小仓房污水管网顶管专项施工方案.doc

黑龙江省水利四处工程有限责任公司 合肥市小仓房污水处理厂配套管网滨河路污水管道工程顶管专项施工方案编 制： 审 核： 批 准： 施工单位：黑龙江省水利四处工程有限责任公司编制日期： 2012年1 月12日 目 录一、工程概况3二、地质及水文资料1三、施工准备工作23.1生产准备23.2技术准备3四、泥水平衡机械顶管施工工艺34.1泥水平衡顶管机头、配套设备选择34.2施工工艺概述4五、主要技术措施85.1工作井布置85.2 后靠背的稳定计算15.3减阻泥浆45.4 测量及轴线控制55.5纠旋转的技术措施55.6 沉井施工工艺6六、人工顶管106.1、工作井施工方案106.2 顶管工作井内设备安装186.3 引入测量轴线及水准点196.4 顶进施工中的重点工序196.5 工作井内管道施工20七、沉降、变形观测20八、闭水试验21九、顶管施工中要注意的问题21十、质量控制措施2210.1 顶管工程质量控制措施22十一、安全文明措施2311.1顶管工程安全措施2311.2 环保与文明施工24一、工程概况合肥市小仓房污水污水处理厂配套管网滨河路污水管道设计轴线位于滨河路规划中心线以南2m,全长共2.9km，其中钢筋混凝土管DN1000约2927米，DN800约45米，DN500管约70米。DN700钢管约180米。本段污水管道主要是收集滨河路以北及上游污水，排入山海关路现状d1800的污水主干管，最终送至小仓房污水处理厂。本污水管道工程共包括检查井47座,其中主井段检查井40座，支井段检查井7座，主井段中滨污4井为沉泥井1座，滨污5、滨污6为倒虹闸门井2座，其余37座均为污水超深检查井。 根据地质勘测报告，本工程施工方法部分采用顶管法，开挖法采用PE管，管道内径为d500,顶管法采用钢承口式钢筋混凝土排水管（级带注浆孔），F型钢承口橡胶圈接口。根据地质报告、覆土深度及设计图纸的要求，DN1000污水管道采用机械顶管（泥水平衡法）施工，总长2927米，管线坡度i=0.001。本工程全线主管道埋深为5.4m13.04m，支管埋深为4.2m10.3m。其中滨污3-1、滨湖13-1、滨污19-1、滨污23-1、滨污26-1 5段支管采用开挖法施工,d500PE管埋设，滨污-10、滨污-16 2段支管采用顶管法施工，d800钢筋混凝土管埋设。除位于合钢引水渠两侧的滨污5、滨污6工作井采用方形倒虹井施工，其他顶管工作井采用圆形钢筋砼沉井施工。编制依据：1、合肥市小仓房污水污水处理厂配套管网滨河路污水管道工程施工图；2、给水排水管道工程施工及验收规范GB 50268-2008；3、给水排水工程顶管技术规程CECS 246:2008；4、顶进施工法用钢筋混凝土排水管JC/T640-1996；5、F型钢承口钢筋混凝土排水管（顶管）Q/AS2002-2003滨河路污水管总平面图如下：合肥市小仓房污水处理厂配套管网滨河路污水管道工程 第25页 污水管道二、地质及水文资料1拟建污水管道位于合肥市南淝河东北侧，地形起伏较大。地面高程为8.814.37米，最大高差5.57米，位于上游瑞龙建材的厂区水泥地坪。拟建场地属于南淝河河漫滩、一级阶地地貌单元。地基土构成层序自上而下依次为：层杂填土(Qml)：层厚0.207.30米，层底标高4.3212.97米。杂色，湿，松散稍密状态，主要由粘性土组成，含植物根茎、建筑垃圾等，局部底部夹软塑流塑状态的淤泥、有机质等。此层土属于高压缩性土。层粉质粘土(Q4a1)：层厚1.20米4.30米，层底标高3.727.55米。褐灰、灰黄色，湿，软塑可塑状态，含粉质及有机质，无摇震反应，切面稍有光滑，干强度低，韧性低。实测标准贯入试验锤击数为45击/30cm,平均为4.8击/30cm。此层土属于中等偏高压缩性土。层淤泥质粉质粘土(Q4al+p1)：层厚1.202.60米，层底标高3.05米5.53米。深灰色，湿，软塑流塑状态，含有机质及少量粉砂。实测标准贯入试验锤击数为23击/30cm，平均为2.2击/30cm。此层土属高压缩性土。层粉质粘土（Q4al+p1）：层厚0.503.60米，层底标高3.0211.88米。灰褐、灰黄色，湿，可塑状态，含粉质及氧化铁，局部夹粘土，无摇振反应，切面稍光滑，干强度中等，韧性低。实测标准贯入试验锤击数为79击/30cm，平均为7.8击/30cm。此层土属于中等压缩性土。层粘土（Q4al+p1）：层厚2.009.90米，层底标高-3.805.68米。褐黄色，湿，硬塑状态，含铁锰质氧化物，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。实测标准贯入试验锤击数为1114击/30cm，平均为12.9击/30cm。此层土属于中等偏低压缩性土。层粉质粘土（Q4al+p1）：层厚1.105.60米，层底标高-2.223.38米。灰黄色，湿，可塑硬塑状态，切面稍有光滑，摇振反应不明显，干强度中等，韧性中等，含粉质、氧化铁等。实测标准贯入试验锤击数为1011击/30cm，平均为10.2击/30cm。此层土属于中等压缩性土。层粉土（Q4al+p1）：此层未钻穿，最大钻遇厚度为5.40米。灰褐、褐黄色，湿，饱和，呈稍密状态，含粉质、粉砂等，局部软塑状粉质粘土夹层，摇振反应迅速，切面无光滑，干强度低，韧性低。其标准贯入锤击数一般为1215击/30cm，平均为13.1击/30cm。此层土属于中等压缩性土。根据地质勘探报告及设计图纸，管道穿越地层主要为层粉质粘土、层粉土。2.地下水条件滨河路管道沿线水文条件简单，地下水类型主要为层杂填土中的上层滞水及层粉土中的弱承压水。层杂填土中的上层滞水主要由大气降水渗透补给，勘探期间测得其静止地下水水位埋深0.202.00米，水位标高8.729.62米。层粉土中的弱承压水主要由地下径流渗透补给，勘探期间测得其静止地下水水位埋深8.0011.00米，水位标高0.381.53米。根据环境水文地质资料及参考附近水质分析报告，该管道沿线附近的水和土对砼有微腐蚀性，对钢筋砼结构中的钢筋有微腐蚀性。地下水位以上土对建筑材料有微腐蚀性。各土层渗透系数K值（经验值）如下：层序及岩土名称渗透系统K值（cm/s）层粉质粘土1.010-51.010-6层淤泥质粉质粘土1.010-51.010-6层粉质粘土1.010-51.010-6层粘土1.010-51.010-7层粉质粘土1.010-5层粉土1.010-4三、施工准备工作3.1生产准备1、进行施工测量和现场放线工作。2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树木及附近房屋等的准确位置。3、修建临时设施，场内临时施工道路用地在满足施工要求的前提下，结合现场具体情况进行修筑。临时施工道路直接采用挖掘机清除表面腐蚀土后，进行平整压实。局部土质不好的部位采用挖除换填的方法进行处理。同时施工过程中加强道路管理和维护，以保证施工道路畅通。安装临时水、电线路，并试水、试电。4、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。5、根据材料计划，分期分批组织材料进场。6、组织顶管所有设备进场。3.2技术准备熟悉施工图纸，编制施工方案并经审批，对有关施工人员进行技术交底。组织有关人员现场勘察地形、地貌，实地了解施工现场及周围情况。组织测量人员进行桩位交接验收及复测工作，测设土方开挖及顶管工程控制点。四、泥水平衡机械顶管施工工艺4.1泥水平衡顶管机头、配套设备选择根据工程区土质情况，我公司采用PSD型刀盘可伸缩式泥水平衡顶管掘进机施工，该机的主要结构为无铰式结构，对称分布4只500kN单作用油缸，既起连接两端机头的作用，又起纠偏作用，机头前端一次组装有刀盘、泥浆仓、胸板、机头倾斜仪传感器、变速箱、电动机等液压控制柜及操纵平台安装在机头后的管节中，机头空间设计合理。配套设备主要有： 进排泥泵：我们选用r=1.3以下的离心泵作为进排泥泵，不仅能泵送清水，而且可泵送泥浆。 基坑旁通：基坑旁通可改变泥水循环方向，防止管内堵塞。 泥水管路系统：包括泥水钢管、泥水软管、手动明杆式闸阀、流量系统、隔膜式压力表等。顶管动力及照明配套：按其配套动力负载功率选择电缆规格，供电采用TN-S方式，三相五线制移动电缆。电缆接头采用电缆接头箱。 该机械施工特点：机头前端的挖掘装置由自动伸缩的全断面刀盘及随动刀架组成。掘进时预调刀盘推力后，刀盘随土壤变化而前后移动，刀盘、刀夹相互配合自动调节切土口大小，保持预定推力不变，达到自动平衡正面土体压力的目的，机头前部还有与动力装置密封隔离的泥仓，调节泥仓内的泥浆压力即可平衡地下水。该设备是一种具有自动平衡作用的顶管机头，是目前最适合软土地层顶进，扰动土体最小的机种。4.2施工工艺概述液压千斤顶及油泵的选择应根据每个工作坑的顶进长度、土的内磨擦角、管道直径，管道重量进行计算，合理选用千斤顶及油泵。本工程顶管最大顶力为1727t，工作井主顶推力可设计为3000KN，即306t。100t主顶油缸4台。液压千斤顶应对称布置，顶力中心应在管底以上1/3管径位置，其方向必须与管道顶进方向平行，千斤顶底部支承平台要搭设牢固，确保千斤顶的稳定性。工作坑内设备安装完毕后如图：顶铁的选择应小于液压千斤顶的行程，并考虑适当的安装间隙。工作坑集水井内设100排水泵一台，并备用一台，确保工作坑内不间断抽水。顶管工作坑内应设置低压照明设施，其电压不超过36V安全电压。导轨和后背安装完毕要由安质部组织自检，自检合格后报验监理合格后方能开始顶进工作。管道进、出洞措施顶管工作中的管道进、出洞口工作是一项很重要的工作，施工中要充分考虑到它的安全性和可靠性，我项目将派专职安全员负责整个开洞的安全工作。进出洞的成功是整个顶管工程顺利完工的关键。预留的管道进出洞口直径应比管外壁大150mm，预留的洞口处应预埋环形钢板，环形钢板上焊接螺栓，在管道进出洞前安装止水橡胶板。管道顶进施工准备：顶管前要先将设备安装调试，安装好泥浆池，按泥浆配制方式调配泥浆，检验注浆设备。检查施工材料的备料情况（包括管封、胶圈、膨润土，烧碱）和供电电压，备好泥土外运设施。主要设备选择：采用PSD-1350和PSD-1500的泥水平衡顶管机，配套61000KN千斤顶、32Mpa油泵做为主顶设备，50L/min注浆泵，3KW砂浆搅拌机。管道顶进：管道开始顶进时，首先要对第一节管道的轴线，标高进行测量，以保证第一节管子的平稳准确进洞，管子进洞后，打开视频接受器，激光经纬仪，放下光靶，在顶进过程中随时观测管道走向，及时对管道的轴线和标高进行纠偏。管道轴线偏差控制在50mm以内，标高控制在+40mm、-50mm以内。在顶进过程中轴线偏差大于20mm，标高偏差大于20mm时必须纠偏，纠偏到一半时就应停止纠偏。顶管正向压力控制：管道顶进时，机头正向压力的大小要根据土质情况进行有效控制。当土壤较硬时，正向压力可以相应减小，以免道路突起；当土质较松软或有流动性时，要加大正向顶力，否则容易造成路面下沉或临近房屋下沉。正向顶力的大小根据机头前安装的膜式牛油压力表显示，正常情况下正向压力压强应控制在4KN/m2左右，当遇淤泥时正向压力压强应不小于6KN/m2 8KN/m2。管道顶进中，应采取注浆减阻措施，浆液采用膨润土触变泥浆，配置应符合设计要求。机头后的第一节管道应留有注浆孔，以后每隔两节管子放一节留有注浆孔的管子。注浆的压力不宜过大，以防浆液流失而管道外难以形成浆套。管道顶进过程中应根据前方机头仓内的泥浆情况，适时进行补泥浆和补水，该系统泥水平衡顶管系统中自备。每个工作井边应设置一个泥浆池，以便泥浆的沉淀，沉淀出的泥浆应用封闭完好的罐车运至指定地点。设备安装整套顶管机械由顶管机头（含纠偏系统）、主千斤顶系统、排泥系统、触变泥浆系统、承力钢构件组成，安装分为井内、井外两部分。参见设备安装工艺流程图。设 备 安 装 工 艺 流 程 图测量放样井外井内选 水 源安装洞口止水环安装进、排泥泵安 装 导 轨安装井排泥管路安装泥水输送系统安装泥水分离装置机头吊装就位安装操纵台、控制柜、主千斤顶油泵安装压浆泵、搅拌机、储浆泵及管路接通电路、油路试 机管道顶进施工工艺顶进施工工艺流程图顶管施工准备机头进工作井入泥顶进No吊入管、接管接中继间顶进、测量、记录、纠偏YesNo一节顶完安装中继间最后一节竣工测量机头进接收井、拆吊施工结束 五、主要技术措施5.1工作井布置根据设计图纸井位的设置，工作坑深度都超过8米，为深基坑，根据地质勘探报告，管道位埋深土层多为层粉质粘土、层粉土，5、6井段穿越合钢引水渠，管道埋深处于层粉质粘土层，施工前采取相应的排水措施，采用混凝土沉井法布置，机械顶管施工。根据施工图纸及现场情况，本段管道施工拟开设22座工作井。本工程井距为55m90m,工作井布置为：滨污2#、滨污4#、滨污5#、滨污6#、滨污7#、滨污9#、滨污10、滨污12#、滨污14#、滨污16#、滨污18#、滨污20#、滨污22#、滨污24#、滨污26#、滨污28#、滨污30#、滨污32#、滨污34#、滨污36#、滨污38#、滨污39#，接收井布置为：滨污1#、滨污3#、滨污8#、滨污11#、滨污13#、滨污15#、滨污17#、滨污19#、滨污21#、滨污23#、滨污25#、滨污27#、滨污29#、滨污31#、滨污33#、滨污35#、滨污37#。工作井、接收井顶管施工结束后改成检查井。其他检查井采用烧结砖护壁施工。如图所示：接收井工作井倒虹井顶管深基坑施工时，在现场设置的深基坑临时性设施包括后背、导轨和基础等。深基坑是人、机械、材料较为集中的场所，因此深基坑的选择位置应考虑以下原则：尽可能利用坑壁原状土作后背。尽量选择在管线上的附属构筑物检查井处。深基坑处应便于排水，出土和运输，并具备有堆放少量管材及暂时存土的场地。深基坑尽量远离建筑物。沉井施工工艺施工准备放样复核基坑开挖砂垫层素砼垫层刃脚制作（钢筋、模板、砼浇筑）第二节（钢筋、模板、砼浇筑）养护至砼强度大于75以上拆除垫层挖土沉井下沉封底底板施工基坑回填。1、结构设计工作井采用6500mm圆形沉井法施工，在沉井下沉到位后浇筑素混凝土封底和450mm钢筋混凝土底板，按轴线和高程埋设导轨预埋件等砼达到一定强度后，安装导轨，浇筑后背墙3m*3m钢筋混凝土，厚度为500mm。基坑支护施工做到宽度、长度满足要求，后背垂直偏差小于0.1%H（H为后背的高度），即小于3mm，轨道高程偏差在0+3mm，中心线位移偏差3mm之内。2、工作井最小内径按照下井管节长度（F型钢承口式钢筋混凝土管2米/节）来确定工作井内径大小：给水排水工程顶管技术规程CECS 246：2008 P36LL1+L2+L3+K=2.0+2.6+0.4+1.5=6.5米L1-下井管节长度（米）,2.0米L2-千斤顶长度（米）,2.6米L3-留在井内的管道最小长度（米）,0.4米K-后座和顶铁的最小厚度及安装富余量，可取1.5米则，取L=6.5米。5.2 后靠背的稳定计算后背作为千斤顶的支撑结构, 后背墙是承受和传递全部顶力的基础，必须要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。本工程施工工作井后座墙是和侧壁混凝土墙整体浇筑，工作井为刚性体，所以工作井能够承受的最大顶推反力R由基坑侧壁摩擦力、基坑底板之间的摩擦力R1与后座墙的反力R2组成。计算过程中忽略基坑侧壁的摩擦力及基坑底板之间的摩擦力，而假设顶进支架的推力是通过后座墙而均匀的作用在工作井后方的土体上面。主要考虑后背土体的反力计算，反力应为总推力F的1.21.6倍，以确保安全给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-2008) P78R=aB(rHKp/2+2CH + rhHKp)式中： R后座墙之反力； a系数（取1.52.5之间），计算保守取1.5； B后座墙的宽度（），取3.0米计算； r土的容重，取1.9t/m2计算； H后座墙的高度，取3.0米计算； Kp被动区土压系数为tg2(450+f/2)=1.894； h地面到后座墙顶部土体的高度（取h6.0米）； C土的内聚力,取70.9Kpa进行计算。R=2998.87t5.3顶管顶力计算：1).控制土压力值P P=K0hK0静土压系数，按土质取0.55土容重h覆土深度(实测覆土深度5.413m)P=0.551.913 = 13.585KPa 2).顶管机初始推力FOFO=PR2R混凝土管有效半径FO= 13.5853.14（0.6）2 = 15.36t 3).一次顶进管子阻力PO=fDL f摩阻系数，按土质取0.5t/m2D管外径L顶进长度PO =0.53.141.290 = 169.56t 4).一次顶进总推力F1F1= FO + PO F1=15.36t+ 169.56t =184.92t 5).考虑注浆减摩效果后实际总推力FF=F1减摩系数0.8F=0.8184.92t =147.94t 6).每延米推力为147.94t/90m1.64t/m7).钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算：给水排水工程顶管技术规程 CECS 246：2008 P28Fde=675t式中 Fde混凝土管道允许顶力设计值（N）Q1混凝土材料受压强度折减系数，可取0.90Q2偏心受压强度提高系数，可取1.05Q3材料脆性系数，可取0.85Q4混凝土强度标准调整系数，可取0.79fc混凝土受压强度设计值（N/mm），C50混凝土取50 N/mmAp管道的最小有效传力面积（mm）R顶力分项系数，可取1.38).管材端面允许顶力 Fr=*A=5000*（0.6-0.5）=1727tC50混凝土抗压强度（5000t/）A管端面积（）由于1000混凝土管能承受最大顶力为1727t，工作井主顶推力可设计为3000KN，即306t。100t主顶油缸4台。90m的总推力为184.92t, 总顶力小于于主顶液压装置，所以无需要增加中继间。5.3减阻泥浆 顶进施工中，减阻泥浆的应用是减小顶进阻力的重要措施。顶进时，通过工具管及混凝土管节上预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。为了保证压浆的效果，在工具管尾部环向均匀地布置了3只压浆孔，顶进时及时进行压浆。工具管后面的3节混凝土管节上都有压浆孔，以后每隔2节设置1节有压浆孔的管节。混凝土管节上的压浆孔有3只，呈120环向交叉布置。压浆总管用50mm白铁管，除工具管及随后的3节混凝土管节外，压浆总管上每隔6m装1只三通，再用压浆软管接至压浆孔处。 顶进时，工具管尾部的压浆要及时，确保形成完整、有效的泥浆套。混凝土管节上的压浆孔供补压浆用，补压浆的次数及压浆量需根据施工时的具体情况而确定。 若顶进距离较长时，一次压浆无法到位，需要接力输送，因此在管道内设置1只压浆接力站，在间隔100m左右设1站。压浆接力站的作用有两个，一是运输作用；二是承担至前面压浆接力站管道部分的补压浆。 减阻泥浆的性能要稳定，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结，既要有良好的流动性，又要有一定的稠度。顶进施工前要做泥浆配合比试验，找出适合于施工的最佳泥浆配合比。 拌制减阻泥浆要严格按操作规程进行，催化剂、化学添加剂等要搅拌均匀，使之均匀地化开，膨润土加入后要充分搅拌，使其充分水化。泥浆拌好后，应放置一定的时间才能使用。通过储浆池处的压浆泵将泥浆压至管道内的总管，然后经压浆孔压至管壁外。施工中，在压浆泵、工具管尾部等处均装有压力表，便于观察，从而控制和调整压浆的压力。 顶进施工中，减阻泥浆的用量主要取决于管道周围空隙的大小及周围土层的特性，由于泥浆的流失及地下水等的作用，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，一般可达到理论值的45倍，但施工中还需根据土质情况、顶进状况及地面沉降的要求等做适当的调整。5.4 测量及轴线控制 在顶进过程中，经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进1节混凝土管节测量1次，在出洞、纠偏、到达终点前，适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。 随着顶进距离的不断增长，轴线偏差测量需接站观测，从而产生接站误差。因此顶进前按不同的顶进里程，制定了相应的轴线平面偏差测量方法；高程偏差测量采用水准接站测量，先测得工具管中心标高，再与设计高程相比较就可得高程偏差。 另外，指示轴线在顶进工程中，必须利用联系三角形法定期进行复测，以保证整个顶进轴线的一致性。 为了较好地解决测量用时问题，要尽可能减少测量接站数，在转站处利用特殊发光源作为目标，再利用放大倍率较大的瑞士T2经纬仪观测；测定工具管前进的趋势，同样能达到减少测量时间的目的。 在实际顶进中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因此要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值，使之尽量趋于一致。顶进轴线发生偏差时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置。 施工过程中，及时了解工具管的趋势对纠偏十分有利。如果轴线偏差较小，且趋势较好(沿设计方位)，就可省去不必要的测量和纠偏，提供更多的顶进时间；如轴线偏差较小，但工具管前进趋势背离设计轴线方向，则要及时进行有效的纠偏，使工具管不致偏离较大。测量采用高精度的全站仪，激光经纬仪和水准仪。工具管内设有坡度板和光靶，坡度板用于读取工具管的坡度和转角，光靶用于激光经纬仪进行轴线的跟踪测量。5.5纠旋转的技术措施 为了减小管节之间的相互转动，机头与机头管采用螺杆连接，通过连接螺杆将机头与管道连接成一个整体，从而减小整段管道在顶进过程中的旋转。5.6 沉井施工工艺5.6.1基坑开挖与回填挖土用1台1m3履带式反铲挖土机挖土，配合人工修坡和平整场地，周围修筑0.3m高0.3m宽的护道、挡地面雨水。基坑按1:1.5放坡系数进行开挖，开挖深度4m。基坑回填采用粘土人工回填，层厚150mm，打夯机夯实。5.5.2刃脚支垫刃脚支设模板，根据以往施工经验采用砂石基层，其上为砼垫层，垫层只做刃脚及底部隔梁，砼垫层上刷隔离剂，然后在其上支设刃脚及井壁模板，浇筑混凝土。砂垫层厚度根据沉井重量和垫层底部地基上的承载力计算。经计算工作坑、接收井采用0.5m厚砂垫层，宽2.2m，砂垫层上浇筑20厚C15砼垫层,宽1.05 m;用平板振动器分层振捣（层厚小于30cm）并洒水，控制干容重1.56t/m3。5.6.3刃脚制作1、模板支设沉井井壁采用木模板拼装。考虑浇筑速度快，对模板产生很大的侧压力，用16mm对拉螺栓固定，螺栓纵横向间距均为0.6-0.9m，中部设止水片，与螺栓接触的一圈满焊。为确保刃脚施工稳定刃脚部分可用砖筑作外模板。内、外壁模板稳定，采用在井架外搭设双排钢管脚手架。对于井壁上预留管道孔，为防止下沉时重量不等，影响重心偏移和泥水涌入井内，施工中采取在洞口内外预埋钢框和螺栓，用钢板、木板封增长，中间填与孔洞重量相等的砂石配重量。2、钢筋绑扎A钢筋在现场机械成型，人工绑扎。B每节井壁竖筋一次绑扎好，水平筋分段绑扎，与上节井壁连接处，伸出插筋，接头错开1/4，并采用焊接连接方法。C为保证钢筋位置正确。垂直钢筋间距采用开槽口的木卡控制，水平筋间距选用一批竖筋按间距焊上短钢筋头控制。3、混凝土浇筑A混凝土采用商品砼，垂直水平运输采用泵车。B浇筑采用分层平铺法，每层厚度控制在30cm50cm均匀浇灌，一次连接浇灌完，灌筑混凝土时应沿着井壁四周对称进行，避免混凝土面高低相差悬殊，压力不均而产生基底不均匀沉降，每层混凝土要求在2小时振捣完毕。C两节混凝土的接缝处设凸型水平缝，上节混凝土须待下节混凝土强度达到70%后浇筑，接缝处应经凿毛及冲洗处理，并浇10cm厚减半石子混凝土。D混凝土采用自然养护，为加快拆模下沉，在混凝土中掺加促凝剂、减水剂。E井壁混凝土外表面如有蜂窝、麻面等缺陷，应用水泥砂浆仔细修补平整。4、刃脚垫架拆除A沉井拆模板在混凝土强度达到25%即可拆除，刃脚垫架在混凝土达到100%强度始可拆除破土下沉。B在破碎砼垫层之前，应对封底及底板接缝部位混凝土进行凿毛处理。破除应在专人指挥下分区、依次、对称、同步地进行。C拆除方法是将砼垫层底部的砂挖去，使垫层下空，利用空压泵汽锤或人工重镑榔头破碎，刃脚下应随即用砂或砂砾回填夯实，在刃脚内外侧应夯筑成小土堤，以承担部分井筒重量，接着破碎另一段，如此逐点进行，破除垫层时要加强观测，注意下沉是否均匀，如发现倾斜，应及时处理。5、挖土下沉沉井每层挖土量较大，挖土采用机械与人工配合进行，根据土质情况，采用碗形挖土自重破土方式。采用液压反铲挖掘机1台，从中间开始挖向四周，均衡对称地进行，使其能均匀竖直下沉。每层挖土厚度为0.5m，在刃脚处留1.21.5m宽土台，用人工逐层切削，每人负责23m一段。方法是按顺序分层逐渐往刃脚方向削薄土层，每次削515cm，当土垅挡不住刃脚的挤压而破裂时，沉井便在自重作用下破土下沉。削土量应沿刃脚方向全面、均匀、对称地进行，使均匀平稳下沉。刃脚下部土方必须连挖边清理。挖土时着重注意先挖隔仓，减少底梁地基反力，防止底梁搁裂。碰到硬土层时，当土垅削至刃脚，沉井仍不下沉或下沉不平稳，则须按平面布置分段的次序逐段对称的将刃脚下挖空，并挖出双脚外壁10cm，每段挖完后用小卵石，可使沉井因均匀的减少承压面而平稳下沉。在沉井开始下沉和将沉至设计标高时，周边开挖深度应小于30cm，避免发生倾斜。尤其在开始下沉5m以内时，其平面位置与垂直度要特别注意保持正确，否则继续下沉不易调整。沉井下沉至离设计高程1m时，控制下沉速度，测自沉量，制定最后一层土开挖方案，并进行自沉控制。沉井下沉前准备下沉时沉井强度应达到设计要求后方可下沉，下沉前孔洞采用砖砌24墙措施，封闭应满足侧压力的要求，并方便以后施工的拆除。下沉前先凿除刃脚素砼垫层和砖胎模，垫层拆除应先内后外对称进行，并用吊车、反抓斗将井内碎砖清理干净。在沉井四周壁上画出测量标记、并设立水平指示尺。土方吊运沉井内挖出的土方，由挖掘机挖掘，人工配合，20t汽车吊作为垂直运输，土方运出后堆于坑边，待到土方堆放一定数量时，用翻斗汽车运到弃土场堆放。测量控制与观测沉井位置的控制，在井外地面设置纵横十字控制桩，水准基点。下沉时，在井壁上设十字控制线，并在四侧设水平点，于壁外侧用红铅油画出标尺，以测沉降。井内中心线与垂直度的观测系在井筒内壁纵横四或八等分标出垂直轴线，各吊垂球一个，对准下部标板来控制。挖土时随时观测垂直度，当垂球离墨线边达50mm。即应纠正。沉井下沉过程，每班至少观测两次，并应在每次下沉后进行检查，做好记录。当发现倾斜、位移、扭转时，应及时通知值班队长，指挥操作工人纠正，使在允许偏差范围以内。当沉至离设计标高2m时，对下沉与挖土情况应加强观测。下沉倾斜、位移、扭转的预防及纠正沉井纠偏应作到勤测勤纠，小角度纠偏。避免因纠偏幅度过大而对周边土体产生较大扰动。同时为防止沉井下沉对土体有较大扰动，可采用空气幕作为辅助下沉、纠偏措施，可有效减小沉井下沉对周边土体的扰动。施工中，在沉井壁上对称设4个观测点，每天定时测量，一般不少于四次。测量结果的整理是以4个点下沉量的平均值作为沉井每次的下沉量，以下沉量最大的一点为基准与其他各点的下沉量相减作为各点的高差，来指导纠偏下沉 施工。在沉井下沉过程做到，刃脚标高每班至少测量二次，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应进行跟踪观测。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2m为沉井终沉控制阶段，1m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。A造成沉井产生倾斜偏转的常见原因：a 沉井刃脚下土层软硬不均匀；b 没有均匀除土下沉，使井孔内土面高低相差很多；c 刃脚下掏空过多，沉井突然下沉，易于产生倾斜；d 刃脚一角或一侧被障碍物搁住，没有及时发现和处理；e 由于井外弃土或其他原因造成对沉井井壁的偏压；B纠偏方法沉井在下沉过程中发生倾斜偏转时，应根据沉井产生倾斜偏转的原因，可以用下述的一种或几种方法来进行纠偏。确保沉井的偏差在容许的范围以内。a 偏除土纠偏沉井在入土较浅时，容易产生倾斜，但也比较容易纠正。纠正倾斜时，一般可在刃脚高的一侧取土，必要时可由人工配合在刃脚下除土。随着沉井的下沉，在沉井高的一侧减少刃脚下正面阻力，在沉井低的一侧增加刃脚下的正面阻力，使沉井的偏差在下沉过程逐渐纠正，这种方法简单，效果较好。纠偏位移时，可以预先使沉井向偏位方向倾斜。然后沿倾斜方向下沉，直至沉井底面中轴线与设计中轴线的位置相重合或接近时，再将倾斜纠正或纠至稍微向相反方向倾斜一些，最后调正至使倾斜和位移都在容许范围以内为止。b 井外射水、井内偏除土纠偏当沉井入土深度逐渐增大，沉井四周土层对井壁的约束力亦相应增加，这样给沉井纠偏工作带来很大的困难。因此，当沉井下沉深度较大时，若纠正沉井的偏斜，关键在于破坏土层的被动土压力。高压射水管沿沉井高的一侧井壁外面插入土中，破坏土层结构，使土层的被动土压力大为降低。这时再采用上述的偏除土方法，可使沉井的倾斜逐步得到纠正。在有条件时，还可以在沉井顶部加偏压重的方法来纠正沉井的倾斜。c 压重纠偏在沉井高的一侧压重，最好使用钢锭或生铁块，这时沉井高的一侧刃脚下土的应力大于低的一侧刃脚下土的应力，使沉井高的一侧下沉量大些，亦可起到纠正沉井倾斜的作用。这种纠偏方法可根据现场条件进行选用。d 沉井位置扭转时的纠正沉井位置如发生扭转，可在沉井偏位的二角偏出土，另外二角偏填土，借助于刃脚下不相等的土压力所形成的扭矩，使下沉过程中逐步纠正其位置。5.6.4封底当沉井沉到设计标高，经23d下沉已稳定，或经观测，在8h内累计下沉量不大于10mm时，即可进行沉井封底。沉井封底有排水封底和不排水封底两种方案，本沉井对封底质量要求严格，不允许出现渗漏，再者涌水量不大，井底土质较密实，因此确定采取排水封底方案，分两步进行。第一步进行土形整理，使之呈锅底形，自刃脚向中心挖放射形排水沟，填以石子做成滤水暗沟，在中部设24 个集水井， 井深12m ，插入直径 0.60.8m，周围有孔的混凝土或钢套管，四周填以卵石，使井中的水都汇集到集水井中，用潜水泵排出，使地下水位保持低于井底面3050cm.刃脚混凝土凿毛处洗刷干净，然后，在井底对称均匀浇C15毛石砼封底，强度达到 30% 后，绑钢筋，浇筑上层防水混凝土底板。浇筑应在整个沉井面积上分层由四周向中央进行，混凝土养护14d 期间，在封底的集水井中应不间断地抽水，待底板混凝土达到70%设计强度后，进行第二步，对集水井逐个停止抽水，逐个进行封堵。方法是在抽除井筒水后，立即向滤水井管中灌入C30早强干硬性混凝土捣实，装上法兰，再在上面浇筑一层混凝土，使之与底板平。封底时因上部结构尚未施工，设备管道未安装，应验算沉井的抗浮稳定性。六、人工顶管滨河路污水管道由于征地、拆迁等问题，施工现场区域的局限性，个别井位采用人工顶管，人工顶管时依据以下方案：6.1、工作井施工方案1、工作井结构设计顶管采用双向顶进，根据设计，工作坑采用内直径4800mm的砖砌圆形倒挂井支护结构，底部设高2m钢筋混凝土圈墙加固。顶管基坑设计最大深度13米，基坑上部4m深土方采用挖掘机开挖,人工修整护壁土方后,砌筑砖砌井,并及时填充墙与土壁孔隙,保证坑壁的稳定,然后在坑上架行车,就位后用人工开挖工作坑下部的土方和砌筑下面倒挂井直至设计坑底高程,工作坑四周用彩色钢板围护,并设置施工标志,安全警示标牌及夜间照明设备。工作坑基础采用20cm厚碎石垫层，30cm厚C25混凝土,底板砼施工时同时设临时性水准点、基坑集水井、按轴线和高程埋设导轨预埋件,等砼达到一定强度后,安装轨道,浇筑砼后背。基坑支护施工做到宽度、长度满足要求，后背垂直偏差小于0.1H（H为后背的高度）,轨道高程偏差控制在03mm,中线位移偏差3mm之内。1）工作井半径AAL1+L2+L3+L4+L5+L6=2.0+1.5+0.3+0+0.3+0.4+0.3=4.8米L1-管道长度（米）,2.0米L2-千斤顶长度（米）,1.5米L3-后背厚度（米）,0.3米L4-顶进管节预留在导轨上的最小长度（米）,由于工作坑采用圆形结构，取0米L5-管内出土操作时管尾预留空间（米）取0.3米L6-刚性顶铁长度（米），0.4米L7-操作空间（米），0.3米则，取L=4.8米。根据以上计算比较，考虑施工操作空间，故选用直径4800mm的砖砌圆形倒挂井内衬2米钢筋混凝土圈墙满足施工要求。接收井选用3000mm的砖砌圆形倒挂井。2、工作井支护结构设计根据地质报告, 地表埋藏有上层滞水型地下水，地下水量不大,顶管基坑采用倒挂法砖砌井施工,井内径4800, 深基坑中深度在6米以内的部分，墙体采用240厚,M10水泥砂浆、Mu10机砖砌筑，每两米设置圈梁一道；深度超过6米的部分墙体采用370厚，M10水泥砂浆、Mu10红砖砌筑，最后浇筑1.5米高，250mm厚钢筋混凝土圈墙。接收井4m以上采用240mm厚，4m以下采用370厚，M10水泥砂浆、Mu10红砖砌筑。顶镐后背采用浇筑C25的钢筋砼墙，尺寸为2.02.00.30米，布16200双向钢筋网片,其余工作坑及接收井结构形式同以上部分。深基坑基础采用200mm厚碎石垫层，上铺300mm厚C25砼，深基坑边设深500mm集水井，以便雨水及地下渗水的抽排，深基坑底板上设一个临时高程点。3、基坑支护结构力学验算如下：受力计算简图Hho t D t 受力计算简图1）砖砌井外侧土主动土压力验算根据现场实测滨污5滨污39管道埋置深度较为均匀，平均埋深10.6米，其中滨污28滨污31埋深最大，故本顶管工程土压力验算选取滨污28滨污31段中污28、滨污30工作井及滨污29、滨污31接收井进行验算，其余工作井及接收井土压力不再验算。（1）污28#、污30#工作井由于本工程勘测为弱承压水，为简化计算且偏于安全，本次验算不考虑土的内聚力（c=0）影响。因该项目工程地质报告土容重、土壤内摩擦角等计算数据不明确，故根据相关经验及简明施工计算手册对计算参数进行适当取值。根据图纸，该工作井位置管道埋深H=12m。层土的容重5=19.9KN/m3，5=17.6，h5=8.5m,w=16KN/m3，层土的容重6=19.9KN/m3，6=17.1，h6=3.5m,w=16KN/m3,h0=4m D=4800, t的取值分两种情况，06m深取t=240,6m深以下取t=370mm。取层土底部砖砌井外侧受土压力：给水排水工程顶管技术规程 CECS 246：2008 P22P=5h5 tg2（45。-/2）+（5- w）（h5- h0）tg2（45。-/2）+（h5- h0）w=19.98.5tg2（45。- 17.6/2）+（19.9-16）（8.5-4）tg2（45。- 17.6/2）+（8.5-4）10=0.145N/mm2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.1455300/（2240）=1.6N/2 f = 1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f,故满足要求。取地下6m深处，即370砖墙最深处验算：此时H=6m，h0=4m，D=5300，t=370。h=h*5/6=8.5*19.9/19.9=8.5 mH5 =h6+ h=3.5-8.5+8.5=3.5mP=h tg2（45。- /2）+（5- w）（H5-h0）tg2（45。- /2）+（H5- h0）w=19.98.5tg2（45。-17.6/2）+（19.9-10）（8.5-4）tg2（45。- 17.6/2）+（8.5-4）10=0.16N/mm2砖砌工作井所受环向应力n= P（D+2t）/2t=0.165540/（2370）=1.19N/2f =1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f故满足要求。取该位置最深处砖砌井外侧受土压力：h=h*5/6=8.5*19.9/19.9=8.5mH5 =h6+ h=3.5+8.5=12mP=2h tg2（45。-/2）+（5- w）（H5- h0）tg2（45。-/2）+（H5- h0）w=19.917tg2（45。- 17.6/2）+（19.9-10）（12-4）tg2（45。- 17.6/2）+（12-4）10=136.5KN/m2=0.136N/2砖砌井所受环向应力:n=P（D+2t）/2t =0.1365540/（2370）=1.02N/2 f = 1.89 N/2由以上验算知,环向应力n小于允许应力f,故满足要求。砖砌井所受径向应力:aP/2 =0.136/20.068N/2fv = 0.18 N/2由以上验算知,环向应力a小于允许应力fv,故满足要求。（2）滨污29、滨污31#接收井因为管线接收井土质情况基本一致，其中最深的为滨污29#、滨污31#接收井，为13.04m。故对污滨污29#接收井进行验算。由于本工程地质勘测无地下水，同时为保证安全，简化计算，本次验算不考虑土的内聚力（c=0）影响。因该项目工程地质报告土容重、土壤内摩擦角等计算数据不明确，故根据