标X施工组织设计.doc

徐州市骆马湖水源地及第二地面水厂工程-顶管工程（施工16标段）穿运新线（X203）顶管施工组织设计第一章、工程概况1、工程内容1.1工程地点:徐州新沂市、邳州市、铜山区、开发区。1.2工程规模: 徐州市骆马湖水源地及第二地面水厂工程,取水规模为80万m3/d,水管送线输送规模为80万m3/d,其中，供第二水厂20万m3/d,供刘湾水厂20万m3/d,供邳州及睢宁各10万m3/d,工程总投资约 24.8亿元。工程建设主要内容为:取水口、取水管线、取水泵站、中途加压泵站、铺设输水管线,第二水厂,其中:穿中运河管线约 2km,设铺直径2m的球墨铸铁管线 52km、铺设直径1.8m的球墨铸铁管线 70km、铺设直径 1.6m球的墨铸铁管线 16km,实施并穿越徐洪河、房亭河及省道、高速公路、陇海铁路等顶管工程以及附属工程等。本标段（合同编号LMHSY(SG)-16）：原水管道顶管工程(X210、B7+200道路、运新线、X206和X306钢管顶管),工程主要建设内容：过X210县道2DN2000钢管顶管，长约90m；过B7+200道路2DN2000钢管顶管，长约160m；过云新线2DN2000钢管顶管，长约80m；过X206县道2DN2000钢管顶管，长约60m；过X306县道2DN2000钢管顶管，长约230m。注：以上数据根据投标工程量清单及招标施工图2、编制依据1、徐州市骆马湖水源地及第二地面水厂工程-顶管工程（施工16标段）招标文件、设计图纸、技术要求及招标单位有效法律文件；2、现场踏勘资料及标前答疑；3、本公司的施工能力及类似工程施工经验；4、本公司ISO9002质量保证体系；5、国家关于工程建设现行的有关法律、法规及行业的有关规定：给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008；工程测量规范GB50026；城市测量规范CJJ8；混凝土和钢筋混凝土排水管GB/T11836；顶进施工法用钢筋混凝土排水管JC/T640；机械设备安装工程施工及验收通用规范GB50231-2009；工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-2010；现场设备、工业管道焊接工程施工及及验收规范GB50236-2011；埋弧焊的推荐坡口GB/T985.2-2008；气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口GB/T985.1-2008；碳素钢结构GB/T700-2006；厚度方向性能钢板GB/T5313-2010；水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范DL/T5017-2007；压力容器无损探伤JB4730-1994；金属熔化焊焊接接头射线照相GB/T3323-2005；水工金属结构焊接通用技术条件SL36-2006；热强钢焊条GB/T5118-2012；钢焊缝水工超声波探伤方法和探伤结果分级GB11345-89；地基与基础工程施工及验收规程GB50202-2002；水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范SL174-96；建筑地基处理技术规范JGJ79-2002；混凝土用水标准JGJ63-2006；土坝坝体灌浆技术规范SD266-88。 第二章、止水帷幕施工方案1.1 高压旋喷桩施工工艺高压旋喷桩系利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头，以高速水平喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速徐徐提升(10cm25cm/min)，使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固，形成具有一定强度（0.58.0MPa）的圆柱固结体（即旋喷桩），从而使地基得到加固。高压旋喷桩的施工工艺流程如图所示：1.1.1 桩位测设（1）测量放线:根据设计的施工图和坐标网点测量放出施工轴线。（2）确定孔位:在施工轴线上确定孔位，编上桩号、孔号、序号，依据基准点进行测量各孔口地面高程。桩位应严格按照图纸设计测设，偏差不得大于50mm。1.1.2 确定工艺参数该标段高压旋喷桩施工采用二重管法，采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，水泥及粉煤灰总用量为550，水泥：粉煤灰=1：0.3。水泥浆液的水灰比0.8。为保证施工质量应严格遵守试桩要求，在展开大批量制桩前进行试桩，以校验施工工艺参数是否合理，现根据试桩用工艺提出高压旋喷桩工艺参数如表所示：表 高压旋喷桩工艺参数控制参数桩间旋喷桩旋喷提升速度1025cm/min水泥浆液流压力25MPa水泥浆液流量30L/min空气压力0.7MPa水灰比0.8经试桩验证高压旋喷桩工艺参数切实可行，试桩质量高，则按照表4.1-1中的各项控制参数进行高压旋喷桩的后续施工。1.1.3 钻机钻孔（1）钻机就位。钻机主钻杆对准孔位，用水平尺测量机体水平、立轴垂直，钻机要垫平稳牢固。（2）钻孔口径应大于喷射管外径2050mm，以保证喷射时正常返浆、冒浆。（3）施工场地勘察资料不详时，每间隔20m布置一先导孔，查看终孔时地层变化。（4）造孔每钻进5m用水平尺测量机身水平和立轴垂直1次，以保证钻孔垂直。（5）钻进过程中随时注意地层变化，对孔深、塌孔、漏浆等情况，要详细记录。（6）钻孔终孔深度应大于开喷深度0.51.0m，以满足少量岩粉沉淀和喷嘴前端距离。终孔后将孔内残留岩芯和岩粉捞取置换干净。（7）孔深达到设计深度后，进行孔内测斜，孔深小于30m时，孔斜率不大于0.5%。（8）测量孔深:钻孔终孔时测量钻杆钻具长度，孔深大于20m时，进行孔内测斜。 1.1.4 下喷射管钻孔经验收合格后，方可进行高压喷射注浆，下喷射管前检查以下事项。（1) 测量喷射管长度，测量喷嘴中心线是否与喷射管方向箭一致，喷射管应标识尺度。（2) 将喷头置于高压水泵附近，试压管路应小于20m，试喷调为设计喷射压力。 （3) 施工时下喷射管前进行地面气、浆试喷，即设计喷射压力管路压力。（4) 设计喷射压力管路压力为施工用的标准喷射压力，更换喷嘴时重新调试。（5) 摆喷施工下喷射管前，应进行地面试喷并调准喷射方向和摆动角度。（6）在下喷射管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，若压力过高，则易将孔壁射塌。1.1.5 搅拌制浆搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌浆液类型和灌浆泵的排浆量相适应，并应能保证均匀、连续地拌制浆液。保证高压喷射注浆连续供浆需量。本标段高压旋喷桩施工采用二重管法，采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，水泥及粉煤灰总用量为550，水泥：粉煤灰=1：0.3。水泥浆液的水灰比0.8。高压旋喷桩施工工期为2011-9-132011-11-11，要注意高压喷射注浆管路的防寒保暖工作，在浆液使用前，检查输浆管路和压力表，保证浆液顺利通过输浆管路喷入地层。1.1.6 喷射作业高压喷射注浆法为自下而上连续作业。喷头可分单嘴、双嘴和多嘴。（1) 当注浆管下至设计深度，喷嘴达到设计标高，即可喷射注浆。（2) 开喷送入符合设计要求的气和水泥浆，待浆液返出孔口正常后，开始提升。水泥浆液流量大于30L/min，气压不宜小于0.7MPa，旋喷提升速度1025cm/min。（3) 高压喷射注浆喷射过程中出现压力突降或骤增，必须查明原因，及时处理。（4) 喷射过程中拆卸喷射管时，应进行下落搭接复喷，搭接长度不小于0.2m。（5）喷射过程中因故中断后，恢复喷射时，应进行复喷，搭接长度不小于0.5m。（6) 喷射中断超过浆液初凝时间，应进行扫孔，恢复喷射时，复喷搭接长度不小于1m。（7) 喷射过程中孔内漏浆，停止提升，直至不漏浆为止，继续提升。（8) 喷射过程中孔内严重漏浆，停止喷射，提出喷射管，采取堵漏措施。1.1.7 冒浆在旋喷过程中，往往有一定数量的土颗粒，随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面，通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况，判断旋喷的大致效果和断定参数合理性等，根据经验，冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因及时采取相应措施。 流量不变而压力突然下降时，应检查部位的泄漏情况，必要时拔出注浆管，检查其封密性能。 出现不冒浆或断续冒浆时，若系土质松软则视为正常现象，可适当进行复喷；如系附近有空洞、暗道，则应不提升注浆管，继续注浆直至冒浆为止，或拔出注浆管待浆液凝固后，重新注浆直至冒浆为止，必要时采用速凝浆液，便于浆液在注浆管附近凝固。 减少冒浆的措施：冒浆量过大的主要原因，一般是有效喷射范围与注浆不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。a.提高旋喷压力（喷浆量不变）；b.适当缩小喷嘴直径（旋喷压力不变）；c.加快提升和旋转速度；1.1.8 充填回灌每一孔的高压喷射注浆完成后，孔内的水泥浆很快会产生析水沉淀，应及时向孔内充填灌浆，直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。终喷后，充填灌浆是一项非常重要的工作，回灌的好与差将直接影响工程的质量，必须做好充填回灌工作。（1) 将输浆管插入孔内浆面以下2m，输入注浆时用的浆液进行充填灌浆。（2) 充填灌浆需多次反复进行，回灌标准是:直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。（3）应记录回灌时间、次数、灌浆量、水泥用量和回灌质量。1.1.9 清洗结束每一孔的高压喷射注浆完成后，应及时清洗灌浆泵和输浆管路，防止清洗不及时不彻底浆液在输浆管路中沉淀结块，堵塞输浆管路和喷嘴，影响下一孔的施工。 1.2 技术要求（1）注浆工艺影响高压旋喷桩注浆固结体的质量因素较多，其中注浆工艺是影响固结体的重要因素之一。高压旋喷注浆，均是自下而上，连续进行，若施工中出现了停机故障，待修理好后，需向下搭接不小于500mm的长度，以保证固结体的整体性。（2）水泥用量的控制在喷浆提升过程中，控制水泥用量是关键。水泥的用量与喷浆压力、喷嘴直径、提升速度及水灰比等有直接关系，具体控制方法：A 确定水泥用量后，若水泥量剩余，则措施如下： 适当增加喷浆压力； 加大喷嘴直径； 减慢提升速度；B 确定水泥用量后，若水泥量不够，则措施如下： 保证桩径的情况下适当减少压力； 喷嘴直径适当减少； 保证桩体强度的情况下适当加快提升速度； 加大水灰比值；（3）固结体控形固结体的形状，可以通过调节旋喷压力和注浆量，改变喷嘴移动方向和提升速度，予以控制。由于本工程设计固结体的形状为圆柱形，在施工中采用边提升边旋转注浆，考虑到深层部位的成形，在底部喷射时，加大喷射压力，做重复旋喷或降低喷嘴的旋转提升速度，而且针对不同土层（硬土）可适当加大压力和降低喷嘴的旋转提升速度，使固结体达到匀称，保证桩径差别不大。（4）桩头部分处理：当旋喷管提升接近桩顶时，从桩顶以下1.0米开始，放慢提升速度，旋喷数秒后再向上慢速提升至桩顶面，当浆顶面高度达到要求后停止水泥浆（水、风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。（5）防止串孔的措施 在施工过程中，各机组采取跳打的施工方法； 在高压缩土层适当减小喷浆压力； 加快提升速度和旋转速度。1.3 特殊情况处理1、因特殊原因截渗墙施工停工超过24小时，须采用对接或补墙的方式进行连接。2、在施工过程中因故停止喷浆时，第二次喷浆接桩时（停止喷浆时间不超过24小时），喷浆重叠长度不小于2米。3、遇到地下障碍物时，在摸清情况的条件下，按折线方案连接。1.4 施工质量控制重点和检测方法止水帷幕属隐蔽工程，过程控制对施工质量起关键作用，施工质量控制重点有以下几个方面：垂直度控制、对桩位控制、水泥掺入比控制、施工深度控制、搅拌均匀性控制、喷浆均匀性控制、桩体直径控制、原材料质量控制等。1.4.1 垂直度控制施工前对施工设备行走范围内的场地进行平整，使设备行走平稳。施工过程中必须保证主机机身处于水平状态，保持导向架的垂直度，偏差不得超过0.5%。控制方法为利用主机调平装置调平。检查方法使用吊锤、随机水平仪、经纬仪等检查。1.4.2对桩位置控制施工前按设计要求进行截渗墙轴线放样，沿主机行走方向放出行车控制线。并按标准规定做好施工模具定好桩位，使对桩位置误差不大于20mm。1.4.3水泥掺入比控制、搅拌均匀性控制、喷浆均匀性控制按照现场工艺试验确定的水泥掺入比、浆液水灰比施工，根据不同的施工速度，按每米确定相应输浆量，允许电流作为控制施工速度的条件。浆液比重严格按照确定的配比拌制，充分拌和，不得离析，每制一次水泥浆，用比重计检测一次浆液比重。浆液泵送必须连续，必须用浆液流量仪计量，并按单位深度米为记录单位进行记录，并有专人记录。对供浆不足部位提升时进行加浆，保证均匀供浆。搅拌均匀控制，严格控制喷浆下沉和喷浆提升的速度，必须符合施工工艺要示，应有专人记录每桩下沉或提升时间。对粘性比较大的土层可进行必要的复搅，以保证搅拌均匀。1.4.4施工深度控制调试好深度记录仪，以钻头接触地面时定为0深度，以确保深度记录仪与钻头尝试的同步性和准确性，深度不得低于设计深度，在桩机上设立明显标记，以利于施工人员进行观察。时间记录误差不得大于5s，施工中发生的问题以及处理情况均应在记录中注明。 1.4.5桩体直径控制桩体直径由钻头直径控制，施工时每个班组必须测量一次钻头直径，如小于规定尺寸（直径磨耗量小于2mm），立即进行更换。1.4.6原材料质量控制止水帷幕是以水泥作为固化剂，原材料的质量对成墙质量的影响很大，为确保施工质量，要考虑一方面选用免检水泥，另一方面加强检测工作，同批号水泥每200吨抽检一次，不足200吨，亦抽测一次，每次取样不得少于20包，总数不得少于15kg。水泥到工地后加强管理，严禁将不合格水泥在施工中使用。水泥到工地后应按不同品种、标号、出厂批号、袋装或散装以及是否经过复验等，分别贮放在专用的仓库或储罐中，防止因贮存不当引起水泥变质。袋装水泥的出厂日期不应超过3个月，散装水泥不应超过6个月，快硬水泥不应超过1个月，袋装水泥的堆放高度不得超过15袋。水泥浆液用水，初步确定使用中运河水，如水质不满足要求，则选用地下水。 1.5 施工质量检测（自检）方案止水帷幕质量的检测主要有连续性、均匀性检测，防渗性能检测等。按照招标文件要求和我公司以往工程的经验，具体检测内容为：（1）开挖检查观测墙体的连续性和均匀性，具体包括桩径、桩间搭接长度、最小搭接成墙厚度、桩的倾斜度、搅拌均匀程度等。一般每200m左右开挖检查一次，深度不小于1.5m，纵向长35米。（2）采用开挖从桩体取样方分别做单轴抗压强度、渗透系数等试验测定水泥土的抗压强度指标与渗透系数指标。数量为200500米一组，每组23个样。（3）必要时做围井注水试验，检测防渗墙的防渗效果。具体安排根据现场情况与监理共同确定，一般每5001000米左右做一个试验围井，具体位置由监理工程师指定，试验按规程要求进行。（4）局部对质量有疑问的地方可采用大地雷达探测。第三章、沉井制作及下沉方案1.1沉井施工流程 基坑测量放样基坑开挖刃脚垫层施工立井筒内模和支架钢筋绑扎立外模和支架浇捣混凝土养护及拆模封砌预留孔井点安装及降水凿除垫层、挖土下沉沉降观察铺设碎石及混凝土垫层绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土混凝土养护素土回填。1.2基坑测量放样根据沉井的中心座标定出沉井中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。施工放样结束后，须经监理工程师复核准确无误后方可开工。1.3基坑开挖经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。挖土采用1立方米的单斗挖掘机，并与人工配合操作。基坑底面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥。1.4刃脚垫层施工刃脚垫层采用砂垫层和混凝土垫层共同受力。（1）砂垫层厚度的确定 砂垫层厚度H可采用如下计算公式计算：N/B砂H砂垫层采用加水分层夯实的办法施工，夯实工具为平板式振捣器。（2）混凝土垫层厚度的确定混凝土垫层厚度可按下式计算公式计算：（G0/Rb）/2混凝土垫层表面应用水平仪进行校平，使之表面保持在同一水平面上。1.5立沉井内模和支架井筒模板采用组合钢模与局部木模互相搭配，以保证内模的密封性。刃脚踏脚部分的内模采用砖砌结构，宽度与刃脚同宽。井身内模支架采用空心钢管支撑。钢管支架必须架设稳固，如有必要，可采用对撑支架，增加内模的稳定性。1.6钢筋绑扎沉井钢筋现场设加工场成型制作，井壁钢筋分两次绑扎接高，16以上钢筋采取闪光对焊工艺接长，绑扎时接头相互交叉。井壁双层钢筋用10钢筋撑脚把网片撑开。钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定，保证钢筋设计间距。为了保证保护层的厚度，应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验收。隐蔽验收合格后，方可进行立外模。1.7立外模和支架沉井制作采用组合定型钢模板，在沉井插筋部位用2英寸木模板间隔拼装，拼装的木模表面刨光，拼缝严密平整。为防止接缝间隙过大易漏浆，在其接缝表面采用粘贴包箱纸。立模前所有模板涂刷脱模剂，使砼表面能平整、光滑。内外模板顺序原则上先立内模，后立外模。模板与钢筋安装应互相配合进行。模板采用双层钢筋用483钢管作竖围囹，25钢筋弯成与井壁同圆形作水平围囹，内外模用16对拉螺杆与模板围囹结合牢固，确保井壁厚度。螺杆上设一道止水片，止水片与螺杆满焊。模板支架及脚手架采用483.5钢管扣件搭设。支架根据立模及钢筋绑扎，砼浇捣的需要分层架立。支架的底脚衬垫3060木板，支架每隔9m设一道剪力撑与地面的夹角控制在45度左右。外脚手架的纵向立杆间距为1.4m,横向立杆间距为1.2m。钢筋混凝土沉井制作的允许偏差符合下列规定（1）沉井平面尺寸偏差：长度、宽度为0.5%，且不大于10cm；两对角线差异为1%对角线长，且不大于10cm。（2）沉井壁厚偏差：1.5cm。（3）井壁、隔墙垂直度偏差：不大于1%沉井设计高度。（4）预埋件中心位置偏差：2.0cm。（5）预留孔（洞）位置偏差：2.0cm。1.8浇捣混凝土本工程砼采用现场拌制砼，配砼泵车用布料管直接对称浇筑砼。浇筑采用水平分层法，每层控制在30cm左右，用插入式振动器有次序的振捣。每节砼浇捣完成，在砼初凝前，井壁厚度中设一条环形凹型施工缝，深6cm，三分之一壁厚度。再次浇筑时，施工缝需凿毛，清除浮石，冲浇干净，用同品种水泥高标号砂浆12cm进行接浆。砼养护采用浇水养护，不少于十四天。每次浇筑砼在同一车内取二组试块一组三块作强度标养检测，加一组六块作抗渗标养检测。在下一节沉井砼强度达到70%后，再浇捣上一节沉井，。1.9养护及拆模混凝土浇捣完成后应及时养护，养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法。在养护过程中，对混凝土表面需浇水湿润，严禁用水泵喷射而破坏混凝土。养护时应确保混凝土表面不发白，至少养护七天以上。养护期内，不得在混凝土表面加压、冲击及污染。在拆模时，应注意时间和顺序。拆模时间控制在混凝土浇捣后的34天内进行，过早或过晚的拆模对混凝土的养护都是不利的；拆模顺序一般是先上后下，小心谨慎，以免对混凝土表面造成破坏。对于分段浇捣混凝土部位，应保留最后一排模板，利于向上接模。1.10沉井下沉1.10.1在墙体砼强度达到80%以上时，设置临时支撑，拆除模板、脚手架、对直径大于1m的预留洞口进行封砌抹面后，方可开始下沉。下沉之前凿除刃脚斜面砖胎和垫层砼之后方可进行下沉，拆除时要对称进行。1.10.2下沉保证措施将石蜡用煤油融化，在刃脚周围均匀涂抹。工程沉井采用人工挖土，共设2台16T吊车吊运出土。土从中间开始起挖，逐渐向四周均匀、对称进行开挖，挖成锅底形。下沉过程要昼夜连续作业。1.10.3沉井下沉过程分三阶段：1.10.3.1初沉阶段：初沉时井的下沉系数较大，重心高、稳定性差，因此挖土过程中一定要均匀对称进行，每一室要将土体挖成浅锅底，深度控制在0.51.0m左右，然后再挖四周土体，但始终要保持刃脚周边土面高于中间土面。在该阶段四角控制点的高差容易偏大，必须重视纠偏工作，利用挖土位置和挖土深度不同，高处多挖土、底处少挖土，调整刃脚踏面的土反力分布，促使沉井改变倾斜状态，逐步过渡到垂直状态。该阶段测量要求每隔2小时测一次，对平面位置每天测一次，如测量反映沉井偏差超限时，及时告之指挥人员调整挖土位置，但要控制好每个室之间的挖土深度，底面高差不宜大于50cm。在施工中要切实做到勤挖、勤测、勤纠、控制好高差，限制锅底挖土深度，防止发生突沉事故。1.10.3.2正常下沉阶段：一般在沉井下沉至总高度1/3后，即算进入正常下沉阶段。该阶段下沉比较平稳，可适当加快挖土速度、增加挖土深度，一般锅底深度控制在1.5m左右。但仍要保证四周对称、均匀挖土，平稳下沉为原则。1.10.3.3终沉阶段：在刃脚底面达到设计底板底面高程时，即可认为进入终沉阶段。挖土锅底逐步由凹形过渡到凸形反锅底状。，要适当放慢挖土速度和数量，严格按照均匀对称的原则布置挖土范围，及时进行纠偏，当四角高差超过2cm时就开始纠偏，方法以调整各室挖土速度为主。终沉就位是沉井的最关键时刻，要加强测量，按每1小时测量1次，严格控制沉井的下沉速度。应根据下沉速度实际情况，适当控制沉井沉停标高，一般在刃脚底面距设计高程20cm左右。一旦沉井刃脚底面标高达到该位置时，要立即停止挖土，用大块石卡填在刃脚下，测量密切注意观测，8小时内下沉不大于1cm，即为沉井沉停成功。沉井到位后，要求每半天观测一次四角标高。1.10.4助沉纠偏（1）沉井下沉过程中，刃脚下产生地基反力，当沉井下沉系数小于设计下沉系数时，允许采用加载助沉，加载平台符合重物堆放方便和结构安全等要求，重物堆放重心根据施工组织设计规定，加载时加载范围内的其他工作停止。沉井下沉到设计标高时先卸载，卸下的重物随卸随运，不堆放在沉井边。（2）沉井纠偏根据测量资料随偏随纠，当沉井偏斜达到允许值的1/4时便要纠偏，沉井下沉过程中要做到勤测、勤纠、缓纠。（3）沉井初沉阶段纠偏根据“沉多则少挖”“沉少则多挖”的原则在开挖中纠偏。刃脚下挖土要逐步扩大，不能一次过量掏挖，不要通过大量挖土来纠偏。（4）水或冲气方法纠正井体倾斜时，可在沉井偏高的一例在井壁外插入射水管或冲气管进行射水或冲气，减少井壁摩阻力。射水或冲气管亦可预埋设在井壁内适当位置，供纠偏时按照偏斜方法进行纠偏。用射水法纠偏后如留有射水孔宜用厚触变泥浆或砂土填满。（5）井下沉过快时，在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实，加大摩阻力。1.10.5下沉观测（1）沉井下沉时应注意观测，刃脚标高每班至少测量一次，轴线位移23天测一次，当沉井每次下沉稳定后应进行高差和中心位移测量。（2）初沉阶段每2h至少测量一次，必要时应连续观测、及时纠偏。（3）终沉阶段每小时至少测量一次，在软土地层中如停止挖土后沉井仍不能自沉时应立即采取措施控制下沉。当沉井下沉接近设计标高时应加强观测，待8h内沉井自沉累计不大于10mm时方可进行封底，此时井体的标高位移和倾斜应在允许偏差范围内，并经检验合格。1.11 沉井施工质量要求1.11.1基坑开挖后，下设砂填层1m，井壁四周均匀设置垫木，垫木长度为2m，厚度0.2m，宽度0.3m，每米内垫木砂于四块，垫木中心浅与刃脚中心浅重合，埋置深度为其侧壁厚度的一半。1.11.2沉井开始下沉时，抽除垫木应在来人指挥下，分组编号按顺序依此对称，同步地抽除，抽垫过程中，应随抽随填夯砂石或砂砾石，在刃脚外填筑土堤并分层夯实。1.11.3如果采用水力机械冲泥时，应以集泥坑为园心逐渐向四周冲射，并注意在刃脚内侧保留0.51.0m，宽的土台，均衡对称地自上而下一层层冲去，严禁用水枪掏挖刃脚踏面以下的土层。1.11.4采用人工挖土时（本方案主要采用挖土），次序是先中央后四周，均衡对称地进行，并应根据需要留有土台，逐层切削，使沉井均匀下沉。1.11.5沉井施工刃脚底离设计标高2米时，应减缓挖土速度，严禁超挖以免超沉。1.11.6施工必须定时观测井外四角点沉降情况。有异常及时汇报处理。1.11.7井壁施工时，不能遗漏地梁，墙板、平台、水管及中间隔板出水管等预留钢筋，并应留出足够搭接长度和铲开接头。第四章、沉井封底方案1.1准备工作：（1）沉井下沉至设计标高的要求范围内，经沉降观测沉降率在允许范围内即可进行封底。（2）封底方法应根据设计规定，若排水封底有困难需改变封底方法时主动与设计单位联系。（3）沉井封底前应绘出沉井内开挖锅底简图。（4）本工程在井点降水条件下施工，在封底前应用大石块先将刃脚下垫实，同时应加强井点降水保持连续抽水。（5）封底前应准备好集水井筒。1.2 水下封底1）采用不排水法封底，用砼泵输送至集料斗内通过导管向沉井内灌筑商品砼。2）封底砼浇筑要对称均匀，分格浇筑，先锅底后四周，从封底至砼达到强度设计值时，应保持井内外水位相等，以免封底砼承受水压，水下封底砼强度达到设计规定，且沉井能满足抗浮要求时（经计算该沉井封底后能满足抗浮要求），方可将井内水抽除进行底板砼浇筑，待顶管工程结束，再进行隔墙钢筋绑扎及立模、浇筑。3）每仓封底砼浇筑结束后，由潜水员在砼顶面按照设计要求，采用水下定位装置按顺序预留插筋，确保在砼初凝之前施插完毕。浇筑顺序为先锅底、后四周工艺流程水下锅底整平搭设浇筑平台安置导管安放砂包储料开浇提升导管浇筑结束测量顶面预留插筋验收在整个浇筑过程中，应经常不断用测绳测量水下砼面上升情况，以及潜水员摸测扩散半径，同时通过导管上的刻度和测绳测得的水深，算出导管下口的标高，掌握导管下口埋入砼的深度。浇筑指标控制a.导管平面布置本工程采用导管法进行水下C20素砼浇筑,将沉井平均分成两仓,根据导管作用半径,布置导管,施工时循环浇筑,每根导管一次浇筑时间一般不超过20分钟,且相邻管底差不超过20cm,导管的浇筑半径为3.5m。b.浇筑平台在沉井顶部搭设浇筑工作平台，假设平台顶高程为0m,(井内水位与地下水位持平为1.5m),保证超高2.5m,此时导管底部最小超压力为24.2t/m2,导管直径250mm,导管作用半径为3.5m,砼输送由泵车直接供料。c.导管埋深h1=k/3=3.5/3=1.16md.首批砼数量在开浇阶段，通过导管浇筑的首批砼在管脚步处堆高不宜小于0.5m,以便导管口埋深不小于0.3m,此时采用坍塌度较小的砼拌和物,流入仓内的砼坡率约为0.25,所需首批砼为V=1/3r2h=1/3(0.50.25)20.5=2.1m3将导管布凹坑处,则满足埋管深度的首批砼数量可小于2.1m3e.砼流动性指标根据现场配置确保砼坍塌度为18-20cm,保持流动性具有坍塌度15cm的时间为1小时。f.砼面上升速度在砼配合比设计时，保证初凝时间为4小时，则砼面上升速度为：V=H/t=1.7/4=0.43m/小时,相邻导管间砼上升速度宜相近,终浇时,砼面应高于设计高程。g.混凝土浇筑面坡率I=T0（Htrc）其中:T0=(30-S)rc/1.47S-坍塌度（取流动性保持指标最后坍塌度15cm）rc-砼拌和物容重 Ht-浇筑结束时导管埋深Ht=80cm则：i=（30-15）/1.47rc(80rc)=0.13=1:8由此可见导管埋置越深,浇筑坡面越平整,但浇筑过程中由于砼拌和物在流动过程中产生阻力,因此实际坡面要陡一些,约为1:(5-7)。1.3 干封底与浇筑钢筋混凝土底板（1）封底前应整理好锅底和清除浮泥，对新老混凝土接触面应凿毛清洗，井内积水应尽量排干并在每个井格底部中央设置至少一个集水井，其深度和大小要满足水泵吸水要求。（2）本工程封底前按照设计规定，浇筑素混凝土封底，此类工作均须沿井壁四周向中央进行。素混凝土封底应一次浇筑、分格、逐段、对称进行，不得中途停顿，避免产生施工缝而造成渗漏现象。混凝土封底的同时集水井不得填没，排水工作继续进行，以保证混凝土在终凝前不浸水。素混凝土封底的表面应平整，当强度达到设计强度的25以上时才允许在上面绑扎底板钢筋。钢筋扎好经检验合格后方可浇筑底板混凝土。（3）当底板钢筋混凝土强度达到设计要求时，根据抗浮计算，地下水位控制值可适当提高。沉井能满足抗浮要求时方可封填集水井，封填先应清洗干净，封填必须密实防止渗漏。（4）钢筋混凝土底板表面应平整，整个底板不得有渗漏现象，如发现渗漏点应压浆堵漏。漏水严重时应设置临时泄水管引流，在压浆堵漏后再封闭泄水管。第五章、顶管顶进施工方案1.1 顶管施工工艺框图泥水平衡式顶管施工工艺流程图1.2 顶进施工方案1.2.1 平面布置1、在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间、冷作间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。 2、现场布置采用16t汽吊，设备进场时，采用16t汽车吊车。3、工作井内主要设备安装（见图）搭建井内工作平台、安装配电箱、主顶动力箱、控制台等，铺设各种电缆、管线、油路等。主顶站选用4台200t千斤顶，油缸行程1.5m，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底的横梁上，千斤顶着力点应在与水平直径成450角顶管圆周上，且与管道中心的垂线对称，每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合下列规定：A、两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。B、导轨安装的允许偏差应为：轴线位置：3mm；顶面高程：0+3mm；两轨内距：2mm。C、安装后的导轨必须牢固可靠，严禁在顶管过程中产生位移或变形，并应经常检查校正。1.2.2 出土方案泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土。在沉井上部砌2只沉淀池。沉淀的余土外运需按文明施工要求和渣土处理办法，运到永久堆土点，不得污染沿途道路环境。1.2.3 出洞方案为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内，在洞口内预先安装一个单法兰穿墙钢套管，用于安装橡胶止水圈及止水封板。由于顶进距离长，造成管材表面及F型钢套环、砂等对橡胶止水圈不可避免的磨损，需经常更换橡胶止水圈。因此，我们在洞口里侧增加一道橡胶止水圈，当需更换外部橡胶止水法兰时，洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。1.2.4 测量以及设备安装1、测量的方法（1）通视条件下的测量1.1.1使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至A点，后视B点，作BA直线的延长线，并在工作井后部定出一点C。保证C、A、B在一条轴线上，置经纬仪在C点上，后视A点，在工作井井壁上定出一点A，置激光经纬仪基座于井下D点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于A点，后视B点，在激光经纬仪器架上定出D点，D点同A，A，B点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中D点，后视A，点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。（2）不通视条件下的测量引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A，其余步骤同通视条件下测量定位。后靠背导轨及后顶的安装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，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合，调整方法见图：在轴线定好后既可安装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周作出46个临水点，保证轴线标高-临水点高程= h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。引轴线至井底前后两侧A、B两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点C，开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点D、D，测量AD和AD，的距离，只需保证AD的距离约等于AD，的距离既可，误差不应大于3cm，导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向既可，最后根据实际情况填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙，后方顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平后顶后只要保证所以千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一至，此副导轨用于防止机头进洞后低头，见下图：增高装置可根据机头重量以及增高量选择枕木，钢支架或砼垫层。洞口止水装置的安装，应保证除止水圈外最小直径大于进洞物最大直径的8cm，防止受到进洞物的剪切而失去止水效果，位置确定后可用水泥砂浆封堵与井壁形成的间隙，防止从间隙处漏水、漏浆。1.2.5 泥水系统的安装泥浆池应尽量靠近工作井边，可采用并联法，见图：泥浆池尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，沉石箱的配置可沉淀块状物，防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损坏。注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配置减压系统，在泵出品处1米外以及机头注浆处各安装一只隔膜式压力表。1.2.6 顶进开始调试阶段以及土体取样顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。机头下井后刀盘应离开封门1米左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不超过5mm，既可开始凿除砖封门，砖封门应尽量凿除干净，不要遗留块状物，同时可进行土体取样工作，使用100，L=500mm的两根钢管在洞口上下部各取长400mm的土样，取样工作完成后随既顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。机头属于刀盘不可伸缩型，土压力表所显示的土压力为泥仓土压，显示的土压力与实际顶进的土压力存在一个压力差P，此值一般取15-30T，由于进泥口是衡定的，TCZ机头的土压控制主要通过顶速来调节，每次初顶时先调节好送水压力，然后打开机内止水阀，转动刀盘，关闭机内旁道，待流量达到额定值的80%时既可开始顶进，送水压力可通过机内压力调节既可完成。1、顶进过程中的方向控制由于机头本身所具有的方向诱导装置，纠偏操作就变的简单易行了，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在二号光耙的中心既可。测量与方向控制要点(1)有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员项目管理部监理工程师，确保测量万无一失。(2)布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。(3)顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在1020不得大于0.5。并设置偏差警戒线。(4)初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。(5)开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。1.2.7 顶管动力、照明配套1、顶管动力配套序号设备名称数量总功率(kw/h)1刀盘电机2442输送泵电机1223纠偏油泵电机144液压系统电机2305注桨电机1116桨液搅拌机1117电焊机1308排水泵211合计163（注：以上所列设备，并不都是同时启动。)动力电线设置：管内设置二路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采用TNS方式，三相五线制移动电线装接。1.2.8 接口质量控制1、本工程所用管节为“F”管，“F”管受力性能好，接头稳定性高，接口处止水密封性能好。2、选用优良管材并处理好管子接口顶管施工是十分重要的。要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。3、管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止“F”型管接口的套环受压变形。4、接管前再次检查管子接头的承插口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地。确认合格后可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无侵蚀性的润滑材料以减少摩阻力。承插接管时要保证与上节管的钢套环同轴度，并且加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。顶管结束后要按设计要求在管内间隙处填充弹性密封膏，并与管口抹成个光滑的渐变面。密封圈的胶结应在使用前两天完成并检查其牢固性。5、管材供应在顶进过程中，管材的供应是非常重要的，如果供应不及时造成顶进停止，后果是非常严重的，由于机头重量一般较大，长时间的滞留会造成机头沉降，使轴线发生偏差；或已顶好的管子和周围土体固结，使得摩阻力增大。因此，在开始顶进前，需指定详细周全的供应计划，现场应备有足够余量。6、设备维修及保养在本工程顶进过程中，特别需要对掘进机进行维修和保养，使掘进机始终处于优良的使用状态，从而顺利完成本工程实施。1.2.9 液压系统当液化油出现乳化时，说明液压油己严重氧化，应予以更换，更换液压油之前须把油箱内清洗干净。加油必须用精滤车过滤后方可加入。另外，一旦发现油管老化应予以更换。电气系统应保持干燥，保持指示灯及各仪表正常。1.2.10 纠偏系统纠偏系统要经常检查是否漏油、油液质量、油压情况，如发现不正常情况及时更换。1.2.11 注浆减磨顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻及工具管气水压力。工具管切土正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2，硬土层通常在20-60t/m2。大于40t/m2时表明土质较好。F1=S1K1F1-顶管正阻力(t)S1-顶管正面积(m2)K1-顶管正阻力系数(t/m2)F1=S1K1=r2k1管磨擦阻力：管壁与土间磨擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料，管壁磨擦阻力一般在0.1-0.5t/m2之间。F2=S2K2其中F2顶管侧磨擦力(t)S2顶管侧面积(m2)K2顶管侧阻力系数(t/m2)F2=S2K2=DLk2为了减小顶压进阻力，增大顶进力，并且为了防止出现塌方，顶管过程中，应采用在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆护套，减少管壁与土壁之间的摩擦力。泥浆在输送和灌注过程中具有流动性、可泵性。1、触变泥浆的材料触变泥浆的主要成份是膨润土、掺入碱和水配制而成。为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强，可掺入石灰膏。但为了施工使用时保持流动性，还必须掺入缓凝剂和塑化剂。2、触变泥浆的拌合程序将定量的水放入搅拌罐内，并取其中的一部分水来溶化碱；在搅拌过程中，将定量膨润土徐徐加入搅拌灌内，搅拌均匀；将溶化后的碱水倒入搅拌灌内，再搅拌均匀，放置12h后即可使用。3、触变泥浆应注意的事项注浆孔的布置宜按管道直径大小确定，一般每个断面可设置34个，并具备排气功能。搅拌均匀的泥浆应放置一定时间方可灌注。灌浆前，应通过注水检查灌浆设备，确认设备正常后方可灌注。灌浆压力可按不0.1Mpa开始加压，在灌浆过程中再按实际情况调整。灌浆时，按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行并应与管道和中继间的顶进同步。灌浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进。长距离顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，我们在注浆时做到以下几点1.2.12 应急措施1、地质发生很大的变化，突然间变硬或变软。这可以通过刀盘的转矩来判断，如果突然变硬了，则向土仓内加入水或泥浆，掘进机上设有加泥孔，其目的就是用来加泥的。如果太软，可把第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。2、在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。操作人员必须严格遵守这样一条规定：无论何种情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实汇报情况，以便分析原因，找准对策。第六章、工具头的选择及安拆1.1 机头选型根据地质情况并结合我们施工经验计划本次顶管采用具有破碎功能的泥水平衡式掘进机进行施工，泥屑由泥水系统随泥浆管排出，在泥浆池过滤沉淀并及时外运至合理地点或业主指定地方。泥水平衡式掘进机基本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的15%20%。刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。一般情况下，刀盘每分钟旋转45转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达2023次。由于本机有以上这些特殊的构造，因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的，破碎的最大粒径可达掘进机口径的40%45%之间，破碎的卵石强度可达200Mpa。1.