沉井顶管施工方案

沉 井 顶 管 施 工 方 案

编制：

审核： 审批：

浙江振进市政建设有限公司

启元路二期、梅兰路、如意路工程项目部

二00四年四月

一、如意路葛家塘过河倒虹管采用顶管法施工，顶管工作井采用沉井法施工。

二、沉井施工 1、沉井施工工艺

测量放样 基坑 开挖 铺 垫 安装支撑 立内模 安扎钢筋 立外模 灌注沉井砼及养生 抽 垫 下 沉 基底清理 封 底 隔墙及顶板浇注 2、基坑开挖

基坑开挖在沉井刃角施工完成后即可。为了避免在灌注砼过程中和凿除垫层时，发生不均匀沉降，按设计要求先机械开挖场地表层的回填土，至地面标高-1.0米。沉井的外围线按测量放样1：1放坡，每边并设工作面50CM左右。

3、铺垫：本次沉井工作井内径尺寸为7M，壁厚为650MM；接受井内径尺寸为3.5M，壁厚为450-600MM所以本身结构自重较大，为了能使沉井在制作好后将自重均匀扩散到地基上，计划考虑在沉井的刃角上做一条形基础，垫层用级配砂砾石填夯，厚度为30CM，宽度为1500MM，上铺30CM*16CM*150CM枕木，枕木间距为30CM，枕木之间的孔隙用砂石填平，表面抹一层3CM水泥砂浆找平，铺垫时，垫木面要严格抄平，误差不得大于3CM。黄砂垫层及枕木的布置须经验算。

(1)黄砂垫层计算：

δ=N/（b+2H）×L+V砂×H<[δ]

=180×2.5×103/2.1×22.9+1.6×103×0.3 =98Kpa<[δ]=120Kpa<[P] [δ]为土基允许承载力。 （1）承垫木根数验算： n=G1/Pa ×P=G1/n×A

=450×103/1.5×0.3×22.9×4=109Kpa<[P]=150Kpa [P]为砂石垫层的允许承载力。 （2）承载木的挤压验算

R压=G/A=450×103/0.35×0.3×22.9×4 =468KN/m2<[R]=2940 KN/m2 [R]为木材横放抗压强度。 （3）承垫木的受剪验算

T=G/A=450×103/0.3×0.16×22.9×4 =1023KN/m2<[T]=1960 KN/m2 [T]为木材的横载面受剪强度。

4、立模。本次沉井的井壁计划采用组合钢模为主，铺以木模拼缝。模板安装前，先设计好定型尺寸，确保结构和构件各部位形状、尺寸、位置、标高、预埋洞的正确。立模时，先立内模。扎筋后再立外模。模板必须直接支撑在承垫木上，以防不均匀沉降，拼装前钢模应均匀涂刷脱模剂，井内的钢管井字架适当加几道斜撑，模板拼缝间如有较大空隙，则用海绵填塞，以确保不漏浆。模板安

装采用内外拉方法，立模前先搭设好内模架子，待立模完成后，内外均用φ48MM钢管作横向和竖向的围檀。内外模间用φ14的对拉螺杆加固，螺杆间水平方向为@75CM，竖向为@ 90CM。固定模板钢管不可与脚手架连接，以免井壁沉降拉动模板，引起变形。 5、钢筋的制作安装

钢筋的施工人员在垫层铺设完成，立好内模后，即可进行钢筋的绑扎。钢筋安装绑扎时，应严格控制各种钢筋的搭接长度和锚固长度，焊接接头应留有足够的焊接规定长度。井体钢筋绑扎时，井壁竖向钢筋一次成型绑扎。为了确保钢筋位置正确，垂直钢筋间距的支架水平钢管上先派好位置，立模前钢筋外侧吊砼垫块，确保钢筋的保护厚度。同时钢筋须采用接长时，优先采用焊接，但φ10以下可以做成绑扎接头。钢筋接头位置必须按规范要求错开，同一截面的搭接数量不能超过允许数量。同时在安装井壁钢筋时，要预埋好隔墙及底板的钢筋，确保砼浇注整体性。

6、沉井砼浇注

沉井的井体分一次浇筑完。为了确保井体砼的质量，本次沉井砼计划采用泵送砼。在浇筑砼前，应对模板位置标高，断面尺寸及模板的稳定性，接缝位置进行检查，对于预埋铁件进行复核。对钢筋的规格、数量、几何尺寸、搭接长度进行验收，发现问题及时纠正。本次砼采用泵送砼浇筑，要严格按分层进行，特别是泵送砼的冲击力对侧面模板影响较大，所以其浇筑进度，在沉井制作前应严格计算，以防凸模影响外观质量。振捣工振捣砼时，要在钢筋骨架

内操作，振动棒用插入式，上下层应按5-10CM搭接，同时要做到快插慢拔，插点均匀，逐点移动，避免漏插，插点一般控制在30CM左右。砼在拌制过程中，须掺入一定的早强剂，以减少砼养护时间。

刃脚部分，振动棒的频率应加强，确保同一个工作面的砼表面平整。特别是在预留洞的底部，是砼浇的薄弱环节，一定要注意不能漏插。为了确保钢筋和模板的位置不移动，震捣时尽可能不碰撞钢筋和模板，震捣以砼表面不产生气泡，砼不明显下沉为宜。本次沉井分次浇筑，每次浇筑后设一道凹形施工缝，并相互贯通。施工缝间设一条BWII型橡胶止水带。为了控制砼在浇筑过程中，沉井的沉降倾斜是否满足要求，在沉井的四周设立沉降观测点，砼浇筑一层进行测量一次，如发现向一侧倾斜过大，则另一侧须加快进度。待沉井砼养护完成后，井壁外侧刷冷底子油一道,热沥青二道。

7、抽除承垫木。抽除垫木是沉井下沉的开始，也是沉井施工较关键的工序之一。拆除承垫木必须待砼达到设计强度后方可进行，抽垫木应分区、依次、对称、间隔、同步地进行，垫木在抽除之前，应按拟定的次序用油漆编号。同一编号垫木同时抽光并随时回填砂土捣实，定位垫木最后抽除。抽垫前应将井内的所有杂物清除干净，检查准备工作就绪后，方能发出信号开始抽垫。抽垫时应按规定统一信号联系，统一指挥。先挖除垫木下的填层，再用撬棍等锤打撬动，并在垫木上钉一扒钉，挂上绳钩，井内外互相配合，连敲带拖，一鼓作气地迅速将垫木抽出。当抽出几组垫木出现空挡后，即应回填砂石，以防沉井的自重超过定位垫木的承压力而导致

垫木被压断，发生沉井偏斜的情况。

8、沉井下沉

根据现场的土质情况及公司对沉井结构的以往施工经验，决定采用排水下沉的方法，沉井内设一台电动离心式水泵，进行不间断排水。井筒准备下沉时，先挖放置水泵进水阀的地方再挖其余的土方，始终保持进水阀处最低，沉井下沉前，预留孔应用足够强度的砖墙进行封堵，在沉井外井壁上划好中心线及水平线，挂好线锤测倾斜度，做好沉降标尺。详细方案如下：A、沉井下沉前的准备工作：①测量标尺

1. 做好沉降标尺。

2. 轴线标志：在沉井纵横轴线四点外壁按同一标高划出5CM 为单位的测量标尺。

3. 四周地面沉降标志。

4. 内壁从井顶到刃脚弹出四条垂线，并挂上垂线测倾斜度。 沉井中采用人工对称均匀挖土，先挖中心，再顺时针或逆时针挖沉井刃脚部的土方，但挖土人员必须注意挖土的厚度每层宜控制在30-50CM，且一切行动听指挥，挖土人员每三、四小时轮换一次，挖土时应先将人工挖出的土吊到井外，然后及时装车外运，井内挖土始终应保持中间稍低于四周，但高差需控制在1M之内，严格深锅挖土，防止突沉造成沉井四周地面沉陷和沉井倾斜的危险。沉井下沉时的指挥者应对井内四周的垂线必须密切注意，一旦发现有倾斜现象马上纠偏，纠偏的措施有：

①冲土超挖纠偏 ②局部衬垫纠偏 ③局部加压法

当沉井系数少于1.25时，允许加载助沉，加载平台应符合重物堆放方便和结构安全等要求，重物堆放重心应与沉井重心一致。

沉井下沉验算：下沉系数计算公式： G≥KTf

Tf=[（H-h）/2+h]f×U G——沉井自重（T）

Tf——沉井沉到设计标高时的摩阻力总和（T） K——下沉系数 H——沉井高度 H——刃脚高度 U——沉井周长（M）

F——土与井壁的摩阻系数（t/M2）取1.5t/M2 KTf=K×[（H-h）/2+h]×f×U

=1.25 [（7.9-1.5）/2+1.5]×1.5×22.9 =205T

G自重为450T，则沉井能顺利下沉，同时本沉井的刃脚端阻力为R=10×0.7×22.9=160.3T，则G≤KTf+R=205+160.3=365.3T

9、沉井封底

沉井下沉至设计标高后，应先清除污泥等杂物，超挖的土方必

须用碎石夹砂填实，不得用土填。底板下0.2米范围用素砼浇筑，封底砼底板与刃脚的接触面必须将表面凿毛，露出石子，待8H沉井自沉累计不大于10MM即可进行封底。本次封底采用钢筋砼封底的方法，在沉井中间设集水井，并在集水井处设一带发兰盘的短管，抽水的进水阀就设在短管内，为了能抽出清水，应在管内填好反滤层。抽水开始后，将水位降到底板下不能上升，此时在此期进行不间断抽水。保持地下水位低于底板300MM。待封底的砼达到设计强度后，再浇筑集水坑砼。如地下水多，则采用井点降水，防止流砂发生。

10、顶板及隔墙砼浇筑

为沉井封底结束后，保养3天后即可立模、扎筋、施工沉井的隔墙及顶板砼，支撑采用满堂脚架，但脚手钢管不得直接支撑在砼基础面上，模板、钢筋砼的施工基本上同沉井施工工艺，在此不再赘述。

11、井筒砌筑

砖砌体应上下错缝，尤其接头处，应合理砌铺，不准直缝。且最底和最高层尖为丁字砌法，砌筑的要求头缝饱满。砌砖的砖需保持一定的湿润，尤其是干旱和高温天气更应注意砖的表面湿度，太干的砖砌筑后迅速吸掉砂浆中水分，将大大降低砂浆凝聚力和强度，但也防止湿砖不得砌筑，过分湿的砖使砂浆不宜粘结，致使无法产生连接性，也对砌体不利。

12、抹灰

后期装饰阶段，要在顶管工程完成后，方可井内墙粉刷，用1：2水泥砂浆抹面，抹面厚20厘米；粉刷前先做灰饼，然后再粉刷，粉刷要求平直、色泽一致，边缘整齐。

三、顶管施工：

顶管管径ф800，为钢砼管；施工工序：测量放样→埋设导轨→搭后座、平台→机头就位→凿预留封头→机头进洞→下管→顶进→纠偏→凿接收井封头→机头出洞→拆除导轨、顶管设备→管道内接口

首先在工作坑内，按照设计管线的位置和坡度，在工作坑底修筑基础，基础上设施工导轨，导管安装的准确与否直接影响顶管的的质量，因此导轨选用重型钢轨，无变形、扭曲等现象。导轨安装前，先计算确定导轨，再根据管道中心线及轨距安放导轨，两根导轨应平行、等高，坡度与管道坡度一致，导轨顶面标高就是设计管内口底标高。导轨定位后，应和事先预埋在底板内的竖直钢筋进行焊接，并在两侧浇筑砼予以固定，或者在两根导轨外侧点焊钢管支撑至井壁，内侧加焊固定钢筋。

顶管设备安装包括桁架搭设、工作平台搭设、后座安装、千斤顶、油泵、注浆机的就位，出土输送机等内容。

桁架选用型钢骨架，顶部主梁为工字钢，安装10T电动葫芦，用于下管、起吊顶铁等操作，桁架外侧盖上防雨油布，便于雨天施工，

工作平台选用三寸板，横架在工作坑顶墙面上，板与板之间用爬钉连接固定，平台上安放油泵等设备。顶管反向洞口事先应用砼或枕木垫平，再安放后座钢板，后座钢板竖立后，用手拉葫芦固定在预留

筋或桁架底座上，防止倾覆。

管道顶进：顶进前，在管前端开挖坑道，然后用千斤顶将管子顶入。顶进初期应缓慢进行，待各部位接触良好，才能按正常速度顶进。顶进一般以50CM为一次，正常状况下，测量间隔不应超过1M，若在纠偏时，应每顶必侧。顶管过程中，应连续作业，直至顶通为止。每个当班施工员应认真负责，做好顶管台帐记录，准确、真实地反映顶管的偏差情况，还应做到顶管五勤原则：“勤挖、勤顶、勤侧、勤纠、勤压浆”，以提高顶管的质量。

四、安全文明保证措施

1、安全生产目标是：消灭死亡事故，杜绝重大伤亡、机械行车火灾等事故，轻伤负伤率控制在0.12%以内。

2、安全责任制

为确保工程安全、如期进行，特针对本工程的特点，特制定如下安全责任制：

（1）每到工序或每个作业面施工前，项目经理、作业段施工负责人及安全员除向施工人员进行常规的施工安全操作进行交底外，还应根据施工内容进行针对性的安全操作交底，并同时做好书面记录。 （2）本工程的特点是施工机械设备多，因此操作人员和电工都必须经过专门培训，考试合格并取得主管部门颁发的特殊工种操作证方可上岗操作。

（3）所有电力设备的金属外壳做到具备良好的接地或接零保护，

所有的临时电源和移动电具要设置有效的漏电保护装置。安全员及电

工应经常对现场的电气线路、设备进行安全检查，对电气绝缘、接电零电阻和漏电保护器是否完好应定期测试。

（4）由于顶管、沉井属地下结构，上下扶梯应坚固、稳定，制作

井时，上下通道采用预埋Ø16钢筋在井壁上，并在爬梯周围用Ø6钢筋制成围圈，顶管工作时，扶梯采用拼装钢梯。

（5）在井周围、上下及施工区域内设置安全警示牌，任何进入

施工现场人员必须戴好安全帽。

3、安全教育急检查制度

（1）项目经理部经理和各作业组的负责人在布置、检查、总结

工作的同时，布置、检查和总结安全工作。

（2）对特殊岗位的操作人员要进行定期进行安全教育。 （3）建立安全检查制度，组织定期或不定期的安全检查，发现

问题及时整改。

（4）建立定期的安全教育制度，由项目部专职安全员负责对现

场施工人员进行定期的安全生产教育和安全检查制度的学习。

（5）建立施工班组工前、工后的安全检查制度，由班组长和班

组安全员在工作前，对施工环境、施工工具、施工用电进行检查。 4、安全施工组织体系

为确保工程安全、顺利的进行，实现安全管理目标，因此在本单位工程施工过程中，形成一个以项目经理为主的安全施工体系，在这体系中，无论是参与管理还是负责管理都要贯彻有关安全施工条例，各负其责，形成一个有效的安全保证体系。