顶管竖井施工方案

北京雁栖湖生态开展示范区污水干线工程竖井施工方案编制审核审批北京年月20213书目第一章工程概况1工程概况错误!未定义书签工程简介1地质状况1水文状况1主要工程量1合作单位1第二章施工测量2地面限制点的布设错误!未定义书签平面限制错误!未定义书签地上、井下联络测量2井下高程点的设置错误!未定义书签施工监测3第三章顶管竖井施工3竖井施工错误!未定义书签工作坑施工方法3顶管工作坑的选择3顶管工作坑尺寸确定3竖井施工工艺流程3顶管工作坑施工4最大反力矩Mmax=

78373.33N-m最大剪力Qc=-235120N-02m工字钢抗弯截面系数抗弯许应应力［］25#423cm3,=200MPa工字钢的最大抗弯为所以工字钢满意要求25#423X-m,计算截面的抗弯承载力〕31MU⑴条件混凝土抗压强度设计值为级钢筋抗拉强度设计值为C20fcm=27N/mm2,II抗压强度设计值为受拉钢筋截面积fy=340N/mm2,fy‘=340N/mm2o020AS=628mm2,020受压钢筋截面积竖向连接筋为中其受拉钢筋面积为受压钢AS=628mm2,20,628mm2,筋面积为则.矩形截面的有效高度，纵向受拉钢筋的合力点到截面受6282hO=220nlm拉边缘的间隔as7=30mmo⑵求受压区高度X二X fyAS—⑶截面的抗弯承载力MUMU=fem bxh0—x/2+fy7AS，hO—as〔=104+340X628+628+628+628X220—30••M所以锚喷混凝土构造截面的抗弯承载力大于弯矩的设计值其抗弯承载力MU M,是能保证截面平安牢靠的通过以上计算也可知道在型钢支撑处混凝土构造所承受的剪力值最大，最大为而混凝土构造抗剪承载力为

372.45KN,X27X1000X所以锚喷混凝土构造截面的抗剪承载力是能保证截面平安牢靠的［计算根据:“中国建筑工业出版社〃出版的简明施工计算手册为进步平安系数，增大基坑纵向及横向支护的刚度，在基坑米一侧的中间安装6一道暗柱，安装位置及尺寸见配筋图，并且米以下的钢支撑，增加两道〔详细见配6筋图〕对钢筋焊接必需进展焊样送检，到达合格前方可焊接工作平台起重架由工字钢支搭而成，顶管工程下管、吊运出土的工作支架采30#纳根定型钢管做顶管支架，负责土的吊运，同时安装卷扬机及4168X8X9000mm10t滑轮组负责混凝土管的吊运顶管工作平台布置示意图第四章质量标准竖井格栅钢架质量要求序号项目允许偏向检验方法受力钢筋成型长度用尺量1+5,-10弯起成型钢筋的弯起点位置2±20箍筋尺寸用尺量，宽、高各计点30,-31喷射混凝土质量要求序号检查工程允许偏向（）检查方法mm隧道拱顶标高用水准仪检查，一个点1+20-030nl隧道宽度用经纬仪及钢尺检查，一处2+20-030m每检查一个断面,每个断面15m从拱部中线起，隔而设一个1m喷层厚度不应小于设计厚度3检查点，但每个断面不得少于5个占第五章成品爱护竖井格栅钢架）加工成型的格栅在运输、安装中制止抛摔，防止变形1〕成型的格栅构件应归类码放整体，防止变形或安装错误2喷射混凝土）底板喷射混凝土强度未到达前，应在实行爱护措施前方可上人作业1L2MPa）注浆管应实行爱护措施，防止喷射混凝土堵管喷射混凝土后应根据所埋设的2厚度标记，刚好用铁锹或抹子将超过厚度的部分清晰，严禁拍打第六章平安措施格栅钢架制作、安装）卷扬机司机、电焊工、电工等必需持证上岗1）在电焊及气焊四周严禁堆放易燃、易爆物品2〕格栅钢架码放高度不得超过，并制止抛摔3喷射混凝土）喷射机、风包、输水管等应进展密封性能和耐压试验，合格前方可运用1）喷射混凝土施工作业中，要常常检查出料弯头、输料管和管路接头有无磨损、击2穿或松脱等现象，发觉问题，应刚好处理）处理机械故障时，必需使设备断电、停风3〕喷射作业中处理堵管时，应先停风，再停顿供料，顺着管路敲击，人工清理4）喷射混凝土作业人员应穿戴防尘用具5顶管平台及起重架错误!未定义书签第四章质量标准10竖井格栅钢架质量要求10喷射混凝土质量要求10第五章成品爱护10竖井格栅钢架10喷射混凝土10第六章平安措施11格栅钢架制作、安装11喷射混凝土11第一章工程概况.工程简介1本工程为北京雁栖湖生态开展示范区污水干线工程第四标段污水干线现状雁栖大街南侧现状中高路南侧；桩号段，主管全长米，主〜k=0+000-—k=l+

903.

51903.5线管径钢筋混凝土管，管顶埋深米，穿越雁栖河西路D=

10504.5〜

6.5本段拟采纳人工顶管法施工，根据现有地堪报告提示穿越地层土质为卵石层，且地下稳定水位在施工面以下，特制定本施工组织设计地质状况根据地质勘查报告显示，按设计管道底标高相应穿越土层卵石为主，部分有砂质粉土详见工程地质勘查报告水文状况本工程地质勘查报告显示，在岩土工程勘察期间，在米深度范围内未见地下20水，近年最高水位标高为米左右本工程可不考虑地下水的问题3〜530主要工程量本段穿越管线主线管径中钢筋混凝土套管，管长度米污水检查井

10501903.5座顶管工作坑座，工作坑采纳锚喷支护法方式4242合作单位

1.2甲方单位设计单位监理单位:施工单位:第二章施工测量顶管施工测量是顶管施工中一个非常重要的工作环节，为保证施工中管道位置的精确性，结合该工程的特点，实行地面限制测量及井下限制测量为满意施工须要，现场组建测量小组由测量工程师负责，专职负责限制测量及日常的施工测量根据测绘院供应的测量限制点的坐标和高程，布置现场的测量限制点，并设永久性测量限制桩导线两端点依附于高一级的限制点在工作井及接收井旁边适当加密导线点，以利于井下投点根据工程实际状况，该工程的平面限制采纳地面导线形式限制，导线等级为一级各导线点需选择在相宜的位置导线点埋设要严格执行标准中有关埋点造标的规定导线点在运用前要进展复核经确认无误前方可运用导线边长选择在导线环上500m,的个点均布设于施工影响范围以外，防止损坏及丢失导线的测设在工程开工前完成，地面导线布设采纳一级导线导线测量根据标准中一级导线的标准进展，并对测量成果用相关软件进展平差导线测量精度到达一级导线的主要技术要求:测角测距方位角相对等级边长测回数中误差中误差闭合差闭合差一级500m5”15mm2⑴工）10nl/2〃1/15000注-测站数n地上、井下联络测量

2.3顶管施工的中线及高程限制点，均设在工作井的底板上，这就须要采纳地上、井下联络测量的方法，把地面限制点传递到井下联络测量采纳一井定向的几何方法，即联络三角形法为了进步测量精度，由井上向井下投点采纳投点仪，或垂线进展垂点，测角运用型经纬仪，采纳全员观测测回，测角中误差为土〃，半测回来零差J29限差12〃，各测回互差限差为12〃mni,同一边长各次丈量之差不得大于1mm,符合要求后取算术平均值作为丈量结果，并求出算术平均中误差为W..m=±----------式中2n-1每边丈量自数n——算术平均值与每次丈量结果之差井下高程点是由地面限制点经竖井导入的，首先在地面建立近井水准点个，并3在井上向井下悬挂钢卷尺，井上与井下分别架设的两台水准仪同时进展观测，需进展次独立观测，每次错动钢尺当高差误差不大于时，取其平均值运用33cnT5cni,3nlm地下水准点可于导线点设在一起施工施工监测在顶管工作坑及管道顶进施工过程中，对工作坑周边建（构）筑物及管线沿线穿越的道路、房屋、电线杆等进展监测，防止塌陷事故发生，监测频率为每天早晚各一次，由专人进展负责，沉降量超过马上上报工程总工，实行措施；沉降量超过30mm,马上上报工程经理，停工处理50IHIII第三章顶管竖井施工工作坑施工方法本工程设主顶工作坑及接收坑座，采纳“逆作法〃施工，工作井完成后净空42尺寸为及4m X6m X7m4m X4m X7m顶管工作坑的选择在选择顶管工作坑时，综合考虑地上和地下的状况，避开高压线、电信电缆、地上建筑物及地下管线和构筑物，根据设计井位及现场实际状况择优确立顶管工作坑和接收坑顶管工作坑尺寸确定工作坑底部平面尺寸符合下式要求工作坑底部开挖宽度（见下列图）B=D+S管道外径；L————操作宽度，可取S

2.4~

3.2工作坑底部长度L=L+L2+L3+L+L5工具管长度；L——管节长度；L——2运土工作间长度；L―3千斤顶长度；L————后背墙厚度L5经计算，主顶工作开挖尺寸为6mX4m.竖井施工工艺流程工作坑及接收坑均采纳逆做法施工，采纳网构钢架+双层钢筋网片喷射混+C20凝土，混凝土厚度为250；竖井施工工序分四步施工即施工打算、井圈施工、井身开挖、竖井封底竖井开挖支护施工工艺流程施工准备井圈开挖井圈锁口碎施工人工开挖土方架立格栅钢架、喷碎支护顶管工作坑施工根据埋深及地质施工要求及沿线状况，顶管工作坑拟采纳锚喷混凝土构造，1平面净尺寸为坑深约顶管接收坑的平面净尺寸为坑深约6niX4m,7m,4mX4m,7mo工作坑施工2根据现况土质状况，为确保工作坑的平平稳定，不破坏路面构造层，在路面构造层以下浇筑混凝土冠梁，在冠梁上部砌筑厚挡墙工作坑采纳逆做锚喷碎护240mm壁

①、冠梁施工为保证工作坑护壁的稳定性，在施工前对各原材料进展送样检验到达标准前方可运用，为满意顶管施工的须要，做的钢筋碎冠梁，做厚预埋WXH=600X400mni lOmm件共块强度等级为冠梁钢筋主筋中箍筋

①箍筋间距〔详见竖6C20,1018,8200mni井配筋图〕；沿冠梁四周向下预埋中插筋作为坑壁四周固定钢筋网片的钢筋骨架,20插筋为形，与冠梁底层钢筋绑扎牢固，间距为，预留的插筋均为中长度20,500TOOOmni.在锚喷过程中钢筋骨架顺延设至工作坑底与锁脚钢格栅焊接，冠梁施工在长边处以中间部位设置暗柱主筋与冠梁内锚固顺延设至工作坑底与锁脚钢格栅焊接

②、土方开挖及支撑竖井土方采纳人工开挖，开挖方式为对角分层开挖，对角分层支护；竖井支护方式为网构钢架+双层钢筋网片厚喷射混凝土+中连接筋+临时支撑；详见+250C2020竖井开挖依次图冠梁施工完在待混凝土强度到达要求后，即开始开挖*坑内土方,在冠梁下部先挖深，安装暂彳苧栅，钢格栅断面尺寸为二筋为中程度主筋连m180X180ninb422分部挖土依次断面接采纳中之字型筋；立面主筋连接采12纳型筋〔详见配筋图〕长边钢格栅用竖向钢筋骨架及U暗柱与冠梁连接；短边钢格栅采纳竖向钢筋骨架与冠梁使之成为一个整体然后沿坑壁在钢筋骨架内外两侧焊挂中的钢筋网片，网片现场加工成型〔详见示意图）6@100mni钢筋接头全部采纳绑扎，长度不小于一网格钢格栅设置间隔一般状况下，每设一道钢格栅，现场开挖后可跟据地质状况特别处理进展调整喷射砂厚度为250mnb等级C20；速凝剂掺量为水泥重量的6%；混合料采纳搅拌机搅拌，随拌随用，不掺速凝剂的干料其存放时间不应超过小时喷护作业应分层、1分段、分部位进展，喷射依次应自下向上，沿程度方向螺旋式挪动，回旋直径应为300mm左右，一圈压一圈，每次喷射高度不大于，喷射时不应在一处积累，要求喷射密实，不得漏筋，要求喷射后的混凝土外表平整、直顺喷射前检查工具、设备是否齐全良好，喷射时管道不得有死弯，喷枪在任何状况下严禁对人喷射工人必需做到开始时先送风、再开机、再给料，完毕时待料喷完后再关风向喷射泵供料连续匀称，机器正常运转时，料斗内保持有足够的存料喷射机的工作压力满意喷头处的压力在喷头与受喷面保持垂直，宜保持的间隔,喷射时限制好水灰比每

0.IMpa

0.6〜

1.0m次喷射前将前次喷射碎的接茬部位清理，去除外表的泥土,以保障接茬处的密实往下逐层开挖，逐层施作钢格栅、暗柱及钢筋网片，与上一层预埋的钢筋焊接后喷射混凝土随后逐层重复施工至低于设计垫层底标高则位置，且在此处施作一250道锁脚钢格栅，其做法与其他钢格栅一样在工作坑开挖过程中，随开挖在锚喷护壁增加上下工作坑的爬梯爬梯采纳“16钢筋，按塑钢大踏步尺寸预制成型，爬梯在锚喷之前安装，与锚喷钢筋连接牢固,爬梯伸入混凝土内外露竖向间距为100mm,300mm

③、盘撑及土钉设置为确保工作坑的稳定，工作坑深度在以下设一道盘撑；随开挖深度进展曾设盘撑，盘撑采纳工字钢，四角安放斜撑以进步工作坑的抗倾覆实力及稳定性在工作坑25#深度超过米时工字盘撑在垂直长边距转角米处做对顶支撑，增加钢盘撑的钢度和61整体性在钢格栅位置设盘撑土钉，土钉采纳力20钢筋，呈“L〃型，长度为，以斜向下方向打入，间距为一根，土钉与钢格栅主筋焊接，使锚喷混凝15〜201000mm土与后背土体形成整体，确保支撑更稳定

④、工作坑底做法锚喷施工完毕后，封底标高即设计垫层底标高，工作坑底部为卵石层利于排水,在工作坑一角做深集水坑，集水坑采纳力无砂管，防止雨季施工时利于坑内500mm400排水保证坑底平整枯燥使工作坑形成一个整体

⑤计算公式以如今工作坑为计算模型进展计算工作坑内空为矩形构造，深逆做锚喷护壁（见顶管坑剖面图）6X4m7m,冠梁计算冠梁上部荷载取值按起重架起吊混凝土管计算，平台及起重架荷5T f01050mm载约为

1.8TO钢筋混凝土标准值为见〈荷载标准〉25KN/m3恒载分项系数活载分项系数则作用在梁上总荷载设计值为:Y G=L2,y Q=l.4,义二G=/4X

1.2+

6.8/

41.4t故冠梁承受上部荷载为分别由四个支撑传递给冠梁

29.2KN,因冠梁是一个闭合框架，属于屡次超静定构造，为简化计算，本工程以简支梁为根本构造计算冠梁的最大弯距，其结果偏平安顶管工作坑的内边缘尺寸为矩形框架，现以为一计算单元，冠梁的尺6X4m5nl寸为500X400nm计算冠梁的最大计算弯距X冠梁拟采纳碎，级钢筋，2C20II fcm=HN/mm2,fy=310N/mm2,h=400mm,将各值代入下式b=500mm,h0=400-80=320mmoMmax=fcm•b•x•hO-x/2/y cX106=llX500XXX可得税的受压区高度为X=72mm则受压区高度系数WW求所需钢筋面积3Ag将各值及代入下式可得所需钢筋面积为x=72mm Ag=fcm•b•x/fy,Ag=l IX500X72/340=2选择并布置钢筋4现取冠梁的受力钢筋为中需钢筋数为根，故须18,Ag/18/2X18/2X

3.14=

4.6要钢筋数为根，实际钢筋截面积为则截5Ag=5X18/2X18/2X

3.14=

1271.7mm2,面的实际配筋率为u=Ag/b・h0=

1271.7/500X320=

0.79%umin=

0.15%冠梁的箍筋取中间距6,200mm锁口梁程度挠度验算5根据“中国建筑工业出版社〃出版的简明施工计算手册，吊车支腿对地面的压力，其扩散角度为度，故锁口梁不在吊车支腿对地面压力的扩散范围之内，因此不必验45算锁口梁的程度挠度锚喷护壁的构造强度验算顶坑受力计算）垂直方向

1、受力分析A取单位宽度为高度为的锚喷构造为探讨对象，此构造类似一端固定的悬1m,7m臂梁构造，其固定端受到的弯矩值最大它受到上部土壤及地面荷载带来的竖向压力及土壤沿构造自上而下产生的侧向压力，还受到型钢支撑的支撑反力、、、、Fl F2F3F4F

5.、计算弯矩值B⑴计算土的平均密度因该地区土层多且分布不均，为简化计算将各土层密度进展加权平均）（）P X X

5.03/

6.1+5,03=g/cm3⑵该地区的土壤侧压力系数为土壤的侧压力（顶部、底部及腰1=

0.57,梁处）为ql=C Y X Xq2=C Y XX

2.77=

30.24KN/Mq3=C Y X Xq4=C Y X Xq5=€YXXq6=€YXXq7=€YXXq8=€YXX其中为重力加速度，为构造的单位宽度，为地面到作用点的g g=s-2o bb=lm,h垂直深度（根据库仑土压力计算公式）⑶型钢支撑的反力为Fl=I PXXXIX二，F2P XXXIXF3=W P XXXIXF47PXXXIXF5=g PXXXIX受力分析知，最下面一道钢环撑下的一段受力最大，故取此断为探讨对象:公式（根据机械设计手册中简支梁的计算）M=-2Pa2b2/L3固定端反力二Ra

60217.32N固定端反力Rb=

79172.68N固定端反力矩二固定端反力矩最Ma-

51839.26N•m Mb=-

62207.11N-m大反力矩Mmax=

56551.92N•m最大剪力Q=-

79172.68NC-05m）程度方向受力分析

2、工字钢与腰梁的受力一样，在程度方向都是受均布载荷，由土压力及工A字钢受力分析知，最低层的工字钢及腰梁受力最大、腰梁受力计算根据机械设计手册中简支梁受均布载荷）B1公式Mmax=ql2/24,Ra=Rb=ql/2计算结果固定端反力Ra=

453017.5N固定端反力Rb=

453017.5N固定端反力矩Ma=-

490768.96N•m固定端反力矩Mb=-

490768.96N-m最大反力矩Mmax=

245384.48N•m最大剪力Q=-

453017.5NC-02m、工字钢受力计算（根据机械设计手册中简支梁受均布载荷）:c公式Mmax=ql2/24,Ra=Rb=ql/2计算结果固定端反力Ra=235120N固定端反力Rb=235120N固定端反力矩Ma=-

156746.67N•m固定端反力矩Mb=-

156746.67N•m。