嘉节雨水泵站工程三标段结构设计.doc

1 嘉节雨水泵站工程三标段结构设计嘉节雨水泵站工程三标段结构设计 第一章 工程概况第一章 工程概况 一 工程概况 本工程为嘉节雨水泵站工程三标段 是嘉节雨水泵站工程的进水方涵 设计东侧起点为太茅路与南环高速公路交叉点北侧 Y1 K0 000 即 2013 年已施工完成的钢筋混凝土雨水方涵 断面为 B H 2 孔 3 4m 2m 由 Y2 K0 017 处向南横穿高速公路 公路桩号 k6 100 至 Y3 K0 091 由 Y3 沿高速公路南侧向西至 Y6 K0 271 由 Y6 再向北横穿高速公路 公路桩号 k6 289 至 Y7 K0 344 由 Y7 沿高速公路北侧一直伸向西南至 Y17 最终 接入雨水泵站 施工起始点桩号为 K0 000 K1 250 方涵总长度 1250M 根据图纸勘探内容显示 地下水位在现状自然地面以下 3 2 4 4m 左右 方涵设计埋深为 9m 左右 开挖沟槽前需要打深井进行降水并沟槽支护 详见原设计招标条件图 在进场后我单位对施工现场进行了充分的摸底 发现了以下情况 地 面以上 需要征地拆迁的的工作量比较大 拆迁工作费用较高又比较困难 地面以下 经过对各综合管线的多方了解和挖探坑发现 在设计方涵两侧 有现状各种纵向管线 包括正在使用的 600 高压天然气管道 煤气管道 电力电缆 自来水管道等 施工场地狭窄 施工图设计 Y2 至 Y3 及 Y6 至 Y7 两段下穿高速公路 在两个桥墩之间 由于此段开挖沟槽过深按规范开 挖沟槽放坡后将桥墩系梁及桩基外露存在安全隐患 如采取钢板桩 帷幕 桩等支护措施由于在桥下 空间有限无法实施 Y3 至 Y6 段在天然气和煤 气管道中间 且两管道间只有 8m 左右的距离 Y3 至 Y6 及 Y7 至 Y17 两段 而采用放坡开挖沟槽后进行钢筋混凝土方涵施工 沟槽上开口至少需要 22m 左右 由于村民房屋影响等远远不够开挖宽度 如果采用打钢板桩或 2 帷幕桩支护后直坡施工 宽度也不够并且存在打断综合管线的严重风险 而工人在长距离的深沟槽施工也存在很大的安全隐患 部分狭窄地段需要 迁改地下管线以及对施工通道进行征地等 且沟槽开挖土方量过大现场无 法堆放 需全部外弃 费用也比较高 经过研究对比发现 如果全部采用顶管施工 现状天然气 煤气等管经过研究对比发现 如果全部采用顶管施工 现状天然气 煤气等管 线不需要改线即可施工 嘉节村民房也不需要拆迁 不需要全线打井降水线不需要改线即可施工 嘉节村民房也不需要拆迁 不需要全线打井降水 采取打帷幕桩或钢板桩支护 只需要征收工作井及接收井位置的土地 在采取打帷幕桩或钢板桩支护 只需要征收工作井及接收井位置的土地 在 工作井 接收井部位采取打井降水 打帷幕桩或钢板桩支护即可 减少了工作井 接收井部位采取打井降水 打帷幕桩或钢板桩支护即可 减少了 很大的拆迁征地费用 在安全风险上更有保证 在经济上更节省 因此经很大的拆迁征地费用 在安全风险上更有保证 在经济上更节省 因此经 过业主单位 设计单位 监理单位 施工单位共同协商决定采用顶管工艺过业主单位 设计单位 监理单位 施工单位共同协商决定采用顶管工艺 进行施工 管材采用进行施工 管材采用改进型双胶圈钢质承插口内衬防腐钢筋混凝土排水管改进型双胶圈钢质承插口内衬防腐钢筋混凝土排水管 此种管材是在顶进施工法用钢筋混凝土排水管基础上自主研发的一种新型 接口和功能产品 是一种更为先进和合理的钢筋混凝土排水管接口型式 目前已在河北省任丘市政及天津污水迁建排污工程中得到大量应用 在北 京市政领域也已经开始使用 该种管材采用的规格型号及相关尺寸为 内 径 长度 壁厚 2600 2500 240 管道外径 3080 内径 2600 保护层 厚度 5cm 经工程实践证明 此种接口型式的钢筋混凝土排水管与传统的 钢筋混凝土排水管相比 它有以下显著的优点 改进型顶进施工法用双胶圈钢制承插口钢筋混凝土排水管制作必 须采用插口朝下芯模振动工艺生产 采用此种工艺生产出的管材能够保证 管体及端口混凝土密实 强度高 端口顶力大 能够顺利施工 缩短工期 解决了普通顶管接口易渗漏 接口环易腐蚀等潜在质量隐患问题 管材接口采用特制钢质双胶圈承插口 承口与插口配合间隙小 为 2 毫米 插口环为带凹槽的特质异性钢 密封胶圈紧紧卡在凹槽内 这种结合紧密 的接口形式确保了管材接口具有极好密封性能 同时 双胶圈接口管材施 3 工完毕后即可及时通过打压孔对每节管的接头进行密封性检验 确保接口 的可靠密封 管材顶进完毕后 确保不会产生地下污水渗漏现象 因为柔性接口 保证管材顶进过程中能达到 1 0 转角 最大可 到 1 5 转角 适应地基的变化要好 地形适应性强 可有效防止由于地 基 地震等引起的管接头渗漏问题 因钢质承插口处密封性好 不易发生渗漏 承插口钢环不容易出 现腐蚀现象 管材使用寿命就会大大延长 能保证使用 50 年以上 显著 降低管道工程综合整体造价 降低工程维护成本 提高社会经济效益 PVC 内衬有优异的耐酸 耐碱性能 PVC 内衬层主要起到增强防 腐性能 改善管材水力性能及保证管道密封性能作用 因此 PVC 内衬管 除沿袭传统钢筋混凝土排水管的经济实用 安装方便 刚度好的优点外 还有着良好的防腐蚀作用和较小的水流阻力 在 PVC 内衬层外表面有多个 相互平行的 T 型键 灌注混凝土时 T 型键与混凝土管体牢固结合为一体 不脱落 管口之间采用 PVC 内衬材料使用热熔方法密封 解决了钢筋混凝 土排水管受腐蚀物质侵袭后寿命降低的难题 该新型管材产品执行国家标准 GB T11836 2009 及企业标准 Q SH428 01 2014 钢承口顶管执行行业标准 JC T640 2010 及企业标准 Q SH428 01 2014 铁路顶管执行行业标准 京桥通 5002 及企业标准 Q SH428 01 2014 检验执行国家标准 GB T16752 1997 该新型管材执行设计规范 GB50332 2002 给水排水工程管道结构设计规范 CECS143 2002 给水排水工程埋地预制混凝土圆形管道结构设计规程 施工验收规范执行 GB50268 97 给水排水工程施工及验收规范 4 标准图集 04S516 混凝土排水管道基础及接口 等 详见采用顶管施工的请示报告及方涵与顶管单价对比分析 详见采用顶管施工的请示报告及方涵与顶管单价对比分析 二 施工平面布置图 施工平面布置图 三 水文地质情况 水文地质情况 在勘探深度范围内主要由新堆积的填土与第四系全新统冲洪积的粉土 粉质粘土及砂类土构成 地下水位在现状自然地面以下 3 2 4 4m 左右 地 质勘查期为平水期 地下静止水位丰水期可按提高 0 5m 考虑 枯水期水 位可按降低 0 5m 考虑 根据该地区类似降水施工经验及现场勘查 沟槽 土为杂填土 低液限粉质粘土 砂土 极易产生流砂 边坡失稳等现象 根据地质勘查报告及已开挖断面 描述如下 1 泵站 东干渠 第 1 层 填土 杂色 含有大量砖屑 煤屑并夹有大量的砂土及 植物根等 成分杂乱 不均匀 结构松散 该层厚度介于 0 3m 1 9m 之间 层底埋深介于 0 3m 1 9m 之间 第 2 层 粉细砂 黄褐色 含石英 长石 云母等 稍湿 松散 该层厚度介于 2m 3 3m 之间 层底埋深介于 3m 4 8m 之间 第 3 层 中砂 黄褐色 含石英 长石 云母等 湿 松散 该 层厚度介于 2 8m 5 5m 之间 层底埋深介于 5 8m 9 2m 之间 第 4 1 层 粉土 黄褐色 含煤屑 云母 氧化铁铝并夹杂少量砂 土等 湿 密实 震摇反应中等 干强度低 韧性低 该层厚度 3m 之间 层底埋深介于 8 8m 9 1m 之间 第 4 层 粉细砂 黄褐色 含石英 长石 云母等 湿 中密 该层厚度介于 2m 3 3m 之间 层底埋深介于 10 8m 12 1m 之间 第 5 层 中砂 黄褐色 含石英 长石 云母等 湿 中密 2 东干渠 太茅路 第 1 层 填土 杂色 含有大量砖屑 煤屑并夹有大量的砂土及 植物根等 成分杂乱 不均匀 结构较松散 该层厚度介于 1 5m 1 8m 之 间 层底埋深介于 1 5m 1 8m 之间 第 2 层 粉土 黄褐色 含含煤屑 云母 氧化铁铝等 湿 中 密 该层厚度介于 1 7m 2 8m 之间 层底埋深介于 3 2m 4 5m 之间 第 3 层 粉质粘土 黄褐色 含云母 氧化铁铝并夹杂少量粉土 5 可塑 该层厚度介于 3 1m 4 8m 之间 层底埋深介于 7 4m 8 5m 之间 第 4 层 粉土 黄褐色 含煤屑 云母 氧化铁铝等 湿 密实 震摇反应中等 干强度低 韧性低 该层厚度介于 2 5m 3 1m 之间 层底 埋深介于 10 7m 11m 之间 第 5 层 粉质粘土 黄褐色 含云母 氧化铁铝并夹杂少量粉土 可塑 该层厚度 3m 层底埋深 14m 顶管深度范围 8 2 9 4 米深 穿越的土层主要位于第 3 4 层 四 现场施工环境四 现场施工环境 过境高速南侧约 38 米处是易城小区高层住宅楼 施工范围内有热力 管线 天然气 煤气 军用光缆等管线 高速桥下有一趟纵向中水管线 过境高速北侧是嘉节村民房 施工所涉及拆除 改移 的地面构筑物 混凝土路面 房屋 线杆及 基础 树林 围墙 民房等 本段管道紧邻城南过境高速公路向西设置 顶管中线距离城南过境高 速最近处约 15 米 其中有 2 段管线要横穿过境高速桥下 设计 Y2 Y3 段 由北向南横穿高速桥墩柱 桩号 k6 100 柱间净距 18 75m 19 66m Y6 Y7 段由南向北横穿高速桥墩柱 桩号 k6 289 柱间 净距 18 6m 23 76m 从高速管理单位了解到本段高速桥桩基深 41 52m 五 施工要求和技术保证条件五 施工要求和技术保证条件 经过设计单位与建设单位现场研究后决定 拟全线采用泥水平衡顶管 施工工艺施工 为保证顶管工程安全施工 我公司编制了顶管工程专项安 全施工方案 计划按照实际现场情况分段进行顶管施工 工作井及接收井 采用沉井施工 如果能通过专家论证并根据专家所提意见补充完善后再正 式向监理单位及业主单位进行申请报批 第二章第二章 编制依据编制依据 1 建设部 87 号文件 危险性较大的分部分项工程安全管理办法 2 嘉节雨水泵站工程三标段泵站进水方涵招标条件图 3 太茅路道路改造工程施工设计图 排水部分 4 嘉节雨水泵站工程地质勘查报告 5 给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268 2008 6 6 市政工程质量检验评定标准 GB30268 2008 7 建筑与市政降水工程技术规范 JGJ T 111 98 8 施工合同及设计明确要求执行的有关施工 安全 质量及城市管理 的规范及规定 9 现场踏勘所采集 获得的资料 第三章 施工计划第三章 施工计划 1 施工进度计划 顶管工程施工计划开工日期 2014 年 10 月 15 日 计划完工日期 2015 年 4 月 13 日 顶管工程施工总工期 180 日历天 根据我公司同类工程的施工经验及本工程的地质情况 工期要求 考虑交通对施工的影响 要抓住关键工序 兼顾一般施工工序 抓住季 节优势 大干快上 确保按期优质完成施工任务 施工进度计划详见附表 2 材料供应计划及保证措施 我单位材料部人员根据图纸立即着手制定主要材料供应计划 确定 工程所需材料及地材的供货地点 数量以及运输方式 保证工程按期开工 供料过程中要及时向供货厂家索取产品合格证 建立完善的检测试验手段 主材 地材均首先自检合格 并经监理工程师审批同意后 方可用于本工 程 主要材料供应计划表 供应时间 材料名称 单位数量2014 年 10 月 2014 年 11 月 2014 年 12 月 2015 年 1 月 2015 年 2 月 2015 年 3 月 汽 油kg88005002500250020001000300 柴 油kg25000200050005000500030005000 机红砖块500005000500010000100001000010000 钢 筋t23005070060060030050 碎 石m3300300 7 水 泥t5005010010010010050 水洗砂m36005012012012012070 商品砼m3135001003000400040002000400 支撑模板m34501015015010040 钢筋砼管 DN2600 m2500600600400400300200 3 主要施工机具及设备计划 为保证在规定的工期内完成该工程 须根据工程实际情况对机械设备 合理安排 统筹使用 凡准备在本工程中使用的一切机械设备要及早做好 保养和维修工作 以保证施工能够正常 顺利的进行 根据本工程工期紧 任务重的实际情况 我公司计划配备本工程的主要施工机具 设备数量详 见附表 计划配备本合同工程的主要机械设备表 序号 机械或设备 名称 型号 规格 数 量 国别 产地 制造 年份 额定功 率或吨 位或容量 用于施 工部位 备 注 1挖掘机2102徐州20121m3沟槽 2装载机ZL502柳州20133m3土方 3自卸车BM294K6长春 201319 5T土方 4压路机3Y18 212徐州 201320T沟槽 5发电机6上海 2014120KW发电 6插入式振捣器8太原 2013振捣砼 7洒水汽车6000L2长春 2012洒水 8翻斗车JS 13西安 20140 4m3运输 9搅拌机JF 1502山东 2013150L拌和 10蛙式打夯机6山东 2012回填 11震动夯0 6型2德国 2012回填 12钢筋切断机QJ404太原 20137kw钢筋 13钢筋弯曲机GW40 14太原 20133kw钢筋 8 第四章第四章 施工工艺技术施工工艺技术 一 沉井施工工艺技术一 沉井施工工艺技术 1 1 沉井施工工艺流程 沉井施工工艺流程 沉井设置的原则是尽量利用嘉节雨水泵站工程招标图纸设计检查井的 位置 同时兼顾支管的设计位置 根据图纸平面图 K0 000 K1 250 段雨水 检查井 Y1 Y17 的平面位置及支管的设计位置 K0 000 K1 250 段共设置 1 座内径 11m 11m 转弯工作井 1 座内径 9 2m 9 2m 转弯工作井 3 座内径 10m 10m 转弯接收井 4 座内径 11 5m 8m 直线工作井 6 座 10m 6m 接收井 工作井 接收井均为钢筋混凝土结构 沉井工艺 沉井井壁总高 9 31m 12 16m 根据施工现场的地质情况和周围环境条件 确定沉井采取四节制 作 四次下沉和降水挖干 干封底的施工方案 第一节为 3m 第二节及第 三节为 2 6m 第四节为 1 4m 混凝土采用 C30 抗渗 S6 商品混凝土泵送 1 11 1 沉井施工程序 沉井施工程序 基坑测量放样 平整场地及确定井位 打设管井降水 基坑开挖 刃脚垫层施工 第一节立井筒内模和支架 第一节钢筋绑扎 第一节立 外模和支架 第一节浇筑混凝土 第一节养护及拆模 第一节封砌预留孔 第一节凿除垫层 挖土下沉 第一节沉降观察 接槎处理 第二节立井 筒内模和支架 第二节钢筋绑扎 第二节立外模和支架 第二节浇捣混凝 土 第二节养护及拆模 第二节封砌预留孔 如果有 第二节挖土下沉 14电焊机BX 3006上海 201023 4kva钢筋 15切割机6洛阳 2010钢筋 16电锯3洛阳 2010模板 17 2600 顶管附助设 备 导轨 封板 后座2 套 中国 2006顶管 18 2600 顶管附助设 备 顶铁 千斤顶 油泵 车 2 套 中国 2006顶管 19顶管掘进机 2600 TM 泥水平衡4日本2013 额定功率 30 4p 6 顶管 20汽车吊3太原 2013100 吨顶管 21注浆减摩设备螺杆泵 搅拌机等4 套 中国 2004顶管 9 第二节沉降观察 接槎处理 第三节立井筒内模和支架 第三节钢筋绑 扎 第三节立外模和支架 第三节浇捣混凝土 第三节养护及拆模 第三 节封砌预留孔 如果有 第三节挖土下沉 第三节沉降观察 接槎处理 第四节立井筒内模和支架 第四节钢筋绑扎 第四节立外模和支架 第 四节浇捣混凝土 第四节养护及拆模 第四节挖土下沉 第四节沉降观察 铺设封底混凝土 绑扎底板钢筋 浇捣底板混凝土 混凝土养护 检查 井施工 回填 平整场地 2 2 沉井施工方法 沉井施工方法 2 12 1 基坑测量放样 平整场地及确定井位 基坑测量放样 平整场地及确定井位 工作井 接收井的位置选择在图纸检查井的位置 用全站仪进行放线 定位 并用水准仪准确测量地面高程 根据现场地质情况 沉井基坑开挖 深度取 3 米 沉井刃脚外侧面至基坑边的工作距离取 2 米 基坑边坡采用 1 0 5 整平场地后 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 2 22 2 基坑开挖 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 如果冬季施工工作井基坑底面应包括暖棚的使用空间 挖土采用 1m3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 基坑开挖用反铲挖土机进行 并辅助人工整 平 在底部四周设置排水沟与集水井相通 集水井内汇集的雨水及地下水 及时用水泵抽除 防止积水而影响刃脚垫层的施工 基坑形成后立即以粗 砂分层回填夯实 每层厚度为 15cm 辅以洒水 用平板振动器或蛙夯密实 以保证填砂的承载力 2 32 3 刃脚垫层施工 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 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 砂 垫层厚度为 75 厘米 宽度为 2 9m 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 混凝土垫层厚度为 20 厘米 宽度 2 1m 2 42 4 立第一节井筒内模和支架 立第一节井筒内模和支架 10 沉井分四次制作 四次下沉 井筒模板采用组合钢模或竹胶板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 采用对撑支架 增加内 模的稳定性 井壁采用组合木模板 与混凝土接触面用脱模剂先进行涂抹 与刃脚接触的空隙要塞要防止漏浆 沉井的外侧模板采用竖缝支立 立好 后严格核对上下口各部分尺寸 井壁的垂直度 支撑拉杆完成后必须检查 是否牢固 2 52 5 第一节钢筋绑扎 第一节钢筋绑扎 先将制好的焊有锚固钢筋的刃脚踏面摆放在碎石砂垫层的刃脚画线位 置 进行焊接后再布设刃脚钢筋 内壁纵横筋 外壁纵横筋 内外侧箍筋 设置保护层垫块 钢筋的表面应洁净 使用前将表面油渍 鳞锈等清理干净 钢筋应平 直 无局部弯折 成盘的钢筋均应调直 预制构件中的主钢筋均采用对焊 焊接并按照有关规定抽样送检 钢筋接头应互相错开 并严格按照国家标 准 混凝土结构工程施工及验收规范 GB50204 92 中的有关规定执行 现场钢筋绑扎时 其交叉点应用 21 铁丝绑扎结实 必要时用电焊焊牢 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 如果在冬季施工期间 钢筋施工应注意以下几点 1 钢筋的低温冷拉 1 钢筋可以在低温度条件下冷拉 其环境温度不低于 20 2 低温冷拉应采用与常温施工相同的伸长率 3 低温下冷拉的控制应力较常温提高 3Mpa 2 钢筋的低温焊接 1 钢筋在室外焊接 其环境温度不低于 20 同时应有防雪挡措施 焊后的接头 严禁立刻碰到冰雪 若出现上述情况 施工方应做出相应调 11 整 2 低温电弧焊 a 进行邦条电弧焊或搭接电弧焊时 第一层焊缝 先从中间引弧 再 向两端运弧 立焊时 先从中间向上方运弧 再从下端向中间运弧 以使 接头端部的钢筋达到一定预热效果 b 焊接电流应略微增大 焊接速度适当放慢 在焊接过程中 应采用 短弧焊 防止断弧 且不要产生烧伤现象和在非焊接区引弧 以避免是钢 筋受到损伤 c 焊条使用 422 焊条 2 62 6 立第一节外模和支架 立第一节外模和支架 钢筋绑扎验收后 应进行架立外模和支架 井壁内外模用止水螺栓对 拉固定 止水螺栓采用 16 的圆钢 中间设置止水片 两端设置铁片控 制井壁厚度尺寸 圆钢两端头上铰成螺纹 用定制钢螺帽固定 拆模时拆 去钢螺帽 割去外露部分 再用同标号防水砂浆二度抹平 确保不渗水 井壁之间设置横撑和斜撑 施工平台采用钢门式支架搭设 门式架之间采 用纵横钢管连接固定 外模支架必须稳 牢 强 保证在浇捣混凝土时 模板不变形 不跑模 2 72 7 第一节浇捣混凝土 第一节浇捣混凝土 模板和支架验收合格后 方可进行混凝土的浇捣 混凝土浇捣前应严 格检查各种预留孔 预留管和预埋件的位置和几何尺寸 严禁漏放和错放 砼在非冬季施工中 采用 C30 冬季施工采用 C40 为缩短施工周期和保证工程质量 采用泵送商品混凝土 泵送混凝土 可将输送管的软管直接放入浇捣段 距离浇捣面 1 米左右 保证混凝土不 离析 混凝土入模应注意对称布料并及时振捣 使上下砼结合成一体 入 模振捣用插入式振捣棒进行 为确保振捣质量 在模板一侧开一定数量的 振捣窗 便于振捣棒入模振捣 浇筑完窗下部分混凝土后 立即封闭 振 捣棒插入时应离开钢筋 但应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝 土离析现象的发生 振捣时要快插慢拔 注意边角位置要充分振捣密实 振捣按从下到上 从角到中的顺序 并且严格控制振捣时间 以防过振和 漏振 混凝土在捣振时应注意和随时检查模板受力和钢筋受力的情况 防 12 止模板因混凝土振捣的原因而跑模 第一节沉井每次砼浇筑应分层连续进行 每层约 0 25m 上层混凝土 必须在下层砼初凝前振捣 并插入下层混凝土 5 10cm 在混凝土浇捣过程 中 还应做好混凝土的试块工作 保证质保资料的完善 在冬季施工期间 应在构筑物周围用钢管搭设大棚 用棉被包裹密封 大棚搭设必须牢固 不透风 2 82 8 第一节养护及拆模 第一节养护及拆模 混凝土浇捣完成后 10h 内应及时养护 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 以免破坏混凝土 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 湿度在 90 100 在冬季施工期间 采用暖棚养护 采用 2T 燃煤蒸汽锅炉加热 必须将煤炉的排气管引出棚外 将烟气 排到棚外 以防止煤气中毒和防止氧化碳浓度过高加速混凝土的碳化 暖棚内底部温度不低于 45 当低于 45 时应采取增加锅炉的办法 混凝土养护期间 安排专人对锅炉进行检查 填加燃煤 保持棚内温度 暖棚内应有一定湿度 由实验室测定 当湿度不够时 要向混凝土 面及模板洒水或覆盖 保持湿润 在拆模时 应注意时间和顺序 在混凝土强度达 2 5Mpa 以上时 方 可拆除直立的侧面模板 且应先内后外 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 当混凝土强度达 70 后 方可拆除刃脚斜面的支撑与模板 拆除刃脚 下的支撑应对称依次进行 底节沉井混凝土养生强度必须达到设计强度的 95 第二节强度须达 到 75 以上后方可进行下沉施工 2 92 9 第一节封砌预留孔 做防水处理 第一节封砌预留孔 做防水处理 严格按照设计图纸的要求 设置和封砌各种预留孔 并保证在沉井下 沉过程中 预留孔内不渗水 为了保证井壁不渗水 增加工作安全系数 在养护完成的井壁内侧抹 两层防水砂浆 13 2 102 10 第一节凿除垫层 挖土下沉 第一节凿除垫层 挖土下沉 沉井下沉需待混凝土强度达到设计要求后 方可开始挖土下沉 下沉 时 应先凿除刃脚下的混凝土垫层及砖砌内模 砼垫层的凿除要求均匀 对称 迅速 因此 采用风镐凿除 凿除时用 4 台风镐对称进行 先凿除 砖砌斜面部分 后凿除砼垫层部分 在凿除砼垫层时 沉井即开始下沉 如沉井的自重不足以下沉时 应用高压水枪对土体进行冲洗 配合下沉 泥浆用泵抽排 挖土采用长臂挖机挖土 沉井挖土顺序应中间稍低于四周 沉井内的 挖土高差控制在 0 5 米以内 禁止深锅底挖土 防止沉井突沉造成沉井倾 斜的危险 井壁外的灌砂必须均匀充实 使沉井下沉时四周摩阻力相近 均匀下 沉 沉井下沉时 应防止倾斜 发现问题及时处理 若沉井下沉有困难时 应另外想办法 不准大量挖深 造成突沉 沉井挖土三班制连续作业 中途不停顿 确保沉井连续 安全地下沉 就位 尽量远弃土 力求向沉井四周均匀弃土 严防堆在沉井一侧 产生偏 压造成沉井偏斜 初沉是沉井下沉最关键的工序 此时四壁无约束无摩擦力 全部重量 靠砂层承担 下沉系数很大 沉井重心又高 开挖若不均匀 就可能倾斜 位移 刃脚下的砂垫层要分层均匀开挖 每层厚度 25cm 在刃脚沿线全面 进行 沉井入土后 挖土应分层 均匀 对称的进行 分层厚以 30cm 左 右一层 井内土面高差一般应控制在 0 5m 以内 为防止突沉 靠近刃脚 处尽可能不掏土 由于地质情况不明确当发现沉井倾斜 应及时纠偏 如 出现突沉 应分析原因 及时采取措施 沉井下沉施工允许偏差 沉井底面中心和顶面中心与其设计位置中心在平面纵横方向地偏差 均不得大于沉井高度的 1 50 沉井斜度不大于 1 50 沉井平面扭转角偏 差不得大于 1o 2 112 11 第一节沉降观察 第一节沉降观察 沉井在下沉过程中 确保均匀下沉 并做好沉井下沉记录 下沉过 程中必须随时测定沉井标高 下沉量 倾斜和位移 随时注意纠偏 每天 14 派专人认真观测沉井周围地面有无坍塌和开裂情况 以便采取有效措施 确保附近设施及其他建筑物地安全 2 122 12 第二节 第三节 第四节井筒施工 第二节 第三节 第四节井筒施工 在第一节井筒下沉到距离地面 2 6 米时 停止挖土下沉 开始进行第 二节井筒的施工 在第二节井筒下沉到距离地面 2 6 米时 在第三节井筒 下沉到距离地面 2 6 米时 开始进行第四节井筒的施工 具体施工工序与 第一节相同 在整个井内设爬梯 爬梯用 22 的螺纹钢 300mm 的间距 宽 600mm 沉井下沉采用长臂挖机挖土 向四周均匀弃土 如有必要 用自卸车 配合运土 沉井下沉过程中 在做好观测 分析刃脚压力变化 分析挖土 深度与沉井下沉量的关系的基础上 确定合理的开挖深度 让沉井缓缓 穿刺 下沉 防止因开挖过深形成突沉 特别是沉井最终接近设计标高 时 尽量控制好井底开挖量 当刃脚距离设计标高在 2 0 米时 沉井下沉速度应逐渐放缓 挖土高 差控制在 20cm 内 当沉井接近标高时 应预先做好止沉措施 止沉措施 可采用在刃脚四周间隔挖出设计标高的槽 填入方木 并应注意抛高系数 禁止超沉和超挖 沉井下沉至设计标高 包括抛高 后 应先清除表面浮泥等杂物 超 挖的土方必须用碎石夹砂填实 不得用土填 井内不得有积水 并确保井 点的正常工作 不允许发生停泵 同时加强对水位的观测 保证降水要求 地下水位必须距离垫层 50cm 以下 在沉井施工过程中 如果发现有坑洞 坟墓 树根等影响沉井施工的 情况或文物古董时 应及时上报甲方 监理单位 处理完毕后继续施工 2 132 13 洞口支护 洞口支护 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 在沉井制做时 预先在洞口预埋一个 10mm 厚钢法兰 在钢法兰上 焊接螺栓 安装 16mm 厚橡胶法兰 用 10mm 厚钢压板压紧 在已完成的顶 管施工过程中 采用 16mm 的橡胶法兰止水 未发现地下水和泥砂流入工 15 作井内 同时橡胶法兰和压板可以回收 效果很好 2 142 14 铺设封底 底板混凝土 铺设封底 底板混凝土 当沉井在 8 小时内的累计下沉量不大于 100mm 时 方可浇捣封底混凝 土 封底锅底混凝土的厚度为 1m 1 2m 并在底部设置 1 0 1 0 0 5m 集 水坑 封底混凝土与刃脚的接触面 必须将表面混凝土全部凿毛并露出石子 便 于新老混凝土的结合 在铺筑素混凝土垫层后 应保证表面平整 无地下 水上冒现象 封底砼达到设计强度后 方可抽排沉井内积水 以防封底砼承受水压 而遭受破坏 井内水抽干后即可进行底板砼浇筑 钢筋绑扎按设计图纸进 行 与井壁预插钢筋配合布置 砼浇入后 用插入式振捣器振捣密实 再 用平板振捣器提浆初平 最后人工找平 收面 接收井的施工方法与工作井的施工方法相同 3 3 检查验收 检查验收 沉井施工完成后 要对沉井四周及底部做 SBS 防水层 并进行渗漏试 验及验收 三 三 顶管施工工艺技术顶管施工工艺技术 1 1 顶管施工工艺流程顶管施工工艺流程 见下图所示 施工准备 工作井施工 井内设备安装 机头穿墙出洞 顶 进 测 量 纠 偏 地面设备安装 注 浆 16 2 2 顶管施工方法 顶管施工方法 2 12 1 泥水平衡顶管工艺 泥水平衡顶管工艺 泥水平衡 第一 在泥水式顶管施工中 要使挖掘面上保持稳定 就 必须在泥水仓中充满一定压力的泥水 而不能充满清水 第二 因为泥水 在挖掘面上可以形成一层不透水的泥膜 它可以阻止泥水向挖掘面里面渗 透 同时 该泥水本身又有一定的压力 因此 它就可以用来平衡地下水 压力和土压力 泥水平衡顶管的优点 适用的土质范围比较广 在地下水压力很高以 及变化范围较大的条件下也能适用 可有效保持挖掘面的稳定 对所顶管 子周围的土体扰动比较小 引起的地面沉降也比较小 泥水平衡顶管施工 时的总推力比较小 尤其在粘土层表现得更突出 工作坑内的作业环境比 较好 作业也比较安全 由于它采用泥水管道输送弃土 不存在吊土 搬 运土方等容易发生危险的作业 泥水输送弃土的作业是连续不断地进行的 所以它作业时的进度比较快 由于现场无处存放施工用后泥浆 必须用 200mm 泥浆泵抽排至泥浆 罐车外运 2 22 2 顶管原理图如下图所示 顶管原理图如下图所示 构造 工具管是顶管的关键机具 其主要作用为 掘进 防坍 出 泥 导向 掘进机的本体由壳体 隔仓壁 承压环 刀盘 驱动装置 刀 盘加压装置及进排泥阀开闭装置 泥水平衡式掘进机通过隔仓壁把掘进机分为前后两段 前段为泥水仓 机头进洞 管道贯通 闭水试验 管内处理 检查井制作 井内安装后续管节 17 后段为工作仓 泥水仓和工作仓中只有进排泥管沟通 这样才能在泥水仓 内建立起一定的压力 隔仓壁除了承受泥水压力以外 其后部在工作仓内 部分还安装有刀盘驱动装置 隔仓壁实际上是一个漏斗形的 并非一字形 的隔墙 纠偏油缸就安装前后段壳体之间 为了防止纠偏油缸动作时产生 的渗漏 在前后壳体之间安装有橡胶密封圈 掘进机最前端安装有多刀盘 刀盘是一个直径比掘进机前壳体略小的 具有一定刚度的圆盘 刀盘的边缘有两把对称安装的边缘切削刀 该刀可 在土中挖掘成一个直径与掘进机外径相等或者比掘进机外径大一些的隧洞 便于推进 刀盘上还有一些螺旋形布置的先行刀 它的主要功能是进行辅 助切削 刀盘加压装置是安装在主轴中的油缸 刀架伸缩油缸则安装在刀 盘加压装置的上方 进出排泥阀分别安装在进排泥管中 这两个阀同时由一只油缸控制 两阀只能同时打开 同时关闭 两阀关闭以后 泥水仓内与外界就隔离 两阀打开 泥水仓就与进排泥管接通 人无法在里面操作 就通过控制电缆把要操作的开关全部引到机外的 操作台上 为了观察机内各部分运转情况及各仪表的数值 就把它们集中 在仪表板上 再在仪表板的后方装有一台摄象机 通过 75 欧姆同轴电缆 把仪表板上所反映的各种情况显示在机外操作台的电视屏幕上 原理 随着工具管的顶进 刀盘切削下来的土砂以泥水形式经排泥 管被输送到地面 所谓泥水平衡是指刀盘处的泥水压力可以人为地控制在 某一压力范围内 与掘进机所处地层的土压力和地下水压力抗衡 以减少 施工对土体的扰动和损失 压力舱内的泥水压力应略大于开挖面的主动土 压力与水压力之和 但不能大于开挖面的被动土压力与水压力之和 正常 情况 压力舱内的土压力强度要比允许最低值提高 20kPa 使开挖面稳定 更有保证 当掘进机正常工作时 进排泥阀均打开 泥水从进泥管经过进泥管阀 门进入掘进机的泥水仓里 而泥水仓中的泥水则通过排泥管阀门由排泥管 道排出 只要调节好进 排泥水的流量 就可以使掘进机的泥水仓中建立 起一定的压力 安装 顶管出洞前 将工具管吊入工作井内 安放在导轨上 后端 放入分压环 启动主顶油缸 慢慢向前推动 工具管前方进入橡胶密封圈 18 接触到钢封门为止 设备使用 正常顶管时 顶管机的操作在控制室来完成 每段顶进 开始后则应连续工作 当进行设备保养维修而暂停顶管施工时 必须采取 措施确保开挖面的稳定 顶进时管道内采用低压照明和管道风机通风 并 保持管道内的清洁 顶管施工工艺原理如下图所示 顶管原理图 2 32 3 工作井地面设备 工作井地面设备 工作井的地面需布置一系列与顶管施工有关的设备 如空压设备 液 压设备 泥浆站 起重设备等 如下图所示 1 泥浆池 在每个工作井位置配置一个长 30m 宽 15m 深 3m 的泥 浆池 与进泥管配合使用 泥浆池安全监测 为确保施工安全和周围环境的安全 从泥浆池开挖使用开始至泥浆 池处理回填 应进行全过程的施工监测 实行信息化施工 通过施工监测 及时掌握泥浆池围护结构 周围土体的受力与变形情况 及时掌握泥浆池 四壁是否有开裂等影响池壁的情况 及时汇报 及时调整 采取有效措施 在泥浆池四周设置六个监测点及沉降点 具体位置见监测点平面布置 图 监测点安排专人负责 每天测得的数据及时上报管理小组及监理 建 设单位 及时掌控及时调整 19 泥浆池防护 沿泥浆池四周设置防护栏杆 栏杆高 1 2M 0 6M 0 2M 三道 立柱 间隔 2M 设置一根 外挂安全网封闭 并张挂安全警示标志 安全工程师要不定期对泥浆池进行检查 发现问题及时安排整改 对 现场施工人员进行安全教育 防止施工人员陷入泥浆池 造成意外伤害 后期处理 工程结束后 各泥浆池里的泥浆应清理干净 然后回填土方 回填的 土方应控制好土的含量 如有条件应测得最佳含水量 要求密实 以防出 现弹簧土 2 油压系统 选用多台高压油泵 通过高压油路管向掘进机油输送 液压 使用 42MPa 的高压油泵 油泵布置在工作井地面 统一管理 3 泥浆处理装置 在井外用膨润土配制泥浆 供顶管时注浆使用 减少土体与管外壁的摩擦阻力 选用 0 8MPa 的压浆泵 4 起重设备 管节入井需用起重设备 2 5m 长的DN2600mm 管节重5 吨左右 采用100t 起重机 2 42 4 井内顶推设备及安装 井内顶推设备及安装 1 顶推设备 一个工作井内可选用 8 台 400t 的油压千斤顶 油压由电动油泵供给 两台并联供油 千斤顶行程 150cm 井内其它设备包括 导轨 千斤顶台 架 替顶 分压环 后承压壁 操作平台 爬梯等 当工作井封底后 安装好安全围栏和爬梯 然后用 35t 汽车式起重机 将上述设备吊入井中 各种设备在井内的安装如下图所示 2 导轨安装 导轨用型钢和 P38 以上钢轨制作 钢轨焊于型钢上 型钢用螺栓紧固 于钢横梁上 以便装拆 钢横梁置于工作井底板上 并与底板上的预埋铁 板焊接 使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的 牢固的整体 如 导轨及千斤顶支架系统结构图所示 导轨安装在顶管中至关重要 其安装精度甚至决定管道是否可顶好 故须达到如下要求 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 导轨轴线偏差 3mm 顶面高差 0 3mm 两轨间距 2mm 20 立柱 导轨 连接螺栓 钢横梁 砼管节 千斤顶 千斤顶托架 型钢 预埋钢板 工作井底板 导轨及千斤顶支架系统结构图 3 穿墙止水 穿墙止水是安装在管节外壁与井壁之间的构件 其主要作用是在顶进 过程中防止工作井外的泥 水沿管壁流入井内 如下图所示 前墙止水圈的组成部分为 预埋法兰底盘 橡胶板 钢压板 垫圈与螺栓 法兰盘应预先埋设在砼沉井内 中心正确 端面平整 安装牢固 螺 栓丝口应妥善保护 水泥浆应预先清除 工作井内主顶设备安装示意图 21 顶进方向 洞口钢环 工作井外壁 工作井前壁 预埋件 橡胶圈 轨道支架 工作井底板 工作井洞口密封结构示意图 4 安装顶管掘进机 机头吊入工作井前应进行详细检查 卸机头时应平稳 缓慢 避免冲击 碰撞 并由专人指挥 确保安全 机头安放在导轨上后 应测定前后端的中心的方向偏差和相对高差 并做好记录 机头与导轨的接触面必须平稳 吻合 机头必须对电路 油路 气压 泥浆管路等设备进行逐一连接 各部 件连接牢固 不得渗漏 安装正确 并对各分系统进行认真检查和试运行 5 顶进后靠背 在顶管过程中 为了使分散的各个油缸推力的反力 变成均匀地作用在工作坑的后方土体上 在工作井墙壁上浇筑一堵 C30 抗 渗 S6 砼后座墙 4m 10m 1m 在后座墙与主顶油缸尾部之间再垫上一 块钢制后靠板 3 5m 9 2m 0 35m 且钢板应紧贴后座墙 为顶管的反 力提供一个垂直的受力面 使千斤顶顶力能均匀分布在后背墙 形成一道 由厚钢板和砼组成的牢固的 刚度很大的复合后背墙 承受千斤顶传来的 顶进反力 2 52 5 顶进施工 顶进施工 主要设备和配套系统安装后试运行安全合格后方可进行顶进作业 作 22 业前应作技术交底 1 顶管施工设备 主要配套设备和辅助系统安装完成后 应经试运 行及安全性检验 合格后方可掘进作业 2 操作人员应经过培训 掌握设备操作要领 熟悉施工方法 各项 技术参数 考试合格后方可上岗 3 管道内涉及的泥浆系统及其他辅助系统应满足施工技术要求和安 全 文明施工要求 4 施工供电应设置双路电源 并能自动切换 动力 照明应分路供 电 作业面移动照明应采用低压供电 5 应根据管道长度 施工方法和设备条件等确定管道内通风系统模 式 设备供排风能力 管道内人员作业环境等应满足国家有关标准规定 6 起重设备使用前应按有关规定进行检查验收 合格后方可使用 1 顶管出洞 顶管出洞是指顶管机头和第一节钢筋混凝土管 从前墙破出洞口封门 进入土中 开始正常顶管之前的过程 是顶管的关键工序 也是容易发生 事故的工序 当井内 外的准备工作全部准备好后 可将机头吊放到井内轨道上 调整好方向 开始顶管出洞 工作井壁前墙有机头及管道出洞的预留洞口 为防止井外水土从预留洞口与机头外壁之间的缝隙流入工作井内 预留洞 口与管道间设有密封装置 洞口密封结构 1 出洞密封结构的作用是阻止在顶管过程中泥水从管节与洞口间的间隙 流入井内 同时也起定位作用 根据管道中心线与井壁预留孔的位置 制作一个钢结构的内套环 套 环内圈高有橡胶止水带环 套环安装在井预留孔与管节之间 外围焊接在 孔的预埋钢板上 内圈橡胶紧贴管节 破墙出洞 2 当机头前端进入洞口密封圈后 即可破墙出洞 工作井预留洞口是采 用砖砌体临时封堵 在顶前采用风镐凿除内层一部分封堵墙体 然后将机 头推进 依靠机头前端刃口破除外层墙体 随即进行顶管正常推进 2 注浆减阻 23 在管壁外周空隙压注膨润土泥浆 形成一定厚度的泥浆套 利用触变 泥浆的润滑作用 以减少顶进阻力 注浆减阻是实现长距离顶管的重要措 施之一 对顶管机头尾端的压浆 要紧随管道顶进同步压浆 为使管道外周围 形成的泥浆始终起到支承地层和减阻作用 在后续管道的适当点位 还必 须进行跟踪补浆 以补充在顶进中的泥浆损失量 注浆装置和润滑系统见 下图所示 注浆装置和润滑系统 3 注浆量的计算 注意事项 本工程计划设置 8 个工作井 7 个接收井 在每个工作井附近设置 1 个泥浆池 配备 2 个泥浆泵 1 用 1 备 泥浆池的尺寸视各个工作井的距 离 注浆量而不同 沉淀的余土按文明施工要求废渣土处理办法 运到永 久弃土点 不得污染道路环境 注浆量的计算及注浆的注意事项 本工程每 1 米注浆量计算如下 V DwtL 3 14 2 6 0 05 1 0 408 m3 0 408 2 0 816m3 按照地质条件 一般压浆量为计算的 150 200 本工程在粉土顶 进 按照 200 进行注浆量控制 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 要及时清理注浆设备 以防堵塞 注浆压力根据管道深度 H 和土的天然重度 而定 经验为 2 3 H 24 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 1 1 4 管内注浆布孔方式 沿管线纵向每 6m 设一处压浆孔 布孔方式宜采 用左上方 右上方 下方的顺序 注浆顺序 每段注浆从第一孔开始 直注至下一孔出浆 依次注完 每段注浆后 静止 6 8 小时后进行第二次注浆 第二次注浆压力不变 直至压不进为止 地面管内注浆均采用两次注浆方式 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 3 节管 每节 2 5 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 注浆减磨要点 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 而影响注浆效果 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 2 62 6 顶管测量控制与相关措施 顶管测量控制与相关措施 1 测量控制网及井下测量平台的建立 根据业主提供的测量控制点布置整个工程的控制网 并在井周围布设 不少于 3 个控制网点 用于测放 检查和修正工作井井区和井下的测量点 如轴线点 井下的测量起始点和后视点等 25 测量平台置于井下顶管轴线上 靠近后靠背处 通过控制网将顶管测 量起始点测放其上 并在井中布设 2 3 个稳固的后视点 以便互相校核 起始点对顶管测量精度至关重要 故井下测量平台要单独设置 不与管道 设备 后靠背接触 不受顶管操作影响 以保持其稳定性 2 顶管轴线与标高控制 顶管方向与高程监