钢板桩综合项目施工专项方案

目录TOC\o"1-3"\h\z\u17635第一章、工程概况 2215041.1工程阐明 238221.2地理位置 2163841.3现场施工状况 3305051.4水文地质条件 4252811.4.1原地勘水文地质条件 4235941.4.2现场实际地质状况 511535第二章、施工难点 6281502.1工作坑施工难点 640142.2管线施工难点 6163003.3工期因素 626864第三章、钢板桩施工工艺 759803.1钢板桩施工区域及长度 7193563.2、沟槽支护施工环节 8301473.3.、支护构造重要选用材料 8210623.4钢板桩施工工艺规定 9237523.4.1设备选型 926453.4.2定位放线 9212203.4.3钢板桩打入 972383.4.4垂直度标高控制 10171303.4.5围檩及支撑施工 1047753.4.6钢板桩拔出 10291073.5土方开挖施工规定 1083793.6支护构造监测与检测规定 1119019第四章、顶管施工工艺 1361624.1顶管施工盾构机选取 13174204.2顶管施工办法和技术办法 13153804.3顶管施工 177944.4顶后解决 19第一章、工程概况1.1工程阐明本工程为昌平区小城乡污水解决市场化配套管网工程兴寿中心街干管工程，管线原设计长度为1990.552米，经设计变更后为1379米；本工程管材采用大小为=3\*ROMANIII级DN1000钢承口混凝土管；工作坑采用锚喷混凝土施工工艺；顶管施工采用泥水平衡盾构机进行施工。11月25日，在H16--H15机械顶管段碰见地质条件突变，导致无法顶进施工，需在顶管机停驶处采用暂时补救办法，取出顶管机。6月22日在甲方积极协调下，此处拆迁已完毕，具备开挖补救办法施工条件。因搁置时间已有190天，无法按原有工作坑方向继续顶进。经与甲方、设计、监理单位共同协商后，在埋设顶管盾构机处设立顶管工作坑一座（尺寸大小为5m*8m），用做取出顶管盾构机安全防护办法及继续向H15顶管工作井，以便完毕此段顶管施工。217月10日，我方在工作坑竖井施工过程中碰见流沙，工作坑无法施工，因而针对本工作坑及后续40m顶管施工编制本施工方案。1.2地理位置本工程位于昌平区兴寿镇兴寿中心街华香草莓园右侧停车场内。1.3现场施工状况顶管工作坑我方已经施工完毕4m，因遇到流沙层暂时无法施工；因而工作坑做为被埋设顶管掘进机取出坑，因而我方新建污水管线已经进入本工作坑0.5m；本工作坑边有现状移动电信管线，管线为九孔格栅，埋深大概为1m；剩余40m管线内树木较多，树木产权单位为园林局；1.4水文地质条件1.4.1原地勘水文地质条件依照招标图纸中构造设计总阐明知，本工程地质勘察深度范畴内土层划分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类，并依照各土层岩性及物理力学性质及工程特性划分为4个大层。（1）人工堆积层：粉质粘土素填土，杂填土，顶层标高27.78~36.84m（地面标高），平均厚度1.18m。（2）普通第四纪沉积层：粉质粘土~重粉质粘土，砂质粉土~粘质粉土，粉砂~细砂，顶层标高：25.69~36.26m，平均厚度1.97m。（3）粉质粘土~重粉质粘土：粘质粉土~砂质粉土，顶层标高：13.24~32.51m，最大揭露厚度9.80m。（4）粉质粘土:粘质粉土~砂质粉土，顶层标高：7.98~29.82m，最大揭露厚度5.0m。水位线新建管线水位线新建管线1.4.2现场实际地质状况本工作坑开挖发现为：人工堆积层：粉质粘土素填土，杂填土平均厚度1m。粉砂~细砂平均厚度为1m粉质粘土~重粉质粘土厚度为2m级配砂，砂中很有粒径不超过10cm卵石，平均厚度为2.5m粉质粘土地下水位为4.5米。（原地勘报告中此工作范畴高程内没有地下水）第二章、施工难点2.1工作坑施工难点本工作坑水位较高，大概为4m，开挖过程中砂体成流动状态，无法进行施工，需要做止水帷幕；在工作坑周边有现状移动电信管线及树木，大型机械施工无工作面；2.2管线施工难点本段管线处在流砂层当中，人工顶管不能施工；本段流砂层中具有直经大概为10cm左右级配碎石层，采用原机械顶管施工方案（泥水平衡）不能施工；因本段管线距离现状兴寿中心街距离较近，采用明开施工会有下列困难：①对现状道路导致威胁；②并且需要对现状电信管线进行改移；③对地上树木进行砍伐及移栽，我方与12月份就商谈树木砍伐及移栽事宜，至今未解决。3.3工期因素本段施工工作坑位于华香草莓园停车场内，当前为草莓园种植期内，我方施工对草莓园运营影响不大，但村中规定我方在草莓成熟后完毕本工程段内施工作业，因而予以我方施工工期不到三个月。第三章、钢板桩施工工艺针对现场实际状况及地质水文状况我方综合考虑拟采用下列施工办法：在未完毕顶管工作坑及接受坑内部打设钢板桩，做为工作坑止水加固办法；本段顶管采用带有破碎功能顶管掘进机进行顶管施工。3.1钢板桩施工区域及长度本工程工作竖井深度为6.5m，当前市场拉森钢板桩长度为6m、9m、12m，为防止对钢板桩进行切割及焊接，本工程钢板桩打设深度为9m；本工程顶管工作坑尺寸为5m*8m，接受坑尺寸为4m*6m，打设钢板桩长度为46m；钢板桩施工区域围檩构造：共计设立两道围檩支撑，第一道围檩距离原地面1.5m，第二道围檩支撑距离原地面4m；3.2、沟槽支护施工环节打钢板桩→挖去表层土体→安装上部围檩和支撑→基坑开挖→安装下部围檩和支撑→管线施工→拆除下部支撑围檩→基坑回填→拆除上部支撑围檩→拔出拉森钢板桩→在桩缝隙处用细砂回填密实。3.3.、支护构造重要选用材料钢板桩采用拉森Ⅳ型钢板桩。支护构造选用钢材均采用Q235级别B碳素构造钢，其断面形式为H型钢，其规格为350×350×12×193.4钢板桩施工工艺规定3.4.1设备选型为了节约工期，综合考虑现场施工场地，桩打拔时采用液压履带式打拔机。该设备自重相对于履带吊振动锤较轻，行走自如，施工速度块，安全性能高，24小时都能施工。3.4.2定位放线放出构造精确灰线，从构造线每边按图纸引出一定尺寸（给基坑施工预留施工作业面），作为打桩方向线。在方向线以外挖宽0.5米深0.8米沟槽，在沟槽两端用木桩将定位线引出，在施工过程中随时校合，保证桩打在一条直线上，开挖后以便围檩和支撑施工。3.4.3钢板桩打入钢板桩采用拉森Ⅳ型钢板桩，桩长为9m。钢板桩机械性能和尺寸应符合规定。通过整修或焊接后钢板桩，堆存、搬运、起吊时应防止由于自重而引起变形与损坏。进桩时把桩卸到打拔机附近6米范畴之内），打拔机把桩夹起同步吊到打桩灰线上空，两辅助工运用工具辅助打拔机对好方向。再沿灰线对好前一根桨止口插入土体，为了防止钢板桩自然跟进，第一根桩应高出地面1米左右，后续钢板桩打之前应将前一根板桩与前面桩用钢筋暂时焊接。3.4.4垂直度标高控制钢板桩打入时有一人专门指挥，随时调节钢板垂直度，保证其垂直，钢板桩在插入土体比较浅时（4～5m）,用线锤或经纬仪控制钢板桩垂直度。桩顶标高与自然地面相平，第一根桩用水准仪控制桩顶标高，后桩参照前面桩标高，每隔10米距运用水准仪复核一次桩顶标高。使打入桩整洁，受力均匀。在打钢板桩过程中，应随后检查其平面位置与否对的，桩身与否垂直，如发现倾斜（无论是先后倾斜或左右倾斜）应及时纠正或拔起重打。钢板桩采用振动等办法下沉。开始沉桩时宜用自重下沉，待桩身有足够稳定后再采用振动下沉。打桩机械采用38吨履带吊车，DZ45A型振动沉拔桩锤3.4.5围檩及支撑施工围檩下方用厚14mm以上钢板做牛腿。围檩与钢板桩空隙用碎钢板垫实。围檩采用H350*350型钢。支撑采用H350*350型钢支撑形式，支撑着力处围檩应局部焊加劲板。3.4.6钢板桩拔出钢板桩拔出仍用履带式液压拔桩机，在拔桩机行驶途径上铺设路基箱板，钢板桩拔出时拔桩机尽量少振动，减少对周边土体扰动。桩拔出后留下空隙用黄砂回填密实，防止日后周边土体位移。3.5土方开挖施工规定（1）沟槽土方开挖必要分层均衡开挖，每层开挖高度不适当超2m，以保证开挖过程土体稳定，避免导致工程桩移位。（2）土方开挖过程中，防止土方开挖设备碰撞支护构造、工程桩，避免扰动基底原状土。同步建议土方开挖时应分段进行，每段长度约6m。开挖到设计标高后，及时进行管线安装作业。（3）发生异常状况时，应及时停止挖土，并应及时查清因素和采用办法，方能继续挖土。基坑开挖过程中若发现於泥应挖至老土，后砂石回填。开挖后基坑暴露时间应尽量短。（4）土方开挖与地下构造施工过程中沟槽周边不得堆载。（5）沟槽开挖过程中，若发现局部漏水现象，应及时停止开挖，用人工堵漏或注浆办法进行封堵，以防止周边地面沉降。（6）夯实回填土施工完毕并达到土建施工图规定后才干拔除钢板桩。3.6支护构造监测与检测规定（1）监测工作重要内容a土体深层水平位移（倾斜）b坡顶水平位移，沉降c基坑周边建（构）、筑物及市政道路，管线沉降与倾斜观测，距离基坑三倍开挖深度范畴内均布置d立柱沉降e地下水位（2）监测时间及间隔a在土方开挖之前应进行基数测量，且次数不少于两次。b在每层土方开挖先后，支护完毕先后，工况发生变化时应进测量，其他正常状况下每2～3天测量一次，如发现变形速率增大或总变形较大时应加密测量次数。（3）基坑支护施工及使用过程中，应安排专人进行巡视检查。（4）施工单位应与监测单位密切配合，做好检测元件安放及保护工作。（5）监测过程中发既有异常状况必要及时告知施工单位及设计人员，施工单位应有紧急防患办法，以防发生工程事故。（6）在基坑支护构造施工与使用过程中，应对支护构造和已有建筑物(含管线)进行监测，若遇到下列也许影响建筑物安全状况之一时，应及时报警，若状况比较严重，应及时停止施工，并对支护构造和已有建筑物采用应急办法。①地面沉降接近20mm，桩顶位移接近20mm，支护构造最大水平位移不不大于基坑开挖深度1/200。支护构造水平位移速率持续三天>3mm/d，且不能收敛。②支护构造支撑休系中有个别构件浮现应力骤增,压屈,断裂,松驰或拨出迹象.③建筑物不均匀沉降已不不大于《建筑地基基本设计规范》(GBJ7-89)规定容许沉降差或建筑物倾斜速率持续三日>0.0001H/d(H建筑承重构造高度)。④基坑底部或周边土体浮现也许导致剪切破坏迹象或其他也许影响安全征兆(如少量流砂,涌土,隆起,陷落等.)⑤依照经验判断已浮现其他必要加强监测状况.（7）、监控预警指标为：基坑支护构造最大水平位移已不不大于基坑开挖深度1/200，或其水平位移速率已持续三日不不大于3mm/d；基坑支护构造支撑体系中有个别构件浮现应力骤增、裂缝迹象；支护构造个别浮现开裂、位移突变；周边建构筑物不均匀沉降已不不大于现行建筑地基基本设计规范规定容许沉降差，或建筑物倾斜速率已持续三日不不大于0.0001H/d；道路路面水平位移不不大于40mm或附近地面裂缝不不大于10mm；基坑底部或周边土体浮现也许导致剪切破坏迹象或其他也许影响安全征兆（如少量硫砂、涌土、隆起、陷落等）。（8）、观测报告：观测书面报告应在现场观测完毕后24小时内提交业主及设计单位。（9）、监测工作由基坑支护单位进行量测。监测工作没进场不得进行基坑土方开挖。第四章、顶管施工工艺4.1顶管施工盾构机选取依照现场水文及地质状况，地下水位较高，无降水条件等因素等状况我方拟定采用机械顶管施工；由于地层中夹杂卵石及砂石层等因素我方拟采用盾构机为带破碎功能机头盾构机。依照本工程特点与土质状况，为保证工程质量万无一失，保证绝对工程安全，我公司依照以往施工经验，决定采用扬州市江都伟诚建筑机械厂生产LNPDφ1050型具备破碎功能泥水平衡顶管掘进机。4.2顶管施工办法和技术办法（1）泥水平衡机械顶管施工工艺流程竣工测量竣工测量完成施工准备测量定位工作坑开挖入洞顶进出洞外弃土设备拆除管缝封闭设备安装（2）顶力计算和后背墙设计最大顶力按顶管50m计算使用经验计算公式：L0＝πD1Lfk+Nf式中：L0－总顶力原则值(kN)D1－管道外径（m）取1.05mL－管道设计顶进长度(m)；取(最大顶距)50mfk－管道外壁与土平均摩阻力取11kN/㎡Nf－顶管机迎面阻力（kN/㎡）：Nf=π/4Dg2PP-控制土压力：P＝Ko*γ*Ho

式中：

Ko—静止土压力系数，普通取0.55

Ho—地面至掘进机中心厚度，取最大值7m

γ—土湿重量，取1.7t/m3

P＝0.55*1.7*7＝6.55t/m2

触变泥浆管外壁单位面积平均摩擦阻力fk（kN/㎡）管材/土类粘性土粉土粉、细砂土中、粗砂土钢筋混凝土管3.0～5.05.0～8.08.0～11.011.0～16.0钢管3.0～4.04.0～7.07.0～10.010.0～15.0顶管机外径（m）；取1.05mNf=π/4*Dg2*P=3.14/4*1.052*6.65=0.27t=2.7kNL0＝πD1Lfk+Nf=3.14×1.05×50×5+2.7＝827N本工程考虑土质变化和我司自有设备状况，每坑选用QYS300双作用液压千斤顶2台，4台（300*2*9.8=5880kN）使用，一台备用，每台推力300t。（3）后背设计1）、顶坑后背计算后背支撑面积计算公式F≥P／［σ］式中：F－组合后背面积（m2）；L0－计算总顶力(kN)；［σ］－C40混凝土容许承载力（kN／m2），取400kN／m2；按照L0＝5401.1N计算F≥P／［σ］＝827/400＝2.07m2因而，设计后背墙高×宽＝1.5×2＝3m2≥F＝2.07m2（4）基坑导轨安装1)导轨安装是顶管施工中一项重要工作，安装精确与否直接影响管道顶进质量。导轨内距拟定：A=2√(D/2)2—[D/2-(h-e)]2其中：A—两导轨内距（mm）；D—管外径（mm），1050mmh—导轨高（mm），170mme—管外底距枕铁面距离，50mm。A=2√(105/2)2—[1050/2-(170-50)]2A=750mm2)浇筑工作井底板同步，沿管线顶进方向预埋几组250*200*20钢板做预埋件，预埋件纵向间距50cm，横向间距导与轨宽度相似，预埋件高程比外管底高程低5cm并且符合管道坡度，导轨长度不不大于5m，规定光滑、直顺，导轨安装中心偏差为3mm，焊接在预埋件上。测量导轨中线位置与高程偏差，其容许偏差为：导轨内距：±2mm；中心线：3mm；顶面高程：0～3mm。3)两导轨要平行、等高，或略高于该处管道设计高程，其纵坡与管道设计坡度一致；4)使用2根15*15*600cm方木紧贴导轨外侧，方木外面用10*10方木须牢牢抵在工作坑侧墙上。5)安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中产生位移，且需设专人经常进行检查；(5)机头入洞1)掘进机就位使用50t车吊装，将掘进进机轻轻放入顶进坑内导轨上，前端距井壁约400毫米。就位后检查掘进机轴线与否与顶进坑轴线、导轨轴线以及主顶油缸轴线保持一致，发现偏差及时调节。一切正常后再进行电路、油路、注浆系统安装调试。2)开洞门为防止顶管入洞时土体滑塌，涌入工作坑，在洞门顶部须预设管棚。在顶管洞门上方加设Ф32mm，长度3m注浆小导管，小导管之间间隔200毫米，共设16根小导管，总宽度为2米。向小导管内注入水泥浆，注浆范畴为管道上半径，注浆压力维持到0.1Mpa。注浆24小时后，使用风镐将洞门处混凝土凿除，洞门处钢筋需进行侧向连接后，再将其割断。洞口处，人工向前挖土300～500毫米，将混凝土、钢筋及其他杂物清除干净。3）机头入洞参照开洞门方式，实行进洞门加固。将机头徐徐推动洞口里，待刀盘所有进洞，调节止水圈位置，使其完全封闭地下水。然后开动顶管机刀盘，待土仓压力升到0.1MPa时，螺旋输送机泥水也上升到0.07MPa左右时，可以进行排土操作。掘进机开始入土时，机头外露，只存在轨道对机头摩擦力，刀盘切土时，机头易发生旋转，故在入土前两米顶进时，顶进速度控制在5毫米/分钟如下，以防机头整体旋转，（若效果不明显可采用加装防转卡板、手拉葫芦或管材与掘进机连接在一起，增大摩擦力矩等方式防止机头旋转）并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调节。倾角变化用纠偏千斤顶调正，旋转角不不大于±30°时，可使用刀盘反转调正，顶进2米后来掘进机在不旋转状况下可逐渐加大顶进速度。机头完全入土后，土仓压力控制在30～50KPa，下第一节混凝土管做反封闭。为防止顶管机扎头下沉，机头后第1管、第2混凝土管之间连接，连接方式每个接头采用M30螺栓4组。4.3顶管施工1）泥水力控制控制土舱压力值：Pmin、Pmax被动泥水力PpPp=htg2(45°+)+2Ctg(45°+)=204.6kPa积极泥水力PaPa=htg2(45°)2Ctg(45°)=29.7kPaP0=Koh==0.55*16.6*5=45.5kPa设定土舱压力P0为80kPa土舱压力控制值:Pmin=P0－25=55kPaPmax=P0+25=105kPa泥水力控制在设定范畴内，顶进中，依照地面沉降观测反馈数据及时调节泥水力和顶进速度，使沉降量控制在容许范畴内，以保证地面上构筑物安全。2）触变泥浆减阻顶管过程中，须同步注入减阻泥浆，它是减少顶进阻力、提高顶进速度重要一环，减阻泥浆采用膨润土配制而成。膨润土普通规定胶质价在80以上。a、检查膨润土进场后，先测定其胶质价，依照胶质价拟定配合比。膨润土泥浆重量配合比膨润土胶质价膨润土水碱60～701005242～370～801005241.5～280～901006142～390～1001006141.5～2b、拌合将定量水放入搅拌罐内，放入定量碱粉，碱完全融化后。在搅拌机转动状况下，将定量膨润土徐徐加入搅拌罐内，普通10至20分钟就可搅拌均匀。泥浆制备后，须静置24小时才干使用。使其充分吸水、膨润成胶体状态，使用比重计测其比重，约在1.2g/cm3为宜。c、注浆在机头尾部设立有触变泥浆注浆孔，顶进施工同步注入触变泥浆，以形成原始浆套；每节混凝土管均有三个注浆孔，顶进过程中，通过注浆孔持续补浆。注浆使用挤压式注浆泵，注浆口压力控制在0.1～0.2MPa。视储浆池内触变泥浆下降速度及顶镐压力表读数调节注浆压力。d、若施工时碰见无水沙土等特殊土质，须在触变泥浆中掺加石灰膏等附加剂，增长泥浆粘度，保水。3）顶进测量顶管测量重要使用激光经纬仪，安装于顶管坑后背处顶管掘进中心线上，激光经纬仪安装必要保证顶进过程中稳定。在掘进机内安装有激光靶，激光束照射角度与管道设计坡度相一致，激光照射到光靶上形成一种激光点，机手依照激光点位置变化拟定掘进机方向变化。顶进过程中随时观测激光点变化，做好顶进工况记录，内容涉及管道顶进长度，顶管掘进机水平偏差、高程偏差、注浆状况等等。初始顶进时，每1米记录一次，；正常顶进时，每顶进一节管记录一次；纠偏时，每1米记录一次；每顶进三节管，核对激光经纬仪与否浮现移位，水平角、竖直角与否浮现偏差；每顶进三米对顶进管道；每顶进三节管，对顶进管道进行复测，检测管道偏差状况。顶进记录时，要注意照射到机头激光靶上激光点和管道中心轴线一致性。纠偏时，先计算偏差夹角，依照顶进延长线推算出顶进速度和顶进长度恢复抱负轴线距离和时间，随时预测机头迈进趋势。每天工作结束后，由主机手分别绘制出管道中心及高程偏差曲线图、顶力变化图，贴到公示板上，供施工人员、现场监理查看。4）顶进纠偏顶管掘进机由前、后两节组合而成，两节之间安装有8个千斤顶，分为上、下、左、右四组，靠这四组千斤顶，可以进行四个方向纠偏操作。持续观测光靶上激光点行走轨迹，如发生偏移不不大于20毫米，预测机头又有向偏差大方向发展趋势时，要采用纠偏办法。纠偏时开动纠偏千斤顶，千斤顶顶出最大不超过1.5°。纠偏时每1米测量一次，并做机头和机尾数据比较，有回归趋势时，保持一段顶进距离后，要停止纠偏，防止左右摆动。纠偏原则是勤纠、微纠，每次纠偏量不要过大，并且要注意发展趋势，当上下、左右均发生偏差时，先纠上下、后纠左右。5）顶进速度顶进速度控制在30毫米～50毫米/分钟，入洞后前10米以及纠偏时用较低速度，后来视出土状况、刀盘扭矩状况恰当加快顶进速度，6）出土外运掘进机刀盘切削破碎土体，由螺旋输送机将泥土输入到管道内部，直接装入土车，通过管道将泥土运到顶进坑中，使用吊车运到地面，倒入泥土暂存区，定期外运。现场指定专人量测排出土体体积，核算管道推动体积与排土体积，当排土体积过大时，须减少排土，增长管道推动速度；当排土体积过小时，须加快排土，减慢管道推动速度。将出土率始终保持在95%左右。7）管节安装管节下坑前先进行外观检查，涉及管端面与否平直、管壁表面与否光洁、管体上有无裂缝等等，检查合格管子用吊车放到顶进坑内导轨上，进行顶进。8）下管掘进机在停止顶进状态下，刀盘转3～5分钟，在停机和同步螺旋输送机出土状况下，关闭排土液压闸门，保证泥水仓泥水达到平衡。下管工序完毕后，再顶进时，应先开刀盘，再依次开螺旋输送机、推动系统。若浮现顶进管段回弹现象，需要在顶进油缸回收前加方木支撑，或者超前顶进100～200毫米，使前几节管回弹，不影响背面管节安放。9）机头出洞机头推动到距接受坑约2米处，拆除接受坑洞口处墙壁，从接受洞口中心部位打进一根钢钎寻找机头，洞口处土体开裂并向外凸出，此时掘进机土仓压力也会