沉井顶管施工方案

xxxx建设项目工程沉井顶管施工方案目录第一章编制依据及原则 1 11.2编制原则 2第二章沉井施工方案 2 2.2施工资源配置 32.3沿线地下管线状况 第三章施工工艺 53.1主要工程施工工艺比选 5 5 63.2沉井施工流程 63.3基坑开挖 6 6 73.4垫层施工 7 73.5沉井制作 8 8 9 3.6沉井下沉施工 第四章沉井施工质量通病防治措施 4.1沉井制作外壁粗糙、鼓胀 4.2沉井制作井筒裂缝 4.4沉井下沉过快 4.5下沉过慢 4.8沉井超沉或欠沉 4.9沉井失稳 4.10沉井上浮 4.11封底混凝土不密实 4.12导管拔不出 第五章高压旋喷桩施工方法 5.2双轴深搅桩施工(三轴深搅施工工艺雷同) 第六章钢管顶进施工 6.1顶管施工 6.2顶管机械设备 6.3泥水平衡式顶管施工形象 6.4泥水平衡式顶管突出的优点 6.5施工工艺流程 6.6泥水系统、水压控制、注浆量的计算 第七章施工监测 7.1监测的目的和意义 7.2监测范围 7.3监测点布设 7.4监测内容的实施及测量方法 7.5投入的仪器设备 7.6监测频率 第八章安全保证措施 8.1安全目标 8.2安全管理体系 8.3危险源辨识 第九章质量保证措施 9.1质量管理目标 9.2质量管理体系 9.3质量管理措施 第十章应急救援预案 10.1应急救援组织机构图 10.2应急救援组织机构职责 10.3应急救援指挥部的组成 10.4应急救援指挥部和专业处置组的职责 10.6生产安全事故的应急救援处置 10.7应急救援物资 10.8应急救援组织的演练 10.9应急救援路线 第十一章脚手架稳定性及沉井下沉稳定性计算书 11.1脚手架稳定性计算 11.2沉井下沉稳定性计算 附表2顶管施工机械设备表 附表3顶管劳动力投入计划表 附表4顶管材料投入计划表 附表5沉井顶管施工危险源辨识调查一览表 1第一章编制依据及原则(10)《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》GB50683-2011(11)《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》GB/T11345-2013(15)《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(中华人民共和国住房和城乡建设部文件建质[2009]87号)(16)住建部37号令及建质办31号文件。(18)本工程施工设计图纸(19)相关测量报告、管线探测报告及岩土工程勘察报告2施工方案可行、适用、经济。坚持在实事求是的基础上力求技术先进、科学合理、经济适用的原则。科学管理的原则。(3)推行全面质量管理，执行质量管理标准和程序。(4)采用项目法组织施工，推行标准化管理，达到安全、文明、高效。(5)实行项目法管理，通过对劳务、设备、材料、资金、技术、施工方案和信推广和应用“四新”成果。(6)组织专业队伍进场，装备足够的优良机械设备进行专业化施工，保证在规定的工期内完成施工任务并力争提前。(7)遵守环境保护法并切实按有关要求和规定来组织实施。(8)在仔细考察工程实地，认真研究图纸和有关规定的基础上，针对本合同工程的特点、施工条件，并结合现场实际、上场的机械装备、人员条件，科学合理地组织施工。第二章沉井施工方案2.1工程概况本工xx建设工程主要为：xx原水管线；管道主要采用钢管.本工程穿越重要道路、大中型河流，采用沉井顶管方式施工，具体为：D16000工作井一座，D12000接收井一座，顶管管材采用DN2820钢管，壁厚为26mm,DN2420钢管，壁厚为20mm,顶管完成后在DN2820钢管中敷设一道DN2620钢管、3DN2420钢管中敷设一道2020钢管，并进行填充密实。井号桩号作用部位尺寸开挖前标高管内底标高刃脚底面标高井顶标高井高度圆形工作井圆形接收井2.2施工资源配置详见附表2、附表3、附表42.3沿线地下管线状况xx沉井桩号为x,沉井位于拆迁后场地内，井壁距现况机动车道约20m,附近有一道电缆管沟，临时拆除，待工作井施工结束后进行原则恢复；x沉井桩号为x,位于xx路南侧，过xx路和xx水沟，位于河堤边，无地下管x沉井外径尺寸为xm,壁厚1m,高度xm,x沉井外径尺寸为xm,壁厚0.8m,高度17.9m,其所在位置场地较开阔，邻近临时加工场地；沉井下沉经过土层①-1层杂填土，①-2层素填土，①-3层淤泥②-11层粉质黏土，②-12层粉土，②-13层粉质黏土，②-14层粉质黏土，②-21层淤泥质粉质黏土，②-23层粉土夹粉砂，②-24层淤泥质粉质黏土夹粉土，②-32层粉砂夹粉土，②-34层粉质黏土，②-41层粉砂，4②-43、②-44层粉细砂，②-45层淤泥质粉质黏土，③-11、③-12、③-23层粉质黏2、顶管穿越层为②-21淤泥质粉质黏土、②-34层粉质黏土。SKSK10012SK09101.28血初3.4到-4丽貌领气钢18.201-10.i420.01-.3班5K10025第三章施工工艺3.1主要工程施工工艺比选3.1.1沉井制作方案比选序号方案管次下沉制作商度开扢深度下沉次数原地面一次下沉客次下沉1因可可行可行可行可行可行可行2安全可靠性安全;城井量;;可控可控沉并短过9m,安金风险增大可控器器3工期可控性可控可控可控敬低下沉4经济合理性砂垫层票度降低，费用少砂整层票度软大、费用软高利用原地面素集土及少部分砂质粉土层作为沉井基础，则砂垫层仅篇设霞0.2m1.5~2m时土质多为淤泥质粉质黏土，砂垫层票度验算值为1~1.5m。方能满足承就力要求，费用高约1.3万元须设置较票砂懿层费用高砂垫层票度软小，费用低5综合结论优先优先优先63.1.2沉井下沉方案比选序号方案因素不排水下沉1技术可行性地下水位较高，对于有旋喷桩止水帷幕的沉井采用排水下沉效果较好，对于没有旋喷桩止水帷幕的沉井采用排水下沉，技术上可行技术上可行2安全可靠性由于部分施工点距离道略敏近，沉井采用排水下沉连续降水，对周围道路有一定的影响，存在一定的安全风险恨据以往施工经验及现场工程特点，此方案安全可靠3工期可控性由于浦口地区地下水软丰富，对于没有设置旋喷桩止水帷幕的沉井排水量较大，实施工期较长沉井下沉采用不排水下沉，工期短4经济合理性单座井排水下沉费用约3.6万元单座井不排水下沉费用约3.25万元5综合结论优先3.2沉井施工流程3.3基坑开挖3.3.1开挖要求1)基坑按1:1坡度开挖，挖深为2m(开挖深度视现场土层具体情况而定，设计图纸要求为开挖至老土持力层);2)基坑底边距离刃脚外壁1.2m。基坑的上边口2-3m外基坑四角各设一口管井进行降水，管井长度18m(管井数量设7置根据施工现场实际设置降水井，井点数量为1-4个。若在施工工作井时有积水情况，可根据情况在旁增设管井，以降低地下水)。3.3.2注意事项1)基槽开挖尺寸，基底标高必须符合设计及规范要求，并严禁扰动；2)基坑开挖期间，四周2m范围内不能堆放材料，并尽量避免挖机及吊车等重3)雨季施工时派遣专人排水，防止边坡不稳、地面水流入基坑。3.4垫层施工3.4.1基本要求1)沉井垫层参数见下表：沉井垫层参数取值表(单位：m)参数井号砂垫层素砼垫层备注厚度宽度厚度宽度SQ-01工作井1基坑满铺SQ-02接收井1基坑满铺3.4.2注意事项1)铺筑级配砂在夯实振压前应根据其干湿程度和气候条件，适当地均匀洒水以保持砂的最佳含水量，以利于夯压实；2)最后一层夯、压密实后，表面应拉线找平，并符合设计标高；3)地基上表面的浮土、淤泥、杂物应清除干净，平整地基，并妥善保护基坑边4)雨期施工时，在距离基坑顶边1.5m位置四周设置400×400截水沟，基坑边坡采用砂浆抹面护坡，防止地表水流入坑内。83.5沉井制作3.5.1脚手架工程1.施工要求1)沉井制作首先需要搭设双排脚手架，采用φ48钢管、扣件式结构，第一节(分节浇筑高度不大于4m)结构制作的脚手架均坐落在基坑内，立杆的下端应铺设木板，扩大在基础上的接触面积(脚手架搭设及稳定性演算见计算书);2)脚手架分多层搭设，层高(即步距)控制在1.8m,立杆横距为1.20m,每层铺设竹篱笆并设置防护栏杆两道，第一道防护栏杆高度0.6m,第二道防护高度1.2m;3)在脚手架每一区域搭设竹篱笆走道和扶梯，倾斜走道斜率为40°,斜道走道面上要求每间隔50cm绑扎防滑条；4)脚手架设置扫地杆(扫地杆距地面20cm)、八字撑等进行加固，且内外脚手架与沉井井壁间距0.3m~0.5m(八字撑的斜度控制在45°~60°之间);5)走道板与井壁之间间隔30cm,在4m高处设置一道挂防坠网；6)在操作层高1.2m处设两道防护栏杆，设置有准用证的密目式立网，立网的边绳与大横杆靠紧，并用绳在大横杆与立杆上系结牢固，踢脚板涂刷黑黄漆。92.注意事项1)对头铺设的脚手板，接头下面必须设两根小横杆，板端距与小横杆的距离不小于150mm,拐弯处的脚手板必须交叉搭铺；2)距离墙面不得大于300mm,里立杆与墙面之间铺设一块脚手板，不得有空隙；一端未固定的情况，须两端固定连接；4)井内和井外的脚手架逐层加高时对原有底层脚手架加固处理，具体为从顶层中点位置向底层两边角设置八字撑，并可适当增加抛撑和斜拉钢索；5)沉井接高时在已沉好井壁内侧预埋铁板上焊钢支架，内脚手架搭在支架上，6)要控制好脚手架上堆放的施工用品，特别是脚手架搭设在三脚架上的或层数较高的脚手架上不得堆放重物。3.5.2沉井钢筋制作(1)钢筋应有出厂质量证明和检验报告单，并按有关规定分批抽取试样作机械性能试验，合格后方可使用。(2)根据施工图设计要求，钢筋工长预先编制钢筋翻样单。所有钢筋均须按翻(3)沉井钢筋采用搭接焊。焊条：采用焊条应与钢材强度相适应。焊接长度：双面焊不应小于5d,单面焊不小于10d。在搭接长度范围内，受力钢筋接头截面积不得大于总面积的25%。(4)钢筋绑扎必须严格按图施工，钢筋的规格、尺寸、数量及间距必须核对准确。(5)井壁内的竖向钢筋应上下垂直，绑扎牢固，其位置应按轴线尺寸校核。底部的钢筋应采用与砼保护层同厚度的水泥砂浆垫块垫塞，以保证其位置准确。(6)井壁钢筋绑扎的顺序为：先立2-4根竖筋与插筋绑扎牢固，并在竖筋上划出水平筋分档标志，然后在下部和齐胸处绑扎两根横筋定位，并在横筋上划出竖筋的分档标志，接着绑扎其它竖筋，最后再绑扎其它横筋。(7)井壁钢筋应逐点绑扎，双排钢筋之间应绑扎拉筋或支撑筋，其纵横间距不底板上、下层为50mm,后浇隔墙为35mm,梁为40mm,顶板为35mm。(8)井壁水平筋在联梁等部位的锚固长度，以及预留洞口加固筋长度等，均应符合设计抗震要求。套管内径=混凝土管外径+20050厚自膨胀橡胶密封圈内外各1圈L】井壁(9)合模后对伸出的竖向钢筋应进行修整，宜在搭接处绑扎一道横筋定位。浇灌混凝土后，应对竖向伸出钢筋进行校正，以保证其位置准确。2、钢筋制作质量控制(1)钢筋进场检验钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单，进场时应检查其外观和标志，按不同的钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批抽取试样进行力学性能试验，经进场检验合格后方可使用。检验采用分批检验，每批质量不大于60t,超过60t的部分，每增加40t,增加一个拉伸和一个弯曲试验试样。在工地存放时，应按不同品种、规格，分批分别堆置整齐，不得混杂，设立标牌，存放时间不宜超过6个月；钢筋不得直接置于地面，下垫方木上盖彩条布。对设置在结构或构件中的预留钢筋的外露部分，要采取包裹、涂刷防锈材料进行防护。沉井顶板拟采用现场预制后吊装，预制构件的吊环，必须采用未经冷拉的热轧光圆钢筋制作。(2)钢筋的加工③箍筋末端弯钩做法：图4.2.5箍筋弯钩形式图④钢筋加工质量标准表4.2.6钢筋加工的质量标准允许偏差(mm)受力钢筋顺长度方向加工后的全长弯起钢筋各部分尺寸箍筋、螺旋筋各部分尺寸(3)钢筋的连接①钢筋的连接采用焊接接头。绑扎接头的钢筋直径不大于28mm。②对焊接接头和机械连接接头，在接头长度区段内，同一根钢筋不③对绑扎接头，两接头间的距离不小于1.3倍搭接长度。接头面积最大百分率(%)受拉区受压区主钢筋绑扎接头主钢筋焊接接头不限制注：1.焊接接头长度区段内是指35d(d为钢筋直径)长度范围内，但不得小于500mm,绑扎接头长度区段是指1.32.在同一根钢筋上宜少设接头。焊接方法接头形式钢筋牌号钢筋直径(mm)搭接焊双面焊HPB300HRB335HRBF335HRB400HRBF400HRB500HRBE500单面焊HPB300HRB335HRBE335HRB400HRBF400HRB⁵00HRBF500表8.3.1-1钢筋安装实测项目项次规定值或允许偏差检查方法和频率受力钢筋间距两排以上排距尺量：长度≤20m时，每构件每构件检查3个断面同排梁、板、拱肋及拱上建筑基础、锚碇、墩台身、墩柱2箍筋、构造钢筋、螺旋筋间距(mm)尺量：每构件测10个间距3钢筋骨架尺寸(mm)长尺量：按骨架总数30%抽测宽、高或直径4弯起钢筋位置(mm)尺量：每骨架抽查30%保护层厚度(mm)梁、板、拱肋及拱上建筑尺量：每构件各立模板面每3m²检查1处，且每侧面不少于5处钢筋保护层垫块的布置一般为每平方米不少于4块，间距不大于60cm。3.5.3沉井模板制作模板分项是沉井制作过程中的关键工序，其设计选型、用料、制作及现场安装等方法直接关系到沉井的工程质量与施工安全。根据本工程沉井施工的特点与要求，模板的工艺技术与施工方法作以下考虑：以方便施工。纵横向均采用048×3.5mm钢管加固，中间穿止水螺栓。(2)模板安装的工艺流程：位置、尺寸、标高复核与弹线→刃脚支模→井壁内模支设→井壁外模支设(配合完成钢筋隐检验收)→模板支撑加固→模板检查与验收(3)模板的制作尺寸要准确，表面平整无凹凸，边口整齐，连接件紧固，拼缝严密。安装模板按自下而上的顺序进行。模板安装应做到位置准确，表面平整，支模要横平竖直不歪斜，几何尺寸要符合图纸要求。(4)井壁侧模安装前，应先根据弹线位置，用014mm短钢筋离底面50mm处焊牢在两侧的主筋上(注意电焊时不伤主筋),作为控制截面尺寸的限位基准。一片侧模安装后应先采用临时支撑固定，然后再安装另一侧模板。两侧模板用限位钢筋控制截面尺寸，并用上下连杆及剪刀撑等控制模板的垂直度，确保稳定性。(5)沉井的制作高度较高，混凝土浇筑时对模板所产生的侧向压力也相应较大。为了防止浇砼时发生胀模或爆模情况，井壁内外模板必须采用014对拉螺栓紧固。对拉螺栓的纵横向间距均为450mm。对拉螺栓中间满焊50×50×3mm钢板止水片。底部第一道对拉螺栓的中心离地250mm。以保证模板的刚度与整体稳定性。第二节沉井制作时，井壁外模仍按上述方法采用抛撑，井壁内模可采用井内设中心排架与水平钢管支撑的方法进行加固。水平钢管(7)封模前，各种预埋件或插筋应按要求位置用电焊固定在主筋或箍筋上。预留套管或预留洞孔的钢框应与钢筋焊接牢固，并保证位置准确。附图：沉井井壁模板支设示意图b=250mmC=300mm3.5.4混凝土施工工艺(1)混凝土浇筑采用汽车泵，布料高度超过2.5m时设置溜槽的入模方法。每(2)浇筑混凝土前必须完成的工作主要有：钢筋已经隐检符合质量验收规范与设计要求；模板已安装并经过检查验收合格，模板内的垃圾及杂物已清理干净，模板已涂刷脱模隔离剂；沉井的位置、尺寸、标高和井壁的预埋件、预留洞等已经过复核无误；由专业试验室或混凝土制品厂提供的混凝土配合比设计报告已经审核批准实施；首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定，进场混凝土应进行配合比泵送工作性能鉴定，其工作性能应满足设计配合比的要求。(3)混凝土浇筑应分层进行，每层浇筑厚度控制在300～500mm左右(振动棒作用部分长度的1.25倍)。(4)混凝土捣固应采用插入式振动器，操作要做到“快插慢拔”。混凝土必须分层振捣密实，在振捣上一层混凝土时，振动器应插入下层混凝土中5cm左右，以消除两层之间的接缝。上层混凝土的振捣应在下层混凝土初凝之前进行。(5)振动器插点要均匀排列，防止漏振。一般每点振捣时间为15～30s,如需采取特殊措施，可在20-30min后对其进行二次复振。插点移动位置的距离应不大于振动棒作用半径的1.5倍(一般为30～40cm),振动器距离模板不应大于振动器作用半径的0.5倍，但不宜紧靠模板振动，且应尽量避免碰撞钢筋、预埋管件等。(6)为了防止模板变形或地基不均匀下沉，沉井的混凝土浇筑应对称、均衡下料。应安排人员凿除或清理施工缝处的水泥薄膜和松动的石子，并冲洗干净，但不得积水。继续浇筑下节沉井的混凝土前，应在施工缝处铺设一层与混凝土内成分相同的水泥砂浆。(8)混凝土浇筑完毕后12小时内应采取养护措施，可对混凝土表面复盖和浇水养护，井壁侧模拆除后应悬挂草包并浇水养护，每天浇水次数应满足能保持混凝土处于湿润状态的要求。浇水养护时间的规定为：采用普通硅酸盐水泥时不得少于7天，当混凝土中掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求时不得少于14天。3.5.5混凝土防水施工工艺(1)井壁对拉螺栓防水施工工艺沉井井壁采用对拉螺栓加固处理，为了防止井内或井外地下水相互渗透，影响沉井的质量及正常使用，将采用止水对拉螺栓。止水拉螺栓选用φ14圆钢制作，在井壁平面上纵横间距450mm均匀布置。止水螺栓示意图(2)壁施工缝防水施工工艺沉井采取分节制作分次下沉的方法，每节浇筑上下节之间设置钢板止水带。止水钢板采用-400×3型号，在浇筑上一节井壁之前安装至井壁中间，埋入混凝土深度施工缝钢板止水带设置图3.5.6沉井预留洞口封堵措施预留洞口封堵措施：采用钢板封堵，孔径≤1000mm时，钢板厚度8mm,孔径>1000mm时，钢板厚度10mm,并对进水口用粘土和砖密实填筑。3.5.7沉井制作的允许偏差允许偏差平面尺寸±0.5%,或不大于50mm两对角线±0.5%线长，且小于100mm。井壁厚度井壁垂直度预留孔位置3.6沉井下沉施工(1)本工程的实际情况：由工程地质勘探报告知地质性能一般，地层主要为淤泥质粉质黏土，沉井周围水资源较丰富，大量抽除地下水非常困难，沉井周边取水方便，排污也很方便，降低工程造价，质量、安全也能得到有效的保证，所以确定采用不排水下沉方法。刃脚的式样应根据沉井下沉时所穿越土层的软硬程度和刃脚单位长度上的反力大小决定，沉井重、土质软时，踏面要宽些。相反，沉’井轻，又要穿过硬土层时，踏面要窄些，有时甚至要用角钢加固的钢刃脚。(2)不排水下沉原理：用高压水泵将高压水流通过进水管分别送进沉井内的高压水枪和吸泥机，利用高压水枪射出的高压水流冲刷土层，使其形成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑，然后用吸泥机将泥浆吸出，从排泥管排出井外。(3)沉井下沉稳定性计算(详见计算书)(4)沉井下沉的作业顺序安排下沉准备工作→机械开挖下沉→边下沉边观测→纠偏措施→沉至设计标高→核对标高、观测沉降稳定情况→井内混凝土封底→底板凿平及防水处理→底板钢筋施工与隐蔽工程验收→底板混凝土浇筑→井内结构施工→上部建筑及辅助设施→回填。(5)下沉准备①清除井内散落的混凝土、脚手管、木板等杂物。②井壁上的对拉螺栓应割掉，并作抗渗处理，刃脚部位的预插筋加装PVC防护③井内外均应设置钢梯，并加防护栏。设计好下沉排泥管路，确保排泥畅通至④沉井四角短边设立下沉标尺，用水准仪控制沉井下沉量，用经纬仪控制沉井四角位移，及时调整，保证其偏差在规范允许的范围内。(6)砖模的拆除水泥砂浆砌筑。沉井混凝土强度达到应进行下沉观测，注意下沉是否均匀。(7)下沉速率控制目的：通过控制井内取土，使沉井下沉速率保持在一定的范围内，从而保证下沉偏差符合设计及规范要求。①初沉阶段：即下沉深度2.0米内，为使沉井形成稳定准确的正常轨迹，此时应以慢为主，速率控制在0.3米/天。②中沉阶段：即距设计标高2.0米前，速率可加快，控制在0.5—0.8米/天范③终沉阶段：即距设计标高2.0米时，此时应减慢下沉速度，控制在0.2—0.3沉井下沉离设计标高0.1米时应停止下沉施工，靠自重下沉至设计标高，下沉达到设计标高，经24小时沉降观测，沉降量不大于10毫米后进行封底施工。(8)遇到问题的预防和处理措施在沉井下沉各阶段，应及时加强观测，若发生偏移应立即采取措施予以纠正。①沉井倾斜：即沉井垂直度出现偏差、歪斜。因此应加强观测资料的校核和分析，在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少取土或不取土，待正位后再均匀分层取土下层。②沉井偏移：即沉井轴线产生位移现象。首先加强测量资料的校核，然后控制沉井不再向偏移方向倾斜，当几次倾斜纠正后即可恢复到正确位置。③沉井下沉过快：即沉井下沉速率超过挖土速度，出现异常情况，则应控制底梁等处取土。及时将下沉方法改为注水下沉，增加浮力。④沉井下沉过慢：沉井下沉至一定深度后，井壁与土体摩阻力增加，可能导致下沉缓慢。此时可以采用的方法是：在井壁四周压触变泥浆护壁、设置空气幕降低井壁与土的摩阻力或在沉井顶部压铁块增加自重。(9)沉井纠正措施沉井倾斜是沉井下沉过程中必然会出现的一种现象，纠正自然也是必然的一种手段，一般均将倾斜度控制在规范允许的范围内进行下沉，碰到突发情况则有可能则有可能致使沉井倾斜超过允许范围内，如遇到地下障碍物、地质分布严重不均等 (这些现象在事先的相关资料中均未反映而无法预知),一旦沉井发生倾斜，均应采取措施进行纠正。1)允许倾斜：倾斜程度在允许范围内，只需要按(8)所述调整取土方法即可解①沉井已倾斜，但倾斜不再快速扩大，则通过低的一侧停止取土，并在其外侧加强回土，而高的一侧井内加强取土，甚至外侧要采用取土减阻方式以利于高的一侧沉井下沉，直至倾斜度接近零时再进行正常下沉。②沉井已倾斜且倾斜仍快速扩大：这种状况往往在遇突发情况时发生，其处理方法则分两步：首先向井内快速增加注水，甚至将井内注满，以增加沉井浮力而减少自重，使沉井停止下沉，然后再分析致斜原因而采取相应措施。第一种情况是遇到障碍物，此时致使沉井一侧不动，另一侧继续下沉而导致倾斜，采用的处理方法：通过潜水员配合采用取土掏物的办法将障碍物排除，然后逐步降水、井内取土的方式纠偏，恢复沉井下沉。第二种情况是遇到不良地质，在实际地质情况与地质报告严重不符，且地质分布又不均匀等条件下易于发生沉井超限倾斜，采用的处理方法：先加额注水稳定沉井。再通过调整井内取土、调整井外回填来纠偏，而且高的一侧取土时可以将刃脚掏空，以达到纠偏效果，如果纠偏效果或高的一侧井上加载辅助下沉，或高的一侧井壁旁加注空气幕减阻加强下沉等。(10)主要设备主要设备包括：吸泥器(水力吸泥机或空气吸泥机)、吸泥管、扬泥管、高压水管、离心式高压清水泵和空气压缩机(空气吸泥)等。(11)技术参数吸泥器内部高压水喷嘴处的有效水压与扬泥所需的水压的比值平均约7.5。适宜的泥浆稠度：粘性土为1.09-1.20吨/立方米。吸入泥浆所需的高压水流量≈泥浆量。吸入的泥浆与和高压水混合以后的稀释泥浆，在管内的流速不超过2-3米/小时，喷嘴处的高压水流速一般约为30—50米/小时。吸泥机的射水管与高压水喷嘴的截约为4—10,吸泥管与喷嘴的截面比约15—20。水力吸泥机的有效作用约为高压水泵效率的0.1—0.2倍。配备4套吸泥器(12)测量控制施工的测量控制包括沉井的位置标高控制、沉井垂直度的控制和沉井下沉的控制。沉井的位置标高控制是在沉井外部地面及井壁顶部设置纵横十字中心控制线和水准基点，用经纬仪和水准仪进行控制。沉井垂直度的控制是在沉井外壁垂直控制线，用两台经纬仪进行垂直偏差的观测，当垂直偏差的角度达到arcsin(50/H)(H为沉井高度，单位毫米)时或四面标高不一致时，应立即进行校正。沉井下沉的控制是在沉井外壁的四周弹出水平线或在外壁上用白铅油画出标尺，用水准仪进行沉降观测。测量控制如下图。测量控制示意图1—中心线控制点2—下沉控制点3—沉井4—外壁下沉标尺5—沉降观测点测量控制要求：沉井下沉中应加强位置、垂直度和沉降量的观测，每班至少测量两次，接近设计标高时应加强观测，每2小时观测一次，目的是防止超沉。测量记录有专人负责，如出现倾斜、位移或扭转，应及时通知现场技术负责人，采取科学有效的措施，使偏差控制在允许的范围内。(八)封底砼施工沉井下沉至设计标高，并在设计及规范规定的允许偏差范围内，且在8小时内累计下沉量不大于10mm时，并经监理验收合格后方可进行封底。沉井封底采用水下封底，封底厚度1.6m。保持井内水位不低于井外水位。清理井底浮泥，超吸部分先用30cm左右的块石垫平后,再按设计要求铺设砼垫层。试配水下砼时，应考虑采用具有早强、缓凝、抗渗、性能的砼。灌注水下混凝土，采用导管法进行，根据井的大小和导管的有效作用半径(一般为3m左右),本工程考虑到最大沉井截面积66m2,在井内布置两根导管。在每根导管上设一集料斗，该集料斗要有2m3砼的容积，导管采用直径219mm、壁厚10mm无缝钢管制作，每根导管内均设一球塞，待集料斗的砼料灌满后，将孔接球塞的绳索砍断，进行浇灌。水下封底时料斗用25吨吊车吊住升降，浇捣时导管提升速度应根据砼进料速度确定，要注意导管端头始终插入混凝土中50cm以上，在浇捣时发现堵管及时处理。封底前布置好导管插点，确定浇砼量，在每个插点浇筑时控制好浇砼量。封底砼均匀浇筑，防止对上层扰动。当水下封底混凝土达到设计规定强度,且沉井满足抗浮要求时,方可从沉井井内的水抽出后,应检查封底混凝土是否有渗漏水处,如有应及时修补,然后将混凝土表面的松散清除整平。导管法浇筑封底混凝土示意图1—沉井2—封底混凝土3—导管4—水位5—施工通道6—导管固定架7—下料漏斗8—混凝土泵车下料管沉井的质量检验标准项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1混凝土强度满足设计要求(下沉前必须达到70%设计强度)查试块记录或抽样送检2封底前沉井的下沉稳定mm/8h水准仪3封底结束后的位刃脚平均标高(与设计标高比)刃脚平面中心线位移圆角中任何角的底面高差。注：上述三项偏差mm水准仪经纬仪。H为下沉总深度，H<10m时，控制在100mm之内水准仪。L为两角的距离。但不超过300mm,L<10m时，控制在100mm之内可同时存在。下沉总高度，系指下沉前、后刃脚之高差般项目1钢材、对接钢筋、水泥、骨料等原材料检查满足设计要求查出厂质保出或抽样送检2结构体外观无裂缝、蜂窝、空洞，不露筋直观3平面尺寸：长与宽曲线部分半径两对角线差预埋件%%%mm尺量，最大控制在100mm之内尺量，最大控制在50mm之内4下沉过程中的偏差高差%水准仪。最大不超过1m平面轴线经纬仪。H为下沉深度，最大控制在300mm之内，此数值不包括高差引起的中线位移5封底混凝土坍落度mm坍落度测定器(九)底板的制作混凝土浇筑完成7天后，抽取井内水，直至显出封底混凝土面。人工凿除封底混凝土表面高于底板底标高的多余混凝土。底板钢筋绑扎完毕后，进行底板混凝土第四章沉井施工质量通病防治措施4.1沉井制作外壁粗糙、鼓胀沉井浇筑混凝土脱模后，外壁表面粗糙、不光滑，尺寸不准，出现鼓胀，增大与1)模板不平整，表面粗糙或粘有水泥砂浆等杂物未清理干净，脱模时，混凝土表层被粘脱落。2)采用木模板，浇筑混凝土前未浇水湿润或湿润不够，混凝土水分被吸去，致使混凝土失水过多，疏松脱落形成粗糙面。3)模板接缝、拼缝不严密，使混凝土中水泥浆流捣不密实，部分气泡留在模板表面，混凝土形成粗糙。4)筒壁模板局部支撑不牢，或支撑刚度差，或支撑在松软土地基上；浇筑混凝土时模板受振，或地基浸水下沉，造成局部模板松开外壁鼓胀。5)混凝土未分层浇筑，振捣不实，漏振或下料过厚，振捣过度，而造成模板变形，筒壁表面出现蜂窝、麻面或鼓胀。1)模板应经平整，板面应清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物。2)木模板在浇筑混凝土前，应充分浇水湿润，清洗干净；钢模脱模剂要涂刷均匀，不少于二遍，不得漏刷。严，防止漏浆。4)模板必须支撑牢固，支撑应有足够的刚度；如支撑在软土地基上应经加固，并有排水措施，防止浸泡。5)混凝土应分层均匀浇筑，严防下料过厚及漏振、过振，每层混凝土均应振捣至气泡排除为止。井筒外壁粗糙、鼓胀主要是增大了下沉摩阻糙部位用清水刷洗，充分湿润后，用素水泥浆或1:3水泥砂浆抹光。鼓胀部分应将凸出部分凿去、洗净，湿润后亦用素水泥浆或1:3水泥砂浆抹光处理。4.2沉井制作井筒裂缝井筒制作完毕，在沉井壁上出现纵向或水平裂缝，有的出现在隔墙上或预留孔1)沉井支设在软硬不均的土层上，未进行加固处理，井筒浇筑混凝土后，地基2)沉井支设砖模位置不当，或间距过大，使沉井早期出现过大弯曲应力而造成裂缝。3)拆模时砖模未按对称均匀拆除，或拆除过早，强度不够，使沉井局部产生过大拉应力，而导致出现纵向裂缝。4)沉井筒壁与内隔墙荷载相差悬殊，沉陷不均，产生了较大的附加弯矩和剪应力造成裂缝；而洞口处截面削弱，强度较低，应力集中，常导致在洞口两侧产生裂缝。5)矩形沉井外壁较厚，刚度较大，而内隔墙相对较薄、较弱，因温度收缩，内隔墙被外壁约束而出现温度收缩裂缝。1)遇软硬不均的地基应作砂垫层或垫褥处理，使其受力均匀，荷载应在地基允许承载力范围以内。2)沉井刃脚处支设砖模位置应适当，并使地基受力均匀。拆除砖模，大型沉井应达到设计强度的100%,小型沉井达到70%。3)拆除刃脚砖模应分区、分组、依次、对称、同步地进行。4)沉井筒壁与内隔墙支模应使作用于地基的荷载基本均匀；对沉井孔洞薄弱部位，应在四角增设斜向附加钢筋加强。5)矩形沉井在外壁与内隔墙交接处应适当配置温度构造钢筋。1)对表面裂缝，可采用涂两遍环氧胶泥或再加贴环氧玻璃布，以及抹、喷水泥2)对缝宽大于0.1mm的深进或贯穿性裂缝，应根据裂缝可灌程度采用灌水泥浆或化学浆液(环氧或甲凝浆液)的方法进行裂缝修补，或者采用灌浆与表面封闭相结合的方法。缝宽小于0.1mm的裂缝，可不处理或只作表面处理即可。4.3井筒歪斜井筒浇筑混凝土后，筒体出现歪斜现象，影响沉井下沉的垂直度控制。1)沉井制作场地土质软硬不均，事前未进行地基处理，筒体混凝土浇筑后产生2)沉井一次制作高度过大，重心过高，易于产生歪斜。3)沉井制作质量差，刃脚不平，井壁不垂直，刃脚和井壁中心线不垂直，使刃脚4)拆除刃脚砖模时，没有采取分区，依次、对称、同步。抽除后又未实，或井外四周的回填土夯实不均，致使沉井在拆砖模后出现偏斜。1)沉井制作场地应先经清理平整夯(压)实，如土质不良或软硬不均，应全部或局部进行地基加固处理(如设砂垫层、灰土垫层等)。2)沉井制作应控制一次最大浇筑高度在12m以内，以保持重心稳定。3)严格控制模板、钢筋、混凝土质量，使井壁外表面光滑，井壁垂直。各部尺寸4)抽除沉井刃脚下的砖模，应分区，分组、依次、对称、同步地进行。井筒已歪斜，可在开始下沉时，采取在歪斜相反方向，刃脚较高的部位的一侧加强挖土，在歪斜的方向较低的一侧少挖土来纠正。4.4沉井下沉过快沉井下沉速度超过挖土速度，出现异常情况，施工难以控制。1)遇软弱土层，土的承载力很低，使下沉速度超过挖土速度。2)长期抽水或因砂的流动，使井壁与土的摩阻力下降。3)沉井外部土体出现液化。(1)发现下沉过快，可重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖土。(2)将排水法改为不排水法下沉，增加浮力。(3)在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实，增大摩阻力。(1)可用木垛在定位垫架处给以支承，以减缓下沉速度。(2)如沉井外部土液化出现虚坑时，可填碎石处理。4.5下沉过慢沉井下沉速度很慢，甚至出现不下沉的现象。1)沉井自重不够，不能克服四周井壁与土的摩阻力和刃脚下土的正面阻力。2)井壁制作表面粗糙，高洼不平，与土的摩阻力加大。3)向刃脚方向削土深度不够，正面阻力过大。4)遇孤石或大块石等障碍物，沉井局部被搁住，或刃脚被砂砾挤实。5)遇摩阻力大的土层，未采取减阻措施，或减阻措施遭到破坏，侧面摩阻力增2)使沉井有足够的下沉自重，下沉前进行分阶段下沉系数X的计算(X值应控制不小于1.10～1.25),或加大刃脚上部空隙。3)在软粘性土层中，对下沉系数不大的沉井，采取连续挖土，连续下沉，中间停歇时间不要过长。1)如因沉井侧面摩阻力过大造成，一般可在沉井外侧用0.2～0.4MPa压力水碗形破土，促使刃脚下土失稳下沉。4)对于不排水下沉，则可以进行部分抽水，以减少浮力，借以加重沉井。5)遇小孤石或块石搁住，可将四周土挖空后取出；对较大孤石或块石，可用炸药或静态破碎剂进行破碎，然后清除。如果采用不排水下沉，则应由潜水员进行水6)遇硬质胶结土层时，可用重型抓斗或加大水枪的射水压力和水中爆破联合作业；也可用钢轨冲击破坏后，再用抓斗抓出。7)如因沉井四壁减阻措施被破坏，应设法恢复。8)采用振动装置(振动锤或振动器)振动井壁，以减低摩阻力，但仅限于小型沉沉井在瞬时间内失去控制，下沉量很大，或很快，出现突沉或急剧下沉，严重时往往使沉井产生较大的倾斜或使周围地面塌陷。2、原因分析(1)在软粘土层中，沉井侧面摩阻力很小，当沉井内挖土较深，或刃脚下土层掏空过多，使沉井失去支撑，常导致突然大量下沉，或急剧下沉。(2)当粘土层中挖土超过刃脚太深，形成较深锅底，或粘土层只局部挖除，其下部存在的砂层被水力吸泥机吸空时，刃脚下的粘土一旦被水浸泡而造成失稳，会引起突然塌陷，使沉井突沉。当采用不排水下沉，施工中途采取排水迫沉时，突沉情(3)沉井下遇有粉砂层，由于动水压力的作用，向井筒内大量涌砂，产生流砂现象，而造成急剧下沉。3、预防措施(1)在软土地层下沉的沉井可增大刃脚踏面宽度，或增设底梁以提高正面支承力；(2)在粘土层中严格控制挖土深度(一般为40cm)不能太多，不使挖土超过刃脚，可避免出现深的锅底将刃脚掏空。粘土层下有砂层时，防止把砂层吸空。(3)控制排水高差和深度，减小动水压力，使其不能产生流砂或隆起现象。(1)加强操作控制，严格按次序均匀挖土，避免在刃脚部位过多掏空，或挖土过(2)在沉井外壁空隙填粗糙材料增加摩阻力；或用枕木在定位垫架处给以支撑，(3)发现沉井有涌砂或软粘土因土压不平衡产生流塑情况时，为防止突然急剧下沉和意外事故发生，可向井内灌水，把排水下沉改为不排水下沉。4.7下沉搁置沉井被地下障碍物搁住或卡住，出现不能下沉或下沉困难的现象。树根等被搁置、卡住，造成沉井难以下沉。(2)下沉中遇局部软硬不均地基或倾斜岩层。3、预防措施(1)施工前做好地基勘察工作，对沉井壁下部3m以内的各种地下障碍物，下沉(2)对局部软硬不均地基或倾斜岩层，采取先破碎开挖较硬土层或倾斜岩层，再(1)遇较小孤石，可将四周土掏空后取出；较大孤石或大块石、地下沟道等，可用风动工具或用松动爆破方法破碎成小块取出。炮孔距刃脚不小于50cm,其方向须与刃脚斜面平行，药量不得超过200g,并设钢板、草垫防护，不得用裸露爆破。(2)钢管、钢筋、树根等可用氧气烧断后取出。(3)不排水下沉，爆破孤石，除打眼爆破外，也可用射水管在孤石下面掏洞，装4.8沉井超沉或欠沉沉井下沉完毕后，刃脚平均标高大大超过或低于设计要求深度，相应沉井壁上的预埋件及预留孔洞位置的标高，也大大超过规范允许的偏差范围。1)沉井下沉至最后阶段，未进行标高控制和测量观测。2)下沉接近设计深度，未放慢挖土和下沉速度。3)遏软土层或流砂，下沉失去控制。5)沉井测量基准点碰动，标高测量错误。1)沉至接近设计标高，应加强测量观测和校核分析工作。2)在井壁底梁交接处，设砖砌承台，在其上面铺方木，使梁底压在方木上，以防3)沉井下沉至距设计标高0.1m时，停止挖土和井内抽水，使其完全靠自重下沉至设计或接近设计标高。4)采取减小或平衡动水压力和使动水压力向下的措施，以避免流砂现象发生。5)沉井下沉趋于稳定(8h的累计下沉量不大于10mm时),方可进行封底。6)采取措施保护测量基准点，加强复测，防止出现测量错误。如超沉过多，可将沉井上部接高处理；欠沉一般作抬高设计标高处理。4.9沉井失稳沉井封底后，沉井继续下沉或不均匀下沉，造成上部标高出现水平差，沉井出1)井底土质松软，封底前未进行处理。2)井底土质软硬不均，未经处理就封底，造成各部分下沉不均。3)封底混凝土未分格、对称、均匀浇筑，使各部分沉陷不均。1)封底前，对井底松软土层和软硬不均土层，进行换填加固处理；井底积水淤泥要清除干净，使有足够的承载力，以支承沉井上部荷载，防止不均匀沉陷。2)封底混凝土采取均匀、对称分格、按照一定顺序进行浇筑，并宜先沿刃脚填筑一宽约70cm同心圆带，厚度根据刃脚斜面高度确定，而后再逐步向锅底中心推进。混凝土应分层浇捣，每层厚50cm,在软土中采取分格逐段对称封底。沉井均匀下沉，可将沉井接高处理；不均匀下沉，可采取在井口上端偏心压载封底后，沉井上浮一定高度，沉井底脱空或被稀泥填塞，或造成沉井倾斜。1)在含水地层沉井封底，井底未做滤水层，封底时未设集水井继续抽水，封底后停止抽水，地下水对沉井的上浮力大于沉井及上部附加重量而将沉井浮起。2)施工次序安排不当，沉井内部结构和上部结构未施工，沉井四周未回填就封的碎石或砂砾石倒滤层，其中碎石和砂砾石部分应分层夯实，并在沉井底部设2～3个集水并不断抽水，待封底混凝土达到设计强度后，方可停止抽水，将集水井一个一个封堵，方法是将集水井中水抽干，在套管内迅速用干硬性混凝土堵塞，然后用带胶圈法兰盖严，用螺栓拧紧或用钢盖板封焊，最后在盖板上浇筑混凝土抹平。2)沉井封底后，整个沉井受到被排除地下水的向上浮力作用，应对沉井进行封底后的抗浮稳定性验算：沉井外未回填土，不计抗浮的井壁与侧面土反摩擦阻力的沉井外已回填土，考虑井壁与侧面土的反摩阻力的作用，按下式验算：K=G+f/F≥1.25式中K——抗浮稳定系数；f——井壁与侧面土反摩阻力。如抗浮稳定系数K分别小于1.1和1.25,应采取将回填土、内隔墙、上部结构等先施工的措施，再封堵集水井。3)合理安排施上次序，需要沉井四周回填土和上部结构施上完，才能满足抗浮要求时，应先回填土和施工上部结构，才封底。1)沉井不均匀下沉，可采取在井口上端偏心压载等措施纠正。2)在含水地层井筒内涌水量很大无法抽干时，或井底严重涌水、冒砂时，可采取向井内灌水，用不排水方法封底。如沉井已上浮，可在井内灌水或继续施工上部结构加载；同时在外部采取降水措施使恢复下沉。4.11封底混凝土不密实封底混凝土不密实，存在蜂窝、孔洞。2)混凝土未连续浇筑，间隔时间过长，使混凝土失去流动性，扩散不开，不能自砂率一般为45%～50%;骨料粒径以5～40mm为宜；初凝时间应大于3h,水灰比不大于0.6;坍落度应为18～20cm。为节省水泥，宜掺加适量木钙减水剂，使能较好地扩散，依靠重力和流态达到密实；或掺加水泥用量0.5%～3.0%的絮凝剂，使混凝土拌合物遇水不离析，水泥不流失，可进行水中自落浇筑，落到水底混凝土可2)混凝土保持在沉井全面积上连续浇筑，浇筑间歇时间不超过30min。个别蜂窝孔洞可凿去松散颗粒，冲洗干净后，重新浇筑混凝土；大面积蜂窝孔洞，不密实，应采取压浆加固处理。4.12导管拔不出在封底混凝土浇筑中，出现导管下口埋入混凝土内拔不出来的现象。1)导管制作尺寸和垂直度偏差大，外直径不一，并出现弯曲。2)导管埋入混凝土堆过深，提动次数太少。3)混凝土未连续浇筑，间隔时间过久，混凝土已经凝固，将导管粘牢。4)混凝土配合比不当，初凝时间太短，和易性差，贮料时间过久，混凝土浇筑后，很快凝固，与导管粘牢，摩阻力加大。1)导管应精心加工制作，保持上下外直径一致，弯曲度不大于0.5%。接头应用粗丝扣套接，最下一节导管长度应大于2m,下端应不带法兰盘。2)导管插入混凝土深度应视封底厚度确定，宜控制在1.2～3.0m,不应过深。对导管外面混凝土面标高，每隔20min应测量一次，及时提升导管，不使埋入过深。在浇筑过程中，每隔20～30min应提动一次导管。3)混凝土应连续浇筑，间隔时间一般控制在15min内，任何情况下不得超过4)适当选用混凝土配合比，初凝时间不应少于3h,混凝土坍落度应为18～20cm,贮料时间不应超过1.5h。导管拔不出，可在管根部凿去部分封底混凝土，将露出的导管割断，在管内及上部浇筑混凝土堵塞，捣实并整平。第五章高压旋喷桩施工方法5.1施工测量1)测量放线在现场交桩的基础上进行施工放线，布设临时水准点和管道轴线控制桩。该标段在具体施工放线时，在检查井处应设置中心桩，必要时应设置控制桩。2)临时水准点的设置和要求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(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。(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。3)施工测量(1)在两个施工单位施工的工程衔接处，所设置的临时水准点应相互测校调(2)在管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。(3)测量时，应对仪器进行检查调整，对原始记录作详细校对。(4)施工测量的允许偏差，应符合下表的规定。允许偏差水准测量高程闭合差平地山地导线测量方位角闭合差导线测量相对闭合差直接丈量测距两次较差5.2双轴深搅桩施工(三轴深搅施工工艺雷同)1)施工工艺流程1)施工工艺流程挖地槽放样定位桩机对中搅拌下沉喷浆搅拌提升浆液制原材检浆液制移位节法及清洗管路、钻头喷浆搅拌提升搅拌下沉深层搅拌桩使用SJB-2型双轴深搅桩机施工，因采用套打一孔(1)测量放线定位①根据场内控制点引测深搅桩纵轴线各拐点处控制点②桩机就位时，利用导向架上悬挂的铅锤，并结合使用水平尺，检查校正导向并使动力头中心、搅拌头中心、桩位中心三点在同一铅垂线上，确保成桩垂直度偏差不大于0.2%,保证桩体间的搭接尺寸。(2)预搅下沉①施工开始前，应丈量搅拌轴总长度，测量地面标高，检查输浆管是否通畅。预搅下沉时，启动搅拌电机，放松卷扬机钢丝绳，靠动力头及搅拌轴自重使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度控制在0.7m/min范围内，工作电流不大于70A。②预搅下沉过程中不得向地层送水，当遇到较硬土层下沉太慢时，可适量泵送③下沉深度应达到设计要求，通过丈量搅拌轴的上余长度来控制。(3)水泥浆制备根据设计使用42.5级普通硅酸盐水泥，其掺入量为20%,水灰比0.45-0.55,送浆压力0.4~0.6Mpa。水泥浆应搅拌均匀，浆液的搅拌时间不少于3分钟，制备好的浆液不得离析、不得停置时间过长。为防止杂物进入输浆管路，拌浆桶出口设两(4)喷浆搅拌提升边搅拌边提升至设计桩顶标高。严格控制提升速度(0.5m/min以内),做到均匀提升，施工前通过不少于6根试桩来验证土体的受浆量，保证水泥掺入量达到设计要(5)清洗和移位喷浆结束，开动灰浆泵向输浆管路泵入清水，清洗干净。并清除粘附在搅拌头(6)深搅桩的搭接为保证深搅桩隔水墙的止水效果，深搅桩的搭接严格按照设计要求套打一孔。施工过程中，相邻桩搭接施工间隔时间一般不得超过24小时，超过24小时的接头应作为冷接头处理，冷接头处理方式见下图。第六章钢管顶进施工6.1顶管施工6.1.1工程特点1、根据地质资料及现场勘查，本工程具有以下特点、难点：(1)受到施工场地内地下水位比较浅、地质条件较差、管道埋设较深等因素的影响，从经济、安全考虑采用了泥水平衡式顶管的施工方法进行施工。阻、中继间技术)施工难度较大，技术含量高。(3)施工精度要求高，一次顶进最长度332米，容易出现顶偏现象，需严格控制施工精度。(4)顶管区域人员密集，车流量大，施工进度紧张。(1)在顶管顶进过程中采用管外壁注触变泥浆的措施从而降低顶进时的摩阻力，施工工程中严格控制膨润土的浓度来达到最好的减阻效果，施工现场按重量计的触变泥浆配合比为：水：膨润土=8:1,膨润土：CMC=30:1;(4)科学合理的配备顶管设备，采用先进的管理手段，加强工程计划管理，合理安排施工顺序，加快施工进度；严格按审批的施工方案执行；(6)协调好各方面的关系，积极与各有关部门联系，取得场地地下管线的第一手资料，在施工前仔细进行地下管线的探查工作，并在管线位置上设置明显的标志，在施工中采取各种措施保护好各种地下管线。(7)切实做好现场安全文明施工工作。成立现场安全文明施工小组，施工前做好各种宣传和教育工作，制定安全文明施工和环境保护责任制度，施工中加强公司对项目部文明施工的监控力度，切实将施工对周边环境的影响降到最低。本工程选用的是一种具有破碎能力的泥水平衡的顶管机，切削下来的泥土在泥土仓内形成塑性体，以平衡土压力，而在泥水仓内建立高于地下水压力10～20KPa的泥水、泥浆，以平衡地下水压力。通过把进水添加粘土等成份的比重调整到一定范围内，即使挖掘面是砂的土质，也可形成一层结实的不透水泥膜，同时平衡地下水压力和土压力。6.2顶管机械设备本工程顶管使用的主要设备是扬州市江都区伟诚建筑机械有限公司NPD2800、2000型泥水平衡偏压破碎型顶管机。主要参数如下：(2)切削刀盘：转速：5.0r/pm(3)纠偏系统：纠偏油缸数量：4排量：1.5L/min纠偏角度：(上下、左右)2.5°油压：(4)进排浆管道直径：φ75mm(5)外型尺寸：φ2880*4000(外径×长)mm(6)重量：约15T(7)液压油为68#抗磨液压油。(8)泥水系统：排泥泵(KW):22送泥泵(KW):15(9)测量系统：用J2激光经纬仪导向6.3泥水平衡式顶管施工形象电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层。挖掘的土质，石块等在转动的切削刀盘内被粉碎，然后进入泥水舱，在那里与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。在挖掘过程中，采用复杂的土压平衡装置来维持水土平衡，以至始终处于主动与被动土压之间，达到消除地面的沉降和隆起的效果。掘进机完全进入土层以后，电缆、泥浆管掘进机的尾套处，与掘进头连接管顶进以后，挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管直到所有管道被顶入土层完毕，完成一条永久性的地下管道。掘进机在掘进过程中，采用了激光导向控制系统。位于工作后方的激光经纬仪发出激光束，调整好所需的标高及方向位置后，对准掘进机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像内，并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。操作者可以根据需要开启位于掘进机内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目的，调整切削部分头部上下左右高度。在整个掘进过程中，甚至可以获得控制整个管道水平、泥水平衡式工具头顶管施工形象示意图当工作井完成以后，经调试完毕的液压系统，顶管掘进机便通过运输至工地，并安装就位至导轨上，微型掘进设备还包括，操纵室和遥控台、液压动力站、后方主顶、泥水循环装置，激光定位装置，减摩剂搅拌注入装置，泥水处理装置；其他辅助装置包括起重机，发电机、卡车、电焊机等。6.4泥水平衡式顶管突出的优点(1)、适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化范围很大的条(2)、可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小，因而(3)、与其他类型的顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其在粘土(4)、工作坑内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道，输送(5)、泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。6.5施工工艺流程施工前期准备施工前期准备工作井、接收井施工测量放样、复核—不工作井上下设备安装准备工具头吊装下井、全套设备调试工具头穿墙顶进后续吊放钢筋混凝土管是否需加中继间否加中继间管道顶进管道排泥下一管节吊放就位管道贯通、回收工具头闭水试验竣工验收、清测量控制及纠偏废泥浆外运顶管施工工艺流程6.5.1准备工作和顶力计算、最大顶距确定本工程顶管单元长度根据设计图纸的井室位置、地面运输和开挖工作坑的条件、顶管需要的顶力、后背与管口可能承受的顶力等因素确定单元长度。本工程土质参数基本相同，顶力计算时取一个最大管径和最大单元长度进行计算。(1)、施工前准备工作1)、在顶管顶进施工前，按要求进行施工用电，用水，通道，排水及照明等设备的安装。施工用电由建设单位提供，我单位准备用200KW的发电机组应急，防止停电。施工用水与当地水务部门联系就近市政给水管网接入工地临时用水，并沿线布置供水线路、连通各施工点2)、施工材料，设备及机具必须备齐，以满足本工程的施工要求。钢管管节等准备要有足够的余量(30～40m)。3)、井上，井下建立测量控制网，并经复核报验监理认可。(2)、井下准备工作及井内布置管基座为钢结构预制构件，顶管基座位置按管道设计轴线准确进行放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位安装固定。基座上的导轨按照顶管设计轴线并按实测洞门中心居中放置，并设置支撑加固，保证基座稳定不变形。(3)、技术交底，岗位培训在顶管施工前，对参加施工的全体人员分阶段进行详细的技术交底，对各技术工种进行岗位培训，经考核合格后，才能上岗。(4)、顶力的计算1)、顶进参数计算性力学等诸多学科。但顶管计算的根本问题是要验算顶管的顶力。顶管的顶力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具头正面泥水压力、管壁摩擦阻力。Fp——顶进阻力(kN);DO——管道外径(m);2.820m、2.220m;L——管道顶进最短施工长度(m),本工程中为332m;fk——管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(kN/m2),通过试验确定；对于采用触变泥浆减阻技术正常顶进时，本工程顶管地质为粉质粘土，采用注浆减阻，为6.0kN/m2;NF——顶管机的迎面阻力(kN),本工程采用泥水平衡顶管，Np=π/4DgP。Dg——顶管机外径(m)P——控制土压力(kPa),取400kPa。①DN282钢管顶力NF=(2.82×3.14)/4×400=885.48kNFp=3.14×2.82×332×6.0+885.48=18524.28kNFp=18524.28kN>5000kN(工作井允许顶力),中间需要增加二个中继间，每②DN2220钢管顶力NF=(2.22×3.14)/4×400=697KNFp=3.14×2.22×332×6.0+697=14582.8KNFp=14582.8KN>5000KN(工作井允许顶力),中间需要增加二个中继间，每个中继间推力5000KN.2)、顶管设计推力计算根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。各油缸有其独立的油路控制系统，可根据施工需要通过调整主顶装置的合力中心来进行辅助纠偏。工作井设计顶力为5000kN。顶管管材采用d2820、d2220钢管，顶进时由于总推力Fp18524.28kN、14582.8KN>5000kN(工作井允许顶力)所以中间需要增加中继间。6.5.2后座墙后座墙是顶进管道时为千斤顶提供反作用力的一种结构，有时也称为后座、后背或者后背墙等。在施工中，要求后座墙必须保持稳定，一旦后座墙遭到破坏，顶进工程就要停顿。后座墙设计要通过详细计算，其重要程度不亚于顶进力的预测计(1)、后座墙主要有功能是在顶进过程自始至终地承担主顶工作站顶管前进时的后坐力。后座墙的最低强义应保证在设计顶进力的作用下不被破坏，要求其本身的压应使其满足如下要求。1)、要有充分的强度在顶管施工中能承受主顶工作站千斤顶的最大反作用力而不至破坏。2)、要有足够的刚度当受到主顶工作站的反作用力时，后座墙材料受压缩而产生变形，卸荷后要恢复原状。如压缩回弹量大，会导致大量行程消耗在后座墙压缩变形土，从而大在降低千斤顶的有效冲程，使顶进效率降低。故后座墙必须具有足够的刚度。3)、后座墙表面要平直后座墙表面应平直，并垂直于顶进管道的轴线，以免产生偏心受压，使顶力损4)、材质要均匀后座墙材料的材质要均匀一致，以免承受较大的后从力时造成后座墙材料压缩不匀，出现倾斜现象。5)、结构简单、装拆方便装配式或临时性后座墙都要采用普通材料、装拆方便。6)、后座墙的强度及其影响因素：后座墙的强度取决于千斤顶在顶进过程中施加给后座墙的最大后从力，后从力的大小与最大顶力相等。影响顶力的因素甚多，可分为客观因素及主观因素两类。客观因素包括管材种类、管径大小、顶距长短、覆土厚度、土的种类、地下水位、管①顶进误差在顶进过程中，由于土质、设备的操作等原因，导致管子的方向或高程出与偏差，这种偏差称为顶进误差，简称误差。这种误差将导致顶力增加。技术熟练的工人应既能采取措施防止误差的出现，又能及时发现误差的趋势而加以校正，使误差发展不致过大，并保持在容许范围以内，顶力即使增加也不显著。否则，当误差出现时，校正易操之过急而造成管线上出现折线段、错口等现象，从而导致顶力不断增加，使后座墙遭到破坏。②中途停工顶进作业一开始，中途就不能停顿。如果停止一段时间后再顶进，其起始顶力要大大超过停工前的顶力。这主要是由于停工时间过长，使管顶土层坍落的缘故。在地下水位以下顶进时，因停顶而使液化的粉细砂将管周围包裹起来，顶力也会大大增加，如果顶力增加至后座墙的设计强度，此时就不能再顶进，必须对后座墙进另外，在顶进过程是否采用注浆润滑措施，对顶力的影响甚大。如采用注浆润滑，施工中的顶进阻力将减小很多。由于主观因素对顶力的影响是人在操作过程中造成的，或者是事先未预计到的情况，所以对主观因素的影响不能事先计算，只能在施工过程中加强管理，防患于未然，以其不使顶力增加。因此，在计算所得顶力的基础上，适当增加安全系数，作为防止主观因素影响的储备力量，并严格遵守操作规程，就能保证后座墙在设计强度以内，不致受超负荷顶力的影响而导致破坏。(2)、后座墙的刚度要求顶管时要求后后座墙具有充分的刚度，以避免往复回弹，消耗能量。要保证受最大顶力时不变形，或只有少量残余变形，后座墙应尽量采用弹性小的材料。如果后座墙弹性过大，顶进的后从力先压缩后座墙，直到后座墙被压紧而不能再压缩时顶力才向前发挥作用使管段前进，千斤顶卸荷，后从力解除后，后座墙虽然有残余变形但不大，甚至可以恢复到未受荷载的状态，可是下一次顶进时，仍要先压缩后座墙，因而每次顶进都要浪费一段千斤顶行程于压缩后座墙。用短行程千斤顶，行程一般为200mm,而后座墙压缩量为20～30mm,这样就可使千斤顶行程在顶管前进时的利用率只有70%～80%,每顶进2.5m长的管节，需12～14个行程。若再考虑到传力工具的压缩，需要的行程数还要增加。所以，要提高顶进效率，除采用长行程的千斤顶外，还应设法增加后座墙的刚度。(3)、后座墙的形式和类别后座墙形式虽然多种多样，但就其使用条件来讲，基本上有以下三种：2)、覆土较厚时可以充分利用土抗力的天然后座墙；3)、在混凝土或钢筋混凝土竖井内建筑的现浇钢筋混凝土后座墙。GB50286—97规范中对装配式后座墙作出了如下规定：①装配式后座墙宜采用方木、型钢或钢板等组装，组装后的后座墙庆有足够的②后座墙土体壁面应平整，并与管道顶进方向垂直；③装配式后座墙的底端宜在工作坑底以下(不宜小于50cm);④后座墙土体壁面应与后座墙贴紧，有间隔时应采用砂石料填塞密实；⑤组装后座墙的构件在同层内的规格应一致，各层之间的接触应紧贴，并层层顶管工作坑及装配式后座墙的墙面应与管道轴线垂直，其施工允许偏差应符合表2中的规定。工作坑及装配式后座墙的施工允许偏差(mm)表2允许偏差工作坑每侧宽度不小于施工设计规定长度装配式后座墙垂直度水平扭转度L——装配式后座墙的长度(mm)。6.6泥水系统、水压控制、注浆量的计算6.6.1泥水系统泥浆系统有二个作用：送走被挖掘的渣土和平衡地下水。泥浆系统是由密封的管道组成，通过机头循环，形成泥浆混合物，由排泥管送走，最后沉淀在地面上的泥浆池内，泥浆通过众多的排泥泵被排出。再由进水泵进水送入机头，排泥由变速的排泥泵进行控制。机坑旁通装置可控制进排泥浆的速度、方向，以防止泥渣堵塞管道，淤积现场。当挖粘土时，可能使普通粘土，有一定的粘合度，可以直接将泥浆排入泥浆池内，但是当挖沙土时，泥浆中必须添加一定的粘合剂(诸如膨润土等)以增加泥浆粘度，以达到排渣的最终目的。夹带泥砂的泥浆，可通过振动筛、循环沉淀器、干燥器等，处理分离渣质，泥浆被再用，渣质被积累后处理。处理渣土用翻斗车，泥浆用罐车运出场区，堆置于郊外，处理时注意不得污染路面等环境。进排泥水系统起着第二个作用：在有地下水存在的地方，掘进机表面的压力可以降低到小于水中的压力。这样避免了抽地下水的需要。进排泥水系统中的压力感应器可测出地下水的压力。机内泥水循环系统，电磁阀，旁通装置及载水阀可以起到调节水压的作用。机内电磁阀和旁通系统，可以阻止水压的变化，保持水压，在加管道时，不至于减小机头的水压，保证内部压力平衡。6.6.2注浆量的计算(1)注浆量计算本工程每1米注浆量计算如下：V=πDwtL=3.14×1.5×0.015×1=0.071m31)、按照地质条件。一般压浆量为计算的150%～200%,本工程在粉质粘土顶进，按照160%进行注浆量控制。2)、为防止路面沉陷和地上、地下构筑物不受扰动，顶管结束后，应及时对管体四周的缝隙充填水泥浆，使其密实坚固，填充水泥所用设备与触变泥浆设备相同。逐孔注浆，水泥浆液需搅拌均匀，无结块，无杂物，注浆结束后要及时清理注3)、注浆压力根据管道深度H和土的天然重度γ而定，经验为2～3γH,本工4)、压浆填充材料：在管顶间隙较小管段，采用管内注浆，压浆材料为水泥粉煤灰浆，配比为，水泥：粉煤灰=1:3;在管顶间隙较大管段，采用管内注浆和地面注浆相结合，压浆材料为水泥粉煤灰砂浆，配比为，水泥：粉煤灰：细砂=5)、管内注浆布孔方式：沿管线纵向每9m设一处压浆孔。布孔方式宜采用左上方、右上方、左上方的顺序。地面注浆布孔方式：沿管道上方每9m打孔至管顶空对松散砂砾层及回填土层，顶进中需用水泥浆液进行土壤加固。根据本工程特点，初步设计每1节管(每节9米长)布设1节注浆管，依次调整注浆孔的位置，确保每个方向都能注浆润滑。总注浆量应不小于管外环形空间体积的2倍，考虑到泥浆的漏失，必须经常性地连续补浆，确保泥浆套的完整。(2)浆减磨要点：1)、选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水量和动塑比。2)、在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。3)、膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供应商的建议但都必须按照规范进行，使用前必须先进行试验。4)、压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的桨液形成情况。5)、注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。在注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响这浆效果。6)、注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。7)、注浆泵选择脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相应配。8)、由于顶管线路长，为使全程注浆压力不致相差过大，在中间还将每隔400m增设压浆泵以增大压力。6.6.3泥浆置换与封孔(1)泥浆置换泥浆置换即在单段顶管完成后及时采用水硬性材料置换管道外壁原注膨润土泥浆，使管道外壁形成强度较大的浆壁，能承受上覆土压力的作用，避免管壁的坍塌；另外，掺入膨胀剂具有补偿收缩性能的水泥浆还能降低原注泥浆的收缩，从而减少沉降发生；本顶管施工置换泥浆是由高钙粉煤灰、水泥和石膏拌制的高掺量粉煤灰水泥浆。1)、高钙粉煤灰除二氧化硅和氧化铝外，一般含有10%以上的氧化钙，本身具有一定的水硬性；同时，粉煤灰的容重仅为水泥的2/3左右，而且粒形好，其“滚珠”效应能对水泥颗粒起到一定的物理分散作用，使其分布更加均匀；的置换水泥浆水化速度低，且在石膏缓凝作用下，制备完成的置换泥浆塌落度经时损失小，具有良好的可注入性能，满足置换要求。同时，后期强度高、增长快，满足沉降控制要求。3)、置换原理：每二节混凝土管编为一组，分为注浆孔与排浆孔。将注浆泵清洗干净，带阀门的吸浆管放入灰浆池内；开启注浆泵，打开第一组注浆孔进行注浆；当第一组排浆孔冒出灰浆后关闭阀门，再打开第二组；以此类推，直到全线完成，再关闭所有阀门，保压三十分钟，保压压力1MPa。泥浆置换完成后，拆除主通道浆管和管节内弧形浆管就地清晰，以免浆液凝固堵塞影响后期使用。(2)封孔泥浆置换完毕后进行注浆孔封孔处理1)、清除注浆孔管壁外侧的置换水泥浆，清除范围为：注浆孔周圈5cm,管壁垂向深度1.5cm。将注浆孔和管壁清洗干净，不得破坏保护层，待监理工程师验收2)、注入热沥青：沥青充满清除范围及管壁开孔，宜采取压注工具及排气措3)、待沥青在自重状态下失去流动性时立即将配套的不锈钢螺栓拧入，利用螺杆推力将塑性沥青压出管壁。螺杆应突出内、外壁各2mm。4)、将不锈钢螺杆外露部分刷涂沥青防锈、防腐。6.6.4中继间设置(1)、中继间原理当顶进阻力即顶管掘进迎面阻力和管壁周围摩擦阻力之和超过主千斤顶的允许总顶力或管节容许的极限压力或工作井后背极限反推力，无法一次达到顶进距离要求时，应采用中继接力顶进技术，实行分段使实施每段管道的顶力降低到允许顶力范围内。采用中继接力时，将管道分层数段，在段与段之间设置中继间，中继油缸工作时，后面的管段成为前方管段的受力后座，承受中继千斤顶反力将前方管段顶进。中继间按顶进方向依次启动，起到管道分段顶进，减小每段顶力的目的。(2)、中继间设计本工程顶进检查井段最大距离达到332m,需要设置中继间，采取接力顶进。中继间按50%顶力进行设置。中继间主要由壳体(钢板制)与千斤顶组成，千斤顶分布固定在壳体上，安装独立的电、油路系统，壳体结构强度应符合实际顶力要求。周边千斤顶分布应下半部间距小，上班不间距大，中继间与前后管的连接缝不得大1)、短冲程千斤顶组，本顶管采用冲程为20cm的千斤顶组，性能要求一致；2)、独立的液压、电路与操作系统；3)、钢板制壳体和千斤顶紧固件、止水密封圈。由于中继间使用特性，其启动伸缩次数很多，密封圈极易磨损失效而发生漏水、漏砂等现象，给工程带来严重的后果，甚至发生安全施工。本次顶管中继间采用二道密封圈，在两道密封圈之间设置4只可以压住润滑油脂的油嘴，通过油脂润滑作用减轻密封圈的磨损；同时，设置4只注浆孔，进行同管段直径(mm)顶管长度管底地质层设中继间数量1