沉井、顶管、骑马井施工方案

沉井、顶管、骑马井施工方案内容摘要：

控制沉井不再向偏移方向再倾斜，有意使沉井向偏位的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直到刃脚处中心线与设计中线位置相吻合或接近时，再将倾斜纠正。 19 防止基底可能发生流砂、管涌、隆起的措施 当 沉井下沉时发生流砂、管涌、隆起等情况时，往往是井内水位标高没有控制好。 所以在施工过程中要严格控制井内水位标高，使得井内水位和地下水的压力保持平衡。 中间挖土也不宜挖成锅底形。 穿过流砂层应快速，最好加荷，使沉井刃脚切入土层。 沉井监测保护措施 概述 本工程由于沉井场地条件较差，临近有建筑物和地下管线，对沉井施工造成影响，我们仍将采用适当的监测保护措施，重点是对沉井施工过程中的姿态监测，另外对可能影响到的建筑物和地下管线进行监测。 测量总则 根据业主、设计提供的城市坐标 控制点及标高基准点为依据，对工程所需的轴线及标高进行定位投放。 根据以往的施工经验，沉井结构采用极坐标定位控制轴线形成方格网控制；标高水准测量采用“往返闭合”法测量。 监测方案 在沉井施工中，用监控来指导施工是十分必要的，依靠监控和数据的不断反馈可避免盲目施工、冒险施工。 根据本工程的规模和环境控制的要求，施工监控包括以下内容：沉井下沉深度及井体偏斜量；（降水水位变化）；井底隆起。 在施工中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界等其它因素的复杂影响，很难单纯地从理论上预测工程 中可能遇到的问题，故必须对现场工程进行监测。 监测内容 沉井在施工中必须进行全过程的沉降及扭转监测。 监测工作十分重要，为准确地指导沉井下沉施工，确保施工顺利安全进行，本工程监测措施如下： 在沉井拆模后，在三个仪器监测站相对应处井壁上弹出纵横间距为 200mm 的墨线，引测三个基准点至基坑外侧并加以保护，测量、记录下沉前的各项原始数 20 值，作为今后监测中的原始依据，以便进行分析对比。 从而控制沉井下沉过程中井体的偏斜、扭转量。 井体下沉开挖施工过程中，在基坑周围，以沉井的中心，圆心角为 120 度设置三个监测站。 各监测站架设一台经纬仪，以井壁上的纵向墨线为依据进行井体扭转量的监测，通过测量取得的数据与原始值进行对比分析，以控制井壁的扭转量。 一旦扭转量临近或超过规范允许值，就必须立即采取相应的措施。 沉井下沉的高差控制。 在监测站采用水准仪，以井壁上的横向墨线为依据进行监测。 通过测量取得的数据与原始值进行对比分析，并绘制沉降速率图表，有效的掌握沉井在不同土质层中的下沉速率，要求井体高差控制在 l0cm 之内。 当发现高差值接近控制量，必须立即采取先校正倾斜（在刃脚高处多挖，在刃脚低处少挖）然后分层开挖，做到各施工 区同步开挖，使井体能均匀下沉。 沉井初沉阶段每 2h 至少测量一次，必要时连续观测，及时纠偏；终沉阶段每小时至少测量一次，在沉井接近设计标高 ～ 1m 时，应根据下沉速率适当调整挖土速度，减缓沉井下沉速度，并提高监测频率。 沉井下沉至设计标高，需密切进行沉降观测，在 8 小时内下沉量应不大于10mm 时，方可认为沉井基本趋于稳定。 各监测站对沉井进行全过程沉降、位移监测，汇总数据，分析取得的数据。 沉井下沉过程中的测量资料随偏随纠，当测到沉降偏斜度达到沉井最大允许偏斜度的 1/4 时，立即 采取调整沉井内周刃脚附近挖土的方法进行纠正偏斜，严格地做到控制开挖均衡下沉使井点高差始终控制在 10cm 以内。 监测点安装 沉降、位移观测点安装时需注意对其保护。 地下水位监测点设在基坑边，可钻孔后安装一段带滤孔的 PVC 塑料管，固定并加盖。 监测频率、工作 监测工作由专业人员实施，从挖土开始至地下结构施工完毕。 各监测内容的初始值的获得，其测值次数不少于 3次，沉井初沉阶段每 2 小时至少测量一次，必要时连续观测，及时纠偏。 终沉阶段每小时至少测量一次，当沉井下沉接近设 21 计标高时应加强观测。 具体每 日监测次数按实际施工状况另定。 监测人员对每次的监测数据及累计数据变化规律进行分析，特别是在沉井施工过程中，根据基坑开挖的效果进行综合评价判断。 及时提供沉降、位移观测曲线图，有原始曲线及最新变化曲线、每个地下水位测孔日变化量、累计变化量及当天水位标高。 及时提交监测周报以及测试数据变化走势图。 每个施工阶段提供监测阶段报告，监测工程结束后二周内提供监测总结报告。 报警及处理原则 如果测试数据任一项接近警戒值即向业主、设计、监理、项目部提出告警，提请有关部门关注。 同时一起 参与补救方案的制定和研究。 测试数据任一项超过报警值，应立即口头通知业主、设计、监理、项目部，随即或第二天出书面报警通知。 同时一起参与补救方案的制定和研究。 有关部门得到报警口头通知后或接到书面通知后，应立即汇集监测单位和各方人员进行情况分析，必要时召开专家讨论会，调整方案，采取调整措施。 保证土方连续，按时运输和限制堆放条件的措施 在沉井下沉前就应先察看现场情况，制订运输车辆行走路线和运输时间。 土方外运可以在夜间进行，以尽量减少对交通和环境的影响。 土方外运必须征得有关 渣土管理、交通管理部门的认可并事先办好手续。 施工质量标准 沉井制作尺寸和允许偏差见下表。 项次 项目 容许偏差 1 平面尺寸：长、宽 曲线部分 两对角线差 177。 %，且不大于 100mm 177。 %，且不大于 50mm 对角线长的 1/100 2 井壁厚度 177。 15mm 22 3 井壁垂直度 1% 4 预埋件、预留孔位移 177。 20MM 沉井下沉后允许偏差 A、刃脚平均标高与设计标高的偏差不超过 10CM。 B、沉井水平位移不超过下沉总深度的 1%，下沉总深度小于 10M 时，其 水平位移允许 10CM； C、沉井相互垂直的两直径与圆周交点中任何两点的刃脚底面高差不得超过该两点间水平距离的 1%。 23 二、顶管施工方法 、工程概况 本工程顶管施工主要为Ф 3000 顶管， L=476M，采用“ F”型钢承口式钢筋砼管，楔形橡胶圈密封，顶管施工，管道埋深 ～。 具体情况如下： 序号 顶进方向 管径 mm 长度 （ m） 管内底 标高 m 地面标高 m 备注 1 TSYB71 工作井→ TSYB52 接收井 Φ 3000 476 → → 平曲线（曲率 R=1000） 、工具管选型 、顶管机选型 选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的。 根据业主提供的工程地质勘察说明书显示：顶管主要穿粉砂层，由于本工程中粉砂层土质不均匀，在一定水头的动水压力作用下易产生流砂，管涌等现象，为确保工程质量万无一失，确保工程绝对安全，我公司根据以往施工经验，结合本工程地质条件、施工条件及本工程在市区道路下穿越对沉降要求较高等特点，决定采用 DK式大刀盘土压平衡顶管机，由于该机采用了目前先进的土压平衡原理，除了施工过程中安全可 靠外，对地面建筑物的影响也比较小。 施工时该顶管机是全断面切削，它的切削刀盘和螺旋输送机加在一起切削搅拌面积可达全断面的 100%以上，由于刀盘突出机头表面，而且采用的切削方式，使机头前方形成了空隙，减少了机头迎面阻力，非常适应在本工程土层中的管道顶进。 同时，由于该顶管机采用了单刀切削搅拌刀盘，在切削搅拌过程中它的转矩可自行平衡，因此，不容易产生机体的偏转。 、工具管施工原理及主要特点 ①施工原理 该机型的施工原理是建立在土压平衡理论基础上的。 即：掘进机正面压力与所处土层的地下水压 Pw和土压力 P处于平衡状态； 排土量与掘进机顶进体积的平衡。 该机面板上设有土压力传感器，可精确测量土仓内土压 P，在理论上我们可将 P控制在 Pa～ Pp之间，这样就能达到了土压平衡。 24 Po=Ko178。 γ178。 H Pa=Ka178。 γ178。 H2C√ Ka Pp=Kpγ H+2C√ Kp 其中： Po静止土压力 Kpa Pa主动土压力 Kpa Pp被动土压力 Kpp γ 土的容重 KN/M3 H埋深 Ko静止土压系数，一般取 Ka主动土压系数， tg2(45δ /2) Kp被动土压系数， tg2(45+δ /2) δ 土的内度角℃ C土的粘聚力 Kpa 从实际施工来看，在覆土层较深时，主动土压 Pa～被动土压 Pp的变化范围较大，加上理论计算与实际间的误差，我们一般将施工控制土压设定在 Po177。 20Kpa范围内。 ②特点 A、适用的土质范围非常广泛，几乎从软土到硬土的各种土质都适用，是一种全土质的掘进机。 B、由于采 用了泥土加压的施工原理，因此，它施工后的地面沉降最小，根据我们的施工经验，它的最大沉降量一般不会超过 10mm。 C、由于是干土，弃土的处理比较简单，没有泥水掘进机的二次泥水处理问题。 D、该机适宜在超深的地层中施工。 E、有较完善而合理的土体改良功能。 由于该顶管机具有对土层扰动少的特点，因此该机型在现今使用较广，我们有着丰富成功施工经验、技术成熟、可靠。 、备用工具管 为防止顶管施工过程中，局部地段出现地下障碍物，而使工程进度及施工质 25 量受到影响，为此我公司在必要时将投入 多刀盘顶管掘进机留着备用。 、顶管工作井现场布置 、工作井地面布置 具体参见 《顶管施工阶段平面布置》。 、井内布置 工作井井内布置主要是后靠背、导规、主顶油缸、油泵车、钢扶梯等。 具体参见 《顶管工作井井内布置图》。 、管内布置 具体参见 《管内布置图》。 主顶进系统共有 4 只 200T 单冲程等推力油缸，行程 1500MM，总推力 800T（实际控制顶力为 600T）， 4只主顶油缸组装在油缸架内，安装后的 4只油缸中心位置必须与设计图一致，以使顶进受力点和后座受力都保持良好状态。 安装后的油缸中 心误差应小于 10MM。 主顶液压动力机组由二台大流量斜轴式轴向柱塞泵供油，采用大通径的电磁阀和系统管路，减小系统阻力，油缸可以单动，亦可联动。 主顶系统由 PLC 可编程序计算机控制，并采用变频调速器实现流量的无级调速。 主顶系统操作台设在地面控制室内。 、 管子与接口 管子 根据设计 ,本标段工程所用管节为 ” F” 管， ” F” 管受力性能好，接头稳固性高，接口处止水密封性能好。 管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止“ F”型钢板受压变形。 管材供应：在顶进过程中，管材的供应是非常重要的，如果 供应不及时造成顶进停止，后果是非常严重的，由于机头重量一般较大，长时间的滞留会造成机头沉降，使轴线发生偏差；或已顶好的管子和周围土体粘结，使得摩阻力增大。 26 因此，在开始顶进前，需制定详细周全的供应计划，现场应备有足够余量。 接口 顶进前应对砼成品管、钢套环、橡胶密封圈和衬垫从尺寸、规格、性能、数量等均作详细调查，必须符合标准设计图的要求。 顶进前还必须在现场作试安装，对不合格的砼成品管应予以剔除。 砼管接头的槽口尺寸必须正确，光洁平整无气泡。 橡胶圈的外观和任何断面都必须质密、均匀、无裂缝、无孔隙或凹 痕等缺陷，橡胶圈应保证清洁、无油污，不能在阳光下直晒。 楔形橡胶圈自然周长应与砼顶管槽口周长的 85%，即套上槽口后橡胶圈的伸长率为 15%左右。 橡胶圈应牢固地粘结在砼管的槽口上，粘结强度应以成人用手掌用力沿轴向推橡胶圈，橡胶圈底部粘结面不脱胶、不翘边为合格。 安装橡胶圈时，为保护钢套环，同时便于橡胶圈的安装及粘接质量，我们将制作专门的托架。 具体见附图。 30 00 管道托 架大于40CM 顶管管节在连接前，要在橡胶圈上和套环内壁涂一层硅油作为润滑剂。 其他润滑剂一律不得使用。 楔形 橡胶圈应采用氯丁橡胶圈，主要物理力学性能如下： 27 邵氏硬度（ IRHD） 45~55Mpa 拉伸强度 16 Mpa 伸长率 425% 拉伸永久变形 15% 最大压缩变形（ 70℃ *22h） 25% 老化试验（ 70℃， 7h）拉伸强度降低值 20% 老化试验（ 70℃， 7h）扯断伸长率降低值 30%177。 10% 耐酸碱系数 （酸溶度 20%， 20177。 2℃， 24h） 防霉要求一级 钢套环必须按设计要求进行防腐处理，刃口无疵点，焊接处平整，肢部和钢板平面垂直，堆放时整齐搁平。 衬垫材料为多层胶合 板，其应力 — 应变关系应符合试验曲线要求，误差177。 5%。