无锡湘江路污水沉井、顶管施工专项方案.doc

湘江路（龙山路泰山路）翻建工程 沉井及顶管专项施工方案 湘江路（龙山路泰山路）翻建工程污水沉井及顶管专项施工方案编制人： 审核人：审批人： 无锡大诚建设有限公司湘江路（龙山路泰山路）翻建工程项目经理部2015年12月 目 录第一章 工程概况1 一、编制依据1 二、项目概况简介1 三、污水分部工程简介2四、地质环境状况3五、现场施工条件及地下管线情况4六、工程重点与难点分析5第二章 施工部署7一、组织机构管理网络7二、施工前技术准备8三、总体施工设想及施工计划9四、施工总体平面布置、交通组织及临时用电10五、劳动力、机械设备、材料的组织15第三章 沉井专项施工方案18一、沉井施工工艺18二、沉井施工常遇问题及应急措施29第四章 顶管专项施工方案31一、顶管施工前准备31二、顶管施工工艺36三、顶管施工常遇问题及预防措施40第五章 质量保证措施43一、质量保证体系组成43二、质量管理职责44三、质量控制措施44第六章 安全保证措施48一、安全保证体系组成48二、安全保证措施49三、危险源识别分析与预防措施51四、事故应急救援预案55第七章 冬季施工保证措施57第一章 工程概况一、编制依据1、混凝土质量控制标准（GB50164-2011）2、钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2012）3、市政给水管道工程及附属设施图集07MS1014、市政工程质量等级评定规定5、给水排水构筑物工程施工及验收规范GB 50141-20086、湘江路（龙山路君山路）翻建工程施工图设计 江苏省科佳工程设计有限公司7、施工范围内各种地下现状管线交底资料或图纸 无锡市新区发展集团有限公司及各管线单位8、以往同类工程的施工经验2、 项目概况简介湘江路（龙山路泰山路）翻建工程，位于无锡市新区旺庄街道，是新区内部一条南北向城市支路。起于龙山路，起点桩号K0+000，向南延伸，与香山路相交后，终于泰山路，终点桩号为K0+513.819，路线全长约514m。本项目为改建工程，道路规划红线宽度14m，不涉及征地和拆迁情况。主要包括道路翻建以及7类综合管线，其中雨水和上水为翻建，天然气和污水为增加新建，电力、信息和热力为保留。详见本工程标准横断面图：三、污水分部工程简介本项目中，污水管工程是由龙山路泰山路君山路，全线沉井共16座，长度约1140米，终点处接入君山路D1000的设计污水主管。工作井有8座，内径为6*3.8m；接收井8座，正常路段中有5座内径为4*3.8m，道路平交口有3座内径为4*4m；从上游到下游，沉井高度4.55.3m不等，下沉后深度约为6.78.17m。封底采用C15混凝土，沉井和其余部分均采用C30混凝土，抗渗等级为P6。主管线管径均为D800，全线采用顶管施工，管材按照设计图纸要求采用钢筋砼顶管专用的钢承口级钢筋混凝土管（F型接头）。用于制作管子的混凝土等级不得低于C50，抗渗等级不应低于S8。从上游到下游，管道埋深约为4.07-6.36m。详见下表：污水工程量汇总表编号名称规格单位数量备注1钢承口级钢筋砼管（F接头）D800米1134顶管管材2顶管接收井40004000座3W4、W8、W133顶管工作井60003800座8W1、W3、W5、W7、W10、W12、W14、W164顶管接收井40003800座5W2、W6、W9、W11、W15、W16四、 地质环境状况根据施工图设计资料可知，本项目污水管道工程湘江路施工范围内，北起龙山路一路向南终点至君山路，地质土层类型包括杂填土、粘土、粉质粘土夹粉土和粉土夹粉砂所构成。详见下表：工程地质土层分布与特征描述一览表编号土质类型名称土层分界面 标高（m）土层底界面 埋深（m）特征描述1原地面 （起点北终点南）2.84.20老的沥青混凝土路面2杂填土1.082.301.721.90松散3粘土1.051.403.855.60可塑硬塑4粉质粘土夹粉土4.825.387.629.58软塑5粉土夹粉砂以下以下流塑 五、现场施工条件和地下管线情况1、现场施工条件本工程是在原有市政道路上进行施工，该路段位于新区中心地带，周边临近工业厂区、办公写字楼及住宅公寓，人员密集车辆繁多，现场附近更无可供利用的施工临时用地，机械设备、进场材料、挖除废料包括施工人员的临建设施都受到一定程度的约束。根据施工内容，龙山路泰山路段既有管线施工又有道路翻建，所以采取全封闭施工；泰山路君山路段只进行污水工程施工所以采取半封闭施工。因此施工过程中需要分段落进行施工，考虑施工场内通道及场外绕行线路，有针对性的制定社会车辆交通组织方案，确保安全切实可行。以下为施工现场局部照片：2、地下管线情况由于本路段湘江路（龙山路君山路）位于工业生产与办公住宅的集中区，沿线又涉及到多个平交路口，所以地下管线情况复杂，开工前2015年10月16日，建设单位组织施工单位、监理单位以及各相关的管线单位，进行现场管线交底工作，交接了相关图纸资料并签字确认，共同对照施工设计综合管线图纸与现场可见井盖位置进行了进一步的核实并现场做了标记。各方签到表留有负责人姓名及电话，以便在施工过程中及时沟通，解决问题。以避免顶管施工时出现管道交叉。六、工程重点与难点分析 1、工程重点本项目为地铁3号线的前期配套工程，长江路交通管制后，周边道路都成了交通绕行的主通道，湘江路在其中也起着重要的分流作用，为此2015年11月25日，建设单位专门组织各施工单位共同开了协调会，对施工方案和工期计划做了关键节点性的要求。根据我部项目的工程特点来看，其中污水工程包括沉井制作、下沉、顶管施工、顶板浇筑，工序复杂施工周期长，地下还有可能遇到其他未知情况等，所以污水工程自然就成了整个项目能否顺利完成的重点。而就是在这种大的形势下，施工的安全和质量就更成了我部管理和控制的重中之重，必须有针对性的做出具体的安全防护措施和应急预案，并且落到实处责任到人。 2、工程难点（1）根据施工设计图纸提供的工程地质资料，再对照污水沉井下沉深度与顶管埋深来看，全线16座沉井及顶管都位于粉质粘土夹粉土层中，易产生流砂现象，既存在安全隐患又影响施工进度，须针对不同的井段、深度提前采取切实有效的防护措施。下图以W16（下游最深）沉井断面图为例可见地质土层分布情况：（2）本项目为原地翻建，不涉及征地和拆迁情况，按照要求需保留道路范围内的现状管线（天然气、电力、信息、热力管等），以及路边的绿化树木与路灯杆线，在施工过程中都得采取提前避让或适当的保护措施，而且还存在其他管道单位（通信、天燃气、自来水、热力管道）在有限工期与作业面中交叉施工，所以必然影响到我部的工期计划与施工效率，为确保安全、质量和进度，我部必须做好各分部分项工程间的组织协调工作。第二章 施工部署一、组织机构管理网络公司收到本项目的中标通知书后，立即组织有经验的管理人员及技术人员成立了项目经理部。实行项目经理对公司负责的管理办法，项目经理负责完成整个工程的实施运作，再将具体工作分配到对应的科室部门，做到任务到人责任到人，对安全、质量、进度进行综合性的管理和控制，最终实现本工程项目的总体目标。详见下框图：项目组织机构管理体系项目经理 孙忠海项目总工 杨业良项目副总工 马文斌 工程科 鲍庆龙质检科 汤蒙蒙试验室 周天润安全科 蒋伟丹档案科 张凤项目副经理 方忠胜二、施工前技术准备1、图纸审查：收到设计图纸后，首先施工单位项目部组织内部审查，目的是熟悉图纸并查找问题，记录存在疑问；然后在建设单位组织召开图纸会审和设计交底会议时，将这些问题一一提出，设计单位现场解释后进行书面的回复，需要调整设计或变更的，及时出设计变更文件，以免盲目按图施工造成没必要的损失。2、技术交底：开工前，做好技术交底工作，根据设计图纸及相关施工规范逐级进行技术交底。3、控制点复测：收到设计单位提供的交接桩记录后，将控制点的导线及高程实测校核，闭合平差后的偏差值必须控制在规范所允许的范围之内方可使用，视具体情况增加牢固可靠的控制点，保证施工过程中通视可用。4、平面位置恢复：及时将道路中心线以及污水沉井中点和管道轴线放样恢复出来，为后面的现场勘查、地下管线障碍物统计做前期准备工作，最终决定具体的施工方案和施工计划。 5、地下管线调查：平面位置恢复出来后，参照管线综合图纸与现场可见井盖，对施工范围内的地下现状管线及障碍物摸排了解，再结合各家管线单位的交底资料将现场的实际情况调查清楚，并且在施工前通知管线单位的监护人员到场，进行全过程的现场监护工作，以免开挖施工时地下管线遭到破坏，确保施工安全减少损失。三、总体施工设想及施工计划 1、总体施工设想由于本工程龙山路泰山路段既有管线施工又有道路翻建，施工内容集中工作断面有限，工作量大工期紧，按照各分部工程的工作周期和先深后浅的基本原则，污水工程就是整个项目的关键，因此我部决定沉井与顶管必须作为重点首先进场开工。龙山路泰山路段的8座井作为第一阶段需要施工完成的，待沉井下沉封底后，马上进行顶管的施工，然后再浇筑顶板，养护期满后进行回填，后面再组织其他管线以及路基路面的施工；泰山路君山路段只有新建污水不涉及道路翻建，该段落内的8座井及顶管作为第二阶段的施工内容，紧随第一阶段后续完成。 2、总体施工计划本工程合同工期为100天，由于前期不具备进场施工条件，我单位于2015年11月13日才正式动工，业主要求龙山路泰山路段春节前施工完成确保通车。根据实际情况本项目工期定为2015年11月13日2016年2月4日，总工期84天，其中污水工程施工周期为45天，2015年11月22日2016年1月5日。详见下表：四、施工总体平面布置、交通组织及临时用电 1、平面布置：根据现场环境条件和总体施工计划，考虑人员住宿、材料设备的停放以及施工通道等多方面因素，经过认真细致的协商，我部对施工平面做了具体布置。污水工程全线龙山路君山路共约1.1km，泰山路距起点500m基本上位于段落中间，所以污水工程专业施工队驻地（包括材料堆放及加工场地）都设在此处，作业过程中可以减少机械材料的运输距离，既提高工作效率也便于日常管理。详见下图：2、交通组织方案：参考本工程特点及现场施工条件，还有我部与沿线企业单位的初步接触沟通，首先查看现有资料并收集各方面信息，然后再汇总分析各种影响，本着尽量不影响、少影响、短影响的原则，既要保证沿线企业单位的安全出行，又要确保管线、道路改建施工的质量和进度，根据“湘江路翻建工程总体施工计划”，在结合新区交巡警大队的相关意见，最终决定，在本工程施工期间采用分段落、分类别的交通组织方案。 详见交通组织绕行总平面图如下所示：我部前期已将该交通组织方案上报新区交巡警大队，并于2015年10月29日获批收到“同意占道施工通知书”，下面再结合示意图做简要论述。具体将全线施工路段分为三个区域，针对不同区域，采用具有可操作性有针对性的交通组织方案和安全维护措施，并实行视情况可调整的动态管理办法来具体执行。（1）龙山路泰山路段：由于该路段内，既包括几种综合管线的施工又包括道路的翻建，工作量集中，施工周期较长，所以采用全封闭围挡施工，具体分两个封闭区域，施工期间禁止车辆通行，香山路口处断开，仍维持香山路东西向的正常通行。a、其中龙山路香山路段，根据现场实地调查，“麦基希亩公司”两个大门都是在湘江路上，别无他路可以进出，所以该路段的封闭是针对除该公司以外的其他一切社会车辆，在位于龙山路口的围挡处开设大门，专供该单位车辆的出入，门口设临时值班室派专人24小时值勤管理，同时悬挂禁行标志、反光条、安全警示灯、绕行路线等指示标牌。该段落内的2座沉井（W2、W3）可正常施工，由于大部分车辆被限制入内，所以只设置能够满足施工安全的防护栏杆及警告标志。要走此封闭路段的社会车辆可以通过长江路或珠江路绕行。b、其中香山路泰山路段，根据现场实地调查，该路段没有出入口或厂门，所以采用全封闭围挡施工，禁止一切社会车辆通行。要走此封闭路段的社会车辆可以通过长江路或珠江路绕行，详见以下示意图：（2）泰山路君山路段：本路段内工程量仅实施污水管线工程，包括8座沉井与600m顶管，所以我部以相对“点”的形式围挡施工，每个沉井一侧保留有3.5m道路仍可以满足车辆通行。具体以该段落内W12沉井为例详见下图： （3）平交道口：本项目污水工程施工范围内，全线先后与龙山路、香山路、泰山路、华山路四个路口相交，每个路口中央设计有一个沉井（共4座，君山路W17沉井不属于我标施工），以上四条交叉路宽度分别为14m、14m、23m、14m，具体以其中香山路口W4沉井为例详见下图：3、临时用电布置：我部在进场后，走访了湘江路沿线的企业单位，经过多次协商沟通后，有两家企业单位同意提供电源，其中位于泰山路与华山路之间的“德美化工有限公司”基本处于整个施工区域内的中心位置，目前我部已经将电缆线从该厂内接出作为临时用电使用。还有一家“广华公寓”位于标尾处，计划待污水管线施工进行至后半段时再考虑接出使用。另外考虑到顶管施工时用电量较大较集中，且需要跟着井位移动用电，为避免拖的线路过长存在安全隐患，所以我部另外准备1套120KW柴油发电组专供顶管作业，也可保证顶管过程中连续不间断作业，不受企业断电或电网停电影响。详见如下示意图：五、劳动力、机械设备及材料的组织由于本项目工作量集中工期紧，现场道路又窄没有工作面允许穿插施工，污水工程作为首先进场施工的分部工程，基本上占用了总工期的一半（总工期100天，污水计划工期45天），所以根据建设单位对工期的要求以及总体施工部署来看，前期开工的污水工程必须作为整个项目的关键工作来对待，需要投入大量的人力、物力和财力。详见下表：1、项目管理人员序号姓名职务电话1孙忠海项目经理133281198112方忠胜项目副经理136161700063杨业良项目总工138120011854马文斌项目副总工139153358175周益泉工程科长135841220706周天润试验员132052466997鲍庆龙施工员130136033318蒋伟丹安全员135850044619汤蒙蒙质检员1585273109010张凤资料员139215198682、劳动力配备序号工种计划人数进场时间1钢筋工10随施工进度2模板工8随施工进度3混凝土浇筑工3随施工进度4普工5随施工进度5顶管操作工5随施工进度6各种机械设备驾驶员9随施工进度3、主要机械设备序号机械或设备名称型号规格数量额定功率KW进场日期1挖掘机CAT320D2随施工进度2自卸车8T3随施工进度3电焊机BX3-300 3随施工进度4钢筋弯曲机1随施工进度5钢筋切断机1随施工进度6长臂挖掘机CAT1随施工进度7吊机16T2随施工进度8800泥水平衡 掘进机222随施工进度9等推力千斤顶200t8随施工进度10激光经纬仪科利达DT-02CL随施工进度11离心式通风机5KW4随施工进度12泥浆泵（备用）ML125-20222随施工进度13高压清水泵3BP-40411随施工进度14备用发电机组120KW1公司仓库 4、材料配备施工所用的主材、辅材均由公司直接与厂家签订供货合同，项目部负责材料的试验检测或外委送检工作，做好记录及检测台帐，相关资料存档备查。根据施工进度制定材料进场计划，做到及时供应不耽误正常施工。第三章 沉井专项施工方案结合本工程特点，沉井下沉采用排水法，封底采用干封底。一、沉井施工工艺施 工 流 程 图施工准备放样、复核基坑开挖C15砼垫层刃脚段制作井墙身段制作井点降水拆除垫层并挖井内土方封底浇筑底板立内模钢筋绑扎立外模模板对拉固定沉井下沉浇筑砼拆模养护支架、脚手架1、施工准备 设计图纸审查、施工安全技术交底、控制点复核、地下管线调查等工作。2、测量放样根据实际土质情况考虑安全放坡距离，以及沉井基坑开挖深度、预留作业面宽度等条件，先将沉井的中心坐标放出，再依照管道纵向轴线将基坑开挖的四个角点坐标计算出来，最终放出开挖边线，经复核验收后方可开挖。3、基坑开挖沉井基坑开挖深度控制到原地面向下1.3m左右，井体外侧预留0.8m宽的施工作业面，施工期间也可考虑用来基坑内明沟排水。挖土采用反铲挖掘机与人工配合完成，开挖到位后将基底渣土清除干净平整好，在四周设置排水沟与集水坑，受雨水或地下水影响时及时用水泵抽水，保证基坑内干燥平整的作业环境。4、刃脚垫层施工由于沉井制作所开挖的基坑深度都控制在老路原地面向下1.3m左右，刃脚底部仍位于老路路基结构层上，承载力大于砂垫层承载力，且砂垫层越厚颗粒间易滑动下陷反而不稳定，故我部在此处采用C15素混凝土作为垫层。5、沉井立内模和搭设脚手架刃脚斜脚部分的内模采用砖砌结构，井身内模支架采用钢管支撑，支架体系保证架设稳固，外围顶部采用斜撑钢管，增加模板的整体稳定性。 详见如下示意图：6、钢筋绑扎钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、鳞锈等清理干净；钢筋平直，无局部弯折，钢筋接头互相错开，并严格按照国家标准混凝土结构工程施工及验收规范中的有关规定执行。为了保证保护层的厚度，在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽工程的验收，验收合格后，再进入下道工序施工。7、外模固定钢筋绑扎验收后，进行架立外模和支架施工，井壁内外模用12对拉螺杆固定，紧贴模板内侧设置止水片，外侧用“3”形卡扣住钢管，加拧双螺帽固定。拆模时拆去螺帽，割去外露部分，再用同标号防水砂浆二度抹平，确保不渗水。外模必须经过仔细检查，确保沉井混凝土浇筑振捣时，不涨模不变形。8、浇捣混凝土钢筋模板工序都验收合格后，向总监理工程师提出浇筑混凝土申请，经同意后方可进行混凝土的浇捣。根据现场施工条件，沉井均采用泵送商品砼。现场控制好浇筑高度，按照每层50cm左右分层浇筑振捣。混凝土的振捣采用插入式振捣，振捣棒插入时离开钢筋，防止砼振捣不匀和振捣过密而产生的砼离析现象的发生。混凝土浇筑捣振过程中派专人随时观察螺帽、钢管和模板的牢固情况，发现异常马上停止，采取加固措施后方可继续浇筑。另外，混凝土浇捣前对照设计图纸严格检查管道预留孔的位置和几何尺寸，防止漏放和错放。同时按照规范批次，现场制作混凝土抗压及抗渗试块。整个沉井分两次浇筑完成，第一次浇筑刃脚，第二次浇筑井身。为避免因两次浇筑造成的施工缝渗水，在刃脚浇筑时嵌入一根10*10方木拆除后形成凹槽，上部第二次井身浇筑时将凹槽一同浇筑完成，最终形成“凸榫”式的施工缝以防渗水。详见如下示意图：9、拆模及养护在拆模时，注意时间和顺序。沉井墙体结构拆模时间通常控制在砼浇捣后的2-3天内进行，过早或过晚的拆模对砼的养护都是不利的，拆模顺序一般是先拆外模后拆内模，遵循先立的后拆后立的先拆原则，自上而下小心谨慎，以免对砼表面造成破坏，对分段浇捣砼部位，保留最后一排模板，利于向上接模。拆模完成后及时养护，养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法，具体视天气气温而定，至少养护七天。养护期内，不得在砼表面加压、碰撞及污染。10、封砌预留孔严格按照设计图纸的要求，设置和封砌管道预留孔，并保证在沉井下沉过程中，预留孔内不渗水。11、沉井降水根据本工程地质资料及设计图纸沉井标高，沉井刃脚都位于粉质粘土夹粉土内，沉井过程中易产生流砂现象，所以均需要进行井点降水，每座沉井设 300口径4个井点，深度控制在15m左右（上游1415m，下游1516m），降水周期为57天（具体观察抽水管中水流情况及实测井点水位而定），施工时如遇特殊情况再调整增加井点数量或抽水天数。另外在挖土沉井的同时还可在井内设置高扬程水泵进行明排水，与井点降水相结合的排水方法，确保沉井顺利下沉和封底。详见如下井点布置图： 12、压密注浆根据本工程地质资料及设计要求，在井点降水的同时，对沉井范围内刃脚底部向下进行3m厚的压密注浆，既能起到稳定土体的作用，又利于控制沉井的下沉和封底的质量，同时还能可以加固井底土体提高地基承载力，防止因水土流失井位下沉造成的后期路面沉降或塌陷。施工技术指标：（1）注浆材料42.5普通硅酸水泥；（2）注浆管采用1寸，间距1.2m梅花布置；（3）注浆厚度3m，注浆量控制在每根注浆管每米水泥用量80kg；（4）水灰比控制在0.6；（5）初液时间为12小时；（6）注浆压力控制在0.20.3mpa。13、沉井下沉本工程沉井下沉均采用排水法，即如上所述井点降水与井内明排水相结合的排水方案，并且是采用刃脚与墙身两次浇筑，然后一次下沉到位。（1）沉井下沉前,应先在井身靠近顶端四周做好高程标记（水平线）,以便于沉井下沉时进行观测，以便快速读数反算高程，也可用于下沉过程中控制沉井四周均匀同步下沉，便于纠偏观测。（2）井内挖土，采用长臂挖机开挖，注意尽量保证四周均匀等量的进行，要求现场测量员随时测量数据并及时向施工员反馈信息，以便尽早调整和纠偏，下沉至大约距离设计高程1.5m左右时，减少开挖土量，放慢下沉速度重点以纠偏为主将沉井四周调平，逐步调整并下沉到位。详见如下简图：（3）沉井过程中还应对周边路面进行观察与监测。沉井下沉验算：沉井下沉前，应对其在自重条件下能否下沉进行必要的验算。沉井采用排水法下沉，所以不考虑水的浮力，主要考虑井壁与土间的摩阻力，其比值称为下沉系数K= G/F，一般应不小于1.15。G为沉井自重里，F为摩阻力F=U*A，式中U为侧壁外围周长，A为单位周长的摩阻力A=fH（KN/m，其中f为多层土的加权平均单位摩阻力标准值；H为入土深度6.87m）。井壁与土层间的摩阻力计算，通常的方法是：摩阻力随土深而加大，并且在5m深时达到最大值，5m以下时保持常值。对于井壁外侧有台阶的应按图下计算：下面以本工程W16工作井为例计算：根据工程地质条件得知：杂填土层高程2.81.35： h=1.45m，=40kP；粘土层高程1.35-1.05： h=2.4m，=50kPa； 粉质粘土夹粉土层高程-1.05m-4.17：h=3.12m，=40kPa；f =0.5*（1.45*40+2.4*50+3.12*40）/(1.45+2.4+3.12) = 21.7kPaA = fH = 21.7*2= 43.4 KN/mF = UA =UfH =（7.4+5.2）*2*21.7*2= 1093.7KNG刃脚自重+墙身自重（7.4+3.8）*2*0.7*2+（7.1+3.8）*2*0.55*2.8）*2.5162.3t（1623KN）K = G/F =1623/1093 = 1.481.1所以沉井的下沉能满足。 13、封底本工程沉井采用干封底方法。当沉井下沉至距设计底标高10cm时，应停止井内挖土，使其靠自重下沉，当接近设计底标高时，即可进行沉井封底。根据设计要求，将沉井内土形整理成锅底形，同时井点降水与井内明排水结合，使地下水位保持低于刃脚50cm左右，待井底无明显积水或地下水较少时，可一次性浇筑封底混凝土，封底混凝土在刃脚下必须填实，以保证沉井的最后稳定。当封底混凝土达到50%设计强度后，先将井内水抽掉，检查封底质量如有渗漏现象，先进行堵漏、修补，效果不理想时再在底板上设置泄水孔，本工程每个沉井设1个泄水孔，用300钢管制作，顶面标高应比底板底5cm左右，钢管内填入卵石与碎石，泄水孔内应保持连续抽水，直到底板混凝土浇筑结束达到一定设计强度后才能封堵，封堵通常先灌入与底板同标号的抗渗混凝土（坍落度要小），然后快速用钢板作顶盖沿着钢管一周焊接严密，再将顶面用混凝土填平至底板。泄水孔预留好以后再进行底板钢筋绑扎，钢筋应按设计要求伸入刃脚的凹槽内，新老混凝土接触面应凿毛并冲刷干净。底板混凝土浇筑时，应由四周向中间推进，并采用振动器振捣密实。抗浮稳定性计算：沉井封底后，整个沉井受到被排除地下水向上浮力的作用，如沉井自重不足于平衡地下水的浮力，沉井的安全性会受到影响。为此，沉井封底后应进行抗浮稳定性验算。以本工程W16工作井为例计算：沉井外未回填土，不计井壁与侧面土反摩擦力的作用，抗浮稳定性计算公式为：K = G/F1.1式中：G沉井自重力（kN） F地下水向上的浮力（kN），Rw*V（Rw为水自重取10KN/m3）G（刃脚自重+墙身自重+封底自重+底板自重）*2.5（7.4+3.8）*2*0.7*2+（7.1+3.8）*2*0.55*2.8+6*3.8*1+6*3.8*0.5）*2.5247.8t（2478KN）FRw*V10*(7.4*5.2)*(2+2.8) 1847KNKG/F2478/18471.341.1所以沉井的抗浮稳定性满足要求。二、沉井施工常遇问题及应急措施1、倾斜。沉井下沉过程中出现频率较高。原因分析：（1）沉井四周土质软硬不均；（2）没有做到均匀挖土，使沉井内土面高差悬殊；（3）一侧刃脚被地下障碍物顶着；（4）井上附加荷重分布不均造成对井壁的偏压。纠偏方法：a、挖土纠偏，即通过调整挖土面的高差，及调整沉井刃脚处保留土台的宽度，进行纠偏。在下沉较慢的一侧多挖土，逐步挖掉刃脚处的土台，使刃脚悬空，其高度控制在20cm，必要时可由人工配合在刃脚下除土，促使该侧下沉。同时下沉较快一侧保留刃脚处的土台；如该处土体松软时，可在该处井筒外部地面推土夯实，以增加其与井壁间的摩阻力。采用上述方法可重复进行直至沉井纠偏到符合规定误差范围内为止，然后再正常挖土下沉。b、射水纠偏。当采用一侧挖土纠偏仍不见效时，采用向下沉较慢一侧沉井井筒外部沿外壁四周注射压力水，使该处的土成为泥浆，泥浆起润滑作用以减小土的摩擦阻力，促使沉井较高的一侧迅速下沉。当纠偏到接近正常位置时应停止射水，并应将沉井外壁与土之间的空隙用细土或砂填充。c、局部加载纠偏。当井筒在下沉过程中出现倾斜时，还可在井筒较高一侧增加荷载，一般采用铁块、砂石袋加压力，促使井筒较高一侧较快下沉。2、不沉。沉井内泥土已挖到刃脚以下而沉井不沉，则可能是土质的原因或刃脚遇到了障碍，应采取井顶压载增加下沉重量，井外壁注入膨润土泥浆，或以毛砂回填沉井外基坑，以利减少沉井下沉过程中与土体侧摩阻力等措施。不宜采用井内大量抽水以减小水对沉井的浮力，从而增加下沉系数的方法，因井内水位降低会使地下水夹带泥砂从井底涌入，易造成井周地面开裂下沉，构筑物破坏。3、突沉。突沉是指沉井在瞬间突然下沉，如在几秒或几十秒内下沉数十公分或更多，突沉往往发生在下沉中断后又重新开始挖土下沉或刃脚下遇到障碍物时。预防措施一是连续挖土下沉；二是刃脚遇到障碍物时，挖土要更强调均匀，且放慢挖土速度。采用井顶压载、井壁外注膨润土泥浆等措施时，要逐步实施，不可一次加载、注浆过多过猛。第四章 顶管施工专项方案本工程按照设计图纸，污水管道均采用D800钢筋混凝土管，具体为钢承口III级钢筋混凝土管，F型接头。我公司选用顶管设备为泥水平衡顶管机。一、顶管前准备工作1、高压旋喷桩：为顺利完成顶管施工，顶管施工之前在进洞口和出洞口位置，应使洞口土体稳定。根据本工程地质资料及设计要求，选择高压旋喷桩进行洞口土体加固。详见如下示意图： 高压旋喷桩直径为600mm，桩间搭接法施工，主要材料为42.5普通硅酸盐水泥，每米水泥用量为250kg/m。水泥浆液水灰比根据地质条件确定，可取0.81.5。具体为桩与桩搭接20cm，紧靠沉井外壁沿管线方向各设置3排，每排7根，管道洞口两侧外壁每侧不小于1.2m范围，总宽度约3.4m，桩顶标高高于管顶1m，桩底标高低于管底1.5m，每根桩长约3.5m，每座井共计42根桩。其他施工技术参数：、 旋喷注浆压力25mpa，浆液流量100L/min；、 注浆时钻杆提升速度0.10m/min；、 注浆喷射时钻杆转速10r/min；高压旋喷桩施工流程及注意事项：（计划选用单管喷）（1）旋喷桩施工前，查明地下管线情况，复核桩位。（2）过程中注意对水泥浆压力的控制，防止地面隆起。（3）应全孔连续作业，因故中断恢复施工时，应进行复喷，保证浆液搭接长度。（4）在高压喷射注浆过程中出现压力骤降、上升或冒浆现象时，立即停止施工，应查明原因并及时采取措施。（5）施工中严格按照技术参数和材料用量施工，并如实做好各项记录。2、洞口止水装置：顶管机进出洞时，为保证泥浆和地下水不从顶管机外周围涌出，需在顶进方向安装洞口止水装置。洞口止水装置安装在工作井与接收井沿管线方向的侧壁预留洞上，预留洞的直径应比顶管机外径稍大，其由预埋螺栓，钢压环及橡胶圈组成。如下照片所示：3、设备安装调试：（1）首先核算井内设备工作长度：本工程工作井设计内径尺寸为63.8m,接收井设计尺寸为43.8m、44m，根据顶管操作技术要求决定。设备长度计算B = A+C+D+E+F+G，式中：B设备长度A顶管工具头长度3.5mC圆形顶铁0.2mDU形顶铁0.6mE主顶长度1.2mF后靠背0.3mG预留操作空间0.1m所以设备长度为 B=A+C+D+E+F+G=3.5+0.2+0.6+1.2+0.3+0.1 =5.9m因此，工作井设计尺寸满足顶管要求，接收井内径尺寸满足取顶管工具头。副导轨导轨增高装置砖封门（2）安装轨道及顶进后背：轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100200mm，调整后靠背前后以及左右方向，尽量保证后靠背的中心于轴线相重合，调整方法见图：工作井的允许顶力设计图上已经给出为2500KN，但工作井的承压壁后面的土体强度有必要在施工前加以验算。如果采用沉井工作井，由于沉井下沉过程中，周围土体经扰动后较松散，所以一般不计沉井二侧和底板的摩阻力，这样计算较安全。P=FpFaFp=rH2tg2(450+)2cHtg(450+)BFa=rH2tg2(450-)2cHtg(450-)BP-顶管最大计算顶力（KN）Fp-沉井后靠井壁总被动土压力（KN）Fa-沉井顶向井壁总主动土压力（KN）r-土的重度（17KN/m3）H-沉井深度（以16#工作井为例H8.17m）-内摩擦角(5.5)C-内聚力(12.83KPa)B-沉井宽度（4.9m）一般沉井后靠土体的稳定验算按P计算S-沉井稳定系数，一般取S1.01.2，土质越差，S值越大。本例取1.1。本工程的限制顶力为2500KN，要求顶力后座最小面积为3*3m。Fp=178.172tan2(450+)212.838.17tan(450+)4.9=4500KNFa=178.172tan2(450-)212.838.17tan(450-)4.9=1361KN （FpFa）/ 1.1= 2853KN 2500KN所以，可知承压壁后靠土体在顶管过程中能够满足要求。（3）机头安装：机头整体吊至基坑导轨上，调正机头，接通自控系统，检查实际数值与计算机显示数值是否相符。（4）泥水分离系统调试，检查泥路循环是否正常。（5）工作井顶进系统调试，确保系统稳定。 （6）供电系统调试，看供电系统是否稳定和持续。二、顶管施工工艺顶管工艺流程图如下：1、管道顶进（1）破除洞口封堵，注意拆除后机头需尽快进入，以防因洞口土体加固效果不良导致塌方或流砂管涌等现象。（2）当机头进入土体时，开动刀盘和进排泥泵。机头入洞阶段速度速度不能太快，重点是找正管子靶心，偏差控制在5mm之内。（3）机头顶进至能卸管节时停止顶进，拆开动力电缆、进排泥管、进排泥泵、控制电缆和摄像仪连接，缩回顶进油缸。（4）采用16t吊车，将事先安放好密封环的管节吊下，对准插入就位。（5）接上动力电缆，控制电缆、摄像仪连接、进排泥管路并接通压浆管路。（6）启动顶管机、进排泥泵、压浆泵、主顶油缸，顶进管节。顶进过程中做到勤观察、精对准、缓纠偏，并做好必要记录，遇到特殊情况停机，及时汇报以便采取措施。（7） 随着管节的顶进，不断观察机头轴线位置和各种指示仪表，纠正管道轴线方向并根据土压力大小调整顶进速度。纠偏原理是：激光经纬仪发出光束射到机头中心靶，操控人员通过摄像仪随时可以观察到偏差情况。控制台控制纠偏千斤顶工作，具体方法如下： a、激光经纬仪进行顶管测量时，在工作井内安装激光发射器，并按设计要求，调整好坡度和方向，在机头位置安装接收靶标，靶标上有刻度线，当顶进管位置和设计数量一致时，激光点和靶标中心重合，若不重合即可通过刻度线知道偏移方向和程度。 b、在操作室内通过摄像机可以清楚地观察到激光靶标的情况，通过激光点偏移中心点的刻度和方向，判断顶管偏离设计要求的位移量，操作顶管机头内置的四只纠偏油缸动作，及时调整至激光点和靶标中心重合。（8）当一节管节顶进结束后，重复以上第2至第7项操作程序，实施继续推进。2、顶进最大顶推力计算（1）顶进设备允许最大顶力：采用2台2000KN双冲程油缸，总推力为4000KN。根据顶进设备发挥80%的功率确定为：F控4000*80%3200KN=320T（2）推力的理论计算：以本工程W3W4最长井段为例，距离86m。工作井段顶管计算：F=F1+F2 其中F总推力，F1迎面阻力，F2顶进阻力 P=KO*R*HO 式中KO-静止土压力系数，一般取0.55 HO-地面至掘进机中心的厚度，取最大值4.25m -土的湿密度，取1.9T/m3P=0.55*1.9* 4.25=4.441F1=/4*2D*P（D管外径1.0m P控制土压力）F1=3.14/4*2*1.0*4.441=6.972T;F2=D*f*L（f管外表面综合摩阻力,取0.3T/M2 ；D管外径1.0m L顶距86m）F2=3.14*1.0*0.3*86=81.012TF=F1+F2=6.972+81.012=87.984T经计算得知顶管的总推力为87.984T，远小于设计顶管工作坑允许最大顶力250T，也小于设备控制顶力320T，故满足要求无需加设中继间。3、顶进中纠偏（1）产生原因在顶管过程中，由于各种因素的影响，包括设备安装、管节安放、操作技术等人为原因产生的误差，也有穿越土层的复杂性所造成的误差。（2）纠偏方法在顶管顶进过程中通常采用顶管机的纠偏油缸进行纠偏操作，该形式的纠偏顶管机将调整上下左右各方向的纠偏油缸统一布置在一个断面上，校正时控制各组纠偏油缸的伸缩，就能调整顶管机的走向。（3）纠偏控制要点a、顶管机的纠偏液压系统要可靠。设备在施工前应该进行认真的维修保养，在施工过程中应配备足够的易损件，纠偏系统不能带故障施工。液压锁不能有泄漏想象。纠偏油缸的设计应符合能够克服异常情况下的纠偏推力的要求。b、施工过程中，应该贯彻勤测量、早纠偏、缓纠偏的原则。现场做好必要的原始记录资料。c、观测成果要准确及时，以便使顶管操作员能尽早操作纠偏。4、顶进到位a、顶进即将到接收井时，放慢顶进速度，准确测量出机头位置，当机头到达接收井洞口封门时，停止顶进。b、拆除接收井洞口封堵。c、将机头送入接收井，此时刀盘的进排泥泵均不运转。d、拆除动力电缆、进排泥管、摄像仪及连线和压浆管路等。e、分离机头与管节，吊出机头，将管节顶到预定位置。f、按次序拆除主顶油缸、油泵、后座及导轨。三、顶管施工常遇问题及预防措施1、管道轴线偏差过大管道顶进轴线与设计轴线偏差过大，使管道发生弯曲，甚至造成管节损坏，接口渗漏。（1）原因分析：地层正面阻力不均匀，使机头受力不均匀，形成导向偏差。顶管后背发生位移或不平整，使顶力合力线偏移。千斤顶不同步，或千斤顶间顶力相差较大，或安装精度不够，造成顶力合力线偏差。（2）预防措施：顶管施工前应对管道通过地带的地质情况认真调查，做好纠偏工作。纠偏应按照勤测量、勤纠偏、微量纠的操作方法进行。采用同种规格的液压千斤顶，使其顶力、行程、速度一致，保持顶力合力线与管道中心线相重合。加强顶管后背施工质量的控制，确保后背不发生位移，并应使后背平整，以保证顶进设备的安装精度。顶进过程中应随时做好记录，指导顶进纠偏工作。2、地面沉降与隆起顶管施工过程中或施工后，在管道轴线两侧一定范围内发生地面沉降或隆起，使管道周围建筑物和道路交通及管道等公用设施受到影响，甚至危及到正常使用和安全。（1）原因分析。当机头正面的土压没有很好的控制在被动土压和主动土压之间时，地面就会下陷或隆起。管道外周空隙引起的沉降与隆起。管道外周空隙是由机头纠偏或曲线推进造成的。管道与周围土体摩擦引起的沉降与隆起。管道在推进时与周围土体的这种摩擦往往使土体发生剪切扰动，造成土体移动而导致地面沉降。管道接口渗漏引起的沉降与隆起。当管道接口密封圈安置不当或管端受力不匀而破坏，以及管道接口弯折过度造成密封不良时，就有可能发生接口渗漏，水土从而流失，这种土层损失必定会引起地面沉降与隆起。（2）防治措施。施工前应对工程地质资料和环境情况进行细致的调查，并对距离管道较近的建筑物或地下管线加强监控，必要时采取相应的加固保护措施。掌握顶进压力，保持顶进力与前端土体压力的平衡。施工时尽量采取小幅度的纠偏，尽可能的保证管道的直顺，减小管道绕曲造成土层移动引起的沉降。避免急度纠偏造成管道接口密封失效和管端碎裂，发生水土流失，引起地面沉降。在顶进过程中应及时注入符合技术标准的触变泥浆，填充管道外围环形空隙。施工结束后及时注入水泥浆，以置换出顶进时注入的触变泥浆。严格控制管道接口的密封质量，防止渗漏。3、顶力突然增大（1）原因分析：土层塌方或机头前端遇障碍物，使阻力增大。管道轴线偏差形成弯曲，使摩阻力增大。触变泥浆泥浆配比不当或注入不及时，或注入量不足，减阻效果降低，使摩阻力增大。顶进设备的油泵、油缸或油路发生故障。顶进施工中因故停顶时间过久，润滑泥浆失水使减阻效果降低。（2）防治措施：顶管在正常顶进施工过程中，必须密切注意顶进轴线的控制，使管道轴线被控制在允许偏差范围以内。按不同地质条件配制适宜的泥浆，并采取同步注浆的方法，及时足量地注入泥浆。顶进施工前应对顶进设备进行认真的检修保养。停顶时间不能过久，发生故障应及时加以排除。4、钢筋混凝土管道接口渗漏（1）原因分析：管节和密封材料质量不符合技术标准或在运输、装卸、安装过程中管节被损坏。管道轴线偏差过大、造成接口错位、间隙不均匀、填充材料不密实。接口或止水装置选型