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1重庆路给水工程过大村河顶管施工专项方案施工单位：青岛市益水工程股份有限公司编制人：审核人：编制时间：2012-11-222第一章工程概况1、本工程位于重庆南路大村河。根据设计要求，需要横穿大村河两条ø1500-1800水泥管道（每条约65米，共计130米），作为给水管道外套管。并对现场进行实地观察，制定本方案。（一）地质及其他管线分布情况1、项目中心提供地质报告。2、管线分布对顶管没有多大妨碍，重要的是污水管，该污水管共3道，最深管底-5.5米。（二）、综合地质及管道的布置，顶管施工分二个施工工艺1、工作坑开挖及沉井施工流程见附后流程及开挖工艺。2、如遇流沙层，可应用螺旋注水回抽钻头施工，每一米为一个工作段，边钻边回抽顶管，措施工艺附后。3、我公司拟采用DN1500-1800钢筋混凝土管顶管方案：螺旋注水回抽顶管法。一个工作井和一个接收井。4、根据掌握的污水管管底深度为-5.5米，为安全保险，确定顶管工作管顶覆土为-6.0米，管底为-8.0米（相对）。5、排水：考虑地下水较大，在工作坑、接收坑底部左右角下设øФ800、深度10米降水井各2座，用于降水之用。第二章工程施工方案与工艺第一节、沉井施工1．沉井结构形式简述顶管工作坑、接收坑规格为：长8米，宽6.5米，壁厚0.8米，3高7米。2．沉井制作施工沉井施工流程图：沉井施工流程图2.1．基坑开挖为保证沉井制作均匀下沉，先将井区范围的障碍物与表层土挖出。根据设计要求及考虑沉井整体制作的方便可行，基坑底平面尺寸为每边1m-1.5m。为保证制作沉井的地基具有足够的承载力，基坑底部若为松软的土质，必须予以清除，以砂或砂土回填、整平、夯实，防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降，造成井壁开裂。基坑开挖用反铲挖土机进行，并辅助人工整平。沉井施工现场清理测量放样，确定井位基坑施工（设积水坑）沉井制作（抽水排水作业）砂垫层和素混凝土垫层施工挖土下沉底板浇筑沉井干封底（集水坑抽水）破除路面结构层4基坑形成后立即以粗砂分层回填夯实，辅以洒水，用平板振动器或蛙夯密实，以保证填砂的承载力。2.2．砂垫层、素混凝土垫层施工①砂石垫层a、砂垫层厚度；式中hs——砂垫层厚度（m）；G0——沉井筑砼后单位长度的重量（KN/m）；P——地基的允许承载力；l——承垫木长度（m）；.φ——压力扩散角（°），不大于45°，一般取22.5°；rs——砂的重度，一般为18KN/m3；经计算，砂垫层的厚度取值为0.5m～0.8m，满足承载力要求。b、垫层宽度：此次沉井施工中砂垫层采用满铺的铺设形式。按照上述公式，经计算可知砂垫层厚度为0.5～0.8m。砂垫层分次铺设，分层厚度不大于0.3m，每一层铺设时要浇水，采用平板振捣器振捣密实。②混凝土垫层（以8000mm×6500mm的沉井计算）a、混凝土垫层宽度计算b、混凝土垫层厚度式中G0——沉井筑砼后单位长度的重量，G0=8m×0.8m×1m×24KN/m3=153.6KN/m；5Rs——砂垫层的允许承载力，取Rs=100KPa；b——混凝土垫层宽度；b1——井壁宽度，b1=0.8m；h——混凝土垫层厚度。经计算可得混凝土垫层厚度为0.18m，混凝土垫层宽度为1.2m。混凝土垫层混凝土强度C15。2.3．工作井沉井模板施工2.3.1模板选择矩形工作井采用中型组合钢模支承，内外模以及模板之间的连接，固定均采用Ø48mm钢管，采用山形卡、M20对拉螺栓等标准扣件作模板之间的连接和固定，使内外模形成具有相当钢度的整体。螺杆间距500，除设对拉螺杆外，沿墙高1/3、2/3处设两道斜撑。沉井底板以下对拉螺栓不用止水片，底板以上部分对拉螺栓焊接60mm*60mm的止水片，止水片与对拉螺栓的焊缝为双面焊，达到水密要求。对拉螺栓两端焊模板限为钢筋，限位钢筋距模板4.0cm，采用4.0cm厚小方块填充，作为限位钢筋的混凝土保护层。对拉螺栓杆总长度为4cm*2+混凝土截面宽+7cm*2，其中螺纹长度为7cm。2.3.2墙模板基本参数计算断面宽度800mm，高度7500mm。模板面板采用组合小钢模，小钢模主要类型宽度500mm板面厚度3.00mm。外龙骨间距500mm，外龙骨采用双钢管48mm×3.5mm。6对拉螺栓布置13道，在断面内水平间距为：300+600+600+600+600+600+600+600+600+600+600+600+300mm，断面跨度方向间距500mm，直径20mm。钢模板面板厚度3mm，剪切强度125.0N/mm2，抗弯强度215.0N/mm2，弹性模量206000.0N/mm4。木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm4。2.3.3墙模板荷载标准值计算强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:其中c——混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；t——新浇混凝土的初凝时间，为0时(表示无资料)取200/(T+15)，取9.000h；T——混凝土的入模温度，取20.000℃；V——混凝土的浇筑速度，取1.500m/h；H——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取7.500m；1——外加剂影响修正系数，取1.200；2——混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=80.310kN/m2考虑结构的重要性系数0.9，实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值7F1=0.9×80.320=72.288kN/m2考虑结构的重要性系数0.9，倒混凝土时产生的荷载标准值F2=0.9×4.000=3.600kN/m2。2.3.4墙模板面板的计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照简支梁计算。面板的计算宽度取小钢模宽度0.50m。荷载计算值q=1.2×72.288×0.500+1.40×3.600×0.500=45.893kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=10.460cm3I=47.500cm4(1)抗弯强度计算f=M/W[f]其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；M——面板的最大弯距(N.mm)；W——面板的净截面抵抗矩；[f]——面板的抗弯强度设计值，取215.00N/mm2；M=0.125ql2其中q——荷载设计值(kN/m)；经计算得到M=0.125×(1.20×36.144+1.40×1.800)×0.500×0.500=1.434kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值f=1.434×1000×81000/10460=137.108N/mm2面板的抗弯强度验算f[f],满足要求!(2)挠度计算v=5ql4/384EI[v]=l/400面板最大挠度计算值v=5×36.144×5004/(384×206000×475000)=0.301mm面板的最大挠度小于500.0/400,满足要求!2.4．钢筋绑扎及模板支拆在钢筋绑扎前，搭设好施工用脚手架（兼作砼浇筑工作平台），钢筋绑扎与摸板支立应交错进行，刃脚斜面砖砌粉饰——绑扎刃脚钢筋——临时支立墙身内侧模板——支立外侧模板——模板整体加固。模板采用普通钢模和异形模板拼成大模板，主要对穿螺杆拉撑固定，辅以钢管支撑，安拆用吊车进行。钢筋绑扎和搭接应按规范严格执行，并参照设计说明和图纸施工，尤其注意各种预埋件、预留钢筋的位置、数量及规格。2.5．混凝土浇筑混凝土浇筑采用现场拌制。坍落度控制在9cm，由汽车吊吊至内脚手平台，人工入模。混凝土入模应注意对称布料并及时振捣，使上下砼结合成一体。入模振捣用插入式振捣棒进行，为确保振捣质量，在模板一侧开一定数量的振捣窗，便于振捣棒入模振捣，浇筑完窗下部分混凝土后，立即封闭。工作井若分2次浇筑完成。第一次混凝土浇筑完成后，待混凝土9强度达到设计强度后，开始浇筑第二次混凝土，施工缝凿毛，用水冲，再铺一层10mm左右，水灰比0.3～0.4的水泥砂浆，然后浇筑。浇筑混凝土时，应有专门的指挥人员，保证连续、对称作业。混凝土浇筑后应及时加强养护，加盖草包及湿水润湿，并确保带模养护时间。2.6．沉井下沉①下沉系数计算②稳定系数计算K1——沉井下沉系数；K2——沉井稳定系数；G——沉井自重（KN）；R——刃脚反力（KN）；Tf——沉井外壁摩阻力（KN）；B——被井壁排出的水重（KN）；由于采用排水下沉，故B取0；经计算后可知沉井的下沉系数及稳定系数均满足施工要求。③刃脚砖砌斜面底模和砼垫层的凿除砖砌斜面底模和砼垫层的凿除要求均匀、对称、迅速，因此，采用风镐凿除。凿除时用4台风镐对称进行，先凿除砖砌斜面部分，后凿除砼垫层部分，在凿除斜面底模和砼垫层时，沉井即开始下沉。④沉井挖土下沉本工程中沉井是整个工程的基础，故下沉控制非常重要，一旦发生倾斜就会给后续工序带来困难，故需精心施工，均匀下沉。每次沉10井下沉前均要按规范进行沉井下沉计算，需满足下沉系数K≥1.05。每次下沉前都要注意有关下沉的技术数据，如井壁实际阻力等，供每次下沉系数计算时考虑。沉井下沉必须由专人指挥，初期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，挖土应分层、均匀、对称的进行，分层厚以30cm左右一层为宜。井内土面高差一般应控制在0.5m以内，为防止突沉，靠近刃脚处尽可能不掏土，发现沉井倾斜，应及时纠偏，如出现突沉，应分析原因，及时采取措施。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。沉井下沉至设计标高后，经观测在8小时内累计下沉量不大于100mm，或沉降速率在规范允许范围内时，即可进行沉井封底。2.7．沉井封底沉井下沉至设计标高后进行C20素混凝土封底。①基底处理a、基底面应尽量整平。b、清除浮泥，防止封底砼和基底间渗入有害杂质。c、刃脚与封底砼接触面处的泥污应予清除。d、用块石回填换填超挖部分。e、用碎石、粗砂找平。11②砼浇筑采用现场拌制。坍落度控制在9cm，由汽车吊吊至井内，人工浇筑，并及时振捣；靠沉井边脚上设一集水坑，以及时抽水。2.8．底板砼浇筑待封底砼达到设计强度后，方可抽排沉井内积水，以防封底砼承受水压而遭受破坏。井内水抽干后即可进行底板砼浇筑。钢筋绑扎按设计图纸进行，与井壁预插钢筋配合布置。砼浇入后，用插入式振捣器振捣密实，再用平板振捣器提浆初平，最后人工找平，收面。3．沉井测量、质量控制及注意事项3.1沉井下沉测量要求(1)在凿除砖砌斜面和砼垫层前，必须在井顶及井壁上画出沉井的纵横中线，中线用于沉井垂直度与位移的监测。(2)凿除斜面底模和砼垫层时，要加强垂直度，下沉量测量，发现倾斜立即纠正。(3)沉井初沉时，每班至少作两次监测，（中线位移、垂直度、下沉量），每开挖一层土均应作一次下沉测量、垂直度测量。(4)挖土下沉时，视下沉速度，每两班测l-2次，发现异常现象及时采取相应技术措施。(5)在纠偏过程中要增加监测次数。(6)沉井接近设计标高时，应放慢下沉速度，沉井沉至距设计标高100mm时停止挖土下沉，并加强监测直至稳定。3.2下沉注意事项(1)沉井下沉时，井内除土应先从中间开始，均匀、对称地逐步12向刃脚处分层取土，使沉井均匀下沉，防止偏斜，特别是下沉初期，沉井入土较浅，土层对沉井的平衡稳定作用差，容易产生偏斜，尤应注意。在挖土下沉过程中，不应偏除土，避免沉井发生偏斜。(2)下沉中随时掌握土层变化情况，分析和检验土壤阻力与沉井重量的关系，控制其除土部位及除土量，使沉井平衡地下沉。(3)下沉过程中，应做好标高、下沉量、倾斜和位移的测量工作、随时注意纠正沉井的偏斜。(4)沉井下沉至设计标高以上2m前，控制井内除土量，注意调平沉井，防止因除土量过大及除土不均，而使沉井突然大量下沉并产生较大的偏斜，增加准确下沉至设计标高的困难。(5)在工作井沉井开始下沉前，在其周围构筑物及地面设置一定数量的沉降