顶管深基坑施工方案

1合肥经开区蓬莱路（紫云—南区界）改造工程顶管工程深基坑专项施工方案河南省地矿建设工程（集团）安徽有限公司二0一0年五月二十日2目录一、工程概况二、编制依据三、测量放线四、工作坑主要施工方法，五、施工质量保证措施六、施工安全保证措施七、安全应急预案3一、工程概况1)工程名称：合肥经开区蓬莱路（紫云—南区界）改造工程2)工程地点：合肥市经开区3)工程规模：污水顶管DN800计364.6m；雨水顶管DN1000计16.5m，DN1400计249.8m。4)工作坑部署；拟施工的污水顶管DN800全长364.6m，井号为西污1--西污6，该段顶管覆土深度约4.5~5.5m，该段设3个工作井，位置在西污2（1＃工作坑）、西污4（2＃工作坑）和西污6（3＃工作坑）处。雨水顶管DN1000计16.5m，DN1400计249.8m，井号为东雨29—东雨31，东雨31-1—西雨34-1，该段顶管覆土深度约3.5~5.5m，该段设3个工作井，位置在东雨30（4＃工作坑）、东雨31（5＃工作坑）和西雨34（6＃工作坑）处5)建设单位：合肥海恒项目管理公司6)设计单位：合肥市规划设计研究院7)监理单位：安徽省恒信工程监理有限公司8)质量标准：合格，争创安徽省优质工程“黄山杯”。二、编制依据国家现行的有关技术规程、施工及验收规范、质量检验评定标准。1)《给排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）2)《室外排水设计规范》（GBJ14-97）3)《地质与基础施工及验收规范》（GBJ201-83）4)《给排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008)5)《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)6)《地下防水工程施工及验收规范》(GBJ208-83)7)《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2002)8)《中国给排水标准图集02S515系列》（GBJ08-221-96）9)《防腐蚀工程施工规程》（YS1411-89）10)《建筑工程施工现场供用电安全规范》（GBJGJ46-2005）11)《工程测量规范》（GB50026－93）12)现场实地考察情况；我施工队从事顶进施工的经验和技术能力。三、测量放线在现场交桩的基础上，根据甲方提供图纸设计要求确定工作坑位置，计算开挖深度，布设临时水准点和工作坑控制桩。1、临时水准点的设置和要求4开工前根据建设单位指定的水准点设置临时水准点，临时水准点应设置在不受施工干扰的固定构筑物上，并应妥善保护，详细记录在测量手册上。临时水准点的设置要求：（1）临时水准点，每100m不宜少于1个。（2）临时水准点应与场地周围的水准点相校核至符合要求。（3）施工设置的临时水准点、轴线控制桩、高程桩必须经过复核方可使用，并应经常校核。（4）临时水准点的设置应与观测点靠近，不应设置在现场堆料或施工开挖处。（5）临时水准点应设置在交通要道、主要管道和挖填范围以外，房屋和构筑物压力影响线以及机械震动范围以外。2、施工测量（1）在工作坑中心线和转折点的适当位置应设置控制桩，控制桩应妥善保护。（2）测量时，应对仪器进行检查调整，对原始记录作详细校对。（3）施工测量的允许偏差，应符合下表的规定。项目允许偏差水准测量高程闭合差平地±4√L（mm）山地±6√n（mm）导线测量方位角闭合差±10√n（″）导线测量相对闭合差1/3000直接丈量测距两次较差1/50005（4）对工作坑施工及使用在使用过程中定期进行沉降观测，对可能出现的安全隐患，采取切实可行的安全技术措施。四、工作坑主要施工方法根据图纸设计及沿施工区域内的地质勘查报告，确定工作坑为圆形工作坑；3.1工作坑开挖深度的确定工作坑与接收坑的深度应符合下列公式要求：H1=h1+h2+h3H2=h1+h3式中：H1—工作坑地面至坑底的深度（m）；H2—接受坑地面至坑底的深度（m）；h1—地面至管道底部外缘的深度（m）；h2—管道外缘底部至导轨底面的高度（m）；h3—基础及其垫层的厚度。但不应小于该处井室的基础及垫层厚度（m）。3.2顶管工作坑形状、规格及防护方案：1）、顶管工作的选择和受力分析工作坑选形：根据该段工程的土质报告和我公司以往顶管.施工的成功经验，在确保安全的前提下充分考虑工程进度和对周围环境影响等条件，在“沉井支护”、“钢板桩支护”和“砖砌倒挂井支护”三种方案中我们选择了“砖砌倒挂井”方式。“砖砌倒挂井支护”具有施工周期短（一般8-10天即能成形，具备开顶条件）、对周围影响较小、工艺成熟。此种支护方式在我施工队的多次顶管施工中均获成功。工作坑的大小是根据顶管后背厚度+管材的长度+顶管设备的长度+有效工作空间之和确定的。1、工作坑管道方向长度A(DN800)A=L1+L2+L3+L4+L5+=2.0+1.2+0.6+0.2+0.2=4.2米(管径为DN1400，A取4.5米)L1——管道长度（米）2.0米L2——千斤顶长度（米）1.2米6L3——后背厚度（米）0.6米（0.8）L4——顶进管节预留在导轨上的最小长度（米）取0.2米L5——管内出土操作时管尾预留空间（米）取0.2米(0.3)2、工作坑垂直管道方向长度B(DN800为例)B=D+2B1+2B2=1.24+2.0+0.4=3.64米D——管外径（0.96米、1.24米取大值验算）B1——工作坑管道两侧的工作深度（米）取1.0米B2——支撑材料厚度，本工程取0.2米故选用Ф4.2米内径砖砌圆形倒挂井就满足施工要求。因此本工程DN800工作坑内直径为4.2米，DN1400工作坑内直径为4.5米。240*240墙体，M7.5水泥砂浆、MU10红砖砌筑圆柱形护壁。其主要特点是：施工快捷、取材容易、对周围环境影响较小，也方便对筒体进行变形观察。为了加强工作坑的安全系数，在底板以上管顶处设置水平环形的截面与砖砌体同宽的钢筋混凝土圈梁一道。采用240mm*240mm，砼C25，受力主钢筋：4φ12砼圈梁，从而提高工作坑的整体刚度，提高稳定性、安全性。后背采用现浇C25的砼墙，工作坑底板采用砼C25振实，工作坑边设集水井，以便雨水及地下渗水的抽排，工作坑上设一个临时高程点。同时在工作坑筒体沿上口往下3米处设计三个变形观测点。井口设计外排为坡度5%的排水坡并设置边沟导流，以防雨天地表水的注入，对工作坑安全产生不利影响（如附图）。我方根据地质报告反映情况，对局部地段有淤泥层或与地质报告出入较大的地段，根据实际情况，选择安全，合理的施工方案进行施工。2）、工作坑、接收坑及其周围的安全防护是顶管施工中的重点。在工作坑、接收坑洞口周围设置高度1.5米的钢管护栏，采用彩钢板把工作坑、接收坑与外界分隔，并设立警示警告标志。施工人员必须由固定的梯子上下进行施工作业。在洞口范围施工设警戒区，搭设醒目标志，安排专人看护，随时检查工作坑、接收坑的安全防护情况。因施工需要拆除的防护，应在施工结束后及时恢复。7工作坑倒挂井的挖土支护，根据顶管工程施工环境和特点，有很多安全事项需要重视和加强管理工作。具体如下：１、施工过程中的质量控制，对消除安全隐患至关重要。（１）、工作坑挖土开挖深度由现场土质决定，一般刚挖基坑时只能开挖3.0—3.5米，立即砌筑支护。（２）、基坑开挖好后，既可按正常的砌井方法砌第一次井壁，砌井时砂浆必须饱满，井筒体要求砌圆。（3）、第二次开挖及砌砖：待第一次井壁砌筑完成并养护一天后，即可进行第二次开挖及砌砖。第二次开挖深度不宜超过0.8—1.0米。开挖先将井中心的土开挖掉，上层井壁下的土暂时不必开挖，井中心的土挖掉后按8等份对称在上层井壁下掏宽度约0.6米的土带，并及时从下向上砌砖，与上层井壁相连处用M7.5水泥砂浆填实饱满，接着对称开挖砌砖直到此层井壁完成。注意事项：开挖及砌筑倒挂井必须对称进行，施工不宜过快，必须待上层井壁的砂浆达到设计强度后，方可开挖下层井砌土方，一般为手感坚实即可。必要时在砂浆中加入早强剂。井壁与土层之间的空隙应及时用砂浆填实。坑内放一台污水水泵及时抽水，尽量减少对基础的浸泡。为了加强井壁砌筑质量，砌筑井壁前严格控制砖、沙、水泥的质量，必须报验合格；砌筑过程中，需要控制好红砖的湿度、沙浆的配合比、砖缝隙的砂浆要求密实；砌筑好井壁8小时左右后，两天内对井壁散水养护。确保、工作井的安全。2、工作坑的排水在井底浇筑10厚的C25砼底板，坡度为1%，中间高，然后在低洼边设置一个0.6米深，半径0.25米的圆柱形集水坑，有积水时过水泵及时将水排走3、后背设置后背位于工作坑的后部，它决定了管道顶进的成败。虽是临时性结构物，但必须安全可靠。对后背有以下要求；（１）为满足工程DN800和DN1400顶管的要求，背设计平面长度为2.5*2.5m。采用现浇砼长方体结构和一块2.5*2.5*0.05m的钢板组成8（２）必须用插入泵振实，具有一定的强度。（３）后背要求壁面平整，垂直于中轴线，以便顶管设备安装。（４）后背处土壤为一致的原状土，确保受力时压缩均匀，以顶力使后背倾斜。４、顶管安全施工1·1、顶管施工工艺顺序为：基坑开挖砌筑上部井身对称向下掏挖、砌筑浇筑后靠背及底板安装导轨顶管a、基坑开挖定位后，根据土质情况及施工条件，先开挖3.0-3.5米，找平。b、砌筑上部井身基坑找平后，根据定位线，用M7.5砂浆砌MU10砖砌筑上部井身。砌筑时砂浆必须饱满。c、对称向下掏挖、砌筑上部井身达到70%设计强度后，人工往下开挖。挖土时，先挖井中心土，每次向下挖0.8m左右。然后就对称掏挖井壁下的土，每次掏挖宽度不得大于1m，深度不得大于1m。掏挖后，立即用M7.5砂浆砌MU10号砖砌筑掏挖部分井身。依上述依次向下掏挖，砌筑，直至管内底标高以下0.3m。接缝处应灌实，砖砌体应边角整齐、圆面平顺、灰浆饱满，不得有通缝。d、浇筑后靠背及底板“圈井”至既定标高后，根据管道走向设置后靠背，后靠背用C25砼浇筑。底板厚10cm,用C25砼浇筑。浇筑时在底板设1个ø500*600的集水坑。①、导轨安装：导轨应在浇筑底板时安装。导轨安装必须牢固、平直，标高、轴线准确。②、液压台、千斤顶就位及调试：千斤顶一般采用一台，放置方向与管道轴线平行且垂直顶管后靠背的竖直面。千斤顶中心在管口以上1/3D处。1.2、人工顶管施工：a、掘土;管节顶进的轴线和高程的控制主要取决于挖土操作，挖土范围与砼管内9径相平，不得扰动管底地基土。管顶以上超挖量不得大于1.5厘米，构筑物下不得超挖，遇到中砂管段，管底不得超挖，做到随挖随顶，运土采用四轮斗车拉到管外后，用行车将土提升到地面，运往指定地点。每次掘进深度不得超过50cm。b、顶进;经过人工掘土，管道前端形成土洞，即可顶管。开动油泵，开始压缩后背，压紧顶铁，以后才顶进管节，当千斤顶活塞杆外伸到临界长度，关闭油泵，停止顶进，退回活塞杆，然后安装顶铁继续顶进，当顶完一节管时，顶到留在到轨上管节长度为40cm时，拆除顶铁，测量轴线及高程后继续掘土。管道顶进速度为3—4mm/分。c、排水;人工顶管有两种方向：1、沿坡度向上，逐渐升高；2、沿坡度向下，逐渐降低。前者，地下水可沿坡度流入工作井内设置的集水坑内用水泵抽到地面排走；对于后者，可采取定期用埽把把水推出，并汇入工作井内集水坑内用水泵抽到地面排走。（1）由于工作坑设置在两段工程之间，多设置为两向顶进，在第一个方向的顶管工程结束后，立即将另一个方向的后背混凝土浇筑成型，在混凝土强度达到要求后，再顶该段工程。（２）管道顶进的前10米是关系到顶管质量、安全的关键阶段，顶管全程要求每0.5米观测一次，均应测量管道轴线、管底标高的偏差，发现问题及时进行纠偏。并安排专人对观测点跟班观测工作坑变形情况。（３）施工过程中，机械操作均由熟练操作手，专人负责随时观察顶进设备的压力流量和起重设备的缆绳吊具，严禁机械超负荷运转和带病吊装。5、接收井施工接收井施工其工序与工作井大体相同，首先考虑在不扰动原状土的情况下，垂直下挖约2米（视土质适当调整），及时进行砌筑至安全高度（视土质），一般为地表下50cm。等正砌砂浆强度到达70%时，就可以进行底下部分的下挂。其下挂工序与工作井相同，这里不在赘述