2400 PCCP頂管施工方案

河南省南水北調受水區鄭州供水

配套工程施工2標

頂管施工方案

河南水利建築工程****

2023年12月15日

1、《給水排水管道工程施工及驗收規範》gb50268-2008

2、《給水排水工程頂管技術規程》cecs246-2008

3、《工程測量規範》gb50026-2007

4、《給水排水構築物施工及驗收規範》gb/t50141-2008

5、《混凝土質量控制標準》gb 50164-2011

6、《混凝土強度檢驗評定標準》gb/t 50107-2010

7、《混凝土結構工程施工質量驗收規範》gb50204-2002

8、《頂管施工法用鋼筋混凝土排水管》jc/t640-2010

9、《市政排水管道工程及附屬設施》06ms201

（一）工程概況

鄭州21號口門供水配套工程是鄭州市南水北調供水配套工程的一部分，工程建設任務是把南水北調分配給21號分水口門的9470萬m3水量送至劉灣水廠，同時為了提高水廠的供水保證率，把南水北調充入尖崗水庫的水送入劉灣水廠。

二、工程地質概況：

本區域屬大陸性暖溫帶季風氣候，多年平均降雨量為632mm，年內降雨分配不均勻。年內大部分降雨集中在夏季，7、8、9三個月的雨量佔全年雨量的55％；年際變化幅度也較大。無霜期200余天。

歷年最大凍結深度270mm。多年平均風速2.5m/s，最大風速可達24m/s。

區域內多年平均氣溫為14.3℃，7月平均氣溫27.8℃，極端最高溫度達43.3℃；1月平均氣溫為－0.3℃，極端最低溫度達－17.9℃。

供水工程輸水管線沿途穿越交叉斷面流域面積20km2以上及20km2以下的河流，隨著交叉河流的河道特徵、集流面積、地形、地貌的變化各有不同，河道洪水受降雨影響較大，且洪水歷時較短，在枯水期徑流較小。

本工程頂管施工的基本工藝流程為：

施工準備→沉井施工→沉井下沉→沉井封底→頂管裝置安裝、除錯、試執行→頂進→掘進機接收→裝置拆除、轉場→功能性試驗

1．施工準備

在工程施工準備階段，應編制詳盡的施工組織設計，並做好如下幾項工作：

（1）施工場地地質條件、施工內容、範圍確定

場地地質條件是選擇施工方法的前提，工程施工前，應根據業主提供的地堪報告確定施工工藝，必要時應進行補充勘察；工程施工前，應組織施工人員認真學習施工圖紙、相關規範、標準，明確工程施工內容和技術要求，對圖紙中與現場不符內容聯絡設計人員進行補充設計或變更設計。

（2）對沿線管線的調查

開工前對沉井周圍、頂管沿線地下管線、構築物進行全面現場調查，標註與設計管線交叉的管線，逐個繪出圖紙，並結合現場實際提出解決方案，確保掘進機安全頂進。

（3）施工工藝確定

根據場地地質條件、頂管裝置及工藝引數確定施工工藝。施工工藝主要包括：初始頂進的方案及措施；測量及糾偏的方法；長距離頂進減阻的方案及措施等。

（4）裝置安裝除錯的技術措施

施工裝置的安裝、除錯的技術措施主要包括：施工裝置的安裝位置、安裝精度和牢固要求、安裝順序、除錯方法和要求等。

（5）施工過程控制的技術措施

施工過程控制的技術措施主要包括以下內容：工作坑內管材的吊運的安裝、泥水處理、測量等作業的空間布置以及平行或交叉作業的安排等；頂管入洞及出洞措施等。

（6）質量安全技術措施

質量及安全技術措施主要包括：控制頂進軸線、高程誤差及其他質量因素的措施；頂進操作及裝置維護的技術與安全措施；控制地面隆起、沉降的措施；穿越重要構築物的技術與安全措施。

（7）應對突發事件的預案

進行施工過程中技術、質量、安全的風險分析，制訂處理風險事件的應急措施。

（8）頂管施工記錄

記錄包括頂進過程中的頂進長度、頂力數值或油幫浦壓力表數值、管位偏差及其校正情況、機械運轉情況使用情況、土質水位變化及出現的問題等。

(一)方法的選擇

1、無地下水的情況：可以考慮逆築施工方法，在工作井井壁外側間隔一定的距離澆築能灌注樁，依次向下開挖3m做工作井井壁，直到設計高程。

2、有地下水的情況：可以考慮先做好沉井在下沉。為了保證附近建築的安全，可考慮帶水下沉，下沉時時刻保持工作井內的水位高於地下水位，使井內、外壓力平衡；下沉作業由潛水員負重（穿重灌）水下操作高壓水槍和吸泥管，井上人員通過有線**指揮井下潛水員作業，保證沉井均勻下沉。

（二)施工前準備，

1、根據設計部門或業主移交的方向樁和高程樁以及基坑底面幾何尺寸、開挖深度及邊坡定出基坑開挖邊線。

2、依據施工現場平面布置，劃出佔場邊線。在井工作面周圍布置鐵皮瓦隔離帶。

3、完成佔場拆遷和地上、地下已有設施的探明並採取保護措施。

4、鋪設臨時水、電管線，修築施工便道。

5、整平場地後根據設計圖紙上的沉井中心座標定出沉井中心樁以及縱橫軸線控制樁，並測設控制樁的輔助樁作為沉井製作及下沉過程的控制樁。

以上施工放樣完畢後經現場監理工程師複核無誤後方可開工。

（三)基坑開挖

1、基底平面尺寸：按大於沉井平面尺寸2m設計(即沉井刃腳外側至基坑底邊距離控制為2m)，以滿足施工人員綁紮鋼筋及支設外模板的需要。

2、基坑開挖深度

開挖採用人工配合機械分層開挖，根據每個基坑所處位置的土質、水文條件、現場允許程度等因素具體確定。一般控制在2.0m左右。

3、基坑地基處理：

對基坑地基進行平整夯實(或加固)，使其具有足夠的承載力，以免沉井在製作過程中發生不均勻沉降以致傾斜甚至井壁開裂。

4、基坑排水：在基坑底部四周設定排水明溝和布置集水井收水，並及時抽除，保持基坑底面土層的乾燥。

（四)沉井製作

1、混凝土墊層施工

(1)混凝土墊層的重要作用是為使刃腳座在同一平面上和便於澆築第一節沉井。

(2)混凝土墊層的厚度依據第一節沉井的重量和地基承載力。

2、井壁製作：本工程沉井井壁、底板、頂板和梁採用混凝土製作。混凝土澆築採用分節澆築：第一節澆築刃腳2.4m高。第二節澆築剩餘井壁高度。

施工順序：支設內模→綁紮鋼筋→支設外模→澆注混凝土→模板及附屬設施拆除。

(1)腳手架：採用鋼管腳手架，外支雙排腳手架，內支滿堂腳手架。

(2)沉井模板採用建築模板拼裝，分節安裝方式，內模以不分節為好。

a、第一節沉井的刃腳底模用水平尺進行校平，使之保持在同一水平面上。

b、沉井內模要保證支設垂直，外模跟著內模支立，不得內外傾倒，以保證外壁面平整垂直以及井壁厚度均等。

c、模板加固所用橫豎圍檁和斜撐，採用鋼製材料，以確保模板牢固，剛性好，不變形。

d、內外模板用穿牆螺栓連線，以提高模板的整體性和確保壁厚的均等。

e、大型預埋件專門設定支撐，不撐在井壁或隔牆的模板或鋼筋上。

(3)鋼筋的綁紮及鋼封門、預埋件的安裝。

a、所有預埋件、預留孔洞的位置和尺寸均仔細定位，認真操作，務必符合設計要求。並且要在混凝土澆築前進行最後檢查，以免遺漏和錯位。

b、由於沉井位置不固定，本工程在現場加工鋼筋。鋼筋現場綁紮時要採用撐鐵將鋼筋位置固定牢，保持鋼筋應有間距及保護層厚度。

c、洞口封門結構要仔細定位，精心安裝，並驗收簽證。

(4) 施工縫止水和穿牆管件等止水。

a、對所有穿牆管件和固定模板的對拉螺栓等事先焊上鋼板止水片。

b、施工縫採用留設凹凸式施工縫，二次澆築前要鑿毛清洗乾淨。

(5)混凝土澆築

a、在混凝土澆灌前對模板、鋼筋、預埋件及預留孔的位置、尺寸等進行仔檢查核對，經現場監理工程師驗收簽證後方可澆築混凝土。

b、澆築混凝土前應對混凝土配合比、水泥，外摻劑、砂、石料等材質進行檢驗，確保符合規定要求。

c、澆築混凝土應連續對稱均勻進行，分層澆築間隔不超過混凝土初凝時間，刃腳混凝土必須一次澆築完畢，不得中途停頓。

3、沉井接高

(1)沉井接高應在第一節混凝土達到設計強度的75%後方可澆築第二節混凝土。

(2)沉井接高的軸線與沉井中軸線重合或平行，防止因荷載不均勻而引起沉井偏斜。

(3)接高處的混凝土表面進行鑿毛，清除水泥薄膜和表面的鬆散石子並沖洗乾淨。

（五)沉井下沉

1、當刃腳混凝土完全達到設計強度，其餘部分也達到設計強度70%以上時，方可允許沉井下沉，沉井應整體預製，一次下沉。沉井下沉前，側壁洞口應作封堵。

2、按沉井下沉階段計算下沉係數與穩定係數，以控制下沉速度確保沉井安全。

3、鑿除混凝土墊層

(1)鑿除順序是先內後外，分區域對稱按順序進行。

(2)採用風鎬破碎混凝土墊層。

(3)破碎的混凝土塊及時清除，若有空穴立即用砂或砂夾石子回填。

(4)對混凝土墊層的定位支點處應最後鑿除，不得鑿漏。

4、沉井下沉觀測

(1)在沉井下沉前，在其井壁對稱標上標尺以便於在沉井下沉過程中觀測。

(2)沉井下沉時應架設測量儀器進行觀測。刃腳標高每班至少測量一次，軸線位移每天測量一次，當沉井每次下沉穩定後要進行高差和中心位移測量。

(3)初沉階段每小時至少測量一次。當沉井下沉接近設計標高時加強觀測，封底前現場監理工程師對井體標高、位移和傾斜度進行驗收簽證。

5、沉井糾偏

(1)沉井糾偏應根據測量資料隨偏隨糾，下沉過程中要做到「以防為主，以糾為輔，勤測、慢糾、緩糾、有偏必糾、糾則適度」。

(2)初沉階段糾偏應根據「沉多則挖少，沉少則挖多」的原則在開挖中糾偏，且不得在一側挖空糾偏，應根據情況緩慢下沉，逐步糾偏，以使沉井在下沉過程中均勻對稱。

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