【文章內(nèi)容簡介】 控制沉井不再向偏移方向再傾斜，有意使沉井向偏位的相反方向傾斜，當(dāng)幾次傾斜糾正后，即可恢復(fù)到正確位置或有意使沉井向偏位的一方傾斜，然后沿傾斜方向下沉，直到刃腳處中心線與設(shè)計中線位置相吻合或接近時，再將傾斜糾正。 19 防止基底可能發(fā)生流砂、管涌、隆起的措施 當(dāng) 沉井下沉?xí)r發(fā)生流砂、管涌、隆起等情況時，往往是井內(nèi)水位標(biāo)高沒有控制好。所以在施工過程中要嚴(yán)格控制井內(nèi)水位標(biāo)高，使得井內(nèi)水位和地下水的壓力保持平衡。中間挖土也不宜挖成鍋底形。穿過流砂層應(yīng)快速，最好加荷，使沉井刃腳切入土層。 沉井監(jiān)測保護措施 概述 本工程由于沉井場地條件較差，臨近有建筑物和地下管線，對沉井施工造成影響，我們?nèi)詫⒉捎眠m當(dāng)?shù)谋O(jiān)測保護措施，重點是對沉井施工過程中的姿態(tài)監(jiān)測，另外對可能影響到的建筑物和地下管線進行監(jiān)測。 測量總則 根據(jù)業(yè)主、設(shè)計提供的城市坐標(biāo) 控制點及標(biāo)高基準(zhǔn)點為依據(jù)，對工程所需的軸線及標(biāo)高進行定位投放。 根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，沉井結(jié)構(gòu)采用極坐標(biāo)定位控制軸線形成方格網(wǎng)控制；標(biāo)高水準(zhǔn)測量采用“往返閉合”法測量。 監(jiān)測方案 在沉井施工中，用監(jiān)控來指導(dǎo)施工是十分必要的，依靠監(jiān)控和數(shù)據(jù)的不斷反饋可避免盲目施工、冒險施工。根據(jù)本工程的規(guī)模和環(huán)境控制的要求，施工監(jiān)控包括以下內(nèi)容：沉井下沉深度及井體偏斜量；（降水水位變化）；井底隆起。在施工中，由于地質(zhì)條件、荷載條件、材料性質(zhì)、施工條件和外界等其它因素的復(fù)雜影響，很難單純地從理論上預(yù)測工程 中可能遇到的問題，故必須對現(xiàn)場工程進行監(jiān)測。 監(jiān)測內(nèi)容 沉井在施工中必須進行全過程的沉降及扭轉(zhuǎn)監(jiān)測。監(jiān)測工作十分重要，為準(zhǔn)確地指導(dǎo)沉井下沉施工，確保施工順利安全進行，本工程監(jiān)測措施如下： 在沉井拆模后，在三個儀器監(jiān)測站相對應(yīng)處井壁上彈出縱橫間距為 200mm 的墨線，引測三個基準(zhǔn)點至基坑外側(cè)并加以保護，測量、記錄下沉前的各項原始數(shù) 20 值，作為今后監(jiān)測中的原始依據(jù)，以便進行分析對比。從而控制沉井下沉過程中井體的偏斜、扭轉(zhuǎn)量。 井體下沉開挖施工過程中，在基坑周圍，以沉井的中心，圓心角為 120 度設(shè)置三個監(jiān)測站。 各監(jiān)測站架設(shè)一臺經(jīng)緯儀，以井壁上的縱向墨線為依據(jù)進行井體扭轉(zhuǎn)量的監(jiān)測，通過測量取得的數(shù)據(jù)與原始值進行對比分析，以控制井壁的扭轉(zhuǎn)量。一旦扭轉(zhuǎn)量臨近或超過規(guī)范允許值，就必須立即采取相應(yīng)的措施。 沉井下沉的高差控制。在監(jiān)測站采用水準(zhǔn)儀，以井壁上的橫向墨線為依據(jù)進行監(jiān)測。通過測量取得的數(shù)據(jù)與原始值進行對比分析，并繪制沉降速率圖表，有效的掌握沉井在不同土質(zhì)層中的下沉速率，要求井體高差控制在 l0cm 之內(nèi)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)高差值接近控制量，必須立即采取先校正傾斜（在刃腳高處多挖，在刃腳低處少挖）然后分層開挖，做到各施工 區(qū)同步開挖，使井體能均勻下沉。 沉井初沉階段每 2h 至少測量一次，必要時連續(xù)觀測，及時糾偏；終沉階段每小時至少測量一次，在沉井接近設(shè)計標(biāo)高 ～ 1m 時，應(yīng)根據(jù)下沉速率適當(dāng)調(diào)整挖土速度，減緩沉井下沉速度，并提高監(jiān)測頻率。 沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高，需密切進行沉降觀測，在 8 小時內(nèi)下沉量應(yīng)不大于10mm 時，方可認為沉井基本趨于穩(wěn)定。 各監(jiān)測站對沉井進行全過程沉降、位移監(jiān)測，匯總數(shù)據(jù)，分析取得的數(shù)據(jù)。 沉井下沉過程中的測量資料隨偏隨糾，當(dāng)測到沉降偏斜度達到沉井最大允許偏斜度的 1/4 時，立即 采取調(diào)整沉井內(nèi)周刃腳附近挖土的方法進行糾正偏斜，嚴(yán)格地做到控制開挖均衡下沉使井點高差始終控制在 10cm 以內(nèi)。 監(jiān)測點安裝 沉降、位移觀測點安裝時需注意對其保護。 地下水位監(jiān)測點設(shè)在基坑邊，可鉆孔后安裝一段帶濾孔的 PVC 塑料管，固定并加蓋。 監(jiān)測頻率、工作 監(jiān)測工作由專業(yè)人員實施，從挖土開始至地下結(jié)構(gòu)施工完畢。各監(jiān)測內(nèi)容的初始值的獲得，其測值次數(shù)不少于 3次，沉井初沉階段每 2 小時至少測量一次，必要時連續(xù)觀測，及時糾偏。終沉階段每小時至少測量一次，當(dāng)沉井下沉接近設(shè) 21 計標(biāo)高時應(yīng)加強觀測。具體每 日監(jiān)測次數(shù)按實際施工狀況另定。 監(jiān)測人員對每次的監(jiān)測數(shù)據(jù)及累計數(shù)據(jù)變化規(guī)律進行分析，特別是在沉井施工過程中，根據(jù)基坑開挖的效果進行綜合評價判斷。 及時提供沉降、位移觀測曲線圖，有原始曲線及最新變化曲線、每個地下水位測孔日變化量、累計變化量及當(dāng)天水位標(biāo)高。 及時提交監(jiān)測周報以及測試數(shù)據(jù)變化走勢圖。 每個施工階段提供監(jiān)測階段報告，監(jiān)測工程結(jié)束后二周內(nèi)提供監(jiān)測總結(jié)報告。 報警及處理原則 如果測試數(shù)據(jù)任一項接近警戒值即向業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、項目部提出告警，提請有關(guān)部門關(guān)注。同時一起 參與補救方案的制定和研究。 測試數(shù)據(jù)任一項超過報警值，應(yīng)立即口頭通知業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、項目部，隨即或第二天出書面報警通知。同時一起參與補救方案的制定和研究。 有關(guān)部門得到報警口頭通知后或接到書面通知后，應(yīng)立即匯集監(jiān)測單位和各方人員進行情況分析，必要時召開專家討論會，調(diào)整方案，采取調(diào)整措施。 保證土方連續(xù)，按時運輸和限制堆放條件的措施 在沉井下沉前就應(yīng)先察看現(xiàn)場情況，制訂運輸車輛行走路線和運輸時間。 土方外運可以在夜間進行，以盡量減少對交通和環(huán)境的影響。土方外運必須征得有關(guān) 渣土管理、交通管理部門的認可并事先辦好手續(xù)。 施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 沉井制作尺寸和允許偏差見下表。 項次 項目 容許偏差 1 平面尺寸：長、寬 曲線部分 兩對角線差 177。 %，且不大于 100mm 177。 %，且不大于 50mm 對角線長的 1/100 2 井壁厚度 177。 15mm 22 3 井壁垂直度 1% 4 預(yù)埋件、預(yù)留孔位移 177。 20MM 沉井下沉后允許偏差 A、刃腳平均標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高的偏差不超過 10CM。 B、沉井水平位移不超過下沉總深度的 1%，下沉總深度小于 10M 時，其 水平位移允許 10CM； C、沉井相互垂直的兩直徑與圓周交點中任何兩點的刃腳底面高差不得超過該兩點間水平距離的 1%。 23 二、頂管施工方法 、工程概況 本工程頂管施工主要為Ф 3000 頂管， L=476M，采用“ F”型鋼承口式鋼筋砼管，楔形橡膠圈密封，頂管施工，管道埋深 ～ 。具體情況如下： 序號 頂進方向 管徑 mm 長度 （ m） 管內(nèi)底 標(biāo)高 m 地面標(biāo)高 m 備注 1 TSYB71 工作井→ TSYB52 接收井 Φ 3000 476 → → 平曲線（曲率 R=1000） 、工具管選型 、頂管機選型 選擇好頂管掘進機對頂管施工是至關(guān)重要的。根據(jù)業(yè)主提供的工程地質(zhì)勘察說明書顯示：頂管主要穿粉砂層，由于本工程中粉砂層土質(zhì)不均勻，在一定水頭的動水壓力作用下易產(chǎn)生流砂，管涌等現(xiàn)象，為確保工程質(zhì)量萬無一失，確保工程絕對安全，我公司根據(jù)以往施工經(jīng)驗，結(jié)合本工程地質(zhì)條件、施工條件及本工程在市區(qū)道路下穿越對沉降要求較高等特點，決定采用 DK式大刀盤土壓平衡頂管機，由于該機采用了目前先進的土壓平衡原理，除了施工過程中安全可 靠外，對地面建筑物的影響也比較小。施工時該頂管機是全斷面切削，它的切削刀盤和螺旋輸送機加在一起切削攪拌面積可達全斷面的 100%以上，由于刀盤突出機頭表面，而且采用的切削方式，使機頭前方形成了空隙，減少了機頭迎面阻力，非常適應(yīng)在本工程土層中的管道頂進。同時，由于該頂管機采用了單刀切削攪拌刀盤，在切削攪拌過程中它的轉(zhuǎn)矩可自行平衡，因此，不容易產(chǎn)生機體的偏轉(zhuǎn)。 、工具管施工原理及主要特點 ①施工原理 該機型的施工原理是建立在土壓平衡理論基礎(chǔ)上的。即：掘進機正面壓力與所處土層的地下水壓 Pw和土壓力 P處于平衡狀態(tài)； 排土量與掘進機頂進體積的平衡。 該機面板上設(shè)有土壓力傳感器，可精確測量土倉內(nèi)土壓 P，在理論上我們可將 P控制在 Pa～ Pp之間，這樣就能達到了土壓平衡。 24 Po=Ko178。 γ178。 H Pa=Ka178。 γ178。 H2C√ Ka Pp=Kpγ H+2C√ Kp 其中： Po靜止土壓力 Kpa Pa主動土壓力 Kpa Pp被動土壓力 Kpp γ 土的容重 KN/M3 H埋深 Ko靜止土壓系數(shù)，一般取 Ka主動土壓系數(shù)， tg2(45δ /2) Kp被動土壓系數(shù)， tg2(45+δ /2) δ 土的內(nèi)度角℃ C土的粘聚力 Kpa 從實際施工來看，在覆土層較深時，主動土壓 Pa～被動土壓 Pp的變化范圍較大，加上理論計算與實際間的誤差，我們一般將施工控制土壓設(shè)定在 Po177。20Kpa范圍內(nèi)。 ②特點 A、適用的土質(zhì)范圍非常廣泛，幾乎從軟土到硬土的各種土質(zhì)都適用，是一種全土質(zhì)的掘進機。 B、由于采 用了泥土加壓的施工原理，因此，它施工后的地面沉降最小，根據(jù)我們的施工經(jīng)驗，它的最大沉降量一般不會超過 10mm。 C、由于是干土，棄土的處理比較簡單，沒有泥水掘進機的二次泥水處理問題。 D、該機適宜在超深的地層中施工。 E、有較完善而合理的土體改良功能。 由于該頂管機具有對土層擾動少的特點，因此該機型在現(xiàn)今使用較廣，我們有著豐富成功施工經(jīng)驗、技術(shù)成熟、可靠。 、備用工具管 為防止頂管施工過程中，局部地段出現(xiàn)地下障礙物，而使工程進度及施工質(zhì) 25 量受到影響，為此我公司在必要時將投入 多刀盤頂管掘進機留著備用。 、頂管工作井現(xiàn)場布置 、工作井地面布置 具體參見 《頂管施工階段平面布置》 。 、井內(nèi)布置 工作井井內(nèi)布置主要是后靠背、導(dǎo)規(guī)、主頂油缸、油泵車、鋼扶梯等。具體參見 《頂管工作井井內(nèi)布置圖》 。 、管內(nèi)布置 具體參見 《管內(nèi)布置圖》 。 主頂進系統(tǒng)共有 4 只 200T 單沖程等推力油缸，行程 1500MM，總推力 800T（實際控制頂力為 600T）， 4只主頂油缸組裝在油缸架內(nèi)，安裝后的 4只油缸中心位置必須與設(shè)計圖一致，以使頂進受力點和后座受力都保持良好狀態(tài)。安裝后的油缸中 心誤差應(yīng)小于 10MM。主頂液壓動力機組由二臺大流量斜軸式軸向柱塞泵供油，采用大通徑的電磁閥和系統(tǒng)管路，減小系統(tǒng)阻力，油缸可以單動，亦可聯(lián)動。主頂系統(tǒng)由 PLC 可編程序計算機控制，并采用變頻調(diào)速器實現(xiàn)流量的無級調(diào)速。主頂系統(tǒng)操作臺設(shè)在地面控制室內(nèi)。 、 管子與接口 管子 根據(jù)設(shè)計 ,本標(biāo)段工程所用管節(jié)為 ” F” 管， ” F” 管受力性能好，接頭穩(wěn)固性高，接口處止水密封性能好。 管材運送、起吊均應(yīng)有專用夾具，擱置時應(yīng)用方木墊高，防止“ F”型鋼板受壓變形。 管材供應(yīng)：在頂進過程中，管材的供應(yīng)是非常重要的，如果 供應(yīng)不及時造成頂進停止，后果是非常嚴(yán)重的，由于機頭重量一般較大，長時間的滯留會造成機頭沉降，使軸線發(fā)生偏差；或已頂好的管子和周圍土體粘結(jié)，使得摩阻力增大。 26 因此，在開始頂進前，需制定詳細周全的供應(yīng)計劃，現(xiàn)場應(yīng)備有足夠余量。 接口 頂進前應(yīng)對砼成品管、鋼套環(huán)、橡膠密封圈和襯墊從尺寸、規(guī)格、性能、數(shù)量等均作詳細調(diào)查，必須符合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖的要求。頂進前還必須在現(xiàn)場作試安裝，對不合格的砼成品管應(yīng)予以剔除。 砼管接頭的槽口尺寸必須正確，光潔平整無氣泡。 橡膠圈的外觀和任何斷面都必須質(zhì)密、均勻、無裂縫、無孔隙或凹 痕等缺陷，橡膠圈應(yīng)保證清潔、無油污，不能在陽光下直曬。 楔形橡膠圈自然周長應(yīng)與砼頂管槽口周長的 85%，即套上槽口后橡膠圈的伸長率為 15%左右。 橡膠圈應(yīng)牢固地粘結(jié)在砼管的槽口上，粘結(jié)強度應(yīng)以成人用手掌用力沿軸向推橡膠圈，橡膠圈底部粘結(jié)面不脫膠、不翹邊為合格。 安裝橡膠圈時，為保護鋼套環(huán)，同時便于橡膠圈的安裝及粘接質(zhì)量，我們將制作專門的托架。具體見附圖。 30 00 管道托 架大于40CM 頂管管節(jié)在連接前，要在橡膠圈上和套環(huán)內(nèi)壁涂一層硅油作為潤滑劑。其他潤滑劑一律不得使用。 楔形 橡膠圈應(yīng)采用氯丁橡膠圈，主要物理力學(xué)性能如下： 27 邵氏硬度（ IRHD） 45~55Mpa 拉伸強度 16 Mpa 伸長率 425% 拉伸永久變形 15% 最大壓縮變形（ 70℃ *22h） 25% 老化試驗（ 70℃， 7h）拉伸強度降低值 20% 老化試驗（ 70℃， 7h）扯斷伸長率降低值 30%177。 10% 耐酸堿系數(shù) （酸溶度 20%， 20177。 2℃， 24h） 防霉要求一級 鋼套環(huán)必須按設(shè)計要求進行防腐處理，刃口無疵點，焊接處平整，肢部和鋼板平面垂直，堆放時整齊擱平。 襯墊材料為多層膠合 板，其應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān)系應(yīng)符合試驗曲線要求，誤差177。 5%。