顶管施工专项方案

1、三亚河区域城市雨污水分流改造工程（凤凰路）顶管工程专项施工方案编制人： 审核人： 审批人： 广西华南建设集团有限公司二一三年三亚河区域城市雨污水分流改造工程（凤凰路）顶管工程专项施工方案广西华南建设集团有限公司2013年目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc363803710 一、工程概述 PAGEREF _Toc363803710 h 1 HYPERLINK l _Toc363803711 二、编制依据 PAGEREF _Toc363803711 h 3 HYPERLINK l _Toc363803712 三、施工条件 PAGEREF _Toc36380371

2、2 h 3 HYPERLINK l _Toc363803713 四、现场布置 PAGEREF _Toc363803713 h 6 HYPERLINK l _Toc363803714 五、施工准备工作 PAGEREF _Toc363803714 h 6 HYPERLINK l _Toc363803715 六、施工部署 PAGEREF _Toc363803715 h 8 HYPERLINK l _Toc363803716 七、主要项目施工方法 PAGEREF _Toc363803716 h 11 HYPERLINK l _Toc363803717 7.1清除片石、建筑垃圾，换填好土 PAGEREF

3、 _Toc363803717 h 11 HYPERLINK l _Toc363803718 7.2管道双向水泥搅拌桩施工方案 PAGEREF _Toc363803718 h 11 HYPERLINK l _Toc363803719 7.3大口井降水 PAGEREF _Toc363803719 h 23 HYPERLINK l _Toc363803720 7.4工作井、接收井施工方法 PAGEREF _Toc363803720 h 29 HYPERLINK l _Toc363803721 7.5顶管施工工艺 PAGEREF _Toc363803721 h 31 HYPERLINK l _Toc3

4、63803722 7.6检查井、闭水试验施工 PAGEREF _Toc363803722 h 40 HYPERLINK l _Toc363803723 7.7渣土运输方法 PAGEREF _Toc363803723 h 41 HYPERLINK l _Toc363803724 7.8管道内辅助管道的辅设 PAGEREF _Toc363803724 h 41 HYPERLINK l _Toc363803725 八、施工关键技术措施 PAGEREF _Toc363803725 h 42 HYPERLINK l _Toc363803726 8.1顶管进出洞口的安全措施 PAGEREF _Toc363

5、803726 h 42 HYPERLINK l _Toc363803727 8.2防止地面沉降 PAGEREF _Toc363803727 h 42 HYPERLINK l _Toc363803728 8.3防止管道下沉措施 PAGEREF _Toc363803728 h 44 HYPERLINK l _Toc363803729 8.4管壁外的减阻措施 PAGEREF _Toc363803729 h 45 HYPERLINK l _Toc363803730 8.5通过不稳定流砂及淤泥层的处理 PAGEREF _Toc363803730 h 46 HYPERLINK l _Toc36380373

6、1 8.6管道顶进过程中遇到障碍物的紧急处理 PAGEREF _Toc363803731 h 46 HYPERLINK l _Toc363803732 九、质量、安全和节约措施 PAGEREF _Toc363803732 h 47 HYPERLINK l _Toc363803733 十、地面交通维护方案 PAGEREF _Toc363803733 h 51 HYPERLINK l _Toc363803734 十一、管线保护措施 PAGEREF _Toc363803734 h 51 HYPERLINK l _Toc363803735 十二、安全文明施工措施 PAGEREF _Toc3638037

7、35 h 52 HYPERLINK l _Toc363803736 十三、应急救援措施 PAGEREF _Toc363803736 h 58顶管工程专项施工方案一、工程概述1、工程概况凤凰路段自临春桥开始，沿凤凰路敷设污水干管至鹿岭污水提升泵站，全路段长约2.90Km。施工内容为雨水管道工程、污水管道工程、管道疏通清理、顶管工艺及逆作法沉井工程和恢复道路、绿化工程等。2、场地工程地质情况拟建场地位于海成一级阶地与花岗岩负化剥蚀台地的交界处，该路段局部表层回填土较厚，厚约3.00m，现场地基本已整平，地势总体较为平缓；场地地处主要交通道路路边，车辆人流较多，本次勘察期间实测钻孔孔口高程为2.14

8、5.62m。地质构造根据区城地质资料，三亚市位于九所陵水大断裂南缘，三郎岭荔枝沟向斜构造带西侧约16km，该向斜为一个向北东收敛，南西散开，向南东凸出的弧形褶皱带，长约25km；该向斜距离本场地距离较远，对本场地影响较小。三亚地区新构造运动以间歇性缓慢上升为主，伴有局部间歇性的下降运动，形成各级夷平面或沉积阶地，但断裂活动不发育，琼南地区历史上发生过多次地震，但多为弱震和微震，陆上地震最高震级也不超过4.5级，最大烈度6度。根据钻探揭露的地表下最大深度范围内的地层岩性特征，结合室内土工试验成果，将场地范围内所揭露的地层详细划分为8个岩性单元层。自上至下分别为杂填土、含淤泥细砂、淤泥质粉质粘土、

9、粉砂、砂质粘性土、强风化花岗岩、中风化花岗岩。各土层岩性及埋藏分布特征分述如下：层，杂填土（Qm1）黄、黄褐、褐、灰褐色，松散，主要由粘土、砂粒等填成，层中局部夹有建筑垃圾，局部段表层为植物根系，欠压密。该层除ZK29、ZK30以外钻孔均有揭露，层顶即地表高程2.145.62m，揭露层厚1.406.40m，厚度平均值3.01m。层，含淤泥细砂（Q4m）灰、灰黑色，松散、饱和，砂质成分石英质，亚圆形，混粒结构，层中夹有大量淤泥，具腐臭味。该层仅ZK1ZK19、ZK19-1、ZK23、ZK24、ZK34及ZK35钻孔有揭露，层顶埋深1.406.40m，层顶高程式-2.362.74m，揭露层厚0.8

10、011.30m，厚度平均值5.93m。层，淤泥质粉质粘土（Q4m）灰、灰黑色，流塑，主要由粘粒等组成，干强度低，韧性低，无摇振反应，具腐臭味，该层仅ZK 14ZK19及ZK19-1钻孔有揭露，层顶埋深3.3015.30，层顶高程-11.640.32m，揭露层厚0.807.55m，厚度平均值2.71m。层。粉砂（Q4m）黄褐、红褐、灰褐色，松散稍密，饱和，砂质成分石英质，亚圆形，混粒结构。该层仅ZK10ZK13及ZK23ZK26钻孔有揭露，层顶埋深3.3015.30m，层顶高程-11.640.32m，该层所有钻孔均未揭穿，其最大揭露层厚7.55m。层，粉质粘土（Q4m）黄褐、灰褐色，可塑，主要有

11、粘粒、粉粒等组成，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。该层仅ZK1ZK9、zk14zk19及ZK19-1钻孔有揭露，层顶深7.7023.80m，层顶高程-20.13-4.03m，该层所有钻孔均未揭穿，其最大揭露层厚2.70m。层，砂质粘性土（Q4el）黄褐色，可塑，主要有粉粘粒、砂粒等组成，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，局部段夹有较多风化残块。该层仅ZK27ZK50钻孔揭穿，其揭露层厚1.204.50m，厚度平均值2.70m，其余未揭穿钻孔最大揭露层厚8.70m。层，强风化花岗岩（K2）灰白、灰褐色，主要矿物成分为石英、长石、云母等，块状构造，中粗粒结构，岩体极为破碎，裂隙极为发育，钻进慢，

12、取芯率低，取芯多呈碎块状，RQD=0。该层仅ZK28ZK33及ZK37钻孔揭露，层顶埋深3.106.80m，层顶高程-2.672.02m，该层所有钻孔均未揭穿，其最大揭露层厚7.10,m。层，中风化花岗岩（K2）灰白、灰褐色，主要矿物成分为石英、长石、云母等，块状构造，中粗粒结构，裂隙发育，取芯多呈碎块短柱状，RQD=3035。、该层仅ZK20K22钻孔揭露，顶层埋深20203.40m，层顶高程-2.00.80m，该层所有钻孔均未揭穿，其最大揭露层厚3.30m。2.1地下水本次勘察查明的主要浅层地下水为赋存与层淤泥细砂、层淤泥质粉粘土、层粉砂、砂质粘性土、强风化花岗岩、中风化花岗岩中的空隙裂隙

13、型潜水，该层潜水主要受层地表水渗流及层间径流影响；本次勘察观察到其地下水位埋深为1.805.00m，标高0.320.62m，根据我公司以往在此地勘察的经验，其水位主要受季节变化影响，变幅约为1.50m。3.施工方案选择：根据场地工程地质条件及勘察报告及设计文件，采用密闭式顶管法施工。4.管材选用：顶管管道采用级钢筋混凝土管（内衬PVC），F型钢承口，橡胶圈密封。对于地基承载力达不到100kPa的软基路段，每隔2m预打单排600mm双向搅拌桩进行管基处理。二、编制依据1、工程设计图纸2、给水排水构筑物施工及验收规范（GB501412008）3、给水排水构筑物工程质量检验评定标准（GB 50268

14、97）4、给水排水管道工程施工及验收规范（GB 50268-2008）5、给水排水管道工程质量检验评定标准（GB 5026897）6、市政排水管渠工程质量检验评定标准（CJJ 390）7、质量管理办法8、施工管理办法三、施工条件1.现场自然条件(1)现场环境现状管线众多，错综复杂，为了在施工时对现状管线进行保护，尤其是对给水管的保护，设计管线结合现状管线及树木情况设置于非机动车道下。受到影响的局部给水管、电信、电力管以及树木需要迁移。(2)地质条件顶管拟建管线场地地层分别为：杂填土、含淤泥细砂、淤泥质粉质粘土、粉砂、粉质粘土、砂质粘性土、强风化花岗岩、中风化花岗岩2.现场施工条件由于施工场地是

15、在城市主干道边绿化地内，施工运输车辆多、作业人员流动大。所以要切实做好交通疏导、现场安全和文明施工工作。施工前做好各种宣传和教育工作，施工中加强对安全施工的监控力度，降低对周边环境的影响。施工配合：顶管作业需24小时连续施工（夜间施工）需要有关单位的配合和支持，并做好顶管顶进的施工记录，内容要准确完整。(1)施工用地拟建场地位于海成一级阶地与花岗岩负化剥蚀台地的交界处，该路段局部表层回填土较厚，厚约3.00m，现场地基本已整平，地势总体较为平缓；场地地处主要交通道路路边，车辆人流较多，本次勘察期间实测钻孔孔口高程为2.145.62m。 (2)施工现场用水2.1施工用水根据本工程特点，施工用水主

16、要由附近供水系统接入。2.2生活用水本工程高峰期施工人员30人，其生活用水为0.5L/S；3.施工用电3.1生产用电主要指顶管工作井中用电，在顶管施工中，有多台机械同时使用，其中包括2台15KW的高压油泵，一台7.5KW的空压机，两台15KW的机头电机，一台3KW的水泵及一台2.2KW的拌浆机等。顶管用电量约：详见水电专项施工方案 3.2生活用电主要指照明、空调及食堂水箱等用电，按10KW考虑；3.3施工用电综合上述，施工用电总量：75+10=85KW，主要向当地有关部门租借，另外，为克服停电而影响工期，我公司拟在施工现场安排一台120KW的发电机，用于施工前期和停电期。4.有关勘探资料工程开

17、工前，需要施工范围内详细的地质勘察资料。另外，由于地下管线、构筑物可能会影响顶管工程的施工,因此施工前需要此区域内的地下管线、构筑物详细资料。对施工地段的地下管线及其他地上地下设施，事前与其业主或使用单位协商处理方案，能预先迁移的，则须配合业主作好迁移工作；如果不能迁移的，则必须采用妥善可靠的防护和加固措施后才能进行施工。基坑或沟槽等开挖施工前，向作业人员作详细的安全技术交底，施工过程务必小心谨慎，对埋有地下管线和设施的部位，要小心操作，注意观察，谨防损坏。5.顶力计算本工程的管道分单次顶进,先按一次性顶进，计算出它所需要的顶力，然后根据顶力的大小，决定是否使用中继间以及选择千斤顶和对工作井进

18、行结构设计，尽量减少工程成本。计算顶力时按挤压式顶管考虑。顶管的顶力可根据顶管的理论公式和经验公式算出：从土力学和理论力学原理可知：顶管的阻力N=（Pv+Ph+W）f+PA。其中：Pv为管道的垂直压力，可取管上部的土的重量，也可考虑在土拱作用下，按普氏公式计算； Ph为管道的水平压力，可取管两侧的土压力和水压力； f为管外壁与土层的磨擦系数，对湿粘土，可取0.20.3； PA为顶进时工具管的正面阻力，可取工具仓的压力和管壁断面土的阻力，其中管壁阻力可按管中处的被动土压力考虑。 从以上公式可知，理论计算的阻力与实际上的阻力相差很大，一般我们都按经验公式计算。 经验公式的顶力N=（L.S.F+PA

19、)K. 其中：L为管长，L=120m S为管外周长：S=D=3.1410.3=32.34m F为单位面积摩阻力，当采用注膨润土减阻时，对粘土F选用16KN/m P为工具仓内的迎面阻力，此处选用0.8倍的机头中心处被动土压力 P=0.8RHtg2(45+/2),而H=5.7m(管中心点埋深) 根据地质资料可知粘土的磨擦角=30,R=16.01KN/m2(平均值) P=0.816.015.7tg2(45+302)=219KN/m2 A：为顶管机头前端管壁截面面积 A=.D.T=3.1410.30.03=0.97m2,其中T为钢结构工具仓的壁厚，按3cm计算。 K:为安全储备系数数,选用1.6 则:

20、N=(8032.3416+2190.97)1.6=7999KN=66572t本管道顶进所需最大顶力为66572t，我们考虑配备两台1000t的油压千斤顶施工。四、现场布置本顶管段工程共计47个井，26个接收井和21个工作井，并有多次过路顶管，每次过路顶管设一个工作井一个接收井。五、施工准备工作本工程位于凤凰路段，施工期间需要根据施工沿线交通情况，在确保安全条件下组织好交通疏解，进行工程施工，同时将顶管施工对道路交通造成的影响程度降到最小，尽可能减少对主线交通的干扰。1、预制场、堆料场混凝土全部采用商品混凝土，砂浆全部采用自拌，工地设置、机械、材料等工作场地2、临时设施综合现场的具体情况，本工程

21、在工作井附近设置顶管配套设备、机械、材料等工作场地。3、施工技术准备3.1认真组织和落实主要工程技术人员，熟悉施工图，领会设计意图，阅读建设单位的规定、要求和参照标准。工程开工前，为设计交底和图纸交底做好充足的准备，将不清或不明的问题汇总会知业主、监理人员，以便及时解决。3.2做好定位点控制，以便施工放样时用。并按业主提供的水准点，沿线自引，施工中经常进行校核。3.3对施工范围内的地下管线和架空线，管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，应由业主提供，项目部进行实地详细调查情况以作保护措施。3.4进行施工测量和现场（工作井、接收井和顶进轴线）放线工作。3.5机械、材料进场准备3.5.1合理调配资

22、金，按照材料及机械计划分批进场。3.5.2根据顶进长度，计算所需的各类管线（进水、排泥和电缆等）的长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）4.生产准备4.1进行施工测量和放线工作。4.2确定管线范围内及施工用地内所有障碍物， 如管线、电线杆等的准确位置。现场调查顶管地段内主要障碍物有排水管、供水管、电力电讯管道位置和标高，地面交通情况较复杂。4.3按施工平面布置图修建临时设施，安装临时用水、用电线路，并试水、试电、修好临时排水沟。4.4订购所需铸铁井盖、井圈。4.5进行顶管所用非标准设备的安装。5.技术准备5.1组织现场施工人员学习，审查施工图纸和进行各专业图纸会审，进行设计要求和施工技

23、术交底。5.2编制好顶管施工工艺卡，做好顶管施工人员的再培训工作。5.3绘制临时工程及施工非标准设备工具图纸。六、施工部署6.1.管理组织架构为保证工程能按质量、按安全、按期完成，强化施工现场的组织管理工作。项目部组织架构如下:项目负责人：严松余 技术负责人：李桂堤质检员：李永勇施工员: 石先国测量员：黄智伟 机电员：陈万棠材料员：张均勇井体施工队顶管施工队安全员：黄强 6.2劳动力使用计划表劳动力使用计划表 单位：人工 种按工程施工阶段投入劳动力情况准 备阶 段顶 管施 工照 明工 程夜 工 程收 尾验 收管理人员1622221610测量员86662试验员23311材料员2442水电工666

24、63焊工1552木工2622司机41510106技术工780302010普通工1060304020保安244446.3主要机械设备使用计划表1泥水平衡顶进机头10002套顶管施工2后方操作台车2个3控制盘2个4电缆200米5液压站32MPa2台6千斤顶32MPa8台7高压胶管19、132套8环型顶铁2套9U型顶铁2套10后背2套11千斤顶架2套12轨道2套13出土斗车8台自制14轻轨155M导轨及出土车专用15空压机13M32台国产16高压油泵50MPA4台17汽车式吊车8T2台国产18泥浆泵2台注触变泥浆19泥浆拌合机2台注触变泥浆20柴油打桩机12T2台21发电机60KVA2台国产预备电源

25、22送水泵4/3-AH2台23排泥泵4/3-AH2套24软管1142套25弯头1142套26钢管1142套27接头1142套28电磁流量计LDZ-4A2套29注浆泵I-1B1002台30气压平衡顶进机头10001套顶管施工31粉喷桩机5004套土体加固32高压旋喷桩机1套土体加固33履带式推土机2台回填平整34塔式起重机15T1台6.4工期安排：日 期 分项名称开工时间完工时间天数顶管施工污水管道工程4月10日11月1日235井位测量放线4月10日7月31日112顶管工作井、接收井位清表、平整4月20日9月20日153顶管工作井、接收井水泥搅拌桩施工5月1日8月31日122顶管工作井、接收井结

26、构施工及养护5月15日11月15日184顶管施工6月15日11月1日163污水检查井砌筑7月5日11月5日123顶管工作井、接收井回填7月15日11月15日123路面、人行道、绿化恢复施工8月1日11月30日91七、主要项目施工方法本工程设顶管矩形工作井、圆形工作井，圆形接收井，由于加大了一次性顶进长度，从而增加了对顶管工作井结构的要求，因此，顶管工作井及接收井采用逆作法结构施工满足顶管顶力的要求。工作井区占道范围确定后，按划定红线围护，进行封闭式作业。7.1清除片石、建筑垃圾，换填好土结合前期的人工探槽发现及技术人员的勘察，发现顶管施工范围内，从原地面至地下3.5米的施工范围内存在大量片石及

27、建筑垃圾，这样的地质不符合水泥搅拌站施工对土质的要求，导致水泥搅拌站难以进行施工，需要以施工围蔽范围为限，对工作井、接收井施工范围从原地面至地下3.5米范围内的片石及建筑垃圾进行清理，清除的片石及建筑垃圾必须即时清走，运至17KM的弃土场丢弃，不允许堆放在旁，妨碍施工及破坏绿地草皮。再外购好土回填至原地面，从进行水泥搅拌桩施工。7.2管道双向水泥搅拌桩施工方案1.管道双向水泥搅拌桩施工1.1 施工准备1.1场地准备 施工场地平整，清除地上、地下一切障碍物（包括大块石、树根和生活垃圾等）；场地处于低洼地段处，沟塘处及时排水、清淤及回填（压实度达到87%）结合地质勘查报告及现场查勘发现原地面以下约

28、3.5米范围内存在大量片石及建筑垃圾，必须先用挖掘机挖除再另购好土回填，否则难以进行搅拌桩施工。1.2 施工放样施工前完成导线点、水准点的复测工作，报请监理工程师认可后，放出水泥搅拌桩施工段落桥台钻孔灌注桩位置。现场工程师根据桥台钻孔桩位置、水泥搅拌桩的布桩间距、施工段落平均填土高度等画出细部布置图以指导施工。1.3 桩机、材料准备 施工前充分备足施工所需的原材料，并经检验合格。使用专用的双向水泥搅拌桩进行施工，配备4台桩机。2.水泥搅拌桩施工2.1 桩机运至工地后，先安装调试，使转速、空气压力及计量设施达到正常状态。2.2双向搅拌桩机定位：起重机悬吊搅拌机到指定桩位并对中。2.3搅拌下沉：启

29、动双向搅拌桩机，使双向搅拌桩机钻杆沿导向架向下切土，开启送浆泵，向土体喷水泥浆，双向搅拌桩机钻杆上分别正、反向旋转的叶片同时旋转搅拌水泥土。2.4双向搅拌桩机钻杆持续下沉并搅拌水泥土，直到设计深度。2.5到达设计深度后提升，提升的同时，双向搅拌桩机钻杆上正反向旋转的叶片继续搅拌水泥土。2.6提升、搅拌到设计标高时，完成搅拌桩的施工。2.7水泥搅拌桩采用梅花形布置，确保成桩质量和桩身质量。2.8关闭电源，移动设备，重复上述步骤。2.9将地面下未喷水泥的厚度用水泥土回填捣密实施工准备3.双向水泥搅拌桩施工工艺施工放样及报验清除片石建筑垃圾桩机就位灰浆量自检制备灰浆启动搅拌桩机桩机下沉并喷浆至设计深

30、度下一桩位下沉至设计深度提升并喷浆自检及报验地面夯实3.1 施工准备3.1.1场地准备 施工场地平整，清除地上、地下一切障碍物（包括大块石、树根和生活垃圾等）；场地处于低洼地段处，沟塘处及时排水、清淤及回填（压实度达到87%）3.1.2 施工放样施工前完成导线点、水准点的复测工作，报请监理工程师认可后，放出水泥搅拌桩施工段落桥台钻孔灌注桩位置。现场工程师根据桥台钻孔桩位置、水泥搅拌桩的布桩间距、施工段落平均填土高度等画出细部布置图以指导施工。3.1.3 桩机、材料准备 施工前充分备足施工所需的原材料，并经检验合格。使用专用的双向水泥搅拌桩进行施工，配备4台桩机。3.2.水泥搅拌桩施工3.2.1

31、 桩机运至工地后，先安装调试，使转速、空气压力及计量设施达到正常状态。3.2.2双向搅拌桩机定位：起重机悬吊搅拌机到指定桩位并对中。3.2.3搅拌下沉：启动双向搅拌桩机，使双向搅拌桩机钻杆沿导向架向下切土，开启送浆泵，向土体喷水泥浆，双向搅拌桩机钻杆上分别正、反向旋转的叶片同时旋转搅拌水泥土。3.2.4双向搅拌桩机钻杆持续下沉并搅拌水泥土，直到设计深度。3.2.5到达设计深度后提升，提升的同时，双向搅拌桩机钻杆上正反向旋转的叶片继续搅拌水泥土。3.2.6提升、搅拌到设计标高时，完成搅拌桩的施工。3.2.7水泥搅拌桩采用梅花形布置，确保成桩质量和桩身质量。3.2.8关闭电源，移动设备，重复上述步

32、骤。3.2.9将地面下未喷水泥的厚度用水泥土回填捣密实。3.3.施工控制要点3.3.1合理规划施工场地及机具人员分工，保证施工的安全、质量和进度。3.3.2水泥搅拌桩施工到顶端30cm50cm时，因土压力较小，搅拌质量较差，在开挖搅拌桩顶端时必须用人工挖除该部分，确保桩顶质量。3.3.3搅拌桩的垂直偏差、桩位偏差、成桩直径和桩长必须符合设计要求。3.3.4施工前确定搅拌机械的灰浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，全过程控制施工。3.3.5制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制浆液的灌数、外加剂的用量以及泵送浆液的时间应有专人监督控制。3.3.6施工时因故停浆

33、，宜将搅拌机下沉至停浆点一下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升。3.4.安全管理与保证措施3.4.1对第一次进入现场的施工人员，要进行安全教育及交底。3.4.2非施工人员不得进入搅拌桩机工作范围10m以内。3.4.3桩机就位前必须确认空中及地下有无管线，若有则按规定留足安全距离，或采取措施。3.4.4开工前必须检查各部分连接是否牢靠，各系统部件是否有松动，脱落等现象。3.4.5工作时必须带安全帽，严禁违章指挥和违章操作。3.4.6施工现场的电缆、电线应尽可能架到空中，电缆通过走道时，一定要加保护措施，以免车辆滚压。4、深层搅拌桩施工1.本工程工作井及接收井详见后附图：施工平面图、剖面图。根据施工

34、设计要求、钻孔孔径大小和场地施工条件和地质条件选择钻机机型。钻机就位后，按照施工设计的钻孔方位，调整钻机的方向和立轴的角度，安装机械设备要求牢固和平衡。钻机定位后，桩位偏差应控制在20mm内，直桩的垂直偏差应不超过1%。开动钻机，边搅拌土体边灌入水泥浆。2.对地面及附近建筑物的监测在顶管施工过程中及其后的一段时间，采取监测措施以利于随时掌握顶管施工对土层的扰动及建筑物的影响情况。监测有两种方法：一是对建筑物的监测。第二种监测方法是对地基土层的变形观测。对地基土层的变形观测有沉降观测法和位移观测法。a、沉降观测法：采用水准测量观测，但不是测量地表沉降，应测量地表以下较深土层的沉降，先在地面打入一

35、节钢管，将钢管内的土清除，然后在钢管内打入一根螺纹钢筋，观测螺纹钢筋顶部是否发生沉降。b、位移观测法：在顶管附近插入多根塑料管，观测塑料管是否发生变形，塑料管的变形即代表该处土层的位移。观测塑料管变形的仪器为CX01数字显示测斜仪，它是用加速度计作为敏感元件的滑动式精密测斜仪器，用以观测土石坝、堤防、岩土边坡、建筑物基坑、地下工程等土体内部的水平变形。根据多项工程实例统计，塑料管的变形分两个阶段：第一阶段是对土体的挤密扰动阶段。当顶管机头通过的初期，土体内部的水平变形将对建筑物基础方向产生挤压，这一阶段不会对建筑物产生危害。第二阶段是在顶管通过的后期，由于管道在土层中不停滑动，不可避免地会造成

36、土体的扰动，这种扰动对土层产生了附加应力变化，使土层发生固结，这时土体会向相反的方向即向顶进管道一侧变形。当土层的水平变形进入第二阶段后，应立即对地基土层采取跟踪加固措施。特别说明：土体变形的第一阶段一般是针对封闭式顶管，对于敞开式顶管而言，由于淤泥及水土一开始就会往顶进管道内涌流，造成土层水土的大量损失，这种情况监测的土体变形只有第二阶段。5、地下电缆、管线的超前保护对顶管穿越地下电缆、管线的位置应预先采取保护措施，本工程中的过路顶管及主干线的局部位置穿越地下电缆及管线，需要进行超前保护。a、注浆加固管线对穿越地下管线的位置提前进行注浆保护，使地下管线周围土体固结，避免因顶管扰动引起管线下沉

37、、变形、破坏。当顶管无法控制对周边建筑物地基下沉，对建筑物的安全产生危害时，必须减缓或停止顶管并对建筑物进行保护。保护的措施常用的有两项：其一是对建筑物地基土层注浆（水泥浆）加固，其二是在顶进管道与建筑之间施工一排隔离帷幕桩，根据具体情况分别对待处理。对于地下管线可采用开挖沟槽将其悬吊保护。b、控制水土流失顶管引起的水土流失有两种原因；一是管道内发生渗漏；二是机头出土超量。对于第一个原因我局的每一项顶管工程都已克服，从封闭式的机头，砼管接口中继站结构，以及工作井顶出口，整条管道都是完全密封，滴水不漏。机头出土超量也是导致地面发生沉降的因素之一。本工程选用的机头有土压力计，按照理论出土量试顶调整

38、。操作人员应培训交底上岗，制定严格的检查、检验制度，确保机头顶进与出土量准确。因此，水土流失造成的地面沉降是可以避免的。c、减小顶管对土层的扰动顶管施工对土层的扰动是不可避免的，但可采取减小对土层扰动的技术措施，主要有两项；一是向管道外壁压注膨润土泥浆，减小砼管道与土层之间的摩擦扰动，这一措施见前述；二是掌握控制好顶管的轴线和高程偏差；顶管偏差越小管道越平顺，对土层的扰动就越小，反之就越大。我公司首先在国内采用曲线顶管技术，对管道线路的调整和掌握已是十分成熟。加强管理、精心施工、保证能将本工程的顶管偏差控制在标准范围内。6、水泥土搅拌桩截渗原理：6.1.1水泥土搅拌桩截渗墙以水泥作固化剂，通过

39、深层搅拌桩机，在地基深处就地将软土与固化剂强拌和利用软土与固化剂之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土与水泥固化硬结具有一定强度和足够的水稳定性，且有较好防渗效果的水泥土地基。6.2.1浆液及工艺参数试验：6.2.1.1、在深层搅拌注浆施工中，浆液配比的选择是很重要的，浆液在很大程度上直接关系到固结土层的强度和工程的防渗效果，由于注浆的目的和地质条件的不同， 组成浆液的基本材料和浆体中的配合比例也有很大的变化。因此，在深层搅拌浆液配比试验的过程中，遵循以下原则： eq oac(,1)浆液在注浆过程中能保持较好的流动性，便于增大浆液在拢动土层中扩散范围，并在灌浆管路中保持畅通，避免堵塞管路形成

40、事故。 eq oac(,2)浆液在土层中凝结的初始期，应具有一定的强度和粘结力，不易受地下水冲蚀。 eq oac(,3)浆液应具有良好的稳定性，以免过早的产生沉淀，影响浆液的灌注。4.2.1.2、按照设计的要求：水泥掺入量15%，抗压强度P1Mpa，渗透系数K5107cm/s，允许破坏比降J60，依据上述配制浆液的基本原则，在施工试验中，我们制定了以下试验参数：水灰比水重灰重比重喷浆下沉喷浆提升复搅下沉复搅提升W:CKg/LKg/Lm/分M/分m/分m/分0.8:10.710.891.610.6110.7190.6110.7191:10.750.751.511.5:10.820.541.376

41、.2.1.3、试验工艺参数与控制：(1)钻机就位：搅拌机达到指定槽位，测量校正孔位。用吊锤校正机械的垂直度。(2)拌制水泥浆：利用配套的3缸挤压泵（PJ5.4型）灌注水泥浆。(3)搅拌头出浆时启动搅拌机，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，边喷边搅至预定深度，并停留孔底搅拌喷浆30秒后，再开始喷浆提升至桩顶，然后喷浆复搅反复一次成桩。(4)防渗墙线的控制：在施工前沿轴线开挖导向槽，每次移动距离在地面上作好标志，桩机到位后，机身边线与标志重叠。7、深层搅拌桩施工工艺7.1桩机定位深层搅拌机开行到达指定桩位、对中。当地面起伏不平时应调整机架的垂直度。7.2预搅下沉深层搅拌机运转正常后，启动搅拌机电机，放

42、松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架切土搅拌下沉，下沉速度控制在0.5m/min左右。7.3制备固化剂浆液深层搅拌机预搅下沉同时，后台拌制固化剂浆液，待压浆前将浆液倒入集料斗中。7.4喷浆搅拌提升深层搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中，此后边喷浆，边旋转、边提升深层搅拌机，直到设计桩顶标高。此时应注意喷浆速度与提升速度相协调，以确保水泥浆沿桩长均匀分布。搅拌提升速度一般应控制在0.5m/min。7.5重复搅拌深层搅拌机提升至设计顶面标高时，关闭灰浆泵，搅拌机宜在桩顶2m范围（加固段）重复下沉、提升、拌和一次，这时集料斗中的浆液应正好排空，为使软土和浆液搅拌均匀，再次将深层搅拌

43、机下沉，至设计要求深度后，再将深层搅拌机提升出地面。7.6移位重复上述五个步骤进行下一根桩的施工。7.7清洗当一施工段（或施工部位）成桩完成后，应及时进行清洗附图：搅拌桩施工、工作井、接收井平面、断面图7.3大口井降水机具准备1.以一台钻机配备考虑； 潜水钻机（或冲击钻机）l台 泥浆车2台 泥浆泵1台 清水泵1台 潜水泵若干2.泥浆车可根据实际运距调整；潜水泵每口井一台，并留有备用泵；其它设备可根据实际工程量和工期要求情况调整。施工材料计划3.滤管采用无砂砼管作滤管。4.滤网宜采用双层滤网，内层用筛网号2.5l.24（0.2440.96孔/cm2，即816目）尼龙丝筛网，外层用尼龙或塑料窗纱（

44、约1.6mm孔），滤网也可用双层棕皮代替。5.滤料宜采用粗砂或38mm砂砾混合料，要求滤料级配合理，孔隙率较小。6.大口井降水：是在深基坑的周围埋置深于基底的井管，通常设置在井管内的潜水泵将地下水抽干，使地下水位低于坑底。该法具有排水量大，降水深度大于15m；井距大，对平面布置的干扰小；不受土层限制；井点制作、降水设备及操作工艺、维护较简单，施工速度快；适于渗透系数较大（10250m/d），土质为砂类土，地下水丰富，降水深，面积大。大口井排水施工方案（1）施工平面图（2）施工工艺1.1施工程序大口井施工定位成孔成井清孔安放潜水泵观测降水回填井孔。1.2主要施工方法及技术要求1.2.1、大口井的

45、施工：大口井施工的成孔机械为冲抓锥冲孔钻机，该机械拆装方便，成孔较快，利用卷扬机带动冲抓锥冲击地面，并在提起冲抓锥时把孔渣抓出，通过托盘及时把渣土弃置，该机型能适用于本场地内的土质状况。计划进场3台钻机，平均每孔井施工周期为2.5天，25孔井全部施工完成需要21天。大口井施工的孔径90CM，成井10M，钢筋笼直径60CM，钢筋笼纵向主筋为714，横向加劲筋为14500，横向螺旋箍筋6150，钢筋笼外包一层40目铁丝网，再包一层60目尼龙网，钢筋笼与井壁间用510mm砾石围填，使其形成有效过滤层。为防止砂层塌孔，采用黄粘土进行护壁。成井后首先应进行洗孔，疏通水路，这是确保大口井今后能够使用最关键

46、的一步。1.2.2、定位：根据设计的井位及现场实际情况，准确定出各井位置，并做好标记。1.2.3、成孔：潜水钻机依据所定井位就位成孔，一般粘土可采用原土造浆，必须经常向井内补充清水，始终保持井内充满泥浆，防止井壁塌方。为了确保降水井质量，成孔钻机采用小型正循环回转钻机，以减少排浆造成的场地污染。成孔施工均采用清水钻探工艺。下管前用清水更换钻孔自造的泥浆，以保证成井后地下水向集水井渗流通畅。1.2.4、成井：成孔后应立即向孔内下入500mmPVCU双壁波纹管8米，下管后向孔内插入清水管，边注清水边填滤料，滤料应在井管四周均匀填入，并保证其沉入孔底，防止其在井孔中间蓬住。井管周边的填砾厚度不应少于

47、50mm。成井后应立即进行洗井。洗井采用空压机或潜水深井泵，直至洗到水清砂净，每次开泵3分钟后即出清水为止。洗井后向井孔周边补充滤料，填至地面以下0.5m，然后，孔口用粘土封死。1.2.5、清孔：钻孔完毕，应立即向井内放置潜水泵清孔，潜水泵应放置在井的底部，抽出井内泥浆，以防井内淤泥积沉井底，影响井深。清孔过程中，随着井内水位下降，不断向井内注入等量清水，确保井内满水，直至抽出比重为1l的泥浆为止，停止抽水，测量井深，井深不足，必须复钻，重新清孔，直至达到设计井深为止。1.2.6、安放潜水泵：用两根8#铁丝固定潜水泵电机位置，测井壁将潜水泵缓缓放入井底滤料上高05m，井口横一钢管，通过8#铁丝

48、将潜水泵固定于钢管上。输水管引至污水排放位置1.2.7、观测降水开始后，应分区段设置观测井，观测水位的下降情况，保证降水工程的质量，观测孔要求每天至少观测记录水位两次，发现问题立即采取补救措施。观测孔的施工与降水井相同，也可以用降水井替代。1.2.8、降水：潜水泵设置完毕，立即开始降水，要求昼夜专人值班，见水就抽，始终保持井内处于低水位状态。这样，水才能源源不断地向井管中渗流，降水过程中，要定时测量观察井水位降深，填写降水记录和绘制水位降深曲线。以便准确掌握降水范围内，地下水位降低情况。1.2.9、对于进水不畅的井点，可采用压缩空气洗井，取出潜水泵后，在滤管上口加密封的盖板，盖板上装有通到井底

49、的风管和排放泥浆、空气的出水管，并装有阀门；压缩空气经过风管，将泥浆和空气混合，经出水管排出，滤管中的泥浆陆续流进井管，与空气混合后排出井外，直到排出清水为止。有时，泥浆抽吸完后，出水口只排出气而无清水，表明井壁泥皮尚未剥离，此时，须关闭出水管阀门，继续向管内送气，当见到井孔处滤料面层颤动，并有泥浆外溢时，立即打开阀门卸压，这样反复几次便能破坏井壁泥皮，使井管通畅。若相邻两口井都是瞎井，则必须重新补井。（3）质量要求3.1基坑周围井点应布置均匀、同时抽水，使水位差控制在要求1米之内。3.2井管安放应力求垂直并位于井孔中间，井管顶部应比自然地面高2050cm。3.3井管与土壁之间填充的滤料应一次

50、完成，从井底填到井口下1.0左右，上部采用不含砂石的粘土封口。3.4每台水泵应配置一个控制开关，主电源线路要沿深井排水管路设置。3.5大口井成孔直径，必须大于滤管外径300mm以上，确保滤管外围的过滤层厚度。3.6滤管在井孔中位置偏移不得大于滤管壁厚。（4）操作要点4.1根据现场情况，设置观察井，以便准确掌握水位降低情况。4.2井位要准确，错位不宜大于滤管直径。4.3滤管在井孔中，位置居中，不得偏斜。4.4从钻孔到正式开始降水，整个过程要连续进行，中间不应停歇。（5）质量要求及成品保护5.1井深必须保证设计深度，宁深勿浅。5.2井位偏移不宜大于滤管直径。5.3井孔保证垂直，不得偏斜。5.4大口

51、井成孔直径，必须大于滤管外径30cm以上，确保滤管外围的过滤层厚度。5.5滤管在井孔中位置偏移不得大于滤管壁厚。5.6上、下滤管错位不得大于 l5壁厚。5.7大口井成孔后，专人值班。土方施工过程中，专人监管，禁止泥土落入井内。大口井四周一定范围内，禁止车辆行走，以防碰破或软土挤破滤管，破坏井管。（6）安全要求6.1加强水位观测，使靠近建筑物的深井水位与附近水位之差保持不大于1.0，防止建筑物出现不均匀沉降。6.2施工现场应采用两路供电线路或配备发电设备，正式抽水后干线不得停电停泵。6.3定期检查电缆密封的可靠性，以防磨损后水沿电缆芯渗入电机内，影响正常运转。6.4遵守安全用电规定，严禁带电作业

52、。6.5降水期间，必须24小时有专职电工值班，持证操作。6.6潜水泵电缆不得有接头、破损，以防漏电。（7）安全措施7.1所有施工机械，必须设专人维修，验收合格，方准使用。7.2所有机械司机，必须持证上岗，严禁违章操作。7.3潜水泵电缆不得有接头、破损，以防漏电。7.5降水期间，必须24小时有专职电工值班，持证操作。7.6泥浆必须排入泥浆池或用泥浆车及时运出场外，严禁随地排放。7.4工作井、接收井施工方法本工程拟配备2套泥水平衡顶管设备和一套气压平衡顶管设备（特殊地段使用）同时进行顶管施工，其施工顺序按3条流水作业线进行，分三个作业点.7.4.1、工作井、接收井制作工艺流程工作井的逆作法施工程序

53、：场地平整清理原地面下3.5米左右片石、建筑垃圾放线打止水帷幕桩井底注浆定井边线挖第一节井芯土方邦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排水、通风、照明设施等挖第二节井芯土方（分段跳挖）清理井孔四周壁、校核井孔垂直度和直径（分段）邦扎第二节井壁钢筋拆除上节模板（分段）支模浇筑堤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邦扎井底板钢筋浇筑井底混凝土。分层开挖圈内土体分层绑扎焊接钢筋分层浇筑井壁砼 坑底整平 铺碎石砂垫层素砼垫层 绑扎底板钢筋现浇井底板砼 养 护拆除模板钢筋

54、制作埋密封圈分节安装井壁模板7.4.2、施工程序如下： 井芯挖土 钢筋绑扎 浇筑井壁 模板安装 定位复核算 模板折除底板挖土绑底板筋浇底板砼 测量放线7.4.3、挖井芯土1、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。2、经施工测量放线，确定施工井位置后，即进行土方开挖。第一节护壁应比下面护壁厚100mm，并应高出现场地面200mm。3、第一节挖土深度约为1米，安装护壁钢模板，浇灌混凝土护壁及井口圈梁。往下施工以每天一节作为一个施工循环（即挖好每节土后接着浇灌一节混凝土护壁）。一般图层中每节高度为1米，在

55、不利地质区段每节高度宜小于0.5米，且在孔壁外斜插20钢筋，并镶嵌稻草或竹片作过滤层，在孔壁上预埋透水管，宜缓解护壁水压力，下挖速度应视护壁的安全情况而定。4、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。5、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。6、遇有地下水时挖集水坑，再利用抽水泵将水排出井外。7.4.4、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竖向钢筋的绑扎及搭接。钢

56、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。7.4.5、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。7.4.6、混凝土浇筑井壁砼强度为P8C30，浇筑采用商品混凝土。利用溜槽下送，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。7.4.7、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。7.5顶管施工工艺顶管施工顶管工艺流程图7.5.1、顶管工作原理及工艺选择顶管

57、工作原理：顶管施工是以顶管工作井为起始点，在工作井内安装主顶千斤顶系统提供水平推力，先将安装在导轨上的顶管机头从前墙预留的出洞口破封门推入土中，由机头导向，然后将钢筋砼管跟随机头一节一节地推向前顶进。与此同时，机头挖掘的泥土被不断排出，经水平运输至工作井，再经垂直运输至地面外运弃土。采用24小时连续施工，直至机头进入接收井回收，完成该次顶管管道铺设。顶管工艺选择：顶管有土压平衡法、泥水平衡法及气压平衡法等多种施工方法，是由顶管工具管（机头）的功能分类而定的。应根据机头穿越的土层性质和地下水情况等因素，选择合适的顶管机头。顶管机头安装在管道的前端，它具有控制顶管方向、挖掘和防止坍方等功能，其外形

58、和尺寸与管节相近。本工程拟选择泥水平衡平衡机头。 泥水平衡基本原理：掘进机内设置一进泥管和排泥管，并用阀门控制，进泥管和排泥管间安装一互通管并用阀门控制。当掘进机工作时，打开进水阀和排泥阀，关闭互通管阀门。泥水从进泥管经过进泥阀进入掘进机的泥水仓内；泥水仓内的泥水通过排泥阀有排泥管排出。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一定的压力。泥水在挖掘面上形成一层不透水的泥膜，阻止泥水向挖掘面里渗透。同时。泥水本身又有一定的压力。 可以用来平衡地下水压力和土压力，保持了挖掘面的稳定。正常顶管时，顶管机及管道内的操作均由地面操作者完成，所有的操作元件均由电缆、油管集中至地面操作室进行

59、控制，所有运行数据由电缆传输信号至地面操作室以便操作者监控并发出操作指令。顶管机能持续自动地记录其各种状态及管道线路的位置等数据。自动记录系统包括泥土和地下水压力，机头倾斜、旋转，纠偏状态，前进速度，顶进长度，泥水压力、刀盘扭矩，顶进负荷，及中继间运作等。此系统在自动系统出现故障时能手动监测，以保证管道在自动系统的修复过程中能继续前进。技术特点:、适用土质范围广，软土、粘土、砂土、砂砾土、硬土均可适用。、破碎能力强，破碎粒径大，个数多。、具有独立注水、注浆系统、刀盘清洗装置，尤其适合N值较大的硬土。、顶进速度快，最快顶进速度每分钟50mm。、施工精度高，上、下、左、右可纠偏，最大纠偏角度达2.

60、5。、采用地面操作系统，安全、直观、方便。、结构紧凑，使用、维修、保养简单，在工作坑、接收坑中便于拆除。2、设备配置和安装（1）井内顶推设备主顶千斤顶：每套顶进总站配置3台300t油压千斤顶，其中1台备用。组合支架：主顶千斤顶固定在组合支架上，按管道截面左右对称布置。油泵：为保证油压千斤顶行程同步，共同作用，采用1台电动高压油泵形成并联油路向千斤顶供油压。每个千斤顶均备有独立的控制阀。后座承压壁：主顶油缸提供水平推力将管道在土层中向前推进，其反推力作用在后座钢构件上并传递扩散到工作井后壁上。后座结构采用50mm厚钢板(重约2t)，和厚50cm砼墙体组成。后座与工作井后壁之间垫一层5cm厚木板，