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东风路南段快速化改造工程第三标段下穿创新大道污水顶管施工方案.doc

顶管施工一般需要三班制连续作业，每班人员的配备见下表

顶管施工每班人员配备表

从经济、安全考虑宜采用泥水平衡式顶管的施工方法进行施工。

4.1总体施工工艺流程

DB2102／T 0041-2022 大数据标准体系框架.pdf施工准备→测量放线→深井降水→井坑开挖→工作井施工→后背回填→导轨及设备安装→导轨标高、轴线复测→管道顶进→管内标高、中心线复测→设备拆除→管内压浆孔封堵→闭水验收→基坑回填→竣工验收。

根据施工图纸，计算出沟槽的中心线及边线坐标，利用现场闭合合格的导线点及水准点，采用极坐标法准确放样，放出沟槽开挖线，并用白灰线洒出标记。复核无误后报监理工程师复测，检测合格后，进行下道工序的施工。

由于工作井基坑深度比接收井略深，以下措施和计算均以工作井为例进行设计，接收井按工作井要求进行布置即可。

根据本工程地质勘察报告，地下水埋深一般在1.50～2.80m左右，相对应标高为3.10～3.22m左右，工作井基坑深7.0m。为确保管基底处于干燥无水状态，采用无砂混凝土管井降水法施工。经计算设置2座管井，基坑两侧布置，管井深度16m；

通过测量仪器定出井位，并严格按照设计井位成孔，钻机就位时必须对准所定孔位，机架水平、垂直，井位误差不超过10cm。

采用螺旋钻进工艺，泥浆护壁，旁设置泥浆池，成孔直径为500mm，转进过程中，根据不同的地层合理选用钻压、转速、泵量等技术参数，采用自然造浆护壁，成孔垂直度偏差小于1%。成孔完毕后将孔内泥浆冲净。

3）选管、下管、回填过滤层

成孔后马上下管，防止井孔塌孔。下管前，选择坚固无裂缝的无砂管下在最底处，采用敲击听声法辨别管的质量好坏。用导向架上的钢丝绳将管一根根放进孔内，直至设计深度，要求露出地表20cm左右。

下完管后马上回填过滤层填料，选择粒径在0.3～0.8cm的干净石屑沿井管周边顺序均匀回填捣实，回填过程中保证井管垂直，以免因在某一处集中回填将井管挤向另一侧。井顶离地面1.0m，用粘性土回填至地面，井口要加盖。

下管完毕后要进行洗井，洗井是关键性工序，在滤料填充后进行初次洗井，采用9m³空压机气举法洗井，要从上至下逐层逐节吹洗，将井底泥沙吹净洗出清水为止，以抽至清水为止。洗井时水泵抽水水流要小，以免因井孔底泥浆没淘尽，泥浆比重过大，而井管内的水被抽净后造成井管上浮，抽出的水流应先大后小，先浑后清，必要时可向井管内注入清水，加强洗井效果。

用潜水泵抽水，水泵下至距井底0.15m。开始抽水时水未变清时不准中途停泵，以防含沙量过大造成造成淤积，甚至埋泵。

6）如在开挖过程中发现井点降水未达到预期效果，可在围护内布设轻型井点补充降水。

深沟槽降水计算书详见：管井降水计算书附录1。

1）用全站仪放出污水井的井位，结合污水管线走向用钢尺定出井坑开挖线在开挖前，摸清各种地下管线的详细位置和深度，并标识。

2）待地下水位降至设计水位后，进行开挖施工。

3）采用人工配合机械挖槽，汽车装土现场暂存。工作井和接收井开挖深度均为7米左右。井坑放坡首先按1:0.5，开挖深度为2m时设一道2m宽的台阶，剩余5m按1:1放坡。槽底四周设置30cm深的排水沟，四角设置集水坑。

4）槽边设置安全护栏，护栏采用φ48脚手管，由两道横杆及立杆组成，扣件连接，上横杆离地1.2m，下横杆离地0.6m。立杆间距2m，总长度1.7m，其中埋入地下0.5m。围栏四周用阻燃材质的安全网包裹，安全护栏四周设置警示标志，并根据现场施工情况设置安全通道，悬挂提示标志。

5）机械开挖前必须首先对基槽施工范围内的管线进行探坑，对现有管线做明显标记，在开挖前，由现场施工员向司机及工人进行详细交底。

6）槽边严禁堆土，槽底预留20～30cm 用人工清底，不得超挖。沟槽开挖至设计标高后，挖好排水沟和集水坑。沟槽清槽后约请有关部门联合验槽，合格后方可进行下道工序。

7）在开挖过程中测量人员随时测量监控，确保沟槽坡度、中线位置、断面尺寸槽底高程符合要求。

8）在沟槽底的外侧开挖0.3×0.5m断面的排水沟，四角设直径为0.5m的集水坑，设泵及时将水抽出。

9）开挖时，随时测量监控，保证开挖边坡、基坑尺寸。轴线、槽底的高程达到沟槽验收规定的要求。

工作井、接收井的开挖的边坡稳定性计算详见附录3；

4.5工作井、接收井施工

顶管工作井（外形尺寸为8.2m×5.2m×5.4m），井壁厚60cm；接收井（外形尺寸为7.5m×5.0m×5.3m）井壁厚50cm，均采用C30钢筋现浇混凝土结构。严格按照井设计结构图和有关规范进行施工，基坑开挖时井壁四周的工作宽度为1.m。

依照设计图纸，结合施工现场的地质情况和周围环境条件，确定工作井及接收井采取明挖支护支模现浇法施工方案。施工前采用大口径深井降水，井结构施工时采取全封闭施工。施工期间作好安全与文明施工工作，并配合当地有关部门做好施工期间的交通安全、施工排水等工作。

井室施工分两次浇筑完成，第一步先进行井室底板混凝土浇筑；第二部完成井室墙体混凝土浇筑。

验槽合格后须立即安排浇筑垫层混凝土，用木方做模，用钢钎固定。垫层混凝土厚10cm，采用C15预拌混凝土，罐车运输，采用溜槽入模。平板夯振捣二遍，木抹子成活要求平整，浇筑完成后应及时覆盖洒水养护。垫层混凝土上强度后进行底板基础放样。

4.5.2井室底板施工

（1）施工顺序：弹线→布置底板下层短向主受力筋→布置底板下层长向主受力筋→架立墙立筋→穿置底板上层长向筋→穿置底板上层短向筋→穿置底板上下层网之间拉结筋。

（2）在垫层混凝土上用墨线弹出每根钢筋位置，钢筋的保护层、间距、定位等应和设计图要求一致。按弹出的钢筋位置线，先铺底板下层短向钢筋。再铺上层长向钢筋。严格按施工图和有关规范规定进行绑扎，确保钢筋骨架稳固，绑扎整齐，对必要地方应用电焊焊接加强。

（3）基础钢筋接头位置按照规范要求布置，错开距离≥500 且≥35d，底板上层钢筋标高采用通长Φ20钢筋马凳控制，底层钢筋标高采用混凝土垫块控制，混凝土净保护层厚度40mm，呈梅花形间距50cm布置。在底板筋上绑扎通长钢筋用以固定墙插筋位置。

（4）做好墙体钢筋的预埋，位置准确，数量和间距符合设计及规范要求。

基础模板采用木模，按设计图中给定的尺寸弹出模板安装的基准线，以此安放模板、支撑固定，其模板垂直度采用水平尺贴靠调整。

（1）井室采用C30混凝土，混凝土塌落度按14cm~16cm控制。表面平整度和高程控制要达到规定标准。

（2）采用预拌混凝土，分两层浇筑完成。在浇筑混凝土前，全部钢筋、模板验收合格，积水要清理干净。混凝土搅拌车水平运输、通过滑槽直接入模进行浇筑。采用插入式振捣器振捣密实。混凝土表面做好凿毛并清理干净，以利于与墙身二次混凝土衔接。混凝土浇筑完毕后及时覆盖养护。

4.5.3井室墙体施工

（1）本工程内外脚手架采用扣件式双排钢管脚手架，脚手架主要作为墙体钢筋绑扎和混凝土浇筑的工作平台。外侧支架的底脚衬垫20×5cm木板，立杆纵、横向按1.2m×1.2m间距布置，支架横杆步距1.5m，立竖杆后及时加纵、横向平面钢管固定，竖杆底部设置纵、横向扫地杆。

（2）外脚手架沿井壁四周组成整体框架结构，支架外侧立面设置剪刀撑，沉井内脚手架为满堂。在支架顶部搭设施工平台，平台外围支架加高1.50m，平台上设防护栏及安全网封闭，内外脚手架的作业层均铺脚手板。

（1）严格按施工图纸进行绑扎。侧墙钢筋绑扎的关键是控制好钢筋的搭接位置与搭接长度、钢筋的垂直度与保护层厚度、竖向钢筋顶部的高度。

（2）绑扎前，首先测设高程控制线，支搭内外脚手架，清理预留筋表面灰浆，调整预留筋的垂直度与倾斜度。

（3）侧墙钢筋为双向钢筋网，竖筋在外，水平筋在内，对需接长的钢筋优先采用焊接，电焊工必须持证上岗。钢筋接头位置应在受力较小处并相互错开，搭接长度按设计和规范要求，接头相互错开≥50cm，同一截面钢筋接头率不大于50%。

（4）钢筋接头双面焊缝长度不得小于5d，单面焊焊缝长度时不得小于10d。

（5）内外层钢筋净距布置拉筋控制，垫块与钢筋绑扎要牢固，并相互错开，布距均匀。按照图纸设计要求绑扎洞口加筋。

（6）绑扎后的侧墙钢筋，应稳固不变形，竖向筋保持垂直，横向筋保持水平，特别要注意墙转角处的垂直度与钢筋保护层不超差。

（7）侧墙钢筋绑扎完成后由测量人员定位出预埋穿墙钢套管的位置，技术现场指导工人安装预埋穿墙套管并加固。

（1）模板采用15mm厚竹胶板，先立内模，后立外模。竖肋为10cm×10cm方木间距为30cm，横肋为2根Ф48钢管间距60cm，内外模采用Φ16mm对拉螺杆固定，螺栓水平、上下间距为60×60cm。墙体模板加固采用Φ48×3.5钢管斜向支撑。

（2）在墙身两侧搭设操作支架，绑扎墙身钢筋，拼装墙身模板，支设模板时，在复核墙身、板底标高并校正轴线位置无误后，拉线找直，加以固定。

（3）模板支立好以后，检查模板垂直度、空间尺寸及位置。各种连接件、支撑件、加固配件安装牢固，无松动现象，模板拼缝严密。模板安装完成后及时约请监理工程师验收。

（4）模板接缝应严密合缝，防止振捣砼时发生漏浆现象。

（5）支撑时必须挂垂球，随时校正模板平面位置、平整度和垂直度。

（6）固定在模板上的预埋件和预留孔洞均不得遗漏，安装必须牢固，位置准确。

模板计算详见：模板计算书附录2。

（1）混凝土采用C30商品混凝土。混凝土浇注前质检人员对模板、钢筋进行预检，报请监理工程师验收合格后方可进行浇注。

（2）商品砼应提前预定，并派人检查商品砼的材料质量，商品砼的坍落度必须严格控制，到达现场控制在14～16cm，现场设置坍落度筒，对每一车砼进行坍落度检验。

（3）浇筑采用泵车输送浇筑，浇筑采用分层平铺法，每层厚度控制在30cm～50cm均匀对称浇灌，泵管插入模板内，使混凝土的落差不超过2m，避免混凝土造成离析。选择细心的工人负责振捣，振捣棒应插入下层混凝土5至10厘米，振点移动控制在40cm左右，确保混凝土振捣密实，表面平整。在砼浇筑过程中，应经常观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现有变形、移动时，应及时采取措施进行处理。

（4）振捣时采用快插慢拨的原则，振捣时间控制在混凝土不在下沉，没有明显气泡上升，表面平坦、泛浆为止。

（5）混凝土浇筑完毕后，及时对顶面进行修整、抹平。

（6）成活后的混凝土采用土工布覆盖养护。做好商品砼的浇灌记录和并按规范制作标养试块。

（7）砼浇筑施工时，钢筋、木工班组派人跟班作业，负责本工种的检查、纠正工作。

（1）砼强度达到设计强度2.5MPa时方可拆模，并保证混凝土表面及棱角不受损坏。

（2）模板拆除的顺序遵守后支的先拆，先支的后拆，按自上而下的原则顺序拆模。模板拆除要注意对结构成品的保护，严禁猛砸硬撬，拆撤整体大块模板必须有吊车配合。拆模时，作业人员要站立在安全地点进行操作，以免发生安全事故。

（3）拆下的模板、配件等，严禁抛扔，按指定地点堆放，并做到及时清理、维修和刷涂好隔离剂，以备待用。

（4）拆模以后墙体要继续覆盖养护，养护时间应不少于7天。

4.5.4井室周边回填

根据设计要求，在井室施工完成后，顶管施工前，工作井基坑周边需进行回填压实。项目部拟采用原状土进行分层回填压实，分层厚度20cm，压实度不小于87%。

针对本工程顶管段水文、地质条件及顶管管径较小特点，采用泥水平衡顶管工艺施工。

4.6.1泥水平衡顶管工艺基本原理

泥水平衡式顶管机是利用泥水压力来平衡顶进工作面上的水压力和土压力，通过调节出泥舱的泥水压力稳定开挖面，弃土以泥水方式排放出顶管机，在不开挖地表的情况下，利用液压顶进工作站从工作坑将铺设的管道顶入，从而在顶管机之后直接铺设管道。

4.6.2泥水平衡顶管具有以下优点：

1）适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高以及变化范围较大的条件下也可适用；

2）可有效的保持挖掘面的稳定，对所顶管周围的土体扰动比较小，因此施工引起的地面沉降很小；

3）与其他类型顶管相比，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土、砂土层表现得更为突出，适宜较长距离顶管；

4）工作坑内的作业环境比较好，作业也比较安全。由于它采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、搬运土方等容易发生危险的作业等问题。

5）泥水输送弃土的作业连续不断地进行，其施工进度快，能有效的保证工期。

4.6.3顶管掘进机选型

按土的稳定性系数Nt的计算和对地面沉降的控制要求选择顶管机的结构形式以及地面沉降控制技术措施。

r—土的重度2 × 300MW 机组主厂房工程施工组织设计，本工程取18.04KN/m3；

h—地面至机头中心高度，本处高度5.8m；

q—地面超载，此处无超载，取0；

n—折减系数，一般取1；

Su—土的抗剪强度，本处去10kpa

当Nt≥6时公路工程施工工艺大全-0907，且地面沉降控制要求很高时，需要采用封闭式顶管机头。

针对本工程地质特点，本工程过路段顶管选用目前较为先进的NPD型泥水加压平衡顶管掘进机施工，该机对挖掘面的土压平衡控制精确，操作简易。