顶管沉中井方案.doc
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1、上海临港新城污水处理系统一期工程B3合同段(顶管沉井部分)施工方案上海建设机场道路工程有限公司2004年12月编制说明一、本工程为设计施工总承包的项目,系上海临港新城污水总管工程B3标。根据现场实际情况,将优化设计。在调整顶管的长度及其井位的基础上,按施工图进行编制的顶管施工方案。二、本方案的主要指标1、质量:达到优良级工程2、工期:总工期达到业主要求3、安全:无死亡和重伤事故4、文明施工:达到市政局的文明施工标准三、本方案为顶管的专题施工方案,主要是施工技术措施,质量保证措施以及安全、文明施工措施。四、主要工程量为污水总管2000共计1260m,1800共计1116m五、本方案编制依据1、招
2、投标文件2、施工图3、市政排水管道工程施工及验收规范DBJ08-220-964、给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-975、标准图排通PSAR-D-01-926、公司贯标文件六、施工时将要严格按本方案施工,如有不足之处,另行调整、修改、补充,报批后实施。目 录一、工程概况二、施工场地环境和地质地貌三、施工总体安排四、测量放样五、主要项目的施工方法六、进度计划七、质量保证措施八、施工安全生产、文明施工一、工程概况二、施工场地环境和地质地貌三、施工总体安排四、测量放样五、主要项目的施工方法A、B、C(以上见“开槽埋管”部分)D、顶管沉井施工沉井一览表 单位:m编 号作 用主顶管道尺 寸(
3、净)壁厚刃脚高程地面高程W1工作井2000*29*9.350.7-6.655.2W2接收井20006*8.350.5-6.654.2W17接收井18004.5*5*8.360.6-6.834.05W18工作井18005*8*9.00.6-7.104.4W24工作井18005*8*8.60.6-7.054.05W27接收井1800/20004.5*5*9.080.6-7.084.3W27-2工作井10009*7.40.7-5.334.07W36工作井2000/18005*8*8.970.6-7.384.09W36-2工作井13509*7.760.7-5.964.3沉井混凝土为C25、S6设计对沉
4、井的定位是:按排水法下沉。沉井方法进行施工的工艺:测量放线基坑开挖铺筑砂垫层浇捣混凝土垫层架立内模搭设脚手架钢筋绑扎架立外模浇砼沉井下沉沉井封底沉井底板浇筑必须精心施工,做主达到设计要求的质量指标。在施工前全面收集和研究工程有关的水文、地质、地层承压水、周围建筑、构筑物及地下管线等详细资料、熟悉设计图纸、做好施工组织设计的编制。1、施工准备按工程、水文地质、勘测资料,场地条件及沉井结构确定合理的基坑开挖尺寸,沉井制作方法及下沉工艺,对沉井制作及下沉施工工序制定专项施工组织设计。对邻近地下管线和构筑物基础以及易发生塌方的土体预先做好加固处理,对渗漏至基坑内的水流预先采取截流和降低水位措施。根据地
5、质资料,全部的沉井位置都处于砂质粉土层中,四周无建筑物等设施。因此采用井点降水的排水法下沉,机械挖土出土。由于设计已对沉井下沉系数做了验算,所以此处不再进行这方面的计算。为了减少下沉高度和井点管的长,以及保证沉井制作时基底的强度,将地面土预先挖除约2.5m深度,作为施工基坑。降水方式:采用内插井点配合的二级轻型井点。由于沉井高度比较大、空间(窄),结构混凝土采取三次浇注成型。2、基坑开挖基坑开挖的深度,约2.5m。平面尺寸要保证支模,搭设脚手架及排水等项工作的需要。对基坑坐标,水准的位置,从控制网和离开建筑物有一定距离的可靠水准点进行校核,向项目经理提交复印的校核资料。基底土如遇淤泥、暗浜、回
6、填土、管线、墓穴以及旧基础等,应提出处理方案并报项目监理批准,再做处理。挖出的土方堆置,距基坑有相当距离,保护坑边的安全。基坑开挖过程中要有良好的排水设施,选用集水坑明排措施,把地下水位控制在基坑底标以下50100cm,如遇周围道路、管线和建筑物等较近时,需采取必要的稳定加固措施。基坑的排水措施、稳定加固措施,必须在基坑开挖前经项目监理批准方可基坑开挖。3、井点降水采用内插井点配合的二级轻型井点,内外四周布置。见附图。4、砂垫层铺填、混凝土垫层(以HW2工作井为例)砂垫层材料:砂垫层采用颗粒级配良好的中砂、粗砂或砾砂。如用石屑、煤渣或其它工业废料代替需经试验合格。并经项目监理认可,在不妨碍施工
7、的条件下,才可作为垫层的材料。砂垫层质量检查:环刀取样法在捣实后的砂垫层中用容积不少于200立方厘米的环刀取样,测定其干容重。以不小于通过试验所确定的该砂料在中密状态时的干容重数值为合格。贯入测定法使用贯入仪、钢叉或钢筋等工具,以贯入度大小检查砂层的质量,以不大于通过试验确定的贯入度数值为合格。砂垫层厚度采用60cm。C15混凝土垫层:厚度为0.12米。浇混凝土时用水准仪控制水平,且表面抹光以此作为刃脚的底模。砂垫层、混凝土垫层的总厚度,应该保证基坑地基对沉井自重和施工阶段全部负荷的承受能力。以W36工作井为例,验算如下下沉前的自重(筒身,不计封底等,未扣除洞口):V=(6.37*0.6+0.
8、6*1.1)+(2.0*0.8-0.75*0.45)*(5.6+8.6)*2+(0.8+0.5)*0.15/2+0.8*0.2+0.5*1.05*4.6=166.7MWo=166.7*2.5=417 T考虑施工荷载(模板、器材等):约20 TW=437T刃脚宽度经过砂垫层、混凝土垫层扩散后,在基坑地基处的有效宽度:B=0.35+2*0.72=1.79m接触面积(未考虑底梁,偏安全):A=1.79*(9.2+6.2)*2=55.13基底应力:=43755.13=7.9 T/m 可以5、模板制作和安装(1)预留孔、刃脚、井壁上底板位置的凹进部分用5公分厚清水木块制作加工。为了保证混凝土成型质量,全
9、部用九夹板大模板;1214拉筋配螺帽固定宽度;竖横50钢管围檩固定支撑。(2)本沉井全高8.97m,分三次制模。开壁用14内螺杆,中间止水片50*50*厚3mm,周边焊。内螺杆设置水平间距75cm,垂直间距60cm。竖围檩间距75cm,横围檩间距60cm,用线垂校正,水平撑加剪刀撑来保证达到它的刚度、强度及稳定性。拆模时间控制在砼不掉角、不毛砼时为好。承重模拆模时,砼须达到设计强度。6、钢筋工程(1)钢筋应有出厂证明书试验报告单、钢筋表面或每捆(盘)钢筋应有标志。在钢筋加工过程中发现脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常现象要求对该批钢筋做化学分析检验。(2)钢筋进场按规定分批进行验收。经过验
10、收后的钢筋应分批按规格堆放整齐、并应避免锈蚀和污染。(3)钢筋外表有严重锈蚀、麻坑、裂纹、夹砂等缺陷时,不准在工程中使用。(4)钢筋的类别和直径应按设计中所规定的采用。以另一种类别或另一种直径的钢筋代替设计中规定的钢筋时,必须经设计单位认可,并经工程师代表批准。(5)使用进口钢材时,必须严格遵守“先试验后使用”的原则,并应得到工程师代表批准,禁止盲目施用。(6)钢筋应根据设计图纸及GBJ50205-92中有关规定进行加工,成型后的钢筋除外得到工程师代表同意后才能重新成型。(7)如果钢筋规定要焊接则应按JGJ18-96要求进行焊接,要按GBJ50204-92中有关规定作拉力及冷弯试验。(8)钢筋
11、的固定:钢筋的骨架都应以定位垫块或座子稳定在设计图纸规定的位置上,所有交叉的钢筋处应用软铁丝绑扎牢固,绑扎好的钢筋骨架都应有足够的刚度和稳定性。钢筋在入模前在底部位加好砼垫块(垫块厚度应与设计规定保护层相同),在侧部绑好砼垫块。为使钢筋位置在灌筑时不致变动可增加扎结点或加撑筋,已绑扎好的钢筋架不得践踏或放置重物。轴心受拉和小偏心受拉杆件中的钢筋接头,均应焊接。普通混凝土中直径大于25mm的钢筋和轻骨料混凝土中直径大于25mm的型钢以及直径大于25mm的2级3级钢筋均采用焊接接头。(9)未经工程师代表对已绑扎好的钢筋检查和批准之前,不准开始浇捣混凝土。7、沉井下沉和封底沉井混凝土达到设计强度后即
12、可进行沉井下沉施工。本工程沉井均采用一次下沉的方法,沉井下沉采用排水下沉工艺。下沉前先凿除刃脚边素砼垫层,用吊车抓斗将井内碎砖清理干净。下沉方法用吊机取土下沉。抓土时应先中间后四周,井内土体形成锅底,使沉井平衡下沉,下沉过程中应根据测量资料随偏随纠。当沉井偏斜达到允许值的1/4时必须纠偏。(1)沉井下沉技术措施由于本工程的部分沉井井壁较薄,自重较轻,下沉系数较小,在沉井下沉困难时可采用以下方法:a.采用掏挖刃脚和底梁的方法b.在沉井顶面均匀增加配重,促使沉井下沉c.当不能完全满足沉井下沉的要求时,考虑采用触变泥浆的方法助沉。井外壁注入触变泥浆后,沉井外侧摩阻力一般可降至0.5T/m以下,满足沉
13、井下沉的要求。d.采用空气幕法:在沉井四周预先插入一些气管,需要时打入压缩空气进行减阻。经综合考虑,空气幕法简单易行,确定采用。(2)下沉纠偏措施沉井下沉中的测量沉井在下沉前,应在两互相垂直的直径与井壁的交点处或矩形的四角点,设置水平测点,沉井下沉时的中线及水平测量,应根据下沉速度决定,每班最少测一次,如发现倾斜及位移较大时,应立即采取纠偏措施,测量记录必须及时提供给项目监理,纠偏措施必须经项目监理批准。a.在沉井下沉过程中应做到勤测勤纠,刃脚标高每班至少测量一次,轴线位移每天测一次,当沉井每次下沉稳定后应进行高差和中心位移测量。b.沉井初沉阶段每2小时至少测量一次,必须时连续观测,及时纠偏,
14、终沉降段每小时至少测量一次,当沉井下沉接近设计标高时应增加观测密度。c.下沉应做到均匀,对称出土,贯彻“为纠偏而下沉”的原则,严格控制井内的出土深度及底面高差,当出现平面位置和四周出现偏差时应及时纠正,纠偏时不可大起大落,避免沉井偏离轴线。(3)沉井封底、底板施工沉井下沉到位后,应进行8小时的连续观测。如下沉量小于10mm,可进行封底。封底采用干封底。封底时井底设集水井,用水泵将井底板以下水排出井外,铺碎石作为倒滤层,然后浇筑垫层,垫层为C15,厚度为15cm素砼。垫层砼达到一定强度后,施工钢筋砼底板,在施工钢筋砼底板前,必须将底板和井壁接触处部位凿毛和清洗,避免封底后渗漏,底板浇筑前必须对施
15、工用预埋件进行检查,确保位置正确,砼浇筑完毕后,集水井必须配专人抽水,必须连续运转。(4)沉井抗浮措施由于本工程沉井自重较轻,需采取相应的抗浮措施。封底前制作导滤层和集水井(可用609钢管制作),每座沉井根据大小,每格仓内设置1只集水井,从底板施工和顶管施工期间,不断从集水井中抽水,以降低地下水位,减小浮力。E.顶管施工(一)准备工作在顶管施工前,对参加施工的全体人员按阶段进行详细的技术交底,按工种分阶段进行岗位培训,考核合格方可上岗操作。顶进施工前,按实际情况进行施工用电、用水、通道、排水及照明等设备的安装。为满足工程的施工要求,管节、止水橡胶圈、电焊条等工程用料应准备有足够的数量。建立测量
16、控制网。根据现场实际情况进行布置,其设置方案在施工前另行申报,经监理复核、认可后实施。顶管工具管选择采用机械式顶管掘进机:泥水平衡式或土压平衡式。在沙性土中,泥水平衡式比较适宜;在长距离顶管的泥土输送中,泥水式也较土压式优越。但其泥水处理系统占地大、废弃物处理较麻烦,对环保的要求高。具体选择,在长距离(870m)顶管中,考虑采用泥水平衡式;其他地段采用土压式掘进机。1、钢板桩施工工作井洞门一般采用砖墙及钢筋混凝土相结合的形式封堵。工具管能否安全顺利地出洞关系到整个工程的成败,因此要有足够的重视。为确保顶管机顺利出洞,防止外面的土体坍塌涌入工作井,出洞前在砖封门前施工一排钢板桩,钢板桩的入土深度
17、应在工作井洞圈底部以下2m。2、测量放样根据工作井和接收井的洞中心连线,定出顶进轴线,布设测量控制网,并将控制点放到井下,定出井内的顶进轴线与轨面标高,指导井内机架与主顶的安装。3、主顶架安装主顶架位置按设计轴线进行准确放样,安装时按照测量放样的基线,吊入井下就位。基座中心按照管道设计轴线安置,并确保牢固稳定。4、止水装置安装为防止工具管出洞过程中洞口外土体涌入工作井,并确保顶进过程中润滑泥浆不流失,在工作井洞门圈上安装止水装置,止水装置采用帘布止水橡胶带,用环板固定,插板调节。5、导轨安装导轨安放在混凝土基础面上,安放前先复核管道中心位置,寻轨定位后必须稳定、正确,在顶进中承受各种负载时不位
18、移、不变形、不沉降。导轨安放前,先复核管道中心位置。导轨必须互相平行、等高,导轨的中心标高按设计沟底标高设置,在顶进中必须经常复测调整,以确保顶进轴线的精度。导轨的坡度应与设计管道坡度相一致,若坡度在1%以下时,导轨可按平坡铺设。顶进工作坑的混凝土基础面的标高应为沟底标高减去导轨的构造高度和10mm以下调整的薄铁板厚度。导轨长度满足顶管掘进机出洞时的稳定,和混凝土管接管连接和出土的要求。导轨的轨距计算按 B=2(R外-R内)1/2式中B-钢轨与混凝土管相接触的间距R外-管节外半径R内-管节内半径6、承压壁(后靠背)的设置沉井的井壁在设计时作为承压壁,承受和传递全部顶力,具有足够的强度和刚度。具
19、体施工时,设置木枋垛并衬垫钢板(厚度50mm以上),以分散应力,确保安全。井壁预留孔处预先用砖墙封堵。承压壁的平面必须与顶进轴线相垂直,在顶进中随时检查,如发现严重倾斜,须重新布置,以保证安全。在已顶好的混凝土管向另一侧顶进时,顶力中心与已顶好的管道轴线相重合。管口先安置O型顶铁,二块钢板之间衬以一垛横向方木,在钢板和混凝土管口的接触处垫上草包或橡皮以防管口局部损坏。(二)顶管出洞段1、钢板桩拔除封门拔除前工程技术人员、施工人员应详细了解现场情况和封门图纸,制定拔桩顺序和方法,分工明确,并由专人统一指挥。钢板桩拔除前应凿除砖墙,工具管应顶进至距钢板桩10cm处的位置。另外,顶管机应保持最佳的工
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