1、沉井顶管方案环城南路快速路工程四标段沉井及顶管施工方案编 制 审 核 审 批 沉井及顶管施工方案【1】工程概况1.1工程概况根据环城南路快速路工程四标段规划，将环城南路污水管道规划位置由环城南路南侧调整至环城南路北侧道路红线外。其中WD5-1至WD5段采用承插式污水管道施工，其它段采用顶管施工。序号井编号井规格自然地面标高(m)设计管内底标高(m)道路桩号1WD18000沉井2.820-3.9703+505.7932WD26000沉井3.500-4.0083+515.3703WD2-14WD3800检查井3.000-4.0953+626.4505WD48000沉井2.900-4.1813+73
2、9.6846WD56000沉井2.900-4.231/-4.6003+795.0657WD5-11000检查井2.720-2.5631+3128WD5-21000检查井1.690-2.6161+2779WD5-31000检查井2.580-2.6721+23910WD5-41000检查井2.680-2.7251+20411WD5-51000检查井2.830-2.7821+16612WD5-61000检查井1.080-2.8351+13113WD5-71000检查井2.460-2.8871+09614WD68000沉井3.600-4.7193+948.26115WD6-1800检查井3.600-4
3、.7473+985.87416WD7800检查井3.660-4.8114+069.22317WD86000沉井2.950-4.8814+158.32518WD8-119WD9800检查井2.950-4.9574+255.51420WD108000沉井2.550-5.049/-7.9204+373.50121WD116000沉井2.400-8.0475+0022WE1800检查井3.000-6.5094+935.38623WE27000沉井3.000-6.5674+843.09224WE3800检查井3.500-6.6504+743.09225WE4800检查井2.700-6.7404+643.
4、09226WE55000沉井2.620-6.8304+561.78727WE6800检查井2.850-6.9034+481.24528WE7800检查井2.900-6.9754+373.501如上表，800mm中间检查井9座，1000mm圆形混凝土污水检查井8座，特殊井1座，8000mm沉井4座，7000mm沉井1座，6000mm沉井4座，5000mm沉井1座。施工需d400mm承插口钢筋混凝土管20m，d500mm承插口钢筋混凝土管275m，d1350mm顶管专用管材665m，d2000mm顶管专用管材891m，d2200mm顶管专用管材144m。1.2编制依据混凝土和钢筋混凝土排水管 GB
5、/T11836-2009顶进施工法钢筋混凝土排水管 JC/7640给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-2008积水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069-2002积水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 CECS 138:2002积水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程 CECS 137:2002混凝土结构设计规范 GB50010-2002混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002室外排水设计规范 GB50014-2006积水排水工程管道设计规范 GB50332-2002【2】主要的施工方案环城南路污水管道规划位置由环城南路南侧调整至环城南路北侧道路红线外。此次污水管
6、道施工分为顶管施工和承插式污水管道施工。其中顶管施工工序：搅拌桩施工 沉井施工 顶管施工 检查井施工。2.1搅拌桩施工为确保沉井施工顺利及沉井稳定下沉，施工前需打水泥搅拌桩作为止水帷幕。搅拌桩1采用700mm桩径，以500mm间距打两排桩，水泥掺入量为被加固湿土重的15%；刃脚下打单排700mm水泥搅拌桩2，桩长5m，桩距700mm，水泥渗入量为15%。施工工艺流程图如下：1、施工准备 1)施工前根据设计文件对路基范围内的管线进行调查核实和迁改，对没有迁改而施工中又可能对其造成影响的管线，加强施工防护。2)检查注浆材料配比及高压喷射设备性能。3)根据设计桩位布置图进行桩位布设。4)对基底进行场
7、地平整，做好排水系统。2、施工步骤 1)定位：测量放样，搅拌桩机就位、调平，钻头对准桩位。2)制备水泥浆：待搅拌桩机下沉到一定深度时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。水泥采用425级普通硅酸盐水泥。 3)钻进喷浆：待搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，使钻杆沿导向架向下搅拌切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，此时双轴上的叶片同时正反向旋转搅拌直到设计深度。4)搅拌、喷浆提升：搅拌机下沉到达设计深度后停止下沉，继续搅拌30 s，使桩端水泥土充分搅拌均匀。然后严格按照设计确定的搅拌提升速度提升搅拌机直至预定的停浆面，此时喷浆目的是为了避免喷浆口被堵塞，同时双向双轴搅拌桩机钻杆上叶片正反向
8、旋转，继续搅拌水泥土。5)复搅复喷：为了搅拌充分和提高桩身水泥土强度，应复搅复喷有效桩长的桩身段。6)清洗：向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至干净，并将粘附在搅拌头的松软土清理干净。7)移位：关闭搅拌机，移动至下一桩位。2.2沉井施工该污水管道施工共有10个沉井，详细尺寸见设计图纸，据统计WD1、WD2、WD4、WD5、WD6、WD8、WD11、WE2、WE5九个沉井的井高在7.9m10.267m之间，分三节制作，两次下沉，底节2.5m，第二节3.5m。WD10沉井的井高为,11.5m，分三节制作，两次下沉，底节3.5m，第二节4m，第三节4m。沉井底部砂石回
9、填，浇垫层混凝土C20，池壁、底板和顶板混凝土为C30,S6抗渗砼，钢筋为HPB300和HRB335.施工流程图如下：1、基坑开挖及场地排水沉井在基坑中制作，以减少下沉深度，降低施工作业面。开挖深度约为4m，基坑底部比沉井外边线宽1m，四周挖排水沟、集水井，挖土采用1台挖土机进行，人工配合修坡及平整坡底，挖出的土运到弃土场地堆放。基坑上地面设置排水沟、集水井，以防地面水、雨水流入坑内增加井内土壤的含水量，基坑周围设置维护和安全警示标牌。2、铺设垫层为满足施工需要，基坑底平整后，回填砂石料并夯实，随后浇筑15cm厚C15垫层混凝土，并采用平板振动器振捣密实，垫层表面应严格控制平整度。3、刃脚成形
10、及池壁制作（1）在混凝土层上弹出刃脚尺寸线，然后绑扎钢筋，在其上支设刃脚模板，并设置侧向支撑。 刃脚支撑设置图（2）钢筋施工a、钢筋应有出场质量证明和检验报告单，并按有关规定分批抽取试样做机械性能实验，合格后方可使用。b、根据施工图纸设计要求，钢筋工预先放样，所有钢筋均须按图纸要求进行下料加工成型。c、竖向主筋采用电渣压力焊焊接或套管机械连接，水平主筋接头采用闪光对焊，搭接焊时，应满足相应焊接规范要求。d、池壁上各构件甩筋宜比各构件筋大一级。钢筋遇洞口应弯折、切断，并及加固筋焊牢。e、吊钩用HPB235级钢，不得采用冷加工钢筋。型钢、钢板用Q235号钢，焊条用E43XX型。（3）模板施工本工程
11、模板采用竹胶板。463.5mm钢管支撑。考虑浇注速度快，对模板产生很大的侧压力，采用对拉螺栓加固，防止模板侧向变形，确保模板的整体稳定性，保证砼外观质量。a、模板安装的工艺流程：位置、尺寸、标高复核及弹线 刃脚支模 井壁内模支设（配合钢筋安装） 井壁外模支设（配合完成钢筋隐检验收） 模板支撑加固 模板的检查及验收。b、模板的制作尺寸要求准确，表面平整无凸凹，边口整齐，拼缝严密。模板安装按顺序进行。模板安装应做到位置准确，表面平整，几何尺寸要符合设计和规范要求。 c、单节沉井模板高度较高，混凝土浇筑时对模板所产生的侧向压力也相应较大，为了防止浇筑砼时发生涨膜或者爆模情况，池壁内外模板采用对拉螺栓
12、配置蝴蝶扣件紧固。 d、第一节沉井制作时，井壁的内外模板均采用上、中、下三道撑进行加固，以保证模板的高度及整体稳定性。第二节沉井制作时，井壁内模可采用井内设中心排架及水平钢管支撑的方法进行加固。水平钢管支撑呈辐射状，一端及中心排架连接，另一端及内模的竖向支撑连接。 e、封模前，各种预埋件或插筋应按设计要求位置用电焊固定在主筋或者箍筋上。预留孔洞的加强钢筋及主筋焊接，并保证位置准确。（4）砼工程a、砼浇筑采用泵送布料入模的方法，每节沉井砼浇筑必须连续完成，不得留置施工缝。b、砼浇筑应分层进行，每层浇筑厚度控制在30cm左右。c、振动器插点要均匀排列，防止漏振过振，且应尽量避免碰撞钢筋、预埋管件等
13、。d、为了防止模板变形或者地基不均匀下沉，沉井的砼浇筑应对称均衡下料。e、上下节水平施工缝加设钢板止水带。支设第二节沉井的模板前，安排人员凿除施工缝松动的石子，并冲洗干净。在浇筑前，施工缝处应先铺一层及砼配合比相同的砂浆，其厚度为20mm。f、砼初凝后及时采取养护措施，可对砼表面覆盖和浇水养护。g、C30，S6抗渗砼，水灰比不大于0.5，砼的总含碱量不大于3kg/m.水泥用量不得少于300kg/m，氯离子含量小于0.1%。h、底板及顶板应一次连续浇捣，不得留施工缝，并要随打随抹，砼浇捣过程中，应保证钢筋位置及底板的平整度，浇注底板后浇层前将底板表面凿毛。i、池壁浇筑时，应分层交圈，连续浇注，并
14、且必须保证钢筋砼的保护层厚度。4、沉井下沉施工下沉准备工作 挖机就位 井内排水、降水 边下沉边观测 纠偏措施 沉至设计标高 核对标高、观测沉降稳定情况 井底设集水井 铺设井内封底垫层砼。该污水管道施工共有10个沉井， WD1、WD2、WD4、WD5、WD8五个沉井，一次下沉至设计标高。WD6、WD10、WD11、WE2、WE5五个沉井，分2次下沉，第一次从起沉标高下沉5m，第二次下沉至设计标高。（1）砼浇筑前，按结构图工艺图，机管预留预埋图及电气预留预埋图，共同核实预留洞口及预埋件位置，避免缺漏错，图中所有穿墙套管，预留孔洞及埋件等都应在砼浇筑之前按图示位置做好，严禁事后开凿。（2）井内挖土应
15、根据沉井中心划分工作面，挖土应分层、均匀、对称的进行。挖土要点：先从沉井中间开始逐渐挖向四周，然后再沿沉井井壁向刃脚方向逐层、对称、均匀的挖土。（3）井内挖出的土方应及时外运，不得堆放在沉井旁，以免造成沉井偏斜或位移。（4）沉井下沉过程中，应安排专人进行测量观察。当沉井每次下沉稳定后应进行高差和中心位移测量，每次观察数据均须如实记录，以便进行数据分析和资料管理。（5）沉井时，如发现有异常情况，应及时分析研究，采取有效的对策措施：如摩阻力过大，应采取减阻措施，沉井连续下沉，避免停歇时间过长；如遇到突沉或下沉过快情况，应采取停挖或井壁周边多留土等止沉措施。（6）沉井下沉接近设计标高时，井内土体的每
16、层开挖深度应小于30cm或更薄些，以避免沉井发生倾斜。沉井下沉至离设计底标高10cm左右时应停止挖土，让沉井依靠自重下沉到位。（7）在井体下沉过程中，地下水位应保持在坑底以下500mm。（8）当沉井下沉至设计标高时，应特别加强观测，待8h沉井自沉累计不大于10mm时，方可进行封底，但此时井体的刃脚标高、位移和倾斜均应在规范允许偏差范围之内，并经监理工程师检验合格后方可进行封底验收。5、沉井封底由于采用干封底的方法，所以在位于沉井中心设置渗井一个。先将沉井内土整成锅底形，自刃脚向中心挖放射形排水沟，使井底的水都汇集到水井中，用潜水泵排出，使地下水位保持低于井面50cm。沉井沉至设计标高，经观测稳
17、定后，刃脚砼凿毛处应洗刷干净，然后回填土石屑并分层夯实。垫层采用1100mm厚C20级砼。6、底板浇筑封底后进行底板浇筑，底板应一次连续浇筑，不得留施工缝，并要随打随抹；砼浇捣过程中，应保证钢筋位置及底板平整度；底板应预留若干透水孔，待顶管施工完工后方可封堵严密，并尽快回填素土，以防浮力影响，确保施工安全。7、基坑回填待井体顶板钢筋砼到达设计强度后，方可回填粘性土，分层夯实，并满足道路施工的要求。2.3顶管施工连接沉井的顶管管径为1350mm、2000mm、2200mm三种。施工流程：沉井中心线测量放样 安装顶机架及主顶装置 管机顶进，吊下一节管节 管节顶进 顶完第一节管，吊下一节管 管节拼装
18、 同上继续再顶直至出洞，顶管机及管节分离。1、顶管设备安装（1）安装轨道导轨采用装配式导轨，安放在砼基础面上，导轨定位后，必须稳固正确，在顶进中承受各种负荷载时不位移，不变形，不沉降，导轨安放前应先复核管道中心位置。两根导轨必须相互平行，等高，导轨面的中心标高应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。导轨的坡度应及设计管道坡度相一致。导轨采用轻型导轨，由钢轨、横梁和垫板组成。(2)设置承压壁承压壁应承受和传递全部顶力，必须具有足够的强度和刚度，可用方木和型钢或砼。（3）安装主顶设备主顶设备由以下部分组成：a、组合千斤顶，b主顶千斤顶2只c、油泵站及管阀。2台千斤顶应
19、共同作用，规格一致，行程同步，每台千斤顶的使用压力不大于额定工作压力，油路必须并联，每台千斤顶均备有独立的控制阀。油泵设置在主千斤顶处，油管安装应顺直，减少弯角，接头不漏油，油泵应在雨棚内工作。顶铁必须符合要求，刚度大，受力后无变形，相邻面垂直，排列不扭曲，单块放置稳定性好，连续部位不脱焊，不凸面，及导轨的接触面必须平整，顶进前滑动部分应抹油润滑。（2）安装顶管机头顶管机头用的尺寸和结构应符合要求，在吊入顶进坑前应作详细的检查。顶管机头用汽车吊安装，卸机头时应平衡，缓慢避免冲击、碰撞，并由专人指挥。机头安放在导轨上后，应测定前后端的中心方向偏差和相对高差，并作好记录，机头和导轨的接触面必须平衡
20、、吻合。2、顶进开始顶进前全部设备经过检查，并经过试运转顶管在导轨的中心线、坡度和高程应符合规定，方可开始顶进。工具管切入土体后应严格控制其水平偏差不大于规范要求。工具管及第一节管连接时，其尾部至少须搁在导轨上20cm30cm，并立即进行砼管的连接。开始挖土前，应先将刃口部分切入周边土体中，挖土程序自上而下分层开挖，严防正面塌方。挖土当遇到地下障碍物，应在采取安全措施条件下，先清除后予以继续顶进，如遇特殊情况，应及时采取应变技术措施。管道内土通过机顶设备再次顶进，将管内泥土顶出管道外面。3、测量顶管必须按照设定的管道中心线和工作井设置的地面和地下测量基准点进行控制，控制点应设在不易扰动，视线清
21、楚，方便校核的地方，并加以保护。顶进坑内应设置临时水准点，顶进轴线由设计管道中心通过经纬仪引入坑内，然后对中观测。地下导向采用经纬仪，在顶进的过程中，操作者随时可以得到偏差值，保证顶管方法的精度要求。在布置工作井后方的测量仪基座时，必须避免由于顶进内沉井受力使得仪器座产生位移或变形。4、顶力计算根据给水排水管道工程施工及验收规范6.3.4公式：Fp=DLfk+NfFp最大顶进阻力 fk管道外壁及土的单位面积平均阻力L管道长度 D管道外径Nf=（D-t）tRR挤压阻力，按规范取400KN/ t工具管刃脚厚度，取0.2mD2200管，外径D=2.56m，该段管道长140.9m，处于黏土层，按规范取
22、fk=3KN/，Nf=592.8KNFp=2.56m140.9m3 KN/+592.8KN=399.1T该段最大顶进阻力为399.1T，符合设计允许最大顶力要求。D2000管，外径D=2.32m，最长段管道长216.6m，处于黏土层，按照规范fk=3KN/，Nf=532.5KNFp=2.32m216.6m3KN/+532.5KN=526.6T该段最大顶进阻力为526.6T，符合设计允许最大顶力要求。D1350管，外径D=1.57m，最长段管道长292.3m，处于黏土层，按照规范fk=3KN/，Nf=344.1KNFP=1.57m292.3m3KN/+344.1KN=466.7T该段最大顶进阻力
23、为466.7T，符合设计允许最大顶力要求。2.4中间检查井施工该段污水检查井采用800砼污水检查井，应严格按照标准图纸施工。施工流程：砼检查井的预制 放样开挖 砼检查井的安装 养护验收预制装配式钢筋砼检查井构件的安装要求：a、吊装构件时要求施工现场有足够的吊装作业空间。b、安装时各构件接头处要清理干净，保证井体安装平顺。c、橡胶条的安装必须平整、圆顺、严密。d、构件运输及吊装的砼强度应符合设计规定。e、构件安装允许偏差应符合相关规定。2.5承插式污水管道施工承插式污水管道的施工流程如下：管道开槽 管道基础施工 管道安装砌筑检查井 闭水试验回填1、管道开槽 污水管道工程采用挖掘机挖掘，首先按设计
24、沟槽中心线放样，然后根据排水管尺寸，再根据管道埋深及土质情况，综合确定放坡系数，并用灰线洒出边线。 机械挖槽，严禁超挖，随挖随进行测量，并在设计槽底高程以上保留安全量改由人工清挖。沟槽开挖完成后，请监理工程师进行验收，合格后进行下道工序。注意要点：（1）根据管线位置、土质、地下水情况及现场条件，来确定管道沟槽断面形式。（2）沟槽弃土应随出随清理，施工开槽时，槽底禁止扰动，尽量保持原状土，在开挖至接近设计标高时，勿用机械开挖，采用人工清槽，不允许超挖。如遇局部超挖或发生扰动，换填粒径10mm15mm的天然级配碎石。（3）沟槽开挖过程中及成槽后，槽顶应避免出现振动荷载，成槽后应尽快完成管道基础和敷
25、设管道等工作，避免长时间晾槽。（4）本工程管道位移在地下水位以下时，施工过程中应将地下水降至槽底0.5m。 2、管道基础施工根据岩土工程勘察报告，管道基础位于淤泥质土土层范围内，不宜直接作为浅基础，根据荷载情况选择换土垫层或水泥搅拌桩等地基处理措施。方法如下：（1）承插口钢筋砼管采用300mm碎石垫层，上铺300mm厚浆砌片石，加180度砼基础，碎石垫层和浆砌片石的槽沟宽度为在砼基础两侧各加200mm。砼基础每隔10m做沉降缝。（2）当管道开槽槽底标高座落于淤泥层之上时，且下挖0.5m以内为原状土，则换填碎石至管道基础底部，压实度由压实遍数控制，遍数由现场试验确定。以压实层顶面稳定无轮迹，嵌挤
26、紧密，重轮碾压不松动，表面平整为度。换填宽度应及沟槽底宽一致，再按管道基础施作。当管道开槽槽底标高座落于淤泥层之上时，且下挖0.5m后，仍为淤泥，则应抛石块挤淤，石块间用碎石、石粉填严，至管道基础底部，换填宽度应及沟槽底宽一致，压实度由压实遍数控制，遍数由试验现场确定。以压实层顶面稳定无轮迹，嵌挤紧密，重轮碾压不松动，表面平整为度。再按管道基础施作。3、管道安装（1）安装前的准备工作 a、下管前，必须按产品标准逐节进行外观检验，不符合标准者严禁下管。b、管道连接必须对连接部位清理干净。c、承插连接的管道按规定选配合理的胶圈，套入插口端部，试其松紧度是否合适应做到松紧适中、平整、顺滑、无扭曲。d
27、、做好工序交接验收，如垫层的平整度、高程、厚度、密实度及排水沟的完好程度、土基有无坍松等。 （2）下管时要将管道一字排开，尽量做到一次就位，以减少槽下滑动。（3）承插口钢筋砼管安装时，应保证管道均匀对接。管段安装时，顶拉速度应缓慢，保持两管中心线对准，间隙均匀，应派专人查看胶圈滚入情况，如发生滚入不均匀应停止顶拉，调整胶圈位置后再继续顶拉，使胶圈达到工作位置。管道安装后应采取措施，防止管道回弹。每节管道安装就位后，应立即测定高程中心线，间隙量等质量指标，如不符合要求，应及时采取纠正措施。（4）钢筋砼承插口管采用橡胶圈接口，管道接口施工时应使胶圈压缩均匀，避免出现胶圈扭曲、接口回弹等现象。（5）
28、承插口管道安装，在一般情况下插口插入方向及水流方向一致，并由下游向上游一次安装。4、污水检查井施工 该段污水检查井采用D1000圆形砼污水检查井，应严格按照标准图施工。施工工序：垫层砼 基础砼 管顶面以下侧墙砼浇筑 流槽砌筑 管顶面以上砼浇筑 塑钢踏步安装 砼盖板浇注 预制砼井筒安装 铸铁井盖安装抹面、勾缝、座浆、抹三角灰均用1:2防水水泥砂浆。井内外墙用1:2防水砂浆抹面至井顶部，厚20mm。5、管道闭水试验根据规范要求，污水管道必须做闭水试验。闭水试验应考虑以下几点： （1）闭水试验应在管道填土前进行。 （2）闭水试验应在管道灌满水后经24h后再进行。 （3）闭水试验的水位，应为试验段上游
29、管道内顶以下2m。如上游管内顶至检查口的高度小于2m时，闭水试验水位可至井口为止。 （4）对渗水量的测定时间不少于30min。 6、沟槽回填 （1）管道敷设后应立即进行沟槽回填，在密闭性检验前，除接头部位可外露外，管道两侧和管顶以上的回填高度不小于0.5m，密闭性检验合格后应及时回填其余部分。（2）回填时沟槽内应无积水，不得带水回填，不得回填淤泥、有机物和冻土，回填土中不得含有石块、砖及其他杂硬物体。（3）井室周围的回填，应及管道沟槽回填同时进行，不便同时进行，应留台阶形接茬，井室周围回填压实时应沿井室中心对称进行，且不得漏夯，回填材料压实后应及井壁紧贴。（4）回填材料及密实度要求管道两侧及管顶500mm范围内的回填材料采用级配碎石（最大粒径不超过25mm）或宕渣，回填应由沟槽两侧对称回填。回填要求及压实度必须严格按照相关规定执行。【3】主要资源计划根据总体施工进度计划的安排以及目前施工现场的进度情况，拟投入充足的人员和机械设施。3.1主要现场劳动力计划现场劳动力计划表序 号工 种人 数备 注1技术主管1技术管理及技术总结2技术员2现场技术管理及技术资料收集3工长1施工组织安排及劳动力调配4质检员1质量督促、检查5试验工程师1砼配制、钢材检验等6安 全 员1安全、文明施工检查7环保员1环保监督检查8顶管工10支架搭设
