1、-_目 录第八节 主要施工技术方案 .2-_第八节 主要施工技术方案8）制作顶管工作井、接收井施工方案工作井、接收井桩芯内土的开挖方法采用：对于较软的土方采用人工使用铁锹、镐，对较硬的强风化、中风化岩采用空压机凤镐等工具进行挖掘。桩芯土的提升使用电动挖孔桩机架提升，水平运输采用手推车运输至堆土处，然后用挖掘机装至倒运汽车，运输至土方暂时存放点存放，晚上由运土自卸汽车运至弃土场地。a. 施工方法：逆做法土方开挖及井壁施工：施工顺序、方法：逆做法施工顺序：在开挖前，由测量工根据图纸尺寸进行桩位测放，经校核无误后，用红砖砌出 200m 高240mm 厚桩护圈，并用醒目的红三角在护圈上标出桩心十字线，
2、方可进行土方开挖施工。采用人工从上至下逐层用镐、锹进行挖土，挖土顺序为先中间后周边。其尺寸允许偏差不超过 30mm。按标出的桩心十字线吊线检查孔中心位置和孔径，然后进行井壁钢筋绑扎、支定型钢模板和浇筑砼，循环作业至设计要求深度。为保证桩的垂直度，要求每灌柱三节井壁，就应校核该桩中心位置及垂直度一次。施工中可能遇见问题及处理：如遇局部回填土及淤泥质土层或地下水较大时（如构造蚀变带），出现塌方、流砂等现象，应采取井壁节高适当缩减到 300500mm、并在支模前先采取特殊的防护措施，如堵沙包、稻草、护壁砼加厚、钢筋加密等加固措施。同时在坑底一侧挖一临时集水坑，加泵抽水，防止塌方加大，经加固处理后再进
3、行挖土，所塌方后的孔洞应在浇捣护壁混凝土的同时，用混凝土填好。井壁钢筋绑扎：采用预先下料、井下绑扎的施工方法，工作井及接收井护壁钢筋配筋如下：每节护壁高度不能大于一米，竖向钢筋下料加长 200，便于搭接，水平钢筋及竖向钢筋采用二级螺纹钢筋，14200 单层双向网片配置。绑扎好后，经质监站、甲方和监理验收合格后，方可支模浇筑砼。井壁模板支设：井壁模板支设：井壁模板采用加工好的定型钢模板，按井径分块拼装，安装之前应涂刷脱模剂，安装时用U 型扣件连接及固定，沿模板底打短钢筋加固，拼装中留一道接缝夹一根 48 钢管，以便拆模；必要时采用 48 钢管加固支撑对顶。-_井壁砼浇筑：井壁砼浇筑采用商品混凝土
4、，强度为 C30，厚度为 200mm，加早强剂。砼利用吊桶下送，用圆形防护板作布料台，砼应对称浇筑，防止模板侧移，砼采用人捣实，每次分层厚度100200mm，防止漏捣。首节井壁砼拆模后，放出中心线及标高于其上。模板拆除：井壁混凝土终凝 8 个小时后才能拆除支撑，强度达到 1MPa 以上时才能拆模，拆模时先拆除钢管，再撬模板；拆下的模板应及时清洁，变形的模板应及时修整。接着进行下一节护壁施工。井坑地表水及井坑排水地面排水：为防止地表雨水冲刷基坑，造成塌方，在基坑开挖前基坑四周地面设排水明沟，同时设置集水井，经沉淀后再让地表水排向地下管道。井坑内施工排水，施工时在井底中间设置集水坑，及时抽水，以免
5、浸泡井底。9）顶管工程本工程污水钢筋砼管道及所有污水检查井需增加防腐措施，采用 IP8710 互穿网络防腐涂料进行内防腐处理，采用两底两面，厚度需200m.a. 施工测量放线根据设计给定的施工图纸中道路规划桩的坐标及井位和道路中心线的关系，经过精细计算算出所有井位的坐标，再经过反复核算，确认没有问题时，方可进行下一步放线工作。现场施测时，由测量工程师用全站仪以给定的规划桩为控制点，逐个将设计的井位放出，用钢钉做标识，钢钉要用铁锤钉牢固，钉帽不能露出地面，以防止被过往的车辆碾倒或偏移，并用红铅油做标示，注明该井井号，字体要大，醒目，易查找。井位施测完后，要及时做好拴桩工作，拴桩的控制点要选在远离
6、井位且不易被人流及车辆碰到的地方，控制点要具有通视性，代表性。拴桩后要及时做好护桩工作，即将控制点保护起来，若在路面上，可钉钢钉做标识，若在土地上可采取砖砌或用混凝土浇筑防止被碰。测量放线工作结束后，应及时将各种数据及施测过程填写在专用表格上，申报监理检验，待监理检验合格后方可进行下一步工作。b. 施工临时用电根据采用的施工机具及管线的长度，结合现场周边地区情况，前期施工电源采用 200KW 发电机两台，配电导线选用 BX 型（铜芯橡皮线）导线截面为 75mm架设电杆为圆木杆直径150mm、长 8m，埋入地下 1m，电杆间距为 25m，部分临时电路敷设照明 220V 三相五线制混合型架空线路，
7、按枝状线路布置架设，导线电压压降为 5%。另外现场再配备一台 200KW 发电机一台备用。后期接入附近高压电网。-_施工步骤及工艺流程施工步骤：-_地面设备安装注浆准备工作减摩注浆地表沉降监控土体改良加泥地表沉降监控沉降测量是否安装中继间推 进测 量工程开始测量放样工作坑施工工作坑布置顶管机就位出洞准备初始顶进偏差测量下 管 子推 进测 量进接收坑取顶管机全线复测验收收尾工作工程结束主顶推力是否满足-_主要施工工艺根据地质条件及同类工程施工经验，为保证施工质量及安全，采用土压平衡式顶管掘进机顶进施工。利用土压平衡顶管机可对矩形断面进行全断面切削,保持土压平衡，对周围土体扰动小，施工时无噪音、无
8、环境污染，通过可编逻辑程序控制器及各类传感器等随时监测施工状况，确定施工参数，使整个施工过程处于受控状态，从而有效控制矩形隧道顶进轴线、转角偏差及地面沉降。本工法适用于在粘土、淤泥质粘土、粉质砂土及砂质粉土等地层中施工。特别适用于在不宜大开挖的错综复杂的各类地下管线下进行矩形断面的施工，保证地面建筑物不受损害。c. 工作坑、接收坑制作a、打底板，下预埋钢板。底板施工时首先根据图纸尺寸用全站仪或经纬仪定出井中、底板长及宽的边线。模板采用钢模 P3012，U 型卡连接，后背用木支杠或钢管顶牢加固，模板的边线由给定的井中反出，砼底板的上平线用水准仪给出，控制点钉在钢模板的上端，用红铅油做出标识，并在
9、旁边明显的地方标出向下反的数；砼采用商品砼；浇筑时，先从中央浇筑，均匀由里向外周圈式扩散，浇筑时使溜管自始至终垂直底板的平面。用插入式振捣棒进行振捣。b、稳导轨、做后背、下设备，焊走道，做护栏。导轨采用重型钢轨，型号 151，数量2 根，长同底板长，和工字钢之间用横向的槽钢（80mm 宽）焊接，导轨的间距布置应使管外底离横向的槽钢顶面不小于 20mm，导轨长度按工作坑长度减去 0.3m，满长铺设。导轨的高程误差和中线位移控制在应控制在 2mm 内。后背墙采用定型后背铁，与钢桩之间灌注砼（C25、厚 10150mm）找平，使后背墙的平面垂直于导轨。后背铁与钢桩用16 钢筋焊接牢固.主顶坑内布置低
10、压电源插座，以供坑内照明和激光水准仪使用，在距后背墙 1m 处两组千斤顶之间安装激光经纬仪，经纬仪的位置应在管道的中心线上，安装时应先安装水准仪支架，用 14膨胀螺栓将支架底盘和砼基础固定，支架用 40 钢管和 3mm 厚的钢板制作，再通过由地面上的经纬仪或全站仪将管线中心点引到坑内的经纬仪支架上，同时在顶管方向的迎面上预留一点，作为仪器的前方控制点，通过该两点可安装激光经纬仪。经纬仪稳定好后,在其上方用木板做遮挡防止上面物体落下砸到水准仪，木板上铺设工程塑料薄膜，以防下雨淋湿。工作坑内前期设备布置图如右-_地面上的各种设备布置以不影响测量放线为原则，（即尽可能的不要摆在管线的中线上），将高压
11、油泵布置在顶坑的侧面，以利于时时观察和操纵；各种线路、电源、空气开关要固定牢靠，做好标识，易于分辨，查找方便；用高压油管将液压千斤顶和高压油泵联接起来，将高压油泵上的油箱灌满抗磨 46#液压油，接通电源，进行空顶试顶，顶时应先排空千斤顶内的空气，当出镐和回镐往返 2 个来回正常时即可使用。减阻设备包括注浆和涂腊，注浆设备应靠近工作坑，包括拌浆机，储浆池，注浆泵，储水池；因拌浆机进料口比较高，可在其高度的一半的位置上搭设工作平台，以短钢管做支架，上面排木板，将做触变泥浆的原材料膨润土、工业碱码放在木板之上，上面覆盖彩条布或苫布，以防下雨受潮失效。注浆机采用螺杆式，其进浆口连接的为普通胶管，出浆口
12、连接的为高压胶管。胶管的连接处应用 8#铅丝做紧、降箍两道紧固。高压胶管采用 50（压力 8kg 长 20m），砼管内的注浆干管为 50 钢管，干管之间安装铸铁球阀进行连接，支管为 1胶管，在砼管壁上的注浆孔预埋 1带丝扣钢管，露出管壁 150mm，内设塑料单向止水阀，注浆孔每节管设 4 个，位置沿环向均布。带注浆孔的砼管按每 2 节设 1 个。机头后第 1 节为带注浆孔的砼管。支管胶管和注浆孔及干管联接处用 10#铅丝做箍两道紧固。砼管下管前在地面上应做管外皮刷腊处理，涂腊工作应在管材区进行。具体做法：将石蜡和 10%的柴油混合放在一个铁皮筒里，用火烧，将石蜡融化，并趁热将溶液用羊毛刷均匀刷
13、在砼管的外皮上，冷却后在管外皮上形成一层乳黄色的滑模，要求涂抹均匀，形成隔膜层。为了防止废弃石蜡及柴油污染地面，在石蜡加工区地表摊铺 20cm 厚砂子并配备铁筒，将剩余废弃装入筒中集中处理。对设备的安全管理主要是设专业技术人员小组，24 小时不间断的对起重吊装设备、顶管设备、液压系统进行检查监控。为防止顶铁的崩塌，在顶铁的外围焊接保护钢圈。随时注意顶铁的变形，发现异常及时更换。c、工作坑清底做排水沟当挖至基坑底时（设计的井底垫层下平），用人工清底。坑底四边挖排水沟深 0.3m、宽0.3m，沟内安装 200 无砂砼管，空隙的地方用石硝填充。在工作坑两角处做水窝子，对角布置共计两个，直径 0.8m
14、、深 1m，周圈及底面用红砖干砌，外压草帘子。基坑地面应清平，遇有腐软的地方要挖掉软土回填片石或混渣石料以加固土体。待监理验过基坑底后，进行垫层的施工。d、工作坑垫层的施工混凝土浇筑前，要做好各项准备工作，保证现场的用电、照明、振捣器、振捣棒、平板振捣器能正常使用，以及混凝土溜管连接可靠，无漏口及破损。为保证工程质量和加快施工进度，本工程中所涉及的混凝土全部采用商品灰。混凝土运到现场后，先由现场的施工技术人员和质量负责人对其进行检查，包括观察其外观、测塌落度，待自检和监理检验均合格后方可浇筑，浇筑时混凝土溜管应自始至终垂直垫层的平面。浇筑顺序应先从垫层的中央浇筑，均匀由里向外周圈式扩散。由于垫
15、层的混凝土用量较少，可一次浇齐。振捣时先用平板振捣器将垫层的大面平整一遍，后用插入式振捣棒对垫层的边角振捣，最后瓦工用木抹子对其表面抹平搓毛。浇筑后覆盖塑料薄膜进行养护。混凝土浇筑同时，派专人制作试块。e、工作坑底板的施工根据设计图纸结构井图详图，结合顶管施工工艺要求，本工程内工作坑底板整体满打混凝-_土处理，井室地板按照图纸做配筋处理。钢筋的施工钢筋的下料加工应在地面上的钢筋加工区提前制作，工作坑内绑扎底板钢筋时，先根据图纸给定的尺寸放出底板的宽度边线。底板的长度应按工作坑的长度满铺。因井壁的立筋是预埋在底板中的，所以在绑扎底板筋时将井壁立筋一步下到位，但为顶管施工方便，在顶进方向上的主筋预
16、留出底板 700mm。钢筋绑扎要牢固可靠，无松动。露出底板的部分用钢管做肋横向连接，防止钢筋骨架偏移，钢筋完成后可进行模板施工。 浇筑底板混凝土的施工浇筑施工过程同垫层，但在两根导轨之间应用木抹子抹出一个凹状的流弧来，并使其坡向排水沟以利流水。浇筑混凝土的同时将导轨予埋钢板安装到位，钢板按中线一边五块均匀铺设，钢板尺寸为 500X200mm，厚 10mm。下面焊接 16 钢筋做爪，长 250mm。钢板顶面高程误差控制在 2mm 以内，待底板混凝土强度达到 30%时安装顶管导轨。f、安装导轨导 轨 采 用 重 型 导 轨 ， 安 放 在 砼 基 础 面 上 ， 导 轨 定 位 时 必 须 稳 固
17、 、 准 确 ， 在 顶 进 过 程 中 承受 各 种 荷 载 时 不 移 位 、 不 变 形 、 不 沉 降 ， 两 根 轨 道 必 须 相 互 平 行 、 等 高 ， 导 轨 面 上 的 中 心 标高 按 顶 管 管 内 底 标 高 设 置 。 在 顶 进 中 经 常 观 测 调 整 ， 以 确 保 顶 进 轴 线 的 精 度 ， 导 轨 安 放 前 先校 核 管 道 中 心 位 置 。g、顶管后背处理顶管后背采用整体钢板焊接的后背，后背铁和钢桩之间用 C20 混凝土浇筑，这样使千斤的集中应力传导至后背铁上，最后逐步扩散到后背土体，由土的被动土压力承担。后背铁的摆放垂直度满足规范的要求。后
18、背铁的摆放要对称于管道中线，同时千斤架的摆放满足对称要求，反方向施工顶进以已经顶进的管道为后背，在原有管道的接口处放置大于 10mm 厚的橡胶板，再放环形顶铁一块，保护好原有管口。h、做出洞止水封门在顶进方向出洞口处增加止水封门。止水封门做法，将洞口处的土挖掉并清理干净，形状为内圆外方，内圆直径为管外皮直径加 100mm，外方横向尺寸为以内圆直径加 600mm，高度为管材半径；露出水泥搅拌桩支模，厚度为 300mm，浇筑混凝土。在与水泥桩的接触缝隙处一定要灌满砼，并用振捣棒细致振捣，在距内圆 5100mm 的位置上予埋 16 螺栓，长 350mm，埋入混凝土 200mm，外露 150mm。螺栓
19、间距 150mm，分内外两排，梅花桩交错布置，待混凝土强度达到 50%后，先对封门迎面进行找平，凸起处用錾子剔掉，凹处补高标号水泥砂浆整体找平后，安装环形橡胶板，厚 20mm，内环直径要比管外皮直径小 200mm，外环直径同封门外边尺寸，在环形橡胶板上和螺栓对应的位置挖孔，将环形橡胶板紧紧贴住封门的迎面，并使螺栓从与其对应的孔中露出，再在橡胶板外面压上同厚度同形状的环形钢板（但钢板内环直径为管外皮加60mm，这一点与环形橡胶板不同，其余都同），最后用双螺母拧紧螺栓，将环形钢板和环形橡胶板与封门紧紧顶严，保证破洞后坑外的泥水不会顺着封门与管外皮的缝隙处流进坑内，在封门内与管外皮的缝隙处缠草袋子，
20、并用铅丝固定。i、工作坑内其它设施的安装主顶坑内要布置低压电源插座，以供坑内照明使用，位置应靠近后背墙，以利接线方便。-_在距后背墙 1m 处安装激光经纬仪，安装时应先安装经纬仪特制支架，支架用 40 钢管和5mm 厚的钢板制作，用 14 膨胀螺栓将支架底盘和混凝土基础固定。工作坑内作固定式踏步走道，30#槽钢做主梁和基坑钢桩焊接，将 5X5 的角钢焊在指定位置，在角钢上用 50mm 厚木板卡住，侧面用 50 钢管作为栏杆扶手与槽钢焊接。每个工作坑均做 2 个砖砌的沉砂池（长 2m、宽 1m、高 1m，内设挡水堰），用来将从大口井或从水窝子抽出的水进行沉淀、过滤，水经沉砂池沉淀后通过临时排水管
21、排到附近的市政管网。起重设备安装后，在正式作业前试吊，吊离地面 10CM 左右时检查重物、设备有无问题，确认安全才可正式起吊。起重设备设专人操纵，必须制定并严格遵守安全操作规程；工作坑上的平台孔口必须安装护栏，上、下人的地方设置牢固、方便的爬梯；采用专用的抽风机或鼓风机，通风管道一直通到工作面内；顶管设备安装完毕报监理工程师检验合格后方可进行顶管工作。在工作坑后部设置测量装置，如经纬仪、水准仪等。d. 顶管施工a、顶管顶力计算顶管顶力本次顶管顶进距离较长，地表沉降控制要求较严格，故此需采用泥浆触变法。在顶进过程中必须预先在确定的管道点位向管壁外侧同步注入触变泥浆，以减少侧壁的顶进时阻力并支撑周
22、围的地层。本工程实际最长顶距按 80m 计算，根据地质报告所提供土质为粉质粘土和中粗砂，顶力估算：F2=f2DL式中 f2 采用注浆工艺的摩阻力，根据经验取（412KN）。D 管道的外径（m）L 管道的计算顶进长度（m）则 F2=63.142.8480=4280.448KN。迎面阻力：PF=1/4D12Pt式中：PF 封闭式顶管机头的迎面阻力（KN）；D1 顶管掘进机的外径（m）；Pt 机头底部以下 1/3D1 处的被动土压力（KN/）Pt=Y（H+2/3D1）tg2（45+/2）=19.28(7.4+2/32.88)1.995=358.48KN则 PF=1/4D12Pt=1/43.142.8
23、8 2358.4=2334.101KN因此,顶力由掘进机的迎面阻力和管壁外周摩阻力两部分组成:R8=PF+F2=4280.448+2334.101=6614.549KN。后背承载力计算R=aB（rH2KP/2+2CHKP +rhHKP）-_=2.0X4.0X（18X3.42X2.76/2+2X100X3.42.76+18X3.8X3.4X2.76）=16720KNR 总推力之反力（KN）a 系数（取 1.5-2.5 之间）B 后背墙的宽度r 土的容重（m）H 后背墙的高度KP 被动土压系数为 tg2（45+/2）C 土的内聚力（KPa）h 地面到后背墙顶部土体高度（m）经计算 R/F2=3.9
24、1，满足顶力要求，为保证工程顺利进行防止后背拱起现象，在现场预备H 型钢及打桩机备用。b、设备选用根据设计图纸、工程数量、该地土质情况以及已计算的顶力确定配置以下顶管设备：顶进设备机头 HDK-2000 土压平衡机头 4 套，HDK-1800 土压平衡机头 4 套，头 HDK-1500 土压平衡机头 8 套，HDK-1200 土压平衡机头土压平衡 8 套千斤顶及支架：我公司现有 20 个液压千斤顶（300 吨）最高可满足总顶力 12000KN，双层千斤顶支架、两个高压油泵（32MPa 其中一个作为备用）和高压油管。其中高压油泵是布置在地面上的，液压千斤顶（300 吨）和千斤顶支架布置在主顶坑内
25、，安装时先下千斤顶支架，后下千斤顶，用 8 吨吊车吊装，分两步进行。第一步先安装底层的支架，稳好后安装下面一排的两个千斤顶，第二步安装上面的支架，稳好后再安装上面一排的两个千斤顶，稳好后可用调整垫对千斤顶的位置进行细部调整，使千斤顶顶力的合力点落在管中心下 1/4 管内径处。高压油泵：首先在地面上布置电器控制间（小集装箱），布置在顶坑的侧面，其它各种设备的摆放以不影响测量放线为原则（即尽可能的不要摆在管线的中线上），将高压油泵放进电器控制间内，以利于观察和操纵，各种线路要固定牢靠、易于分辨、查找方便，再安装高压油管将液压千斤顶和高压油泵联接起来，将高压油泵上的油箱灌满抗磨 19#液压油，接通电
26、源，进行空顶试顶，顶时应先排空千斤顶内的空气，当出镐和回镐往返两个来回正常时即可使用。减阻设备减阻设备包括注浆减阻设备和管外皮刷腊减阻设备注浆减阻设备：注浆减阻设备紧靠电器控制间，包括拌浆机、储浆池、注浆泵、储水池。因拌浆机进料口比较高，可在其高度的一半的位置上搭设工作平台，以短钢管做支架上面排木板，将做触变泥浆的原材料膨润土、工业碱码放在木板之上，上面覆盖彩条布或苫布，以防下雨受潮失效。储浆池和储水池用 5mm 厚钢板制成，应紧靠拌浆机，使拌浆和存浆方便。注浆机采用螺杆式，进浆口连接处为普通胶管，出浆口连接处为高压胶管，高压胶管采用 50（压力8 公斤长 20m）。注浆干管为 50 钢管，干管之间安装铸铁球阀进行连接，支管为 1 寸胶管，在混凝土管壁上的注浆孔予埋 1 寸钢管，露出管壁 150mm，内设塑料单向止水阀，注浆孔每节管设 3 个，位置分别在管顶两侧和管顶夹角为 120 的位置上。
