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1、顶管施工方案顶管施工方案1工程概况1.1工程概要京津公路立交工程为快速环线西北半环与快速路西纵(京津公路段)相交的大型互通立交，属于西北半环的一部分，为一级枢纽立交。西北半环全长2450米，西纵方向全长1550米。除两条主线外，另有C线、D线、E线、F线、G线、H线、I线、K线、Q线、W线10条匝道桥和FD1、FD2、FD3、FD4 4条辅道桥。其中桥梁面积为114068平方米，道路面积为177685平方米，排水总长度18607米。本项顶管工程为京津公路立交工程B线起点两侧雨污管道工程，其中污水240.2m，管径1000mm，壁厚100mm，最大埋深5.1m；雨水299.1m，管径1650mm
2、，壁厚165mm，最大埋深5.6m。1.2工程地质及水文地质情况本工程位于天津市北辰区，属华北平原北部，为河流冲积海积平原，地表主要为第四系人工杂填土层Qm1（厚度1.1-4.1m），其下为第陆相层Q43al（厚度1.5-5.6m）、第海相层Q42m（厚度5.5-8.1m），顶管土层土质为粘土或亚粘土，颜色黄褐色到褐色，含云母、铁质、有机质，可塑状态，中压缩性。本段地下水类型为孔隙潜水，存于第四系粘性土、粉土及砂类土层中，地下水静止水位埋深为0.7m1.92m，地下水主要补给来源为两侧地下水及大气降水，地下水对混凝土结构不具有腐蚀性。 1.3工程难点本区段顶管施工位于天津市北辰区京津公路两侧，
3、地下水位较高，地质条件复杂，且距离虹园宾馆、计生委大楼、欢颜里大楼等建筑物较近，所以施工的难点为深基坑施工以及对顶管施工精确度的控制和对附近建筑物和地面沉降变形的控制。2编制依据施工设计图纸西北半环-南仓道互通立交工程岩土工程勘察报告城市排水工程质量检验标准 DB 29-52-2003天津市市政工程施工技术规范DB 29-76-2004 3总体施工方案根据对顶管施工区段的工程地质情况、地下管线和地上拆迁物调查，为了减少施工对周边建筑物的影响，采用封闭式顶管施工方法,机头选用泥水平衡式机头，触变泥浆减阻，施工区段不降水以减少地面沉降；基坑采用水泥搅拌桩形成止水帷幕，内层采用“工”字钢桩加钢支撑框
4、架进行支护，基坑对角采用2口400mm大口井进行降水。水泥搅拌桩桩长12m，桩径50cm，咬打20cm；工字钢桩采用I36b工字钢长12m，支撑框架采用两根I36b工字钢卧焊，距离地面1m、4m左右处各布置1道，保证每层框架间距不大于3m，工字钢桩在工作坑后背侧加密按40cm布置，在工作坑两侧和接收坑按间距80cm布置。在施工前对基坑附近和顶管区段的建筑物和构筑物进行调查，记录施工前建筑物和构筑物的状态和缺陷，作好文字和影象记录，并与产权单位进行沟通。在基坑和附近建筑物、重要构筑物上布置沉降变形观测点，在施工中随时进行观测，根据测量结果随时调整施工措施。根据顶管施工区段周边环境的要求，调整顶进
5、速度，维持开挖面稳定，建立顶进施工控制测量网及地面沉降监测网，制定施工降水安全保证措施，施工中坚持“勤量测、勤校正”的原则，严格控制施工精度和对周边环境的影响，保证施工安全、有序的进行。工期安排：本段工程计划2005年12月8日开工，2006年2月30日完工。施工步骤：施工现场调查 测量放线 管线刨验 水泥搅拌桩 钢板桩施工 基坑开挖支护 设备安装 管道顶进 砌筑检查井 拔桩和沟槽回填。4施工方法4.1准备工作（1）熟悉施工设计图纸组织技术人员学习并核对设计图纸，熟悉顶管的结构、埋深、设计要求及地质情况，并作好图纸会审记录，对有异议的地方及时反映给监理工程师和设计院，保证施工有准备有计划的进行
6、。（2）调查和刨验根据图纸到现场调查顶管施工范围内的地质情况，主要通过开槽刨验、查看相关资料、向当地居民询问的方式进行调查，并作好记录。调查沿线地下管线及地下构筑物的类型、埋深及目前状况；调查施工区段周边环境，包括施工影响范围内的建筑物、构筑物和交通情况，了解建筑物的类型、基础埋深，过往车辆类型及数量。工作坑开挖前必须进行刨验。刨验采用或“口”字型探坑，探坑宽度0.8m，深度3.0m，长度按工作坑尺寸放大1m左右，刨验完毕利用探坑沟施工水泥搅拌桩，刨验后及时将刨验结果记录详细，如遇管线影响施工，与业主、设计、配套单位协商解决。（3）布设控制网布置地面施工控制网，测设出井位工作坑及接收坑位置，布
7、置地面沉降监测网，为控制施工精度，监测施工引起地面沉降作准备。靠近京津公路侧每15m布置一个监测点，虹园宾馆、计生委大楼、欢颜里大楼基础每10m布设一个测点。测量队专门负责对观测点进行观测，并及时向施工现场提供观测数据，以指导施工。（4）场地布置根据测设的施工范围安装围档，封闭施工场地，规划材料堆放区、弃土场、过虑池及进出车道位置，保证施工现场满足文明施工要求。4.2水泥搅拌桩施工对基坑施工范围进行放样刨验，作好准备工作后，开始进行水泥搅拌桩施工，本段工程水泥搅拌桩施工采用单排挤压连接方式，施工中要保证防水帷幕的连续性和接头的施工质量。（1）水泥搅拌桩技术指标a、桩径：500mmb、桩长：12
8、mc、固化剂：32.5#普通硅酸盐水泥d、掺入比：15%e、桩与桩咬合：200mmf、水灰比：1：0.5（2）水泥搅拌桩施工机械a、SJB型滚管式专用搅拌机：1台（电机37KW2）b、搅拌罐：台（电机11KW）c、灰浆泵：2台（电机10KW）d、其他辅助设备（3）水泥搅拌桩施工步骤a、搅拌机械就位、调平；b、预搅下沉，下沉时可采用喷浆工艺；c、喷浆搅拌提升至设计停浆标高；d、重复搅拌下沉；e、重复喷浆、搅拌至设计停浆标高；f、罐剩余量，对不满足设计要求的桩位应立即补搅；g、关闭机械，桩机移至下一桩位。场地平整及地下障碍物探察搅拌机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域的表层硬物和地下障碍，为
9、了加强承重荷载采用垫钢板方法便于桩架行走，在场地平整前，对沿线地下障碍物进行探察，根据探察报告，将障碍物清除，对不能清除的障碍物，制定方案上报监理工程师，对工程进行针性局部变更。测量放线根据设计和变更图纸进行放样定位及高程引测工作，对引测点作好标示和保护，放线定位后提请监理进行复核验收，确认无误后方可进行搅拌施工。桩机就位桩机就位要有专人指挥，桩机移动结束后认真检查定位情况，发现问题及时纠正，桩机应平稳，并用线锤检测钻杆垂直度，桩机定位以后再进行定位复核，偏差值应小于2cm。搅拌速度及注浆控制水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度，下沉速度不大于0.8m/mi
10、n，提升速度不大于1.6m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。制备水泥浆液及浆液注入在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，制作施工用的10m3水箱一个，在开机前应进行浆液的搅拌工作，水泥送样复试合格后方可进行使用，搅拌下沉和提升速度一定要均匀，遇到障碍物要减速慢行以防止损坏设备。4.3钢板桩施工水泥搅拌桩施工完成后达到设计强度进行钢板桩施工，当开挖至距离地面1.0m处布置工字钢桩，钢板桩从中间向两边打，打桩应保证送桩深度。基坑内砌井并回填后可进行拔桩，从两边向中间拔桩，随时观察基坑附近地面及建筑物的变形情况，保证施工安全。4.4工作坑及接收坑施工（1）工作坑
11、布置雨水管线Yjdb12- Yc37段在Yjdb14处设置工作坑，向两侧顶进，在Yjdb12、Yc37处设置接收坑；Yjdb12-Yjxb13在Yjxb13处设置工作坑，在Yjdb12处接收坑；Yjxb15- Yc36段在Yjxb15处设置工作坑在Yc36处设置接收坑。雨水顶管施工时，将工作坑适当加大，污水管线不单独开挖工作坑，利用雨水管线工作坑进行顶管施工，工作坑位置根据管线刨验情况适当调整。（2）基坑结构 工作坑和接收坑采用矩形截面，根据施工现场情况计算工作坑尺寸，基坑采用“工”字钢桩支护，根据顶管掘进设备外观尺寸、管道每节长度、管径及操作空间设置工作坑平面尺寸，工作坑深度根据顶管管底埋深
12、确定。基坑底板厚0.3m由10cm的碎石和20cm的C15混凝土组成，混凝土内预埋横向槽钢与导轨焊接。工作坑尺寸确定：Yjdb14、Yjxb13工作坑尺寸为：8m7m，Yjxb15工作坑尺寸为：8m5m，计算如下：Yjdb14、Yjxb13工作坑底部宽度：BD2C（1.98/2+1.2/2+2.5）2.4=6.49m 取7m。Yjxb15工作坑底部宽度：BD2C1.982.4=4.38m 取5m。B：矩形工作坑底部宽度（m）；D1：管道外径；C：操作宽度（m），取1.2m。以土压和泥水平衡机头长度为4.2m计算土压平衡顶管掘进机施工时矩形工作坑底部长度：L=L1+L2+L3+L4+L5+L6
13、=7.46m 取8.0m。L1：机头长度（m）L2：千斤顶长度（m）L3：后背长度（m）L4：出土工作量（m）L5：管节外漏长度（m）L6：分力环长度（m）接收坑尺寸确定： Yjdb12（Wjdb15）、Yc37（WE7）接收坑尺寸：7m7m；YC36接收坑尺寸：6m5.5m。确定工作坑及接收坑时要考虑检查井类型，如遇特井基坑尺寸适当加大，必须满足砌井需要。（3）基坑开挖及防护基坑采用大口井进行降水，在基坑对角线方向布置两口降水井，管径0.4m，井深16m，经过降水后，根据测设的工作坑边线采用机械和人工结合方式进行工作坑开挖，边挖边支边卡板。施工中先从地面开挖1m左右深度，然后布置工字钢桩，在
14、地面安装定位钢梁，控制工字钢桩桩间距，采用打桩机进行打桩，桩长12m，桩头与地面齐平。腰梁与工字钢桩焊接要牢固，并设置支撑防止腰梁下移。开挖尺寸按设计尺寸缩小1-2cm，防止开挖过程中工字钢桩被机械推偏或压弯，开挖后插板时将欠挖部分清除，卡板时人工修面，保证支护结构与土壁密贴。挖至距坑底0.3m左右时采用人工清挖，保证工作坑深度。工作坑边砌筑一道高20cm，宽30cm的拦水坎，防止地面水倒灌基坑。工作坑开挖后设置爬梯，并在四周布置护拦，确保施工安全。护拦距离基坑边不小于0.3m，高度不低于1.2m，护拦具有一定刚度，并与地面连接牢固防止风刮或撞击倒入基坑伤人，顶管工作坑允许偏差应符合下表的规定
15、。顶管工作坑允许偏差和检验方法序号项目允许偏差（）检查频率检查方法范围频率1混凝土抗压强度符合设计要求按混凝土强度的检验评定进行检验2中线位移15每座2经纬仪检测或挂中心线钢尺检查3后背垂直度1%H1垂线与钢尺检查水平线与中线偏差1%L4导轨高程+3，0水准仪检测中线位移3经纬仪检测 注：表中H为后背的垂直高度，L为后背的水平长度。（4）顶进施工检算 a：公称内径为1650mm的钢筋混凝土顶管，采用泥水平衡法施工， 顶力计算如下：P：总顶力 （KN）P1：管道四周土的摩阻力 （KN）P2：管道前端迎面阻力 （KN）D：管道外径 （m）L：顶距 （m）f：单位面积摩阻力，取8KN/m2A：管前端顶土面积 （m2）f1：单位面积计算阻力 （KN/m2）取本段最长顶距L=96m所以该段顶管施工最大顶力为：（管材允许最大顶力）b：公称内径为1000mm的钢筋混凝土顶管，采用
