横两个方向的中心轴线、沉井的中心点、基坑边线等,同时在场区内设置好轴心线控制点和水准点,作为沉井施工(制作和下沉)时的控制依据。(2)、基
7、坑开挖 基坑开挖深度为2.0米,基坑边坡1:1,坑底对称布置好两个集水井,集水井深度应比砂垫层底60 cm,集水井四周应有良好的滤水层,还可在排水井间设置盲沟,确保沉井制作时的稳定。 基坑开挖采用液压挖掘机,挖出的土体及时外运。刃脚部分采取抽槽形式,土体挖至标高后应及时进行填砂作业以免土体扰动。(3)、垫层施工、素砼垫层计算 各井在施工前应按下式计算, 以确定砼垫层的宽度和厚度,保证沉井制作时的稳定。 h=(GoR-b)2 上式中: h一一混凝土垫层的厚度(m); G。一一沉井单位长度重量(KNm); R一一砂垫层的允许承载力(一般取100KPa); b一一刃脚踏面宽度(m); 经计算,h=1
8、0cm,b=50cm,砼垫层的宽度拟为70cm。 、砂垫层厚度计算 为保证沉井制作过程中的相对稳定,防止因地基不均沉降引起沉井倾斜而发生质量、安全事故,每个沉井施工前必须对砂垫层的宽度、厚度予以验算。砂垫层的宽度、厚度可由下式计算: B=b+2H NB+砂H 上式中:B一一砂垫层宽度(m); H一一砂垫层厚度(m); b一一砼垫层宽度(m); N一一井壁自重及施工荷载(KNm); 一一土层容许承载力(Kpa)。 经计算,砂垫层厚度为60cm,砂垫层宽度为基坑宽度,即在基坑内满铺。 砂垫层采用抽槽施工,砂垫层采用颗粒良好的中砂或粗砂,要求分层铺设并用平板震动机浇水振实,每层厚度为30cm。为了提
9、高砂垫层的密实度,应逐层浇水并控制最佳含水量,并从集水井中及时排除积水,以保证砂垫层质量。 砂垫层的密实度应达到98以上,采用16圆钢作贯入度试验。 3、沉井本体制作 (1)、模板施工 在素砼垫层上按设计图纸制定沉井中心位置及沉井四角刃脚位置,然后根据放样位置进行刃脚支模,模板以定型钢模板为主,配合木模使用。刃脚立模前,要求在素砼上设置适当埋件,以固定刃脚模板,保证稳定、精确,井内搭设满堂脚手架,并作固定内模使用。支撑内模的钢管靠模板一端固定,靠脚手一端使用活络扣件,使之可上下转动,以防止沉井下沉时将模板拉开,模板施工时应先固定刃脚内模的斜 模板,待钢筋全部到位绑扎完毕后开始立外模,模板支立成
10、 型后,用围令管、拉条螺丝、扣件等固定。拉条螺丝间距 5060cm,为了防止拉条螺丝孔渗漏水,每条螺杆上设5cm 5cm钢止水片,止水片与圆钢的焊接必须连续饱满。 沉井制作时应注意予留孔的留置,予留孔用木板制成木 洞圈,然后吊装就位,要求结构牢固,位置准确。 (2)、钢筋施工 在沉井内模立好以后即可进行钢筋施工,钢筋绑扎前先 在内模上按设计图纸作好间距标记,并根据不同的结构部位 合理地安排好钢筋的穿插顺序,然后按要求进行绑扎,焊接 及设置砼保护层垫块等施工。钢筋施工必须符合规范要求。 (3)、脚手架施工 沉井制作时脚手架分为内脚手和外脚手架施工,脚手架材料均采用48mm钢管,钢管连接处采用金属
11、连接件,脚手架铺设安全笆和安装扶手栏杆。 外脚手架搭设时要与井壁分离,防止在沉井下沉时产生不均匀沉降,给脚手架带来破坏,外脚手架搭设要符合规范要求。 内脚手架采用井内井架,以确保内模板位置的相对稳定,为了防止沉井在施工过程中由于不均匀沉降而发生脚手架变形,发生事故,因而要求内外脚手架与沉井的模板、围令不能刚性连接,而应是可转动的连接。内脚手架搭设要符合规范要求。(4)、沉井砼施工 、砼施工必须待钢筋、模板工程验收合格后方可进行。 、砼标号为C30,采用泵送商品混凝土。 、为了防止产生不均匀沉降,布料摊铺注意对称均匀、分层进行,分层高度在50mm左右。布料不得用振捣器赶料,布下的料必须按顺序振捣
12、密实,防止漏振、过振,以确保砼的外光内实。 砼表面收水完毕,及时盖草包进行养护,并经常浇水保持湿润。 、雨天浇砼,表面要用彩条布覆盖,大雨天严禁浇砼。(5)、施工缝的处理 沉井一次制作完毕,不留施工缝, 井壁上的底板位置要凿毛。4、沉井下沉(1)、下沉前的准备工作 、砌筑洞门的临时砖封堵。 、制作并安装井内外铁挂梯。 、安装周边四个指挥台及上部栏杆,栏杆高1.2米。 、井外壁喷漆尺,在沉井外固定构筑物上设水准点作为沉井下沉时的后视点。 、检查、复测基坑开挖前设置的沉降观测点。 、拆除所有脚手架,清理杂物并搬离现场。 、凿除刃脚下素砼垫层。 、井外壁设置泥浆套。(2)、下沉施工 沉井为一次下沉连
13、续作业。下沉施工须待砼达到100设计强度后方能进行。本标段沉井下沉深度约为67米,刃脚底标高最低标高为4.75米,地下水位1.4米左右,为降低工程成本,加快施工进度,拟采用排水下沉。沉井下沉取土采用人工挖土下沉,在井壁上安装扒杆吊土的方法。挖土顺序视下沉速度而定,若下沉速度较快,挖土顺序由中到边,若下沉速度较慢,挖土顺序由边到中。为便于下沉,减少井外侧路面沉降,避免管线事故,可采用泥浆套下沉。如遇到流砂,可采取轻型井点降水措施。 沉井下沉操作中要注意以下几点: 、初沉阶段沉井下沉系数大、重心高,应严格控制下沉速度,防止倾斜,使沉井初始入土形成良好的导向,有利以后下沉。 、刃脚周围挖土必须按顺序
14、、对称、均匀进行,严禁掏空刃脚,造成沉井偏斜。出土顺序由中到边,形成一定深度的锅底,在刃脚四周保留80cm左右的土堤。 、沉井下沉过程中,施工人员应树立“以防为主,纠偏为辅、勤测勤纠、有偏必纠”的指导思想。 、沉井下沉时必须有专人定时进行四角测量,及时记录,每班至少测四次,发现高差及时纠偏,纠偏法以调整挖土为主,以多沉少挖、少沉多挖的方法纠偏,终沉阶段应加强观测,严禁超沉。 、沉井要保持平稳,四角高差控制在规定的允许偏差之内,待沉井稳定后,连续观察8小时的下沉量控制在lcm即可进行砼封底施工。(3)、沉井封底及底板施工 沉井封底前设置透水井,透水井采用DN600钢管。封底时,沉井基底土面应全部
15、挖至设计标高,砼凿毛处应处理干净,同时应考虑沉井抗浮稳定性,并采取相应措施。然后进行底板浇筑。 待素砼达到强度后,抽除井内积水,进行钢筋施工。在 底板浇筑砼之前先凿除高出底板部位的砼并清理。按设计要 求进行钢筋施工,并接高透水井,使其发挥作用,待底板钢 筋砼达到设计强度后才可以封闭透水井。 (二)、顶管施工 顶管管材采用D800钢筋砼管,接口采用“F”型钢套环 接口(齿形氯丁橡胶圈),顶管管线总长为200米。 1、顶管机选型 根据地质条件及现场条件,本方案采用上海大学制作的 LY80型泥水平衡封闭式顶管机械,机头直径为D800。 上海大学制作的LY80 型泥水平衡封闭式顶管机具有以下主要优点:
16、 (1)、通过电视显示器来远距离操作,优化了施工环境,极大程度上避免了因管内施工因素而造成的危险作业,确保安全。 (2)、切削刀头自动与切削面的土压对抗,同时由泥水压力来平衡地下水压力。即通过切削刀头的自动开闭装置及加压装置,调节切削量保持与切削面前方的土压平衡自动控制推进速度。从而有效的控制了地面沉降。 (3)、由于避免了在小管径内土方运输困难的矛盾,从而大大加快了推进速度。 (4)、在软土层(特别在流砂层)中更具优势,是其它顶管 机所无法取代的。2、工艺流程工程开始测量放样放样复核地面设备安装工作坑设备安装注浆材料准备出洞准备注浆推进测量卸管、接口安装进洞全线测量取工具管收坑3、顶管测量(
17、1)、地面及井下平面测量为确保两井之间相互顺利贯通,本方案采用无定向导线测量,方法如下: F A B H GE C D A、C、F、G点为地面测站点; B一一出洞门中心点; D一一井内布设的测量观测台; E一一后靠点; H一一进洞门中心点。 测量计算时假设B点坐标为X=0,Y=O,方位角A-B=0O00 00,用Nikon DTM-530E全站仪分别测得平面角(左角),BAC、ACE、ACD、BAF、FGH及距离SAB、SAC、SCE、SCD、SAF、SFG、SGH 。用导线测量计算的办法计算出各点坐标。然后在以顶进方向为X轴,以出洞 口B点为坐标原点建立新坐标系,通过新旧坐标转换,分别计算出
18、D、E、H点的新坐标,D、E点的横坐标(Y值)即为观测台及后靠与顶进轴线的偏离值,根据此偏离值将D、E点移至顶进轴线上。H点的纵坐标(X值)即为顶进实际距离。 以B、E点的连线作为后靠钢板、主顶油缸、及轨道铺设的依据。在D点假设测量仪器,将B点用经纬仪向上引至井壁作一标志B,作为顶管顶进测量的后视点。 (2)、地面及井下高程测量 利用地面已知水准点分别测定出洞口、进洞口中心高程,以及测量观测台高程。 (3)、管道内测量 测量仪器架设在测量台上(用对中盘强制对中),以B 点为后视点,分别测出前标水平角、后标水平角,并分别计 算出前标、后标的平面偏离值(经转角改正)然后计算出切 口的偏离值。通过测
19、量前标和后标的竖直角分别计算出前、 后标高程偏离值(经转角改正)然后计算出切口偏离值,此 项计算较麻烦,为便于计算,可用程序计算机预先编排程序, 这样只要输入顶进里程、转角和所测的水平角和竖直角,便 可直接得出顶管切口和机头尾部的偏离值,这样顶管机的姿 态便一目了然。 测量台布置时,使仪器中心精确置于顶管轴线上(包括 平面和高程),仪器采用苏光J2型激光经纬仪,通过顶管坡 度计算出激光束的竖直角,将仪器精确调到所设定的角度。 顶进时可在显示器上直接看出激光点的移动,随时可以进行 纠偏。每节管节顶进结束后采用上述的测量方法测量出顶管 机的姿态,与激光点位置进行比较。 采用测量和激光点双管齐下的方
20、法可以起到复核作用, 避免只看激光点而错误判断顶管机姿态的后果,做到万无一 失。地面测量用Nikon DTM-530E全站仪六测回;管内测量 用苏光J2经纬仪二测回。按测回差9、2c差l3、归零差6控制测角精度。按工程测量规范GB5002693执行。 4、基坑设备安装 顶管基座为钢结构预制构件,顶管机座位置按管道设计 轴线准确进行放样,安装时按照测量放样的基线,吊入井下 就位安装固定。基座上的导轨按照顶管设计轴线并按实测洞 门中心居中放置,并设置支撑加固,保证基座稳定不变形。(见工作坑内布置图) (1)、后座安装 后座采用特制钢制后座,紧贴工作井混凝土后座,并与 主顶油缸成90度夹角空隙用砼填
21、实。 (2)、导轨安装 导轨轨距可根据公式B2=R2外R2 内计算,导轨采用装配式导轨,按所测设的轴线高程安装,导轨定位后必须稳固正确,在顶进过程中承受各种负载时不变形、不位移、不沉降。两根轨道必须互相平行、等高,导轨的中心必须经常复核,以确保顶进轴线的精度,导轨的坡度应与设计管道坡度相一致。 (3)、主顶设备安装 主顶油缸采用二只行程为3.2米,顶力为300吨油缸,固定在油缸架上整体吊装,油泵站设在距离主顶油缸近处,油路安装应顺直,接头不漏油,油泵站应设在防雨棚内工作。 (4)、顶管机安装LY100型顶管机机头吊装时应平稳、缓慢、避免冲击、碰撞,并由专人指挥,机头安放在导轨上后,应测定前后端
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