濟南市小清河綜合治理工程ⅲ標段
k8+885倒虹施組（初稿）及設計變更建議書
編制審核
批准濟南市小清河綜合治理工程ⅲ標段
二00八年二月二十一日
一.工程概況
該工程為濟南市小清河綜合治理工程的一部份，位於道路里程k8+885，採用倒虹管頂管法施工以減少清除淤泥的麻煩和地下水位較高的威脅，倒虹進水井、出水井深6.3公尺，長5.1公尺，寬4.
6公尺。倒虹管採用兩條直徑d＝1000mm混凝土管，擬在倒虹中部設工作坑，從工作坑向兩側頂進施工倒虹管，頂管長度約174公尺.採用分段頂進。
除在第一節和最後一節設定沉降外，間距不超過20公尺管道介面處設定沉降縫。
二.場地工程地質、水文情況
根據勘探資料，施工場地屬小清河沖積地貌單元，地形相對高差約4公尺，地層主要為第四系亞粘土及下伏燕山晚期輝長岩組成。
①層：素填土，黃褐色，鬆散，溼；主要由灰渣、轉塊、碎石及粘性土組成，偶見植物根。場區普遍分布，平均厚度4.
53m；層底標高：16.3-19.
33m，平均18.32m。
②層：亞粘土，黃褐色，區域性灰褐色，軟塑；韌性中等，幹強度中等，稍有光澤；見灰綠色條文及腐爛植物根，偶見砂礫及貝殼，夾亞砂土薄層。場區普遍分布，平均厚度2.
19m。層底標高：15.
82-17.29m，平均16.64m。
層：亞粘土，灰色，區域性灰褐色，灰黑色，軟塑；韌性中等，幹強度中等，見較多貝殼，偶見砂礫及有機質，稍具腥臭味，夾亞砂土薄層。場區普遍分布，平均厚度2.
14m。層底標高：13.
82-15.19m，平均14.48m。
④層：亞粘土，灰褐色，區域性灰黑色，軟塑~硬塑；韌性中等，乾度中等，稍有光澤；見鐵錳質侵染，偶見薑石、貝殼及有機質。場區普遍分布，平均厚度1.
58m，底層標高11.58-13.99m，平均12.
95m。
⑤層：亞粘土，黃褐色，軟塑~硬塑；韌性中等，幹強度中等，稍有光澤；見灰綠色條文，混少量薑石及貝殼。場區普遍分布，平均厚度1.
8m，底層標高9.78-12.11m，平均11.
15m。
三、主要工程數量
四、施工計畫
本工程分為三個階段，計畫工期70天，實際起始日期以實際開工的日期為準：
第一階段：施工準備階段。共3天，本階段要完成臨時水、電設施及住宿安排以及接樁、測量放線及其它準備工作。
第二階段：施工階段：
工作井接收井施工38天，裝置安裝除錯7天，頂進按20m/天進度考慮，174m約需20天。
第三階段：收尾、撤場階段，包括頂管裝置拆除，運輸，臨建拆除等收尾工作，共2天。
五、施工準備
1.生產準備
⑴進行施工測量和放線工作。
⑵確定管線範圍內及施工用地內所有障礙物， 如管線、電線桿、高架橋墩等的準確位置。現場調查頂管地段內主要障礙物有排水管、供水管、水掣井、電力電訊管道和渠箱位置和標高，地面交通情況較複雜。
⑶按施工平面布置圖修建臨時設施，安裝臨時用水、用電線路，並試水、試電、修好臨時排水溝。
⑷訂購所需鐵井蓋、井圈、踏步。
⑸進行頂管所用非標準裝置的安裝。
2.技術準備
⑴組織現場施工人員學習，審查施工圖紙和進行各專業圖紙會審，進行設計要求和施工技術交底。
⑵編制好頂管施工工藝，做好頂管施工人員的再培訓工作。
⑶繪製臨時工程及施工非標準裝置工具圖紙。
六、主要專案施工方法
頂管法是依靠人工或機械在管內端部挖掘土壤，然後在工作坑內借助頂進裝置，把敷設的管子按設計中線和高程的要求頂入，並用水力或小車將土從管中運出。掘進頂管採用企口鋼筋混凝土管。
由於本管道為汙水管道，為防止汙水滲漏和地下水湧入，管節間必須有可靠的防水措施。頂管管材採用企口加強型鋼筋混凝土管，雙層鋼筋網在端部加密。接頭採用「t」形鋼板套環。
鋼套環厚度6公釐，管端麵安裝「o」形橡膠止水環，頂進完畢後填塞環氧樹脂砂漿。
1、工作坑的布置
工作坑是頂管施工的工作場所。其位置可根據以下條件確定:
⑴根據管線設計，為減少頂管的頂力工作坑設在五柳島處；
⑵在工作坑處施行雙向頂進；
⑶考慮地形和土質情況,有無可利用的原土後背；
⑷工作坑與可能穿越的建築物要有一定安全距離；
根據施工現場實際情況，擬設頂管工作井乙個，接收井二個。
2、工作井的設計
根據《北京市給水排水管道工程施工技術規程（dbj 01-47-2000）》11.2.4如下：
底寬=d1+s；（單管）
底長=l1+l2+l3+l4+l5；
式中：s－操作寬度（m）,取2.4-3.2m;
d1－管外徑（m）；
l1－管子頂進後，尾部壓在導軌上的最小長度（m）；
l2－管節長度（m）；
l3－出土工作間長度，根據出土工具而定，宜為1.0-1.8m；
l4－液壓油缸長度（m）；
l5－後背所佔工作坑長度，包括橫木、立鐵、橫鐵（m）；
其根據有關規格實地調查以上各引數取值如下：
s=2.5m； d1=1.6m； l1=0.5m； l2=2m；
l3=1.8m； l4=1.2m； l5=0.50m；
工作坑坑底尺寸：
底寬=2.6+2.4=5.0m；
底長=0.5+2+1.8+1.2+0.50=6.0 m；
考慮到施工中會遇到某些因素，所以工作坑坑底尺寸應適當放大，故取底寬=5.2m,底長=6.5m。
工作坑深度：根據設計管底標高及現場地面高程並考慮到導軌基礎墊木的厚度，故得：h=12m，井壁厚約0.45m。
3、沉井施工方案
沉井根據設計井壁形式，採取分3次製作、1次下沉，施工順序為：挖基坑——鋪設砂墊層，安裝墊架——製作底節、第二節沉井、隔牆——拆除墊架、模板、挖土下沉到設計深度——沉井封底、澆築鋼筋砼底板——製作第三節沉井。
3.1沉井結構
下沉受力計算根據以往經驗，本沉井高達11.0m，澆築困難，下沉易引起傾斜，採取分節製作，分節高度應保證其穩定性，使沉井能在自重下順利下沉，採取分三節製作，高度分別為5.0m，4.
0m，3.0m，澆築程式是第
一、二節沉井砼，待其達到設計強度70%後，即進行下沉,然後進行封底、澆注裝置平台、澆築第三層沉井砼。
3.1.1沉井製作
製作程式：場地整平→放線→挖土4～5m深→夯實基底，抄平放線驗線→鋪砂墊層→墊木或挖刃腳上模→安設刃腳鐵件、綁鋼筋→支刃腳、井身模板→澆築混凝土→養護、拆模→外圍圍槽灌砂→抽出墊木或拆磚座。
3.1.2施工坑開挖
沉井採取在基坑中製作，以減少下沉深度，降低施工作業面。開挖深度為4～5公尺，考慮到拆除墊架和支模操作的需要，基坑比沉井寬2公尺，周圍井點降水，降水井深度1使地下水位降至比基坑底面低0.5m，挖土採用1台小松220-31.
0m3反鏟挖掘機進行。配合人工修坡和平整坑底，挖出的土方用自卸車運至棄土場堆放。
3.1.3刃腳支設
本沉井高度大，重量重，地基強度較低，採用墊架法支撐。沉井刃腳鋪設80根標準枕木（160mm×220mm×2500mm）作支承墊架的墊木，然後在其上支設刃腳及井壁模板，澆築砼。地基上鋪設砂墊層，可減少墊架數量，將沉井的重量擴散到更大的面積上，避免製作中發生不均勻沉降，同時易於找平，便於鋪設墊木和抽除。
設8組定位架，砂墊層厚度為50cm，滿足砂墊層底面處的自重應力加砂層底面處加附加應力小於或等於砂墊層底部土層的承載力設計值。選用中砂用平板振動器振搗並灑水，控制幹密度≥1.56t/m3，地基整平後，鋪設墊木，使頂面保持在同一水平面上，用水平儀控制其標高差在10mm以內，並在其孔隙中墊砂夯實，墊木埋深為其厚度一半。
3.1.4模板支設和鋼筋綁紮
沉井製作的模板支設和鋼筋綁紮與普通結構施工要求一樣，只不過由於是在軟基上施工，所以要均勻對稱施工，以防止不均勻沉降。
沉井壁中有預留管道連線的孔洞，為避免下沉時泥土和地下水大量湧人井內影響施工操作，對較大孔洞還會造成沉井每邊重量不等，影響重心偏移使沉井易產生傾斜，在下沉前必須進行處理。在洞口預埋鋼框、螺栓，用鋼板、方木封閉，中填與空洞混凝土重量相等的砂石或鐵塊配重。對進水窗則採取一次做好，內側用鋼板封閉。
沉井封底後，拆除封閉鋼板，擋木等。
3.1.5混凝土澆築
混凝土採用商品砼，並用砼輸送幫浦，送至沉井澆築部位，沿井壁均勻對稱澆築。澆築採用分層平鋪法，每層厚30cm，將沉井沿周長分成若干段同時澆築，保持對稱均勻下料，以避免一側澆築，使沉井傾斜，要求2h內澆築一層。
兩節混凝土的接縫處設凹型水平施工縫，上節混凝土須待下節混凝土強度達到70%後澆築，接縫處經鑿毛及沖洗處理，並澆10cm厚減半石子混凝土。
3.2沉井下沉
沉井下沉採用排水下沉。下沉前應進行井壁外觀檢查，檢查混凝土強度及抗滲等級，並根據勘測報告計算極限承載力，計算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉係數（≥1．15～1．25），作為判斷每個階段可否下沉，是否會出現突沉以及確定下沉方法及採取措施的依據。
墊架的拆除，混凝土應達到設計強度的70%始可拆除。抽除刃腳下的墊木應分割槽、分組、依次、對稱、同步地進行。抽除次序：
圓形沉井為先抽一般承墊架，後拆除定位墊架。抽除方法是將墊木底部的上挖去利用絞磨或拖拉機將相對墊木抽出，每抽出一根墊木後，刃腳下應立即用砂卵石或礫砂填實，在刃腳內外側應填築成適當高度小土堤並分層夯實使下沉重量傳給墊層。抽除時要加強觀測，注意下沉是否均勻。
3.2.1下沉速度的控制
根據土質情況，採用台階形挖土自重破土方式。採用從中間開始向四周逐漸開挖，並始終均衡對稱地進行，每層挖土厚度為0.4～0.
5m.刃腳處留1.2～1.
5m寬土壠，用人工逐層全面、對稱、均勻地削薄土層，每人負責2～3m一段，方法是順序分層逐漸往刃腳方向削薄土層，每次削5～15cm，當土壠擋不住刃腳的擠壓而破裂時，沉井便在自重作用下破土下沉，削土時應沿刃腳方向全面、均勻、對稱地進行，使均勻平衡下沉。
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