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文本内容:
污水管道项目重点、难点分析和解决方案本工程施工的重点和难点为沉井及顶管施工
一、沉井施工难点和解决方案
1、井筒裂缝现象井筒制作完毕,在沉井壁上出现纵向或水平裂缝,有的出现在隔墙上或预留孔的四角原因分析沉井支设在软硬不均的土层上,未进行加固处理,井筒浇筑混凝土后,地基出现不均匀沉降造成井筒裂缝c122沉井支设垫木(垫架)位置不当,或间距过大,使沉井早期出现过大弯曲应力而造成裂缝123拆模时垫木(垫架)末按对称均匀拆除,或拆除过早,强度不够,使沉井局部产生过大拉应力,而导致出现纵向裂缝124沉井筒壁与内隔墙荷载相差悬殊,沉陷不均,产生了较大的附加弯矩和剪应力造成裂缝;而洞口处截面削弱,强度较低,应力集中,常导致在洞口两侧产生裂缝矩形沉井外壁较厚,刚度较大,而内隔墙相对较薄、较弱,因温度收缩,内隔墙被外壁约束而出现温度收缩裂缝预防措施
5.
3.3穿过流砂层应快速,最好加荷,使沉井刃脚切入土层
5.4处理方法当呈现流砂现象,可在刃脚堆石子压住水头,减弱水压力,或四周堆砂袋围住土体,或抛大块石,增加土的压重)改用深井或喷射点井降低地下水位,防止井内流淤XXX设在沉井外,点井则可设置在井外或井内改用不排水法下沉沉井,保持井内水位高于井外水位,以避免流砂涌人
6、柱浇注由图纸可知,沉井刃脚部位和主、支管洞口部位钢筋分布较多,尤其是洞口加固部位钢筋含量更大因此,浇筑混凝土时应特别注意,刃脚支撑整个沉井的轴心作用,可管道顶进又是靠加固洞口作为靠背的原始持力点,故要求混凝土浇筑过程中,确保混凝土强度,混凝土与钢筋牢固地联系在一起,且混凝土表面光滑浇筑刃脚及洞口混凝土,关键在于对混凝土的振捣是否密实,由于钢筋分布较密,钢筋与钢筋之间空隙较小,采用小型插入式振捣设备同时要求插入式振动棒的功率要大,保证混凝土充分捣实其次,混凝土的搅拌时间应充分,运输过程中不发生离析,混凝土自身质量得到保证另外,混凝土进行振捣的施工人员要求有较好的专业水平,对振动棒的性能应了如指掌,同时应尽心尽职地完成刃脚及洞口浇筑
二、顶管施工难点和解决方案
1、顶管进出洞口地基加固措施地基加固方法顶管进出洞口措施是施工成败的关键在进出洞口先进行压密注浆地基加固,以保证顶管施工时顺利进出洞口(此外在进出洞口过程中还应保留喷射井点降水措施以作备用)地基加固范围为进、出洞口前5m上、下、左、右各2m注浆浆液配合比注浆浆液采用
42.5通俗硅酸盐水泥浆,水灰比为
0.6外掺2%水玻璃及2%膨润土压密注浆流程插注浆芯管注浆冲洗塑料阀管钻机、注浆设备就位钻孔灌封闭泥浆对不宜用清水冲洗的场地,可考虑用纯水玻璃或陶土浆灌满阀管内注浆方法
①、因压密注浆影响半径为600mm有用半径为500mm故确定布孔排距和孔距为1m
②、注浆采用先外围、后内部的施工方式,以防止浆液流失
③、改进注浆喷头,将常规直喷式改为滤网式喷头旨在增加注浆压力,扩大有效半径,增加水泥浆的渗透力
④、每孔注浆时,自上而下逐段注浆,每次拔管间距不大于
0.5m注浆压力为
0.25~
0.35Mpao
⑤、先将注浆管压入土层至设计深度,然后接上压浆机,边向上拔起注浆管边向土层内注浆通过控制注浆量和注浆压力来达到注浆要求
2、顶管注浆、换浆措施设计要求顶管工程如顶进过程中摩阻力较大超过
0.5T/m2要求进行注浆减阻在顶进过程中选择触变性能良好的膨润土制浆材料并设立同步注浆和管道补浆的两种措施,尽可能将膨润土泥浆套随机头向前移动,形成连续的环状浆套触变泥浆配合比为膨润土12%纯碱
0.6%掺加剂CMC适量触变泥浆由地面液压注浆泵通过(p50mm管路压送到各注浆孔在机头处应安装隔膜式压力表,以检验浆液是否到达指定位置,在所有注浆孔内要设置球阀,软管和接头的耐压力为5Mpa支管直径为(p25mm在整个管道中每隔1个管子设1个补浆断面共4个注浆孔(要求在管道制作时预留),补浆应按顺序进行,每班不少于2次循环,定量注压注浆压力大于地下水压力,注浆量为管道周边间隙的1〜2倍顶进结束后,必须立即用纯水泥浆或水泥砂浆置换膨润土泥浆置换完成后拆除注浆管路,并将管道上的注浆孔关闭严密
3、管道纠偏措施管道产生扭转原因顶管设备自身原因顶管装备安装精度是决意顶管施工精度的前提条件,在顶管安装和使用过程中,如果主油缸或工具管刀盘轴线与管道轴线不平行,则在顶管施工过程中很容易使管道产生扭矩,从而在顶进过程中产生管道扭转施工缘故原由在进行顶管施工时,管道内要布置各种施工设备,如果布置位置不对称,就很容易使管道朝着某个方向形成固定扭转同时由于受地质条件影响,管道也很容易发生偏移在进行管道纠偏时,工具管纠偏后产生纠偏反力,如果纠偏反力的合力中心不通过管中心,管道就要扭转在纠偏过程中,如果纠偏角度小,则实施纠偏时所需的外力就小,根据作用力与反作用力原理,纠偏反力就小,管道发生扭转的速度就慢反之纠偏角度越大,产生的反力就越大,管道扭转速度也就加快因此控制纠偏角是防止和减小管道扭转的重要途径纠偏措施进步顶管装备安装质量,预防管道产生扭转,主如果从进步顶管装备安装工艺精度入手尽量制止或削减顶管装备的各部分安装偏差,如主油缸固定安稳,尽量与管道轴线平行等严格按照施工程序施工,减小纠偏酿成的扭转第一是管内装备安置重量要对称,尽量制止由施工程序酿成的扭转在纠偏过程中认真执行“增加纠偏次数减小纠偏角度”原则,减小因纠偏办法不妥酿成的管道扭转,别的可以通过施加外力进行管道扭转,如采用在扭转偏向的反偏向施加外力(可以通过配重的体式格局解决),使管道产生相反扭转,从而平衡原先存在的扭转力
4、管道失稳管道失稳原理管道失稳是顶管施工中特别是长距离管道纠偏过程中容易发生的问题它是指与工具管的轴线与设计管道轴线偏差逐渐增加,最终造成管道失去控制的现象在未发生偏移时中管道受到的士压力理论上是相等的,即F1=F2同时顶进推力没有侧向分力,而发生偏移时管道两侧所受土压力发生明显变化一方面管道所受的侧压力F1与F2不再相等,则顶进推力F3产生侧向分力,当侧向分力增加到一定程度,管道有可能开始失稳失稳后管道轴线曲率增大,从而造成侧向力进一步增加,这样就形成了管道曲率增加与侧向分力之间的反复循环,如果不及时得到纠正,则管道轴线严重偏移设计方向管道失稳缘故原由分析地质条件影响从失稳原理分析可以看出,管道四周土体承载力和土压力关于管道施工至关重要,由于顶进过程中难免产生轴线偏移现象如果管道四周的土体可以供给较大的感化反力,则管道不易产生较大偏移和失稳;如果四周土体属于软弱土质或不均匀土质,则管道很容易因四周平衡侧向分力的承载能力缺乏造成失稳同时,管道上方的掩盖层过薄也很容易因管顶土压力缺乏造成失稳,最常见的是管道轴线向上曲折和管道中间鼓肚现象施工质量影响根据管道曲率与侧向分力之间的恶性循环关系很容易知道如果因为顶管施工纠偏或纠扭不及时和不到位造成偏移量增大将导致管道失稳423顶管设备原因顶管设备在顶进过程中如果出现与管道联结不稳固或者刚度不足,都有可能造成管道失稳管道失稳预防和纠正措施改善地质条件,为顶管施工发明有利条件在顶管施工中的基底处理常采取的措施包括采用超前钻孔或超前地质预报确定前方地质情况,关于不良地质地段采取预加固措施个中承载力过低地段、土体软硬不均匀地段、掩盖层过薄地段或空中有建筑物对管道施工造成压力的地段,可以采用预注浆、锚杆、管棚等加固,为顶管施工发明不乱、均匀的地质条件432严格控制施工质量,提高管道纠偏效果管道轴线偏移是造成管道失稳的重要原因之一,因此在施工中应把控制管道轴线偏移作为顶管技术的核心内容,要尽量减少轴线偏差同时,在管道轴线发生偏离时,认真执行管道纠偏的有关原贝L及早纠偏同时注意对顶管设备的检查,加强管道联结刚度
5、深覆土顶进时可能出现倒退与推力过大1出现的现象a、出洞不顺利b、管子容易产生倒退c、初始推力增大2缘故原由分析a、出洞不顺利的首要缘故原由是由于在深覆土的条件下,土压力和公开水位均含有较大的增加,在制定施工方案时对此认识缺乏,所以会产生诸如洞口喷水,洞口止水圈翻边和冒泥等b、在深覆土条件下,土压力比较大,而管子及顶管机在导轨上的摩阻力不足以抵抗顶管机断面上所受到的土压力时,顶管机和管子均会产生后退c、初始推力增大的主要原因是洞口外土体进行过注浆加固,或虽障碍物,尤其是在采用沉井法施工的工作井含有散落物,脚手架钢管,未拔去的井管,地面上落下的块石等障碍物挡在顶管机前也是使初始顶力增加的原因之一3防治措施a、首先从制订施工方案开始,对深覆土条件下的各种情况应有所见,并可采用两套止水圈,以此增加洞口止水圈的可靠性,还可利用盾尾密封成熟泾将钢止刷密封用在此处,还应考虑到洞口止水装置容易损坏做到随时更换的措施b、采用止退装置可以用钢管或型钢做成支撑,支撑在管子与后座之间,也可以用吨位手拉葫芦撑在洞口墙上,并用钩子钩住欲后退的管子,还可以在茎坑导轨上设止退卡等遇软硬不均的地基应作砂垫层或垫褥处理,使其受力均匀,荷载应在地基允许承载力范围之内132沉井刃脚处支设垫木(垫架)位置应适当,并使地基受力均匀垫木(垫架)间距应通过计算确定,应使支点和跨中产生的拉应力相互相等,并应验算沉井壁在垂直均布荷载感化下的弯矩、剪力、扭矩(对圆形沉井),使其不超过沉井壁的垂直抗拉强度拆除垫架,大型沉井应达到设计强度的100%小型沉井达到70%133拆除刃脚垫木(垫架)应分区、分组、依次、对称、同步地进行,先抽除一般垫木(垫架),后拆除定位垫架沉井筒壁与内隔墙支模应使感化于地基的荷载基本均匀;对沉井孔洞单薄部位,应在四角增设斜向附加钢筋增强矩形沉井在外壁与内隔墙交接处应适当配置温度构造钢筋
1.4治理方法对表面裂缝,可采用涂两遍环氧胶泥或再加贴环氧玻璃布,以及抹、喷水泥砂浆等方法进行处理对缝宽大于.1mm的深进或贯穿性裂缝,应根据裂缝可灌程度采用灌水泥浆或化学浆液(环氧或甲凝浆液)的办法进行裂缝修补,或者采用灌浆与表面关闭相结合的办法缝宽小于1mm的裂缝,可不处理或只作表面处理即可
2、井筒歪斜现象井筒浇筑混凝土后,筒体呈现歪斜现象,影响沉井下沉的垂直度控制原因分析沉井制作场地土质软硬不均,事前未进行地基处理筒体混凝土浇筑后产生不均匀下沉沉井一次制作高度过大,重心过高,易于产生歪斜沉井制作质量差,刃脚不平,井壁不垂直,刃脚和井壁中心线不垂直,使刃脚失去导向功能拆除刃脚垫架时,没有采取分区,依次、对称、同步地抽除承垫木抽除后又未及时回填夯实,或井外四周的回填土夯实不均,致使沉井在拆垫架后出现偏斜预防措施沉井制作场地应先经清理平整夯(压)实,如土质不良或软硬不均,应全部或局部进行地基加固处理(如设砂垫层、灰土垫层等)沉井制作应控制一次最大浇筑高度在12m以内,以保持重心稳定233严格控制模板、钢筋、混凝土质量,使井壁表面面光滑,井壁垂直各部尺寸在规范允许偏差范围之内234抽除沉井刃脚下的承垫木,应分区,分组、顺次、对称、同步地进行每次抽出垫木后,刃脚下应立即回填砂砾或碎石,并夯打密实,井外回填土应夯实均匀;定位支点处的垫木,应最后同时抽除治理方法井筒已歪斜,可在入手下手下沉时,采取在歪斜相反偏向刃脚较高的部位的一侧增强挖土,在歪斜的偏向较低的一侧少挖土来纠正沉过慢现象沉井下沉速度很慢,甚至出现不下沉的现象原因分析沉井自重不够,不能克服四周井壁与土的摩阻力和刃脚下土的正面阻力井壁制作表面粗糙,高洼不平,与土的摩阻力加大323向刃脚方向削土深度不够,正面阻力过大遇孤石或大块石等停滞物,沉井局部被搁住,或刃脚被砂砾挤实遇摩阻力大的土层,未采取减阻措施,或减阻措施遭到破坏,侧面摩阻力增大预防措施沉井制作应严格按设计请求和工艺标准施工,保持尺寸准确,表面平整光滑332使沉井有足够的下沉自重,下沉前进行分阶段下沉系数X的计算(X值应控制不小于
1.10-
1.25)或加大刃脚上部空隙在软粘性土层中,对下沉系数不大的沉井,采取连续挖土,连续下沉,中间停歇时间不要过长334在井壁上预埋射水管,遇下沉迟钝或停沉时,进行射水以削减井壁与土层之间的摩阻力335在井壁四周空隙中充填触变泥浆(膨润土20%、火碱5%、水75%)或黄泥浆,以降低摩阻力,并增强管理,防止泥浆流失泥浆应根据土层特性按下表选用土层名土层特点称粘土层结构紧密,地应采用密度较大、失水量较小的泥浆,以防黏土遇水黏土层下水渗透迟钝,土体膨胀,而造成土壁坍落破坏侧压力较大砂层结构松散,易坍砂层落,有公开水渗透卵石间孔隙较大,结应采用粘度高,静切力大、密度较小的泥浆,以卵石层构较松散,地下水渗防止泥浆流失流较畅通坚韧的泥浆,以防止砂层塌落和泥浆流失应采用粘度较高,静切力较大,产生的泥皮薄而对泥浆要求治理办法如因沉井侧面摩阻力过大造成,一般可在沉井外侧用.2〜.4MPa压力水流动水针(或胶皮水管)沿沉井外壁空隙射水冲刷助沉下沉后,射水孔用砂子填满在沉井上部加荷载,或继续浇筑上一节井壁混凝土增加沉井自重使之下沉将刃脚下的土分段均匀挖除,削减正面阻力;或继续进行第二层(深40〜50cm)碗形破土,促使刃脚下士失稳下ZHjO对于不排水下沉,则可以进行部分抽水,以减少浮力,借以加重沉井遇小孤石或块石搁住,可将四周土挖空后取出;对较大孤石或块石,可用炸药或静态破碎剂进行破碎,然后清除如果采用不排水下沉,则应由潜水员进行水下清理遇硬质胶结土层时,可用重型抓斗或加洪水枪的射水压力和水中爆破联协作业;也可用钢轨冲击破坏后,再用抓斗抓出
4、偏移或扭位现象沉井下沉过程中或下沉后,筒体轴线位置产生一个偏向偏移(称为位移),或两个偏向的偏移(称为扭位)原因分析位移大多由于倾斜引起,当沉井倾斜一侧土质较松软,在纠正倾斜时,井身往往向倾斜一侧下部产生一个较大的压力,因而伴随向倾斜方向产生一定位移位移大小随土质情况及向一边倾斜的次数而定当倾斜方向不平行轴线时,纠正后则产生扭位,多次不同方向的倾斜,纠正倾斜后拌随产生位移的综合复合作用,也常导致产生偏离轴线方向的扭位沉井倾斜未纠正就继续下沉,常会使沉井向倾斜相反偏向产生一定位移测量偏差未及时纠正.预防措施增强测量控制和检测,在沉井外和井壁上设控制线内壁上设垂度观测标志,以控制平面位置和垂直度,每班观测不少于2次,发现位移或扭位应实时纠正及时纠正倾斜,避免在倾斜情况下继续下沉,造成位移或扭位控制沉井不再向偏移偏向倾斜增强测量的检查和复核事情治理办法位移纠正办法一般是控制沉并不再向位移偏向倾斜,同时有意识地使沉井向位移相反偏向倾斜,纠正倾斜后,使其伴随向位移相反偏向产生一定位移纠正如位移较大,也可有意使沉井偏位的一方倾斜,然后沿倾斜偏向下沉,直到刃脚处中心线与设计中心线位置吻合或接近时,再纠正倾斜,位移响应得到纠正扭位可按纠正位移办法纠正,使倾斜偏向对准沉井中心,然后纠正倾斜,扭位随之得到纠正亦可先纠正一个偏向的倾斜、位移,然后纠正另一个偏向的倾斜、位移,几次倾斜偏向纠正后,轴线即恢复到原位置
5、下沉遇流砂现象沉井采取井内排水时,井外的土、粉砂产生流动状态,随地下水一起涌入井内,边挖、边冒,无法挖深;常造成沉井出现突沉、偏斜、下沉过慢或不下沉等情况原因分析521井内锅底开挖过深;井外松散土涌入井内井内表面排水后,井外地下水动水压力把土压入井内523爆理障碍物时,井外土受振进入井内挖土深超过公开水位.5m以上预防措施531采用排水法下沉,水头宜控制在
1.5〜
2.Omo
5.
3.2挖土避免在刃脚下掏挖,以防流砂大量涌入,中间挖土也不宜挖成锅底形。