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1、1.生產準備進行施工測量和放線工作。確定管線范圍內及施工用地內所有障礙物， 如管線、電線桿等的準確位置。現場調查頂管地段內主要障礙物有排水管、供水管、水掣井、電力電訊管道和渠箱位置和標高，地面交通情況較復雜。修建臨時設施，安裝臨時用水、用電線路，并試水、試電、修好臨時排水溝。訂購所需鐵井蓋、井圈、踏步。2.技術準備組織現場施工人員學習，審查施工圖紙和進行各專業圖紙會審，進行設計要求和施工技術交底。編制好頂管施工工藝，做好頂管施工人員的再培訓工作。繪制臨時工程及施工非標準設備工具圖紙。2、沉井施工方案 2.1沉井制作制作程序：場地整平放線挖土23m深夯實基底，抄平放線驗線鋪砼墊層綁鋼筋支刃腳、井2、身模板澆筑混凝土養護、拆模。2.1.1施工坑開挖沉井采取在基坑中制作，以減少下沉深度，降低施工作業面。開挖深度為35米，考慮到拆除墊架和支模操作的需要，基坑比沉井寬12米，周圍井點降水，降水井深度1使地下水位降至比基坑底面低0.5m，挖土采用1臺小松pC220-31.0m3反鏟挖掘機進行。配合人工修坡和平整坑底，挖出的土方用自卸車運至棄土場堆放。2.1.2刃腳支設本沉井高度大，重量重，地基強度較低，經檢算采用墊架法支撐。沉井刃腳鋪設100mm厚的砼墊層，采用鋼模或木模進行刃腳的模板的安裝。2.1.3模板支設和鋼筋綁扎沉井制作的模板支設和鋼筋綁扎與普通結構施工要求一樣，只不過要考慮其地基承載力，3、所以要均勻對稱施工，以防止不均勻沉降。沉井壁中有預留管道連接的孔洞，為避免下沉時泥土和地下水大量涌人井內施工操作，對較大孔洞還會造成沉井每邊重量不等，影響重心偏移使沉井易產生傾斜，在下沉前必須進行處理。在沉井預制完成后，用M5.0磚砌封閉洞口，沉井封底到位后，拆除磚砌封堵。2.1.4混凝土澆筑混凝土采用商品砼，并用砼輸送泵或吊車送至沉井澆筑部位，沿井壁均勻對稱澆筑。澆筑采用分層平鋪法，每層厚30cm，將沉井沿周長分成若干段同時澆筑，保持對稱均勻下料，以避免一側澆筑，使沉井傾斜，要求2h內澆筑一層。兩節混凝土的接縫處按設計要求設置止水鋼板，上節混凝土須待下節混凝土強度達到70%后澆筑，接縫處經鑿4、毛及沖洗處理，并澆10cm厚減半石子混凝土。2.2沉井下沉 沉井下沉采用排水下沉。下沉前應進行井壁外觀檢查，檢查混凝土強度及抗滲等級，并根據勘測報告計算極限承載力，計算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉系數（115125），作為判斷每個階段可否下沉，是否會出現突沉以及確定下沉方法及采取措施的依據。第一節模板、支架的拆除，混凝土應達到設計強度的100%始可拆除。抽除刃腳下的支架應分區、分組、依次、對稱、同步地進行。每拆除一根支架和模板后，刃腳下應立即用砂卵石或礫砂填實，在刃腳內外側應填筑成適當高度小土堤并分層夯實使下沉重量傳給墊層。模板及支架拆除時加強觀測，注意下沉是否均勻。2.2.1下沉速度的控5、制根據土質情況，采用臺階形挖土自重破土方式。采用從中間開始向四周逐漸開挖，并始終均衡對稱地進行，每層挖土厚度為0.40.5m.刃腳處留1.21.5m寬土垅，用人工逐層全面、對稱、均勻地削薄土層，每人負責23m一段，方法是順序分層逐漸往刃腳方向削薄土層，每次削515cm，當土垅擋不住刃腳的擠壓而破裂時，沉井便在自重作用下破土下沉，削土時應沿刃腳方向全面、均勻、對稱地進行，使均勻平衡下沉。沉井挖土下沉采用人工挖土，一臺吊車吊運出土，由于挖土施工困難，綜合考慮挖土、吊運的施工能力，研究沉井下沉的安全控制，沉井下沉速度控制為30cm/天。沉井下沉中，如遇到砂礫石或硬土層，當土垅削至刃腳，沉井仍不下沉或6、下沉不平穩，則按平面布置分段的次序，逐段對稱地將刃腳下掏空，并挖出刃腳外壁10cm，每段挖完后用小卵石填滿夯實，待全部掏空回填后，再分層刷掉回填的小卵石，可使沉井因均勻地減少承壓面而平衡下沉。在沉井開始下沉和將沉至設計標高時，一次周邊開挖深度小于10cm，避免發生傾斜，尤其在開始下沉5m以內時，其平面位置與垂直度要特別注意保持正確，否則繼續下沉不易調整，在離設計深度20cm左右停止取土，依靠自重下沉至設計標高。2.2.2下沉觀測沉井位置的控制是在井外地面設置縱橫十字控制樁、水準基點。下沉時，在井壁上設十字控制線，并在四側設水平點。于壁外側用紅鉛油畫出標尺，以測沉降，井內中心線與垂直度的觀測系在7、井內壁四邊標出垂直軸線，各吊垂球一個，對準下部標志板來控制，并定時用兩臺經緯儀進行垂直偏差觀測。挖土時隨時觀測垂直度，當垂球離墨線邊達50mm或四面標高不一致時，立即糾正，沉井下沉過程中，每班至少觀測兩次，并在每次下沉后進行檢查，做好記錄，當發現傾斜、位移、扭轉時，及時通知值班隊長，指揮操作工人糾正，使允許偏差范圍控制在允許范圍以內。沉井在下沉過程中，最大沉降差均控制在250mm以內。當沉至離設計標高2m時，對下沉與挖土情況應加強觀測，以防超沉。沉井下沉測量控制剖面示意圖中心控制點中心控制點壁外下沉標尺鐵件線墜鋼標板沉井2.2.3下沉糾偏沉井下沉過程中，有時會出現傾斜、位移及扭轉等情況，應加強8、觀測，及時發現并采取措施糾正。產生傾斜的可能原因有：刃腳下土質軟硬不均；拆刃腳支架及模板時，抽出支架未對稱同步進行，或未及時回填；挖土不均，使井內土面高低懸殊；刃腳下掏空過多，使沉井不均勻突然下沉；排水下沉，井內一側出現流砂現象；刃腳局部被大石塊或埋設物擱住；井外棄土或施工荷載對沉井一側產生偏壓。操作中可針對原因予以預防，如沉井已經傾斜，可采取在刃腳較高一側加強挖土并可在較低的一側適當回填砂石，必要時配以井外射水，或局部偏心壓載，都可使偏斜得到糾正。待其正位后，再均勻分層取土下沉。位移產生的原因多由于傾斜導致，如沉井在傾斜情況下下沉，則沉井向傾斜相反方向位移，或在傾斜糾正時，如傾斜一側土質較松9、軟時，由于重力作用，有時也沿傾斜方向產生一定位移，因此預防位移應避免在傾斜情況下下沉，加強觀測，及時糾正傾斜。位移糾正措施一般是有意使沉井向位移相反方向傾斜，再沿傾斜方向下沉，至刃腳中心與設計中心位置吻合時，再糾正傾斜，因糾正傾斜重力作用產生的位移，可有意向位移的一方傾斜后，使其向位移相反方向產生位移糾正。沉井下沉產生扭轉的原因是多次不同方向傾斜和位移的復合作用引起的，可按上述糾正位移、傾斜方法糾正位移，然后糾正傾斜，使偏差在允許范圍以內。2.3下沉到位、封底當沉井沉到設計標高，經23天，下沉已穩定，在8h內累計10mm時，即可進行沉井封底。沉井封底有排水封底和不排水封底兩種方案，本沉井對封底10、質量要求嚴格，不允許出現滲漏，再者涌水量不大，井底土質較密實，因此確定采取排水封底方案，如四周深井井點降水達不到要求時，分兩步進行處理。第一步進行土形整理，使之呈鍋底形，自刃腳向中心挖放射形排水溝，填以石子做成濾水暗溝，在中部設24個集水井，井深12m，插入直徑0.60.8m，周圍有孔的混凝土或鋼套管，四周填以卵石，使井中的水都匯集到集水井中，用潛水泵排出，使地下水位保持低于井底面3050cm.刃腳混凝土鑿毛處洗刷干凈。封底一般鋪一層15-50cm, 厚碎石或卵石層，再在其上澆一層厚約0.5-1.5m 的混凝土墊層，在刃腳下切實填嚴，振搗密實，以保證沉井的最后穩定。達到50%設計強度后，在墊層11、上綁鋼筋，兩端伸人刃腳或凹槽內，澆灌上層底板混凝土封底。澆筑應在整個沉井面積上分層由四周向中央進行，每層厚3040cm，并搗固密實。混凝土養護期間，在封底的集水井中應不間斷地抽水，待底板混凝土達到70%設計強度后，進行第二步，對集水井逐個停止抽水，逐個進行封堵。方法是在抽除井筒水后，立即向濾水井管中灌入C30早強干硬性混凝土搗實，裝上法蘭，再在上面澆筑一層混凝土，使之與底板平。封底時因上部結構尚未施工，設備管道未安裝，應驗算沉井的抗浮穩定性。3、工作坑導軌設置及基礎加固工作井布置圖如上圖所示：導軌的作用是引導管子按設計的中心線和坡度頂進，保證管子在頂入土之前位置正確。導軌安裝牢固與準確對管子的12、頂進質量影響較大，因此，安裝導軌必須符合污水管中心、高程和坡度的要求。本工程采用38kg鋼軌作導軌。基礎導軌采用混凝土基礎。4、后背結構及抗力計算后背作為千斤頂的支撐結構。因此，后背要有足夠的強度和剛度，且壓縮變形要均勻。所以，應進行強度和穩定性計算。本工程采用厚鋼板后背，這種后背設置簡單，安裝時應滿足下列要求:A.使千斤頂的著力中心高度不小于后背高度的1/3；B.后背墊鐵可用70mm鋼板。C.后背后松散砂層灌注水泥砂漿。后背的計算后背在頂力作用下，產生壓縮，壓縮方向與頂力作用方向相一致。當停止頂進，頂力消失，壓縮變形隨之消失。這種彈性變形現象是正常的。頂管時，防止產生不允許的壓縮變形。后背不13、能出現上下或左右的不均勻壓縮。否則，千斤頂支承在斜面后背的上，造成頂進偏差。為了保證頂進質量和施工安全，應進行后背的強度和剛度計算。根據頂進需要的總頂力，運用朗肯土壓力公式核算后背受力，使沉井后背土體所受的力小于土壤的允許承載力。關于后背詳細計算，可分為淺覆土后背和深履土后背。具體計算可按擋土墻計算方法確定。5、頂進設備頂進設備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵等。千斤頂千斤頂是掘進頂管的主要設備，本工程擬采用3臺200t液壓千斤頂。千斤頂的工作坑內的布置與采用個數有關，如一臺千斤頂，其布置為單列式，應使千斤頂中心與管中心的垂線對稱。使用多臺并列式時，頂力合力作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線14、，防止產生頂時力偶，造成頂進偏差。根據施工經驗，采用人工或機械挖運土方，管上半部管壁與土壁有間隙時， 千斤頂的著力點作用在管子垂直直徑的1/41/5處。高壓油泵由電動機帶動油泵工作，選用額定壓力為62MPa的ZB500柱塞泵，經分配器，控制閥進入千斤頂，各千斤頂的進油管并聯在一起，保證各千斤頂活塞的出力和行程一致。頂鐵頂鐵是傳遞和分散頂力的設備。要求它能承受頂壓力而不變形，并且便于搬動。根據頂鐵旋轉位置的不同，可分為橫頂鐵、順頂鐵和U形頂鐵三種。1)橫向頂鐵安裝在千斤頂與方頂鐵之間，將千斤頂的頂推力傳遞給兩側的方頂鐵上。使用時與頂力方向垂直，起梁的作用。橫頂鐵斷面尺寸為300300mm，長度按15、被頂管徑及千斤頂臺數而定，本工程選用長度為1.6m的橫頂鐵；用型鋼加肋和端板焊制而成。2)順頂鐵(縱向頂鐵)放置在面鐵與被頂的管子之間，使用時與頂力方向平行，起柱的作用。在頂管過程中起調節間距的墊鐵，因此頂鐵的長度取決于斤頂的行程、管節長度、出土設備等而定,通常有100、200、300、400、600等幾種長度。橫截面為250300mm，兩端面用厚25mm鋼焊平。順頂鐵的兩頂端面加工應平整且平行。防止作業時頂鐵發生外彈。3)U形頂鐵安放在管子端面，順頂鐵作用其上。它的內、外徑尺寸與管子端面尺寸相適應。其作用是使用順頂鐵傳遞的頂力較均勻地分布的到頂管端斷面上，以免管端局部頂力過大，壓壞混凝土管端16、。大口徑管口采用環形，小口徑管口可采用半圓形。其它設備工作坑上設活動式工作平臺，平臺用25號工字鋼梁，上鋪1515cm方木。工作坑井口處安裝一滑動平臺，作為下管及出土使用。在工作平臺上設起重架，上裝電動卷揚機，其起重量應大于管子重量。工作棚用帆布遮蓋，以防雨水。6頂進施工工作坑內設備安裝完畢，經檢查各部處于良好狀態，即可進行出洞頂進。泥水式頂管的概述：在頂管施工的分類中，把水力切削泥土以及雖然采用機械切削泥土而采用水力輸送棄土，同時有的利用泥水壓力來平衡地下水壓力和土壓力的頂管形式都稱為泥水式頂管施工，從有無平衡的角度出發，又可以把它們細分為具有泥水平衡功能的和不具有泥水平衡功能的兩大類，如常17、用的網格式水力切割土體的，是屬于沒有泥水平衡功能的一類。即使它采用了局部氣壓向泥土倉內加上一定壓力的空氣，也只能屬于氣壓平衡而非泥水平衡。本工程頂管施工采用的施工機械為泥水平衡的頂管掘進機進行施工。另外，如果從輸土泥漿的濃度來區分，又可以把泥水式頂管分為普通泥水頂管、濃泥水頂管和泥漿式頂管三種。在黏土及粉土中頂進一般采用泥漿的相對密度為1.0251.075。注漿減摩概述注漿減摩是頂管中非常重要的一個環節，尤其是在長距離和曲線頂管中，它是頂管成功與否一個及其重要的關鍵性的環節。一般采用膨潤土為主和人工合成的高分子材料，國內有關工程經驗對比：通過膨潤土及高分子材料制備的潤滑漿的頂進摩擦力與無潤滑漿18、頂進的摩擦系數有5.825倍的變化，粘聚力也有5倍左右的變化。注漿效果的好壞，除了與選用的注漿材料有關外，還與注漿孔的布置、注漿泵的選用和注漿壓力大小有關。信號檢測及激光導向系統的概述頂管機的導向一般都采用激光導向，如圖17-4-3所示為激光導向系統的光路示意圖。由電源部分送出調制頻率為500HZ的交流高壓電（1840V）點燃氦氖激光管，由激光管發出的紅色激光束，經棱鏡反射、小目鏡會聚、半透反射鏡折轉后進入內調焦鏡調節，從物鏡發射出對不同距離目標聚集的光束，這光束被安裝在工作機械上的光電接收器（由9塊光電池組成）接收，轉換成電信號，再經選頻和放大后，點亮與9塊光電池一一對應的指示燈，從而指示出19、機頭的方位。若激光束照射于光電池中央，則處于正中央的指示燈發亮，表明機器方位準確，此時光電接收器給出指零信號，頂管掘進機便按預定路線前進。若機頭偏移掘進方向，光電接收器的中心便偏離激光束的中心，除點亮相應方位的指示燈外，光電接收器給出偏離信號Vx、Vy，偏離Vx、Vy信號經放大處理后，經伺服放大器、伺服閥控制糾偏油缸伸縮實施糾偏，機頭回正后，偏差信號自動消失。這樣在頂管掘進機頂進的全過程中，始終保持機頭沿著激光束前進，使頂管誤差控制在規定范圍內。7、質量、安全和節約措施1.質量保證措施做好地質勘察及資料整理工作，摸清頂管工程范圍內的地質、水文情況，尤其是透水砂層的分布范圍。認真編制好施工方案和20、通過不同土層的技術措施及糾偏措施。組織好設計和施工技術交底，確保管道的順利頂進。嚴格執行專檢、自檢、互檢、工序交接、混凝土施工掛牌,質量評定制度,分部分項優良率要求達到95以上。認真做好鋼筋、水泥、砂子、石子等原料檢驗。嚴格檢查配合比。搞好計量、混凝土試塊專人制作和管理。 做好管節、承壓環頂進各階段受力穩定計算， 制定合理的技術措施。使后背地基受力和管節受力控制在允許范圍之內。加強操作控制，使頂管均勻平穩。受力均勻。盡可能減少頂進過程中傾斜、偏移、扭轉，防止管壁出現裂逢、變形等情況。 做好各項施工記錄，責成專人進行施工技術總結，做到工程完工資料齊全。3.安全措施嚴格執行有關安全生產制度和安全技21、術操作規程。認真進行安全技術教育和安全技術交底，對安全關鍵部位進行經常性的安全檢查，及時排除不安全因素，確保安全施工。嚴格遵循支護襯砌和土方開挖程序，控制均勻挖土，防止發生偏位，嚴重傾斜或管涌等現象，做好作業前和施工中的通風換氣工作，以免導致人身事故。作好基坑排水，避免水淹事故。工作井上部設安全平臺,周圍設護欄桿,井內上下層立體交叉作業，設安全網，安全擋板，井下作業戴安全帽。吊車、起重設備由專人操作和專人指揮，統一信號，預防發生碰撞。吊車靠近工作井邊坡行駛時，加強對地基穩定性檢查，防止發生傾翻事故。加強機械設備維護、檢查、保養。機電設備由專人操作，認真遵守用電安全操作規程，防止超負荷作業。井內照明采用36V低壓電。隨著雨季來臨，需作好防洪、防雨、防雷措施，機電、起重設備及鋼管腳手架做好接地。同時嚴格規范用電及消防安全。（7）開挖前詳細了解沿線管線資料，做好沿線管線保護措施，特別是高壓電纜和渠箱的保護工作。4.節約措施材料及時運送到現場，減少二次運輸。混凝土提高抗滲性。鋼筋集中配料、接頭采用對焊，降低鋼筋損耗。基坑土方開挖、鋼筋加工、混凝土澆筑盡量采用機械化操作，以減輕勞動強度，提高工效，加快進度。加強技術管理，推廣微機應用、網絡技術、 價值工程、全面質量管理、目標管理等現代管理方法，以提高效率，縮短工期，節省工程和管理費用。