钢板桩施工方案48833

目录第一章、工程概况11。1工程说明11。2地理位置2现场施工情况2水文地质条件21。4.1原地勘水文地质条件21.4.2现场实际地质情况3第二章、施工难点32。1工作坑施工难点32。2管线施工难点33。3工期因素4第三章、钢板桩施工工艺43。1钢板桩施工区域及长度4沟槽支护施工步骤4、支护结构主要选用的材料53。4钢板桩施工工艺要求51设备选型52定位放线53钢板桩打入53.4.4垂直度标高控制63。4.5围檩及支撑施工63。4.6钢板桩的拔出63。5土方开挖施工要求63。6支护结构监测与检测要求7第四章、顶管施工工艺84。1顶管施工盾构机选择84。2顶管施工方法和技术措施84。3顶管施工114。4顶后处理13第一章、工程概况工程说明本工程为昌平区小城镇污水处理市场化配套管网工程兴寿中心街干管工程，管线原设计长度为1990.552米，经设计变更后为1379米;本工程管材采用大小为HI级DN1000钢承口混凝土管；工作坑采用锚喷混凝土施工工艺；顶管施工采用泥水平衡盾构机进行施工.2016年11月25日，在a6——H15机械顶管段遇见地质条件突变，造成无法顶进施工，需在顶管机停驶处采取临时补救措施，取出顶管机。2017年6月22日在甲方积极协调下，此处拆迁已完成，具备开挖补救措施施工条件。因搁置时间已有190天，无法按原有工作坑方向继续顶进。经与甲方、设计、监理单位共同协商后，在埋设顶管盾构机处设置顶管工作坑一座(尺寸大小为5m*8m),用做取出顶管盾构机的安全防护措施及继续向H15顶管的工作井，以便完成此段顶管施工。2107年7月10日，我方在工作坑竖井施工过程中遇见流沙，工作坑无法施工，因此针对本工作坑及后续的40m顶管施工编制本施工方案.地理位置本工程位于昌平区兴寿镇兴寿中心街华香草莓园右侧停车场内。现场施工情况(1)顶管工作坑我方已经施工完成4m,因遇到流沙层暂时无法施工；(2)因此工作坑做为被埋设顶管掘进机的取出坑，因此我方新建的污水管线已经进入本工作坑0。5m；(3)本工作坑边有现状移动电信管线，管线为九孔格栅，埋深大约为1m；(4)剩余40m管线内树木较多，树木产权单位为园林局；水文地质条件1。4.1原地勘水文地质条件根据招标图纸中的结构设计总说明知，本工程地质勘察深度范围内的土层划分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类，并根据各土层岩性及物理力学性质及工程特性划分为4个大层。(1)人工堆积层：粉质粘土素填土，杂填土，顶层标高27.78〜36。84m(地面标高)，平均厚度1.18m。(2)一般第四纪沉积层：粉质粘土〜重粉质粘土，砂质粉土〜粘质粉土，粉砂〜细砂，顶层标高：25。69〜36.26m,平均厚度1.97m.⑶粉质粘土〜重粉质粘土：粘质粉土〜砂质粉土，顶层标高:13.24~32.51m,最大揭露厚度9。80m。(4)粉质粘土：粘质粉土〜砂质粉土，顶层标高：7。98〜29。82m,最大揭露厚度5.0m.1。4.2现场实际地质情况本工作坑开挖发现为：(1)人工堆积层：粉质粘土素填土，杂填土平均厚度1m。(2)粉砂〜细砂平均厚度为1m新建管线(3)粉质粘土〜重粉质粘土厚度为2m (4)级配砂，砂中很有粒径不超过10cm的卵石，平均厚度为2.5m(5)粉质粘土 水位线(6)地下水位为4。5米。(原地勘报告中此工作范围高程内没有地下水)第二章、施工难点2。1工作坑施工难点(1)本工作坑水位较高，大约为4m,开挖过程中砂体成流动状态，无法进行施工,需要做止水帷幕；(2)在工作坑周边有现状移动电信管线及树木，大型机械施工无工作面；管线施工难点(1)本段管线处于流砂层当中，人工顶管不能施工；(2)本段流砂层中含有直经大约为10cm左右的级配碎石层，采用原机械顶管施工方案(泥水平衡)不能施工；(3)因本段管线距离现状兴寿中心街距离较近，采用明开施工会有下列困难：①对现状道路造成威胁；②而且需要对现状电信管线进行改移;③对地上树木进行砍伐及移栽，我方与2016年12月份就商谈树木的砍伐及移栽事宜，至今未解决。工期因素（1）本段施工工作坑位于华香草莓园停车场内，现在为草莓园种植期内，我方施工对草莓园运行影响不大，但村中要求我方在草莓成熟后完成本工程段内的施工作业，因此给予我方的施工工期不到三个月。第三章、钢板桩施工工艺针对现场实际情况及地质水文情况我方综合考虑拟采用下列施工方法：（1）在未完成的顶管工作坑及接受坑内部打设钢板桩，做为工作坑的止水加固措施；（2）本段顶管采用带有破碎功能的顶管掘进机进行顶管施工。3.1钢板桩施工区域及长度（1）本工程工作竖井深度为6。5m，现在市场拉森钢板桩的长度为6m、9m、12m，为防止对钢板桩进行切割及焊接，本工程钢板桩打设深度为9m;（2）本工程顶管工作坑尺寸为5m*8m，接收坑尺寸为4m*6m,打设钢板桩长度为46m；钢板桩施工区域（3）围檩结构：共计设置两道围檩支撑，第一道围檩距离原地面1.5m,第二道围檩支撑距离原地面4m；3。2、沟槽支护施工步骤打钢板桩一挖去表层土体f安装上部围檩和支撑f基坑开挖f安装下部围檩和支撑f管线施工f拆除下部支撑围檩f基坑回填f拆除上部支撑围檩一拔出拉森钢板桩f在桩的缝隙处用细砂回填密实。3。3。、支护结构主要选用的材料(1)钢板桩采用拉森”型钢板桩.(2)支护结构选用钢材均采用Q235等级B的碳素结构钢，其断面形式为H型钢，其规格为350X350X12X193。4钢板桩施工工艺要求3.4。1设备选型为了节约工期，综合考虑现场的施工场地，桩打拔时采用液压履带式打拔机。该设备自重相对于履带吊振动锤较轻，行走自如，施工速度块，安全性能高，24小时都能施工。3。4。2定位放线放出结构准确的灰线，从结构线每边按图纸引出一定的尺寸(给基坑施工预留施工作业面)，作为打桩的方向线。在方向线以外挖宽0.5米深0.8米的沟槽,在沟槽的两端用木桩将定位线引出，在施工过程中随时校合，保证桩打在一条直线上，开挖后方便围檩和支撑的施工.。3钢板桩打入钢板桩采用拉森”型钢板桩，桩长为9m。钢板桩的机械性能和尺寸应符合要求.经过整修或焊接后的钢板桩，堆存、搬运、起吊时应防止由于自重而引起的变形与损坏。进桩时把桩卸到打拔机附近6米范围之内)，打拔机把桩夹起同时吊到打桩灰线上空，两辅助工利用工具辅助打拔机对好方向。再沿灰线对好前一根桨的止口插入土体，为了防止钢板桩的自然跟进，第一根桩应高出地面1米左右，后续钢板桩打之前应将前一根板桩与前面的桩用钢筋临时焊接。3。4.4垂直度标高控制钢板桩打入时有一人专门指挥，随时调整钢板的垂直度，保证其垂直，钢板桩在插入土体比较浅时(4〜50),用线锤或经纬仪控制钢板桩垂直度。桩顶标高与自然地面相平，第一根桩用水准仪控制桩顶标高，后的桩参照前面桩的标高，每隔10米距利用水准仪复核一次桩顶标高。使打入的桩整齐，受力均匀.在打钢板桩的过程中，应随即检查其平面位置是否正确，桩身是否垂直，如发现倾斜(不论是前后倾斜或左右倾斜)应立即纠正或拔起重打.钢板桩采用振动等方法下沉.开始沉桩时宜用自重下沉，待桩身有足够稳定后再采用振动下沉。打桩机械采用38吨履带吊车,DZ45A型振动沉拔桩锤3。4。5围檩及支撑施工围檩下方用厚14mm以上的钢板做牛腿。围檩与钢板桩的空隙用碎钢板垫实.围檩采用H350*350型钢。支撑采用H350*350型钢支撑的形式，支撑着力处的围檩应局部焊加劲板。3.4.6钢板桩的拔出钢板桩的拔出仍用履带式液压拔桩机，在拔桩机行驶的路径上铺设路基箱板,钢板桩拔出时拔桩机尽量少振动，减少对周围土体的扰动。桩拔出后留下的空隙用黄砂回填密实，防止日后周围土体位移.土方开挖施工要求⑴沟槽土方开挖必须分层均衡开挖，每层开挖高度不宜超2m,以确保开挖过程土体的稳定，避免造成工程桩移位。(2)土方开挖过程中，防止土方开挖设备碰撞支护结构、工程桩，避免扰动基底原状土.同时建议土方开挖时应分段进行，每段长度约6m.开挖到设计标高后，立即进行管线的安装作业。(3)发生异常情况时，应立即停止挖土，并应立即查清原因和采取措施，方能继续挖土。基坑开挖过程中若发现於泥应挖至老土，后砂石回填。开挖后基坑暴露的时间应尽可能短。（4）土方开挖与地下结构施工过程中沟槽周边不得堆载。（5）沟槽开挖过程中，若发现局部漏水现象，应立即停止开挖，用人工堵漏或注浆方法进行封堵，以防止周围地面沉降。（6）夯实回填土施工完毕并达到土建施工图要求后才能拔除钢板桩。3.6支护结构监测与检测要求（1）监测工作的主要内容a土体深层水平位移（倾斜）6坡顶水平位移，沉降c基坑周围建（构）、筑物及市政道路，管线的沉降与倾斜观测，距离基坑三倍开挖深度范围内均布置d立柱的沉降e地下水位（2）监测时间及间隔a在土方开挖之前应进行基数测量，且次数不少于两次。b在每层土方开挖前后，支护完成前后，工况发生变化时应进测量，其它正常情况下每2~3天测量一次，如发现变形速率增大或总变形较大时应加密测量次数.（3）基坑支护施工及使用过程中，应安排专人进行巡视检查。（4）施工单位应与监测单位密切配合，做好检测元件的安放及保护工作。（5）监测过程中发现有异常情况必须及时通知施工单位及设计人员，施工单位应有紧急防患措施，以防发生工程事故。（6）在基坑支护结构的施工与使用过程中，应对支护结构和已有建筑物（含管线）进行监测，若遇到下列可能影响建筑物安全的情况之一时，应立即报警，若情况比较严重，应立即停止施工，并对支护结构和已有建筑物采取应急措施.①地面沉降接近20mm，桩顶位移接近20mm,支护结构最大水平位移大于基坑开挖深度的1/200。支护结构水平位移速率连续三天〉3mm/d，且不能收敛。②支护结构的支撑休系中有个别构件出现应力骤增，压屈，断裂，松驰或拨出的迹象。③建筑物的不均匀沉降已大于《建筑地基基础设计规范》（GBJ7—89）规定的允许沉降差或建筑物的倾斜速率连续三日〉0.0001H/d（H建筑承重结构高度）。④基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其它可能影响安全的征兆（如少量流砂，涌土，隆起，陷落等。）⑤根据经验判断已出现其它必须加强监测的情况.（7）、监控预警指标为：基坑支护结构的最大水平位移已大于基坑开挖深度的1/200，或其水平位移速率已连续三日大于3mm/d；基坑支护结构的支撑体系中有个别构件出现应力骤增、裂缝的迹象；支护结构个别出现开裂、位移突变；周围建构筑物的不均匀沉降已大于现行建筑地基基础设计规范规定的允许沉降差，或建筑物的倾斜速率已连续三日大于0。0001H/d；道路路面水平位移大于40mm或附近地面裂缝大于10mm；基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其它可能影响安全的征兆（如少量硫砂、涌土、隆起、陷落等）。（8）、观测报告:观测书面报告应在现场观测完成后24小时内提交业主及设计单位。（9）、监测工作由基坑支护单位进行量测。监测工作没进场不得进行基坑土方的开挖。第四章、顶管施工工艺顶管施工盾构机选择根据现场水文及地质状况，地下水位较高，无降水条件等因素等情况我方拟定采用机械顶管施工；由于地层中夹杂卵石及砂石层等因素我方拟采用的盾构机为带破碎功能的机头盾构机.根据本工程的特点与土质情况，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以往施工经验，决定采用扬州市江都伟诚建筑机械厂生产的LNPD61050型具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机。4。2顶管施工方法和技术措施（1）泥水平衡机械顶管施工工艺流程施工准备（2）顶力计算和后背墙设讦最大顶力按顶管50m（2）顶力计算和后背墙设讦最大顶力按顶管50m计算使测用经验徉算公式:式中：L—总顶力标准值”L°=nD1Lfk+Nf工作坑开挖工作坑支护工作坑开挖工作坑支护D］一管道的外径（m） 取1.05mL一管道设计顶进长度设自 二^―背—L一管道设计顶进长度设自 二^―背—后背

;取（最大顶距）501安装止水圈11kN/肝N11kN/肝N二fr~对管机的迎面阻力（格/近进：N管壁注浆4 i 52外弃土P?Ko*Y*Ho式中Ko—静止土压力系P?Ko*Y*Ho式中Ko—静止土压力系Ho—地面至掘进机中心二数，一般取0。5"＜顶"出的厚度，取最大值7mY一土的湿重量，取1.7设备拆除P=0。55*1.7*7=6..55t/m2J触变泥浆的管外壁单位t面积平封摩擦阻力1f-)管材/土类粘性七土11粉土粉、细砂土中、粗砂土钢筋混凝土管3。'薮工测量八05.0j-5-0^-8O0 8.0〜11.011.0 〜16.0钢管3.04。0成一4.0-70 7.0〜10。010.0 〜15.0顶管机外径（m）；取1.05mNf=n/4*D2*P=3。14/4*1.052*6。65=0。27t=2。7kNL=nDLf+N=3。14X1.05X50X5+2.7=827N本工程考虑上质变化和本公司自有设备情况，每坑选用QYS300双作用液压千斤顶2台，4台（300*2*9。8=5880kN）使用，一台备用，每台推力300t.（3）后背设计1）、顶坑后背计算后背支撑面积计算公式FNP/［。］式中：F一组合后背面积（m2）；L°一计算的总顶力（kN）；［o］—C40混凝土允许承载力（kN/m。，取400kN/m2；按照L°=5401.1N计算FNP/[o]=827/400=2.07m2因此，设计后背墙高X宽=1.5X2=3m2NF=2。07m2（4）基坑导轨安装1）导轨安装是顶管施工中一项重要的工作，安装的准确与否直接影响管道的顶进质量。 导轨内距的确定：A=2J（D/2）2—[D/2-（h-e）]2其中：A一两导轨内距（mm）；D-管外径（mm）,1050mmh一导轨高（mm）,170mme一管外底距枕铁面的距离，50mm.A=2J（105/2）2-[1050/2-（170-50）]2A=750mm2）浇筑工作井底板同时，沿管线顶进方向预埋几组250*200*20钢板做预埋件，预埋件纵向间距50cm,横向间距导与轨宽度相同，预埋件高程比外管底高程低5cm并且符合管道坡度，导轨长度不小于5m,要求光滑、直顺，导轨安装中心偏差为3mm,焊接在预埋件上。测量导轨的中线位置与高程偏差，其允许偏差为：导轨内距：±2mm；中心线：3mm；顶面高程：0〜3mm。3）两导轨要平行、等高，或略高于该处管道设计高程，其纵坡与管道设计坡度一致；4）使用2根15*15*600cm方木紧贴导轨外侧，方木外面用10*10方木须牢牢抵在工作坑侧墙上。5）安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中产生位移,且需设专人经常进行检查；（5）机头入洞1）掘进机就位使用50t车吊装，将掘进进机轻轻放入顶进坑内的导轨上，前端距井壁约400毫米。就位后检查掘进机的轴线是否与顶进坑轴线、导轨轴线以及主顶油缸的轴线保持一致，发现偏差立即调整。一切正常后再进行电路、油路、注浆系统的安装调试。2）开洞门为防止顶管入洞时土体滑塌，涌入工作坑，在洞门顶部须预设管棚。在顶管洞门上方加设①32mm,长度3m的注浆小导管，小导管之间间隔200毫米，共设16根小导管，总宽度为2米。向小导管内注入水泥浆，注浆范围为管道上半径，注浆压力维持到0。1Mpa。注浆24小时后，使用风镐将洞门处的混凝土凿除，洞门处的钢筋需进行侧向连接后，再将其割断。洞口处，人工向前挖土300〜500毫米，将混凝土、钢筋及其它杂物清除干净。3）机头入洞参照开洞门的方式，实施进洞门的加固。将机头徐徐推进洞口里，待刀盘全部进洞，调整止水圈位置，使其完全封闭地下水.然后开动顶管机刀盘，待土仓压力升到0。1MPa时，螺旋输送机的泥水也上升到0.07MPa左右时，可以进行排土操作。掘进机开始入土时，机头外露，只存在轨道对机头的摩擦力，刀盘切土时，机头易发生旋转，故在入土前两米顶进时，顶进速度控制在5毫米/分钟以下，以防机头整体旋转，(若效果不明显可采取加装防转卡板、手拉葫芦或管材与掘进机连接在一起，增大摩擦力矩等方式防止机头旋转)并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调整.倾角的变化用纠偏千斤顶调正，旋转角大于±30°时，可使用刀盘反转调正，顶进2米以后掘进机在不旋转的情况下可逐渐加大顶进速度。机头完全入土后，土仓压力控制在30〜50KPa,下第一节混凝土管做反封闭.为预防顶管机扎头下沉，机头后第1管、第2混凝土管之间连接，连接方式每个接头采用M30螺栓4组。4.3顶管施工1)泥水力控制控制土舱压力值：Pmin、Pmax被动泥水力PpP二yhtg2(45°+)+2Ctg(45°+)=204。6kPap王动泥水力PaP二yhtg2(45°-)-2Ctg(45°-) =29。7kPaaP=Kyh==0.55*16.6*5=45.5kPa设定土舱压力P为80kPa土舱压力控制值1：P=P-25=55kPaP=P+25=105kPa速水力控制在设定范围牙顶进中，根据地面沉降观测反馈的数据及时调整泥水力和顶进速度，使沉降量控制在允许范围内，以确保地面上构筑物的安全.2)触变泥浆减阻顶管过程中，须同步注入减阻泥浆，它是减少顶进阻力、提高顶进速度的重要一环，减阻泥浆采用膨润土配制而成。膨润土一般要求胶质价在80以上。a、检验膨润土进场后，先测定其胶质价，根据胶质价确定配合比。膨润土泥浆重量配合比b、拌合将定量的水膨润土胶质价膨润土水碱放入搅拌罐内，放入定量的碱—粉，碱完全融化后.在搅拌机转60〜701005242〜3动的情况下，将定量的膨润土徐70〜801005241.5~2徐加入搅拌罐内，一般10至20分钟就可搅拌均匀。泥浆制备后，80~901006142〜3须静置24小时才能使用。使其充—1.5~2分吸水、膨润成胶体状态，使用90-”00100614比重计测其比重，约在1.2g/cm3为宜。c、注浆在机头尾部设置有触变泥浆注浆孔，顶进施工的同步注入触变泥浆，以形成原始浆套；每节混凝土管均有三个注浆孔，顶进过程中，通过注浆孔持续补浆。注浆使用挤压式注浆泵，注浆口压力控制在0.1〜0.2MPa。视储浆池内触变泥浆下降的速度及顶镐压力表读数调节注浆压力.d、若施工时遇见无水沙土等特殊土质，须在触变泥浆中掺加石灰膏等附加剂，增加泥浆粘度,保水。3）顶进测量顶管测量主要使用激光经纬仪，安装于顶管坑后背处的顶管掘进中心线上，激光经纬仪的安装必须保证顶进过程中的稳定。在掘进机内安装有激光靶，激光束的照射角度与管道的设计坡度相一致，激光照射到光靶上形成一个激光点，机手根据激光点的位置变化确定掘进机的方向变化.顶进过程中随时观察激光点的变化，做好顶进工况记录，内容包括管道的顶进长度，顶管掘进机的水平偏差、高程偏差、注浆状况等等。初始顶进时，每1米记录一次，；正常顶进时，每顶进一节管记录一次；纠偏时，每1米记录一次；每顶进三节管，核对激光经纬仪是否出现移位，水平角、竖直角是否出现偏差；每顶进三米对顶进管道；每顶进三节管，对顶进的管道进行复测，检测管道偏差情况。顶进记录时，要注意照射到机头激光靶上的激光点和管道中心轴线的一致性.纠偏时，先计算偏差夹角，根据顶进延长线推算出顶进速度和顶进长度恢复理想轴线的距离和时间，随时预测机头的前进趋势.每天工作结束后，由主机手分别绘制出管道中心及高程偏差曲线图、顶力变化图，贴到公示板上，供施工人员、现场监理查看。4）顶进纠偏顶管掘进机由前、后两节组合而成，两节之间安装有8个千斤顶，分为上、下、左、右四组，靠这四组千斤顶，可以进行四个方向的纠偏操作。连续观察光靶上激光点的行走轨迹，如发生偏移大于20毫米，预测机头又有向偏差大的方向发展的趋势时，要采取纠偏措施.纠偏时开动纠偏千斤顶，千斤顶顶出最大不超过1。5°。纠偏时每1米测量一次，并做机头和机尾的数据比较，有回归趋势时，保持一段顶进距离后，要停止纠偏，防止左右摆动.纠偏的原则是勤纠、微纠，每次纠偏量不要过大，而且要注意发展趋势，当上下、左右均发生偏差时，先纠上下、后纠左右.5）顶进速度顶进速度控制在30毫米〜50毫米/分钟，入洞后的前10米以及纠偏时用较低速度，以后视出土情况、刀盘扭矩情况适当加快顶进速度，6）出土外运掘进机刀盘切削破碎土体，由螺旋输送机将泥土输入到管道内部，直接装入土车，通过管道将泥土运到顶进坑中，使用吊车运到地面，倒入泥土暂存区，定期外运.现场指定专人量测排出的土体体积，核算管道推进的体积与排土体积，当排土体积过大时，须减少排土，增加管道推进速度；当排土体积过小时，须加快排土，减慢管道推进速度。将出土率始终保持在95%左右。7）管节安装管节下坑前先进行外观检查，包括管端面是否平直、管壁表面是否光洁、管体上有无裂缝等等，检查合格的管子用吊车放到顶进坑内的导轨上，进行顶进。8）下管掘进机在停止顶进的状态下，刀盘转3〜5分钟，在停机和同时螺旋输送机出土的情况下，关闭排土液压闸门，保证泥水仓泥水达到平衡。下管工序完成后，再顶进时，应先开刀盘，再依次开螺旋输送机、推进系统。若出现顶进管段回弹的现象，需要在顶进油缸回收前加方木支撑，或者超前顶进100〜200毫米，使前几节管的回弹，不影响后面管节的安放.9）机头出洞机头推进到距接收坑约2米处，拆除接收坑洞口处的墙壁，从接收洞口中心部位打进一根钢钎寻找机头，洞口处的土体开裂并向外凸出，此时掘进机的土仓压力也会随之消失，没有泥水，螺旋输土机停止出土。仔细测量机头上、下、左、右的四