降水、沉井及顶管专项施工方案

#/38（1）平面布置在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，配电室、管材堆场拌浆站、降水井、泥浆池、泥浆分离系统、龙门吊等。布局要合理，环境整洁、卫生并有专职人员进行管理。（2）井内布置工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。平面布置图注浆机配电箱□□管材堆场□□注浆机配电箱□□管材堆场□□办公室会议室配电室库房顶管机控制室门房门房施工方法6.4.1、泥水平衡顶管施工原理泥水平衡顶管施工技术是利用泥水压平衡掘进面土压和地下水压的一种施工方法。其基本原理是由水泵将具有一定浓度的泥水送至挖掘面，再经井内旁通压力调整阀及调整排泥泵转速来调整进水压大小，使其平衡地下水压及挖掘面土压力，使掘进机刀盘在平衡压力下工作，从而防止由于挖掘面的失稳，造成地面沉降和隆起。泥水平衡顶管施工工法采用机械掘进技术，其特征为：刀盘将切削的土壤送入泥水仓，然后由送水泵将具有一定浓度的泥水送至挖掘面，通过刀盘充分搅拌后由排泥泵经排泥管道将泥水送至地面泥浆池，经沉淀、分离后泥水可重复利用，残渣及时外运；掘进过程通过刀盘以及顶速平衡正面土压力，调节循环水压用以平衡地下水压；采用流体输送切削泥仓内的土体。顶进过程中不间断，施工速度快；无需土质改良或降水处理，施工后地表沉降小。6.4.2、工作井内设备安装（1）工作井导轨安装导轨是在基础上安装的轨道，由于本工程顶进的管材较重，为此采用装配式复合型基坑导轨。复合型基坑导轨在每一根导轨上都有两个工作面，水平工作面是供顶铁在其上滑动，倾斜工作面则是与管子接触。为了测量及导轨安放的方便，导轨的水平工作面与钢筋砼套管管内的管底标高处同一水平面上。管节在顶进前先安放在轨道上，在顶进管道入土前，导轨承担导向功能，以保证管节按设计高程和方向前进。（2）顶力计算管道的总顶力可按下式计算F=F1+F2上式中：F—总推力；F1—端阻力；F2—侧壁摩阻力；F1=n/4XDXP式中D—管外径；P—控制土压力；P=Ko・Y・Ho=135.85式中：Ko—静止土压力系数，一般取0.55Ho—地面至掘进机中心的高度，取值13mY—土的重量，取19kN/m3F2=nD・f・L

式中：f—管外表面综合摩擦阻力，根据《给水排水工程顶管技术规程》（CECS：246）中表12.6.14，取值4kN/m2D—管外径L—顶距F二F1+F2=3.14/4X3.31X135.85+3.14X3.31X4X100=4510.34kN（d2800mmIII级混凝土管壁厚t=255mm）工作井内设备顶进能力可达到800T，采用4个200T的千斤顶完全满足要求（本工程顶管采用触变泥浆，顶力将远小于理论计算值，因此无需增加额外的顶进系统即可满足要求）。（3）后靠背受力计算后靠背受力计算按下列公式计算：R=aR=aB(yH2K/2+2ChK+丫hHKpp式中：R-总推力之反力（一般大于推力的1.2-1.6）a—系数（取1.5—2.5之间），此处取2B-后座墙的宽度（M）此处取5米Y-土的容重（KN/M3）y=19kN/m3H—后座墙的高度（m）,此处取5米Kp-被动土压系数（内摩擦角©取280）Kp=tg2（450+©/2）=2.04c-土的内聚力（kPa）一取33h-地面到后座墙顶部土体的高度（m），此处取6。按上式计算:R=aB(H2K/2+2Chp=2X5X(19X52X2.77/2+18X6X5X2.77)=22129kN工作井（后背墙5米宽）能承受22129kN顶力〉总推力8000kN。完全能满足要求。后背的安装工作坑验收合格后，安装顶管设备，首先安装后背。1）顶管后背结构为：C30后背混凝土经上面计算后背墙尺寸：长度5m,宽度5m,厚度1m。2）在浇筑前垂直地面放置后背铁，后背铁与混凝土墙面之间的空隙以300mm厚混凝土填充。3）顶进坑后背要有足够的强度,在顶进过程中能承受千斤顶的最大作用力；4）后背墙表面要平顺,并且垂直于顶进管道的轴线,避免产生偏心受压。5）后背的安装允许偏差为：垂直度：0.1%H水平扭转度：0.1%L其中H为后背的高度，L为后背的宽度。（4）洞口密封安装为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内，在洞口内预先安装一个单法兰穿墙钢套管，用于安装橡胶止水圈及止水封板。由于顶进距离长，造成管材表面及F型钢套环、砂等对橡胶止水圈不可避免的磨损，需经常更换橡胶止水圈。因此，我们在洞口里侧增加一道橡胶止水圈，当需更换外部橡胶止水法兰时，洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。6.4.3地面设备安装1）掘进机操作柜宜安装在地面操作室内，当工作井空间较大时掘进机操作柜也可放入坑内；2）主顶泵站及其控制柜安装在地面上，当工作井较深时主顶泵站也可放入坑内；3）地面泥水输送系统需安装进泥泵、泥浆存储池、泥浆调整池等；管外注浆系统需安装搅拌