降水、沉井及顶管专项施工方案

降水、沉井及顶管施工方案编制：审核：审批：段项目部泾河新城泾河湾大桥及引线工程II标雨水管线工程降水、沉井及顶管施工专项方案 第1页共76页目录1.工程概况 51.1工程简介 51.2编制依据 51.3地质概况 62.施工部署 72.1施工方案选择 72.2施工管理 72.3管理目标 103.施工流程 103.1施工流向安排 103.2施工测量 113.3施工工艺流程 114.降水施工 134.1降水方案 134.2降水计算 134.5其他注意事项 185.沉井 185.1沉井结构形式 185.2沉井施工流程 195.3沉井基坑开挖 195.4沉井计算 195.5沉井下沉 265.6沉井测量、质量控制及注意事项 286.顶管施工 316.1顶管机的选择 316.2施工工艺流程 326.3平面布置及井内布置 33平面布置图 346.4施工方法 346.5顶进施工 386.6注浆减阻 396.7管材与接口 416.8测量、监控 426.9浆液置换 426.10辅助设施施工 436.11检查井砌筑 446.12闭水试验 446.13竣工清理 447.变形监测及应急措施 447.1基坑等级及监测目的： 447.2监测点布设 457.3监测方法、频率和要求 458.质量目标与质量保障措施 468.1质量管理目标 468.2质量保证体系 478.3质量管理组织机构 488.4质量 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 498.5质量控制程序 508.6质量检测制度及程序 539.工期目标与保证措施 549.1工期目标 549.2保证措施 5410.安全目标与保障措施 5610.1安全目标 5610.2保障措施 5610.3应注意的安全问题 5711.文明施工与环保措施 5811.1文明施工措施 5811.2环保措施 5912.雨季施工措施 6012.1一般措施 6012.2基坑开挖措施 6012.3混凝土施工措施 6113.混凝土高温期施工 6113.1一般规定 6113.2高温施工规定 6114.备用电源预案 6114.1备用电源的选用 6114.2备用电源的启用 6215.应急救援预案 6215.1工作方针与原则 6215.2危险因素分析及对策 6315.3应急救援组织机构 6415.4应急救援机构职责 6515.5事故应急处理措施 6515.6应急预案配备应急物资 6615.7项目部应急救援程序 6615.8安全事故 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 程序 6715.9安全事故救援程序 6916.方案总结 7017.附表（见下页） 70 第1页共76页1.工程概况1.1工程简介 工程施工 建筑工程施工承包1园林工程施工准备消防工程安全技术交底水电安装文明施工建筑工程施工成本控制 现场场地开阔，经查阅地勘报告及现场调查走访，施工范围内地上、地下无管线及建筑物、构筑物等障碍。本工程管道埋深较大，地下水位较高，管道顶推力较大，工作井和接收井采用沉井的方式。1.2编制依据（1）施工图纸（2）《地质勘察报告》（详勘）（3）国家现行的施工技术规范、验收标准及质量、安全技术规程1）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268—2008）；2）《给水排水工程顶管技术规程》CECS246-2008；3）《建筑基坑支护技术规范》（JGJl20-2012）；4）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）；5）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；6）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2015）；7）《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137：2015）；8）《建筑与市政降水工程技术规范》JGJT111-19989）《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）10)《建筑施工计算手册》（江正荣编著）11)《沉井设计与施工》（段良策、殷奇）12)《顶管施工技术及验收规范》（中国非开挖技术协会行业标准）13)《危险性较大分部分项工程 管理办法 关于高温津贴发放的管理办法稽核管理办法下载并购贷款管理办法下载商业信用卡管理办法下载处方管理办法word下载 》建质2009（87）号文14)《建筑施工安全检查标准》JGJ59-201115)《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ311-2013（5）我单位对本工程项目现场踏勘和了解的结果和以往类似工程的施工经验。1.3地质概况地勘报告对地质描述如下：根据钻探揭示的地层岩性，结合原位测试、室内物理力学试验及地调等成果，将桥基岩土体可划分为8个工程地质层，自上而下依次为：①土（Q42al+pl）：浅黄色，稍湿，松散以粉粒为主，约含10﹪粉砂，含植物根系。钻孔揭示层厚1.80～6.20m。[fa0]=120kPa。②细砂（Q42al+pl）：褐灰色，稍湿，松散，主要成份以石英、长石为主，云母次之，级配一般。钻孔揭示层厚1.0～2.10m。[fa0]=160kPa。③卵石（Q42al+pl）：褐灰色，饱和，中密，多呈浑圆状，母岩成份以石英岩、砂岩为主，泥砂质充填。钻孔揭示层厚0.3～6.10m。[fa0]=650kPa。④粉质黏土（Q42al+pl）：褐黄色，饱和，硬塑，以粘粒粒为主，土质均匀，局部含铁锰氧化物。钻孔揭示层厚6.70～14.20m。[fa0]=300kPa。⑤细砂（Q42al+pl）：褐灰色，饱和，中密，主要成份以石英、长石为主，云母次之，级配一般。钻孔揭示层厚1.4～8.20m。[fa0]=210kPa。⑥粉质黏土（Q41al+pl）：褐黄色，饱和，硬塑，以粘粒为主，土质均匀，局部含铁锰氧化物。钻孔未揭穿该层。[fa0]=330kPa。⑦粉质黏土（Q41al+pl）：褐黄色，饱和，坚硬，以粘粒为主，土质均匀，局部含铁锰氧化物。钻孔未揭穿该层。[fa0]=350kPa。⑧细砂（Q41al+pl）：褐灰色，饱和，密实，主要成份以石英、长石为主，云母次之，级配一般。钻孔揭示层厚3.7～5.20m。[fa0]=300kPa。根据区域地质资料及进行砂土液化判别，项目区未发现对工程有影响不良地质现象。拟建场地属非自重湿陷性场地，湿陷等级为Ⅰ级轻微。区内地下水为赋存于第四系全新统松散层中的孔潜水，埋深一般3.0～7.5m，水量较大，水位变化较小。据水质分析成果，地表水和地下水对混凝土具微腐蚀性，对混凝土中的钢筋具微腐蚀性。根据拟建场地工程地质条件，按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规范表4.1.1划分，拟建场地为可进行建设的一般场地。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）查得，工点处地震动峰值加速度为0.15g，相当于地震基本烈度Ⅶ度，动反应谱特征周期为0.40s。土壤物理学指标见附表。本标段顶管施工管段埋深为9.88m（最浅处）~14.92m（最深处），根据地勘报告，管道处于地质单元里的粉质粘土层。2.施工部署2.1施工方案选择2.1.1工作井及接收井的施工方式根据《给水排水工程顶管技术规程》（CECS:246）中第10.2.3条的规定，并结合分析其余施工方式，在考虑了地质情况、施工操作性、经济性等因素后，按设计要求工作井及接收井采用排水法沉井施工。2.1.2顶管机的选择根据地勘报告可知，本地区土质多为粉土及粉质粘土，且地下水丰实。根据《给水排水工程顶管技术规程》（CECS:246）并结合以往施工经验，采用泥水平衡法顶管施工。2.2施工管理2.2.1管理机构顶管施工是一项专业性很强的工作，故施工的专业技术负责人拉入本项目部管理班子，以加强项目部对顶管施工之控制。项目部组织机构如下图所示：项目副经理技术负责人安全、质量责人顶管专业技术负责人顶管工作井土建项目经理项目部组织机构图2.2.2主要负责人及联系电话 序号 姓名 职务 联系电话 1 项目经理 2 项目副经理 3 总工 4 安全、质量负责人 5 专业技术负责人 6 工作井土建 7 顶管负责 2.2.3管理人员职责(1)项目经理职责1）对本专业工程的质量目标负全面领导责任，对工程施工过程质量活动的控制、管理、监督、改进负责。2）贯彻执行ISO9002各项工作程序，建立工程的质量保证体系，制定岗位责任制度，建立质量工作讲评，奖罚制度。3）按照优良质量标准管理、监督、检查各岗位负责人工作目标执行情况，并予以考核评定。4）控制材料设备的采购与管理。5）制定成本 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ,对工程技术、经济指标进行控制，负责项目成本管理。6）主管经营，落实合同条款，对合同管理负责。(2)项目副经理1）负责调配人力、物力、财力，保证施工正常进行，对工程进度负责。2）协助项目经理搞好经营，落实合同条款。3）协助项目经理落实材料设备的采购与管理。4）对现场生产安全负主要责任。(3)项目技术负责人1）负责本专项施工的质量管理、技术管理和科技管理工作，直接领导技术质量部的工作。2）负责在本专项施工中贯彻技术规程、施工规范、质量标准及公司有关文件规定并督促实施。3）负责本专项施工的检验、测量和试验设备控制及计量管理工作。4）负责组织施工技术调查，编制专项施工方案。5）组织审核设计文件，解决施工生产中的技术问题。6）组织施工过程控制技术工作的具体实施。7）参加本专项工程施工验收工作。(4)项目专职安全员1）对施工现场安全、文明施工和劳动保护工作的检查与安全隐患的督促整改负直接责任。2）协助项目领导，认真贯彻执行党和国家的安全生产方针、政策和有关条例及各项规章制度。3）参加项目部安全、文明施工和劳动保护措施的制订工作。4）认真做好日常检查，做到预防为主，监督实施各项安全技术措施和安全技术交底，制止违章指挥和违章操作，遇有严重险情，有权暂停生产并组织人员撤离，及时报领导处理，对不听从劝阻的，应越级反映。对少数执意违章者、经教育不改的，有权执行处罚办法。5）协助项目部领导做好安全生产检查，督促、指导、检查各施工班组搞好班前、班后安全活动，总结、交流、推广安全生产经验，搞好新工人进场教育、安全技术培训及变换工种教育，负责安全生产宣传，开展安全活动。6）对安全隐患存在较多较严重的施工部位，有权签发隐患通知单，并责令班组负责人限期整改。7）参加脚手架、安全网等各种安全设施的验收工作。8）参加项目部工伤事故的调查。9）记录、搜集、整理和保管各种安全资料。（5）技术员1）配合技术负责人和专业技术负责人编制本专项工程施工方案。2）按照施工组织设计、施工方案和施工工艺规程的要求，编制技术交底。3）领导试验员、资料员的日常工作，并监督、检查。4）制定包括有见证取样要求的材料试验计划。5）对工程所有原材料提出质量标准和技术要求，协助材料人员签订合同。（6）质检员1）负责整个专项工程质量的检查、监督工作,贯彻执行ISO9002质量保证体系的各项工作程序。2）执行日常检查，组织工序之间的验收，执行奖罚制度，确保不合格工序不许流入下一个环节。3）组织保管员、试验员对进场物资进行检查，确保工程材料合格。4）组织日常分项工程的报验工作。2.3管理目标（1）质量目标：合格。（2）安全文明施工目标：安全文明标准化工地。（3）工期目标：计划工期为160天。3.施工流程3.1施工流向安排根据本顶管工程特点，自下游向上游施工，原则上以每个检查井作为顶管工作井或接收井，施工由下游开始向上游实施。本段顶进结束后移至下一相邻段，其后有土建组进行检查井施工及基坑回填。这样每个作业组自行流水，各工序交叉作业，以达到优质高效完成本工程的目的。3.2施工测量（1）测量放线在现场交桩的基础上进行施工放线，布设临时水准点和管道轴线控制桩。该标段在具体施工放线时，在检查井处应设置中心桩，必要时应设置控制桩。（2）管道施工测量1）在两个施工单位施工的工程衔接处，所设置的临时水准点应相互测校调整.2）在管中心线和转折点的适当位置应设置控制桩，控制桩应妥善保护。3）测量时，应对仪器进行检查调整，对原始记录作详细校对。4）施工测量的允许偏差，应符合下表的规定。 项目 允许偏差 水准测量高程闭合差 平地 （mm） 导线测量方位角闭合差 （″） 导线测量相对闭合差 1/3000 直接丈量测距两次较差 1/50003.3施工工艺流程回填至安装井盖框砌筑检查井清理基底沉井施工设备转换检修管道顶进机头穿墙进洞机头坑内就位辅助设备安装顶进设备安装沉井下沉地面设备安装顶进施工沉井封底降水及便道修筑测量放线施工准备沉井制作平台及垫层施工管节拼装机头出洞检查井施工自检、验收图3.3-14.降水施工4.1降水方案根据地勘报告，本标雨水管道埋设位置处于地下水位以下，采用排水下沉的施工方式。排水下沉为在基坑周围采用井点降水的方式将水位降至基坑底部1.0m以下。降水井施工工艺流程为：平整场地→钻机成孔→下管→管井四周填滤料→清洗管井→降水。4.2降水计算根据地勘报告显示，地下水位于原地面以下5至6米范围，此处按5米计。场地各岩土层结构特征表 土层层号 土层名称 层厚（m） 各层厚度（m） 颜色 湿度 土层描述 ① 粉土 1.8~6.2m 3.2 浅黄色 稍湿 稍密、土质均匀，局部含少量砂砾，其中0~0.7m为种植土，含少量植物根系，岩芯呈柱状 ② 细砂 1.0~2.1m 1.9 褐灰色 稍湿 稍密，主要成分以长石，石英，云母，级配良好，砂质均匀，岩芯呈散状。 ③ 卵石 0.3~6.1m 2.7 褐灰色 饱和 中密，呈浑圆状，一般粒径20~60mm，最大100mm，约占60%，泥砂质充填，母岩成份以石英石、砂岩为主，岩芯呈散状。 ④ 粉质黏土 6.7~14.2m 13.8 褐黄色 饱和 硬塑，以粘粒为主，土质均匀，局部含少量铁锰氧化物，刀切面较光滑，岩芯呈柱状。 ⑤ 细砂 1.4~8.2m 7.0 褐灰色 饱和 中密，主要成分以石英、长石为主，云母次之，级配一般。 ⑥ 粉质黏土 4.7~14.0m 10.6 褐黄色 饱和 硬塑，以粘粒为主，土质均匀，局部含铁锰氧化物假定：由于第六层粉质粘土的渗透系数远小于其它土层的渗透系数，近似将第六层视为不透水层。①含水层厚度：H=16.5+1-5=12.5m（16.5米为沉井最大下沉深度，1米为降水降至基坑底部1米以下位置。②管井深度：依据JGJ/T111-98《建筑与市政降水工程技术规范》，井点管深度为：HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6式中：HW—降水井深度HW1—基坑深度，取16.5mHW2—降水水位距离基坑底要求的深度，取1mHW3—水力坡度作用基坑中心所需增加的深度。由于基坑等效半径r=7.5m，按照降水井分布周围的水力坡度i为1/10～1/15，如降水井需影响到基坑中心，所需的降水管井深度HW3=r*i=0.75～0.50，取HW3=0.7m，原理如下图：图4.2.2-1r—基坑等效半径R-降水影响半径S-降水深度H-含水层厚度HW4—降水期间地下水位幅度变化。根据地质资料，HW4取1.0mHW5—降水井过滤器的工作长度，取2.0mHW6—沉砂管长度，取1.0m代入上式：HW=16.5+1+0.7+1+2+1=23.2m，取22.2m>H+地下水埋深=12.5m因此降水模型按照潜水非完整井进行设计计算。降水管井采用直径300mm的无砂混凝土管，布置在基坑上口2.5m处。（1）基坑等效半径基坑为沉井基坑，沉井内净长a’=9m，净宽b’=9m，第一节沉井井壁厚h0=1.0m故基坑长a=（9+2×1.0）=11.0m坑长宽b=（9+2×1.0）=11.0m等效半径 r＝0.29（a+b）=0.29×（11.0+11.0）=6.38m，综合考虑取等效半径r=7.5m（2）渗透系数由于含水层穿越多个土层，故采用加权平均法计算含水层渗透系数。土的渗透系数K 土名称 渗透系数K m/d cm/s 粘土 <0.005 〈6*10^-6 粉质粘土 0.005-0.1 6*10^-6~1*10^-4 粉土 0.1-0.5 1*10^-4~6*10^-4 黄土 0.25-0.5 3*10^-4~6*10^-4 粉砂 0.5-1 6*10^-4~1*10^-3 细砂 1.0-5 1*10^-3~6*10^-3 中砂 5.0-20 6*10^-3~2*10^-3 均质中砂 25-50 4*10^-2~6*10^-2 含粘土中砂 20-25 2*10^-2~3*10^-2 粗砂 20-50 2*10^-2~6*10^-2 均质粗砂 60-75 7*10^-2~3*10^-2 圆砾 50-100 6*10^-2~1*10^-1 卵石 100-500 1*10^-1~6*10^-1 无填充物卵石 00-1000 6*10^-1~1*10 稍有裂隙岩石 0-60 2*10^-2~7*10^-2 裂隙多的岩石 60 >7*10^-2根据上表可以查得土层①~⑤层渗透系数K分别为：0.3m/d、3m/d、300m/d、0.05m/d。采用加权平均法计算的含水层综合平均渗透系数=10.00m/d（3）降水影响半径=321.1m，取R=322m其中基坑水位降深S=12.5m（4）总涌水量含水层底板至滤头有效工作部分顶部的长度h=含水层范围内管径长度-含水层厚度=（23.2-5）-12.5=5.7m=（12.5+5.7）/2=9.1m=577.44m3/d其中H=12.5m，r0=7.5m，R=322m，K=10m/d（5）单井出水量①根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012），单井出水量为：q=120πrsl`3=1429.86m3/d式中：q——单井出水量（m3/d）；rs——管井半径（m），取0.15m；l`——过滤器进水部分的长度（m）；根据本项目地勘，滤水管自卵石层顶面（取2.0m）K——含水层渗透系数（m/d）②按照按水泵抽水功率出水量计算q=65πdl`3=1440m3/d式中：q——单井出水量（m3/d）；rs——拟采用水泵抽水管管径（m）；l`——过滤器进水部分的长度（m）；K——含水层渗透系数（m/d）；参照两种计算结果，取较小者，单井出水量为1429.86m3/d考虑管井相互影响，根据以往施工经验，实际的单井出水量只有设计计算的70%，故最终单井出水量为q=1000m3/d（6）管井数量管井数量为：n=Q/q=577.4/1000=0.58口考虑常规水泵损坏时维修问题，取1.1的富余系数，管井数量为1.1*0.58=0.638口，故每个工作井设置1口管井,另外预留一口管井备用，如原管井降水不能满足施工需要时，及时补设管井，布设在靠近泾河的一侧，以确保地下水位始终位于基坑底1m位置。综上所述，本工程降水管井为直径300mm的无砂混凝土管，管井深度为22.2米，，抽水水泵采用流量90m3/h，功率7.5kw，扬程为25米，抽水管径为100mm。并备有两台应急水泵和一台发电机，确保降水连续。根据以上深井降水的技术参数测算，沉井外围应布置2口深度为22.2m的深井，降水深度可达到16.5m左右，以此保证降水效果能满足排水沉井和干封底的施工的需要。4.3降水井布置图及排水措施降水井应布置在基坑四周呈封闭状态，因抽出的水为清洁的地下水，所以可以经就近的灌渠直接排放，最终流入泾河。降水井布置平面图如下：4.4降水监测与管理（1）降排水之前观测一次自然水位，在抽水开始的5～l0天内，要求每早晚各观测一次水位、流量；以后改为每天观测一次，并作好记录。进入雨季或出现新的补给源时，应增加观测次数。（2）对观测记录应及时整理，绘制～（抽水量与时间）与～（水位下降值与时间）关系曲线图，分析水位下降的趋势与流量变化，预测水位下降达到设计要求的时间；根据实际抽水情况，研究降水设计的可靠程度或提出调整措施：查明抽水过程中的不正常状况及其产生的原因，及时组织排除。（3）对抽水设备应建立定期检修保养制度，保持设备的正常运行，并备有两台应急水泵，一台备用发电机，以确保抽水连续。（4）抽出的水应排至降水区以外，不应产生回渗。遇有大雨或暴雨，应及时排除地面和基坑积水，以减少下渗，保证降水。4.5其他注意事项（1）管井必须清洗干净，井管应高出四周地面50cm以上并对沉井抽水实验，合格后正式运转，抽水时间从工作坑施工之日起前一周至该段检查井砌筑结束。（2）闭水试验完成前，抽水昼夜进行。5.沉井沉井为临时性结构，主要为顶管施工服务，顶管施工完成后，在工作井、接收井内浇筑检查井、升井筒，回填沉井。5.1沉井结构形式本工程中的沉井分为工作井、接收井两种，采用钢筋混凝土方形构筑物，工作井净尺寸为9*9m，刃脚、第二节壁厚1.0m，第一节沉井壁厚0.8m，井筒内面积为81m2。接收井净尺寸为6.0*6.0m，刃脚、第二节沉井壁厚0.9m，第一节沉井壁厚0.7m，井筒内面积约36m2。工作井沉井结构高度分别为Y12(H=12.19m)、Y14(H=14.30m)、Y16(H=16.5m)、Y18(H=12.12m)、Y19(H=11.56m)；接收井沉井结构高度分别为Y13(H=13.19m)、Y15（H=15.41m)、Y17(H=11.92m)。工作井、接收井结构按设计采用C30砼，干封底混凝土采用700mm厚底板毛石混凝土。5.2沉井施工流程沉井施工流程为：基坑开挖→砂砾土垫层找平→刃角砖模垫层→钢筋绑扎→模板支设→砼现浇→养护→拆模→刃脚下沉→第二节沉井的制作→养护→拆模→沉井下沉→第一节沉井的制作→养护→拆模→沉井下沉→沉井封底。5.3沉井基坑开挖沉井采取在基坑中制作，以减少下沉深度，降低施工作业面。基坑开挖深度为2米，考虑到拆除垫层和支架模板操作的需要，基坑应比沉井宽2米，基坑外侧设挡水围堰，防止外来水进入基坑。距基坑2.5米布设管井，降低地下水位。沉井施工过程中，挖出的土方应及时外运至指定弃土场，以免对沉井下沉及周边环境造成影响。为保证制作沉井的地基具有足够的承载力，基坑底部若为松软的土质，必须予以清除，以砂或砂土回填、整平、夯实，防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降，造成井壁开裂。基坑开挖用反铲挖土机进行，并辅助人工整平。5.4沉井计算5.4.1沉井刃脚垫层（1）按设计要求采用C15砼浇筑，厚度为0.3m，宽度为2m。（2）沉井模板计算取第一次施工高度7.0m，墙厚0.8m，浇筑速度V=2.0m/h，混凝土重力γc=25KN/m3,浇筑温度T=30℃，模板后竖楞采用50*100木方，间距250mm,横楞采用2Φ48*3.0钢管，间距500mm。采用内部振捣器时，新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力，可按下二式计算，并取二式中的最小值:F=0.22γct0β1β2V0.5（式3-1）F=γcH（式3-2）式中F——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）； γc——混凝土的重力密度（KN/m3），取γc=25kN/m3； t0——新浇筑混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。当缺乏试验资料时，可采用t=200/（T+15）计算； T——混凝土的温度（℃）； V——混凝土的浇灌速度（m/h）； β1——外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2； β2——混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85；50~90mm时，取1.0；110~150mm时，取1.15。混凝土侧压力的计算分布图如下图所示，有效压头高度h（m）按下式计算：h=F/γc根据上述公式算出的混凝土最大侧压力标准值列于下表4.2-1。混凝土侧压力计算分布图图中：H为混凝土浇灌高度新浇筑混凝土对模板侧面的最大压力计算表表4.2-1注：1.根据式3-1计算，普通混凝土坍落度为5~9cm，未掺外加剂； 2.带*的数值实际应按90kN/m2的限值采用。荷载计算：F=0.22γct0β1β2V½=(0.22*25*200/(30+15))*1*1*2½=34.57kN/m2F=γcH=25*5.4=135.00kN/m2有效压头h=34.57/25=1.38m取二者中较小值F=34.57kN/m2作为对模板侧压力标准值，并考虑倾倒产生的水平荷载标注值4kN/m2，分别取荷载分项系数1.2和1.4，则作用于模板的总荷载设计值为：q=34.57*1.2+4*1.4=47.08kN/㎡当墙侧采用木模板时，支承在内楞上，一般按三跨连续梁计算，按强度和刚度要求，容许跨度（间距）按下式计算：按强度要求（式4-3）按刚度要求（式4-4）式中M——墙侧模板计算最大弯矩（N·mm） ql——作用在侧模板上的侧压力（N/mm）；l——侧板计算跨度（mm）；b——侧板宽度（mm），取1000mm；h——侧板厚度（mm）；fm——木材抗弯强度设计值，取13N/mm2；ω——侧板的挠度（mm）；[ω]——侧板容许挠度，取l/400；E——弹性模量，木材取9.5×103N/mm2；钢材取2.1×105N/mm2；I——侧板截面惯性矩（mm4），I=bh3/12按刚度要求，采用标准荷载，同时不考虑倾倒混凝土荷载ql=1.2*34.57*1=41.18kN/m=41.18N/mm按强度要求由式7-3计算：需要内楞间距l:l=147.1*15*（1/34.57）½=321.57mm按刚度要求由式7-4计算：需要内楞间距l:l=66.7*15*(1/34.57）⅓=227.07mm取二者中较小值l=277.07mm>250mm，满足要求。墙侧模板计算最大弯矩M:M=41.18*321.572/10=318466.81N·mm[M]=[fm]bh2/6=13*1000*152/6=487500.00N·mmM<[M],弯矩满足要求。侧板挠度ω=34.57*145.814/（150*9.5*103*1000*153/12） =0.61mm[ω]=l/400=0.69mmω<[ω],挠度满足要求。（3）钢筋绑扎及模板支拆在钢筋绑扎前，搭设好施工用脚手架（兼作砼浇筑工作平台），且施工脚手架不得与模板支架相连接。钢筋绑扎与摸板支立应交错进行，刃脚斜面砖砌粉饰——绑扎刃脚钢筋——临时支立墙身内侧模板——支立外侧模板——模板整体加固。模板采用普通钢模和异形模板拼成大模板，主要对穿螺杆拉撑固定，辅以钢管支撑，安拆用吊车进行。第一节沉井顶面下沉至距沉井外侧地面高度1.0m为位置，应暂停下沉。开始绑扎第二节沉井钢筋、支设模板，模板底面应至少高出地面0.5m（第三节沉井施工也应满足此要求）。筋绑扎和搭接应按规范严格执行，并参照设计说明和图纸施工，尤其注意各种预埋件、预留钢筋的位置、数量及规格。（4）混凝土浇筑混凝土浇筑采用商品混凝土。坍落度控制在120mm，由汽车吊吊至内脚手平台，人工入模。混凝土入模应注意对称布料并及时振捣，使上下砼结合成一体。入模振捣用插入式振捣棒进行，为确保振捣质量，在模板一侧开一定数量的振捣窗，便于振捣棒入模振捣，浇筑完窗下部分混凝土后，立即封闭。符合洞口密封图工作井按设计要求采用分次制作、分次下沉的方法施工。第一次混凝土浇筑完成后，待混凝土强度达到设计强度后，拆除刃脚砌体及C15砼垫层，开始下沉。第一次下沉、第二次下沉应在高出地面1.0m处暂停下沉。开始浇筑第二节混凝土，施工缝应凿毛，并用水冲，再铺一层20mm砼配比的水泥砂浆，然后浇筑。浇筑混凝土时，应有专门的指挥人员，保证连续、对称作业。混凝土浇筑后应及时加强养护，加盖草包及湿水润湿，并确保带模养护时间。（5）井壁预留孔洞处理为避免下沉时泥土和地下水涌入沉井内，下沉前井壁预留洞口采用在混凝土浇筑时预埋长0.5米螺杆，外露8cm，沿预留洞口按0.2米间距埋设；其次将事先加工好厚1cm预先打好对应螺栓孔的钢板穿入对应螺杆，最后在螺杆上穿入钢圈，按设计要求施宁螺母。沉井施工完成后，顶管开始顶进前，松开螺母，在钢圈、钢板上分别焊接吊环用人工配合，拆除钢圈、钢板，开始顶进施工。预留洞口封堵如下图。5.4.2沉井下沉计算沉井上部无建筑，考虑依靠自重下沉。根据使用要求，沉井平面为矩形，内净长L1=9m，净宽L2=9m，结构高度H=16.5m，地下水位埋深1m，采用分次制作，分次下沉。场地各岩土层结构特征表 土层层号 土层名称 层厚（m） 颜色 湿度 单位摩阻力fk（Kpa） 土层描述 ① 粉土 1.8~6.2m 浅黄色 稍湿 15 稍密、土质均匀，局部含少量砂砾，其中0~0.7m为种植土，含少量植物根系，岩芯呈柱状 ② 细砂 1.0~2.1m 褐灰色 稍湿 15 稍密，主要成分以长石，石英，云母，级配良好，砂质均匀，岩芯呈散状。 ③ 卵石 0.3~6.1m 褐灰色 饱和 20 中密，呈浑圆状，一般粒径20~60mm，最大100mm，约占60%，泥砂质充填，母岩成份以石英石、砂岩为主，岩芯呈散状。 ④ 粉质黏土 6.7~14.2m 褐黄色 饱和 25 硬塑，以粘粒为主，土质均匀，局部含少量铁锰氧化物，刀切面较光滑，岩芯呈柱状。场内浅层地下水为赋存第四系全新统松散层中的孔潜水，埋深一般3.0~7.5m，水量较大，水位变化小，主要受大气降水及泾河河水补给。下沉验算及刃脚假设刃脚、第二节壁厚g1=100cm，第一节井壁厚g2=80cm，外长L11=L1+2g1=9+2*1.0=11.0m，外宽L21=L2+2g1=9+2*1.0=11.0m；刃脚踏面宽度a=20cm,b=g-a=80-20=60cm,刃脚斜面高度hl=50cm,底板厚度B2=70cm。井壁钢筋混凝土重度按γc=25KN/m3计算。计算跨度L10=L1+g1=9+1.0=10.0m，L20=L2+g1=9+1.0=10.0m。沉井采用三次制作，三次下沉，刃脚的制作高度为5.4m，第一节与第二节分别为5.5m、5.6m。地勘报告显示地下水位位于原地面以下5至6米，故验算过程中地下水埋深按5m计。根据桥头钻孔，沉井深度范围内各土层厚度依次为：3.2m、1.9m、2.7m与13.8m。剖面图平面图1）井壁重计算V井壁=（9+1）*4*1.0*5.4+（9.4+0.8）*4*0.8*（16.5-0.4）+0.4*0.4*2*16.5 =583.58m3Gk=V井壁×γc=583.58×25=14589.60KN2）摩阻力计算多层图的加权平均单位摩阻力：带入相应数值，计算得fk=20.84KPa沉井外壁为直壁，井壁侧摩阻力分布如下图所示；井壁总摩阻力为：Ffk=[fk*5/2+fk*(H-5)](L11+L21)*2=12836.65KN3）下沉系数计算由于沉井采用排水施工下沉，浮力：Ffw，k=0下沉系数：kst=（GK-Ffw,k）/Ffk=14589.60/12836.65=1.16＞1.05满足下沉要求。4）下沉稳定验算由于下沉系数较小，且无软弱土层，故无需进行下沉稳定验算。（2）使用阶段沉井抗浮验算1）使用阶段沉井自重计算G=Gk+L1*L2*hl*γc=16855.90KN2）使用阶段浮力计算Ff=V井，水×γs=18755.00KN3）抗浮系数计算Kf=（G+Ffk）/Ff=（16855.90+12836.65）/18755.00=1.58＞1.15，满足抗浮要求。（3）刃脚按设计要求，工作井、接收井刃脚高度均为0.7米。5.5沉井下沉本工程中沉井是整个工程的基础，故下沉控制非常重要，一旦发生倾斜就会给后续工序带来困难，故需精心施工，均匀下沉。每次沉井下沉前均要按规范进行沉井下沉计算，需满足下沉系数K＞1.05。每次下沉前都要注意有关下沉的技术数据，如井壁实际阻力等，供每次下沉系数计算时考虑。1）初沉阶段沉井浇筑后，开始首次下沉。沉井下沉必须由专人指挥。初沉采用人工配合机械下沉。初沉是沉井下沉最关键的工序。此时四壁无约束无摩擦力，全部重量靠垫层承担，下沉系数很大。沉井重心又高，开挖若不均匀，就可能倾斜位移，刃脚下的垫层要分层均匀开挖，每层厚度15cm，在刃脚沿线全面进行。沉井入土后，挖土应分层、均匀、对称的进行，分层厚以15cm左右一层为宜。2）平稳阶段沉井均匀对称下沉，井内土面高差一般应控制在0.5m以内，为防止突沉，靠近刃脚处尽可能不掏土，发现沉井倾斜，应及时纠偏，如出现突沉，应分析原因，及时采取措施。3）受控阶段终沉在下沉至设计标高2m时进行。沉井终沉采用长臂钩机挖土，汽车运土。沉井下沉过程中，在做好观测、分析刃脚压力变化、分析挖土深度与沉井下沉量的关系的基础上，确定合理的开挖深度，让沉井缓缓“穿刺”下沉，防止因开挖过深形成突沉，特别是沉井最终接近设计标高时，尽量控制好井底开挖量。（5）沉井封底当沉井沉到设计标高，一般经2～3天，下沉稳定，在8h内累计不大于10mm时，即可进行沉井封底。本工程采用排水封底方案，对封底质量要求严格，不允许出现渗漏。分两步进行，第一步进行土形整理，使之呈锅底形，自刃脚向中心挖放射形排水沟，填以石子做成滤水暗沟。在中部设4口集水井,另外备用积水井2口，井深1～2m，插入直径0.6～0.8m周围有孔的钢管，采用土工布包裹，并在四周填以卵石，使井中的水都汇集到集水井中，然后用潜水泵抽出，以确保地下水位保持低于井底面50cm。刃脚混凝土凿毛、洗刷干净，然后在井底对称均匀浇筑混凝土底板，在四角的某一角留0.4*0.4米的积水坑用于排除井底积水。混凝土养护14d，在封底的集水井中应不间断地抽水，待底板混凝土达到70%设计强度后，进行第二步，对集水井逐个停止抽水,逐个进行封堵。方法是在抽除井筒水后，立即向滤水井中灌入C50早强干硬性混凝土捣实，再在上面浇筑一层混凝土，使之与底板平。封底时因上部结构尚未施工，设备管道未安装，应观测沉井的稳定性。（6）沉井外壁空隙处理沉井下沉结束后，应及时采用注入水泥砂浆的方式对沉井外壁空隙进行填充处理，以确保沉井及沉井周边土体稳定。注浆时应依据试验确定的注浆压力和注浆量进行控制，并严控注浆范围。5.6沉井测量、质量控制及注意事项（1）沉井下沉测量要求1）在凿除砖砌斜面和砼垫层前，必须在井顶及井壁上画出沉井的纵横中线，中线用于沉井垂直度与位移的监测。2）凿除斜面底模和砼垫层时，要加强垂直度，下沉量测量，发现倾斜立即纠正。3）沉井初沉时，每班至少作两次监测，（中线位移、垂直度、下沉量），每开挖一层土均应作一次下沉量、垂直度测量。4）挖土下沉时，视下沉速度，每班测l-2次，发现异常现象，应加密监测次数并采取相应技术措施进行纠偏。5）在纠偏过程中要增加监测次数。6）沉井接近设计标高时，应放慢下沉速度，沉井沉至距设计标高100mm时停止挖土下沉，并加强监测直至稳定。（2）下沉注意事项1）沉井下沉时，井内除土应先从中间开始，均匀、对称地逐步向刃脚处分层取土，使沉井均匀下沉，防止偏斜，特别是下沉初期，沉井入土较浅，土层对沉井的平衡稳定作用差，容易产生偏斜，尤应注意。在挖土下沉过程中，不应偏除土，避免沉井发生偏斜。2）下沉中随时掌握土层变化情况，分析和检验土壤阻力与沉井重量的关系，控制其除土部位及除土量，使沉井平衡地下沉。3）下沉过程中，应做好标高、下沉量、倾斜和位移的测量工作、随时注意纠正沉井的偏斜。4)当第一次沉井接近预定标高时，应调平沉井，准备接高。此时应特别注意除土部位及深度，防止沉井下沉量过大或产生较大偏斜，增加接高工作的困难。5）沉井下沉至设计标高以上2m前，控制井内除土量，注意调平沉井，防止因除土量过大及除土不均，而使沉井突然大量下沉并产生较大的偏斜，增加准确下沉至设计标高的困难。6）在工作井沉井开始下沉前，在其周围构筑物及地面设置一定数量的沉降、位移观察点，随时观测沉井周围地面的塌陷、开裂情况和构筑物沉陷、位移的情况，以便迅速采取措施，确保附近设施的安全。沉井下沉开挖方法示意图:I1Ⅱ11000~1500400~5002Ⅳ1Ⅲ11214321说明：1——沉井刃脚2——边壁留置土堤1、2、3、4——削坡次序（3）施工偏差的处理由于工作井和接收井是本顶管工程的基础，因此在沉井施工过程中一定要加强控制，确保沉井准确下沉到位，并且要制定尽可能详细的处理措施，为施工过程中可能出现的问题做好准备工作。1)倾斜处理沉井下沉过程中倾斜率要控制在1/150～1/200，超过1/200时就要进行纠偏，纠偏方法是在倾斜的相反一侧刃脚偏除土，在井壁外侧射水冲刷，井顶施加水平力予以纠偏。2)水平位移处理纠正位移时，可先有意偏除土使沉井向偏位的方向倾斜，然后沿倾斜的方向下沉，直至沉井底面中心与设计中心位置相合或接近时，再将倾斜纠正或纠至向相反方向倾斜一些，最后调整至使倾斜和位移都在容许偏差范围内为止。3)沉井位置扭转的纠正在两对角偏除土，在另两对角偏填土，借助于刃脚下不相等的土压形成的扭矩使沉井在下沉过程中逐渐纠正其位置。（4）沉井下沉中特殊情况的处理1)沉井突沉的处理为了确保施工顺利进行，防止由于挖土过快或地质骤变等使下沉失控，产生突沉，在施工前一定要对施工地点进行实地考察，详细了解土质情况，做到心中有数。在下沉过程中如遇到突沉采取如下处理措施：①沉井下沉速度过快时，首先要放慢挖土速度，始终保持刃脚以上有较厚的土，使井壁内侧亦承受一定的摩阻力，刃脚下土的阻力和井壁内、外侧摩阻力之和与沉井自重处于极限平衡状态，沉井徐徐“穿刺”下沉。②采用井壁外回填，以增强井壁外摩阻力。2)超沉的处理①在刃脚处回填土，垫加石块，增加阻力。②向井内灌水，增加沉井所受的浮力。3)遇障碍物的处理沉井下沉发现障碍物，应立即停止下沉，根据障碍物的性质、大小、位置等情况决定处理办法。刃脚下如遇较小的孤石，可将四周土掏空后取出；较大孤石，可用风动工具破成小块后取出。（5）质量要求沉井施工质量按国家相关标准确保合格，质量控制标准如表所示：质量控制标准表 沉井制作质量 项目 允许偏差 长度 ±0.5%且≤100mm 宽度 ±0.5%且≤100mm 对角线差 对角线长1% 井壁厚度 ±15mm 井壁垂直度 1% 预埋件、预留孔位移 ±20mm 下沉后质量 刃脚平均标高 100mm 水平位移 ＜下沉总深度的1% 任意两角高差 ＜两角水平距离1%且＜300mm6.顶管施工本工程采用d2800mm钢筋混凝土III级钢承口管，最小顶进距离为49m,最大顶进距离为100m。采用机械顶管的施工方式，钢筋混凝土管道的混凝土强度等级不得低于C50，抗渗等级不应低于S8。6.1顶管机的选择根据地勘报告可知，本地区土质多为粉土及粉质粘土，且地下水丰实。根据《给水排水工程顶管技术规程》（CECS:246）中表12.3.1及第92页对于顶管机的适用场合描述，并结合以往施工经验，采用泥水平衡法顶管施工比较适合。如下图：图5.1-1本掘进机的优点是：（1）适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化范围很大的条件下，都适用。（2）可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小，因而由顶管引起的地面沉降较小。（3）与其他类型的顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其在粘土层这种表现得更为突出，所以特别适用于长距离顶管。（4）工作坑内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道，输送弃土，不存在吊土，搬运等危险的作业。（5）泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。（6）可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内。（7）使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。（8）泥水分离装置是一种密封性好，操作灵活的分离系统，且能节省安装空间。此机型在现今使用较广，技术成熟、可靠，对土层扰动少的特点。偏心破碎泥水平衡顶管掘进机是根据含水量较高的淤泥土而专门设计的。因此特别适应本工地基顶管的施工。6.2施工工艺流程施工工艺流程如下图所示：6.3平面布置及井内布置顶管机出洞顶管设备就位机头刀盘运转顶管机进洞送排泥泵开启顶进出土泥水分离主顶推进到位回缩主顶拆除管内管线管节安装安装管内管线弃土出运顶管机转场进洞密封器安装出洞密封器安装放样、复核井施工顶管井回填顶管井施工（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6.4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=п/4×D×P式中D—管外径；P—控制土压力；P=Ko·γ·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13mγ—土的重量，取19kN/m3F2=πD·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=F1+F2=3.14/4×3.31×135.85+3.14×3.31×4×100=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：)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γ－土的容重（KN/M3)γ=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φ取280）Kp=tg2(450+φ/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:)=2×5×(19×52×2.77/2+18×6×5×2.77)=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机和注浆泵，空压机、通风设备等工作井施工完成后应及时安装。4)起重设备安装后经验收合格后，方可投入使用，并在正式作业前必须进行试吊，确认安全后方可起吊；起重设备操作人员必须持证上岗，并严格遵守相关安全操作规程。6.4.4顶管机的安装和调试顶管机安装前需进行一次安装调试，油管安装前应进行清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统要保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无渗漏。顶管机的尺寸和结构要符合实际工程要求，在吊装前做好详细的检查。在吊装顶管机进、出工作井时必须保持平稳、缓慢，避免任何冲击和碰撞。顶管掘进机安放在导轨上后，应测量前后端中心方向偏差和相对高差，并作好记录，顶管掘进机的接触面必须相互吻合。顶管掘进机下坑后，刀盘应距洞口封门1米左右，放置平稳后重测导轨标高，误差不超过5mm。6.5顶进施工6.5.1初始顶进拆除预留洞口结构物，开始初始顶进（顶进10米范围）。在顶管施工中，初始顶进是一个至关重要的阶段，它的成败将决定整个顶管过程的成败。洞口土体加固及初始顶进：本工程采用高压旋喷桩对工作井预留洞口外土体进行加固，为防止洞口土体出现塌方、涌水、流沙现象，顶进前必须确认洞口土体加固效果，满足施工要求后，拆除洞口临时加固设施，低速掘进，并检查盾构系统是否正常，根据现场实际情况确定盾构掘进参数及泥浆压力。初始顶进前应勤测盾构机与顶管管线的关系，严格控制盾构掘进方向，掌握盾构掘进特性