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1、河南省南水北调受水区郑州供水配套工程施工2标顶管施工方案河南水利建筑工程2013年12月15日目录一、编制依据3二、工程概况3三、工艺流程及操作要点4四、沉井施工方法5五、顶管施工工艺14六、管道功能性试验28七、顶管施工中的常见问题及处理方法31八、劳动力组织33九、质量控制35十、道路沉降观测方案及技术措施37十一、管道周围加固41十二、安全与环境保护及文明施工44一、编制依据1、给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-20082、给水排水工程顶管技术规程CECS246-20083、工程测量规范GB50026-20074、给水排水构筑物施工及验收规范GB/T50141-20085、混
2、凝土质量控制标准GB 50164-20116、混凝土强度检验评定标准GB/T 50107-2010 7、混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-20028、顶管施工法用钢筋混凝土排水管JC/T640-20109、市政排水管道工程及附属设施06MS201二、工程概况（一）工程概况郑州21号口门供水配套工程是郑州市南水北调供水配套工程的一部分，工程建设任务是把南水北调分配给21号分水口门的9470万m3水量送至刘湾水厂，同时为了提高水厂的供水保证率，把南水北调充入尖岗水库的水送入刘湾水厂。二、工程地质概况：本区域属大陆性暖温带季风气候，多年平均降雨量为632mm，年内降雨分配不均匀。年内大部
3、分降雨集中在夏季，7、8、9三个月的雨量占全年雨量的55；年际变化幅度也较大。无霜期200余天。历年最大冻结深度270mm。多年平均风速2.5m/s，最大风速可达24m/s。区域内多年平均气温为14.3，7月平均气温27.8，极端最高温度达43.3；1月平均气温为0.3，极端最低温度达17.9。供水工程输水管线沿途穿越交叉断面流域面积20km2以上及20km2以下的河流，随着交叉河流的河道特征、集流面积、地形、地貌的变化各有不同，河道洪水受降雨影响较大，且洪水历时较短，在枯水期径流较小。三、工艺流程及操作要点本工程顶管施工的基本工艺流程为：施工准备沉井施工沉井下沉沉井封底顶管设备安装、调试、试
4、运行顶进掘进机接收设备拆除、转场功能性试验1施工准备在工程施工准备阶段，应编制详尽的施工组织设计，并做好如下几项工作：（1）施工场地地质条件、施工内容、范围确定场地地质条件是选择施工方法的前提，工程施工前，应根据业主提供的地堪报告确定施工工艺，必要时应进行补充勘察；工程施工前，应组织施工人员认真学习施工图纸、相关规范、标准，明确工程施工内容和技术要求，对图纸中与现场不符内容联系设计人员进行补充设计或变更设计。（2）对沿线管线的调查开工前对沉井周围、顶管沿线地下管线、构筑物进行全面现场调查，标注与设计管线交叉的管线，逐个绘出图纸，并结合现场实际提出解决方案，确保掘进机安全顶进。（3）施工工艺确定
5、根据场地地质条件、顶管设备及工艺参数确定施工工艺。施工工艺主要包括：初始顶进的方案及措施；测量及纠偏的方法；长距离顶进减阻的方案及措施等。（4）设备安装调试的技术措施施工设备的安装、调试的技术措施主要包括：施工设备的安装位置、安装精度和牢固要求、安装顺序、调试方法和要求等。（5）施工过程控制的技术措施施工过程控制的技术措施主要包括以下内容：工作坑内管材的吊运的安装、泥水处理、测量等作业的空间布置以及平行或交叉作业的安排等；顶管入洞及出洞措施等。（6）质量安全技术措施质量及安全技术措施主要包括：控制顶进轴线、高程误差及其他质量因素的措施；顶进操作及设备维护的技术与安全措施；控制地面隆起、沉降的措
6、施；穿越重要构筑物的技术与安全措施。（7）应对突发事件的预案进行施工过程中技术、质量、安全的风险分析，制订处理风险事件的应急措施。（8）顶管施工记录记录包括顶进过程中的顶进长度、顶力数值或油泵压力表数值、管位偏差及其校正情况、机械运转情况使用情况、土质水位变化及出现的问题等。四、沉井施工方法(一)方法的选择1、无地下水的情况：可以考虑逆筑施工方法，在工作井井壁外侧间隔一定的距离浇筑能灌注桩，依次向下开挖3m做工作井井壁，直到设计高程。2、有地下水的情况：可以考虑先做好沉井在下沉。为了保证附近建筑的安全，可考虑带水下沉，下沉时时刻保持工作井内的水位高于地下水位，使井内、外压力平衡；下沉作业由潜水
7、员负重（穿重装）水下操作高压水枪和吸泥管，井上人员通过有线 指挥井下潜水员作业，保证沉井均匀下沉。（二)施工前准备，1、根据设计部门或业主移交的方向桩和高程桩以及基坑底面几何尺寸、开挖深度及边坡定出基坑开挖边线。2、依据施工现场平面布置，划出占场边线。在井工作面周围布置铁皮瓦隔离带。3、完成占场拆迁和地上、地下已有设施的探明并采取保护措施。4、铺设临时水、电管线，修筑施工便道。5、整平场地后根据设计图纸上的沉井中心坐标定出沉井中心桩以及纵横轴线控制桩，并测设控制桩的辅助桩作为沉井制作及下沉过程的控制桩。以上施工放样完毕后经现场监理工程师复核无误后方可开工。（三)基坑开挖1、基底平面尺寸：按大于
8、沉井平面尺寸2m设计(即沉井刃脚外侧至基坑底边距离控制为2m)，以满足施工人员绑扎钢筋及支设外模板的需要。2、基坑开挖深度开挖采用人工配合机械分层开挖，根据每个基坑所处位置的土质、水文条件、现场允许程度等因素具体确定。一般控制在2.0m左右。3、基坑地基处理：对基坑地基进行平整夯实(或加固)，使其具有足够的承载力，以免沉井在制作过程中发生不均匀沉降以致倾斜甚至井壁开裂。4、基坑排水：在基坑底部四周设置排水明沟和布置集水井收水，并及时抽除，保持基坑底面土层的干燥。（四)沉井制作 1、混凝土垫层施工(1)混凝土垫层的重要作用是为使刃脚座在同一平面上和便于浇筑第一节沉井。(2)混凝土垫层的厚度依据第
9、一节沉井的重量和地基承载力。2、井壁制作：本工程沉井井壁、底板、顶板和梁采用混凝土制作。混凝土浇筑采用分节浇筑：第一节浇筑刃脚2.4m高。第二节浇筑剩余井壁高度。施工顺序：支设内模绑扎钢筋支设外模浇注混凝土模板及附属设施拆除。(1)脚手架：采用钢管脚手架，外支双排脚手架，内支满堂脚手架。(2)沉井模板采用建筑模板拼装，分节安装方式，内模以不分节为好。a、第一节沉井的刃脚底模用水平尺进行校平，使之保持在同一水平面上。b、沉井内模要保证支设垂直，外模跟着内模支立，不得内外倾倒，以保证外壁面平整垂直以及井壁厚度均等。c、模板加固所用横竖围檩和斜撑，采用钢制材料，以确保模板牢固，刚性好，不变形。d、内
10、外模板用穿墙螺栓连接，以提高模板的整体性和确保壁厚的均等。e、大型预埋件专门设置支撑，不撑在井壁或隔墙的模板或钢筋上。(3)钢筋的绑扎及钢封门、预埋件的安装。 a、所有预埋件、预留孔洞的位置和尺寸均仔细定位，认真操作，务必符合设计要求。并且要在混凝土浇筑前进行最后检查，以免遗漏和错位。b、由于沉井位置不固定，本工程在现场加工钢筋。钢筋现场绑扎时要采用撑铁将钢筋位置固定牢，保持钢筋应有间距及保护层厚度。c、洞口封门结构要仔细定位，精心安装，并验收签证。(4) 施工缝止水和穿墙管件等止水。a、对所有穿墙管件和固定模板的对拉螺栓等事先焊上钢板止水片。b、施工缝采用留设凹凸式施工缝，二次浇筑前要凿毛清
11、洗干净。 (5)混凝土浇筑 a、在混凝土浇灌前对模板、钢筋、预埋件及预留孔的位置、尺寸等进行仔检查核对，经现场监理工程师验收签证后方可浇筑混凝土。b、浇筑混凝土前应对混凝土配合比、水泥，外掺剂、砂、石料等材质进行检验，确保符合规定要求。c、浇筑混凝土应连续对称均匀进行，分层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间，刃脚混凝土必须一次浇筑完毕，不得中途停顿。3、沉井接高(1)沉井接高应在第一节混凝土达到设计强度的75%后方可浇筑第二节混凝土。(2)沉井接高的轴线与沉井中轴线重合或平行，防止因荷载不均匀而引起沉井偏斜。(3)接高处的混凝土表面进行凿毛，清除水泥薄膜和表面的松散石子并冲洗干净。（五)沉井下沉1、
12、当刃脚混凝土完全达到设计强度，其余部分也达到设计强度70%以上时，方可允许沉井下沉，沉井应整体预制，一次下沉。沉井下沉前，侧壁洞口应作封堵。2、按沉井下沉阶段计算下沉系数与稳定系数，以控制下沉速度确保沉井安全。3、凿除混凝土垫层(1)凿除顺序是先内后外，分区域对称按顺序进行。 (2)采用风镐破碎混凝土垫层。(3)破碎的混凝土块及时清除，若有空穴立即用砂或砂夹石子回填。(4)对混凝土垫层的定位支点处应最后凿除，不得凿漏。4、沉井下沉观测(1)在沉井下沉前，在其井壁对称标上标尺以便于在沉井下沉过程中观测。 (2)沉井下沉时应架设测量仪器进行观测。刃脚标高每班至少测量一次，轴线位移每天测量一次，当沉
13、井每次下沉稳定后要进行高差和中心位移测量。 (3)初沉阶段每小时至少测量一次。当沉井下沉接近设计标高时加强观测，封底前现场监理工程师对井体标高、位移和倾斜度进行验收签证。5、沉井纠偏(1)沉井纠偏应根据测量资料随偏随纠，下沉过程中要做到“以防为主，以纠为辅，勤测、慢纠、缓纠、有偏必纠、纠则适度”。(2)初沉阶段纠偏应根据“沉多则挖少，沉少则挖多”的原则在开挖中纠偏，且不得在一侧挖空纠偏，应根据情况缓慢下沉，逐步纠偏，以使沉井在下沉过程中均匀对称。(3)刃脚下取土要逐步扩大，不能一次过量取土。(4)当沉井分数次下沉时，在每次下沉终了要严格控制偏斜。(5)终沉阶段须加强监控，做到缓中求稳，严格控制
14、超沉。(6)沉井出现位移时要及时分析原因，制订对策，针对具体情况采用偏侧挖土或偏心压重等方法进行纠偏。6、终沉控制：当沉井刃脚踏面下沉至离设计标高还剩1m左右时，即进入终沉阶段，应切忌“深锅底”，防止刃脚下土体大量向井内涌入，导致沉井发生突然下沉或超沉。应先挖刃脚附近的土体，形成“反锅底”，然后视情况再挖中心部位土体，控制好下沉速度，务求沉井缓缓挤土下沉到位。7、沉井助沉：沉井下沉中发生摩阻过大时，要具体分析原因，选用加载或泥浆润滑套或在井壁外侧灌砂等方法减少沉井侧面摩阻力或者在井壁上施加配重促使沉井下沉。（六) 沉井封底1、当沉井下沉至设计标高的要求范围内，累计误差不大于100mm时并观测沉
15、井在8h内累计沉降量小于10mm，方可进行封底。封底前先检查基底情况，经项目监理确认基底满足设计要求，对基底进行清理；如基底为砂性或粘性土，应在地基上铺一碎石或卵石，直至铺至刃脚以上20cm以上；如沉降不稳定，可采取分仓封底措施加以控制。2、沉井封底采用混凝土封底施工。3、混凝土封底一次浇注，分格、逐段对称进行，中途不得停顿，避免产生施工缝而造成渗漏现象，以保证混凝土在终凝前不浸水。4、制作底板前、井内集水尽量排干，并在每个井格底部设置盲沟，中央设置至少一个集水井，及时抽出集水。5、当封底混凝土强度达到设计强度的25以上时方可在上面用水泥砂浆整平，绑扎钢筋，浇筑底板混凝土，混凝土底板要表面平整，整个底板不得有渗漏现象，若发现有渗漏点应压浆堵漏。6、当底板钢筋混凝土达到设计要求的75%时方可停止井点降水，沉井能满足抗浮要求时方可封填集水井。（七)混凝土生产方式：商品混凝土。本工程拟选用两家商品混凝土供应，以保证工程正常施工。混凝土输送方式：采用输送车直接运输到现场，混凝土输送泵车输送。（八)水、电保证措施水：有自来水处用自来水，无自来水处打自备井抽水，储水罐储存。电
