【顶管方案】降水、沉井及顶管专项施工方案(doc,76页)
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降水、沉井及顶管施工方案
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X XXX 段项目部
第
2 页 共 76 页 目
录 1. 工程概况
................................ ...........................
5 5
1.1 工程简介 ...................................................... 5 1.2 编制依据 ...................................................... 5 1.3 地质概况 ...................................................... 6 2. 施工部署
................................ ............................
7 7
2.1 施工方案选择 .................................................. 7 2.2 施工管理 ...................................................... 7 2.3 管理目标 ..................................................... 10 3. 施工流程
................................ ...........................
10
3.1 施工流向安排 ................................................. 10 3.2 施工测量 ..................................................... 10 3.3 施工工艺流程 ................................................. 11 4. 降水施工
................................ ...........................
12
4.1 降水方案 ..................................................... 12 4.2 降水计算 ..................................................... 12 4.5 其他注意事项 .................................................. 18 5. 沉井 .......................................................... 18 5.1 沉井结构形式 .................................................. 18 5.2 沉井施工流程 .................................................. 18 5.3 沉井基坑开挖 .................................................. 18 5.4 沉井计算 ..................................................... 19 5.5 沉井下沉 ...................................................... 26 5.6 沉井测量、质量控制及注意事项 ................................. 27 6 6 . 顶管施工
................................ ..........................
31
6.1 顶管机的选择 ................................................. 31 6.2 施工工艺流程 ................................................. 32
第
3 页 共 76 页 6.3 平面布置及井内布置 ........................................... 33 平面布置图 ....................................................... 34 6.4 施工方法 ...................................................... 34 6.5 顶进施工 ...................................................... 38 6.6 注浆减阻 ...................................................... 39 6.7 管材与接口 .................................................... 41 6.8 测量、监控 .................................................... 42 6.9 浆液置换 ...................................................... 42 6.10 辅助设施施工 ................................................. 43 6.11 检查井砌筑 .................................................. 44 6.12 闭水试验 ..................................................... 44 6.13 竣工清理 ..................................................... 44 7. 变形监测及应急措施
................................ .................
44
7.1 基坑等级及监测目的：
.......................................... 44 7.2 监测点布设 .................................................... 44 7.3 监测方法、频率和要求 .......................................... 45 8. 质量目标与质量保障措施
................................ ............
46
8.1 质量管理目标 ................................................. 46 8.2 质量保证体系 ................................................. 47 8.3 质量管理组织机构 ............................................. 48 8.4 质量管理制度 ................................................. 49 8.5 质量控制程序 ................................................. 50 8.6 质量检测制度及程序 ........................................... 53 9. 工期目标与保证措施
................................ .................
54
9.1 工期目标 ..................................................... 54 9.2 保证措施 ..................................................... 54 10. 安全目标与保障措施
................................ ................
56
10.1 安全目标 .................................................... 56
第
4 页 共 76 页 10.2 保障措施 .................................................... 56 10.3 应注意的安全问题 ............................................. 57 11. 文明施工与环保措施
................................ ................
58
11.1 文明施工措施 ................................................ 58 11.2 环保措施 .................................................... 59 12. 雨季施工措施
................................ ......................
60
12.1 一般措施 ..................................................... 60 12.2 基坑开挖措施 ................................................ 60 12.3 混凝土施工措施 .............................................. 61 13. 混凝土高温期施工
................................ ..................
61
13.1 一般规定 ..................................................... 61 13.2 高温施工规定 ................................................. 61 14. 备用电源预案
................................ ......................
61
14.1 备用电源的选用 ............................................... 61 14.2 备用电源的启用 ............................................... 62 15. 应急救援预案
................................ .....................
62
15.1 工作方针与原则 ............................................... 62 15.2 危险因素分析及对策 ........................................... 63 15.3 应急救援组织机构 ............................................. 64 15.4 应急救援机构职责 ............................................. 65 15.5 事故应急处理措施 ............................................. 65 15.6 应急预案配备应急物资 ......................................... 66 15.7 项目部应急救援程序 ........................................... 66 15.8 安全事故报告程序 ............................................. 67 15.9 安全事故救援程序 ............................................. 69 16. 方案总结
................................ ..........................
70
17. 附表（见下页）
................................ ....................
70
雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
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1. 工程概况
1.1 工程简介
工程施工现场场地开阔，经查阅地勘报告及现场调查走访，施工范围内地上、地下无管线及建筑物、构筑物等障碍。
本工程管道埋深较大，地下水位较高，管道顶推力较大，工作井和接收井采用沉井的方式。
1.2 编制依据
（1）施工图纸 （2）《地质勘察报告》（详勘）
（3）国家现行的施工技术规范、验收标准及质量、安全技术规程 1）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268—2008）； 2）《给水排水工程顶管技术规程》CECS246-2008； 3）《建筑基坑支护技术规范》（JGJl20-2012）； 4）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）； 5）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）； 6）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2015）； 7）《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137：2015）； 8）《建筑与市政降水工程技术规范》JGJT111-1998 9）《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）
10)《建筑施工计算手册》（江正荣编著）
11)《沉井设计与施工》（段良策、殷奇）
12)《顶管施工技术及验收规范》（中国非开挖技术协会行业标准）
13)《危险性较大分部分项工程管理办法》建质 2009（87）号文 14)《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011 15)《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ311-2013
（5）我单位对本工程项目现场踏勘和了解的结果和以往类似工程的施工经验。
雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
6 页 共 76 页 1.3 地质概况
地勘报告对地质描述如下：
根据钻探揭示的地层岩性，结合原位测试、室内物理力学试验及地调等成果，将桥基岩土体可划分为 8 个工程地质层，自上而下依次为：
①土（Q42al+pl）：浅黄色，稍湿，松散以粉粒为主，约含 10﹪粉砂，含植物根系。钻孔揭示层厚 1.80～6.20m。[fa0]=120kPa。
②细砂（Q42al+pl）：褐灰色，稍湿，松散，主要成份以石英、长石为主，云母次之，级配一般。钻孔揭示层厚 1. 0～2.10m。[fa0]=160kPa。
③卵石（Q42al+pl）：褐灰色，饱和，中密，多呈浑圆状，母岩成份以石英岩、砂岩为主，泥砂质充填。钻孔揭示层厚 0.3～6.10m。[fa0]=650kPa。
④粉质黏土（Q42al+pl）：褐黄色，饱和，硬塑，以粘粒粒为主，土质均匀，局部含铁锰氧化物。钻孔揭示层厚 6.70～14.20m。[fa0]=300kPa。
⑤细砂（Q42al+pl）：褐灰色，饱和，中密，主要成份以石英、长石为主，云母次之，级配一般。钻孔揭示层厚 1. 4～8.20m。[fa0]=210kPa。
⑥粉质黏土（Q41al+pl）：褐黄色，饱和，硬塑，以粘粒为主，土质均匀，局部含铁锰氧化物。钻孔未揭穿该层。[fa0]=330kPa。
⑦粉质黏土（Q41al+pl）：褐黄色，饱和，坚硬，以粘粒为主，土质均匀，局部含铁锰氧化物。钻孔未揭穿该层。[fa0]=350kPa。
⑧细砂（Q41al+pl）：褐灰色，饱和，密实，主要成份以石英、长石为主，云母次之，级配一般。钻孔揭示层厚 3.7～5.20m。[fa0]=300kPa。
根据区域地质资料及进行砂土液化判别，项目区未发现对工程有影响不良地质现象。
拟建场地属非自重湿陷性场地，湿陷等级为Ⅰ级轻微。
区内地下水为赋存于第四系全新统松散层中的孔潜水，埋深一般 3.0～7.5m，水量较大，水位变化较小。据水质分析成果，地表水和地下水对混凝土具微腐蚀性，对混凝土中的钢筋具微腐蚀性。
根据拟建场地工程地质条件，按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规范表 4.1.1 划分，拟建场地为可进行建设的一般场地。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）查得，工点处地震动峰值加速度为 0.15g，相当于地震基本烈度雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
7 页 共 76 页 Ⅶ度，动反应谱特征周期为 0.40s。
土壤物理学指标见附表。
本标段顶管施工管段埋深为 9.88m（最浅处）~14.92m（最深处），根据地勘报告，管道处于地质单元里的粉质粘土层。
2. 施工部署
2.1 施工方案选择
2.1.1 工作井及接收井的施工方式 根据《给水排水工程顶管技术规程》（CECS:246）中第 10.2.3 条的规定，并结合分析其余施工方式，在考虑了地质情况、施工操作性、经济性等因素后，按设计要求工作井及接收井采用排水法沉井施工。
2.1.2 顶管机的选择 根据地勘报告可知，本地区土质多为粉土及粉质粘土，且地下水丰实。根据《给水排水工程顶管技术规程》（CECS:246）并结合以往施工经验，采用泥水平衡法顶管施工。
2.2 施工管理
2.2.1 管理机构 顶管施工是一项专业性很强的工作，故施工的专业技术负责人拉入本项目部管理班子，以加强项目部对顶管施工之控制。项目部组织机构如下图所示：
项目部组织机构图
2.2.2 主要负责人及联系电话
项目副经理 技术负责人 安全、质量责人 顶管专业技术负责人
顶管
工作井土建 项目经理 雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
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2.2.3 管理人员职责 (1)项目经理职责 1）对本专业工程的质量目标负全面领导责任，对工程施工过程质量活动的控制、管理、监督、改进负责。
2）贯彻执行 ISO9002 各项工作程序，建立工程的质量保证体系，制定岗位责任制度，建立质量工作讲评，奖罚制度。
3）按照优良质量标准管理、监督、检查各岗位负责人工作目标执行情况，并予以考核评定。
4）控制材料设备的采购与管理。
5）制定成本计划,对工程技术、经济指标进行控制，负责项目成本管理。
6）主管经营，落实合同条款，对合同管理负责。
(2)项目副经理 1）负责调配人力、物力、财力，保证施工正常进行，对工程进度负责。
2）协助项目经理搞好经营，落实合同条款。
3）协助项目经理落实材料设备的采购与管理。
4）对现场生产安全负主要责任。
(3)项目技术负责人 1）负责本专项施工的质量管理、技术管理和科技管理工作，直接领导技术质量部 的工作。
序号 姓
名 职
务 联系电话 1
项目经理
2
项目副经理
3
总
工
4
安全、质量负责人
5
专业技术负责人
6
工作井土建
7
顶管负责
雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
9 页 共 76 页 2）负责在本专项施工中贯彻技术规程、施工规范、质量标准及公司有关文件规定并督促实施。
3）负责本专项施工的检验、测量和试验设备控制及计量管理工作。
4）负责组织施工技术调查，编制专项施工方案。
5）组织审核设计文件，解决施工生产中的技术问题。
6）组织施工过程控制技术工作的具体实施。
7）参加本专项工程施工验收工作。
(4)项目专职安全员 1）对施工现场安全、文明施工和劳动保护工作的检查与安全隐患的督促整改负直接责任。
2）协助项目领导，认真贯彻执行党和国家的安全生产方针、政策和有关条例及各项规章制度。
3）参加项目部安全、文明施工和劳动保护措施的制订工作。
4）认真做好日常检查，做到预防为主，监督实施各项安全技术措施和安全技术交底，制止违章指挥和违章操作，遇有严重险情，有权暂停生产并组织人员撤离，及时报领导处理，对不听从劝阻的，应越级反映。对少数执意违章者、经教育不 改的，有权执行处罚办法。
5）协助项目部领导做好安全生产检查，督促、指导、检查各施工班组搞好班前、班后安全活动，总结、交流、推广安全生产经验，搞好新工人进场教育、安全技术培训及变换工种教育，负责安全生产宣传，开展安全活动。
6）对安全隐患存在较多较严重的施工部位，有权签发隐患通知单，并责令班组负责人限期整改。
7）参加脚手架、安全网等各种安全设施的验收工作。
8）参加项目部工伤事故的调查。
9）记录、搜集、整理和保管各种安全资料。
（5）技术员 1）配合技术负责人和专业技术负责人编制本专项工程施工方案。
2）按照施工组织设计、施工方案和施工工艺规程的要求，编制技术交底。
3）领导试验员、资料员的日常工作，并监督、检查。
雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
10 页 共 76 页 4）制定包括有见证取样要求的材料试验计划。
5）对工程所有原材料提出质量标准和技术要求，协助材料人员签订合同。
（6）质检员 1）负责整个专项工程质量的检查、监督工作,贯彻执行 ISO9002 质量保证体系的各项工作程序。
2）执行日常检查，组织工序之间的验收，执行奖罚制度，确保不合格工序不许流入下一个环节。
3）组织保管员、试验员对进场物资进行检查，确保工程材料合格。
4）组织日常分项工程的报验工作。
2.3 管理目标
（1）质量目标：合格。
（2）安全文明施工目标：安全文明标准化工地。
（3）工期目标：计划工期为 160 天。
3. 施工流程
3.1 施工流向安排
根据本顶管工程特点，自下游向上游施工，原则上以每个检查井作为顶管工作井或接收井，施工由下游开始向上游实施。本段顶进结束后移至下一相邻段，其后有土建组进行检查井施工及基坑回填。这样每个作业组自行流水，各工序交叉作业，以达到优质高效完成本工程的目的。
3.2 施工测量
（1）测量放线 在现场交桩的基础上进行施工放线，布设临时水准点和管道轴线控制桩。该标段在具体施工放线时，在检查井处应设置中心桩，必要时应设置控制桩。
（2）管道施工测量 1）在两个施工单位施工的工程衔接处，所设置的临时水准点应相互测校调整. 2）在管中心线和转折点的适当位置应设置控制桩，控制桩应妥善保护。
3）测量时，应对仪器进行检查调整，对原始记录作详细校对。
4）施工测量的允许偏差，应符合下表的规定。
雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
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3.3 施工工艺流程
项
目 允许偏差 水准测量高程闭合差 平地 L 20 （mm）
导线测量方位角闭合差 n 40 （″）
导线测量相对闭合差 1/3000 直接丈量测距两次较差 1/5000 施工准备 测量放线
沉井制作 平台及垫层施工 地面设备安装 降水及便道修筑 沉井封底 沉井施工 顶进施工 沉井下沉 顶进设备安装 辅助设备安装 机头坑内就位 雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
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12 页 共 76 页
图
3.3 - -1 1
4. 降水施工
4.1 降水方案
根据地勘报告，本标雨水管道埋设位置处于地下水位以下，采用排水下沉的施工方式。排水下沉为在基坑周围采用井点降水的方式将水位降至基坑底部 1.0m 以下。
降水井施工工艺流程为：平整场地→钻机成孔→下管→管井四周填滤料→清洗管井→降水。
4.2 降水计算
根据地勘报告显示，地下水位于原地面以下 5 至 6 米范围，此处按 5 米计。
场地各岩土层结构特征表
管节拼装 机头出洞 检查井施工 自检、验收
雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
13 页 共 76 页 土层 层号 土层名称 层厚 （m）
各层厚度（m）
颜色 湿度 土层描述 ① 粉土 1.8~6.2m 3.2 浅黄色 稍湿 稍密、土质均匀，局部含少量砂砾，其中 0~0.7m 为种植土，含少量植物根系，岩芯呈柱状 ② 细砂 1.0~2.1m 1.9 褐灰色 稍湿 稍密，主要成分以长石，石英，云母，级配良好，砂质均匀，岩芯呈散状。
③ 卵石 0.3~6.1m 2.7 褐灰色 饱和 中密，呈浑圆状，一般粒径20~60mm，最大 100mm，约占60%，泥砂质充填，母岩成份以石英石、砂岩为主，岩芯呈散状。
④ 粉质黏土 6.7~14.2m 13.8 褐黄色 饱和 硬塑，以粘粒为主，土质均匀，局部含少量铁锰氧化物，刀切面较光滑，岩芯呈柱状。
⑤ 细砂 1.4~8.2m 7.0 褐灰色 饱和 中密，主要成分以石英、长石为主，云母次之，级配一般。
⑥ 粉质黏土 4.7~14.0m 10.6 褐黄色 饱和 硬塑，以粘粒为主，土质均匀，局部含铁锰氧化物 假定：由于第六层粉质粘土的渗透系数远小于其它土层的渗透系数，近似将第六层视为不透水层。
①含水层厚度：H=16.5+1-5=12.5 m（16.5 米为沉井最大下沉深度，1 米为降水降至基坑底部 1 米以下位置。
②管井深度：依据 JGJ/T111-98《建筑与市政降水工程技术规范》，井点管深度为：H W =H W1 +H W2 +H W3 +H W4 +H W5 +H W6
式中：H W —降水井深度 H W1 —基坑深度，取 16.5m H W2 —降水水位距离基坑底要求的深度，取 1m H W3 —水力坡度作用基坑中心所需增加的深度。由于基坑等效半径 r=7.5 m，按照降水井分布周围的水力坡度 i 为 1/10～1/15，如降水井需影响到基坑中心，所需的降水管井深度 H W3 =r*i=0.75～0.50，取 H W3 =0.7 m，原理如下图：
雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
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图 图 4.2.2- -1 1
r—基坑等效半径
R-降水影响半径 S-降水深度 H-含水层厚度 H W4 —降水期间地下水位幅度变化。根据地质资料，H W4 取 1.0m H W5 —降水井过滤器的工作长度，取 2.0m H W6 —沉砂管长度，取 1.0m 代入上式：H W =16.5+1+0.7+1+2+1=23.2m，取 22.2m>H+地下水埋深=12.5m 因此降水模型按照潜水非完整井进行设计计算。
降水管井采用直径 300mm 的无砂混凝土管，布置在基坑上口 2.5m 处。
（1）基坑等效半径 基坑为沉井基坑，沉井内净长 a’=9m，净宽 b’=9m，第一节沉井井壁厚 h 0 =1.0m 故基坑长 a=（9+2×1.0）=11.0m 坑长宽 b=（9+2×1.0）=11.0m 等效半径 r＝0.29（a+b）
=0.29×（11.0+11.0）
=6.38m，综合考虑取等效半径 r=7.5 m （2）渗透系数 由于含水层穿越多个土层，故采用加权平均法计算含水层渗透系数。
土的渗透系数 K K
土名称 渗透系数 K m/d cm/s 粘土 <0.005 〈6*10^-6 粉质粘土 0.005-0.1 6*10^-6~1*10^-4 雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
15 页 共 76 页 土名称 渗透系数 K m/d cm/s 粉土 0.1-0.5 1*10^-4~6*10^-4 黄土 0.25-0.5 3*10^-4~6*10^-4 粉砂 0.5-1 6*10^-4~1*10^-3 细砂 1.0-5 1*10^-3~6*10^-3 中砂 5.0-20 6*10^-3~2*10^-3 均质中砂 25-50 4*10^-2~6*10^-2 含粘土中砂 20-25 2*10^-2~3*10^-2 粗砂 20-50 2*10^-2~6*10^-2 均质粗砂 60-75 7*10^-2~3*10^-2 圆砾 50-100 6*10^-2~1*10^-1 卵石 100-500 1*10^-1~6*10^-1 无填充物卵石 00-1000 6*10^-1~1*10 稍有裂隙岩石 0-60 2*10^-2~7*10^-2 裂隙多的岩石 60 >7*10^-2
根据上表可以查得土层①~⑤层渗透系数 K 分别为：0.3m/d、3m/d、300m/d、0.05m/d。
采用加权平均法计算的含水层综合平均渗透系数 =10.00 m/d （3）降水影响半径
=321.1m，取 R=322 m 其中基坑水位降深 S=12.5m （4）总涌水量 含水层底板至滤头有效工作部分顶部的长度 h=含水层范围内管径长度-含水层厚度=（23.2-5）-12.5=5.7m
)2(h Hh m =（12.5+5.7）/2=9.1m ) 2 . 0 1 lg( ) 1 lg(366 . 10 02 2rhll hrRh Hk Qm mm
=577.44 m3 /d 其中 H=12.5m，r 0 =7.5m ，R=322m，K=10m/d （5）单井出水量 kH S R 2 雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
16 页 共 76 页 ①根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012），单井出水量为：
q=120πrsl`3K =1429.86m3 /d 式中：q——单井出水量（m3 /d）； r s ——管井半径（m），取 0.15m； l`——过滤器进水部分的长度（m）；根据本项目地勘，滤水管自卵石层顶面（取 2.0m）
K——含水层渗透系数（m/d）
②按照按水泵抽水功率出水量计算 q=65πdl`3K =1440m3 /d 式中：q——单井出水量（m3 /d）； r s ——拟采用水泵抽水管管径（m）； l`——过滤器进水部分的长度（m）； K——含水层渗透系数（m/d）； 参照两种计算结果，取较小者，单井出水量为 1429.86m3 /d 考虑管井相互影响，根据以往施工经验，实际的单井出水量只有设计计算的70%，故最终单井出水量为 q=1000 m3 /d （6）管井数量 管井数量为：
n=Q/q=577.4/1000=0.58 口 考 虑 常 规水 泵 损 坏时 维 修 问题 ， 取 1.1 的 富 余系 数 ， 管井 数 量 为1.1*0.58=0.638 口，故每个工作井设置 1 口管井,另外预留一口管井备用，如原管井降水不能满足施工需要时，及时补设管井，布设在靠近泾河的一侧，以确保地下水位始终位于基坑底 1m 位置。
综上所述，本工程降水管井为直径 300mm 的无砂混凝土管，管井深度为 22.2米，，抽水水泵采用流量 90m3 /h，功率 7.5kw，扬程为 25 米，抽水管径为 100mm。并备有两台应急水泵和一台发电机，确保降水连续。
根据以上深井降水的技术参数测算，沉井外围应布置 2口深度为 22.2m 的深井，降水深度可达到 16.5m 左右，以此保证降水效果能满足排水沉井和干封底的施工的需要。
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第
17 页 共 76 页 3 4.3 降水井布置图及排水措施
降水井应布置在基坑四周呈封闭状态，因抽出的水为清洁的地下水，所以可以经就近的灌渠直接排放，最终流入泾河。降水井布置平面图如下：
施工围护沉井基坑降水井降水井降水井降水井
4.4 降水监测与管理
（1）降排水之前观测一次自然水位，在抽水开始的 5～l0 天内，要求每早晚各观测一次水位、流量；以后改为每天观测一次，并作好记录。进入雨季或出现新的补给源时，应增加观测次数。
（2）对观测记录应及时整理，绘制 Q ～ t （抽水量与时间）与 S ～ t （水位下降值与时间）关系曲线图，分析水位下降的趋势与流量变化，预测水位下降达到设计要求的时间；根据实际抽水情况，研究降水设计的可靠程度或提出调整措施：查明抽水过程中的不正常状况及其产生的原因，及时组织排除。
（3）对抽水设备应建立定期检修保养制度，保持设备的正常运行，并备有两雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
18 页 共 76 页 台应急水泵，一台备用发电机，以确保抽水连续。
（4）抽出的水应排至降水区以外，不应产生回渗。遇有大雨或暴雨，应及时排除地面和基坑积水，以减少下渗，保证降水。
5 4.5 其他注意事项
（1）管井必须清洗干净，井管应高出四周地面 50cm 以上并对沉井抽水实验，合格后正式运转，抽水时间从工作坑施工之日起前一周至该段检查井砌筑结束。
（2）
闭水试验完成前，抽水昼夜进行。
5. 沉井
沉井为临时性结构，主要为顶管施工服务，顶管施工完成后，在工作井、接收井内浇筑检查井、升井筒，回填沉井。
1 5.1 沉井结构形式
本工程中的沉井分为工作井、接收井两种，采用钢筋混凝土方形构筑物，工作井净尺寸为9*9m，刃脚、第二节壁厚1.0m，第一节沉井壁厚0.8m，井筒内面积为81m2 。接收井净尺寸为6.0*6.0m，刃脚、第二节沉井壁厚0.9m，第一节沉井壁厚0.7m，井筒内面积约36m2 。
工作井沉井结构高度分别为Y12(H=12.19m)、Y14(H=14.30m)、Y16(H=16.5m)、Y18(H=12.12m)、Y19(H=11.56m)；接收井沉井结构高度分别为Y13(H=13.19m)、Y15（H=15.41m)、Y17(H=11.92m)。
工作井、接收井结构按设计采用 C30 砼，干封底混凝土采用 700mm 厚底板毛石混凝土。
2 5.2 沉井施工流程
沉井施工流程为：基坑开挖→砂砾土垫层找平→刃角砖模垫层→钢筋绑扎→模板支设→砼现浇→养护→拆模→刃脚下沉→第二节沉井的制作→养护→拆模→沉井下沉→第一节沉井的制作→养护→拆模→沉井下沉→沉井封底。
3 5.3 沉井基坑开挖
沉井采取在基坑中制作，以减少下沉深度，降低施工作业面。基坑开挖深度为2 米，考虑到拆除垫层和支架模板操作的需要，基坑应比沉井宽 2 米，基坑外侧设挡水围堰，防止外来水进入基坑。距基坑 2.5 米布设管井，降低地下水位。
雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
19 页 共 76 页 沉井施工过程中，挖出的土方应及时外运至指定弃土场，以免对沉井下沉及周边环境造成影响。
为保证制作沉井的地基具有足够的承载力，基坑底部若为松软的土质，必须予以清除，以砂或砂土回填、整平、夯实，防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降，造成井壁开裂。基坑开挖用反铲挖土机进行，并辅助人工整平。
5.4 沉井计算
5.4.1 沉井刃脚垫层 （1）按设计要求采用 C15 砼浇筑，厚度为 0.3m，宽度为 2m。
（2）沉井模板计算 取第一次施工高度 7.0m，墙厚 0.8m，浇筑速度 V=2.0m/h，混凝土重力γc =25KN/m3 ,浇筑温度 T=30℃，模板后竖楞采用 50*100 木方，间距 250mm,横楞采用 2Φ48*3.0 钢管，间距 500mm。
采用内部振捣器时，新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力，可按下二式计算，并取二式中的最小值: F=0.22γ c
t 0 β 1 β 2 V0.5
（式 3-1）
F=γ c H
（式 3-2）
式中 F——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2 ）；
γ c ——混凝土的重力密度（KN/m3 ），取γc =25kN/m3 ；
t 0 ——新浇筑混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。当缺乏试验资料时，可采用 t=200/（T+15）计算；
T——混凝土的温度（℃）；
V——混凝土的浇灌速度（m/h）；
β 1 ——外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取 1.0；掺具有缓凝作用的外加剂时取 1.2；
β 2 ——混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于 30mm 时，取 0.85；50~90mm 时，取 1.0；110~150mm 时，取 1.15。
混凝土侧压力的计算分布图如下图所示，有效压头高度 h（m）按下式计算：
h=F/γ c
根据上述公式算出的混凝土最大侧压力标准值列于下表 4.2-1。
雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
20 页 共 76 页
新浇筑混凝土对模板侧面的最大压力计算表
表 表 4.2- -1 1
5℃ 10℃ 15℃ 20℃ 25℃ 30℃ 35℃0.3 30.12 24.10 20.08 17.21 15.06 13.39 12.050.6 42.60 34.08 28.40 24.34 21.30 18.93 17.040.9 52.18 41.74 34.79 29.82 26.09 23.19 20.871.2 60.25 48.20 40.17 34.43 30.12 26.78 24.101.5 67.36 53.89 44.91 38.49 33.68 29.94 26.941.8 73.79 59.03 49.19 42.17 36.90 32.80 29.522.1 79.70 63.76 53.14 45.54 39.85 35.42 31.882.4 85.21 68.16 56.80 48.69 42.60 37.87 34.082.7 90.37 72.30 60.25 51.64 45.19 40.17 36.153.0 95.26 76.21 63.51 54.44 47.63 42.34 38.114.0 *110.00 88.00 73.33 62.86 55.00 48.89 44.005.0 *122.98 *98.39 81.99 70.28 61.49 54.66 49.196.0 *134.72 *107.78 89.81 76.98 67.36 59.88 53.89浇筑速度V（m/h）混凝土的最大侧压力标准值（KN/m 2 ）注：1.根据式 3-1 计算，普通混凝土坍落度为 5~9cm，未掺外加剂；
2.带*的数值实际应按 90kN/m2 的限值采用 。
荷载计算：
F=0.22γct 0 β 1 β 2 V ½ =(0.22*25*200/(30+15))*1*1*2 ½ =34.57kN/m2
F=γ c H=25*5.4=135.00kN/m2
有效压头 h=34.57/25=1.38 m 取二者中较小值 F=34.57kN/m2 作为对模板侧压力标准值，并考虑倾倒产生的水 混凝土侧压力计算分布图
图中：H 为混凝土浇灌高度 雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
21 页 共 76 页 平荷载标注值 4kN/m2 ，分别取荷载分项系数 1.2 和 1.4，则作用于模板的总荷载设计值为：q=34.57*1.2+4*1.4=47.08 kN/㎡ 当墙侧采用木模板时，支承在内楞上，一般按三跨连续梁计算，按强度和刚度要求，容许跨度（间距）按下式计算：
按强度要求
（式 4-3）
按刚度要求 400l] [1504 EIl q l
（式 4-4）
式中 M——墙侧模板计算最大弯矩（N·mm）
q l ——作用在侧模板上的侧压力（N/mm）； l——侧板计算跨度（mm）； b——侧板宽度（mm），取 1000mm； h——侧板厚度（mm）； f m ——木材抗弯强度设计值，取 13 N/mm2 ； ω——侧板的挠度（mm）； [ω]——侧板容许挠度，取 l/400； E——弹性模量，木材取 9.5×103
N/mm 2 ；钢材取 2.1×10 5
N/mm 2 ； I——侧板截面惯性矩（mm4 ），I=bh 3 /12 按刚度要求，采用标准荷载，同时不考虑倾倒混凝土荷载 q l =1.2*34.57*1=41.18 kN/m=41.18 N/mm 按强度要求由式 7-3 计算：
需要内楞间距 l: l=147.1*15*（1/34.57）
½ =321.57 mm 按刚度要求由式 7-4 计算：
需要内楞间距 l: l=66.7*15*(1/34.57）
⅓ =227.07 mm 雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
22 页 共 76 页 取二者中较小值 l=277.07mm>250mm，满足要求。
墙侧模板计算最大弯矩 M: M=41.18*321.572 /10= 318466.81 N·mm [M]=[f m ]bh2 /6=13*1000*15 2 /6= 487500.00 N·mm M<[M],弯矩满足要求。
侧板挠度ω=34.57*145.814 /（150*9.5*10 3 *1000*15 3 /12）
=0.61mm [ω]=l/400=0.69mm ω<[ω],挠度满足要求。
（3）钢筋绑扎及模板支拆 在钢筋绑扎前，搭设好施工用脚手架（兼作砼浇筑工作平台），且施工脚手架不得与模板支架相连接。钢筋绑扎与摸板支立应交错进行，刃脚斜面砖砌粉饰——绑扎刃脚钢筋——临时支立墙身内侧模板——支立外侧模板——模板整体加固。模板采用普通钢模和异形模板拼成大模板，主要对穿螺杆拉撑固定，辅以钢管支撑，安拆用吊车进行。第一节沉井顶面下沉至距沉井外侧地面高度 1.0m 为位置，应暂停下沉。开始绑扎第二节沉井钢筋、支设模板，模板底面应至少高出地面 0.5m（第三节沉井施工也应满足此要求）。筋绑扎和搭接应按规范严格执行，并参照设计说明和图纸施工，尤其注意各种预埋件、预留钢筋的位置、数量及规格。
（4）混凝土浇筑 混凝土浇筑采用商品混凝土。坍落度控制在 120mm，由汽车吊吊至内脚手平台，
洞口密封图
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第
23 页 共 76 页 人工入模。混凝土入模应注意对称布料并及时振捣，使上下砼结合成一体。入模振捣用插入式振捣棒进行，为确保振捣质量，在模板一侧开一定数量的振捣窗，便于振捣棒入模振捣，浇筑完窗下部分混凝土后，立即封闭。
工作井按设计要求采用分次制作、分次下沉的方法施工。第一次混凝土浇筑完成后，待混凝土强度达到设计强度后，拆除刃脚砌体及 C15 砼垫层，开始下沉。第一次下沉、第二次下沉应在高出地面 1.0m 处暂停下沉。开始浇筑第二节混凝土，施工缝应凿毛，并用水冲，再铺一层 20mm 砼配比的水泥砂浆，然后浇筑。浇筑混凝土时，应有专门的指挥人员，保证连续、对称作业。
混凝土浇筑后应及时加强养护，加盖草包及湿水润湿，并确保带模养护时间。
（5）井壁预留孔洞处理 为避免下沉时泥土和地下水涌入沉井内，下沉前井壁预留洞口采用在混凝土浇筑时预埋长 0.5 米螺杆，外露 8cm，沿预留洞口按 0.2 米间距埋设；其次将事先加工好厚 1cm 预先打好对应螺栓孔的钢板穿入对应螺杆，最后在螺杆上穿入钢圈，按设计要求施宁螺母。沉井施工完成后，顶管开始顶进前，松开螺母，在钢圈、钢板上分别焊接吊环用人工配合，拆除钢圈、钢板，开始顶进施工。预留洞口封堵如下图。
5.4.2 沉井下沉计算 沉井上部无建筑，考虑依靠自重下沉。
根据使用要求，沉井平面为矩形，内净长 L1=9m，净宽 L2=9m，结构高度 H=16.5m，地下水位埋深 1m，采用分次制作，分次下沉。
场地各岩土层结构特征表
土层 层号 土层 名称 层厚 （m）
颜色 湿度 单位摩阻力 fk （Kpa）
土层描述 ① 粉土 1.8~6.2m 浅黄色 稍湿 15 稍密、土质均匀，局部含少量砂砾，其中 0~0.7m 为种植土，含少量植物根系，岩芯呈柱状 ② 细砂 1.0~2.1m 褐灰色 稍湿 15 稍密，主要成分以长石，石英，云母，级配良好，砂质均匀，岩芯呈散状。
雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
24 页 共 76 页 土层 层号 土层 名称 层厚 （m）
颜色 湿度 单位摩阻力 fk （Kpa）
土层描述 ③ 卵石 0.3~6.1m 褐灰色 饱和 20 中密，呈浑圆状，一般粒径20~60mm，最大100mm，约占60%，泥砂质充填，母岩成份以石英石、砂岩为主，岩芯呈散状。
④ 粉质黏土 6.7~14.2m 褐黄色 饱和 25 硬塑，以粘粒为主，土质均匀，局部含少量铁锰氧化物，刀切面较光滑，岩芯呈柱状。
场内浅层地下水为赋存第四系全新统松散层中的孔潜水，埋深一般 3.0~7.5m，水量较大，水位变化小，主要受大气降水及泾河河水补给。
下沉验算及刃脚 假 设 刃 脚 、 第 二 节 壁 厚 g1=100cm ， 第 一 节 井 壁 厚 g2=80cm ， 外 长L11=L1+2g1=9+2*1.0=11.0m，外宽 L21=L2+2g1=9+2*1.0=11.0m；刃脚踏面宽度a=20cm,b=g-a=80-20=60cm,刃脚斜面高度 hl=50cm,底板厚度 B2=70cm。井壁钢筋混凝 土 重 度 按 γ c=25KN/m3计 算 。
计 算 跨 度 L10=L1+g1=9+1.0=10.0m ，L20=L2+g1=9+1.0=10.0m。沉井采用三次制作，三次下沉，刃脚的制作高度为 5.4m，第一节与第二节分别为 5.5m、5.6m。
地勘报告显示地下水位位于原地面以下 5 至 6 米，故验算过程中地下水埋深按5m 计。
根据桥头钻孔，沉井深度范围内各土层厚度依次为：3.2m、1.9m、2.7m 与 13.8m。
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第
25 页 共 76 页 剖面图
平面图
1）井壁重计算 V 井壁 =（9+1）*4*1.0*5.4+（9.4+0.8）*4*0.8*（16.5-0.4）+0.4*0.4*2*16.5
=583.58 m3
Gk=V 井壁 ×γc=583.58×25=14589.60 KN 2）摩阻力计算 多层图的加权平均单位摩阻力：
带入相应数值，计算得 f k =20.84 KPa 沉井外壁为直壁，井壁侧摩阻力分布如下图所示；
井壁总摩阻力为：
F fk =[fk*5/2+fk*(H-5)](L11+L21)*2=12836.65 KN 3）下沉系数计算 由于沉井采用排水施工下沉， 浮力：F fw，k =0 下沉系数：k st =（G K -F fw,k ）/F fk =14589.60/12836.65=1.16＞1.05 满足下沉要求。
4）下沉稳定验算 由于下沉系数较小，且无软弱土层，故无需进行下沉稳定验算。
（2）使用阶段沉井抗浮验算 雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
26 页 共 76 页 1）使用阶段沉井自重计算 G=Gk+L1*L2*hl*γc=16855.90 KN 2）使用阶段浮力计算 F f =V 井，水 ×γ s =18755.00 KN 3）抗浮系数计算 K f =（G+F fk ）/F f =（16855.90+12836.65）/18755.00=1.58 ＞1.15，满足抗浮要求。
（3）刃脚
按设计要求，工作井、接收井刃脚高度均为 0.7 米。
5 5.5 沉井下沉
本工程中沉井是整个工程的基础，故下沉控制非常重要，一旦发生倾斜就会给后续工序带来困难，故需精心施工，均匀下沉。每次沉井下沉前均要按规范进行沉井下沉计算，需满足下沉系数 K＞1.05。每次下沉前都要注意有关下沉的技术数据，如井壁实际阻力等，供每次下沉系数计算时考虑。
1）初沉阶段 沉井浇筑后，开始首次下沉。沉井下沉必须由专人指挥。初沉采用人工配合机械下沉。
初沉是沉井下沉最关键的工序。此时四壁无约束无摩擦力，全部重量靠垫层承担，下沉系数很大。沉井重心又高，开挖若不均匀，就可能倾斜位移，刃脚下的垫层要分层均匀开挖，每层厚度 15cm，在刃脚沿线全面进行。沉井入土后，挖土应分层、均匀、对称的进行，分层厚以 15cm 左右一层为宜。
2）平稳阶段 沉井均匀对称下沉，井内土面高差一般应控制在 0.5m 以内，为防止突沉，靠近刃脚处尽可能不掏土，发现沉井倾斜，应及时纠偏，如出现突沉，应分析原因，及时采取措施。
3）受控阶段 终沉在下沉至设计标高 2m 时进行。
沉井终沉采用长臂钩机挖土，汽车运土。沉井下沉过程中，在做好观测、分析刃脚压力变化、分析挖土深度与沉井下沉量的关系的基础上，确定合理的开挖深度，雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
27 页 共 76 页 让沉井缓缓“穿刺”下沉，防止因开挖过深形成突沉，特别是沉井最终接近设计标高时，尽量控制好井底开挖量。
（5）沉井封底 当沉井沉到设计标高，一般经 2～3 天 ，下沉稳定，在 8h 内累计不大于 10mm时，即可进行沉井封底。本工程采用排水封底方案，对封底质量要求严格，不允许出现渗漏。分两步进行，第一步进行土形整理，使之呈锅底形，自刃脚向中心挖放射形排水沟，填以石子做成滤水暗沟。在中部设 4 口集水井,另外备用积水井 2 口， 井深 1～2m ，插入直径 0.6～0.8m 周围有孔的钢管，采用土工布包裹，并在四周填以卵石，使井中的水都汇集到集水井中，然后用潜水泵抽出，以确保地下水位保持低于井底面 50cm。刃脚混凝土凿毛、洗刷干净，然后在井底对称均匀浇筑混凝土底板，在四角的某一角留 0.4*0.4 米的积水坑用于排除井底积水。混凝土养护 14d ，在封底的集水井中应不间断地抽水，待底板混凝土达到 70%设计强度后，进行第二步，对集水井逐个停止抽水,逐个进行封堵。方法是在抽除井筒水后，立即向滤水井中灌入 C50 早强干硬性混凝土捣实，再在上面浇筑一层混凝土，使之与底板平。封底时因上部结构尚未施工，设备管道未安装，应观测沉井的稳定性。
（6）沉井外壁空隙处理
沉井下沉结束后，应及时采用注入水泥砂浆的方式对沉井外壁空隙进行填充处理，以确保沉井及沉井周边土体稳定。注浆时应依据试验确定的注浆压力和注浆量进行控制，并严控注浆范围。
5.6 沉井测量、质量控制及注意事项
（1）沉井下沉测量要求 1）在凿除砖砌斜面和砼垫层前，必须在井顶及井壁上画出沉井的纵横中线，中线用于沉井垂直度与位移的监测。
2）凿除斜面底模和砼垫层时，要加强垂直度，下沉量测量，发现倾斜立即纠正。
3）沉井初沉时，每班至少作两次监测，（中线位移、垂直度、下沉量），每开挖一层土均应作一次下沉量、垂直度测量。
4）挖土下沉时，视下沉速度，每班测 l-2 次，发现异常现象，应加密监测次数并采取相应技术措施进行纠偏。
雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
28 页 共 76 页 5）在纠偏过程中要增加监测次数。
6）沉井接近设计标高时，应放慢下沉速度，沉井沉至距设计标高 100mm 时停止挖土下沉，并加强监测直至稳定。
（2）下沉注意事项 1）沉井下沉时，井内除土应先从中间开始，均匀、对称地逐步向刃脚处分层取土，使沉井均匀下沉，防止偏斜，特别是下沉初期，沉井入土较浅，土层对沉井的平衡稳定作用差，容易产生偏斜，尤应注意。在挖土下沉过程中，不应偏除土，避免沉井发生偏斜。
2）下沉中随时掌握土层变化情况，分析和检验土壤阻力与沉井重量的关系，控制其除土部位及除土量，使沉井平衡地下沉。
3）下沉过程中，应做好标高、下沉量、倾斜和位移的测量工作、随时注意纠正沉井的偏斜。
4)当第一次沉井接近预定标高时，应调平沉井，准备接高。此时应特别注意除土部位及深度，防止沉井下沉量过大或产生较大偏斜，增加接高工作的困难。
5）沉井下沉至设计标高以上 2m 前，控制井内除土量，注意调平沉井，防止因除土量过大及除土不均，而使沉井突然大量下沉并产生较大的偏斜，增加准确下沉至设计标高的困难。
6）在工作井沉井开始下沉前，在其周围构筑物及地面设置一定数量的沉降、位移观察点，随时观测沉井周围地面的塌陷、开裂情况和构筑物沉陷、位移的情况，以便迅速采取措施，确保附近设施的安全。
沉井下沉开挖方法示意图: 雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
29 页 共 76 页
（3）施工偏差的处理 由于工作井和接收井是本顶管工程的基础，因此在沉井施工过程中一定要加强控制，确保沉井准确下沉到位，并且要制定尽可能详细的处理措施，为施工过程中可能出现的问题做好准备工作。
1)倾斜处理 沉井下沉过程中倾斜率要控制在 1/150～1/200，超过 1/200 时就要进行纠偏，纠偏方法是在倾斜的相反一侧刃脚偏除土，在井壁外侧射水冲刷，井顶施加水平力予以纠偏。
2)水平位移处理 纠正位移时，可先有意偏除土使沉井向偏位的方向倾斜，然后沿倾斜的方向下沉，直至沉井底面中心与设计中心位置相合或接近时，再将倾斜纠正或纠至向相反方向倾斜一些，最后调整至使倾斜和位移都在容许偏差范围内为止。
3)沉井位置扭转的纠正 在两对角偏除土，在另两对角偏填土，借助于刃脚下不相等的土压形成的扭矩1000~1500 400~500 4
3 2
说明：1——沉井刃脚
2——边壁留置土堤
1、2、3、4——削坡次序 雨水管线工程降水、沉井及顶管专项施工方案
第
30 页 共 76 页 使沉井在下沉过程中逐渐纠正其位置。
（4）沉井下沉中特殊情况的处理 1)沉井突沉的处理 为了确保施工顺利进行，防止由于挖土过快或地质骤变等使下沉失控，产生突沉，在施工前一定要对施工地点进行实地考察，详细了解土质情况，做到心中有数。在下沉过程中如遇到突沉采取如下处理措施：
①沉井下沉速度过快时，首先要放慢挖土速度，始终保持刃脚以上有较厚的土，使井壁内侧亦承受一定的摩阻力，刃脚下土的阻力和井壁内、外侧摩阻力之和与...
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