水厂扩建工程原水管道顶管施工方案修改.docVIP

- 1 - *水厂扩建工程原水管道 顶 管 工 程 安 全 专 项 方 案 *市*集团有限公司 二一四年十二月三十日 - 2 - 目目 录录 第一章第一章 工程概况工程概况.4 一、工程概况.4 二、顶管设计概况.4 三、钢管技术设计要求.5 四、工程水文地质情况.6 1.工程地质.6 2.工程水文.7 3.工程地质特征.7 五、工程周边及地下情况.8 第二章第二章 编制依据编制依据.8 一、相关规程、规范及文件.8 二、设计勘察资料.8 第三章第三章 施工计划施工计划.9 一、施工组织机构.9 二、现场劳动力计划.9 三、主要机械设备.9 四、施工进度计划10 第四章第四章 施工工艺技术施工工艺技术.10 一、施工前准备10 1.技术准备10 2.其他准备工作11 3.施工现场临时用电系统11 二、顶管施工工艺11 1.工艺的选择11 2.顶进施工工艺流程12 3.顶管施工示意图13 三、顶管施工设计13 1.顶力计算13 2.后背验算14 3.工作井、接收井尺寸的确定15 4.接收井设计图15 5.涵内钢管段基础支撑和限位措施16 6.顶管开挖面的稳定计算16 四、施工方法17 (一)水泥搅拌桩止水帷幕施工方案17 1.工艺流程及操作方法：17 2.机具设备18 3.施工组织18 4.安全与环保措施19 5.质量检查及验收19 (二)接收井逆作拱墙施工方案21 1.接收井测量定位21 2.施工工序：21 3.施工方法21 4.顶管施工方法23 1.测量放线23 2.主要工艺目的与要求23 3.安装主顶设备25 4.顶进施工26 5.工具头吊装下井、全套设备调试27 - 3 - 6.洞口施工技术措施27 7.穿墙初始顶进28 8.焊接质量的保证措施28 9.钢管质量检测：29 10.顶管纠偏29 第五章第五章 施工安全保证措施施工安全保证措施.30 一、监测监控30 (一)监测方案的编制依据30 (二)监测方案的编制原则30 (三)顶管施工监测的内容要求30 (四)监测的方法和监测点布置30 1.顶管施工通过路线路面的水平位移监测。30 2.顶管施工通过路线路面的沉降监测31 3.周边建筑物沉降监测31 4.观测周期及稳定阶段判定：31 5.观测精度31 6.质量控制措施：32 7.观测成果提交：32 (五)目测巡视32 1.支护结构32 2.施工工况32 3.周边情况33 4.监测设施33 (六)监测频率及报警值33 1.观测频率33 2.报警值33 (七)信息反馈及质量控制34 1.信息反馈34 2.质量控制34 二、施工安全、防护措施34 (一)安全管理目标34 (二)安全生产组织机构34 (三)安全管理与安全检查35 (四)安全事故预防措施36 三、危险源辨识及控制方法38 四、施工应急预案41 (一)应急原则41 (二)应急预案41 1.应急情况快速反应机制41 2.应急情况快速反应的工作程序42 3.坍塌或倒塌事故应急救援预案43 4.触电事故应急救援预案44 5.高处坠落事故应急救援预案45 6.有毒气体中毒和食物中毒应急救援预案46 7.机械伤害事故应急救援预案47 附图附图 1 1 施工总平面图施工总平面图49 附图附图 2 2 顶管工作井、接收井现场布置图顶管工作井、接收井现场布置图50 附图附图 3 3 检测点平面布置图、剖面图检测点平面布置图、剖面图51 附图附图 4 4 施工进度计划横道图施工进度计划横道图52 - 4 - 第一章第一章 工程概况工程概况 一、一、工程概况工程概况 工程名称：*水厂扩建工程原水管道 建设单位：*水务集团有限公司 设计单位：*设计研究总院 地质勘察单位：*研究院有限公司 监理单位：*监理咨询有限公司 施工单位：*市*集团有限公司 质量监督单位：*市建设工程质量安全监督站 本工程为*市*水厂原水管道工程，将埔仔泵站源水管水接至*水厂 以满足本次水厂扩建对水量需求，设计原水管道管径为 D2040x20，设计总 规模为 Q=30 万 m3/d。管道起点为埔仔泵站东北侧，坐标为 (X=14386.011，Y=60989.681)，穿越成功大道和福厦铁路后至终点*水厂 内，坐标为(X=14140.964，Y=61036.971)，管道总长 305m。 本工程现场情况复杂，需要采取多种方式进行施工，具体如下： 1） 、桩号 K0+000K0+064 管段采用大开挖施工； 2） 、桩号 K0+114K0+189.7 管段采用钢板桩支护开挖施工； 3） 、桩号 K0+064K0+114 管段明敷于乙池上； 4） 、桩号 K0+189.7K0+245.6 管段采用顶管施工穿越成功大道跨线桥； 5） 、桩号 K0+245.6K0+302.5 管段穿越铁路下的已经完成的箱涵。 二、二、顶管设计概况顶管设计概况 顶管井：设置在*水厂内原（穿越铁路下部）钢筋砼箱涵的工作井 （长 9.0m宽 4.5m） 接收井：逆作拱墙法施工，拱墙采用 C30 钢筋混凝土，厚度为 50， 深度为 11.0 m，井内径为 7.5m。 顶管段桩号 K0+189.7K0+245.6，长度 55.9 米（考虑此段的顶管工作 井设置于*水厂内，顶管需通过横穿铁路箱涵段铺设的 56.9 米钢管进行传 力，以下计算顶管顶力时按 70 米的顶管段进行计算） ，管径为 2040*20mm，采用 Q345 管材，管道埋深为 8.929.10m。 - 5 - 三、三、钢管技术设计要求钢管技术设计要求 1、管材概况：原水干管 D2040x20 采用 Q345 钢管，钢管均采用焊接连 接； 2、钢制管道及管件防腐 1） 、外防腐：除锈后，采用无溶剂聚氨酯涂料，2 底 2 面，要求管道本 体防腐层干膜厚度不小于 500 微米，焊缝处防腐层的厚度要求不得小于 400 微米。并符合 SY/T4106-2005 的相关要求。 内防腐：表面处理（除锈，吸尘，吹干）后采用 IPN8710-2 饮水设备 涂料（符合卫生部要求） ，高压喷漆，一底二面，做到平整光滑，每层厚需 大于 50 微米，总厚度大于 150 微米； 2） 、在焊缝处或一旦有钢管和管配件外防腐涂层局部出现少数针孔 （12 个/m2）或面积小于 25cm2的不合格部位，须进行局部修补； 3） 、宜采用喷（抛）射除锈，除锈等级应不低于涂装前钢材表面锈 蚀等级和除锈等级GB/T8923 中规定的 Sa2 级； 4） 、具体操作应遵照有关规程，并在生产厂家的指导下进行。 3、钢管制作 1)、钢管焊接质量等级：二级； 2)、钢管的制作及验收按给水排水管道工程施工及验收规范 (GB50268-2008)、 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 (GB50683-2011)、 工业金属管道工程施工及验收规范(GB50235-2010)、 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级(GB11345-2007)以及金 属熔化焊焊接接头射线照相(GB/T3323-2005)等有关现行国家规范和规程。 4、管道及基础的高程控制严格按 GB50268-2008 中的“表 5.10.1“和“ 表 5.10.9“执行。 5、顶管段管道长度均按 4m 一节设计。 6、箱涵内管基应在管道敷设后施工。管道推入过程中每隔 5m 设置枕 木支撑。 四、四、工程水文地质情况工程水文地质情况 1.1.工程地质工程地质 根据地质勘探资料，拟建场地的土层分布从上而下分别为：人工填土 层、第四系坡洪积层、第四系残积层，下伏基岩为燕山期花岗岩。其野外 特征按自上而下的顺序描述如下： - 6 - 1. 人工填土(Qml)：主要为杂填土，褐黄、褐灰色，灰黑色，主要 由粘性土混碎石、砖块等建筑垃圾组成，硬杂质含量35%，回填时间约 58 年，完成了一定程度的自重固结，呈松散稍密状态。场地内各钻孔均 遇见该层，层厚 2.103.20m。 2. 第四系坡洪积层(Qdl+pl)粉质粘土：褐黄、灰白、褐红等色，含 2530%砾石等硬杂质，呈稍湿，可塑硬塑状态。光泽反应稍有光泽，摇振 无反应，干强度及韧性中等。场地内各钻孔均遇见该层，其顶面埋深介于 2.103.20m，层顶标高介于 12.1513.33m，层厚介于 2.405.60m。 3. 第四系残积(Qel)砾质粘性土：褐黄、灰白色，由花岗岩原地风 化残积而成，原岩结构清晰可辨，主要呈稍湿，硬塑状态，大于 2mm 石英 颗粒含量 2535%，光泽反应稍有光泽，摇振无反应，干强度及韧性中等。 场地内各钻孔均遇见该层，其顶面埋深介于 4.508.70m，层顶标高介于 7.0810.93m，层厚 4.7010.80m。 4. 燕山期花岗岩（5）：为场地基岩，新鲜断面呈灰白、肉红等色， 风化后因风化程度不同而呈褐黄、褐灰、灰白等色。主要矿物成分为长石、 石英及云母，中粗粒结构，块状构造。本次勘察按其风化程度不同可划分 为全风化、砂砾状强风化两个带，分述如下： 1)全风化花岗岩-1：褐黄、灰白、褐灰等色，长石类矿物风化剧烈， 呈粉末状，手可捏碎，手捏有砂感，浸水后可捏成团，风化裂隙极发育， 岩芯呈土柱状。属极软岩，岩体极破碎，岩体基本质量等级为级，合金 钻具可钻进。勘察时未发现空洞、临空面及软弱夹层。场地内各钻孔均遇 见该层，其顶面埋深介于 9.2018.90m，层顶标高介于-3.366.23m，揭露 厚度 2.706.10m，层厚不详。 2)砂砾状强风化花岗岩-2：褐黄、褐灰、灰白色，长石类矿物风化 显著，风化裂隙极发育，岩芯呈砂砾状。属极软岩，岩体极破碎，岩体基 本质量等级为级，合金钻具可钻进。勘察时未发现空洞、临空面及软弱 夹层。场地内 4、5、6、7 号钻孔遇见该层，其顶面埋深介于 14.6018.20m，层顶标高介于-2.850.83m，揭露 4.405.90m，层厚不详。 2.2.工程水文工程水文 1) 地下水埋藏条件、地下水类型及含水性 勘察期间各钻孔均遇见地下水。场地地下水赋存、运移于第四系地层 的孔隙中。根据其埋藏条件及含水层的性质，场地地下水类型主要为潜水， 各层含水量不大。场地地下水受地表水及地下水侧向迳流补给，水位随季 节性变化，地下水通过蒸发及由场地东向西迳流排泄。根据室内试验和附 近场地的工程经验，场地内各地层均属弱透水性地层。 2) 地下水位及变化幅度 - 7 - 勘察期间，测得初见水位埋深为 4.305.00m，相当于标高 11.0411.85m；钻探完成后，测得场地内钻孔稳定水位埋深为 4.805.30m，相当于标高 10.7411.33m。根据区域水文地质调查结果，该 场地地下水历史最高水位为标高 13.00m，水位变化幅度可按 1.02.0m 考虑。 3.3.工程地质特征工程地质特征 工程顶管段管道埋深 8.929.10m，该段管道主要穿越地层为残积砾质 粘性土，呈硬塑状态，工程性能好，其下地层为全风化花岗层、砂砾状强 风化花岗岩。参照水文勘探结果，顶管段位于地下水位以下，场地内各地 层均属弱透水性地层。 五、五、工程周边及地下情况工程周边及地下情况 本顶管工程位于*市*水厂东北侧，穿过成功大道跨线桥及鹰厦铁路， 其中穿越铁路段已有施工完成本管道使用的钢筋砼箱涵，成功大道段场地 原始地貌属剥蚀残丘地貌，现已改造整平，地势较平坦，顶管管道埋深 8.929.10m。经我司向相关管线部门的了解，除污水管道、雨水管道埋深 较深外其他管道的埋深都较浅，而现场勘测的结果污水管道和雨水管道的 埋深也小于 6 米。 第二章第二章 编制依据编制依据 一、一、相关规程、规范及文件相关规程、规范及文件 1. 建筑基坑支护技术规程 （JGJ120-2013） 、 建筑深基坑工程施工安全 技术规范 （JGJ311-2013） 、 给水排水管道工程施工及验收规范 - 8 - （GB50268-2008） 、 给水排水工程顶管技术规程(CECS246:2008)、 建筑 地基基础技术规范 （DBJ13-07-2006） 、 建筑地基与基础工程施工质量验 收规范 （GB50202-2002） 、 地基处理技术规范(JGJ79-2002)、 混凝土 结构工程施工及验收规范 （GB50204-2011） 、 建筑基坑工程监测技术规范 （GB50497-2009） 、 建筑施工土石方工程安全技术规范 （JGJ180-2009） 、 顶管施工技术及验收规范(试行) 。 2. 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范(GB50683-2011)、 工业金属管道工程施工及验收规范(GB50235-2010)、 钢焊缝手工超声 波探伤方法和探伤结果分级(GB11345-2007)以及金属熔化焊焊接接头 射线照相(GB/T3323-2005) 3. 建筑施工安全检查标准 （JGJ59-2011） 、 建筑施工高处作业安全技 术规范 （JGJ80-91） 、 施工现场临时用电安全技术规范 （JGJ46-2005） 、 建筑机械使用安全技术规程 （JGJ33-2012） 、 建设工程施工重大危险源 辩识与监控技术规程 （DBJ13-91-2007） 。 4. 危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知 （建质200987 号） 、 福建省建筑边坡与深基坑工程管理规定 （闽建建201041 号） 。 5. 有关建设工程安全生产、文明施工、环境保护等方面的管理规定。 二、二、设计勘察资料设计勘察资料 1. 中国市政工程西南设计研究总院提供的*水厂扩建工程原水管 道设计图纸； 2. 中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司提供的岩土工程详细 勘察报告书 第三章第三章 施工施工计划计划 一、施工组织机构 我单位选择组织一支具有丰富施工经验的队伍施工该工程，该队伍具有 保证工程质量、安全生产、文明施工和工期的管理工作能力。所有工地人 员必须按监理工程师指定的日期进场。项目部须科学合理的配置劳动力、 材料和机械设备，优化施工组织设计，统筹安排生产，按照业主和现场监 理以及合同文件等要求完成工程施工。 - 9 - 二、现场劳动力计划 本工程各专业班组的人员安排情况：土方开挖班 20 人，机械司机 4 人， 混凝土班 8 人、模板班 8 人，钢筋班 8 人，机修班 3 人，普工班 10 人，顶 管施工班 20 人，特种作业人员（电焊工 2 人、电工 2 人） ，配备专职安全 员 1 人，在施工进度动态调整劳动力配备，必要时增加劳动力投入。 三、三、主要机械设备主要机械设备 主要机具设备一缆表 序机具名称规格单位数量用途 1 工具头 2060 个 1 掘进、纠偏 2 空压机 9m3 台 2 通风 3 潜水泵 QS3225-4 台 6 排水 4 压浆机 15Kg/cm2 台 2 压浆 5 吊车 25t 辆 2 设备安装，及垂直运 输 6 电焊机交流 500A台 4 焊接 7 气割设备套 2 8 水平仪台 1 测量 9 经纬仪台 1 测量 10 鼓风机台 4 通风 11 照明设施套 4 照明 12 汽车五十铃辆 2 生产生活用车 13 有线电话部 4 联络 14 对讲机部 4 联络 - 10 - 15 后坐千斤顶 320T 个 2 顶管顶进 16 主顶高压油泵台 2 顶管后坐顶进 17 油缸支架个 2 固定后坐油缸 18 U 型顶铁块 10 顶管顶进 19 环型顶铁套 2 顶管顶进 20 导轨套 2 顶管顶进 21 后坐垫铁块 2 顶管顶进 22 电缆 90cm2m460 供电 23 电箱个 8 供电 四、施工进度计划施工进度计划 本顶管工程施工计划工期为 50 日历天（详见附图详见附图） 。 第四章第四章 施工工艺技术施工工艺技术 一、一、施工前准备施工前准备 1.1. 技术准备技术准备 （1）熟悉、审核设计图，参加设计交底和图纸会审。 （2）复测控制桩和水准点，并制定测量方案和监控量测方案。 （3）按监理工程师要求，优化施工组织设计。 （4）做好技术交底，安排好检验试验工作。 2.2. 其他准备工作其他准备工作 （1）编制施工计划和施工程序，协调各工序及各专业间的配合工作。 （2）组建施工管理机构和专业作业队伍，并进行进场前的施工教育培 训。 （3）编制材料和设备供应计划并做好供应。安排好施工机具设备的维 修保养工作。 （4）架设供电线路，接通施工用水管路，确定材料、设备等运输线路。 （5）做好场区的临时排水、车辆、车轮冲洗沟槽设施及场地、道路硬 化等及其他全部临时工程。 （6）组织施工机械设备和材料进场。 - 11 - （7）落实季节性施工措施。 （8）向监理提交安全生产（含消防安全）计划；落实安全、消防和保 安措施，以及文明施工管理措施。 3.3. 施工现场临时施工现场临时用电系统用电系统 施工用电从业主指定电源点接入，工地现场设配电室，场内施工用电 线路从工地配电室利用电缆埋地接出，根据总平面图设备布置情况，计算 采用的主干线及回路。施工现场临时用电采用 TN-S 系统，三相五线制，配 电系统采用三级配电二级保护，配电线路中设置不少于 3 处重复接地，重 复接地电阻值应小于 10，保护零线（PE 线）应与工作零线分开单独铺设 不能混用，PE 线必须采用黄绿双色线。 开关箱距离施工设备、机具不超过 3 米，实行“一机一闸一箱一漏” 保护。漏电保护器应选用电流动作型，额定漏电动作电流应不大于 30mA， 潮湿场所额定漏电动作电流应不大于 15mA，动作时间应不大于 0.1S，做好 防水、防潮、绝缘工作，确保安全。 配电箱均采用铁制标准配电箱，露天配电箱应有防雨淋罩每个配电箱 必须有专用的零线、PE 线端子，在箱门上注明其编号、名称，所有箱门均 应配锁。动力和照明分开计量。 二、二、顶管施工工艺顶管施工工艺 1.1. 工艺的选择工艺的选择 1) 敞开式顶管方案 敞开式施工工艺是目前较为普通的施工方法，其适应性强、施工直观、 设备简单，一般适用于土质条件稳定，无地下水干扰，可在密封机械顶管 机无法顶进的地层施工，如穿越地层部分有中、微风化岩层短距离顶进， 以及管道轴线上可能存在大的石块、桩基础等不明障碍物地层。 2) 封闭性顶管方案 当对松散的粉细砂，液化土等不稳定土层进行操作时，应采用封闭式 顶进，顶进设备前端有切削环，为便于切土及减少对地层的扰动，在它的 前端做成刃口型，称为刃脚，在其内部可安装挖掘设备。 3) 顶管方案的选择 根据水文地质条件及不同顶管方案的特点和适应性，考虑受现场条件 限制、地下管线不清楚及顶进过程中遇孤石的可能性较大等因素的影响， 顶管的长度较短且管径为 2m，此段场地内各地层均属弱透水性地层，故此 段顶管采用敞开式人挖机顶法施工。 2.2. 顶进施工工艺流程顶进施工工艺流程 - 12 - 3.3. 顶管施工示意图顶管施工示意图 三、三、顶管施工设计顶管施工设计 1.1. 顶力计算顶力计算 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 U 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 顶管中推顶力不仅受设备的制约，而且受工作井土体的允许承载力和 管材轴向允许承压力的限制，因此顶管施工中允许推顶力取最小允许承载 力。 F=F1+F2 其中 F总推力 F1迎面阻力 F2顶进阻力 - 13 - F1=/4D2P（D管外径 2.040mP控制土压力） P=KOHO 式中 KO-静止土压力系数，一般取 0.9 HO-地面至管中心的厚度，取平均值 8m -土的湿重量，取 2.5t/m3 P=0.92.59.5=13.5t/m2 F1=3.14/42.040213.5=44.1T F2=DfL 式中:f注浆后管外表面综合摩阻力系数,取 0.8t/m2 D管外径 D=2.040m L顶距按 70m 计（本顶管段长度为 57 米，考虑空顶段 56 米的钢管） F2=3.142.0400.870=358.71T 因此，总推力 F=44.1+358.71=402.81T3947.6 KN 2.2. 后背验算后背验算 核算后背受力宽度，应根据需要的总顶力，使土壁单位宽度内受力不 大于土壤的总被动土压力。后背每米宽度上土壤的总被动土压力（KN/m2） 按下式计算： - 14 - 21.40，19.0kN/m3，C=26.6kPa，管内径2.0m,H=4 m,B=4 m,h=3 m。 R=1.5*4*(19*16*2.14/2+2*26.6*3* 1.46+19*3*4*2.14)= 6277.3KN 经计算后背能够承受的顶力 6277.3KN，大于总的顶力 3947.6 KN。 3.3. 工作井、接收井尺寸的确定工作井、接收井尺寸的确定 工作井：利用原钢筋砼箱涵的顶进工作井（壁厚为 60的钢筋砼结构） ， 工作井尺寸：（长）9.0 m（宽）4.5 m，该工作井的尺寸可以满足钢管 顶管时尺寸要求。 顶管工作井尺寸：最小净空长度 LL1+L2+L3+L4+L5+L67.5 m(L1 主 顶千千斤顶尺寸选用 2m，L2 工具管尺寸选用 2m，L3 环铁尺寸选用 1m，L4 分力阀尺寸选用 0.5m，L5 后备墙厚度选用 1.2m，L6 安装富余量选用 0.8 m) 顶管工作井尺寸：最小宽度 BX+Y+D=4.04 m(X、Y 井内左右侧最小工 作面按 1.0 m 计，D 钢管外径 2.04 m) 接收井：逆作拱墙法施工，拱墙采用 C30 钢筋混凝土，逆作拱墙周边 采用 500 水泥搅拌桩进行止水，基坑开挖从原地面到设计开挖标高的深 度为 11 米，接收井的内径为 7.5 m，厚度为 50。 接收井最小长度工具管长度+46 m 接收井最小宽度2.0+21.04.0 m 4.4. 接收井设计图接收井设计图 接收井平面图如下： 接收井壁配筋如下图： - 15 - 接收井断面图如下： 5.5. 涵内钢管段基础支撑和限位措施涵内钢管段基础支撑和限位措施 箱涵内管道采用顶推施工，在箱涵每隔 3m 设置圆木支撑，并根据顶推 的情况适当增加圆木支撑。为避免因箱涵内钢管在没有周边约束力的情况 下，在顶管工况产生钢管的弯曲变形，必须在钢管的左右和上部设置必要 的限位措施，每隔 10 米采用 25a 工字钢固定，具体做法如下图： 6.6. 顶管开挖面的稳定计算顶管开挖面的稳定计算 根据地质勘察结果及工程地质剖面图，已知顶管段的地层土质为粉质 粘土或残积砾质粘性土，横穿成功大道段基本都为残积砾质粘性土，以下 接收井的井壁高出地 面 30CM，临边采用 1.2 高 48 钢管焊接 护栏 - 16 - 根据地勘结果的数据进行顶管开挖面的稳定计算，以确定顶进和开挖的配 合。 开挖面的直立高度按作用于直立开挖面上的主动土压力 Pa 进行推导， 若要开挖面直立，必须使 Pa0，有粘结力的地层任意深度 h 处作用的主动 土压应力： 因此深度为 h 时的主动土压力 Pa N25，21.40，19.0kN/m3，C=26.6kPa，管内径2.0m。 因此，敞开式直立人工开挖不会产生坍塌，顶管施工是安全的。 四、四、施工方法施工方法 总体施工总流程：先进行水泥搅拌桩止水帷幕的施工，然后进行接收 井施工，最后进行顶管施工。 对开挖前周边的建筑物和构筑物先作好沉降观测点的设置，并作好原 始记录；在基坑开挖之前先探明周边地下综合管线的种类、位置及埋深。 ( (一一) ) 水泥搅拌桩止水帷幕施工方案水泥搅拌桩止水帷幕施工方案 本工程采用 500mm 水泥搅拌桩互相搭接 100mm 桩长 8.9 米作为止水桩，采用前后推 进的方法进行咬合。 前后推进时咬合：如下图所示 施工顺序为 12345，施工时需控制施工速度，保证 13 水泥搅拌桩未达到终 凝前施工 45 水泥搅拌桩。 1.1.工艺流程及操作方法工艺流程及操作方法： 桩定位放线桩机就位预搅下沉喷浆搅拌提升重复搅拌下沉重复提升到桩 顶复搅上提复喷成桩 1.1、桩定位放线 根据建设单位提供的图纸、平面定位点，确定好桩位，由建设、监理单位复验无误 后施工。同时根据建设单位提供的标高定好桩底、桩顶标高。 由于水泥搅拌桩强度不是很高，因此桩位放线定位时需根据施工现场情况考虑基坑 - 17 - 放坡或增加支护桩。 止水帷幕定位后，用人工或小型挖土机械挖出 700mm 宽*1000mm 深的沟槽，以便于 桩机就位后施工。 1.2、桩机就位：桩机架在挖好的沟槽内上，机架要求平稳，搅拌头同桩位对中， 使导向轴与搅拌轴垂直，同时检查桩机平整度及主杆的垂直度，垂直度偏差不大于桩机 高度的 1%，施工过程中若发生偏差较大需及时调整。 1.3、浆液配置： 选用 32.5 普硅水泥作为固化剂，所有水泥应过筛。浆液配置前在现场设搅拌容器， 浆液严格按 1：0.55 配置，由于搅拌机械通常选用定量泵输送水泥浆，转速大多是恒定 的，因此灌入地基中的水泥量完全取决于搅拌机械提升速度和复喷次数，施工过程中不 能随意变更。 由于固化剂从灰浆泵到达机械出浆口需要通过较长的输送管，必须考虑水泥浆到达 桩端的的泵送时间。通过试成桩确定其输送时间。 1.4、预搅下沉：启动电机，下沉速度由电流表控制，下沉速度不大于 0.5m/min， 搅拌到设计深度。 1.5、喷浆搅拌提升：搅拌至下沉深度时，把已配置好的水泥浆用压浆泵导入桩底 部，同时边喷浆边搅拌提升，提升时注意控制提升速度（控制在 0.5m/min 范围内） 。 1.6、重复搅拌下沉及提升：为使土层与浆液搅拌均匀，将深层搅拌头再次下沉至 桩底，再启动电机，将搅拌头边搅拌边提升至桩顶标高。 1.7、复搅及复喷：当水泥浆液达到出浆口 1.5 米时，喷浆搅拌 30 秒，在水泥浆与 桩端土充分搅拌后，停止灰浆泵，再开始提升搅拌头，以确保搅拌桩停浆搅拌提升至地 面成桩。 1.8、成桩移位：关闭搅拌机，将桩机移至下一个桩位施工。 2.2. 机具设备机具设备 水泥搅拌止水帷幕施工主要机具设备为深层搅拌桩机，其它小型机具根据桩机进行 配置。 3.3. 施工组织施工组织 根据现场情况水泥搅拌止水帷幕施工流水如图所示： - 18 - 4.4. 安全与环保措施安全与环保措施 4.1、操作人员施工中加强安全用电意识，上班前检查机械、电路、符合安全要求 后方可进行操作，下班前，关闭好配电箱，用篷布盖好小型机具。 4.2、操作人员加强安全施工意识，进入现场必须戴好安全帽，必须遵守操作规程， 不得违章作业，不得酒后作业。 4.3、操作人员做好机具保养工作。 4.4、加强环境保护，由现场兼职环保员负责现场环境保护检查工作，重点做好各 种 资源保护，制定施工现场环境保护措施，尽量减少施工噪音、污水、废水等的排放，防 止机械漏油，做到施工不扰民。 5.5. 质量检查及验收质量检查及验收 5.1、施工前检查：施工前应检查验收水泥的质量并做好复试，桩机、搅拌机工作 性能及各种计量器具是否俱全。专业施工班组施工质量保证体系是否健全。 5.2、施工过程中控制 搅拌桩需全过程的跟踪控制质量。施工过程中随时检查施工记录和计量记录，并按 规定对施工好的桩进行评定。 5.3、水泥搅拌桩止水帷幕质量检验标准 允许偏差或允许值项 目 序 号 检查项目 单位数值 检查方法 1 水泥及外加剂质量设计要求产品合格证，复检报告 2 水泥用量参数指标查看流量计 主 控 项 3 桩体强度设计要求按规定办法 - 19 - 目 4 地基承载力设计要求按规定办法 1 机头提升速度 m/min0.5 量机头上升距离及时间 2 桩底标高 mm+200 3 桩顶标高 mm+100/-50 4 桩位偏差 mm50 5 桩径 0.04d 6 垂直度 %1.5 7 搭接 mm200 一 般 项 目 8 水灰比设计要求 6、施工中常见问题及处理办法 序号常见问题发生问题处理方法 1、电压偏低调高电压 2、土质硬，阻力大适量加水冲浆 1 预搅下沉困难，电流值高， 电机跳闸3、遇大石块、树根等障 碍物 挖除障碍物 2 搅拌机下沉不到预定深度， 但电流不高 土质黏性大，搅拌机自 重不够 增加搅拌机自重或开动 加压装置 1、投料不准确重新标定投料量 2、灰浆泵磨损漏浆检修灰浆泵 3 喷浆未到设计桩顶面（或 底部桩端）标高，集料斗 浆液已排空3、灰浆泵输送量偏大重新标定灰浆输送量 1、拌浆加水过量重新标定用水量 4 喷浆到设计位置，集料斗 中剩浆液过多2、输送管路部分阻塞清洗输送管路 1、输送管内有水泥结块拆洗输送管 5 输送管堵塞爆裂 2、喷浆口球阀间隙太小使喷浆口球阀间隙适当 1、灰浆浓度过大重新标定浆液水灰比 6 搅拌钻头和混合土同步旋 转 2、搅拌叶片角度不适宜调整搅拌叶片角度或更 换钻头 - 20 - ( (二二) ) 接收井逆作拱墙施工方案接收井逆作拱墙施工方案 1.1. 接收井测量定位接收井测量定位 根据设计要求，按图测出井位中心线，埋设定位桩，严格按测量规程 操作；施工现场采用 2.5m 高的彩钢板进行围挡。 2.2. 施工工序：施工工序： 接收井的逆作法施工程序：场地平整放线、定井边线挖第一节沉 井土方绑扎第一节井壁钢筋支模浇筑第一节井壁混凝土、井口圈梁混 凝土在井壁上二次投测标高及井位十字轴线安装活动井盖、垂直运输 架、起重电动葫芦或卷扬机活底吊土桶、排水、通风、照明设施等第二 节井身挖土方（分段跳挖）清理井孔四周壁、校核井孔垂直度和直径 （分段）绑扎第二节井壁钢筋拆除上节模板（分段）支模浇筑第二 节井壁混凝土重复第二节所有工序、循环作业直至到设计深度清除井 底虚土、排除积水换填井底碎石垫层浇筑井底混凝土垫层绑扎井底 板钢筋浇筑井底混凝土。 3.3. 施工方法施工方法 、施工前应由技术负责人和主管施工员逐井全面检查各项施工准备， 逐级进行技术、安全交底和安全教育，使安全管理在思想、组织、措施上 都得到落实。 、经施工测量放线，确定施工井位置后，即可进行土方开挖。第一 节护壁应比下面护壁厚 100mm，并应高出现场地面 200mm。 、墙体土方分段逐层开挖，垂直方向每天长度不大于 1 米；第一节 挖土深度定为 1 米，以后每节挖土深度为 0.9 米，当遇到淤泥或流砂时， 可减少挖土深度，一般为 0.5 米；在施工时每一节土方开挖需待上一节墙 体闭合后而且混凝土强度达到设计强度的 70%以上强度后才能进行。 、出土设备：搭设四脚钢架，并安装电动提升吊机，用吊桶将土吊 出地面。开挖时采用短把锹、短把镐，便于操作。提土桶不要装得太满， 以防土块或石块掉落伤人。 、距离基坑边 2m 范围内不得有任何堆载和行驶重载车辆，土方出井 后用手推车运至临时储土坑堆放，井口不准留有余泥，以减轻井边周围的 压力。利用挖土机和自卸汽车每天晚上将井孔内挖出的土方运至指定弃土 场。 、遇有地下水时挖集水坑，再利用抽水泵将水排出井外。 4 井壁钢筋绑扎 采用预先下料、井下绑扎的施工方法，按设计配筋进行井壁横向环筋、 - 21 - 竖向钢筋的绑扎，环筋及竖筋的钢筋连接采用单面焊接 10d，钢筋保护层厚 度为 40mm。钢筋绑扎好后，经监理工程师及设计部门验收合格后，进行下 一道工序支模。 5、井壁模板安装 井壁模板由钢模拼装而成，板间用 U 形卡固定，沿模板底部打短钢筋 桩加固，拼装中留一道接缝夹一根 48 钢管，以便拆模；必要时采用 60 钢管对顶支撑加固。 6、混凝土浇筑 井壁砼强度为 C30，浇筑采用商品混凝土。混凝土运输车运到施工现场 后利用吊桶下送，砼应分层对称捣筑，防止模板侧移或跑模，每次分层厚 度 100200mm，人工捣实。首节井壁砼拆模后待混凝土强度达到设计 70% 后方可进行下节土方开挖。 7、模板拆除 井壁钢模板拆除一般时间为一昼夜（24 小时）后进行，模板拆除后应 及时移至地面，并将变形模板矫正。 8、质量保证措施 、井护壁第一节挖深约 1.0m，安装井壁钢模板，浇筑井壁混凝土、 井口圈梁混凝土，完成第一节后，从第二段开始，拱墙土方应分段逐层开 挖，拱墙水平方向分为 4 段施工，垂直方向每段长度不大于 1 米循环。即 挖好每一节土后接着浇筑下一节混凝土井壁；土层中每节高度为 1000mm， 在不利地质区段每节高度不宜大于 500mm，下挖速度应视井壁的安全情况而 定；施工时应先开挖拱墙位置土方。待拱墙完成闭合后且混凝土强度达 80% 以上强度后才能大面积开挖拱墙后土方，施工期间应注意施工安全，应在 36 小时内将拱圈闭合。 、为保证井的垂直度每浇筑三节的井壁校核井中心位置及垂直度一 次，拱轴线沿曲率半径方向误差不超过40mm，不平整度不大于 50mm。 、上道拱墙合拢且混凝土强度达到设计强度的 90%以上后，才可进行 下道拱墙的施工；下道拱圈应采用分段跳挖施工，防止开挖下道拱圈时， 使上道拱圈失去支撑而导致破坏。上下两道拱墙竖向施工缝应错开，错开 距离不少于 2m。拱墙施工应连续作业，每道拱墙施工时间不超过 36 小时， 折模时间要须混凝土渗速凝剂的效果和气温而定，一搬需 24h 以上方可拆 除模板。 、施工期间应密切留意天气预报，如果报告有台风暴雨应暂停施工。 如施工期间遇一般小雨，已开挖的拱墙位置应用编织布遮盖，并开泵抽水， - 22 - 避免雨水长时间浸泡沟槽。若发现变形较大应用碎石回填拱脚已开挖部分。 、设置好的监测点，作好井的水平位移监测、邻近建筑物构筑物的 变形监测、地下水位监测、土体竖向变形监测等。 、如果施工时发现地质情况与勘察资料相差较大，应立即会同业主、 监理、设计等单位工同协商解决。 4.4.顶管施工方法顶管施工方法 1. 测量放线测量放线 顶管工程的测量放线工作是保证顶管轴线正确的关键，更是整个工程 质量的关键，它的好坏不仅将直接影响到管线线形的平顺，甚至影响到顶 管的顺利贯通，而且测量放线的失误还有可能造成顶进时设备损坏，使顶 管工作停顿。因此顶管的测量放线需要精心实施，确保无误。 顶管施工测量必须按照设定的管道中心线和工作井位建立地面和地下 测量控制系统，控制点应设在不易扰动，视线清楚，方便校核的地方，并 加以保护，必要时增设每点有二个以上便于校核攀线桩。 本工程测量包括高程测量和左右偏差测量两部分。 其中高程测量分为两个部分，第一部分就是在地面上把永久性水准引 测到井边，通过垂直钢尺引测至井下临时水准点，再在管道内架设水准仪 至机头内标靶，即可调机头高程偏差。此水准还可从机头测出来。闭合差 按二级水准控制；其次就是通过引入井下的临时水准点按照设计坡度控制 顶进过程中管线位置走向的高程坐标。顶进井内的临时水准点，在交接班 时进行仪器高程的校对和调整，顶进轴线由设计管道中心通过经纬仪引入 坑内，然后对中观测。 2. 主要工艺目的与要求主要工艺目的与要求 1) 清理施工现场：为了给现场施工人员提供一个较好的工作环境，使施工 人员有个较好的心情状态投入到工作中，是确保施工安全和质量保证的 前提。 2) 测量控制点的设定：为了在管道顶进过程中便于复核校对顶进轨迹是否 正直，以保证管道顶进过程中出现偏差能即时纠偏校正。 3) 设置顶管后靠背是为管道顶进提供坚强后座力的保证，如果没有一个坚 强的后靠背，管道顶进过程中一旦出现阻力大于主顶设备的重量时，就 会出现主顶设备退移，甚至在阻力的作用下，主顶设备将钻入泥土中， 为避免上述情况发生，故此设置后靠背。 4) 导轨安装，导轨在顶管施工中起到至关重要的作用，首先在顶管工具与 - 23 - 管节连接的时候起到了便于两者之间的对平对直的关键，而且在初期顶 进中关系到将顶管终点引向何方的作用。 本工程采用装配式导轨（采用轻型导轨，由钢轨、横梁和垫板组成） ， 安放在混凝土基础面上，导轨定位必须稳固正确，在顶进中承受各种荷载 时不位移、不变形、不沉降，导轨安放前应先复核管道中心位置，轨道中 心要与管线轴线相重合，两根导轨必须互相平行、等高，导轨面的中心标 高应按设计沟底标高设置，在顶进中必须经常复测调整，以确保顶进轴线 的精度，且导轨的坡度应与设计管道坡度一致。导轨与井底的间隙应用钢 板垫牢或用混凝土浇筑，不宜用木板找平。 、 导轨安装时轴线位置允许偏差为 3mm，顶面高程偏差为 0+3mm，两轨 内距为2mm。 5) 起重设备安装：起重设备主要用于管节就位和设备安装，拆卸及移位， 本工程配备 25T 吊车作为起重设备。采用起重设备下管时应符合下列规 定：正式作业前应试吊，吊离地面 10cm 左右时，检查重物捆扎情况和 制动性能，确认安全后方可起吊；下管时工作坑内严禁站人，当管节距 导轨小于 50cm 时，操作人员方可近前工作；严禁超负荷吊装。 垂直运输设备主要用于顶管作业产生的泥土清运至地面卸土区的提升 设备，本工程采用 2.5T 卷扬机，配四脚架作为该垂直运输的提升设备。 6) 顶管工具头就位顶管工具头是本工程进程中的主要部分，它是该段顶管 的导向头，由纠偏千斤顶和调节螺栓等组成，经地面加工成品，就位校 正后便可进入工作状态。 7) 管节就位校正联接：管节校正联接是为防止联接不正在顶进过程中造成 导向偏差和管段弯曲、起拱的关键，因此当管节吊上导轨时，必须先校 正后方可焊接。 8) 焊接缝检测：本工程钢管联接根据设计要求为二级焊接标准，质量等级 高，本工程的顶管工艺属隐蔽工程，焊缝是顶入土体中倘若存在焊缝不 合格都难以整改，因此每道焊缝焊接完成后都必须经检测单位检验合格 后方可顶进。 9) 涵内管段支撑固定：本顶管工程经铁路箱涵顶进，由于该箱涵长 50 米 内净尺寸为 3.0m3.0m，为防止顶进受力时管体产生弯曲或起拱，故设 定每 5 米间距采用直径 50 钢管在 D2040 钢管上方和左右侧设制一道支 撑控制防弯曲的措施。 10)照明用电：由于管道内的空气湿度较大，因此，采用 36v 低压照明电， 低压电须通过变压器降压。灯具采用防水防爆灯具。 11)空压机设置： - 24 - 由于管道顶进距离长，埋置深度深，管道内的空气不新鲜，加上土体 中会产生有害气体，因此，必须设置供气系统。通风设施用一台 0.9m3 空 压机将空气传输至管道最前端，并将管道最前端的空气排出，以此进行空 气循环。起到供氧排气的作用。 12)洞口止水： 顶管工程中，为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取工作井预留 洞口比管节外径略大些（一般为 100mm）的方式，顶进时此间隙需采取有效 措施进行封闭，否则地下水和泥砂就会从该间隙流到工作井内，会造成洞 口上部地表的塌陷，甚至会造成事故，殃及周围的建筑物和地下管线的安 全。因此，顶管过程中洞口止水是一个不容忽视的环节，必须认真、仔细 地做好此项工作。 3.3. 安装主顶设备安装主顶设备 （1）安装主顶设备由以下几部分组成： 组合千斤架主顶千斤顶 2 台油泵站及管阀组合型顶铁环型 接口顶铁 （2）千斤顶： 本工程主顶设备采用 2 台 300 吨/台千斤顶，千斤顶的行程为 1m， 作用千斤顶的规格必须一致、行程必须同步，以保证作业时共同作用。 千斤顶动力由油泵提供，每台千斤顶的使用不大于额定工作压力，油路必 须并联，每台千斤顶均备有独立的控制阀，千斤顶伸出的最大行程应小于 油缸行程 10cm 左右。千斤顶后端将反力均匀地作用在工作井的承压壁上， 前端顶进分压环，通过顶铁将顶力传至管节。分压环制作应具有足够的刚 性，与管端面接触应相对平整，无变形。 （3）油泵： 油泵设置在距离主顶千斤顶处，油管应顺直，转角少，接头不漏油， 油泵应在雨棚内工作。油泵的最大工作压力不大于 32kpa，装有限压阀，溢 流阀和压力表等指示保护装置，安装完毕后必须试车，在顶进中应定时检 修维护，及时排除故障。 （4）顶铁：由于本构成选用的 D2040 钢管管节长度为 4 米，该长度远 超过千斤顶的行程，为了顶进能够延续顶进，因此配备铁作为顶进的接力。 顶铁必须符合要求刚度大，受力后无变形，相邻面垂直，排列不扭曲， 单块放置稳定性好，连续部位不脱焊，不凸面，与导轨的接触面必须平整， 顶进前滑动部分应抹牛油润滑。 - 25 - （5）电源布置： 在顶管过程中，主要的电源为动力用电和照明用电。 动力用电：由于管道内的电机采用 380v 动力电，因此，进入管道的动 力电必须做到三级配电二级漏电保护和接零接地保护措施，动力电源线设 置在操作人员不易接触处，并在电源线外增设护套，保证用电安全。 4.4. 顶进施工顶进施工 （1 1）顶进工艺要点 全部设备经过检查并经过试运转。 顶管在导轨的中心线，坡度和高程应符合规定。 防止流动性土或地下水由洞口进入工作井的措施。 工具管切入土体后应严格控制其水平偏差不大于 5mm，其高程为设定标 高加以抛高数。工具管与第一节钢管连接时，其尾部至少须搁在导轨上 2030cm，并立即进行钢管的连接。 （2 2）顶进开挖 开始人工挖土前，应先将刃口部分切入周边土体中，挖土程序自上而 下分层开挖，严防正面塌方。挖土当遇到地下障碍物，应在采取安全措施 条件下，先清除后予以继续顶进，如遇特殊或紧急情况，应及时采取应变 技术措施。 防止工具头和前几节管子后退。产生这种现象主要是因为工具头的主 动土压力大于工具头和管子的周边摩阻力和它们之间与导轨间摩阻力的总 和。一般采取在主顶油缸回缩前，用螺旋出土机部分土适当卸压，或在洞 口两侧安装手拉葫芦拉住，或用木（钢）柱将管子顶住，使其不向后退。 （3）顶进注意事项 顶进时应遵照“先挖后顶，随挖随顶”的原则。应连续作业，避免 中途停止，造成阻力增大，增加顶进困难。 首节管子顶进的方向和高程关系到整段顶进质量，应勤测量，勤检 查及时校正偏差。 安装顶铁应平顺，无歪斜扭曲现象，每次回收活塞加放顶铁时，应 换用可能安放的最长顶铁，使连接的顶铁数目为最少。 顶进过程中，发现管前土方坍塌或油泵压力表指针骤然增大等情况， 应立即停止顶进，查明原因，排除故障后再继续顶进。 （4）测量和误差的校正 - 26 - 测量 顶管中线和水准点引入工作坑内，控制导轨、顶管机安装位置和顶进 方向及高程。 顶进时，每顶一定距离测量一次，第一节管子测量间距应缩短。校正 时，每顶进一镐即测量一次。 顶进偏差的校正 顶进过程中发现管位偏差 10mm 左右时，即应进行校正，纠偏校正应缓 缓进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。校正方法一般采用： 挖土校正法：偏差值为 10-20mm 时采用此法。即管子偏向设计中心 左侧时，可在管子中心右侧适当超挖，而在偏向一侧不超挖，使管子在继 续顶进中逐渐回到设计位置。 顶木校正法：偏差较大时或采用挖土校正法无效时，可用圆木或方 木，一端顶在管子偏向一侧的内管壁上，另一端支撑在垫有木板的管前土 层上，开动千斤顶，利用顶木产生的分力，使管子得到校正。 （5）质量要求及安全措施： 质量要求： 管道顶进要求平直，管的中心偏离轴线不超过