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1、污水管道顶管工程主要施工工艺和技术措施一、工作井、接收井施工1、工作井、接收井施工方案本工程顶管工作井、接收井均采用现浇钢筋混凝土结构，沉井法施工。沉井法施工采用不排水下沉的施工方法；工作井顶管出洞口采用旋喷桩加固处理；沉井采用C30P8混凝土；井壁开孔预留并临时封闭。各节沉井下沉时，混凝土强度应大于或等于95%。根据本工程的特点与设计要求，对沉井应采用两节制作、两次下沉的方法。2、工作井、接收井分布情况本工程由于管道较长，故采用分段法施工。由于工期较紧，须合理安排设备、人力等资源，不同施工段平行施工。根据本工程已有的图纸，共有工作井16个、接收井18个。、工作井、接收井、沉井大样图、顶管段检
2、查井大样图、上下井爬梯大样图3、沉井施工（1）沉井制作沉井分为方形和圆形两种，具体尺寸详见施工图。沉井混凝土封底采用C20水下混凝土,底板采用C25，墙体采用30P8混凝土，钢筋HPB300级，fy270N/mm2，钢筋HRB335级，fy300N/mm2；钢筋保护层厚：井壁35mm、底板40mm。采用不排水下沉。沉井制作方法a、制作场地清表开挖 经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。挖土采用单斗挖掘机，并与人工配合操作。场地表面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥b、刃脚垫层施工沉井刃脚铺设标准枕木(160mm*220mm*2500mm)作支承垫架的垫木,在其上支设刃脚及
3、井壁模板,浇筑砼,刃脚垫层采用砂垫层,减少垫架数量,将沉井的重量扩散到更大的面积上,避免制作中发生不均匀沉降,同时易于找平,便于铺设垫木及抽除。砂垫层采用加水分层夯实的办法施工，夯实工具为平板式振捣器。刃脚垫木垫架砂垫层沉井刃脚支设示意图刃脚垫架及砂垫层验算: G A*f 沉井采用垫木尺寸为160mm*220mm*2500mm，地基土的承载力设计值为不小于100kPa（按设计图纸），采用砂垫层承垫，选用中砂，砂垫层的承载力设计值为240kPa，压力扩散角=22.5；n= 式中：n每米铺设垫架（垫木）排（根）数；G第一节沉井单位长度的重力（kN/m）；A每根垫木与地基或砂垫层接触的底面积；f地基
4、或砂垫层的承载力设计值（kPa）取100kPa；沉井单位长度的重力： G= 3.14*（5.9-0.45）*0.45*7.05*24/（3.14*5.45）=76.14kN/m 每根垫木与砂垫层接触的底面积： A= 0.22*2.5=0.55m2 76.14 0.55*180 G A*f砂垫层上每米铺设垫木根数： n = = = 0.76根 间距 1.32m 0.76-2.5 0.828 76.14/100-2.5 2tg22.5 G/f-l 2tg砂垫层的厚度： h = = = 0 根据计算地基承载力已满足要求，采用100厚砂垫层为找平层。式中：l垫木长度（m）；砂垫层压力扩散角(),一般取
5、22.5c、铺设垫木 铺设垫木基本要求：垫木材料应用质量良好的普通枕木及短方木；垫木铺设方向：刃脚的直线段垂直铺设，圆弧段径向铺设；铺垫次序：应先从各定位垫木开始向两边铺设；支撑排架下的垫木应先从各定位垫木开始向两边铺设；铺垫顶平面最大高差应不大于3cm，相邻两垫木最大高差应不大于0.5cm；调整垫木高度：不应在其下垫塞木块、木片、石块等，以免受力不匀；垫木间空隙应填砂捣实，垫木埋入砂垫层面深度应为垫木高度的一半；刃脚下和隔墙下垫木应基本上相等，以免不均匀沉陷使井壁与隔墙连接处砼裂缝。d、立井筒内模和支架测量放样：应准确测量刃脚位置，画出刃脚边线，若是就地下沉的沉井应特别注意井筒中心的位置。沉
6、井模板也可在垫木上放样。模板制作：沉井外侧应尽量平滑，以利下沉。外侧模板（面向砼）的板面应刨光，拼装要平顺，并应具较好的刚性。安装与支撑：由于顶管沉井高度较高，井身混凝土分两节浇捣，内模同样分两节安装。井筒模板采用组合钢模与局部木模互相搭配，以保证内模的密封性。刃脚踏脚部分的内模采用支架结构，宽度与刃脚同宽。井身内模支架采用钢管支撑。钢管支架必须架设稳固，如有必要，可采用对撑支架，增加内模的稳定性。沉井井壁外侧的模板必须顺直立方向装设。其与刃脚相接处凹凸不平的空隙，应妥为填塞以免漏浆。沉井模板立好后，应复核其尺寸、位置、刃脚标高、井壁、垂直程度或斜度的锥度。下节位置若有倾斜时，应禁止向上竖直拼
7、装模板与灌注砼，立第二节以上模板时，不宜直接支撑于地面上，以免沉井因加固自动下沉，造成新灌砼发生裂纹。应采用圆钢拉杆或环箍加劲。模板安装顺序：刃脚斜面及隔墙底面模板井孔模板安扎钢筋 调整各部尺寸全面紧固拉杆、拉箍、支撑等。e、钢筋绑扎钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、鳞锈等清理干净；钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋均应调直；预制构件中的主钢筋均采用对焊、焊接并按照有关规定抽样送检；钢筋接头应互相错开，并严格按照国家标准混凝土结构工程施工及验收规范中的有关规定执行；现场钢筋绑扎时，其交叉点应用铁丝绑扎结实，必要时用电焊焊牢。钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢
8、筋位置固定，保证钢筋设计间距。为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽验收。隐蔽验收合格后，方可进行立外模。f、立外模和支架 钢筋绑扎验收后，应进行架立外模和支架。井壁模板采用定型钢模板，内外模用对拉螺杆固定，对拉螺杆采用16的圆钢，两端设置铁片控制井壁厚度尺寸，圆钢两端头上铰成螺纹，用定制钢螺帽固定，拆模时拆去钢螺帽，割去外露部分，再用同标号防水砂浆二度抹平，确保不渗水。外模支架必须稳、牢、强，保证在浇捣混凝土时，模板不变形，不跑模。详见模板专项方案g、浇捣混凝土模板和支架工序完成后，必须经监理
9、工程师进行验收。验收合格后，方可进行混凝土的浇捣。混凝土浇捣前应严格检查各种预留孔、预留管和预埋件的位置和几何尺寸，严禁漏放和错放。混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，振捣棒插入时应离开钢筋，但应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生。混凝土在捣振时应注意和随时检查模板受力和钢筋受力的情况，防止模板因混凝土振捣的原因而跑模。采用分段浇捣混凝土时，严格按规范要求做好施工缝。施工缝做成凹缝，并在后浇时将连接处的混凝土凿毛，并用水清洗干净，浇捣时先用12%的UEA砂浆座浆，然后轻倒第一层混凝土并振捣密实，以免形成蜂窝，影响沉井的质量。在混凝土浇捣过程中，还应做好混凝土的试块工作，保证质保
10、资料的完善。h、养护及拆模混凝土浇捣完成后应及时养护，养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法。在养护过程中，对混凝土表面需浇水湿润，严禁用水泵喷射而破坏混凝土。养护时应确保混凝土表面不发白，至少养护七天以上。养护期内，不得在混凝土表面加压、冲击及污染。在拆模时，应注意时间和顺序。拆模时间控制在混凝土浇捣后的34天内进行，过早或过晚的拆模对混凝土的养护都是不利的；拆模顺序一般是先上后下，小心谨慎，以免对混凝土表面造成破坏。对于分段浇捣混凝土部位，应保留最后一排模板，利于向上接模。i、封砌预留孔严格按照设计图纸的要求，设置和封砌各种预留孔，并保证在沉井下沉过程中，预留孔内不渗水。（2）沉井下沉 拆除
11、垫木拆除垫木必须在沉井砼已达到设计强度后，方可进行，抽垫前应作好技术交底工作。其顺序方法及要求如下：a、抽垫应分区、依次、对称、同步进行。垫木应按设计拟定的次序用油漆编号，同一编号垫木同时抽光并回填后，方可抽下一编号垫木。并应规定统一信号联系，统一指挥。b、抽垫前应将井孔内的所有杂物清除干净，检查其准备工作全部就绪后，方可发出信号，开始抽垫。c、抽垫时，先掏挖垫木下的填砂，再用大锤、撬棍等锤打撬动并在垫木上临时钉一扒钉，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。垫木宜向外抽出。 回填：开始几组可不回填，当抽出几组现出空挡后，即应回填，以后每抽出一组即应进行回填。回填材料可用
12、砂、砂块、碎石。回填时应分层洒水夯实，每层厚2030cm。回填如下示意图。回填高度H的决定，应使最后分配在定位垫木上的重量不致压断垫木及垫木下土壤承压力不超过岛面极限承压应力为准，必要时可加高回填高度H。 抽垫过程与操作要点一般来说，当抽至垫木的2/3数量这一阶段时，沉井下沉比较均匀，下沉量也不大，回填时间亦较充分，便于较好地抽垫和回填。当继续抽垫时，下沉量逐步加大，回填工作也逐渐困难。故在抽垫时，开始阶段宜绶慢进行，留出足够的时间进行充分回填夯实。抽垫至最后阶段时，应全力以赴，一鼓作气尽快将剩余垫木全部抽出，沉井刃脚平稳均匀地落入土层。 不排水开挖下沉 a、抓土下沉抓斗的选择：抓斗尺寸必须满
13、足能在井孔内自由开合与升降。抓斗容量和重量的关系应视土质而定。同样容量的抓斗用于紧密的土质应选择重量大的。不带掘齿的双瓣式抓斗用于松土砂土，紧密的土中应使用带掘齿的，四瓣式抓斗适用于挖掘卵石。抓土吊架：抓斗以吊机或双筒卷杨机操作。用卷杨机时，应在井顶装设临时抓土吊架。b、下沉辅助措施高压射水：在较坚硬的土层中利用抓土斗或吸泥机在水下除土时，一般需辅以高压射水松动及冲散土层，以便抓（吸）出。射水一般以从井孔直接放入射水管进行射水为主。为冲射隔墙及刃脚斜面处难于冲射的土层，也可在井壁及隔墙适当的位置预设孔道（此孔可兼作探测孔道，从孔道内插入射水管射水）。为减少沉井外壁侧面摩阻力，亦可沿井壁四周对称
14、布置射水管路及装设射水嘴。射水管应预埋在沉井砼周围横向均布，也可牢固在沉井外壁上，与平面中心线对称，布设成各自单独的管组和水泵。沉井下沉遇到砂砾石或硬土层,当土垅削至刃脚,沉井仍不下沉或下沉不平稳,则按次序,逐段对称地将刃脚下挖空,并挖出刃脚外壁10,每段挖完后用小卵石填满夯实,待全部掏空回填后,再分层刷掉回填的小卵石,可使沉井因均匀地减少承压面而平衡下沉.压重下沉：根据不同情况如下沉高度，施工设备，施工方法采用压钢轨或型钢，接筑沉井砼，匀压井内的除土等方法。 沉井清基当岩面较平整，刃脚与岩面间局部空隙不大（20cm以内）可用水泥砂浆封堵刃脚，后排水清基，清基时，应将风化岩层全部凿除，沉井封底
15、底面进入新鲜岩层的深度应满足设计要求。当新鲜岩面高度不平时，可根据其实地标高变化情况，将基底凿成凹凸不平或台阶形状。但当采用水下砼封底时，基底不应有妨碍水下砼流通的沉坑陡坎，以保证封底质量。沉井下沉过程中,有时会出现倾斜,位移及扭转等情况,应加强观测,及时发现并采取措施纠正.产生倾斜的可能原因:a.刃脚下土质软硬不均;b.拆刃脚垫架时,抽出承垫木未对称同步进行,或未及时回填;c.挖土不均,使井内土面高低悬殊;d.刃脚下掏空过多,使沉井不均匀突然下沉;e.刃脚局部被大石或埋设物搁住f.井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压操作中可针对原因予以预防,如沉井已经倾斜,可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可在
16、较低的一侧适当回填砂石,必要时配以井外射水,或局部偏心压载,都可使偏斜得到纠正.待其正位后,再均匀分层取土下沉.位移产生的原因多由于倾斜导致,如沉井在倾斜情况下下沉,则沉井向倾斜相反方向位移,或在倾斜纠正时,如倾斜一侧土质较松软时,由于重力作用,有时也沿倾斜方向产生一定位移,因此预防位移应避免在倾斜情况下下沉,加强观测,及时纠正倾斜.位移纠正措施一般是有意使沉井位移相反方向倾斜,再沿倾斜方向下沉,至刃脚中心与设计中心位置吻合时,再纠正倾斜,因纠正倾斜重力作用产生的位移,可有意向位移的一方倾斜后,使其向位移相反方向产生位移纠正.沉井下沉产生扭转的原因是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的,可按
17、上述纠正位移、倾斜方法纠正位移,然后纠正倾斜,使偏差在允许范围以内. 沉井下沉稳定性验算（以最深井W3为例）a.沉井下沉系数验算 按最深的工作井W3工作井为例计算。土层的平均摩阻系数： F0=(18*1.1+1.9*15+10*4.7+0.53*25)/(6.38+1.4+0.45)=13.15kN/m2沉井第一节重力：GT=3.14*7.45*0.45*6.85*24=1730.64kN沉井总重力：G2=（3.14*7.45*0.45*6.85+3.14*7.45*0.3*1.43）*24=1971.6kN G1 Rf GT RfK1= = =1730.6/7.5*(6.85-2.5)*3.
18、14*13.15=1.281.15 G2 Rf GT Rf接高第二节K2= = =1971.6/7.5*(8.23-2.5)*3.14*13.15=1.101.15满足下沉要求。b.沉井下沉稳定系数验算 GT Rf+ R1+ R2 Ko= 式中：Ko下沉稳定系数；GT沉井总重力（kN）；Rf沉井外壁摩阻力的总和（kN）；R1刃脚踏面及斜面下土的支承力（kN）；R2沉井内部隔墙和底梁下土的支承力（kN）；沉井总重力：G2=（3.14*7.45*0.45*6.85+3.14*7.45*0.3*1.43）*24=1971.6kN沉井外壁摩阻力的总和： Rf =7.5*(8.23-2.5)*3.14*
19、13.15=1774.5kN因沉井刃脚斜面土被掏空，不考虑斜面土的支承力，刃脚踏面支承力为： R1=3.14*（7.9-0.15）*0.25*300=1801.6kN沉井内无隔墙和底梁，R2=0 1971.6 1774.5+ 1801.6 GT Rf+ R1+ R2由式（4-1）下沉稳定系数 Ko= = =0.551故沉井在自重下能够稳定。c.沉井的抗浮稳定性验算 G F验算抗浮稳定性： K= （4-2） 式中：K抗浮系数；G沉井自重（kN）；F地下水向上浮力（kN）；沉井自重：2 3.14 4 G =3.14*（7.9-0.3）*0.3*8.23*24 + *（7.9-0.6）*1.85*2
20、4 =3271.5kN 3.14 4地下水向上浮力： F = *7.92*10*5=2449.6kN G F 3271.5 2449.6由式（4-2）抗浮系数： K= = =1.33 1.1 故抗浮稳定。 （3）沉井封底在灌注封底砼时，沉井接触面和隔墙底部必须与基岩紧密结合，具有整体性（即没有水平及纵向夹层缝）。1、垂直导管法灌注水下封底砼：即在各井孔内垂直放入内径为200300mm的钢制导管，管底距基底面3040cm，在导管顶部接一有一定容量的漏斗，在漏斗颈部安放球塞，并用绳索系牢。漏斗内满盛陷度较大的砼，当用砍球法灌注时则割断绳索，同时迅速不断地向漏斗灌入砼，此时导管内之球塞，空气和水均受
21、砼重力挤压内管排出，瞬间，砼在管底周围堆筑成一圆锥体，将导管下端埋入砼内至少10cm以上，使水不能流入管内，将以后再灌注的砼在无水的导管内源源不断地灌入砼堆内，随灌随向周围挤动，摊开及升高。2、施工布置：（1） 导管平面布置导管数量及在平面上的布置，应使各导管有效灌注半径互相搭设，并盖满全部基底。有效灌注半径视砼流动度而定，一般为35m。流动坡度不宜陡于1：5。一般每个井孔应布置一根导管，置于井孔中央。岩井孔尺寸甚大，基底有难于清除的深坑陡坎，或考虑到导管万一有堵塞被返放弃的情况时，导管数量可适当增加。（2） 立面布置在井顶搭设灌注支架，以悬挂串筒、漏斗及导管。支架顶部设置灌注平台，平台上搭设
22、有储存砼的料槽。（3） 灌注顺序使用数根导管灌注，由于砼生产量所限，各导管不可能一次同时砍球灌注，可分项逐根砍球灌注。在倾斜的基底面上，其灌注顺序应从低至高的逐个进行。同时并应从周边井孔至中间井孔，以免基底浮泥及封底顶面的浮浆集中在基础边缘。4、逆挖井施工（1） 护壁侧墙施工工作井、接收井施工采用从上到下分层开挖、分层绑扎钢筋、浇注混凝土井壁的方法，分层高度为1m，钢筋搭接长度为20d。 土方开挖根据测量放线情况，在井为按自上而下分层开挖分层浇注砼护壁原则制作工作井及接收井，每次开挖浇注砼深度为一米，勾机开挖完成一米后人工修边，将泥土修挖到要求宽度。 钢筋绑扎各种钢筋搭接要求错开，同一截面搭接
23、面积不能为配筋总面积的50%；绑扎时先将竖向钢筋打入土中，钢筋间距按设计要求，然后绑扎上水平横向钢筋，两种钢筋绑接要求牢固，最后将2米长钢筋打入井壁土中，间距为1000mm，双排钢筋，起到支承护壁重量作用，防止开挖下级护壁时上级护壁下沉。另外，在工作井制作时须在井壁预埋注浆管，以备工作井制作完成后注浆加固土体用。 模板支护 模板支护要求牢固，每级护壁采用48钢管进行支撑，设置两层支撑，防止砼爆模漏浆。 护壁砼浇注护壁砼通过导槽浇至模板里，用振动棒振捣密实，使浆液均匀饱满，接口处与上级护壁必须衔接良好，保证接口不漏水。 模板拆除 当砼浇注经过二十四小时后，而且下级护壁准备支模时将上级护壁模板拆除
24、，利用此模板浇注下级护壁。重复上述工作，直至护壁制作完成，工作井开挖达到设计标高。（2） 底板及后靠背制作 工作井开挖达到设计深度后，进行井底垫层，再进行底板钢筋绑扎，并与护壁钢筋连接，以达到整座工作井共同受力的目的，绑扎底板钢筋时在顶进方向两边预埋六个预埋件，作为安装轨道时固定轨道用，最后进行底板浇注。（3） 在井周边安装1200高的用48mm钢管制作的安全防护栏；出入井钢梯采用25的级钢制作，间距300，在绑扎混凝土井壁的钢筋时安装。二、旋喷桩施工工作井、接收井洞口采用500高压旋喷桩止水，搭接长度为150mm，设置34排。每排长度为2.83.4m。（一）操作工艺1、正式施工前需试桩，检查
25、确定旋喷桩施工的各项参数，以作为以后施工的依据。2、先把液浆管下（打）到预定加固范围最深点，然后自下而上进行高压喷射注浆（加凝固剂）切割土体，一次成桩，其工作步骤为：（1）钻机就位：钻机需平置于牢固坚实的地方，钻杆（注浆管）对准孔位中心，钻孔的位置与设计的位置偏差不得大于50mm，打斜管时需按设计调整钻架角度。（2）钻孔下管或打管：钻孔目的是将注浆管顺利置入预定位置，可先钻孔后下管，亦可直接打管，在下（打）管过程中，需防止管外泥沙或管内水泥浆小块堵塞喷嘴。（3）试管：当注浆管置入土层预定深度后应用清水试压，若注浆设备和高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。（4）高压注浆作业：按
26、设计图纸，水泥浆的水灰比为0.81.0，水泥用量200Kg/m。（5）高压射浆自下而上连续进行，注意控制和检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转、提升速度等参数应符合设计要求。在射浆过程中参数可随土质不同改变之，以满足设计桩径。（6）喷浆结束与拨管：喷浆由下而上至设计高度后，拨出喷浆管，喷浆即告结束，把浆液填入注浆孔中，多余的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的影响，拨管要及时，切不可久留孔中，否则浆液凝固后不能拨出。（7）浆液冲洗：当喷浆结束后，立即清洗高压泵，输浆管路，注浆管及喷头。3、本工程采用单管法：单独喷射高压水泥浆的单管法，使用42mm或50mm的地质钻杆为注浆管、喷射流为浆
27、液，以30-35MPa压力从喷嘴中喷出，直接冲击切割土体桩径为0.8m。深度达16m。（二）质量标准1、施工前应检查水泥、外掺剂等的质量，桩位，压力表、流量表的精度和灵敏度，高压喷射设备的性能等。2、施工中应检查施工参数（压力、水泥浆量、提升速度、旋转速度等）及施工程序。3、施工结束后，应检验桩体强度、平均直径、桩身中心位置、桩体质量及承载力等。桩体质量及承载力检验应在施工结束后28d进行。4、高压喷射注浆地基质量检验标准应符合下表的规定。高压喷射注浆地基质检验标准项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1水泥及外掺剂质量符合出厂要求查产品合格证书或抽样送检2水泥用量设计要求查
28、看流量表及水泥浆水灰比3桩体强度或完整性检验设计要求按规定方法4地基承载力设计要求按规定方法一般项目1钻孔位置mm50用钢尺量2钻孔垂直度%1.5H经纬仪测钻杆或实测3孔深mm200用钢尺量4注浆压力按设定参数指标查看压力表5桩体搭接mm200用钢尺量6桩体直径mm50开挖后用钢尺量7桩身中心允许偏差0.2D开挖后桩顶下500mm处用钢尺量，D为桩径高压喷射注浆可根据工程要求和当地经验采用开挖检查、取芯、标准贯入试验、载荷试验或围井注水试验待方法进行检验，并结合工程测试、观测资料及实际效果综合评价加固效果。检验点应布置在下列部位：有代表性的桩位；施工中出现异常情况的部位；地基情况复杂，可能对高
29、压喷射注浆质量产生影响的部位。检验点的数量为施工孔数的1%，并不应少于3点。（三）施工注意事项1、由下而上喷射注浆，喷射分段提升的搭接长度不得小于100mm。2、对需要扩大喷射注浆范围或提高强度的施工部位采取复喷措施。3、搅拌时间超过4小时的水泥浆液，不宜使用。4、喷射注浆时，若发现地下有块石等障碍物时，可采用放慢或停止提升、定位注喷等方法。5、喷射注浆时，邻近不得进行抽水作业，可提前抽水。6、喷射孔与高压注浆泵距不宜大于50m。7、施工中应严格按照施工参数和材料用量施工，并如实做好各项记录。（四）避免工程质量通病1、钻机就位后应进行水平、垂直校正，钻杆应与桩位吻合，偏差控制在10mm内。2、
30、旋喷桩施工前必须确定旋喷参数（旋喷速度、提升速度、喷嘴直径）如下表：项 目单管法参数喷嘴直径（mm）23喷嘴个数（个）2旋喷速度r/min2025提升速度cm/min2025机具性能高压泵压力MPa2040流量L/min60120（浆液）空压机压力MPa流量L/min泥浆泵压力MPa流量L/min水灰比0.81.03、旋喷桩管达到预定深度后，应进行高压射水试验，合格后方可喷射浆液，待达到预定压力排量后，再逐渐提升旋喷管，深层旋喷时应先喷浆后旋喷和提升，防止注浆管扭断。4、喷射固结体的渗透系数可达10-610-7m/sec。5、旋喷冒浆处理：（1）冒浆：旋喷时高压喷射流在地基中把土体切削破坏，其
31、范围就是在喷射距离加上渗透部分长度为半径的圆柱体，一部分细小的土粒被喷射浆液所置换，随着液流被带到地面上（俗称冒浆）其余与浆液搅拌混合。（2）在旋喷过程中往往有一定数量土粒随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面，通过对冒浆观察，冒浆（内在土粒，水及浆液）量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时查明原因，采取相应的措施。（3）地层中有较大的空隙而引起不冒浆或冒浆量较小时，则可在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定范围内凝固，另外，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙再继续正常旋喷。（4）冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致。减小冒浆量措施：1）提高喷射压力；2）适当缩
32、小喷嘴孔径；3）加快提升和旋喷速度。（5）在插管旋喷过程中，要注意防止喷嘴被堵水、气、浆、压力和流量必须符合设计值，否则要拨管清洗，再重新进插管和旋喷，使用双喷嘴时，若一个喷嘴被堵，则用复喷方法继续施工。插管过程中，为防止泥沙堵塞，可边射水边插管，水压力控制在1MPa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以免泥土堵塞。（6）选用水泥应经试验及过筛，其细度应在标准筛（孔径0.08mm）的筛余量不大于15%，浆液搅拌后不得超过4h（小时），当超过时应经专门试验，证明其性能符合要求方可使用。（7）钻杆的旋转和提升必须连续不断，拆卸钻杆要保持钻杆有0.1m以上搭接长度，以免使旋喷固结体脱节，中途机械发生故障，应
33、停止提升，钻杆和旋喷以防桩体中断，并应立即检查，排除故障，为提高旋喷桩承载能力，在桩底部1m范围内应采取较长持续时间的措施。（8）当采取水泥浆进行旋喷时，在浆液与土搅拌混合的凝固过程中，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，造成固结时出现凹陷通常在桩顶0.31m之间，深度随土质，浆液析出固体直径等因素而异，当桩头凹陷量大对土基加固及防渗影响大，应采取静压注浆补强。（9）相邻桩施工间距宜大于4m，相邻两桩施工间隔应小于48小时。（五）主要安全技术1、旋喷施工的动力泵采用高压喷射为主的手段，安全措施尤为重要。2、高压泥浆泵应全面检查和清洗干净，防止泵体的残渣和铁屑存在，各密封圈完整无泄漏，安全阀
34、中的安全销要进行试压检验，确保能在额定最高压力时断销卸压，压力表应定期检查，保证正常使用，一旦发生故障，要停泵停机排除故障。3、司钻人员需熟练操作技能，了解注浆全过程及钻机旋喷注浆作用。4、浆液材料不要受潮或变质，使用水泥不受潮，不用结块或过期水泥，对外加剂要分别存放，浆液材料及外加剂均应采用无毒材料。5、高压胶管不能超过压力范围使用，使用时屈弯不小于规定的弯曲半径，防止高压胶管破裂，延长使用时间。三、顶管顶进施工（一）顶管施工方法及推力计算1、方法选定根据本工程管道所穿过的地层主要为素填土、粉质粘土、砂土层；根据设计图纸，采用泥水平衡机械顶管工艺。本工程将先安排4套直径DN8001350的泥
35、水平衡设备进场施工，然后再根据现场实际情况增加设备。名称泥水平衡 顶管掘进机电焊机发电机液压千斤顶空压机数量4台4台4台4套4台2、设备推力计算在普通泥水顶管施工中，推力计算：Fp=D0L fk +NF（a）.4式中：Fp顶进阻力（KN）；D0管道的外径，为1.62（m）；fk管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（KN / m2）查表取fk =8；L推进长度（m）；NF顶管机的迎面阻力（kN）。NF=（Pe+ Pw+P ） Dg2 （b）初始推力：（b）式中： Pe挖掘面前土压力(Pe=150kPa)；Pw地下水的压力（kpa），Pw=w（Hhw），w 水的重力密度，取10 KN/m3，H管中至路
36、面埋深取6.2m，hw地下水位取1.0m；P附加压力（一般为20kPa）；Dg顶管机外径，为1.62（m）；按DN1350管径顶程153米计算，所需的最大顶力Fp =6292.65KN考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，最终顶力按700t配置设备，小于设计最大顶力8000kN，符合要求。（二）顶管顶进设备顶进设备主要包括导轨、顶铁、千斤顶（油泵）、后背及后座墙。1、千斤顶千斤顶是顶管顶进的主要设备，本工程拟采用俩台350t的千斤顶。千斤顶在工作井内的布置采用两台并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，采用机械切削土方，管上半部管壁与
37、土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/41/5处为宜。2、油泵由电动机带动油泵工作，选用额定压力为62MPa的ZB500柱塞泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致。3、顶铁顶铁是传递和分散顶力的设备。要求它能承受顶压力而不变形，并且便于搬动。根据顶铁位置的不同，可分为横顶铁、顺顶铁和U形顶铁三种。4、后背墙沉井施工时,定好后背墙的位置,按施工设计图在沉井上定好后背墙的位置,预埋12200的钢筋,以便焊接后浇的后背墙砼,后背墙采用C25砼,16100的钢筋。后背墙厚500mm。（三）机械顶管施工本工程采用泥水平衡法机械顶管施工，
38、总施工管段长度约为3341m。1、顶管施工平面布置、井内布置及管内布置（1） 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，地面指挥监测中心、办公室、仓库,布局要合理，环境整洁、卫生，污水沉淀池、液压机组、操纵台等等，并有专职人员进行管理。（2） 现场布置采用16t汽吊，用于吊放顶管机、混凝土、导轨等等设备。（3） 井内布置工作井井内布置主要是后座墙、导轨、钢制扶梯、激光经纬仪等。（4） 顶管施工工艺如下图所示：2、顶管施工顺序顶管施工顺序见下图所示：3、顶进施工工作坑内设备安装完毕，经检查各部处于良好状态，即可准备进行出土和顶进。首先将管子下到导轨上，就位以后，装好顶铁，校测管中心和
39、管底标高是否符合设计要求，合格后即可进行顶进施工。顶进利用千斤顶出镐在后背不动的情况下将被顶进管子推向前进，其操作过程如下:（1） 安装好顶铁挤牢，管前端到一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。（2） 停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。（3） 添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。（4） 下顶铁，下管，在混凝土管接口处放木垫圈，以保证受力均匀。（5） 重复以上操作。4、出土方案泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土。在沉井上部砌沉淀池。沉淀的余土外运需按文
40、明施工要求和渣土处理办法，运到永久堆土点，不得污染沿途道路环境。（四）进出洞方案进洞施工流程安装出洞口橡胶密封圈机头筹备破部分封墙送入泥浆池出水管吸出泥浆顶进至可安装第一条管进水管压入高压水机头磨削剩余封墙推机头进密封圈机头安装调试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，在顶管顶进施工前，对洞口处采用3排高压旋喷桩进行加固，有效桩长D+2m，加固范围D+2m。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
41、时，洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。沉井制作时,在洞口位置预埋一环钢法兰,沉井下沉封底后,由于洞口标高可能与设计值有误差,必须使管道标高尽可能符合设计标高,在预埋钢法兰上再焊一圈钢法兰,法兰中心与洞口中心错位,而与实际管道中心保持同心度要求,这环后焊的法兰中心就是洞口止水装置的中心,预埋钢法兰应与沉井牢固的锚固在一起,锚固强度与焊缝具有足够的强度,钢法兰中心与管道中心保持同心,误差不大于5mm。（五）测量以及设备安装1、测量的方法（1）通视条件下的测量1.1.1使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至A点，后视B点，作BA直线的延长线，并在工作井后部定出一点C。
42、保证C、A、B在一条轴线上，置经纬仪在C点上，后视A点，在工作井井壁上定出一点A，置激光经纬仪基座于井下D点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于A点，后视B点，在激光经纬仪器架上定出D点，D点同A，A，B点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中D点，后视A，点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。（2）不通视条件下的测量 引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A，其余步骤同通视条件下测量定位。 后背墙导轨及后顶的安装轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合，调整方法见图：在轴线定好后既可安
43、装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，置水平仪于井下，在井四周作出46个临水点，保证轴线标高-临水点高程= h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。引轴线至井底前后两侧A、B两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点C，开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点D、D，测量AD和A D，的距离，只需保证AD的距离约等于A D，的距离既可，误差不
44、应大于3cm，导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向既可，最后根据实际情况填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙，后方顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平后顶后只要保证所以千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一至，此副导轨用于防止机头进洞后低头，见下图：增高装置可根据机头重量以及增高量选择枕木，钢支架或砼垫层。洞口止水装置的安装，应保证除止水圈外最小直径大于进洞物最大直径的8cm，防止受到进洞物的剪切而失去止水效果，位置确定后可用水泥砂浆封堵与井壁形成的间隙，防止从间隙处漏水、漏浆。（六）泥水系统的安装泥浆池应尽量靠近工作井边，可采用并联法，见图：泥浆池尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，沉石箱的配置可沉淀块状物，防止块状物直接