沉井顶管专项施工方案

1、目 录第一章 工程概况与编制依据1第一节 工程概况11、工程概况12、 工程水文地质条件1第二节 编制依据2第二章 施工部署4第一节 施工计划4第二节 施工机械设备4第三节施工平面布置图4第三章 沉井施工方案5第一节 沉井计算51、混凝土垫层和砂垫层计算52、沉井下沉计算63、沉井接高稳定计算8第二节 沉井施工技术流程91、 测量放线92、基坑开挖93、垫层施工94、沉井分节高度105、刃角支垫106、脚手架搭设107、钢筋制作108、模板安装119、混凝土浇筑1210、沉井下沉1311、浇筑封底混凝土14第三节 沉井施工控制措施141、沉井纠偏措施142、沉井下沉控制措施15第四章 双轴搅拌

2、桩施工16第一节 双轴搅拌桩方案选取16第二节双轴搅拌桩施工方案171、施工参数172、双轴搅拌桩施工工艺172.1 施工准备172.2旋喷法施工流程图182.3 施工方法182.4 施工注意事项19第五章 顶管施工方案20第一节 顶管方法的确定和技术选择20第二节 顶管计算221、管道总顶力计算222、中继间的数量确定223、中继间的布置234、钢管允许顶力计算235、后背墙的计算24第三节 顶管施工工艺流程251、顶管工艺流程252、施工准备253、设备安装264、顶管顶进274.1平面布置、井内布置及管内布置274.2出土方案284.3后靠背导轨及后顶的安装284.4穿墙方案284.5泥

3、水系统的安装294.6顶进开始调试阶段294.7顶进过程中的方向控制294.8顶管动力、照明配套304.9、钢管的焊接304.10 注浆减摩324.11、中继间的使用334.12 设备维修及保养354.13、长距离供电、照明和监控365、特殊管段施工365.1过河段施工365.2穿越房屋段施工37第四节 顶管施工控制措施391、导轨偏移防治措施392、掘进机出洞防磕头措施393、洞口止水圈撕裂或外翻预防措施395、主顶油缸偏移处理措施406、管道抗扭转措施407、不良地层事故处理技术措施418、顶管机头旋转预防措施419、顶管轴线控制措施41第六章 安全文明施工措施42第一节 安全生产保证措施

4、421 安全生产管理机构422 安全生产保证体系43第二节 安全生产目标44第三节 安全技术保证措施441 场地布置安全设施452 基坑施工46第四节 顶管施工46第五节 操作人员个人安全防护48第六节 机械安全措施48第七节 安全用电措施48第八节 对易燃、易爆物品的保管和使用的安全措施49第九节 预防工伤事故的安全措施49第十节 安全教育49第七章 文明施工及环境保护49第一节 环保目标49第二节 建立健全强有力的环保体系50第三节 噪音控制措施50第四节 大气控制措施51第五节 保证施工期生态环境及保护周围环境的措施51第六节 夜间施工措施51第八章 应急预案52第一节 应急预案的方针与

5、原则52第二节 应急预案工作流程图52第三节 应急救援组织机构及职责53第四节 应急预案组织管理措施54第五节 紧急事故处理程序54第六节 主要的应急措施和预案561物体打击事故应急预案562触电事故应急预案573焊接中毒59第七节 抢险物资及机械设备的准备60沉井、顶管专项施工方案第一章 工程概况与编制依据第一节 工程概况1、工程概况本项目为改造工程，南北岸设工作井与接收井。工作井设在运河南岸，距拓宽后的河岸约15m，平面尺寸13.2m13.6m，深16.8m；接收井设在运河北侧，位于村庄农田内，平面尺寸10.6m10.1m，深14.2m，均采用沉井形式，钢筋混凝土现浇，分节浇筑两次下沉。在

6、工作井南侧和接收井北侧，分别设置原水输水管dn1600/dn1400管道的联络、切换阀门（井）。在运河北侧，现有厂房北部设置顶管接收井，两井之间距离280m；过河顶管段为2*dn1600顶管，管道水流方向自北向南，管道压力等级为1.0mpa；本顶管工程设计使用年限：50年；顶管中心标高为-7.700m，京杭运河底标高为-3.200m，最低水位标高0.600m，最高水位标高为4.400m；运河底至顶管顶主要覆盖粉土及粉砂地层。2、 工程水文地质条件场地地貌上为长江中下游冲积平原。场地现为农田，地势较平坦，地面标高最大值7.85m，最小值5.73m，地表相对高差2.12m，京杭运河横穿场地中部。场

7、地内土层大致为：(1-1)层素填土：灰黄色，由松散、软塑粉质粘土组成。全区分布，厚度：0.801.90m，层底标高：4.436.25m。双桥静探qc平均值=1.601mpa，双桥静探fs平均值=51kpa。(1-2)层淤泥质粉质粘土：灰色，流软塑，无摇震反应，干强度和韧性中等。厚度：3.004.00m，层底标高：1.321.92m。双桥静探qc平均值=0.619mpa，双桥静探fs平均值=12kpa。(2-1)层粉质粘土： 灰黄色，可塑，无摇震反应，有光泽，干强度和韧性中等。厚度：2.503.90m，层底标高：2.113.45m。双桥静探qc平均值=1.465mpa，双桥静探fs平均值=73k

8、pa。(2-2)层粉质粘土： 灰黄色，硬塑，无摇震反应，有光泽，干强度和韧性高。厚度：0.703.30m，层底标高：-0.490.86m。双桥静探qc平均值=2.372mpa，双桥静探fs平均值=103kpa。(3)层粉土： 灰黄色，很湿，中密，局部夹中密状粉砂。摇震反应中等，无光泽，干强度和韧性低。厚度：4.008.00m，层底标高：-4.49-3.37m。双桥静探qc平均值=4.928mpa，双桥静探fs平均值=70kpa。(4)层粉砂： 灰黄灰色，饱和，中密。主要成份为长石、石英，云母片为次。厚度：4.004.50m，层底标高：-8.65-7.87m。双桥静探qc平均值=8.860mpa

9、，双桥静探fs平均值=89kpa。(5)层粉砂： 灰色，饱和，密实。主要成份为长石、石英，云母片为次。厚度：9.4010.70m，层底标高：-18.67-18.05m。双桥静探qc平均值=15.779mpa，双桥静探fs平均值=187kpa。(6)层粉质粘土： 灰色，可塑，无摇震反应，有光泽，干强度和韧性中等。该层未揭穿，最大揭穿厚度为5.40米。根据地勘报告，各土层力学性质指标推荐值详见下表。 地基土工程设计参数推荐值 表2-1类别层号井壁与土摩阻力标准值(kpa)承载力特征值fak(kpa)压缩模量es(mpa)正面阻力系数kn/（1-2）10703.0（2-1）201707.0（2-2）

10、402409.5（3）201608.0（4）2220010.0450（5）2524012.5500（6）1606.5场地地下水类型为上层滞水及微承压水，上层滞水赋存于(1)层中， 主要补给源为大气降水及其它地表水体，其水位受气候影响明显。微承压水主要赋存于(3)、（4）、（5）层土中，其主要补给源为地表水系的侧向补给。场地内由于运河的切割，上层滞水、微承压水与运河水已相互勾通，存在水力联系，呈互补关系。第二节 编制依据1、武进原水管道过运河顶管段改造工程施工图设计、工程地质报告；2、武进原水管道过运河段改造工程实施性施工组织设计；3、国家、及有关部委现行的技术标准、施工规范、规定、规程、验收标

11、准；给水排水工程顶管技术规程cecs246：2008沉井与气压沉箱施工技术规程dg/tj08-2084-2011 j11875-2011室外给水管道工程施工质量验收标准dg/tj08-310-2005给水排水管道工程施工及验收规范gb50268-2008混凝土结构工程施工质量验收规范gb50204-2002(2011版)给水排水构筑物施工及验收规范gb50141-2008建筑地基基础工程施工质量验收规范gb50202-2002砌体工程施工质量验收规范gb50203-2011地下防水工程质量验收规范gb50208-2011市政地下工程施工质量验收规范dg/tj08-236-2013钢筋焊接及验收

12、规程jgj18-2012钢结构工程施工质量验收规范gb50205-2001建筑防腐蚀工程施工及验收规范gb50212-2002现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范gb50236-98工程测量规范（gb50026-2007）施工现场临时用电安全技术规范（jgj46-2005）建设工程安全生产管理条例（2004）建筑施工安全检查标准（jgj59-2011）建筑机械使用安全技术规程（jgj33-2012）给排水构筑物工程施工验收规范（gb5014-2008）现场安全文明标志标准化管理图册生产安全事故应急预案管理办法（国家安全监管总局令 第17号）生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则（aq/t

13、9002-2006）现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范gb50236-98涂装前钢材表面锈蚀 等级和除锈等级（gb8923 2011）第二章 施工部署第一节 施工计划（见附页）第二节 施工机械设备投入本工程的机械设备配置表 序号机械或设备名称型号规格国别产地制造年份额定功率kw生产能力备注1长臂挖机徐州20091.2m2挖掘机cat320美国20081.5m3装载机zl40西安20093.0m4自卸车长春201017m5门吊江苏201010t6汽车吊qy25徐州201125t7双轴水泥搅拌桩机山东20108泥水平衡式顶管设备20119通风机轴流式山东201030kw10潜水泵qx20-3

14、2江苏20103.0kw11污水泵d100江苏20102.8kw12全站仪拓普康日本200813钢筋加工设备国标上海200914电焊机nbc-450/s99a上海20097.515插入式振捣器zx-25上海200916发电机200kw福建2010200kw17双重管高压旋喷机上海2010第三节施工平面布置图（见附图）第三章 沉井施工方案第一节 沉井计算1、混凝土垫层和砂垫层计算为保证沉井制作时的重量，通过素混凝土垫层扩散后的荷载不大于下卧层地基土的承载力，故可将松弱部份的土层挖除铺设相应厚度的砂垫层，砂采用中粗砂，并压实，以保证基底密实度。为了扩大沉井刃脚下的支承面，可在砂垫层上铺设混凝土垫层

15、。下面对素混凝土垫层厚度进行计算：根据沉井与气压沉箱施工技术规程（dg/tj08-2084-2011 j11875-2011）公式(4.2.3)其中：h混凝土垫层厚度（m）； g沉井第一节沿边单位长度的重量（kn/m）; r砂垫层的承载力设计值，取150kn/m2； b刃角踏面宽度（m）； n刃角斜面投影水平宽度（m）。每米混凝土重量为：12.88525=322kn，刃角踏面宽度为0.6m，刃角斜面投影水平宽度0.9m，代入得：h=0.32m。混凝土垫层厚度取32cm。根据现场施工条件，砂垫层密实度很容易达到“接近中密”，则容许承载力r取150kpa。bmin=n/r=322/140=2.3m

16、考虑现场施工条件bmin取2.5m。砼垫层的厚度取32cm。砂垫层厚度计算如下：fkg0/(l+2hstan)式中：g0沉井单位长度的重量（kn/m）为322kn/m fk砂垫层底部土层的承载力标准值（kpa），软土70kpa。 l沉井刃脚下素砼垫层宽度（m）取2.5m。 hs砂垫层的厚度(m)。 砂垫层的扩散角，取38hs=(g0/fk-l)/2tan=(322/70-2.5)/2tan38=1.37m因现场基坑开挖2.4m后，开始沉井制作，故经计算砂垫层厚度取1.37米。砂垫层的宽度：b=b+2hstan=1+2hstan38=3.14m砂垫层选用级配较好的中粗砂，用平板振动器洒水夯实，分

17、层铺设，每层厚度控制在2030cm，并测定干容重，要求不低于16kn/m。每层摊铺完毕后，及时采用平扳式振动器进行拖拉直至该砂垫层的密实度达到要求。砂垫层铺筑完毕，经项目监理认可后，方可进行下道施工。2、沉井下沉计算通常计算方法是：假定摩阻力随土深而加大，并且在5m深时达到最大值，5m以下时保持常值。计算方法见下图所示：摩阻力沿井壁外侧分布示意图土与侧壁的摩阻力：tf=ua a=fh其中：侧壁与土的总摩擦力的标准值（kn）； 侧壁与围周长(m)。a单位周长的摩阻力(kn/m)。h入土深度（m） 多层土加权平均单位摩阻力标准值（kpa）因设计最低地下水位为-3m，根据长时间观察测量，平时地下水位

18、稳定在1.7m，处于保守考虑，按地下水位在1.7m进行计算。对工作井进行下沉计算第一节沉井下沉10m时，所经历的土层与土侧与侧壁摩阻力标准值见下表序号土层厚度摩阻力标准值11-2淤泥质粉质粘土2.21022-2粉质粘土1.14033粉土3.92044粉砂2.822第一节土层摩阻力加权平均值第二节沉井下沉时所经历土层表序号土层厚度摩阻力标准值11-2淤泥质粉质粘土2.21022-2粉质粘土1.14033粉土3.92044粉砂52255粉砂2.925第二节土层摩阻力加权平均值第一节下沉后有4m浸在水中，根据图纸尺寸，中隔墙重量gk=2.682510.2+2.232510.6=1274.35kn；中

19、隔墙浮重：=2.681010.2+2.231010.6=509.74kn; ;；（根据平常1.7m水位进行计算）；根据沉井与气压沉箱技术规程（dg/tj08-2084-2011 j11875-2011）中（4.4.1-1）第一节下沉系数：第二节下沉后有13.7m浸在水中，根据图纸尺寸，则单位长度内中隔墙重量gk=2.682510.2+2.232510.6=1274.35kn；中隔墙浮重：=2.681010.2+2.231010.6=509.74kn; ;；（根据平常1.7m水位进行计算）；采取掏刃角下沉时，根据沉井与气压沉箱技术规程（dg/tj08-2084-2011 j11875-2011）

20、中（4.4.1-1）第二节沉井下沉系数:由以上计算知，下沉系数满足要求 。3、沉井接高稳定计算沉井下沉过程中要进行一次接高，要对沉井接高稳定性进行计算。根据沉井与气压沉箱技术规程dg/tj08-2084-2011 j11875-2011）中（4.4.1-3）其中：r1刃角踏面及斜面下土的极限承载力（kn）；r2隔墙和底梁下地基土的极限承载力（kn）；a1隔墙支承面积（m2）；a2底梁支撑面积（m2）；rd地基土的极限承载力（kpa），此处取400kn；由以上数据，当第一次下沉完毕，接高时，接高稳定系数：接高稳定系数满足要求。第二节 沉井施工技术流程沉井施工工艺流程如下：测量放线基坑开挖砂垫层施

21、工混凝土垫层施工第一、二节井壁制作 凿除刃角垫层混凝土 第一、二节井壁下沉 第三节井壁制作 第三节沉井下沉 浇筑封底混凝土 沉井周围回土。1、 测量放线按照图纸要求，对基坑进行放线，放线基坑的开挖范围，考虑1：1放坡。2、基坑开挖为保证沉井制作均匀下沉，先将井区范围的障碍物与表层土挖出。为保证制作沉井的地基具有足够的承载力，基坑底部若为松软的土质，必须予以清除，以砂或砂土回填、整平、夯实，防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降，造成井壁开裂。基坑开挖用反铲挖土机进行，四周放坡，坡面做一定防护，防止坍塌，并辅助人工整平。坡脚设临时排水沟和集水井，在第一节沉井制作期间，及时抽排积水。基坑形成后立即以粗

22、砂分层回填夯实，辅以洒水，用平板振动器或蛙夯密实，以保证填砂的承载力。工作井起沉标高3.1m，现有原地面下约2.4m处；接收井起沉标高，根据现在实际情况调整，初步定在1粉质粘土层中，标高2.2m处，地面以下2.3m处。考虑到拆除垫层、支模、脚手架操作的需要，基坑四周宽比沉井宽1m，四周挖排水沟、集水井。挖土用反铲挖土机挖土，配合人工修坡和平整场地，挖出的土方用汽车驳运至弃土场地，基坑边坡必要时采取放坡。3、垫层施工基坑形成后立即以中粗砂分层回填夯实，辅以洒水，用平板振动器或蛙夯密实，以保证填砂的承载力。沉井沿井壁铺设砂垫层1.37m厚，砂垫层上做32cm厚c20素混凝土垫层。工作井起沉标高3.

23、1m，现有原地面下约2.4m处；接收井起沉标高，根据现在实际情况调整，现暂定在1粉质粘土层中，标高2.2m处，地面以下2.3m处。砂垫层厚度根据沉井重量和垫层底部地基上的承载力计算，经计算采用1.37m厚砂垫层，选用中砂，用平板振动器分层振捣（层厚小于30cm）并洒水，控制干容重1.6kn，地基应清理整平后铺设砂垫层，使顶面保持在同一水平面上，用水准仪控制其标高在10mm偏差以内，并在其空隙中垫砂夯实。4、沉井分节高度根据设计图纸及钢筋长度。沉井采用四次浇筑两次下沉的方式。工作井第一次制作3.6m，第二次制作4.5m，第一次下沉5m，第三次制作3.6m，第四次制作5.1m，下沉至顶部标高为4.

24、5 m时为止。接收井采用三次浇筑两次下沉，第一、二次分别制作3.5m、6.5m，第一次下沉10m，第三次制作4.2m，下沉4.2m。5、刃角支垫本沉井垫层采用砂垫层上加砼垫层浇筑法，垫层只做刃脚及底部隔梁，砼垫层上刷隔离剂，刃角部分采用砖胎模，然后在其上支设井壁模板，浇筑混凝土。6、脚手架搭设沉井施工钢筋前要搭设脚手架，脚手架采用48长钢管，理论壁厚3.5mm。沉井内外侧均按双排布置。外脚手是直接在沉井外的砂垫层上搭设的。在沉井制作期间，由于沉井可能出现不同程度的沉降，为安全起见，外脚手与井壁是脱离的，距离约30cm，在沉井下沉期间，由于沉井周围土体可能出现沉陷或塌方，外脚手必须拆除，沉井接高

25、制作时再将外脚手搭起，从而满足了沉井间断制作与间断下沉的要求。内脚手的搭设平台是在沉井井壁的预埋件上焊接牛腿，牛腿上放置24号槽钢制成的。沉井连续制作，脚手便连续接高，每次下沉结束后根据下沉的高度，将搭设平台向上位移。外脚手沿沉井井壁四周组成整体框架结构，每4m设抛撑一根，外侧用安全网封闭，内外脚手的作业层均方木及木板，供人员在上面作业。7、钢筋制作钢筋应有出厂质量证明和检验报告单，并按有关规定分批抽取试样作机械性能试验，合格后方可使用。根据施工图设计要求，钢筋工长预先编制钢筋翻样单。所有钢筋均须按翻样单进行下料加工成型。钢筋绑扎必须严格按图施工，钢筋的规格、尺寸、数量及间距必须核对准确。井壁

26、内的竖向钢筋应上下垂直，绑扎牢固，其位置应按轴线尺寸校核。底部的钢筋应采用与砼保护层同厚度的水泥砂浆垫块垫塞，以保证其位置准确。井壁钢筋绑扎的顺序为：先立2-4根竖筋与插筋绑扎牢固，并在竖筋上划出水平筋分档标志，然后在下部和齐胸处绑扎两根横筋定位，并在横筋上划出竖筋的分档标志，接着绑扎其它竖筋，最后再绑扎其它横筋。井壁钢筋应逐点绑扎，双排钢筋之间应绑扎拉筋或支撑筋，其纵横间距不大于600mm。钢筋纵横向每隔1000设带铁丝垫块或塑料垫块。井壁水平筋在联梁等部位的锚固长度，以及预留洞口加固筋长度等，均应符合设计抗震要求。合模后对伸出的竖向钢筋应进行修整，宜在搭接处绑扎一道横筋定位。浇灌混凝土后，

27、应对竖向伸出钢筋进行校正，以保证其位置准确。8、模板安装 沉井制作采用木模，外模朝混凝土一侧应刨光，沉井刃角外侧可木模，里侧采用砖胎模，在刃角处要塞严，严防漏浆。木模拼接时要保证拼缝均匀，拼缝处采用海绵条封堵，以防漏浆。先立内模，待钢筋绑扎完毕后再立外模。模板支立可采用搭设钢管支架做为平台，同时也可作为模板的支撑。竖向每60cm设置一道钢管箍，采用16对拉拉杆，拉杆水平距离为60cm。模板立好后要仔细检查各开口尺寸，控制好垂直度，保证尺寸符合规范要求。井壁之间模板设置横撑及斜撑，进一步增强模板整体稳定性。模板支立示意图9、混凝土浇筑混凝土浇筑采用汽车泵直接布料入模的方法。每节沉井浇砼必须连续进

28、行，一次完成，不得留置施工缝。浇筑混凝土前必须完成的工作主要有：钢筋已经隐检符合质量验收规范与设计要求；模板已安装并经过检查验收合格，模板内的垃圾及杂物已清理干净，沉井的位置、尺寸、标高和井壁的预埋件、预留洞等已经过复核无误；由专业试验室或混凝土制品厂提供的混凝土配合比设计报告已经审核批准实施；首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定，进场混凝土应进行配合比泵送工作性能鉴定，其工作性能应满足设计配合比的要求。混凝土浇筑应分层进行，每层浇筑厚度控制在30cm左右,混凝土捣固应采用插入式振动器，操作要做到“快插慢拔”。混凝土必须分层振捣密实，在振捣上一层混凝土时，振动器应插入下层混凝土中5cm左右，以

29、消除两层之间的接缝。上层混凝土的振捣应在下层混凝土初凝之前进行。振动器插点要均匀排列，防止漏振。一般每点振捣时间为15-30s，如需采取特殊措施，可在20-30min后对其进行二次复振。插点移动位置的距离应不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为30-40cm），振动器距离模板不应大于振动器作用半径的0.5倍，但不宜紧靠模板振动，且应尽量避免碰撞钢筋、预埋管件等。为了防止模板变形或地基不均匀下沉，沉井的混凝土浇筑应对称、均衡下料。上、下节水平施工缝加设钢条止水带。支设第二、三节沉井的模板前，应安排人员凿除或清理施工缝处的水泥薄膜和松动的石子，并冲洗干净，但不得积水。继续浇筑下节沉井的混凝土前，应

30、在施工缝处铺设一层与混凝土内成分相同的水泥砂浆。混凝土浇筑完毕后12小时内应采取养护措施，对混凝土表面覆盖和浇水养护，井壁侧模拆除后覆盖浇水养护，每天浇水次数应满足能保持混凝土处于湿润状态的要求。浇水养护时间的规定为：采用普通硅酸盐水泥时不得少于7天，当混凝土中掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求时不得少于14天。拆模后，对井内刃脚表面进行凿毛处理，以确保封底混凝土衔接牢固。10、沉井下沉根据地勘资料及场地实际情况，沉井采用不排水下沉的方式。沉井下沉前，凿除混凝土垫层时，应先内后外，分区域对称按顺序凿除;凿断线应与刃脚底边平齐;凿除的混凝土垫层，应立即清除，空穴立即用砂或土回填。混凝土的定位支点处，应

31、最后凿除。根据场地条件，工作井临近运河，接收井临近鱼塘，地下水位较高，沉井排水下沉困难，沉井施工主要采用长臂挖机抓土不排水下沉方式进行，开始下沉时人工配合小挖机开挖，见水后，吊出小挖机，采用长臂挖机挖土下沉，下沉最后阶段采用水力机械冲吸出土缓慢下沉。(1)取土下沉操作要点 挖土时，应先挖掘井底中央部分的土，使形成锅底。一般锅底比刃脚低11.5m时，沉井即可靠自重下沉，而将刃脚下土挤向中央锅底，再从沉井内继续抓土，沉井即可继续下沉。挖抓土应对称、均衡、缓慢进行，使其均匀下沉。沉井锅底应均匀出土，土面高差不宜过大，下沉过程中应根据测量资料进行随挖随纠、动中纠偏，当沉井偏移达到允许偏差值1/4时必须

32、纠偏。工作井与接收井均要在粉砂中下沉，需防止涌砂，确保周边地面安全。防止涌砂刃脚的尖度和插入度设计应满足要求，下沉采取不排水下沉方式，内外水位差维持在2.0m以内，尽量使内外水下压力平衡，进入粉砂层后，主要以水力机械水下逐层冲吸为主，应避免冲吸刃角部位。施工中，在沉井四周设8个观测点，每天定时测量，一般每4个小时一次，测量结果的整理是以8个点下沉量的平均值作为沉井每次的下沉量，以下沉量最大的一点为基准与其他各点的下沉量相减作为各点的高差，来指导纠偏下沉施工。沉井壁上安排专人对井下沉面标高通过测绳测量，及时反映锅底深度，控制抓泥位置和方量，确保沉井快速、平稳、安全地下沉至设计标高。在下沉至接近标

33、高1m时，应减少每斗的抓土量，避免沉井下沉结束后，锅底太深，导致一方面沉井不能按预期目标稳定，终沉标高超出规范允许误差；另一方面封底抛石过多，封底效果不理想。当下沉接近设计标高时保留10cm预沉量，沉井趋于稳定后，方可进行浇筑封底混凝土。11、浇筑封底混凝土沉井下沉至设计标高后，经观测在8小时内累计下沉量不大于100mm，或沉降速率在规范允许范围内时，即可进行沉井封底。封底前，人工潜水到基底，清除基底的浮泥、沉积物，并在底部铺设碎石或乱石垫层。浇筑采用泵车，人工潜水在底部浇筑，使其长臂出料端口直抵沉井底部。浇筑前，应有足够的混凝土罐车等候，确保混凝土连续供应，浇筑时泵车出料端口埋入混凝中。浇筑

34、中，水下与地上采用对讲机做好沟通。浇筑顺序从底开始，逐渐向周围扩大。每根泵管内的混凝土应连续供应，且泵管端口入混凝土的深度不宜小于1.0m；使混凝土浇筑面匀速上升，最终浇筑成的混凝土面应略大于设计高程。浇筑完成后，采取人工潜水在井底埋深底板连接钢筋。封底砼达到设计强度后，方可抽排沉井内积水，以防封底砼承受水压而遭受破坏。井内水抽干后即可进行底板砼浇筑。钢筋绑扎按设计图纸进行，与井壁预插钢筋配合布置。砼浇入后，用插入式振捣器振捣密实，再用平板振捣器提浆初平，最后人工找平，收面。第三节 沉井施工控制措施1、沉井纠偏措施沉井下沉过程中，有时会出现倾斜、位移、扭转等情况，应加强观测，及时发现并采取措施

35、纠正。对于倾斜产生的可能原因有：刃脚下土质软硬不均；拆刃脚垫架，不对称进行，或未及时回填；挖土不均，使井内土面高低悬殊；刃脚下掏空许多，使沉井不均匀突然下沉；由于水压差，井内一侧出现流砂现象；刃脚局部被大石块或埋设搁住；井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。操作中可针对原因予以预防。如沉井已经倾斜，可采取在刃脚较高一侧加强挖土，并可在较低的一侧适当回填砂石，必要时配以井外射水，或局部偏心压载，都可使片写得到纠正。待其正位后，再均匀分层取土下沉。位移产生的原因多由于倾斜导致的，如沉井在倾斜情况下下沉，则沉井向倾斜相反方向位移，或在倾斜纠正时，如倾斜一侧土质较松软时，由于重力作用，有时也沿倾斜方向

36、伴随产生一定位移。因此预防唯一应避免在倾斜情况下下沉，加强观测，及时纠正倾斜。位移纠正措施一般是有意使沉井向相反方向倾斜，再沿倾斜方向下沉，至刃脚中心与设计中心位置吻合时，再纠正倾斜，因纠正倾斜重力作用产生的位移，可有意向位移的一方倾斜，纠正倾斜后，使其向位移相反方向产生位移纠正。沉井下沉产生扭转的原因是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的，可按上述纠正位移，倾斜方法先纠正位移，容纳后纠正倾斜，使偏差在允许范围以内。2、沉井下沉控制措施在沉井制作完成后，在井顶及外壁混凝土表面用油漆标出纵横中线，在沉井四角用油漆在测点垂直线上画出四个相同的标尺，标尺的零点从刃脚底算起。四个零点不在同一平面上时

37、，取最低点为零，其余各点的标尺应计入相应的高差。在沉井纵横中线及四角处挂垂球，以随时监视沉井是否倾斜，以便采取措施纠偏。在沉井下沉过程应做到，刃脚标高每4小时测量一次，局部不排水下沉时因下沉速度较快，应2小时测量一次，轴线位移每8h测一次。沉井初沉阶段每小时至少测量一次，必要时连续观测，及时纠偏，终沉阶段每小时至少测量一次，当沉井下沉接近设计标高时增加观测密度。由于沉井开始时的下沉系数较大，在施工时必须慎重，特别要控制好初沉，尽量在深度不深的情况下纠偏，符合要求后方可继续下沉。下沉初始阶段是沉井易发生偏差的时候，同时也是较易纠正，这时应以纠偏为主，次数可增多，以使沉井形成一个良好的下沉轨道。下

38、沉过程中，应做到均匀，对称出土，严格控制泥面高差，当出现平面位置和四角差出现偏差时应及时纠正，纠偏时不可大起大落，避免沉井偏离轴线，同时应注意纠偏幅度不宜过大，频率不宜过高。沉井在终沉阶段应以纠偏为主。应在沉井下沉至距设计标高1m以上时基本纠正好，纠正后应谨慎下沉，在沉井刃脚接近设计标高30cm以内时，确保不再有超出容许范围的标高和轴线偏差，否则难于纠正。如在下沉过程中发生下沉困难，可采用在沉井底梁、斜面部分掏空的方法助沉，另外根据图纸设计，沉井外侧壁存在台阶，必要时可采用灌砂助沉。测量人员必须将测量数及时交当班施工负责人和技术主管，以便及时纠偏或掌握下沉情况。施工时要做好沉井下沉施工记录。质

39、量要求见下表沉井制作标准沉井制作质量控制项目允许偏差长度0.5%l且100mm宽度0.5%b且50mm对角线0.5%对角线长且100mm井壁厚度15mm井壁垂直度1%h预埋件、预留孔位移20mm下沉后质量控制刃脚平均标高100mm水平位移下沉总深度的1%任意两角高差两角水平距离1%且300mm第四章 双轴搅拌桩施工第一节 双轴搅拌桩方案选取 工作井处施工场地斜上方有220kv高压线，高压线最低处距离原地面27m，横向距离沉井结构最近处不足6m（高压线最大安全距离不能超过15m）；三轴搅拌桩桩机组装完成后整体高度将近39m，三轴搅拌桩已经进入高压线的安全距离内而无法施工。经过多方面比较，并充分考

40、虑施工安全，建议将三轴搅拌桩变更成双轴搅拌桩来对土体进行加固（双轴搅拌桩组装机高度接近10m）。收井处土体加固正前方有房屋，离接收井沉井结构最近距离不足13m，而三轴搅 拌桩机底座宽度14-17m，如采用三轴搅拌桩加固土体，则需要拆除房屋才能满足施工条件，考虑到该处工程量少、造价低，拆除房屋费用高，且双轴搅拌桩对土体的加固效果与三轴搅拌桩相当，建议将三轴搅拌桩变更成双轴搅拌桩（双轴搅拌桩桩机底座宽5-6m）。在接收井顶管进洞端正前方以及右侧15m左右处均有较旧的厂房，根据岩土工程勘查报告，标高-6.300m以下均为粉砂地层，下沉前沉井结构靠近房屋侧如果没有相应的土体加固及止水措施，则在沉井下沉

41、过程中容易引发因扰动周围土体较严重而出现流砂，导致周围结构物地基不均匀沉降，最后发生房屋开裂甚至倒塌的严重后果。故建议在沉井施工前采用双轴搅拌桩进行土体加固及止水，从而防止流砂。第二节 双轴搅拌桩施工方案1、施工参数加固范围：工作井：长14.5m*宽4.1m*深10m。接收井：长11.25m*宽4.1m*深10m。搅拌桩直径及间距：桩径700mm500*500双轴搅拌桩。搅拌桩长度：工作井搅拌桩长度为18.7m，桩底标高为-13.2m，其中实桩长度为10m，空桩长度为8.7m。接收井搅拌桩长度为17.2m，桩底标高为-12.7m，其中实桩长度为10m，空桩长度为7.2m。水泥材质：标号为42.

42、5级普通硅酸盐水泥水灰比：1.0水泥掺入量需用：252kg/m2、双重管高压旋喷桩施工工艺2.1 施工准备（1）双轴搅拌桩施工前，对施工场地进行平整，合理布置排浆沟及储浆池。（2）测量班组采用坐标法对施工区域内的所有桩位进行测量定位，采用并做好明显、牢靠的桩位标志报监理复核。此外，还要做好测量记录，以便随时检验。 双轴搅拌桩平面布置图合理布置临时工程、机具设备安设地点及水电供应。 （4）对输浆管路、高压泵、钻机、设备进行仔细地检查，并进行试运转（先是空运转，然后负荷运转、试喷）确认无误后才能开始双轴搅拌桩的正式施工。（5）根据设计文件提供的施工参数进行试验桩施工，试验桩的数量不小于3根。在试验

43、桩施工过程中对施工工艺、浆液配合比、钻进和提升速度等进行调整，以保证单桩28天无侧限抗压强度不小于0.8mpa，并上报监理工程师。2.2旋喷法施工流程图 2.3 施工方法（1）钻机就位钻机安放保持水平，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置，对中误差不超过2cm。钻杆保持垂直，其倾斜度不得大于1.5%。钻机钻杆采用钻杆导向架进行定位。（2） 预搅下沉 待搅拌机的冷却水循环正常后，启动深层搅拌机，使搅拌机沿导向架搅拌下沉，下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制，工作电流不大于额定电流，如果下沉速度太慢，可从输液系统补给清水以利钻进。（3）制备水泥浆深层搅拌机预搅下沉的同时，后台按设计按确定配合比拌制水

44、泥浆液，制备水泥浆液时选用42.5级普通硅酸盐水泥作为固化剂，水泥掺量根据加固土的性质及单桩无侧限抗压强度不小于0.8mpa的要求，通过试验确定水泥掺量。水泥浆液的水灰比取0.81.5，常用1.0。水泥储存时间超过3个月重新取样试验，并按其检验结果使用，使用前报监理工程师批准。在搅拌桩贯入注浆管的同时，后台拌制水泥浆，待压浆前将浆液倒入集料斗中。严格按设计要求配制浆液。（4）喷浆、搅拌、提升深层搅拌桩下沉到设计深度后，开启灰浆泵，待浆液达到喷浆口，严格按照设计确定的提升速度边喷浆边提升深层搅拌机。（5）重复搅拌 深层搅拌机喷浆提升至设计顶面标高时，关闭灰浆泵，集料斗中的浆液正好排空，为使浆液与

45、软土搅拌均匀，再次将搅拌机边搅拌边下沉，至出地面。（6） 清洗机具，管线：向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管线中残留的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。 （7）待桩机注浆管全部提出地面后，先关闭电机，然后将桩机移至新的桩位。2.4 施工注意事项（1）喷注过程中发生机械故障时，应停止提升和喷射以防桩体中断，同时立即排除故障。（2）当发现浆液不足影响固结质量时，可进行重复喷射。原位重复喷射时，冲击破坏的是浆土混合液体，所受阻力小，因此有增加固结体直径的效果。（3）由于浆液析水、收缩，固结体顶部可能出现凹穴，必须采取措施消除，可以在凹穴灌注混凝土，或直接从喷孔中再次注

46、入浆液填满凹穴为止。（4）搅拌桩的顶面高程按设计图纸提供的数据进行控制。 第五章 顶管施工方案第一节 顶管方法的确定和技术选择依据顶管工程的基本概况简要分析：本工程日常地下水位高程为1.7m，顶管主要分布在深度7.7m的粉砂层中,最长段施工距离为280米，管径1600mm的钢管。根据不同土质情况应采用不同性能的顶管机，依据给水排水工程顶管技术规程（cecs246：2008），本工程顶管在地下水位以下，且顶管穿越京杭大运河，故优先考虑有平衡功能的顶管机，可采用泥水平衡和土压平衡机械顶管机进行作业。泥水平衡式机械顶管：适用范围广，适合地下水压较大、埋深较大的区域，可用于粉质土和渗透系数较小的砂性土

47、；对土体的扰动较小；总推力较小、适合长距离顶管；作业安全，进度较快。但不适宜沙砾、卵石等土层施工。土压平衡式机械顶管：可用于淤泥和流塑性粘性土，最大特点就是排除的土体和泥浆不用二次处理，全土质顶管掘进。但施工过程中对土体的扰动非常大，且出土不连续。泥水平衡式顶管较土压平衡式顶管具有如下优点：泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其在黏土层这种土质表现得更为突出，比较适合本标段280m这样长距离且大管径的顶管施工；泥水平衡顶管采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、倒运等危险作业；泥水顶管可有效的保持挖掘面稳定，对所顶管周围的土体扰动较小，有利于控制地面沉降；泥水顶管采用泥水输送弃土，能够连续作业，可以加快

48、施工进度。综上所述，依据我标段的地质（管道穿越土层的物理性能）、周边情况及经济技术指标，结合泥水平衡及土压平衡顶管机的优缺点分析，选择泥水平衡顶管机作为我标段顶管的施工的首选机型，选型较为科学、合理，能够满足施工许可。泥水平衡顶管系统本项目选用顶管机的参数名 称型 号顶进速度10-150mm/min尺 寸外径 (mm)1630总长 (mm)4000截割部电机功率 (kw)230刀盘转矩 (knm)165刀盘转速 (r/min)2.8纠偏油缸数量8推力/拉力（单根）(kn)80/60电机功率 (kw)4纠偏角度 ()2.5进排泥管径(mm)100第二节 顶管计算1、管道总顶力计算钢管的直径d=1

49、60cm，壁t=18mm，管外径d0=1.636m，土的容重=20kn/m3，内摩擦角=35.1,管与土的粘着力c=7kpa,覆土深度h=11m，顶程l=280m。f为顶进顶力与各种阻力之和：f=nf+d0lfk ；(给排水管道工程施工及验收规范gb50268-2008)其中：f总顶力标准值班（kn）；nf初始顶力（迎面阻力）；d0管道外径；此处取1.620ml管道长度；此处取280m fk管道外壁与土的单位面积平均摩阻力计算中取7kn/ 初始顶力 nf =hdg2/4 (给排水工程顶管技术规程cecs246-2008)经计算nf =20113.141.622/4=453.23kn总顶力f =

50、 nf +d0lfk=453.23+3.141.6202807=10423kn。推力的理论计算不符合工作井设计允许承受的最大顶力5000kn的要求，应首先考虑采用管道注浆。工程中注浆后fk取值为4kn/（触变泥浆减阻后）总顶力f = nf+d0lfk=453.23+3.141.622804=6150kn推力的理论计算大于工作井设计允许承受的最大顶力5000kn的要求，考虑加设中继间。顶进时，当顶力达到中继间设计推力60%时，即需设置中继间，当顶力达到中继间设计推力的80%时，即需启动中继间。2、中继间的数量确定采用给水排水工程顶管技术规程（cecs246:2008）12.4.4公式式中:n-中

51、继间数量（取整数）；d1-管道外径；fk-管表面平均综合摩阻力；f0-中继间设计允许顶力（kn）取5000kn；l-顶管长度根据计算n=0.9，需设置1个中继间。3、中继间的布置根据规范要求，中继间顶力富余量，第一个中继间不宜小于40%,其余不宜小于30%。f= nf+d0lfk=6150 kn f0=0.65000=3696kn，fk取4kn/时，l=160ml1=280-160=120m。即第一个中继间理论布置区域应在120m-160m之间，为了便于调节，中继间实际布置在140m位置。本计算案例中根据总顶力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许顶力比较后，取最小值作为油缸的总顶力。主顶油

52、缸选用4台250t级油缸，每只油顶力控制不超过在175t（70%千斤顶标定顶力）较安全。并且管道顶进140m时设置中继间，设备为4只行程为500mm的油缸。4、钢管允许顶力计算钢管顶管传力面允许最大顶力按给水排水工程顶管技术规程（cecs246:2008）的8.1.3公式计算：式中：管道允许顶力设计值（n）； 钢材受压强度折减系数，可取1.0；钢管顶管稳定系数，可取0.45（顶管长度小于300m，取0.45）；材料脆性系数，可取1.0；钢材受压强度设计值（n/mm2），取235n/mm；ap管道的最小有效传力面积（mm2），计算得90545mm；顶力分项系数，可取1.3。根据上述计算结论：dn

53、1600管径的钢管的允许顶力为7365kn5000kn；管材允许顶力满足顶管要求。5、后背墙的计算后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形即象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。 后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则，千斤顶在余面后背上，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工案例，施工时应对后背的强度和刚度计算。后靠背受力计算公式：式中：r-总推力之反力（一般大于推力的1.21.6）；a系数（取1.52.5之间），此处取2.0；b后座墙的宽度（m）；此处取3m；土的容重（kn/m)；此处取20kn/m；h后座墙的高度(m)；此处取3m；kp-被动土压系数tg(45+/2) 此处取35.1此处为1.925；c-土的粘聚力（kpa)此处取7kpa；h-地面到