沉井顶管施工技术方案.docx

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沉井顶管施工技术方案

沉井顶管施工技术方案

一、工程概况

我公司施工的XX大道2标段工程按设计施工图及设计变更联系单计共有八个沉井。

二、施工规划及施工平面图

工程施工分为2个阶段：

第一阶段为工作井（接收井）施工，第二阶段为顶管施工。

三、沉井施工

㈠、工作井的确定

根据设计要求工作井采用钢筋混凝土矩形沉井。

㈡、沉井施工

1、沉井施工工艺流程图

2、基坑开挖

⑴、基坑开挖深1m，工作面每边1.5m，边坡为大开挖，坡度1:

1。

⑵、为保证沉井下沉时井身安全和控制下沉标高，刃脚下均设置20cmC10混凝土垫层和30cm砂垫层提高地基承载。

⑶、基坑开挖后，按沉井基坑布置图进行测量、放样、定位，刃脚砂垫层采用开槽施工，开槽后及时回填黄砂，防止槽沟壁坍塌。

砂垫层制作时分两层洒水夯实，每层厚度为15cm，以保证砂垫层的密实度。

⑷、砂垫层施工后，再进行测量、放样，按基坑布置位置进行素混凝土垫层施工。

素混凝土垫层制作过程中，应严格控制其平整度，其平整度偏差应控制在±10mm内，以免在沉井开始制作时就出现不必要的倾斜。

3、沉井制作

沉井采用商品混凝土分2次浇筑，混凝土采用商品混凝土，井壁混凝土强度等级工作井为C30。

沉井施工顺序：

脚手架→钢筋→模板→浇筑→养护等过程。

⑴、钢筋制作

进场钢筋须有出厂质保单和有关的试验报告单，使用的钢筋应保持表面洁净，无油渍及严重锈蚀。

配料前按设计图、钢筋图编制下料翻样单，加工成型的钢筋按翻样编号分批堆放。

沉井钢筋分2次绑扎成型：

即在垫层施工完毕具有足够强度后，首先绑扎墙板第一次与第二次浇注的施工缝以下钢筋，等第一次浇注的沉井砼强度达到设计要求，沉井下沉一部分后，进行第二次钢筋绑扎。

沉井中由于施工及下沉的原因不能与沉井同时浇注的部分按设计的钢筋规格和数量预留插筋，二次浇注时钢筋采用焊接。

钢筋保护层用砂浆垫块，底板钢筋的上、下层采用马凳型钢筋来控制，侧墙内外层用拉结型钢筋来控制。

⑵、模板

现浇沉井模板采用木模，井壁内外模用Φ14串心螺栓固定，螺栓间距水平向为0.90m，竖向为1.0m，中间设置止水片，两端设置铁片控制井壁尺寸，圆钢两端头上绞成螺纹，用定制钢螺帽固定，拆模时拆去钢螺帽，割去外露部分，再用1:

2防水砂浆二度抹平，确保不渗水。

⑶、砼的浇筑

浇筑砼时应搭设脚手架，并泵送至浇筑面。

砼的振捣采用插入式振捣器振捣，振捣棒插入时应避开钢筋和模板，振捣点间距不应超过其作用半径的1.5倍，插入下层砼5～10cm，每一处振动完毕应边振边徐徐提出。

密实的状态是砼停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。

砼浇筑成型后及时养护，砼外露面一般采用薄膜覆盖并定时浇水湿润。

⑶、预留孔的处理

沉井制作时应严格按图留出顶留孔和预留钢筋。

凡预留孔处四周的主筋在施工时不准割断，应按设计增加加固环孔筋，沉井制作过程结构必须与工艺图纸一致。

4、沉井下沉

沉井下沉需待混凝土达到设计强度100%后开始挖土下沉。

下沉中挖土必须均匀对称，沉井内挖出土严禁堆放在沉井四周，沉井下沉过程中严密观测，发生沉井倾偏及时进行纠正。

为确保沉井能严格控制平稳下沉，沉井下沉前预留孔应用M7.5砖墙封堵。

沉井下沉过程中，在沉井外侧四周及时填灌黄砂，并均匀充实，使沉井下沉过程中四周的摩擦阻力相似，下沉稳定。

挖土采用人工挖土挖到能容1m3土的吊斗内，吊出井外再及时外运。

沉井挖土顺序为先中间，再刃脚四周。

沉井下沉必须随时测定四周民房建筑物及沉井周边地面标高，不准大量深挖，确保均匀安全下沉；必须预防井外大量土体坍塌，在施工前离开建筑物做好加固措施，排除安全隐患，避免造成突沉使四周大量土体扰动，带来民用建筑物不稳定性沉降。

沉井挖土需三班制连续作业，中途不应停顿，采用24小时的交替施工，确保沉井连续安全下沉。

当刃脚距设计标高在1.5m时，下沉速度逐渐减慢，挖土层高差控制在50cm内，当沉井接近刃脚标高时，应预先做好止沉措施，可在四周刃脚及地梁下每隔2m挖一条沟槽，填入枕木，枕木顶按设计刃脚标高抛高8cm作预留沉降，禁止超挖和超沉。

5、沉井过程中出现问题的处理

⑴、纠偏的方法

挖土方法校正，在下沉较慢的一边多挖土，下沉的一边刃脚处将土夯实或做人工垫层，使井筒恢复垂直。

如果这种方法不足以校正，就应在井筒外壁一边开挖土方，相对另一边回填土方，这可以用加载校正，在井筒下沉较慢一边增加荷载。

如果由于地下水浮力而使加载失效，则应抽水后进行，也可用在下沉慢的一边用高压水枪冲击，减少与井壁摩擦力，也有助于偏斜纠正。

⑵、不沉和突沉处理

沉井的突沉是在沉井本身发生不沉现象后发生的，如发生不沉现象，应及时采取措施，可适当在井外侧均匀加水，以减少摩擦力，也可提前在井壁外墙周围加砂，也可加触变泥浆协助下沉（但要防止上浮现象发生），也可同时提高地下水位等相应措施。

防止突沉现象发生，可在对称位置预留土堆。

6、沉井封底

沉井下沉至设计标高（包括抛高）后，应先清除浮泥等杂物，超挖的土方必须用碎石夹砂填平，不得用土填，井内不得积水。

钢筋混凝土底板与刃脚的接触面表面全部凿毛，露出石子。

待沉井下沉接近设计标高后，应进行沉降观测，在8h内，下沉量≯10mm，方可灌注混凝土底板。

封底采用干封底法。

为释放地下水对封底混凝土的压力，封底前沉井底部设4只集水井井笼，井笼用1.5mm铁皮制成φ600mm、高1.0m圆桶，下部封口，四周钻孔，埋入封底以下0.5m深，四周用卵石架填，各井间以盲沟相互贯通，井笼内插水泵不断抽水，直至封底完毕，达到设计强度为止，且沉井满足抗浮要求，方可用高强度混凝土封塞集水坑，封底混凝土的厚度按设计要求施工，封底应对、分区、分隔进行。

四、顶管施工

顶管将采用土压平衡式工具管进行施工。

具体施工工艺见图。

顶管施工及技术措施

1、出洞

⑴顶管导轨铺设时略上仰，以平衡重力影响，工具管对准穿墙孔位置，管端稍稍向上撬3-5mm，更有利工具头穿墙和正常顶进。

⑵工具头与以后几节管道刚性联接以防沉落。

⑶出洞口外土体照施工图要求加固可避免工具头出洞时下沉。

⑷出洞时，测量跟踪观测顶管掘进机状态，及时反馈指导主顶油缸进行纠偏，保证起始顶进轴线的准确性。

2、顶进与出土施工

开始顶进时，先开启螺旋输送机出土，螺旋机运转30s后再开启小刀盘，当仪表盘上显示的小刀盘扭矩和正面土压力值，都在设定范围内时才能开始顶进。

停止顶进时先关闭顶进系统，然后并停刀盘驱动系统，最后关停螺旋机驱动系统。

正面土压值的变化是通过安装在工具管密封仓前端的土压传感器来观察的，小刀盘的扭矩则通过扭矩传感器观察。

顶进前根据理论计算设定一个土压值，顶进时通过螺旋机变频器来调节螺旋机转速，即调节螺旋机的出土量，保证正面的土压力维持在设定值的范围内。

小刀盘是用来搅拌正面土体的，既能使正面土体分布较均匀，又能保证螺旋机顺畅地出土。

3、地上、地下挖弃土的安排

螺旋机把土出无轨车内，然后送出管内，然后用自卸车运至指定的弃土地点弃土。

挖弃土的安排及处理必须特别注意文明施工，应严格按文明施工要求执行。

4、顶进管道轴线控制

顶进施工过程中，每顶进100cm，至少进行一次轴线测量，在出洞阶段和纠偏时，增加测量的次数。

对测量控制点要经常进行复测，保证测量的精度。

顶进距离到了一定的长度后，轴线测量采用接站测量，在接站测量的过程中，经常采用坐标法对顶进轴线进行复测，保证测量数据的准确性。

轴线纠偏主要是通过纠偏系统来进行的，顶进轴线发生偏差后，先计算出纠偏的量，然后调节纠偏千斤顶的伸缩量至纠偏需要的位置，再锁定纠偏系统。

纠偏一定要按照“勤测、勤纠、缓纠”的原则进行。

出洞阶段纠偏既可以用纠偏系统也可以利用主顶装置。

利用主顶装置纠偏是通过对主顶的油缸进行合理的编组，利用主顶作用合力的作用点的变化来对工具管进行纠偏。

5、通风、供电及通讯的技术措施

为改善管道内的环境，施工时对管道内进行强制通风，由地面空压机提供经过滤清、除湿、降温的新鲜空气管送到施工作业面。

管道内的浑浊空气则由作业面向工作井自然流通。

由于送电线路长，电压降大，为了保证设备的正常启动和运转，增加了稳压装置，并加大了电缆的容量。

管道内的照明采用36V安全电压，照明电源由工作井内操作平台上的配电箱供电。

工具管安装1KVA36V变压器，供照明用电。

管道内每3节管节上装一只照明灯，功率为60W。

管道内还设有应急照明系统，因故突然停电时，可使用应急照明，保证施工人员安全撤离。

应急照明安装在工具管处。

6、纠偏

⑴穿墙和纠偏阶段要求每顶进20cm～50cm左右测量一次。

正常顶进阶段为100cm左右测量一次；

⑵工具管纠偏应在顶进过程中进行；

⑶应绘制工具管侧点行进轨迹曲线来指导纠偏；

⑷管轴线偏差不允许大起大落；

⑸采用测力纠偏的原理，勤测微纠，一般情况每次纠偏角度不大于0.5°，以适当的曲率半径逐步的返回到轴线上来，做到精心施工。

7、顶进过程中障碍物的处理

由于地质报告未探明地下障碍，顶进过程中可能会碰到不明障碍物，可通过在工具管头部加气压与前部土压力平衡。

然后打开土压平衡工具管头预留的DN500清渣孔清除障碍物。

8、沉降观测点的布置和观测

在顶管管线两侧个20米的范围内，每隔5米设置一个沉降观测点，对于施工影响范围内的地面建筑物及地下管线处适当增加沉降观测点布置。

沉降观测点布置必须做到安全、可靠。

对测量所用的仪器要经常校核，确保测量数据的准确性。

顶进施工时，对沉降观测点每天进行两次观测，对于要保护的地面建筑物及地下管线处的观测点适当增加观测的次数，并及时把测量数据反馈到施工人员手中，便于指导顶进施工。

9、顶管的收尾工作

⑴为保证顶管能与埋地管顺利连接，在离埋地管15m左右时要加强对顶进轴线的观测，及时纠正顶进轴线的偏差，保证顶管能顺利地按设计轴线与埋地管连接。

⑵供电设备的拆除、转移

供电设备在上述工序完成后立即切断电源，然后拆除变压器及电缆，转移到工作井内，以备在另一根管线上使用。

五、沉井施工过程中可能出现安全事故

1、下沉过快

2、土方坍塌

3、沉井倾倒

六、安全措施

1、安全

⑴确定专职安全检查人，随班跟踪检查监督。

并对所有施工人员进行施工前安全技术教育。

⑵施工人员必须佩戴安全帽，施工现场悬挂各种宣传警告牌。

⑶工作井四周设1米高护栏，并将护栏漆上红白颜色醒目标记，夜间挂红灯。

⑷车辆进出派专人指挥，夜间施工时挂红灯警示。

⑸用电系统实行灵敏可靠的三级以上触电保护。

⑹配电箱引入、引出线要采用套管，进出电线要整齐并从箱体底部进入，严禁使用绝缘差、老化、破皮电线。

⑺工作井内外照明采用太阳灯，管内施工采用带网罩的36V安全电压的照明灯。

照明线要采用绝缘胶线。

⑻现场配电箱要采取防雨措施，门锁齐全，有色标，并配备一机一闸一保护，箱内无杂物。

严禁动力、照明混用。

严禁用其它金属丝代替熔丝，熔丝安装合理。

⑼所有施工机具有可靠的防雨措施，操作人员持证上岗。

⑽管道掘土机施工过程中内外要不间断的联络以便施工负责人及时掌握管内施工情况和进度。

在遇到管漏、河床断面等突发事件时能及时有效的并组织指挥施工人员有秩序的撤离，保证施工人员的生命安全。

然后确定可靠的施工方案，再继续施工，确保安全施工。

⑾掘土应按规范程序进行，掘土过程中须安装通风设施，以保证管道内空气流通，解决施工过程中缺氧及遭遇地下有毒气体时，保证施工人员有足够疏通时间。

七、应急措施

XX大道2标段工程建设质量安全事故抢险队：

队长：

电话

副队长：

电话

电话

人员：

固定在编抢险人员30人，以项目部的电工、焊工、起重司机、架子工、驾驶员、安全员等持证人员为主。

装备器具：

大型装备：

配有自卸车1辆、载货汽车1辆、装载机1辆、铲车3辆、挖掘机3辆、16t汽车吊1辆，轿车1辆。

小型器具：

配有千斤顶、冲击钻、应急灯、污水泵、高压泵、云梯等。

抢险队成员及装备器具24小时均在施工现场及仓库内，发生事故时能在第一时间赶到事故现场。