顶管施工方案

顶管施工方案本工程中的顶管包括钢管、钢筋砼管，根据设计要求，顶管采用机械顶管。为保证顶管施工过程中地面不变形，本工程采用泥水平衡式顶管。本工程中，钢管顶管主要用于顶管横过马路的污水管，先用钢管顶进，钢管管径比设计管径大一级，然后在钢管内穿玻璃钢夹砂管。钢管采用A3钢直缝一次焊接成型，钢筋砼管采用带橡胶圈的Ⅲ级钢筋砼“F”管。顶管的施工技术难度高，顶管施工是本工程的控制点。一、工作井、接收井施工本工程中设置工作井、接收井各5座，工作井采用矩形，接收井采用圆形。根据工作井、接收井的所处的地质条件和深度确定工作井及接受井的施工方法。深度小于6.0m工作井、接收井采用钢板桩支护内衬钢筋砼井壁及底板结构，并用水下砼封底；深度大于6.0m的工作井、接收井采用沉井法施工，采用不排水下沉，浇筑水下砼封底。(一)深度小于6.0m工作井、接收井施工本工程中W59及W28处的工作井、接收井的深度小于6.0m，此处工作井、接收井采用钢板桩支护内衬钢筋砼井壁及底板结构，并浇筑水下砼结构，如图示（接收井采用圆形结构）：405030029025750/2750/225C20封底砼C25钢筋砼底板钢筋砼侧墙钢腰梁12532a槽钢工作井剖面示意图(单位:cm)钢板桩1、施工工艺流程图2、主要施工方法（1）钢板桩采用液压振动锤逐块振动入土，钢板桩长为10m。（2）钢板桩施工前必须探明施工范围内的管线情况，并对管线采取悬吊或其他方法进行保护。（3）钢板桩施工完毕后，即进行工作井、接收井土方开挖。井内土方采用长臂挖掘机进行开挖、并转运至地面，挖至设计标高上20～30cm时，应特别注意控制标高，避免超挖。在开挖过程中，根据地面的变形情况，及时安装第一道钢腰梁。（4）工作井、接收井基底施工、处理完毕后，及时进行水下砼封底。封底砼采用C20商品砼。（5）封底砼采用多根导管同时浇注的方法进行，根据工作井及测量放线钢板桩施工基坑开挖、钢管斜角支撑钢板桩、机械设备准备水下砼封底钢筋砼底板、侧墙钢管斜角支撑下一道工序复测钢筋制安、砼准备接收井的净空面积及导管的灌注范围确定导管根数，工作井的导管数为4根。（6）封底砼的浇注：①在井面搭设工作平台，准备φ250PVC管作为混凝土导管、漏斗、隔水球、提升设备、清孔设备、射水设备、抽水设备、振动器等。②封底砼的坍落度控制在15～20cm范围内，一次对两个点进行浇注，采用对角浇注、垂直导管法进行浇注水下砼。水下砼的浇注速度要均匀，每个点要保证有6～8立方米/小时的浇注量。③浇注完一个点以后，将导管垂直拔起，浇注完砼后，应对浇注质量进行检查，如有漏洞，应即时对漏洞进行处理。（7）水下封底砼施工完毕后，即可进行钢筋砼底板及侧墙的施工，底板水及侧墙采用C25商品砼。钢筋的绑扎、砼的浇注及侧墙模板安装按常规方法进行施工。（8）在侧墙砼养护至设计强度的85%以上时，安装第二道钢腰梁。（二）深度大于6.0m工作井、接收井施工本工程中，深度大于6.0m的工作井及接收井采用沉井法进行施工。其中工作井深为12.5m的有一座，位于W80处；深为8.5m的工作井有三座，分别位于W122、W115及W110处。深为13.5m的接收井有一座，位于W77处；深为8.5m的接收井有二座，分别位于W118及W112处。上述工作井、接收井均采用沉井法施工（见下图，各工作井及接收井的井深、井壁的厚度、施工缝的依实际作相应调整），工作井采用矩形结构，接收井采用圆形结构。工作井及接收井的净空尺寸依管径大小略有变化，沉井井壁的厚度也随井深变化而变化，具体尺寸及结构根据设计图纸确定。C25钢筋砼底板C20封底砼预埋钢筋φ12@500×500钢筋砼顶管300500265450307903030407504030工作井剖面示意图(单位:cm)(深为12.5米)钢筋砼支撑梁钢筋砼顶管870640(深为12.5米)工作井平面示意图(单位:cm)1、工作井、接收井施工工艺流程2、主要施工方法无有测量放线沉井基坑开挖沉井铺垫支立外模板、浇注第一节沉井砼支立第一节沉井内模板、绑扎钢筋抽除垫木、第一节沉井下沉第二节沉井立模、扎筋、浇注砼第三节沉井立模、扎筋、浇注砼第二节沉井下沉第三节沉井下沉浇筑C20砼封底浇筑C25钢筋砼底板模板准备钢筋制作清理基底场地平整工作井、接收井两外侧搅拌桩施工（1）工作井、接收井施工方法介绍为方便施工，工作井、接收井井体分两或三节制作，其中深为13.5米的接收井和深为12.5米的工作井分三节制作、下沉；深为8.5米工作井和接收井分两节制作、下沉。根据设计要求，在工作井的后坐墙、前导墙外侧及接收井开孔处两外侧设置φ500水泥搅拌桩，搅拌桩间距按照设计图纸要求布置。搅拌桩在沉井施工前进行。井体砼采用C25商品砼，抗渗等级为S6，钢筋保护层的厚度为35mm。工作井下沉至设计标高后，采用C20砼封底，接收井及深度为8.5m的工作井封底砼的厚度均为1.3米，深为12.5m的工作井封底砼的厚度为2.2米。封底砼施工完毕后进行底板施工，底板采用C25钢筋砼制作，接收井底板的厚度为0.3米，工作井底板厚度为0.45米。（2）搅拌桩施工本工程中，在工作井及接收井顶进方向设置搅拌桩，主要是通过搅拌桩对周围土体进行加固，防止顶管施工时泥水泄漏。同时通过水泥作用，形成一个复合地基，提高地基的承载能力。搅拌桩的设计桩径为φ500mm,桩长为6.0米。搅拌桩采用“四搅，两喷”的施工方法进行，水泥掺入量为15%（每延米水泥用量不少于50kg）,搅拌桩的施工严格设计要求进行。①施工工艺流程：②施工准备a.场地准备。搞好场地的三通（路、水、电）一平（将场地内的地表杂土等清除并平整、压实，场地内局部地洼的地方分层回填粘土并按设计要求压实），探查地下是否有障碍物，如有即进行清除或迁移。b.测量定位。根据设计要求的桩间距测放桩位，并用木桩标识。如因地下障碍物等原因需要改动原设计位置，需经得设计、监理的同意。c.材料选择。水泥采用强度等级42.5普通硅酸盐水泥，水泥进场必须备有合格证，并按规定进行材料试验。d.试桩。先按不同的地质段进行试桩，以掌握现场的成桩经验和技术参数。循环四次送浆制备泥浆场地平整预搅下沉测量放线搅拌桩机定位提升喷浆搅拌成桩验收e.根据各地段设计桩长，对钻杆以米为单位用红油漆进行标识，杆上标明数字以便掌握钻进的深度。③成桩a.桩机对中。用吊机将搅拌桩机移到桩位上方，调正导轨垂直度，钻头对正桩位。b.预拌下沉。待搅拌机的冷却水循环正常后，启动电机，放松起吊钢丝绳，空压机送电，使钻头沿导轨逐渐切土下沉到设计深度，钻进的速度根据试桩确定的参数并由电机的电流监测标控制，如果下沉的速度达不到要求，即从输浆系统补给清水以利钻进。c.制备水泥浆。待搅拌机下沉到一定的深度时，开始按设计确定的水灰比拌制水泥浆，待压浆前将水泥倒进入集料中。d.提升喷浆搅拌。搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入土层，边喷浆边旋转，边按试桩确定的提升速度提升搅拌机(搅拌桩的喷浆提升速度不大于0.6m/min)，停浆面比设计桩顶标高高出50cm。e.重复上、下搅拌。再次将搅拌机边旋边沉入土中，至设计加固深度再将搅拌机提升出地面。f.清洗。向集料斗中注和入适量的清水，开启灰浆泵，将管路中残存的水泥浆清洗干净，清除搅拌头上的土。g.重复上述步骤，再移动进行下一桩的施工。h.操作人员将每根桩的钻进时间、提升时间、提升速度、提升的次数、钻进的深度等进行记录。i.搅拌桩施工过程中,应十分注意控制搅拌桩的垂直度,垂直度偏差控制在1.5%以内。④搅拌桩的检验水泥搅拌桩成桩后7天内，采用触探器钻去加固土样，观察搅拌均匀程度和判断桩身强度，触探点位置在桩径方向1/4处，要求触探击数不少于10击，检查桩的数量应不小于完成桩数的2%，且不少于2根。（3）基坑开挖根据设计施工图纸坐标放出沉井中心坐标，依据沉井净空放出沉井井体外壁四个角点的控制桩。为方便施工操作，基坑底边四边尺寸应比沉井外壁尺寸大1.2米，即在工作井每边向外放0.6m。基坑采用机械挖土，人工辅助修整检平基底并夯实基坑壁，并在井中设置集水坑用潜水泵抽水。（4）沉井基坑铺筑基坑整平后，沿沉井墙体中心线向两侧各铺设宽为0.6米的碎石垫层，垫层厚度为0.2米，用蛙式打夯机夯实平整，然后在其上铺筑厚为0.1m的中粗砂，并用平板振动器整平、夯实。在夯实、整平的垫层上沿沉井刃脚四周浇筑素砼垫层带，宽度比沉井刃脚厚度内外宽0.2m,厚度为0.6米，同时在沿垫层带每隔0.2米设置10×10cm木枋，以便为沉井墙体立模、绑扎钢筋使用。（5）第一节沉井制作根据设计图纸确定第一节沉井制作高度。在铺筑的素砼垫层上，铺设薄木板隔离层，然后通过在垫层设置木枋上搭设内模板及满堂红脚手架，模板采用钢模板。内模板校正并经监理工程师验收合格后，绑扎沉井墙体钢筋，立外模板及外脚手架，内外模板封闭后，拉紧拉杆、支撑并校正，清理模板内的杂物，复测验收立模，符合规范要求后放置漏斗，通过漏斗直接浇筑沉井墙体砼。为使砼不产生离析现象，漏斗每隔50cm设置一节颈口段。墙体砼分层浇筑，每层厚度控制在30cm左右，然后用插入式振捣器振捣密实。拆模后进行洒水养生，当砼达到设计强度的95%以上时（至少7天养护龄期），即可开始下沉。（6）掏挖、下沉由于工业大道区域的地质十分差，为保证施工安全，沉井掏挖下沉采用不排水掏挖的方式进行施工。施工过程中，采用抓斗挖土，先将沉井底中央部分的土方挖除，使沉井形成涡底，沉井即可靠其自重下沉，若刃脚处的土不会向中央塌落，则配以垂直高压射水辅助沉井下沉。（7）第二、三节沉井制作当第一节沉井下沉至预定标高的基础上，停止掏挖井内土方，在井体稳定后，即可开始制作第二节沉井。先将外脚手架接高稳定，沿抓斗挖土示意图第一节顶部的拉杆螺栓上立第二节内模板，经校正后，绑扎钢筋，然后再立外模板，穿对拉螺栓（见下图），校正内外模板，然后浇筑第二节沉井墙体砼，浇筑方法同第一节。拆模养生达到强度后拆除内外脚手架即可下沉。第三节沉井制作是在第二节下沉至预定标高的基础上，井体稳定后进行，施工方法同第二节。已下沉部分φ10钢管对撑@80×80cm10×10cm木枋@30cmφ12对拉螺栓@60×60cm钢模板φ10钢管斜撑第二（三）节沉井沉井模板支撑示意图（8）第二、三节沉井下沉下沉施工方法同第一节沉井下沉，在沉井下沉接近设计标高前2m，应控制抓土量，注意调整沉井，避免沉井发生大量下沉或大的偏斜，造成难以按标准下沉至设计标高。（9）沉井封底及底板砼浇筑沉井下沉至设计标高并稳定后，在8小时内沉井自沉量累计不大于10mm时，可进行封底。根据实际地质情况，由于施工场地所处的区域地下水位浅、地下水丰富，沉井将很难抽干水浇筑底板砼，在施工时采用不排水封底。在浇筑封底砼前，应将井底内的浮泥清除干净，铺碎石垫层30cm，封底砼用导管法灌注，灌注水下封底砼时，根据封底面积和每根导管的作用半径（混凝土流动半径）来确定布置导管的根数和位置。根据砼的坍落度，导管的间距控制在3.0~5.0m，本工程中导管间距为4m，在沉井内布置4个浇注点。多根导管灌注封底砼的顺序：从低至高逐个进行，先进行周边井孔后中间井孔，以免基底浮泥及封底顶面的浮浆集中在基础边缘。基底检查，在灌注封底砼前应进行基底检查，检查内容：a、沉井基底面平面位置、尺寸大小，基底标高；b、地质情况、承载力是否与设计要求相符；c、基地处理和排水情况是否符合规范要求。混凝土浇筑前在井面搭设混凝土浇筑平台(如下图示)，采用φ250PVC管作为混凝土导管、漏斗、隔水球、提升设备、清孔设备、射水设备、抽水设备、振动器等。各种设备准备好后，采用一次对两点进行浇筑，采用对角浇筑水下混凝土沉井浇注封底砼示意图灌注平台漏斗灌注导管减速漏斗20#槽钢4cm厚木板封底。当一个导管灌注高度达到设计标高时，将导管拔离混凝土面，将漏斗及导管拆除，并用净水逐节冲洗干净，以备后用。浇筑完砼后，派水下蛙人对浇筑质量进行检查，如有漏洞，即时浇注处理。（10）沉井施工质量标准①刃脚平均标高与设计标高的偏差不得超过100mm；②