顶管安全施工第篇总体施工部署

3.1. 施工计划 23.2. 施工进度计划及施工顺序 23.3. 劳动力资源配置 43.4. 施工材料及设备计划 53.5. 应急救援物资储备计划 63.6. 施工用电配置 63.7. 施工便道设置 74.2.2.1三轴搅拌桩施工 93.1.1.2SMW工法桩施工 123.1.2管井降水施工 213.1.3基坑支撑与开挖 253.2内衬墙施工 263.2.1脚手架搭设 273.2.2模板施工 273.2.3钢筋加工与绑扎 283.2.4混凝土浇筑 283.2.5商品混凝土供应及浇筑质量保证措施 293.3顶管施工 323.3.1顶管施工工艺流程 323.3.2顶管掘进机选型 333.3.3顶管设备安装 333.3.4顶力及后座墙计算 353.3.5管道吊装 363.3.6泥水系统、水压控制 373.3.6.1泥水系统 373.3.6.2水压控制 373.3.6.3注浆量的计算 383.3.7顶进施工 393.3.8进出洞措施 413.3.9土仓以及出渣措施 423.3.10顶管测量控制 433.3.11顶管纠偏方法 433.3.12管内照明与通风 443.3.13地下水降控 443.3.14顶进时的意外及应急措施 453.4地面变形量控制措施及监测监控措施 463.5顶管工程监测测量 473.5.1监测项目内容 473.5.2监测项目简介表 473.5.3测点布设、观测方法 473.5.4监测工作布置 473.5.5监测频率 483.5.6监测注意事项 493.1. 施工计划根据本工程规模和特点，结合现场区段特点，按照各分项工程施工特点统筹兼顾、流水作业，平行交叉、合理安排，均衡组织生产施工。满足业主合同中关于工程安全、质量、环保及文明施工的要求，选配经验丰富的技术人员，训练有素的专业施工队伍，配备先进完好的机械设备，合理进行施工组织。满足工期要求，采用各种有效措施，确保实现工期目标。3.2. 施工进度计划及施工顺序W1、W2、W4为工作井，W3为接收井。施工过程中计划使用两台顶管机，1#顶管机从W4顶到W3，再由W2顶到W3,2#顶管顶从W2顶到地下箱体。顶管施工总体部署如下图所示：图3.2-1顶管施工总体部署总体施工顺序如下图所示：图3.2-2总体施工顺序在施工中将严格遵照业主的施工要求进行施工计划安排，确保工程质量，按期完成。顶管施工计划工期137天，由进场开工开始计算，开工时间待定。表3.2-1顶管施工总体计划序号施工内容天数开始时间结束时间1 整平场地32021/8/102021/8/122 SMW工法桩洞口加固452021/8/132021/9/273 三轴加固72021/9/202021/9/264 坑内降水62021/9/252021/9/305 基坑支护及土方开挖302021/10/92021/11/86 基坑封底32021/11/92021/11/117 顶管施工202021/11/122021/11/308 检查井施工202021/12/12021/12/209 土方回填52021/12/212021/12/253.3. 劳动力资源配置根据本工程特点，结合相应的施工总体规划，科学合理的配置劳动力资源。施工过程中，加强人员管理，组织协调，确保劳动力资源充分利用。（1）劳动力计划表表3.3-1劳动力计划表序号工种计划人数进场时间备注1项目部管理人员6开工第1日根据工程量大小及施工进度具体安排进场2技术、质检人员3开工第1日3机械、汽车驾驶员12开工第1日4后勤人员5开工第1日5普工24开工第1日6顶管操作工16开工第70日（2）特殊时期（春节）劳动力保证措施1）主要管理人员和各工种技术骨干原则上节假期间不得离开岗位，如确需离开工作岗位，则应有得力的替代者。2）节前应备足劳动力，按施工生产的需要留有一定的余地，防止因作业人员的离开而影响生产。项目部可采取轮换休假，保证节假日出勤率不低于90%，以确保工程所需的劳动力。3）节假期间加大奖金分配力度，从物质上吸引鼓励职工节假期间坚守施工生产第一线。3.4. 施工材料及设备计划各种原材料在施工前做好调查、采购、试验等工作。做好逐月进场计划，提前进场加工。作好采购工作，采购时在节假日、恶劣气候来临前，作好各种材料储备工作。工程施工使用的主要材料包括所需商品混凝土、钢材、止水钢板等材料以及顶管用管节。施工所需的进场材料必须满足设计、规范要求。同时各主要材料的性能指标在与供应厂家签订合同时要明确约定。并根据工程进度分阶段、分步骤、有计划进场。加强材料的进场检验工作。每一批材料进场前必须由相关部门检验合格后，报监理工程师批准同意后方可使用。根据施工布置及安排，为保证施工进度，我部将积极投入机械设备资源，合理安排，确保节点目标完成。本工程施工时主要机械设备配置详见下表所示。表3.4-1主要施工机械设备表序号设备名称型号规格数量国别产地额定功率（KW）用于施工部位1汽车吊QY—252中国徐州材料运输2钢筋调直机GT4-102中国陕西钢筋弯配3钢筋弯曲机GW6-40B2中国陕西钢筋弯配4钢筋切断机CQ402中国陕西钢筋弯配5钢筋对焊机DDE-14/362中国上海钢筋弯配6电焊机B×3152中国陕西钢筋绑扎7平板振捣器2中国江苏砼浇筑8ZDN6中国江苏砼浇筑9潜水泵5中国江苏工作井、顶管10发电机250工作井、顶管11泥水平衡顶管机D15002顶管12千斤顶200T8顶管13履带挖机CAT3202中国江苏工作井、顶管14长臂挖机CAT4502中国上海工作井、顶管15三轴搅拌桩桩基PAS-120VA2中国上海120工作井16打拔机ZX360一H-3G2合肥184工作井17型钢拔除设备2中国上海工作井18三一小挖机SY55U2中国上海31.4工作井3.5. 应急救援物资储备计划为了保障现场人员安全，确保生产平稳有序进行，根据施工内容和工序安排，准备相应的安全应急救援物资，在库房和施工现场进行储备，救援物资储备计划情况见表3.5-1。表3.5-1应急救援物资储备计划序号名称数量单位备注1安全帽20个2安全带20个3小药箱4个4水桶30个5脸盆30个6毛巾100条7灭火器100个8消防锨60把9消防斧10把10消防桶60个11消防勾50个12登高楼梯2把13洋镐30把14尖锨30把15手锯10把16强力剪刀3把17千斤顶3个18应急照明灯30个19强光手电20把20安全警示带3卷21喊话喇叭6个22疏散指示棒10个23担架6付24防滑鞋30双25绝缘手套50只26雨衣雨鞋30套3.6. 施工用电配置本项目在计划在浦滨路与五桥连接线一侧分别设1个变电箱，可提供施工及生活用电，施工中设置一个一级配电箱，两个二级配电箱，三级配电箱若干个。具体配电箱位置根据业主提供地点进行调整。3.7. 施工便道设置施工中需检用到吊机、渣土运输车、砼泵车等，为了便于施工，拟在南农河东施工场地建设宽度为6m的施工便道，长度约335m，在检查井附近修筑10～15m宽的调车平台。南农河以西使用现有场地内临时便道。临时便道结构20cmcm碎石+20cmC30钢筋混凝土（单层双向直径12mm三级钢）。

@1800三轴搅拌桩搭接施工，三轴搅拌桩有效桩长部分水泥掺量为20%,空搅段水泥掺量为10%。桩基规格及数量见下表：表3.1-1SMW工法桩数量及工艺参数序号井号桩数（幅）单桩长（m）总桩长(m)桩顶标高空搅长度（m）1W132319925.3202W232319924.8503W322265725.010表3.1-2顶管洞口加固数量表序号井号桩数（幅）单桩长（m）总桩长(m)桩顶标高空搅长度（m）1W1246144-3.068.38124.3251.842.861.992W2246144-2.98/0.047.83/4.81123.9347.163.61.253W32461440.35/1.224.66/3.79表3.1-3压密注浆数量表序号井号桩数（幅）单桩长（m）总桩长(m)桩顶标高空搅长度（m）1W1618488-8.3113.632W2618488-8.2313.083W3248192-4.79.714.2.2.1三轴搅拌桩施工1、三轴搅拌桩施工工艺三轴搅拌桩分为套接施工与搭接施工，施工工艺采用四搅两喷，施工工艺如下图所示：图3.1-2三轴搅拌桩施工工艺（1）三轴搅拌桩施工前进行工艺试桩，试桩根数不小于3根，试桩用以确定三轴搅拌桩机喷浆量、钻进速度、提升速度、搅拌次数等参数。待工艺试验经检测满足设计和质量要求后，方能进行大面积施工。（2）施工采用四喷两搅:，水灰比为1：1，喷浆压力为2.0MPa，喷浆量100～150L/min，气压0.7MPa，风量10m3/min，水压30MPa，水流量80～120L/min，提升速度0.8m～1.0m/min，下沉速度0.5m~0.8m/min。三轴搅拌桩空搅部分按10%水泥掺量进行计算，水泥用量约为269.1kg/m（单桩），实桩部分按20%水泥掺量进行计算，水泥用量约为538.2kg/m。（3）场地整平清除一切地面和地下障碍物，场地低洼处先抽水和清淤，分层回填素填土，必要时可以搅拌石灰或水泥，确保桩机站位处地基稳定。（4）桩位布置按设计图排列布置桩位，在现场用经纬仪或全站仪定出每根桩的桩位，并做好标记，每根桩位误差±5CM。（放样后做好测量技术复核单，报监理复核验收，确认无误后方能进行三轴搅拌桩施工）（5）桩机就位搅拌桩机到达作业位置，由当班机长统一指挥，移动前仔细观察现场情况，确保移位平稳、安全，待桩机就位后，用吊锤检查调整钻杆与地面垂直角度，确保垂直度偏差不大于0.3%。在桩机架上画出以米为单位的长度标记，以便钻杆入土时观察、记录钻杆的钻进深度，确保搅拌桩长不少于设计桩长。（6）备制水泥浆按成桩工艺试验确定配合比拌制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入储浆桶中，制备好的水泥浆滞留时间不得超过2小时。（7）预搅下沉启动浆喷机电动机，放松起重机或卷扬机钢丝绳，使浆喷桩机沿导向架自上而下浆喷切土下沉，开启灰浆泵同时喷浆，边喷浆边旋转，使水泥浆和原地基土充分拌合，直到下沉钻进至桩底标高，并原位喷浆30S以上。（8）提升喷浆搅拌确认浆液已经到桩底时，以试验确定的速度提升搅拌钻头，边喷浆边旋转，提升到离地面50cm处或桩顶设计标高后再关闭灰浆泵，在原位转动喷浆30s，以保证桩头均匀密实。（9）重复上下搅拌喷浆机提升到设计桩顶标高时，为使软土和水泥浆浆喷均与，再次将浆喷机边旋转边沉入土中，到设计加固深度后在将浆喷机提升出地面。（10）提钻、转移将搅拌钻头提出地面，停止主电机、空压机，填写施工记录表，桩机移位并校正桩机垂直度后进行下一根桩施工。2、三轴搅拌桩技术要求（1）水泥搅拌桩采用普通硅酸盐水泥,强度等级42.5,水泥掺入比为20%,水灰比为1：1。28d无侧限抗压强度qu28≥0.8MPa。（2）水泥搅拌桩的桩位允许偏差应≤50mm，水泥搅拌桩的桩径允许偏差为±10mm。（3）水泥搅拌桩的桩径允许偏差为±10mm。（4）水泥搅拌桩的桩体垂直度允许偏差应≤0.3%。（5）因故搁置超过2h以上的拌制浆液应作废浆处理;施工时因故停浆,应在恢复压浆前将三轴搅拌机提升或下沉0.5m后再注浆搅拌施工。（6）搭接施工的相邻桩,施工间歇时间不应超过24h,当超过24h,搭接施工时应放慢搅拌速度;若无法搭接或搭接不良,应作为冷缝记录在案,并经围护设计单位认可后,在搭接处采取增打1~2幅搅拌桩等补救措施。（7）基坑开挖前应检验水泥土搅拌桩的桩身强度,强度指标应符合设计要求;搅拌桩桩身强度需采用钻取桩芯强度试验检测,取样位置由监理现场随机指定,同时辅以浆液试块强度试验确定（8）搅拌桩钻芯数量不宜少于总桩数的1%,且不应少于3根,钻孔取芯完成后的空隙应及时注浆填充。3、三轴搅拌桩质量保证措施（1）孔位放样误差小于2cm，钻孔深度误差小于±5cm，桩身垂直度按设计要求，误差不大于0.3%。施工前严格按照设计提出的搅拌桩两边尺寸外放100mm要求进行定位放样。（2）严格控制浆液配比，做到挂牌施工，并配有专职人员负责管理浆液配置。严格控制钻进提升及下沉速度，提升速度8cm～12cm/min，下沉速度不大于0.6m/min。（3）施工前对搅拌桩机进行维护保养，尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问题。设备由专人负责操作，上岗前必须检查设备的性能，确保设备运转正常。（4）桩架垂直度指示针调整桩架垂直度，并用线锤进行校核。（5）工程实施过程中，严禁发生定位型钢移位，一旦发现挖机在清除沟槽时碰撞定位型钢使其跑位，立即重新放线，严格按照设计图纸进行施工。（6）场地布置综合考虑各方面因素，避免设备多次搬迁、移位，减少搅拌和型钢插入的间隔时间，尽量保证施工的连续性。（7）严禁使用过期水泥、受潮水泥，对每批水泥进行复试合格后方可使用。（8）在施工前应在钻杆上做好标记，控制桩长不得小于设计桩长。（9）待水泥搅拌桩达到设计强度后,施工坑底水泥搅拌桩裙边加固。（10）待坑底裙边加固达到设计强度后,对基坑实施预降水处理。4、施工冷缝处理施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处的围护素桩孔上重复套钻，施工时延长搅拌时间3倍左右，并提高水泥掺入量2%左右。三轴水泥土搅拌桩搭接施工间隔时间超过24h、搭接不良或遇障碍物无法施工，应对冷缝具体位置以绝对坐标记录在案，并经监理和设计单位确认后，采取在搭接处补做旋喷桩等技术措施，确保搅拌桩的施工质量。3.1.1.2SMW工法桩施工1、施工工艺流程SMW工法支护桩施工主要包括导墙制作、桩机定位、水泥浆制作、搅拌施工、型钢的插入和拔除等工艺。SMW桩施工工艺流程如见下图所示。图3.1-3SMW工法桩工艺流程2、SMW工法桩施工工艺（1）SMW围护桩施工参数选择影响SMW围护结构强度及抗渗性能的主要因素有：地基土层性质、水泥用量、搅拌水泥土的均一性、施工深度等。对于特定土层条件，主要是控制好水泥用量及水灰比，确保一定的泵送压力，合理选择下沉与提升速度，使得形成的SMW复合桩体满足设计所规定的强度和抗渗要求，从而保证基坑开挖过程中的稳定性。主要施工参数见下表。表3.1-4SMW施工主要技术参数序号技术参数项目参数指标1水泥（42.5#）掺入比20%，空搅10%2供浆流量100～150L/min3水灰比1.54泵送压力1.5～2.5Mpa5下沉速度<60cm/min6提升速度<8~12cm/min728天无侧限抗压强度≥0.8Mpa8水泥浆1.29～1.379搅拌速度两边搅拌头：26.0中间搅拌头：14.5（单位：rpm/min）以上各参数在现场做到挂牌施工。2、SMW围护桩施工准备SMW围护桩施工准备工作主要包括场地平整、测量放样、水电接通、导墙施工等方面，并进行施工场地的平面布置，为SMW围护结构的正式施工创造条件。（1）场地平整保证SMW围护结构沿线道路平整、畅通，施工场地路基以能行走25t汽车吊为准。三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量的置换土体，为保证桩机的安全移位及施工现场的整洁，施工前，使用挖掘机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽，沟槽宽约1.2m，深1.5m。在施工现场另设一集土坑，将三轴搅拌桩施工过程中置换的土体泥浆置于集土坑中。（2）测量放样SMW桩放样采用交会法。施工前，测定桩位轴线，在轴线上量距确定桩位，在测定桩位打桩并加钉；再在各桩位上置镜，测定垂直于轴线的法线，在法线上设护桩。施工时，利用轴线法线交会确定桩位。角点控制桩采用坐标法复核，桩心距用红色油漆做好标记，保证搅拌桩定位准确。（3）开挖沟槽、定位型钢施工开挖沟槽时，根据基坑围护内边控制线，采用0.4m3挖机开挖1.2m（宽）*1.5m（深）沟槽，并清除地下障碍物。开挖沟槽余土及时处理，以保证SMW工法桩正常施工，达到文明工地要求。图3.1-4沟槽开挖示意图定位型钢时，垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200*200的槽钢，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格700*300的工字钢，长约10m，转角处H型钢采取与围护中心线成45°角插入，H型钢定位采用型钢定位卡。图3.1-5定位型钢示意图3、SMW桩钻进施工（1）施工顺序SMW桩的搭接以及成形搅拌桩的垂直度补正是依靠搅拌桩单孔重复套钻来实现的，以确保搅拌桩的隔水帷幕作用。SMW桩一般采用跳槽式双孔全套复搅式施工，但在特殊情况下（例如搅拌桩成转角施工或施工间断）也可采用单侧挤压式施工，SMW桩施工顺序见下图所示。图3.1-6SMW桩施工顺序图（2）桩机就位①移动搅拌桩机到达作业位置，并调整桩架垂直度达到1/200以内。桩机移位由当班机长统一指挥，移动前必须仔细观察现场情况，发现障碍物应及时清除，移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。②桩机应平稳、平整，每次移机后可用水平或水准仪检测桩机平台的平整，并用线锤对立柱进行垂直定位观测以确保桩机的垂直度，并用经纬仪经常校核，经纬仪检测频率为每天至少一次，心要时请专业监理工程师到现场复测。③三轴搅拌桩桩机定位后再进行定位复核，偏差值应小于2cm。④工程实施过程中，严禁发生定位桩及定位线移位，一旦发现挖掘机在清除导槽时碰撞定位桩及定位线使其跑位，立即重新放线，严格按照设计图纸进行施工。（3）桩机垂直度校正桩架垂直度指示针可调整桩架垂直度，并用线锤经纬仪进行校核。在桩架上焊接一半径为5cm的铁圈。每次施工前必须适当调节钻杆，使铅锤位于铁圈内，即把钻杆垂直度误差控制在1/200内。（4）桩长控制标记搅拌桩桩长控制很重要，施工前应在钻杆上做好标记，控制搅拌桩长不得小于设计桩长，当桩长变化时擦去旧标记，做好新标记。（5）水泥浆液拌制施工前在一定距离位置搭建水泥库以便堆放水泥，并应在水泥库边搭建拌浆平台：3只水泥浆搅拌桶，其上分别悬挂一台搅拌机，水泥浆在搅拌桶中按规定的水灰比配制抖匀后排入存浆桶，再由2台泥浆泵抽吸加压经过输浆管压至钻杆内注浆孔。为了保证供浆能力，供浆平台距离施工地点100米左右为宜，具体根据现场情况确定。对全体工人做好详尽的施工技术交底工作。安排专人负责抽浆液质量，对不合格的浆液作为废浆处理，水泥浆液的水灰比严格控制在1.5左右。水泥浆液的配制过程中严格控制浆液的计量，配备水泥浆液的流量计及压力装置，以便及时调节供浆的流量及压力，防止水泥掺入量不足的现象产生。（6）搅拌桩机钻杆下沉与提升按照搅拌桩施工工艺要求，钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液。钻杆下12沉速度不大于0.6m/min,提升速度不大于8～12cm/min，现场设专人跟踪检测、监督桩机下沉、提升搅拌速度，可在桩架上每隔1m设明显标记，用秒表测试钻杆速度以便及时调整钻机速度，以达到搅拌均匀的目的，在桩底部分适当持续搅拌注浆至少15秒，确保水泥土搅拌桩的成桩均匀性并做好每次成桩的原始记录。按照技术交底要求均匀、连续的注入拌制好的水泥浆液，钻杆提升完毕时，设计水泥浆液全部注完。搅拌桩施工结束。（7）注浆、搅拌、提升开动灰浆泵，待纯水泥浆到达搅拌头后，按计算要求的速度提升搅拌头，边注浆、连搅拌、连提升，使水泥浆和原地基土充分拌和，直至提升到离地面50cm处或桩顶设计标高后再关闭灰浆泵。搅拌桩桩体应搅拌均匀，表面要密实、平整。桩顶凿除部分的水泥土也应上提注浆，确保桩体的连续性和桩体质量。（8）SMW桩的搭接施工三轴搅拌桩的搭接以及成形搅拌桩的垂直度补正是依靠搅拌桩单孔重复套钻来实现的，以确保搅拌桩的隔水帷幕作用。三轴搅拌桩采用间隔式双孔全套复搅式施工，如下图。图3.1-7间隔式双孔全套复搅式施工顺序示意但在特殊情况下（例如搅拌桩成转角施工或施工间断）也可采用单侧挤压式施工，如下图所示。三轴搅拌桩的施工工艺采用三轴搅拌设备，该设备2根边轴顺转，中间轴逆转。该三轴同两个压浆管和一个压气管组成，压气管位于三个轴的中部。施工时，借肋钻头端部的压浆孔压入水泥浆液，辅以高压气流，加剧三轴搅拌桩范围内土体的流动性，便得水泥浆与土体拌和充分，这样形成的水泥土比在中轴内压入水泥浆形成的水泥土更均匀、强度更高。图3.1-8单侧挤压式施工顺序4、型钢插入（1）H型钢制作根据设计图纸的要求，购置、加工H型钢，其质量要满足设计和国标要求，H型钢制作标准为：表3.1-5H型钢验收标准表实测项目允许偏差长度±20㎜截面高度±4㎜截面宽度±3㎜腹板中心线±2㎜型钢对接焊缝符合设计要求型钢挠度10㎜（2）H型钢减摩剂施工H型钢的减摩，是H型钢插入顶拔顺利进行的关键工序，施工中成立专业班组严格控制，减摩制作主要通过涂刷减摩剂实现：①清除H型钢表面的的污垢和铁锈。②使用电热棒将减摩剂加热至完全熔化，用搅棒搅动时感觉厚薄均匀，方可涂敷于H型钢表面，否则减摩剂涂层不均匀容易产生剥落。③如遇雨雪天，型钢表面潮湿，应事先用抹布擦去型钢表面积水，再使用氧气加热或喷灯加热，待型钢干燥后方可涂刷减摩剂。④H型钢表面涂刷完减摩剂后若出现剥落现象应及时重新涂刷。H型钢减摩剂施工如下图所示图3.1-9H型钢减摩剂施工示意图（3）H型钢插入H型钢就位后，通过桩机定位装置控制，靠型钢自重或借助一定的外力(送桩锤)将型钢插入搅拌桩内。`图3.1-10H型钢插入现场施工①H型钢起吊前在型钢顶端150mm处开一中心圆孔，孔径约100mm，装好吊具和固定钩，根据引设的高程控制点及现场定位型钢标高选择合理的吊筋长度及焊接点，控制型钢顶定位误差30mm，标高误差小于20mm②H型钢用两台吊车合吊，以保证型钢在起吊过程中不变形。吊装采用一台25T汽车吊和一台50T的汽车吊先水平三点吊起H型钢，吊点位置和数目按正负弯矩相等的原则计算确定，在型钢离地面一定高度后，再由50T的汽车吊垂直起吊，25T的汽车吊水平送吊，成竖直方向后，用50T吊车一次进行起吊垂直就位。③在导槽上设置H型钢定位卡固定插入型钢的平面位置。H型钢定位卡牢固、水平，将H型钢底部中心对准桩位中心沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内，用经纬仪或线锤控制型钢插入垂直度。④H型钢插入过程中应随时调整型钢的水平误差和垂直误差。⑤若H型钢插放达不到设计标高，可以慢慢提升型钢到适当高度，重复下插至设计标高，下插过程中始终使用经纬仪或线锤控制H型钢垂直度。5、SMW桩顶钢筋砼围檩施工（1）冠梁施工安排SMW搅拌桩作为基坑挡土的支护结构，每根桩必须通过桩顶钢筋砼围檩连接共同作用，使每一根桩都能连成一整体共同受力。SMW围护结构设计为C30钢筋砼围檩。其截面尺寸约为：600mm（高）×1200mm(宽)。钢筋砼围檩施工安排在SMW搅拌桩完成后组织施工。采用组合钢模板，现场绑扎钢筋，商品砼运至现场灌注，插入式振动器捣固密实，洒水养生。（2）钢筋砼围檩施工技术措施①清除SMW搅拌桩桩顶的余土、浮浆并将桩顶水泥土凿毛，并用清水清洗干净。②按设计要求和构造要求绑扎冠梁钢筋。分段施工，注意要预留足够的主筋长度与下节冠梁主筋的搭接。③侧模采用组合钢模板，支撑体系采用50×100方木、Φ48钢管。模板在安装前要涂隔离剂，以利脱模。⑤钢筋砼围檩砼一次浇筑完成。围檩的洒水养护时间不少于14天。⑥施工钢筋砼围檩时采用4mm厚的泡沫板将型钢包扎与砼隔离。6、H型钢顶拔回收待附属结构施工结束后，可用顶拔装置将SMW桩体内的型钢拔出来，回收后经过整形保养，重复使用。回收H型钢后的空隙，用1：1的水泥浆填充。图3.1-11H型钢拔桩示意整个拔出过程中加强两方面的工作：①使用专用夹具及油压千斤顶以砼冠梁为基座起拔H型钢。同时在拔出过程中用一台车吊住型钢，防止失稳。②配制水泥浆液，使其自流充填H型钢拔出后的空隙。③H型钢拔出时，先用40mm厚钢板加工的卡盘用圆钢插销与型钢连接，通过油顶、横担、卡盘将型钢顶拔出地面一定高度。在能够满足油顶工作行程要求时，取下卡盘、横担，直接用拔模机专用楔卡进行顶拔。在实际施工过程中，为了确保楔卡不与型钢间打滑，一般在楔卡顶端用电焊机稍微点焊以增加摩阻力。采用2台200T的液压油顶，一般5min可完成单个行程800mm的顶拔高度。3.1.2管井降水施工经过水文地质条件分析，基坑及顶管施工区域地下水位较高，土方开挖前需进行管井降水。降水时间约5天，具体根据降水实际情况进行调整。1、井点平面布置根据设计图纸W1、W2、W3井内分别设置了一座疏干井，另外井口进出口两侧各设置一口降水井，即每个井口处设置5个降水井，布置按下图所示，单井流量按80~120m3/h计，预计五口井同时抽水，5天之内可以将工作井中地下水位降低到设计深度；同时为了解工作井内及其周围的地下水位下降情况，在工作井中心和外围设计施工观测井观察水位下降情况。平面布置如下所示：图3.1-12管井降水平面示意设计以下运行管理方法：(1)降水方法采用跟踪法降水，即随着土方开挖深度的增加，逐步降低工作井内含水层的地下水位，在尽可能减少降水井流量的情况下满足土方的安全开挖，尽最大限度降低降水作业对周围环境的影响。(2)水位控制降水作业时水位的控制是通过降水控制降水井的流量来实现的。当地下水位偏低(降深偏大)时，增加回流量,使水位回升；反之，减少回流量，使地下水位下降，以满足土方安全开挖的要求。2、管井构造管井主要由圆孔滤管、滤料及粘土组成。降水采用潜水泵，每井一台，并带有吸水铸铁管或胶管，配上一个控制井内水位的自动开关，在井口安装75mm阀门以便调节流量的大小，阀门用夹板固定。管井构造如下图所示：图3.1-13疏干井结构3、井点施工工艺流程井点采用回转钻钻孔，用泥浆护壁，其施工工艺流程如下：测量→挖井口→钻机就位→回旋钻进→回填井底砂→吊放井管→井管与孔壁间回填中粗砂→洗井→安装抽水泵→试抽水→正式抽水→降水完成拔井管→封井4、井点施工方法①钻机成孔井孔孔径为φ650mm，深度10.71～14.63m（保证基坑水位降至开挖面下1.0m），采用回转钻钻孔，用泥浆护壁，孔口设置护筒，以防孔口坍方。钻孔深度，当不设沉砂管时，应比抽水期内可能沉积的高度适当加深。成孔后采用压缩空气法清孔，清孔后应立即安装井管，以防坍孔。②沉放井管井管下放时，将预先作好的井管用吊车分段下设，分段焊接牢固，直下到井底。井管安放应力求垂直并位于井孔中间；管顶部比自然地面高500mm左右。井管过滤部分放置在含水层适当的范围内。③填料井管下入后，及时在井管和土壁间填充砂砾滤料（可以考虑用中粗砂）。滤料粒径大于滤网的孔径，一般为3~8mm的细砾石。砂砾滤料必须符合级配要求，将设计砂砾规格上下限以外的颗粒筛除，合格率大于90%，杂质含量不大于3%；不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防分层不均匀和冲击井管，填滤料要一次连续完成，从底填至基坑地面，基坑地面以上部位采用粘土封口。④洗井井管周围填砂滤料后，采用压缩空气法洗井。其原理是当压缩空气通到井管下部时，井管中为密度小于1的气水混合物，而井管外为密度大于1的泥水混合物，这样管内外产生压力差，井管外的泥水混合物，在压力差作用下流进管内，于是井管内就变成气、水、土三相混合物，其密度随掺气量的增加而降低，三相混合物不断被带出井外，滤料中的泥土成分越来越少，直至清洗干净。当井管内泥砂多时，可采用“憋气沸腾”的办法，即采取反复关闭、开启管上的气水土混合物的阀门，破坏井壁泥皮。在洗井开始30min左右及以后每60min左右关闭一次管上的阀门，憋气2~3min，使井中水沸腾来破坏泥皮和泥砂与滤料的粘结力，直至井管内排出的水由浑变清，达到正常出水量为止。洗井应在下完井管，填好滤料，封口后8h内进行，一气呵成，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。⑤安装抽水设备和试抽水潜水泵在安装前，应对水泵本身和控制系统进行一次全面细致的检查。检验电动机的旋转方向，各部位螺栓是否拧紧，润滑油是否加足，电缆接头的封口有无松动，电缆线有无破坏折断情况，然后在地面上转3~5min，如无问题，才可放入井中使用。安放潜水泵时可用绳索吊入滤水层部位，带吸水钢管的用吊车放入，上部与井管口固定。潜水电动机、电缆及接头应有可靠的绝缘，每台泵应配置一个控制开关。主电源线路沿井管排水管路设置。抽水设备安装完毕应进行试抽水，满足要求后始可转入正常工作。井管使用完毕，用吊车将井管口套紧徐徐拔出，滤管拔出洗净后再用，拔出所留的孔洞用砂砾填充、捣实。（5）管井系统的使用注意事项：①基坑开挖前10天开始降水。②井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，检查有无漏气现象。③井点运行后要求连续工作，应备双电源。④降水深度为基坑开挖面以下1m。⑤井点拔除后，除预留的排水口外，其余应立即回填井点，施做垫层。3.1.3基坑支撑与开挖本工程方形顶管井支撑共设置4道，第一道支护结构为1200mm×600m钢筋砼围檩，砼材料为C30。第二道～第四道均为双拼H700×300×13×24型钢，围檩材料均为双拼H700×300×13×24型钢。施工中先用挖机挖至第一层支撑底，等到第一层支撑施工完成并达到强度后，开挖至第二层支撑底，依此类推一直挖至第四层支撑后，支撑施工完成后，再将基坑挖至底设计底标高，总共需挖一五次。挖第一层土方时，直接用大挖机挖运装车，挖第二层～第五层时，需要在基坑底部放一个小挖机，将基坑边上土方掏挖至基坑中间，期间需要人工进行配合，再由长臂挖机装车。表3.1-6工作井土方开挖参数井位号尺寸（m）挖深（m）土方量（m3）第一层（m3）第二层（m3）第三层（m3）第四层（m3）第五层（m3）挖土机械W18.8×8.313.19963.451.13221.31241.032233.73216.2三一-200长臂挖机W28.8×8.310.94770.1851.13277.6241.032200.42W35.85×4.89.9427719.498371103.2顶管井基坑土方开挖均一次开挖完成，每一层土方挖至设计标高位置后进行支撑安装（或浇筑），待钢支撑完成安装（或混凝土养护完成）进行下一层土方开挖，逐层进行。1.施工原则（1）土方开挖必须在基坑围护结构、顶圈梁和地基加固达到设计强度后，并且利用井点将地下水位降至基底以下1m后进行再开始；（2）基坑开挖严格按照“时空效应”理论分层、分段开挖，要求做到先撑后挖，控制开挖土体无支撑暴露时间，控制好基坑外围护结构变形；（3）每层土方均开挖至支撑面标高，然后由人工开槽，安装支撑并按设计要求施加预应力撑紧后，方可继续挖土；（4）在挖土过程中应根据支撑轴力监测数据，对支撑经常检查与复加轴力，以控制地下围护结构的侧向位移，减少地表沉降。2.施工机械配备（1）第一层土方每一作业点开挖采用1m3普通液压反铲挖机；（2）以下各层土方开挖每一作业点采用长臂挖机，作为土方垂直运输的主要机械；根据基坑开挖面积配备适量的0.25～0.4m3小机，在坑内进行各分层分段土体的开挖和土方的水平传递；（3）根据每天出土量的大小，卸土点的远近配备足够的土方运输车；（4）钢支撑吊装采用一台50T汽车吊，配备10T汽车二辆。安装支撑配备电焊机5台，各种气割工具3套，3套手拉葫芦。3.基坑支撑及土方开挖（1）土方开挖土方开挖应坑内水位降至开挖面以下1m和围护结构到设计要求后进行，第一层土方采用1m3挖土机进行施工。开挖过程中先由机械开挖至设计支撑顶面，然后由人工在支撑位置开槽，挖至第一道支撑底20cm标高，然后采用地模方式进行钢筋混凝土围檩的施工。第二层土方必须在第一道钢筋混凝土围檩强度达到设计要求后方可进行。后续土方采用长臂挖机进行挖土作业，并根据基坑开挖面积大小配备适量的0.25～0.4m3小机，在坑内进行各分层分段土体的开挖和土方的水平传递。土方开挖应根据对称、平衡的原则进行，支撑施工完毕后再进行土方开挖。（2）钢支撑安装支撑定位放线→支撑部位围护凿平，露出钢筋→围檩安装→支撑拼装→安放就位→支撑端头锚固。（3）钢支撑拆除拆除条件：基坑内最下一道钢围檩及角撑在顶管进出洞前进行拆除，其余钢支撑待检查井完成，随着基坑内回填土进行逐步拆除；拆除方式：采用25T汽车吊拆除，人工配合。拆除时对结构的保护：拆除钢支撑上设置缆风绳，吊除过程中进行牵引，防止钢支撑晃动碰撞结构，造成结构外观损坏；井下和地面指挥人员加强联系和沟通，确保指挥信号正常。3.2内衬墙施工为了基坑的稳定与为顶管施工提供足够的反力，本次基坑中设置了内衬墙，厚度40cm，高度超过顶管顶部。3.2.1脚手架搭设内衬墙施工时两侧应设置脚手架施工平台，脚手架立杆设置两排，立杆间距1.2m，横向间距1.2m,步距1.8m,内衬墙高度2.8～6.17m，扫地杆设置为20cm，施工平台搭设两步，高度设为2.3～5.6m，其上设置1.2m安全围护栏杆。脚手架立杆每四跨设置1道剪刀撑，剪刀撑由下至上通长连接。基础施工要求：脚手架基础：立杆在混凝土底板上,必须垫通长木枋或木跳板。脚手架施工的同时，做好排水措施，防止积水引起脚手架下沉。脚手架基础施工完毕后，就进行脚手架的整体搭设施工。搭设的标准是：外观必须整体平整，横平竖直、几何图形一致。内侧连接牢固，平坦通顺。所有起步立杆，应采用1800mm和3600mm按纵向交错设立。避开水平方向的立杆接长，增加脚手架的整体稳固，顶部不足部分，用1800mm钢管补齐。起步立杆先竖里立杆、后竖外立杆程序设立。里立杆保持与井壁500mm净空距离。平行里立杆向外伸展1000mm净距取外立杆位置。以后，按脚手架设计规格，等距离设里外立杆。所有扣件的紧固力矩应保持在力矩扳手实测的39.2-19牛米范围内。同时要求要求扣件的开口处（即螺栓的拧合处）朝外。里立杆、里大横杆的对接扣件闭合口朝墙内侧方向；外立杆、外大横杆扣件闭合口朝脚手架外侧方向。避免在操作中钩挂作业人员衣裤，酿成事故。钢管脚手架的施工程序为：里立杆-外立杆-小横杆-大横杆-搁栅-防护栏杆-斜拉杆-连壁杆-竹笆-密目网。脚手架施工过程中及时校正立杆的垂直度和步层大横杆的水平度。保持始终如一的步距、纵距和横距。验收：脚手架施工完毕后，由施工负责人召集技术、安监、搭设班组三方人员，携带扭矩扳手，进行外观和实测检验。3.2.2模板施工（1）工作井及内衬墙施工时，采用木模，有插筋及不规则部位用木模板、木模板表面刨光。模板面板采用15mm竹胶板，主梁采用Ф48*3mm双拼钢管，次梁采用10cm*5cm木枋。由于内衬墙模板是采用单侧模的形式，在基坑内将钢管用扣件固定在主梁上，间距每50cm一道。（2）模板固定采用Ф14mm对拉螺栓，为满足抗渗要求，螺栓中间焊-4×70×70止水铁片，螺栓两端焊-3×50×50止水铁片。（3）在拆除作业中，如遇四级以上大风，应停止施工，确保安全。（4）吊车设专人指挥，严禁违章操作。在吊装过程中，必须将模板和其他材料捆绑牢固，防止在吊车转臂时散落伤人。（5）各种材料要及时清运退场，如一时无法退场的要集中码放，防止出现钉子扎脚等情况。（6）作业现场有足够照明设备，防止发生由于照明不足，视线不清，发生意外事故。3.2.3钢筋加工与绑扎（1）工作井钢筋按图纸要求，工地现场下料加工成型，钢筋接头采用单面搭接焊，单面焊长度不小于10d，焊条应与钢材强度相适应，在搭接长度范围内，受力钢筋接头截面积不得大于总截面积的25%。（2）所有钢筋按施工图绑扎就位，保护层用垫块现场制作，平面尺寸50×50mm，厚度根据不同部位要求确定（壁板受力钢筋最小厚度40mm、顶板最小厚度35mm；基础底板上层最小厚度40mm、下层最小厚度50mm。），纵横向均匀布置，每米一块。（3）封模前应详细检查各预埋件轴线、标高及平面位置，并安装牢固，不得遗漏和移位。工作井钢筋、立模各道工序完成后均报监理检查、验收，合格后方可进行下一道工序。3.2.4混凝土浇筑（1）混凝土浇筑采用汽车泵直接布料入模的方法。工作井浇砼必须连续进行，工作井施工断缝位置应设置钢板止水带。下一节浇筑应在上一节井身强度达到75%时进行浇筑。（2）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，模板已涂刷脱模隔离剂；工作井的位置、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。（3）混凝土浇筑应分层进行，每层浇筑厚度控制在300～500mm左右（振动棒作用部分长度的1.25倍）。（4）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。（5）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。（6）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。混凝土浇筑过程中密切关注沉井下沉情况，发现不均匀沉降时，立即停止砼浇筑。（7）接缝处理；工作井施工出现施工缝时，应预埋通长止水钢板，钢板规格为300*4，布置于第一节与第二节之间，并固定牢固。（8）混凝土浇筑完毕后12小时内应采取养护措施，可对混凝土表面复盖和浇水养护，井壁侧模拆除后应悬挂草包并浇水养护，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。3.2.5商品混凝土供应及浇筑质量保证措施本工程混凝土其性能指标依据不同的结构部位有不同的要求。因此，必须采取有效的措施保证混凝土的抗压强度、抗渗等级、防腐性能满足设计要求，并具有良好的抗裂性能。（1）组织保证措施1）建立混凝土质量保证机构，经理部设混凝土质量控制管理小组，由生产副经理负责任组长，总工程师任副组长，相关职能部室和作业队为小组成员。负责对生产工班进行技术交底、质量教育及工艺监督。质量控制组织机构及职能见《质量控制组织机构及职能图》。混凝土质量控制管理小组混凝土质量控制管理小组组长：副经理（职责：制定质量目标，领导小组工作副组长：总工（职责：安排组员任务，制定质量措施，签发混凝土浇筑令）组员：工程技术部（职责：技术交底、现场指导、落实各项准备工作）组员：材料设备部（职责：根据试验室反馈信息进行原材料控制，保证设备的技术能力）组员：试验室（职责：配合比选定、调整、材料试验、混凝土工作性能测定、试件制取）组员：质检员（职责：生产工艺控制、质量监督、检查事故、缺陷处理情况）图3.2-1质量控制组织机构及职能2）混凝土原材料控制混凝土是由各组成材料合成的人工复合材料，不仅各生产工序的工艺操作情况对其质量产生影响，各组成材料的质量情况，也影响混凝土的质量。所以，各组成材料的质量控制，是混凝土质量控制的重要环节，也是确保混凝土质量控制的基本内容。各组成材料如水泥、砂、石料、水和外加剂的选材和性能指标必须严格执行招标文件“材料工艺规范”。3）混凝土配合比控制混凝土配合比由试验室提供，经监理及业主审核批准后使用，未经试验人员允许，配合比不得改动。4）混凝土拌制按照招标文件要求，本工程采用商品混凝土，在混凝土生产时派专人检查以下事项：a、拌制混凝土时，材料的配合比偏差不得超过下列规定：水泥、水、外加剂为±1%，各种集料为±2%。b、骨料含水率应经常检查，据以调整加水量和骨料重量。雨天施工时，应增加检测次数。c、在混凝土搅拌过程中应始终注意其稠度（坍落度），若稠度与原定的不符，应立即查明原因予以纠正。d、在下盘料装入之前，搅拌机的拌合料应全部倒出，搅拌机停用超过30分钟或更换水泥品种时，应彻底清洗搅拌机。(5)混凝土的运输1)现浇混凝土运至浇筑地点时，必须符合浇筑规定的坍落度要求。2)混凝土搅拌出机后的任何时刻都需监督，严禁往拌合物中随意加水。3)混凝土灌注前计算工程量，合理安排混凝土运输数量及频率，既要保证运输泵连续工作，又要保证混凝土在输送车内存放时间不超过规范允许时间。(6)混凝土的灌注1）执行“签署混凝土浇筑施工准可令”制度，作业队队长负责填写“混凝土浇筑令”的申请单，现场主管工程师检查准备工作及“混凝土浇筑令”填表送签工作，工程技术部检查确认，总工程师签发。2）“混凝土浇筑准令”申请签发条件：①模板的支撑系统按施工方案施工完毕，并确定安全可靠；②模板、钢筋、预埋件及其支架质量符合规定，验收合格；③技术复核、隐蔽工程验收已确认签证；④施工范围内安全设计落实；⑤施工机具准备就绪且能正常运转；⑥材料供应准备完毕；⑦原材料及施工配合比经监理检查合格。3）混凝土自高处倾落的自由倾浇高度，即从料、溜槽、串筒等卸料口倾落入模板的高度，不得超过2m。4）混凝土浇筑连续进行，因故必须间歇时，其允许间歇时间必须根据规范要求强度试验确定，并在下次灌注前按间隙缝要求处理。5）泵送前应用适量的、与混凝土同标号的水泥砂浆润滑管路。6）浇筑过程中不得发生离析现象。7）混凝土浇筑层厚度与振捣必须严格按招标文件要求和有关规范执行。混凝土振捣人员必须是经过培训合格、具有丰富施工经验的专业人员，并挂牌作业。混凝土浇筑过程中，质检、试验人员和施工负责人必须现场旁站值班。(7)混凝土的养护1)编制混凝土养护作业指导书，并报监理批准后严格执行。)2)混凝土应在浇筑完成后，4～5小时进行覆盖和浇水养护，要保证不少于14d的养护时间。(8)混凝土的拆模1)模板拆除前要对混凝土强度做初步鉴定。拆模在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏方可拆除，顶板底模跨度在2～8m范围内，混凝土强度必须高于75%设计强度，跨度大于8m的混凝土强度达到100%设计强度，方可拆除。2)拆模顺序一般应后支的先拆，先支的后拆；先拆除非承重部分，后拆除承重部分。重大、复杂的模板拆除应有拆模方案。3)不承重的侧模板应在保证混凝土及棱角不因拆模而受损时，方可拆除。4)模板每周转一次均应铲除表面残余混凝土，涂刷脱模油后方可继续使用，发现有变形或损坏的，应及时进行修整。3.3顶管施工3.3.1顶管施工工艺流程图3.3-1顶管施工流程图3.3.2顶管掘进机选型根据现场勘察本工程具有以下特点、难点:南农河两岸顶管段为素填土、粉质粘土、和淤泥质土，水位虽然不深但是受以后施工影响大，据了解的情况相关城市管理单位已安排南农河整治计划，施工时应考此因素；地下水位埋深比较浅;顶管主要在淤泥层、砂层及素填土中顶进，地下水丰富。为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我司根据以往在该区域的施工经验，决定采用泥水平衡顶管机，由于该机采用了先进的平衡原理，因此采用该顶机除了安全可靠外，顶管施工对地面的影响降至最小。本工程顶管穿越2-3细粉砂层、按照设计要求和工程地质条件，采用泥水平衡机头顶管工艺，本工程顶管管径1500mm，根据管径选择相应的顶管机及配套设备。图4.4-2泥水平衡顶管施工示意3.3.3顶管设备安装顶管设备主要由后背、油缸支架、主顶油缸、主顶泵站、导轨、穿墙止水、泥浆搅拌及压注系统组成。1、导轨安装导轨应具有足够的强度和刚度，由型钢和钢板焊接而成。在工作坑底板砼封底上应事先预埋钢板，预埋钢板的位置与导轨相吻合，以便导轨与之焊接。预埋钢板上的锚固钢筋要焊牢并有足够的锚固强度，导轨安放后，还应在二侧用型钢支撑好，必要时再浇筑混凝土，确保导轨在受撞击的条件下，不走动，不变形。图3.3-2导轨及千斤顶支架系统结构简图导轨安装在顶管中至关重要，其安装精度甚至决定管道是否可顶好，故必须达到如下要求：两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；导轨轴线偏差≤3mm，顶面高差0~﹢3mm，两轨间距±2mm。2、油缸支架油缸支架是用来支撑并固定主顶油缸的构件，用14#槽钢加工而成。3、千斤顶安装主顶站根据管径不同选用千斤顶，油缸行程不小于1.0米，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底的横梁上，千斤顶设置在管道两侧，并与管道中心的垂线对称，每只千斤顶与管道轴线平行，每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。其合力的作用点略低于管道中心，其尺寸一般为管外径的1/10~1/8,千斤顶的安装如图4.3-3所示。4、主顶泵站主顶泵站是给主顶油缸供油以及主顶油缸回油的设备，该泵站安装在工作坑旁，可远程控制；油泵与千斤顶性能参数匹配，油泵速度满足100mm/min的顶进速度要求。5、穿墙止水穿墙止水是安装在管节外壁与井壁之间的构件，其主要作用是在顶进过程中防止工作坑外的泥、水沿管壁流入井内。图3.3-3穿墙止水简图6、泥浆搅拌机压注系统泥浆搅拌机压注系统是将膨润土搅拌成泥浆并充分膨化后输送到管壁与土壤之间的设施的总称，该系统安防在主顶油缸旁边和机头后方位置。7、内衬墙内衬墙是用来加固基坑安人性及用以顶管施工时承受反作用力的，第四道支撑施工完成后，应在4小是内浇筑素砼垫层，素砼初凝后，应立即铺设底板钢筋并尽快浇筑底板砼，底板上需留内衬墙钢筋。内衬墙施工完成后，应等内衬墙砼强度达到100%后，方可进行顶进工作。3.3.4顶力及后座墙计算根据勘查报告和设计图纸，顶管顶进主要穿越②-3细粉砂与②-3a淤泥持粉质粘土、粉质粘土层。土层的物理、力学性质指标平均值见下表。表3.3-1土层物理、力学性质指标1、顶力计算顶力的理论计算：参照规范CECS246-2008进行计算，详细计算见附后计算书。根据计算出的总顶力，顶管实际施工过程中选用4台200吨的千斤顶，能够提供8000kN的顶力，根据现场情况与实际施工经验，采取注浆、涂蜡等减阻措施。2、后背计算经计算后背墙满足施工时顶推要求，详见附后计算书3、管材计算经计算最大顶力满足管道安全要求，详见附后计算书。3.3.5管道吊装成品管在搬运、吊装及运输过程中，应轻吊、轻装、严禁碰撞，管材堆放仅限一层。应对管体插口部分和橡胶圈进行特别的保护，以防止在运输和吊装过程中碰伤损坏。成品管在搬运、吊装及运输过程中，应采用专用工具和起吊设备进行搬运，不得破坏管口止水部位。管节垂直运输采用50t履带吊吊装。（1）吊装施工流程管子运送到现场→吊带绑定→放入井内导轨上→依次重复循环（2）设备及管材的运输设备及管材在运输中，要确保其稳固，防止设备及管材倾覆，具体措施：管材及设备吊装在运输车上时，用自制的铁凳和木楔或钢索将其固定在运输上。运输车辆依据安装顺序分单元成套供应，构件运输时根据长度、重量选用车辆，构件在运输车上要垫平、超长要设标志、绑扎要稳固、两端伸出长度、绑扎方法、构件与构件之间垫块，保证构件运输不产生变形，不损伤涂层。装卸及吊装工作中，钢丝绳与构件之间均须垫块加以保护。设备及管材运输时，与交警进行联系，同时安排在合适的时间进行。运输车后端设明显的警示标志。运输车辆在施工现场要严格听从指挥人员的指挥，停放在指定位置进行作业。（3）管材吊运及安装预制管材完成后，由管材厂组织运送至顶管施工现场，由50T履带吊吊至工作坑底预设导轨上，在吊装过程中需有专人指挥、测量，保证管材能准确的对接。管材起吊时注意将挂钩与管材吊装孔安装稳固，避免发生事故。起吊过程应缓慢进行，以便及时调整起吊力的作用方向。（4）管材垂直吊装注意事项吊装场地应平整、坚实、无障碍物，能满足作业安全要求；吊装作业前应划定作业区，设专人值守，非作业人员严禁靠近；吊装机具、吊索具应完好，防护装置应齐全有效，支设应稳固。作业前应检查、试吊、确认正常；吊装管材应采用专用吊带，应轻调轻放；雨天、沙尘暴等恶略天气禁止吊装；吊装作业时，管子下发严禁有人，当管材距离承重面50cm时，作业人员方可靠近；吊装作业时，必须由信号工统一指挥，作业人员必须精神集中，服从指挥人员指令，指挥人员在吊装前，应检查作业环境，确认吊装区域无障碍物、作业人员站位安全、被吊管材与其它物件无连接后，方可向机具操作工发出起吊信号；3.3.6泥水系统、水压控制3.3.6.1泥水系统泥浆系统有两个作用：送走被挖掘机的渣土和平衡地下水。泥浆系统是由密封的管道组成，通过机头循环，形成泥浆混合物，由排泥管送走，最后沉淀在地面上的泥浆池内，泥浆通过众多的排泥泵被排出。再由进水泵进水送入机头，排泥由变速的排泥泵进行控制。机坑旁通装置可控制进排泥浆的速度、方向，以防止泥渣堵塞管道，淤积现场。当挖粘土时，可能使普通粘土，有一定的粘合度，可以直接将泥浆排入泥浆池内，但是当挖沙土时，泥浆中必须添加一定的粘合剂（诸如膨润土等）以增加泥浆粘度，以达到排渣的最终目的。3.3.6.2水压控制进排泥水系统起着第二个作用：在有地下水存在的地方，掘进机表面的压力可以降低到小于水中的压力。这样避免了抽地下水的需要。进排泥水系统中的压力感应器可测出地下水的压力。机内泥水循环系统，电磁阀，旁通装置及载水阀可以起到调节水压的作用。机内电磁阀和旁通系统，可以阻止水压的变化，保持水压，在加管道时，不至于减小机头的水压，保证内部压力平衡。3.3.6.3注浆量的计算本工程D1500每1米注浆量计算如下：V＝πDwTL＝3.14×1.5×0.1×1＝0.471m3（1）按照地质条件。一般压浆量为计算的150％～200％，本工程在粉质粘土中顶进，按照200％进行注浆量控制。（2）为防止路面沉陷和地上、地下构筑物受到扰动，顶管结束后，应及时对管体四周的缝隙充填水泥浆，使其密实坚固，填充水泥所用设备与触变泥浆设备相同。逐孔注浆，水泥浆液需搅拌均匀，无结块，无杂物，注浆结束后，要及时清理注浆设备，以防堵塞。（3）注浆压力根据管道深度H和土的天然重度γ而定，经验为2～3γH，本工程注浆压力为0.2～0.3MPa。（4）压浆填充材料：在管顶间隙较小管段，采用管内注浆，压浆材料为水泥粉煤灰浆，配比为，水泥：粉煤灰＝1：3（5）注浆顺序：每段注浆从第一孔开始，直注至下一孔出浆，依次注完。每段注浆后，静止6～8小时后进行第二次注浆。第二次注浆压力不变，直至压不进为止。（6）根据本工程特点，初步设计每3节管（每节2米长）布设1节注浆管，布孔方式宜采用左上方、右上方、左上方的顺序。地面注浆布孔方式：沿管道上方每4～6m打孔至管顶空腔。（7）总注浆量应不小于管外环形空间体积的2倍，考虑到泥浆的漏失，必须经常性地连续补浆，确保泥浆套的完整。（8）注浆减磨要点：1）选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水量和动塑比。2）在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。3）膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供应商的建议但都必须按照规范进行，使用前必须先进行试验。4）压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的桨液形成情况。5）注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。在注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响注浆效果。6）注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。7）注浆泵选择脉动小的柱塞液压，流量与顶进速度相应配。8）由于顶管线路长，为使全程注浆压力不致相差过大，在中间还将每隔150m增设压浆泵以增大压力。3.3.7顶进施工开始施工后，在洞口封门被拆除，并确认无留有任何障碍以后，才可进行顶进。顶进分初始顶进和正常顶进两个阶段。初始顶进是指顶管机从顶进开始到第一节管接上并与顶管机连接好之前的顶进过程，在此以后称为正常顶进。在初始顶进之前，应视土质的不同而确定刀盘的转向，刀盘旋转后，用主顶油缸缓缓将顶管机往前推进，控制三通球阀处于正常施工状态，进水管进水，排泥管排泥；当停下来不顶时，控制三通球阀处于清洗管道状态进行清洗管道。在初始顶进阶段中，要始终注意观察顶管机的使用情况，发现异常应及时找出原因分析处理。在初始顶进阶段不可以纠偏，正常顶进中才可以纠偏，要勤纠、微纠和看趋势纠偏。顶进过程中应密切注意土压表的显示数值，当压力较高而排浆系统工作正常，说明顶进的速度过快，这时应暂时停止主顶油缸推进，待压力正常后恢复推进。顶进过程中，操作人员应始终注意观察各仪表显示，发现异常及时处理。工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态。即可进行试顶。首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具管，然后安放混凝土管节，再次测量标高，确定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。顶进施工时，工作坑内每次作业前需做到“先通风，后检测，再作业”。通过后座主顶油泵和主顶千斤顶产生推力，推动管道向前推进。在管节推进的同时，顶管机大刀盘切削前方土体，切削下来的土体进入顶管机的泥土仓内，经刀盘的搅拌与进浆管送入的清泥浆搅拌成浓的泥浆，再通过排浆管道将浓泥浆排出机头。通过管节一节一节向前推进，顶管机不断推进最后到达接收坑，形成整段管道。初始顶进时顶进速度一般控制在20～50mm/min，正常顶进时顶进速度控制在50～150mm/min，如遇正面障碍物，应控制在10mm/min以内。初始顶进时出土量一般控制在理论出土量的95%左右，正常情况下出土量控制在理论出土量的98%～100%。排泥过程是通过后座主顶千斤顶推进，顶管掘进机大刀盘切削前方土体，切削下来的土体进入顶管掘进机的泥土仓。块石、混凝土或坚硬的土块等大块状物体在内外锥体的偏心碾压破碎作用下粉碎成为直径小于30mm的颗粒；粘性土在外壳斜锥段4个高压水孔喷射水流的作用下变成碎块和泥浆，在刀盘和内锥体的搅拌下成为可流动的泥土并被挤入泥水仓。同时，泥水循环泥浆经进浆管进入泥水仓，在泥水仓与泥土充分混合成为浓度更大的泥浆，经排浆管排出机头，再经泥水分离器处理泥沙等固体颗粒被分离外运，泥浆循环使用，实现了连续掘进作业，见图4.4-4。循环泥浆的浓度控制在1.09，压力比地下水水头增加20Kpa10Kpa。泥水除了对泥沙起悬浮和携带作用外，同时对开挖面起平衡稳定作用，泥水压力由泥土仓的流动土体传到开挖面，防止开挖面坍塌，而且通过泥土仓的缓冲作用，即使泥水压力不正常，也不至于产生较大的地面沉降，泥土仓的土体与开挖面处于主动平衡或被动平衡状态。在工作前须制作一定浓度的清泥浆储放在泥浆箱内，工作时清泥浆经进浆泵和进浆进入顶管机的泥水仓，与顶管机刀盘切削的土体搅拌成均匀的浓泥浆，经排泥浆管和排浆泵管排出井外，经泥水处理装置把浓泥浆的砂土一般在0.4mm以上的颗粒分离出来。泥浆再经过沉淀池的过滤，把较细的颗粒再分离出来，这样可以把浓泥浆过滤成清泥浆。泥水经过不断循环，把顶管机前方的泥土排出井外。泥浆排放至专用泥浆箱进行沉淀，沉淀完成后用自卸车运输至指定地点堆放。泥水处理器泥水处理器泥浆箱进浆泵进浆管下一节管道顶进制作排浆管进浆泵机内旁通图4.4-4顶管施工示意图管道外围压注触变泥浆减摩:为了减小管道外壁的摩阻力，必须在管道外围压注触变泥浆。触变泥浆压注力和耗量：触变泥浆压注力应与注入土层的土体基本相当或略大，而触变泥浆的耗量亦应略大于或等于地层土体的损失量。触变泥浆的配比经多次试验，采取成品膨润土的配合比如下：膨润土：水：碱=100：614：2．0(重量比)2)泥浆的拌制要均匀将定量的水放入拌和桶内，开动拌和机徐徐投入膨润土，拌和2-3分钟，继续搅拌7-8分钟，即成泥浆。制成的泥浆排放入贮浆池内贮存12小时，使膨润土、水、碱发生置换作用，形成稳定性良好，且有一定粘度的泥浆，使用时用泵压至管道外围。为了防止贮浆池内泥浆离析，应间歇地对贮浆池内泥浆进行搅拌。

3)泥浆的压注方法：采用在顶管机压浆、中继环补浆的方法，对掘进机压浆要与顶进同步，以迅速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好的膨润土泥浆套。压浆的要求是：先压后顶，随顶随压，出口压力大于地下水压力，工具管尾部压浆量控制在0.07～0.09m3/m，其余管段补浆量控制在0.04～0.05

m3/m。4)泥浆的置换：每段管道顶进完成，立即用2：1水泥浆置换出来，水泥标高不低于42.5，压浆压力为0.1MPa~0.2MPa以确保管道外围土体有足够的支撑和减少渗漏水安全、稳定、密实，确保路面不发生沉降。3.3.8进出洞措施（1）顶管进出洞措施顶管井进出洞口土体采用三轴搅拌桩进行加固，用来保障顶管进出工作坑和顶进过程中洞圈周围的土体稳定，详见“4.2顶管进出洞口加固”。（2）顶管机头进出洞步骤凿除洞口SMW工法桩，安装顶进轨道；将顶管机头顶入止水圈内，至千斤顶最大行程；在顶管机头尾部焊接限位块。防止主顶油缸缩回时，顶管机头在正面水土压力作用下回退；缩回主顶油缸，吊放设备；割除限位块，继续顶进至外侧迎土面位置；吊放钢筋混凝土管节、钢筋混凝土管就位、顶进施工；进洞后，顶管机头和其后三节采用焊接连接在一起，形成一体。（3）洞口止水装置顶管工作坑出洞口止水装置主要防止起到三个作用：一是防止地下水和泥砂流到工作坑中；二是防止触变泥浆流失，影响泥浆润滑减阻的效果；三是防止顶进加压时气压泄露。本工程洞口止水装置采用帘布橡胶板进行止水。安装方法：①帘布橡胶板孔边，径向尼龙线密集排列，横向棉线稀疏排列，帘布橡胶板由模具分块压制，然后连成一整框。②圆环板加工、安装困难时可分段制作，但段间应留下适当间隙，在顶管施工结束后全部焊接封闭防水。③螺孔及孔位允许偏差1.5mm，亦可现场钻套。④钢板内外面毛刺全部砂平。⑤安装步骤：首先将螺栓旋入预先埋设在井圈周边的螺母内，然后安装帘布橡胶板及圆环板，并用薄螺母固定在井壁上；⑥顶管机头外壳表面不得有凸出物，以免撕裂帘布橡胶板，机头外壳表面宜涂黄油，以利顶入。⑦顶管施工完成后，先在顶管与井壁之间的空隙中放置4道遇水缓胀橡胶，其性能应达到7d的净膨胀率不宜大于最终膨胀率的60%，最终膨胀率宜大于220%。⑧采用与井体同标号防水混凝土进行人工封堵洞口，待混凝土强度达到设计强度70%后，在通过预留注浆孔注入灌微膨胀防水砂浆，注浆压力为0.4~0.8Mpa。（4）顶管进洞措施①顶管施工前，先如出洞措施所述，对出洞口靠近接收坑井外壁的土体进行加固。②在机头将要到达接收坑时，要精确测出机头姿态位置，尽量满足橡胶法兰与机头同心的要求。③在机头靠拢接收坑后，破除接收坑预留洞口范围内的灌注桩，最后将机头顶进接收坑内。④接收坑内根据需要，应事先采用20cm厚路基箱板搭设接收平台，并制作限位装置，防止机头进洞后磕头。3.3.9土仓以及出渣措施（1）挤压式顶管出土是由设置在顶进工作坑的双滚筒卷扬机牵引轨道上的半圆形土斗车，将挤压口排出的泥土输送至顶进工作坑，然后进行垂直起吊。（2）场内地面运输：根据出土量、运输距离和现场堆土条件，可用人力车、机动翻斗车或自卸汽车将弃土运送至堆土场，然后再用垂直吊机或铲车堆高，做到文明施工。堆土场应具有良好的排水和通行条件。3.3.10顶管测量控制顶管顶进过程中，测量控制在管道顶进施工过程中，顶管测量的精度、频率是控制整个工程施工质量乃至成败的关键。在顶管正常段顶进施工过程中，测量频率为每顶进一节进行一次轴线测量，当实测顶管轴线高程、平面偏差值大于40mm时，需要适当增加顶管机的测量频率，以保证工程的施工质量。在顶管快接近终点阶段最后十节的顶进施工过程中，需进行两次/每节的轴线测量，并做到勤纠微纠，以保证管道的进洞质量和进度。为了较好地解决测量用时问题，要尽可能减少测量接站数，在转站处利用特殊发光源作为目标，再利用放大倍率较大的瑞经纬仪观测；测定工具管前进的趋势，同样能达到减少测量时间的目的。在实际顶进中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因此要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值，使之尽量趋于一致。顶进轴线发生偏差时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置。A、施工管道轴向测量采用高精度激光经纬仪进行测量，测量主要用导线测量法，测量平台设在顶管后座处。测量光靶安装在掘进机尾部，测量时激光经纬仪直接测量机头尾部的测量光靶的位置，并根据机头内的倾斜仪计算机头实际状态。B、顶管水准测量全站仪水准仪测量精度由于顶进距离长而略有降低，传统方法用联通管测量。3.3.11顶管纠偏方法纠偏原则：勤顶、勤测、勤纠；动态纠偏，尽量采用小角度纠偏。纠偏的重要性：纠偏操作方案应是顶管司机交接班讨论的重点。方案的依据为测量提供的机头折角、倾斜仪基数和走动趋势、前后尺读数比较、机尾处地面沉降量等。0.5°以上的大动作纠偏须尽量避免并慎重讨论，不得已时也应争取在非重要地段进行并加强观测。纠偏后如无折角变动应立即停顿，会同电工、机修工检查电路和液压管路，尽早排除故障，严防轴线超差。纠偏应在下管后尽早进行，注意观察倾斜仪读数的纠后趋势及光点滞后变化，同时通知地面和地下压浆人员加大同步压浆量。具体操作如下：顶进过程中的纠偏方法：可采取调整纠偏千斤顶的方法，进行纠偏操作，若管道左则千斤顶采用左伸右缩方法，反之亦然，如同时有高程和方向偏差，则应先纠正偏差大的一面。发生较大偏差应分析发展趋势，采用分次逐步纠正，勤调微纠，若偏差超过质量标准，应通知停止顶进，研究有效措施，方可继续顶进。扩顶进中经常发生顶管机头的旋转，影响排泥、测量等，必须采取措施。偏转大，其方法有：①改变切削刀盘的转动方向；②在管内的相反方面增加压重块，直到正常。3.3.12管内照明与通风管内照明采用24V安全电压，在地面操纵室内安装一专用行灯变压器提供24V安全电源，厂家已配置。在顶管过程中，工作人员若需进入机头进行检修等工作，狭小的空间内很容易出现缺氧，影响作业人员的健康。管道顶进过程中可能会遇到有毒有害气体（如沼气）逸出渗入管道内，若此时有施工人员进入管内检修，就会引发中毒事件危及生命，所以必须对管内进行通风。现场内应备有毒有害气体检测仪，并正确管理使用，按照规定对有毒有害气体检测仪进行检查维护，毒害气体检测仪必须经过检定以后才能投入使用。认真做好仪器的使用记录，工人进入管道内作业前一定要监测毒害气体含量。顶管工作人员需要进入管内进行检修时，必须提前30分钟采用鼓风机（Y100L-2型，每分钟流量4.9立方）对管内进行强制通风，并携带毒害气体检测仪进行检测，检测合格达到安全标准值后方可开始工作。3.3.13地下水降控施工时要做好地下水的降排工作，从监控方面入手，观察地下水降排情况，做好应急准备。（1）在施工阶段，进行地下水水位观测，发现问题及时采取工程措施，保证顶管工作顺利进行。（2）水位监测每井每天观测二次雨天加密。定期观测井深变化，防止淤塞。（3）经常观测基坑底和侧壁，发现问题及时查明问题，采取措施。①、在降水井施工过程中，及时采取含水层岩样，分析含水介质变化，及其水文地质条件变化，为合理布井提供依据。（6）在洗井过程中监测井深、地下水位变化，并实时进行试验抽水，确定各单井涌水量，为选择降水泵型据供参数。（7）降水工作开始后每天早、中、晚对降水井水位各测一一次，以便及时掌握降水效果。（7）地下水位达到稳定后确保每天观测一次水位，依据地下水位变化历时曲线，调整水泵投入量,达到降低能耗、保护地下水资源目的。（8）每两天测量一次降水井深度，掌握降水井沉砂量，以便发现失效的降水井，做到及时处理，延长降水井寿命。3.3.14顶进时的意外及应急措施1、管道失稳管道失稳原理：管道失稳是顶管施工中特别是长距离管道纠偏过程中容易发生的问题。它是指与顶管机头的轴线与设计管道轴线偏差逐渐增加，最终造成管道失去控制的现象。在未发生偏移时中管道受到的土压力理论上是相等的，即F1=F2，同时顶进推力没有侧向分力，而发生偏移时管道两侧所受土压力发生明显变化。一方面，管道所受的侧压力F1与F2不再相等，则顶进推力F3产生侧向分力，当侧向分力增加到一定程度，管道有可能开始失稳。失稳后，管道轴线曲率增大，从而造成侧向力进一步增加，这样就形成了管道曲率增加与侧向分力之间的反复循环，如果不及时得到纠正