顶管工程施工组织设计

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闽泰大道改造工程 顶管施工组织设计

中需振捣密实,垫层表面应保持平整,平整度误差控制在±10mm以内。

4顶管隧道施工影响区域内地面、堤坝、道路等沉降监测及处理措施。 4.1沉降监测

本工程对顶管轴线沿线穿越附近建筑物、堤坝、道路和地面进行沉降、隆起监测。以仪器监测数据为主,目测为辅,观测人员为专业人员,仪器固定,所有数据及时绘成图表。观测数据变化大时,观测次数增多,有危险征兆时,连续监测。当发现监测指标超过预警值时,及时向建设方和设计院汇报,采取相应措施,将变形控制在允许范围内。

监测工作由专业人员实施,监测人员分析每次的监测数据及累计数据变化规律,每日监测频率按实际盾构推进情况以及建筑物沉降量定。

4.2顶管位于不同土层中控制不均匀沉降的处理措施 ? 产生沉降的原因

1)超量出泥:掘进机开挖面的坍方造成超量出泥,以至覆盖层土体松动,地面沉降。

2)地层损失:掘进机开挖时开挖面土体向掘进机移动、坍落,应力降低,土体松动。如果土体松动范围超出了掘进机,掘进机和后续管周围的土层也被松动,也就造成了地层损失。

3)纠偏:机头纠偏后,刃脚后部形成一个间隙,管道顶进时周围土体便会坍入间隙造成地面沉降。

4)触变泥浆:触变泥浆在管外成槽,槽内的触变泥浆随着时间的推移产生泥水分离,造成地面沉降。

5)覆盖层较薄:覆盖层薄,管顶沉降集中,绝对值大,沉降明显。另外由于覆盖层薄,掘进机顶进时土体上拱,掘进机通过后地面沉降。

? 减少地面沉降的措施

1)根据不同土质合理选择掘进机。 2)加强管理,严格避免认为的超量出泥。 3)尽量避免大角度纠偏。 4)增加管顶覆盖层的厚度。

5)减少触变泥浆套的厚度,如有必要,顶管后期用迟凝泥浆置换触变泥浆。 5沉井时出现不良地质(富水层、流沙、地质变化等)防止水措施。

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当出现不良地质情况,为防止发生流沙现象,稳定土层,可采取改变水头梯度的大小或方向的措施。

5.1减小水头梯度,改变临界水头梯度大于地基土的浮重度与水的重度的比值,从而稳定土层。具体做法是,沉井排水下沉时,如发生流沙现象应向井内灌水,达到减小水头梯度的目的,破坏产生流沙现象的条件。在粉、细沙土层中下沉沉井时,为避免产生管涌现象和流沙大量流入井内,应尽量避免采用从井内明排水施工,可改用潜水员配合的不排水下沉。

5.2改变水头梯度的方向使土层稳定。当动水压力向上,堆土就产生浮托力,使土颗粒处于悬浮状态,土就容易失去稳定,在井内抽水时砂就会随水流入井内;如设法创造条件使地下水位下降,土颗粒就不再处于悬浮状态,可防止产生流沙现象。根据目前的经验可采用喷射井点,降水深度可达20m左右。如采用深井和深井泵降水,还可争取达到更大的降水深度。

6不排水沉井封底措施 6.1封底前的准备工作

导管上部应用2~3节长度为1m左右短管组成,导管提升后便于拆卸,其余部分导管为减少接头漏水现象,可用长导管组成,其最下部一节底端不应带有法兰盘,以免破坏水下砼和管端部的防水效果,导管内壁表面应力求光滑,误差应小于±2mm,导管应有足够抗拉强度,能承受导管自重和盛满砼后的总重量,拼接后试验拉力不小于上述总量2倍。

6.2清基

沉井在下沉距设计标高2m时,结合封底要求控制基底土塞高度,确保砼封底厚度,并用空气吸泥机清除井内锅底浮泥,并将井墙与封底砼接触处冲洗干净。由潜水员配合测量出土面高度,绘制出土面高程图,进行针对性清基。 6.3抛石和找平

根据土面高程图,先抛一层块石,再抛碎石由潜水员配合找平,达到设计要求封底标高。 6.4设备准备

导管采用Φ250特制加厚的无缝钢管,丝口连接,保证有足够的强度和刚度。导管安装前逐根进行压水试验,在0.6MPa的压力下不漏水的方可使用,导管安装时每个接口内放置两根密封圈,确保不漏水。

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6.5沉井封底施工方法

封底用C20素混凝土。施工时,导管底距井底土面30~40cm,在导管顶部布置3m3

左右的漏斗,以确保浇筑时的下料需要。在漏斗的颈部安放球塞,并用绳索或粗铁丝系牢。球塞安放时球塞中心应在水面以上,在球塞上部先铺一层稠水泥砂浆,使球塞润滑后,再浇砼。漏斗先盛满坍落度较大的砼,然后将球塞慢慢下放一段距离。浇筑时割断绳索或粗铁丝,同时迅速不断向漏斗内灌入混凝土,此时导管内和球塞,空气和水受混凝土重力挤压由管底排出,砼在管底周围堆成圆锥状,将导管下端埋入砼内。

为了达到要求的砼扩散半径,砼坍落度一般为20~22cm,在开始浇筑时,为了保证导管底部立即被砼堆包围埋住,坍落度可适当减小。在水下砼浇筑过程中,导管的提升也是一个关键问题,做到慢提快落,并严防将导管拔出混凝土外的事故发生,导管插入砼内深度一般控制在1m以上为宜,当漏斗已达到最大高度不能再提升时,可拆卸上部的短管,以缩短导管的长度。为此,当导管内的砼下降到预备拆卸的管节下口时,应迅速降低导管,使砼停止从导管内流出,然后进行拆除工作。拆除短管的时间应控制在20~30分钟。

在浇筑工作快要结束时,可采用流动性较大的砼,但不应改变水灰比,并适当增加导管埋在砼内的深度。砼表面标高已达到设计标高,并多浇筑10~20cm,然后将导管从砼内拔出,并冲洗干净。

在水下砼浇筑过程中,应经常不断测量水下砼面的上升情况,以及扩散半径和施工进度,并根据测量资料控制导管的埋入深度。 6.6底板施工

采用水下混凝土封底,当封底砼达到强度后进行抽水。然后进行钢筋砼底板施工,施工时遵循平衡、对称的原则。施工前必须对接触面进行凿毛并冲洗干净后才能进行绑扎钢筋及浇筑后。如抽水后,仍有渗漏现象,先进行修补或设置反滤层,然后再浇筑钢筋混凝土底板。

7进出洞口时的防水、防泥沙的技术措施 7.1出洞措施

本工程管道埋深较深,一次顶进距离较长,洞口密封必须可靠。否则地下水和泥砂就会流到工作井内,造成洞口上方地表塌陷,殃及周围建筑物的安全。洞口密封不好还会造成触变泥浆流失,影响泥浆套的形成,进而影响顶管的质量和速度。

顶进前所有顶进设备及顶管掘进机必须全部安装就位,设备需试运转,在穿墙通过

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衬墙上的预埋管安装两套止水系统装置,确保顶进时和顶进完成后洞口密封可靠。出洞口密封示意图如下所示:

出洞口止水措施橡胶止水圈钢环支座橡胶止水圈

7.2进洞措施

顶管接收井进洞措施:在顶管掘进机接近洞口10m~20m时,作一次全面地轴线及高程复核,在确认无误后,在接收井内做好接收的一切准备工作,包括接收平台的搭设,工具头顶进到井壁时停止压浆,拆除接收井的封门,顶管掘进机穿进井墙后开始上接收架,马上采取临时止水措施,用止水的材料进行封堵,并继续顶进,待完全上架后按设计对进洞管段采取永久性止水封堵措施。

8管道顶进时的方向控制措施,发生地质变化时(如出现碎石、卵石、岩石硬度增加、局部破碎带等)的技术处理措施。

要控制好管道顶进时的方向,关键是做好顶进方向的测量和纠偏工作。 8.1顶进测量措施

管道顶进测量采用高精度激光经纬仪进行测量,测量平台设在顶管后座处。测量光靶安装在掘进机尾部,测量时激光经纬仪直接测量机头尾部的测量光靶,并根据机头内的倾斜仪计算机头实际状态。 8.2顶进时的纠偏措施

1)勤测勤纠:顶管司机根据激光经纬仪测量光靶数据、机头轴线及标高偏差情况,及时进行掘进机纠偏。

2)小角度纠偏:每次纠偏角度要小,纠偏角度变化值一般的都不大于0.5°,当累计纠偏角度过大时应与值班工程师联系,决定纠偏措施。

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预埋钢套环内径)

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