沉井与顶管施工方案

沉井与顶管施工方案第一章、工程概况本工程顶管管道设计为总长800m的ф1500mm钢筋砼管，管道安装采用F型钢承口、柔性接口。根据业主要求以及我公司施工经验，初步考虑每150m为一顶，即分三个工作井，三个接收井。第二章、各分部分项工程施工方法本工程主要分部工程划分为：顶管工作井、顶管接收井、顶管工程。各分部施工顺序有先后、有交叉。根据各分部结构要求和施工特点，结合水文、气候以及总控制工期，在确保质量的前提下合理安排各分部工程的施工。本工程工期及质量控制线主要分为两大块进行，第一块为顶管工作井、接受井的制作与下沉；第二块为顶管部分。下面分别就沉井、砼管顶进等分部工程的施工方法进行说明。一、顶管工作井及接收井的设计为保证顶管后座有足够的反推力以及沉井下沉时的内应力，初步考虑采用矩形钢筋砼沉井的施工方法作为工作井和接收井。井壁砼强度为C25。1.1、工作井的尺寸顶管工作井内尺寸应满足井内设备的布置以及管道安装有一定的操作面。顶管工作井长度：工作井最小长度可按下式计算：a、按正常顶进算L≥b1+b2+b3+l1+l2+l3+l4+l5式中b1—后座厚度，b2—刚性顶铁厚度，b3—环形顶铁厚度，l1—管段长度，l2—油缸长度l3—接管时留在井内管道的最小长度，l4—管道回弹量l5—富余量近似计算：L≥3.2m+l1b、按穿墙状态算:L≥b1+b2+b3+l2+l5+l6+l7式中L6—工具管长度L7—第一节管道长度近似计算：L≥4.9m+l6工作井的长度应取大者。本工程考虑砼管每节长度为2m，根据我公司现有设备和以往类似工程施工经验，考虑顶管工作井内长7.0m。顶管工作井宽度:工作井的宽度计算公式B=D+2b式中：B——工作坑宽度；D——顶进管节的外径尺寸；b——工作坑内安好管节后两侧的工作空间，本工程采用每侧1.3m；本工程的顶管直径为D1500，因此，工作坑的宽度尺寸为B=1400＋2×1300=4000mm。本工程工作井宽度取4m。1.2、顶管工作井井壁厚度井壁是沉井的主要部分，应有足够的厚度与强度，以承受在下沉过程中各种最不利荷载组合(水土压力)所产生的内力，同时要有足够的重量，使沉井能在自重作用下顺利下沉到设计标高。沉井下沉是靠在井内不断取土，使沉井自重克服四周井壁与土的摩擦力和刃脚下土的正面阻力而实现的，所以在设计时首先要确定沉井在自重作用下，是否有足够的重量以顺利下沉。一般在设计时先估算井墙外部与土的摩擦力，然后按下沉系数确定井墙厚度，根据施工经验，砂土对井壁的单位面积摩擦力为1.5~2.5t/m2.根据计算以及我公司以往施工类似经验，井壁厚取0.6米，具体见附图沉井配筋图附后，经计算该配筋符合要求。（附配筋计算书）1.3、沉井封底厚度的计算本工程采用水下封底，可按简支板计算最大弯矩。经计算，本工程取1.2m。1.4、沉井底板设计根据以往施工经验底板厚度取0.2米，配筋附后。1.5、穿墙套管设计本工程穿墙套管主要有两个，一个是顶管工作井内顶管出洞时的套管，另一个是顶管接收井顶管进洞时的套管。两个套管均为钢套管。其洞口尺寸分别为Φ1600mm、Φ1900mm。同时在洞口处均需设加强筋。具体构造见附图。1.6沉井深度的计算H=（H1-H2）+h3+h4+h5其中H1为原始地面高程H2为顶管底高程h3为顶管至砼底板的距离h4为底板厚度h5为砼封底厚度工作井处的管顶履土高度为3.8m左右，因此工作井的总高度初步确定为6.75m。二、顶管工作井与接受井施工方案简介本工程顶管工作井和接收井均采用沉井施工工艺。混凝土强度等级为C25，沉井下沉时，混凝土强度须达到设计强度的100%。根据我公司以往的施工经验，沉井基础采用砂垫层和素混凝土垫层，由于沉井深度为6.75m，故采用一次制作一次下沉施工。沉井先在地面上进行浇制，待第一节砼达到设计强度的100%后，然后挖除井内土体使沉井下沉。沉井下沉方法采用“不排水下沉法”施工。顶管采用泥水切削气压平衡施工。该工具头操作简单，能较好的控制出土量，能取出50cm以下的障碍物。1．1测量放样、基坑土方开挖基坑开挖前先平整场地，随后根据设计井位坐标将井位放出，并利用周围环境做好井位控制点并加以保护，同时对水准点进行复测。施工中所设的坐标控制点、高程控制桩在项目监理复核无误后方可进行下道施工。根据地质条件和设计要求先进行基坑开挖，基坑开挖边坡按1:1。基坑下口坡脚为刃脚外壁向外延伸1m左右，坡脚至井壁的空间主要是满足搭设脚手架、支模及置筋等需要。沉井基槽开挖采用WY100反铲开挖，开挖深度约2.0m。接近标高时，采用人工开挖并修边坡，以防止对基底土产生扰动。1.2砂垫层和素混凝土垫层为保证沉井制作时的重量，通过素混凝土垫层扩散后的荷载不大于下卧层地基土的承载力，故可将松弱部份的土挖除铺设相应厚度的砂垫层，砂采用中粗砂，并压实，以保证基底密实度。为了扩大沉井刃脚下的支承面，可在砂垫层上铺设混凝土垫层。砂垫层厚度计算如下：fk≥G0/(L+2hstanα)为便于沉井制作,砂垫层一般厚度取1.0米左右。砂垫层选用级配较好的中粗砂，用平板振动器洒水夯实，分层铺设，每层厚度控制在20－30cm，并测定干容重，要求不低于16.5KN/m3。每层摊铺完毕后，及时采用平扳式振动器进行拖拉直至该砂垫层的密实度达到要求。砂垫层铺筑完毕，经项目监理认可后，方可进行下道施工。素混凝土垫层厚度取0.20m。（见下图）1.3砖模砌筑素混凝土垫层施工结束后,在混凝土顶面砌筑沉井刃脚砖胎模（砖胎模尺寸见详图）。砖胎模砌筑沿长度方向每800mm留置20~30mm宽垂直缝，同时预埋Φ18PVC管，长800mm。便于对拉固定外模及下沉前砖胎模的拆除,并对立模面进行粉刷、压光。1.4脚手架的搭设外脚手是直接在沉井外的砂垫层上搭设的。在沉井制作期间，由于沉井可能出现不同程度的沉降，为安全起见，外脚手与井壁是脱离的，距离约30cm。本工程内外脚手架均为扣件式钢管脚手架，钢管为外径48mm，壁厚3.5mm的高频焊接钢管。外脚手沿沉井井壁四周组成整体框架结构，每4m设抛撑一根，外侧用粗眼安全网封闭，内外脚手的作业层50024020cm100cm750砂垫层C15砼垫层M5水泥砂浆砌MU10机制砖一毡两油100cm均铺竹笆。1.5模板工程模板拼装、围令、立筋应按模板的翻样图施工，模板要有脚手架提供操作立模条件，予埋件及穿墙洞应在内模架立后完成，并应确保其位置、标高、轴线的正确。沉井内外模，均采用木模竖向依内、外井壁支设安装,由U型卡连接。在沉井插筋部位用2英寸木板间隔拼装，拼装的木模其表面应进行刨光，拼缝严密平整不漏浆，所有模板表面平整后符合规范要求。围檩立杆采用50*100mm木方，拉杆螺栓采用Φ14mm元钢，水平间距60cm，垂直间距40cm。为防止浇混凝土时爆模应加强支撑及模板接缝处检查，所有拼缝及模板接缝处要逐个检查嵌实，防止漏浆，模板架立好后应请甲方、监理进行验收，验收重要是平面尺寸和断面尺寸，平整度，予埋件、穿墙洞等项目。内外模板立模顺序。原则上先立内模，后立外模。模板与钢筋安装应相互配合进行，若妨碍绑扎钢筋的模板、应待钢筋安装完毕后再立模。1.6钢筋工程本工程的钢筋规格、种类繁多，对进场钢筋要进行验收，按规格分批挂牌堆放在有衬垫的钢筋堆场上，防止底层钢筋锈蚀。对进场钢筋应按批按规格抽样试验，严格遵守“先试验、后使用”的原则。为了保证本工程施工质量，对上岗操作人员进行严格培训，培训合格者方可上岗操作，特别在本工程中采用闪光对焊接头，上岗人员须进场对试件考核，合格者方可上机作业，做到万无一失，确保焊接接头质量。制作成型钢筋，按其规格，绑扎先后，分别挂牌堆放，对其成型的具体尺寸，规格有工地质量员抽样检验把关，对直径Ф16mm以上钢筋均采用闪光对焊或电弧焊接，对小于直径16mm受拉钢筋接头，钢筋接头位置要互相错开，同一截面的钢筋接头要求严格按施工操作规程要求执行。钢筋绑扎顺序：先刃脚钢筋，最后井壁钢筋。钢筋绑扎要结实，井壁的内外层钢筋之间要设定位撑。在钢筋绑扎后，采用同级配砂浆垫块，控制保护层，保证钢筋在混凝土中有效截面。1）钢筋进场必须要有质保书，进场前、后对原材料按规范要求进行试验，无证或试验不合格的钢筋严禁使用，需要替代其他规格品种的钢筋必须要设计单位认可及符合规范有关规定。2）翻样加工：按设计要求依图出大样图，算出钢筋配料长度，机械成型，为规格堆放，主筋接头情况宜采用闪光接触焊。3）钢筋绑扎钢筋绑扎时钢筋的规格、数量、形状、间距均应按设计要求施工，绑扎接头，焊接接头按规定错开，混凝土保护层采用混凝土垫块，各类予埋件要有测量工精确测放，型号、数量、锚固长度应正确无误，严禁遗漏。1.7、混凝土工程本工程混凝土采用商品混凝土，由搅拌车送至施工点泵送到位的方法。混凝土浇注时浇注的自由高度不应大于2m，如超过2m应加串筒浇注。混凝土浇注时应对称平衡进行，采用分层平铺法，分层厚度控制在30cm左右，振捣时防止漏振和过振现象，以确保混凝土的质量。在浇注过程中，加强沉井平面高差、下沉量的观测，随着混凝土浇注量增大，测量密度相应增大，如出现意外情况采取相应措施确保沉井施工安全。每次浇注混凝土前充分做好准备工作，搅拌车到达现场及时测定混凝土坍落度，每次浇混凝土根据规范做好抗渗、抗压的试验工作。钢筋、模板及各类预埋件经隐蔽验收合格。混凝土开浇前全面检查准备工作情况并进行技术交底，明确各班组分工、分区情况，混凝土入仓前清除仓内各种垃圾并浇水湿润，合格后方可浇注混凝土。施工中严格控制层差，杜绝冷缝出现，混凝土振捣时振捣器应插入下层混凝土10cm左右，注意不漏振、过振，钢筋密集处加强振捣，分区分界交接处要延伸振捣1.5m左右，确保混凝土外光内实，钢筋工、木工加强值班检查，发现问题及时处理，保证正常施工，交接班时交清情况后才能离岗。1.8、沉井下沉施工本工程沉井下沉采用不排水下沉。取土方式为采用水力机械抽土。1.8.1沉井下沉前准备下沉时沉井强度应达到设计强度。下沉前先凿除刃脚素混凝土垫层和砖胎模，垫层拆除应先内后外对称进行，并用吊车抓斗将井内碎砖清理干净。在沉井四周井壁上画出测量标志尺寸、并设立水平指示尺。1.8.2水力机械下沉施工时，利用1套水力机械设备，用高压水枪将泥冲成泥浆，再用泥浆泵将泥浆吸出井外，通过排泥管道排入泥浆池。当沉井下降至设计标高还差2.0米时,应控制下沉速度,锅底开挖深度应减少,刃脚下掏空应减薄,防止突沉和超沉。1.8.3、下沉纠偏本工程沉井内净长7.0m，宽4m，深6.75m，下沉时发生偏移现象较难纠正。施工时应加强测量，及时纠偏。在沉井下沉过程中，刃脚标高每班至少测量一次，轴线位移每天测一次，当沉井每次下沉稳定后进行高差和中心位移测量。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。尤其是本工程中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，同时也较易纠正，这时应以纠偏为主，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，应做到均匀，对称出土，严格控制泥面高差，当出现平面位置和四角高差出现偏差时应及时纠正，纠偏时不可大起大落，避免沉井偏离轴线，同时应注意纠偏幅度不宜过大，频率不宜过高。沉井在终沉阶段应以纠偏为主，应在沉井下沉至距设计标高1m以上时基本纠正好，纠正后应谨慎下沉，在沉井刃脚接近设计标高30cm以内时，必须不再有超出容许范围的位置及方向偏差，否则难于纠正。1.9、封底施工封底前进行沉降观测，在8小时内沉降量不超过10mm方可封底。沉井下沉到达设计标高，经8h沉降观测，当累计下沉量不大于10mm后，即进行封底工作。由于采用排水法下沉，因此采用干封底进行砼浇筑。工艺流程：清除井底浮泥→井壁与底板接触部清洗→抛填毛石、整平→封底砼浇筑→预留插筋→保养抽水→表层软弱层凿除→底板浇筑。a清除井底浮泥沉井封底前应清除井底浮泥，并应加强测量，保证