顶管施工和沉井施工技术

[顶管施工与沉井施工技术]一、工程概况

工程概述及方案选择工程名称：化龙镇污水管网工程——金利大道及规划路进厂污水管道工程建设地点：广州市番禺区化龙镇金利大道及规划路建设规模：管道全长4532m。工程范围：完成本项目本工程明挖施工、顶管施工、管道基础处理、污水管道安装敷设、新建工作井、接受井、检查井、沟槽回填、施工便道、路面恢复等施工图纸和工程量清单及招标过程中所发出的相关文件所包含的全部内容；工期要求：施工总工期180日历天；本工程是番禺区化龙镇污水管网工程的重要组成部分,化龙镇污水经过石化公路和石化大道等收集经1、2号泵站提升后自流至金利大道路口汇合，沿金利大道及规划路进入化龙镇污水处理厂。工程起点为1、2号泵站至金利大道污水管线终点，终点为化龙污水处理厂配水井。上梁山——鲁西南行简峻青××兄：正当阳春三月，鹧鸪声声之际，我应邀去河北省平山温泉，参加太行笔会；南返途中，又应菏泽之邀，做了解一次鲁西南之行。上了梁山，在黑风口当了半天水浒好汉，下得山来，豪兴犹在，禁不住提起笔来，给你写此一信，为的是请你同我一起，分享一点儿梁山风光，水泊豪情。啊，梁山，这有着浓厚的传奇色彩的地方，在我的童年时代，是怎样强烈地激动过我的好奇的心，撩拨过我那充满了浪漫色彩的想象啊。直到如今，只在一提起梁山泊，我的眼前就会出现一片浩浩碧水，茫茫芦荡。在这烟波浩渺之中，一声响箭起处，几只蚱蜢水舟，从那茂密的芦苇丛中，箭也似地飞将出来。……啊，这情景，真够豪迈浪漫的了。呵，岂止是豪迈浪漫，简直是富有诗情画意呢。可眼下这水泊梁山，却大非往昔可比了。往日那浩浩荡荡的八百里水泊，如今多已淤积成平原，变成了良田万顷。眼下，正是小麦拔节的季节，一马平川的鲁西南大平原上一片嫩绿，那微风吹动着麦浪，也真酷似那绿色的水泊呢。但，蓼儿洼的遗迹，还是到处可见，除去那一片汪洋的东平湖外，这万顷平原之上，也有不少地方，展现出一片片芦苇丛生的港汊和塘湾。梁山，就座落在本工程主要有以下特点：地质条件差：管道穿越的地层主要为淤泥夹砂层，地下水位高，这种地层在受到扰动时容易发生流沙现象；顶管施工精度要求高，管道要从桥梁、其它市政管线、路面、河道等地面结构物下面穿过，地面构造物不能受顶管影响；工程位于现有石化公路道路两侧，道路两侧为住宅区、厂区、商铺、鱼塘、河涌等，石化公路为石楼镇至化龙镇的交通主干道，施工中必须保证道路畅通及顶管工程的安全和质量；在管道施工范围的路面下有给水管、通信电缆、高压电缆等管线，分布情况待探明；工期要求紧，必须尽早计划、尽早开工。

顶管施工主要设备根据本工程的实际情况，顶管段采用设备泥水平衡式工具头2个、中继环若干个，2台渣浆泵、2台螺杆式泥浆泵、输泥输浆管路2套，16T吊机2辆、简易龙门吊2套，后座泵站2套、整体式顶进构架2套、泥水处理系统2套、水准仪2台、全站仪1台，另外还有通用设备电焊机、水泵、泥浆桶、泥浆池、泥浆车等。机头选型

根据地质报告，并结合本公司的施工经验，顶管机头决定采用气压平衡网格（水冲）式机头进行施工。该机头在顶进过程中，通过气压平衡正面土压稳定机头，减少外部土体对周围地面的影响。顶管准备工作1）根据设计轴线、高程、进行顶管中线、高程放样，以确定导轨的安装高度和方向，测量放样严格按三级放样制度进行测放复核，确定无误后，放可进行下道工序施工。2）安装洞口止水橡胶板。3）根据测放效果,安装导轨,导轨安装要求平稳、牢固，中线、高程与设计无误，偏差符合设计要求规范要求。4）主顶设备安装①在主顶千斤顶安装要求位移中线两侧,且两边等距,千斤顶坡度符合设计坡度。②主顶油泵车安装到位后,需对油泵车进行调试,调试完成后,用高压油管与主顶千斤顶连接,并对主顶千斤顶进行调试。如发现问题及时调换或检修。③工具管安装,工具管吊入工作井接通电源,对工具管开顶前作最后一次检测,并作好记录。进出洞口加固由于地质条件较差而工具管自重相对较重,因此在进出洞口区域需进行土体加固。在洞口进行压密注浆，以防止土体工具管出洞时，工具管发生下沉而直接造成顶管的质量发生问题。（6）顶进施工1）工具管等主顶设备检修完毕,确认无故障后,方可破预留孔封样,把工具管顶入土中。2）顶力控制掘进机方向控制保证顶管机严格按设计轴线推进,不偏离设计轴线方向,必须及时观测顶管动态数据,从而调整顶管各施工参数,指导顶管正确、安全推进。在工作井后靠背前设置一牢固的测量平台，平台高度与轴线标高相匹配，并可作不量调节，经纬仪安置在平台上，调整经纬仪方向、高度与设计轴线一致。在机头后壳体圆心处有一测量尺，根据经纬仪的观察即可读出尾部的实际偏差，现场结合机头前后壳体间隙角、机头滚动角、二维倾斜读数即可算出机头的现存偏差及发展趋势，从而进行纠偏操作。另外，在机头前方筒还安装有倾斜仪传感器，向操作人员显示机头的倾斜角度，以指导纠偏。纠偏当管道偏差超过10mm时，需采取纠偏措施。纠偏时指导思想是“减缓发展，稳慢回归，平行找顺，纠偏一半，反曲靠线，主动微调”。发现误差时，不能急于归位，找出原因，减缓误差发展。第一步，找出误差大的一面进行纠偏工作，纠偏千斤顶在原基础上的伸出量不超过2-4mm，这时误差虽仍在增加，但已有回归趋势。第二步，经过一段顶程后（3m左右）出现顶进轴线与设计中心线平行时，可多顶一段距离（5～10m）。管体在顶进中会接顺一些已弯曲的土洞，第三步向设计中心靠拢，仍将千斤顶继续伸出2mm左右，本着稳慢原则，每顶2-3m可向设计中心靠近5mm，当误差已校正1/2时，反向纠偏千斤顶开始伸出（2mm），这时的机头仍然向设计中心靠拢，但其轨迹可能已向反方向演变，故称“反曲靠线”，只有这样才能避纠偏工作操作要点：纠偏前，要根据机头本身已存在的斜率和轨迹综合分析，确定校正方向及纠偏千斤顶的伸出量。纠偏时要坚持勤测、勤调、微动的原则，每次纠偏一般情况不大于0.5，切忌猛纠、硬调。纠偏操作必须在顶进中进行，严禁在停止时纠偏。当进行主动纠偏时，应会同技术人员共同研究进行。沉井施工施工技术要求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。挖土工具采用蟹斗挖机挖土吊出井外。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1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。另外，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，发现问题及时纠偏，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。当刃脚距离设计标高在1.5米时，沉井下沉速度应逐渐放缓，挖土高差控制在50cm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。沉井下沉过程特殊情况处理沉井施工流程沉井下沉沉井下沉系数计算Ｋ＝Ｇ／（Ｒf＋Ｒt）其中：Ｇ为沉井自重Ｒf为精巧壁摩阻力Ｒf＝Ｄ１＋ftＲf＝Ｌ１＋ftＲt为刃脚端面及底梁反力Ｒt＝ft×Ｆt＋1/2ft×F当１＜Ｋ＜1.33时沉井能正常下沉。沉井下沉施工1）沉井下沉前,应先在四角用油漆做好高程标尺,如是圆井应把圆周4等分，然后用油漆做好高程标尺，以便于沉井下沉时进行观测。2）沉井下沉观测，必须每天定时观察,如发现下沉有异常情况，应加强观测，每次观测结果要求做好记录，报项目部技术负责人。3）沉井刃脚砼强度达到100%后，沉井可进行下沉施工。4）沉井下沉时，应对称破除素砼垫层，并把垫层砼块清理干净，防止沉井开始时下沉时发生倾斜。5）沉井井内挖土，采用抓斗式吊车挖土施工，人工配合挖土的方式进行施工,且要求施工采用连续施工的方式进行24小时不间断施工。6）沉井下沉挖土要有专人负责,指挥井内挖土施工。7）沉井下沉偏纠偏,要求现场施工人员根据测量观察到的数据及时调整井内挖土方式，并报项目负责人。8）由于施工现场无法堆土等杂物，因此施工时，沉井土方需及时外运。抓斗挖出土方，由土方车及时运至堆场。9）沉井下沉的速度,由挖土的速度来控制,当沉井离设计要求0.5～1m时,要求严格控制挖土速度,控制沉井下沉,防止发生超沉。沉井封底1）当沉井下沉至设计标高时，应密切观察，在8小时内下沉量小于1cm时进行封底施工，如发生沉井下沉较大时，应采取阻沉措施。2）封底施工时，严禁向井内回填土方，超挖部分应采用碎石或石块回填。井内淤泥需清除干净，预留钢筋调直，清除杂物，砼接触端面应凿毛，并清洗干净。3）在底板中设置集水井，作用是防止封底后地下水压的作用造成底板损坏，集井用Ø450砼管。4）封底时，先浇筑C25砼垫层，终凝后进行底板钢筋绑扎。5）钢筋验收合格后，进行底板砼浇筑，并留砼试块。6）当砼强度达到设计要求后，对集水井进行封堵，并停止井点降水。沉降观察沉井在下沉过程中，必须随时测定沉井标高，确保均匀下沉，并做好沉井下沉记录。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。底板与刃脚的接触面，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。当沉井在8小时内的累计下沉量不大于10mm时，方可浇捣底板碎石垫层。绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土

在素混凝土垫层完成后，就可在其上绑扎底板钢筋。钢筋在绑扎时，应保证刃脚钢筋与底板钢筋的连接、上下两层钢筋的间距，并将刃脚混凝土的表面凿毛露出石子，便于刃脚混凝土与底板混凝土的结合。

底板混凝土浇捣完成后应及时养护，确保其表面不露白，并应防止阳光及温差的剧烈变化，以免底板出现收缩裂缝，影响沉井的施工质量和使用功能。

铺设碎石层及C25素混凝土垫层在铺筑碎石层时，应确保井底内无积水、无流砂、无翻浆等现象。10cm的碎石层应做到平整，无坑塘，必须时应用水平仪抄平，保证碎石层的