宁波市大工业供水工程施工组织设计(编辑修改稿)

宁波市大工业供水工程施工组织设计(编辑修改稿)内容摘要：

时，应及时纠偏，外刃脚土塞部分土体易涌进，不准冲挖，终沉阶段是沉井的关键时刻，故一定要加强观测，测量在最后阶段应每隔不少于 1 小时，提供一份测量报告，严格控制沉井的下沉速率。 ② 一旦沉井刃脚踏面标高达到设计要求的标高并上抛 20cm后，应立即停止取土，用大石块抛填在刃脚下，测量密切注意观测，8 小时内沉井下沉不大于 10mm，即为刹车成功，沉井施工到位后，测量要求每隔 4～ 6 小时观测一次四方向高差。 E 井点降水 大口径井点降水是本次施工中一道关键的工序，在沉井施工过程中，井点必须保持完好，能正常降水，并要加强降水工作的管理，做到万无一失。 沉井降水的要求： ① 在沉井 的初始阶段，水位要求降到标高－ 左右（相对标高）。 ② 在沉井正常下沉阶段，水位要保持与刃脚踏面低 3～ 4m，并随着沉井的下沉而不断变化。 ③ 在沉井终沉阶段前 1 小时，要求降水设备满负载降水，水位基本上比刃脚踏面低 以上。 沉井的封底和底板施工 本次沉井采用排水封底的方法施工。 （ 1）将新老混凝土接触面冲刷干净或打毛，对井底进行修整使之成锅底形，由刃脚向中心挖放射状排水沟，填以卵石作为滤水暗沟，在中间设 1 个集水井，深 2m，插入φ 600mm 四周带孔眼的钢管，四周填以 卵石，使井底的水流汇集在井中用潜水泵排出，保持地下水位低于基底面。 （ 2）浇筑应在整个沉井面积上分层，同时不间断地进行，由四周向中央推进，每层厚 30cm，并用振捣器捣实。 （ 3）混凝土采用自然养护，养护期间应继续抽水。 待底板混凝土强度达到 70%后，对集水井封堵。 （ 4）集水井的封堵方法：将滤水井中水抽干，在套管内迅速用干硬性的高强度混凝土进行堵塞并捣实，然后上法兰盘用螺栓拧紧或四周焊接封闭，上部用混凝土垫实捣平。 沉井纠偏措施 A 在沉井下沉过程中，如发现有块石等障碍物时，必须及时清除 ； B 及时回填并密实井周围塌陷土体区域，保持沉井四周受力均匀； C 在沉井出现高差位移时，采取井内偏心取土。 沉井下沉风险控制措施 （ 1）下沉过快： A 减少吸泥量，或暂停吸泥，待下沉正常后恢复吸泥； B 在沉井外壁填充粗糙材料，或将井外土夯实，加大摩阻力； （ 2）沉不下去： 沉井外侧迎土面预埋触壁泥浆套用以摩阻力过大时压入浆液减小摩阻力，促使下沉。 （ 3）沉井倾斜 A 加强沉井过程中的观测及资料分析，发现倾斜及时纠偏； B 高处多取土，低处少取土； C 在刃脚低的一侧适当 回填砂石，延缓下沉速度。 （ 4）突沉 A 采用小锅底施工； B 如因管涌引起，立即停止吸泥，并向井内注水，稳定沉井。 （ 5）流砂、管涌 A 采取有效的降水措施； B 穿过流砂层应加快下沉速度； C 向井内注水，压住水头，转入水下吸泥。 沉井质量要求 （ 1） 沉井制作尺寸偏差： 平面尺寸中长、宽： 不大于 177。 %，且不大于 100mm； 平面尺寸中两对角线差不大于 1%对角线长； 钢筋混凝土井壁厚度不大于 177。 15mm。 （ 2） 沉井下沉完毕后的高程、位置偏差： 刃脚平均高程与设计高程 偏差： ≤ 100mm 刃脚平面轴线位置偏差： ≤ 下沉总深度的 1% 沉井四角任何两角的刃脚面高差：≤两角水平距离 1%，且≤ 300mm 钢顶管施工方法及技术措施 D2200 钢顶管分别长 49 米及 59 米，管顶覆土深度为 米，钢管板材为 Q235B，壁厚 26mm，坡口采用“ X”形，根据工作井长度及施工设备，一般管节长度定为 6 米，并根据管道长度制作特殊管节；顶管施工顶力不大于 2500KN，需要采取泥浆减阻及接力顶进措施减小顶力；在管道顶进结束后，对管道与土体间空隙用双液浆（水泥浆加水玻璃）进行填充加固，并对 预留洞进行加固处理；管道管内工作压力 ，试验压力。 钢顶管施工工艺流程 测量放样 安装机架、后靠、主顶装置 安装水力机械系统及辅助设施 设备调试 出洞 顶管机顶进，吊放过渡段 顶进 吊放中继顶及设备段，顶进 吊放第一节钢管，与设备段焊接 吊放第二节管节，拼装，整形，焊接，测量 继续顶进直至完成 顶进机进洞，管道清理，注浆加固 顶管机械设备选型 本工程暂无地质资料，根据以往施工经验， 选用大刀盘土压平衡顶管机施工。 （ 1）大刀盘土压平衡顶管机 A 工作原理 根据土压平衡的基本原理，利用顶管机的大刀盘切削正面土体，使进入机头土压仓内的土体压力抵抗开挖面的水土压力，稳定土体。 以顶管机的顶速 (即切削量 )为常量，螺旋输送机转速 (即排土量 )为变量进行控 制，使土压仓内的土体压力与开挖面的水土压力保持平衡，保障开挖面的土体稳定，控制地表的隆起和沉降。 B 结构特点 本机采用二段一铰承插式结构，在铰接处设置二道具有径向调节功能的密封装置，泥浆套厚度 10mm；设有液压驱动刀盘，变频调速，控制刀盘 的转速，并有 3 只土压传感器，可显示正面土体压力值。 纠偏系统用 8 只双作用油缸，编成 4组，与坐标轴线呈 45o布置，纠偏角α =177。 2o，纠偏油缸行程 S=55mm。 在顶管机二段壳体之间设有止转装置，可防止壳体在顶进中发生相对转动。 螺旋输送机采用径向出土，电驱动形式，变频调速，根据正面土体压力值大小，控制螺旋输送机排土速度，保持土压平衡。 （ 2）主顶装置 主顶装置由底架、油缸组、顶进环、钢后靠及液压动力站等组成，是顶管施工的重要组成部分。 A 底架 主要承载顶管机、管节、顶环、中继顶之用，底架为拼装式钢结构件，可根据不 同系列顶管工程组装而成。 底架设置 8 只微型千斤顶，每只重量 100KN，可以调整底架高度达到设计尺寸；底架前端和两侧设置10 只水平支撑，能将底架与井壁撑实，防止底架移位。 底架上部设置内外两付轨道，左右对称分布，内轨道作顶管机、中继顶、管节的承载之用，外轨道则为顶进环行走之用。 B 油缸组 油缸分两组，按设计顶力配置 4 只 200 吨油缸，并用可分式结构的支坐固定，左右对称分布，并用连接梁连成一体。 C 顶进环 由顶环和顶座组成，顶环用螺栓固定在顶座上，顶座底部设置 4 只滚轮，放于外侧轨道上可往复运行。 顶进时顶环伸入管节尾部 ，起对中及向导作用，并传递油缸的顶力，使管节受力均布。 D 钢后靠 主要承受油缸顶进时的反力，并将其均匀地传递到工作井壁，避免井壁因受力不匀而碎裂。 钢后靠的受力区域设有加强筋，应尽可能与主顶进油缸对准。 钢后靠安装时应与顶进轴线保持垂直，与井壁留有约 10cm空隙，并用素砼充填捣实。 E 主顶装置液压系统 液压泵站选用 63SCY141B 手动变量轴向柱塞油泵，并配备 Y180L6型电机。 通过变频调速可自动改变油泵的流量，根据顶进时工况要求及时控制主顶油缸的顶速。 F 主顶装置技术参数 油缸尺寸： D d L=DN325 DN280 2655mm 油缸数量： 4 只 油缸行程： S=3500mm 装备顶力： Fmax=8000kN(Pmax=) 顶进速度： V=0~80mm/min （ 3）过渡管 钢顶管施工时，由于每节钢管用电焊焊接成一个整体，顶管机在纠偏时势必造成后继的钢管灵敏度较差，轴线难以控制，为此在顶管机后面设置一只过渡管，承插式安装，增强纠偏效果。 由于采用土压平衡顶管机施工，螺旋输送机出土，水力机械化输送，过渡管兼做泥水混和箱。 （ 4）中继顶装置 A 中继顶装置的结构特征 中继顶采用二段一铰可伸缩的套筒承插式结构，偏转角 α =177。 2186。 ，端部结构形式与所选用的管节形式相同，外形几何尺寸与管节基本相同。 在铰接处设置二道可径向调节密封间隙的密封装置，确保顶进时不漏浆，并在承插处设置可以压注 1 号锂基润滑脂的油嘴，以减少顶进时密封圈的磨损。 在中继间的铰接处设置 4 只注浆孔，顶进时可以进行同步注浆，减小顶进阻力。 B 中继顶装置主要技术参数 油缸尺寸： D d L=DN168 DN140 650mm 油缸数量： 8 只 油缸行程： S=300mm 装备顶力： Fmax=4000kN( Pmax=) C 中继顶的使用 本工程顶管工作井设计顶力 2500KN，经过计算并结合以往类似工程的施工经验，均需设置一只中继顶，布置在过渡管后面，采用承插式结构安装，设备段布置在中继顶后面，第一节钢管与设备段尾部用电焊焊接，这样顶进部位便形成六段五铰形式，利于钢顶管施工。 中继顶的液压油路经过技术处理后，将 8 只油缸分成 4 个区域，与顶进轴线呈 45186。 布置，由 4 只高压球阀单独控制，既可使 8 只油缸全部伸出将顶管机顶出，又可使每个区域内的 2 只油缸同时动作，与顶管机的纠偏系统结合起来，实现二维空间的同步纠偏，确 保顶进轴线的正确控制。 完成顶进施工后，中继顶可随顶管机等设备一起回收，重复利用，具有较好的经济效益。 E 顶力计算 顶管机正面阻力： E 顶力计算 顶管机正面阻力： Pt =r(H+2/3D)tg2(45o+Φ /2) =(+) tg2(45o+ o /2) =178KN/m2 N =1/4π D2Pt =1/4π 178 =709KN 49m 管道摩阻力： F 阻 =fπ D1L =6π 49 =2079KN ∑ Fmax=N+F 阻 =709+2079 =2788KN2500KN(设计顶力 ) (5)设备段 设备段为承插式钢结构件，原本布置在顶管机后面，机头的动力设 备均设置在设备段上。 由于采用水力机械化排泥方式和中继顶的特殊使用，因此设备段布置在中继顶的后面，与第一节钢管连接。 顶进设备安装 A 把地面上的测量控制网络引放至工作井内，并建立相应的地面控制点，便于顶进施工时进行复测。 B 工作井内测量放样，精确测放出顶进轴线。 C 安装顶进后靠，顶进后靠的平面应垂直于顶进轴线，后靠与结构砼之间的空隙要用砼充填密实。 D 安装主 顶装置和导轨。 先将它们大致固定，然后在测量的监视下，精确调整它们的位置，直至满足要求为止，随即将它们固定牢靠。 E 工作井内的平面布置。 搭建井内工作平台、安装配电箱、主顶动力箱，控制台等，敷设各种电缆、管线、油路等。 井内平面布置要求布局合理，保证安全。 F 地面辅助设备的安装及平面布置。 辅助设备主要有拌浆系统、供电系统、泥水系统等安装及调试，此外还有管节堆场、泥浆箱、安全护栏等设施的布置。 G 地面辅助工作及井内安装结束后，吊放顶管机，接通电气、泥水、监控、液压等系统，进行出洞前的总调试。 出洞时的技术 措施 在顶管机出洞前必须先在洞门两侧 3 米范围内进行井点降水，在工作井洞口安装双层橡胶止水装置，其作用是防止顶管机出洞时正面水土涌入工作井内，另一作用是防止顶进施工时压入的减阻泥浆流失，保证能够形成完整有效的泥浆套。 顶管机出洞 A 在测量人员的配合下，安装洞门密封装置，使其与井内预留洞口保持同心。 B 在预留洞内安装顶进轨道，凿除洞口砖墙。 C 将顶管机顶入止水圈内，至千斤顶行程伸足。 D 在顶管机尾部烧焊限位块，防止主顶缩回时，顶管机在正面土体 作用下退回。 E 缩回主顶油缸，吊放过渡管。 F 割 除限位块，继续顶进。 顶进施工 出洞。