1)顶管井施工工艺流程
场地平整→放线→定井边线→挖第一节井芯土方→设置坑边安全防护→绑扎第一节井壁钢筋及环梁钢筋→支模浇筑第一节井壁混凝土、井口环梁混凝土→在井壁上二次投测标高及井位十字轴线→挖第二节井芯土方(分段跳挖)→绑扎第二节井壁钢筋→支模浇筑第二节井壁混凝土→重复第二节所有工序、循环作业直至到设计深度→清除井底虚土、排除积水→浇筑井底混凝土垫层→绑扎井底板钢筋→浇筑井底板混凝土
2)顶管井土方开挖操作要求
(1)开挖前平整场地,按照顶管平面图及井位坐标放样开挖线。
开挖采用人工配合机械挖土,人工修井壁,在项目管理人员的监督下进行开挖,无人监护时不得动用机械开挖。开挖遵循“分层开挖、严禁超挖”的原则。
(2)土方开挖时按照先开挖中间土方,后开挖四周土方。在每层土开挖中,同时开挖的部分,在位置及深度上,要以保持对称为原则,防止基坑支护结构承受力偏。
(3)首先使用标准臂挖掘机进行土方开挖;超出标准臂挖掘机开挖深度时,采用人机协作吊车配合挖土、吊运土方。
(4)严格按照每一节土方开挖深度要求开挖,机械开挖成型后人工修坡,保证井室尺寸达到设计要求。
(5)顶管井每节土方开挖验收合格后,及时进行钢筋混凝土护壁施工。
(6)土方开挖在地面堆土时,基坑两侧5m范围内不得堆土、堆料,保证围护结构周围的地面超载不得大于20KPa。
(7)距离井底30cm土方采用人工挖除,土方开挖至设计底标高后,应避免扰动井底面土。地基承载力要求不小于180KPa,验槽完成及时进行垫层施工。

3)顶管井钢筋工程
(1)材料要求
钢筋进场时,应有出厂质量证明书或试验报告单,钢筋表面或每捆(盘)均有标志。进场时应按炉罐批号及直径分批检验,检验内容包括查对标志、外观质量,并按现行国家有关规定,抽取试样作力学性能试验,试验合格后方可使用;施工中所用的钢筋级别、种类和直径应按设计要求采用,当需要代换时,应征得设计单位同意。
(2)钢筋加工
①钢筋采购加工宜在施工方案确定后立即进行,确定加工尺寸及数量时应充分考虑预埋洞口的位置与大小尺寸,注意洞口的加强筋未在设计图中标示清楚,钢筋焊接必须按照相应的焊接钢筋标准进行;
②在加工钢筋之前,钢筋表面必须洁净,不得有锈皮、油渍、漆皮、污垢,若发现应在使用前清除干净;
③钢筋必须平直,不平直的钢筋一定要调直,调直后表面的伤疤及锈蚀不得使用;
④钢筋试验分批进行,每批重量不超过60T;每批钢筋中取试件7根,2根作冷弯试验、5根作拉力试验;
⑤要熟悉图纸上钢筋的型号、直径、尺寸,按设计要求进行加;
⑥钢筋截切前可先将同直径不同长度的各种编号钢筋按顺序填制配料表,再按各种钢筋的长度及数量配料,使钢筋的断头废料尽量减少,下料前应认真核对钢筋规格、级别及加工数量,防止弄错,下料后必须挂牌注明所用部位、型号、级别,并应分别堆放;
⑦箍筋应作135°弯钩,弯弧内径不应小于钢筋直径的4倍,弯钩的弯后平直部分长度不应小于箍筋直径d的10倍;弯曲角度90°弯弧内径不应小于钢筋直径的5倍;钢筋末端弯曲角度180°弯弧内径不应小于钢筋直径的2.5倍,弯钩的弯后平直部分长度不小于直径的3倍。

(3)钢筋绑扎与安装
①钢筋的交叉点应采用铁丝扎牢。
②钢筋搭接处,应在中心和两端用铁丝扎牢。
③板和墙的钢筋网,除靠近外围两行钢筋的相交点全部扎牢外,中间部分交叉点可间隔交错绑扎,但必须保证受力钢筋不宜位移,双向受力的钢筋,必须全部扎牢。
④梁和柱的箍筋,除设计有特殊要求外,应与受力钢筋垂直设置。
⑤受拉区内的圆钢筋绑扎接头的末端应做弯钩;螺纹钢筋的绑扎接头末端可不做弯钩;绑扎接头在同一截面的接头截面积,受拉区不得超过总截面积25%,受压区不超过50%,凡两个绑扎接头的间距在钢筋直径的30倍以内及50cm内。绑扎时钢筋搭接处的两端和中间至少三处用铁丝扎紧,不得有滑动移位情况。
⑥钢筋连接方式:当采用绑扎搭接接头时,受拉钢筋连接区长度为1.3Le,且不小于300mm,受压钢筋连接区长度为受拉区长度的0.7倍,且不小于200mm;当采用焊接接头时,钢筋连接区长度为35d,且不小于500mm,d均为纵筋较大直径。

⑦钢筋的接头宜设置在受力较小处,同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头;钢筋焊接前必须根据施工条件进行试焊,焊工必须具有焊工上岗证,并在规定的范围内操作;焊接接头距钢筋弯折处不应小于钢筋直径的10倍,且不宜位于钢筋的最大弯折处,且不宜设置在梁端,柱端的箍筋加密区范围内;箍筋转角与钢筋的交点全部扎牢,平直部分的交叉点可用梅花式交错绑扎;
锚固长度:钢筋混凝土墙的拐角处的钢筋,应有足够的长度锚入相邻的墙内,锚固长度自墙的内侧表面起算,不小于40d,且直线长度不小于20d,如果同一平面内,锚入相邻墙内一侧的并排钢筋超过两根时,应将靠墙内侧钢筋适当向里放置,以保证同一平面内一侧的并排钢筋不超过两根;为了保证和固定钢筋相互的横向距离,钢筋之间可使用混凝土隔块,或用短钢筋扎结固定;混凝土保护层底板上层筋为35mm,下层筋为40mm,壁板均为35mm,顶板保护层厚度不小于30mm。
4)模板支架工程
(1)安装模板时,注意事项:
模板采用胶合板,将一侧模板按位置线吊装就位使其稳定落于基准面上,模板顶平根据给定标高线准确找平;模板安装完毕后,全面检查扣件、螺栓是否坚固、稳定,模板拼缝及下口是否严密。安装成型的模板必须牢固,在施工荷载作用下不得有松动,跑模、下沉等现象;模板安装前必须在其与砼的接触面涂隔离剂;浇注混凝土时,派专人随时检查模板支撑情况,并进行加固。浇注混凝土前,模板内的杂物应清理干净;砼浇注成型后,在其强度能保证表面及棱角不因拆除模板而损坏,方可拆除。底模及其支架拆除时的混凝土强度应符合设计要求,模板拆除应对混凝土不产生震动和损伤。垂直面的模板或不作防止混凝土弯曲的斜面模板,在强度达到80%设计强度时方可拆除。

(2)模板拆除注意事项:
模板拆除能在保证混凝土表面及棱角不受损坏时方可拆除;模板拆除的顺序和方法遵循先支后拆,以及自上而下的原则,拆模时严禁用大锤和棍棒硬砸硬撬;拆模时操作人员应站在安全处,以免发生安全事故,拆下的模板配件等,严禁乱扔,要有人接应传递,按指定地点堆放,并做到及时清理,分类堆放整齐,以备下次使用。
(3)模板支撑采用钢管在开挖成型的顶管井内搭设满堂支架,杆件采用φ48×3.5的钢管,扣件连接。所用管件、扣件必须符合标准规定:钢管有弯曲、压扁等缺陷的不得使用,扣件不得有裂纹、气孔、疏松砂眼等缺陷,扣件转动灵活,当扣件夹紧钢管时开口处最小于5㎜,扣件防止锈蚀。钢管立杆纵横向间距为0.8m×0.8m,普通框架梁梁底设置纵向间距0.8m的立杆,横向采用1.5m钢管,间距0.4m,梁底采用50×80方木支撑纵楞,方木间距300;板底采用50×80方木支撑横楞,方木间距300。大梁纵横向间距0.6×0.6m,梁两侧立杆设置满撑剪刀撑。

5)混凝土工程
为保证工作井砼浇筑质量,本工程工作井砼采用商品泵送砼。为保证浇筑质量,施工前必须作好准备工作。人员安排应明确职责。商品砼采用泵送,分层浇筑,每次浇筑厚度控制在50cm左右,砼坍落度控制在16±2CM左右,并在前层砼达到初凝前将次层砼拌和物振捣完毕,振捣时插入式振捣器应插入前将次层砼拌和物振捣完毕,振捣时插入式振捣器应插入前层砼5CM。因故间歇时,应作好水平施工缝,砼浇筑结束后,用草包将整个井壁覆盖,并浇水养护,浇水时应做到细水匀浇,草包保持湿润,保养一个星期,在浇筑混凝土时均按规范留置原材的抗压、抗渗试块,做原材的自检试验,以保证混凝土原材的质量符合要求。
6)预留洞口
预留洞口应定位准确,禁止后凿洞口,洞口增设加强筋,洞口处墙板内侧钢筋可预留,待开始顶管作业前进行切割去除,确保预留洞口处土方稳定,同时可采用实心砖等材料将洞口临时封堵,避免雨水侵蚀,洞口土方失稳。孔洞直径=管道外径+100mm。
7)顶管井爬梯设置
顶管井护壁施工完成后,使用吊车吊装成型钢制楼梯踏步,设置于顶管井内,作为作业人员上下井安全爬梯,楼梯使用膨胀螺栓与顶管井护壁连接,悬空一侧设有楼梯扶手,扶手高度不小于0.9m,楼梯步长0.9m,踏板宽度不小于24cm。楼梯高度为6m,不需设置平台,即可满足本雨污水顶管顶上下井使用。作业人员必须通过爬梯上下井,禁止攀爬吊斗上下井。
8)人工顶管工艺流程
导轨安装----顶进设备安装调试----吊装管道至导轨----顶铁安装----挖土---出土----顶进----检查轴线、管底标高----纠偏----循环作业至管道贯通----管口处理----预埋支管顶进----检查井施工。
9)导轨安装
严格控制导轨的中心位置和高程,确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。工作井底板浇注了50cm 的混凝土,地基稳定,导轨直接放置在工作井的底板上。
严格控制导轨顶面的高程,其纵坡与管道纵坡一致。
导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。应首先利用垂球和直尺确定导轨的间距和平面位置,然后测出导轨各点的实际高程,并与设计高程相比较,确定导轨的高程调整后进行安装。导轨的安装精度必须满足施工要求。其允许偏差为:轴线3mm,顶面高程为0—+3mm,两轨间距为±2mm。

10)千斤顶配置(配置两台320t千斤顶顶进)
(1)千斤顶宜固定在支架上,并与管道中心的垂线对称,其合力的作用点应在管道中心的垂直线上;
(2)当千斤顶多于一台时,宜取偶数,且其规格宜相同;当规格不同时,其行程应同步,并应将同规格的千斤顶对称布置;
(3)千斤顶的油路应并联,每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。
11)油泵安装和运转应符合下列规定:
(1)油泵宜设置在千斤顶附近,油管应顺直、转角少;
(2)油泵应与千斤顶相匹配,并应有备用油泵;油泵安装完毕,应进行试运转;
(3)顶进开始时,应缓慢进行,待各接触部位密合后,再按正常顶进速度顶进;
(4)顶进中若发现油压突然增高,应立即停止顶进,检查原因并经处理后方可继续顶进;
(5)千斤顶活塞退回时,油压不得过大,速度不得过快。
12)顶铁安装规定
(1)顶铁放置在工作坑内顶进方向的两侧,摆放整齐。安装后的顶铁轴线与管道轴线平行、对称,顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污。
(2)更换顶铁时,先使用长度大的顶铁,顶铁的允许连接长度,根据顶铁截面尺寸确定。
(3)安装顶铁应无歪斜、扭曲现象,必须安装直顺。每次退千斤顶加放顶铁时,应安放最长的顶铁,保持顶铁数目最少。
(4)顶进中,顶铁上面和侧面不能站人,随时观察有无扭曲现象,防止顶铁崩离。
13)下管、挖土及顶进
(1)下管:吊装管道使用25T汽车吊将管道由存放处吊至导轨上,正式作业前必须进行试吊,确认安全后方可起吊。下管时工作坑内严禁站人,当管节距导轨小于50cm时,操作人员方可下坑协助落管。严禁超载吊装。
(2)管前挖土操作要求
管前挖土是保证顶管质量及管上建筑安全的关键,挖土应遵循下列规则:
①管前挖土是控制管节顶进方向和高程、减少偏差的重要作业,是保证顶管质量及管上构建物安全的关键,人工挖土每次控制在30~50cm,严禁超挖扩挖。
②管道采用人工挖土,将挖出土方用特制设备输送至斗车,再由人工将斗车推出管道外。管道挖土总体遵循“自上而下,依次进行,先挖后顶,随挖随顶”的原则,要连续作业,尽量避免中途停止。
③人工挖土必须严格控制挖土范围,严禁管前及管周围超挖;管前挖土不得超过50cm,管周挖土管顶周边不得超过管外壁1cm,管底135º范围内不得超挖,保持管壁与土体相平,防止管端下沉。项目部测量技术人员要随时掌握管内挖进情况,并做好记录。
④在人工挖土过程中,为防止管口上部土体塌陷,在首节管前现场采用Φ18间距为20×20cm的钢筋网片做成格栅状固定住上部土体,以防人工挖土时土体突然塌陷起到缓冲作用,防止人员直接伤害。
14)顶进:顶进时遵照“先挖后顶,随挖随顶”的原则,要连续作业,尽量避免中途停止。顶进是利用千斤顶顶镐在后背不动的情况下,将管子推入土中,其操作如下:
(1)安装弧形顶铁并挤牢,以保护管口,待管前挖土满足要求后,启动液压泵,操纵控制阀,使千斤顶进油,活塞伸出一个行程,将管子推进一段距离。
(2)操纵控制阀,使千斤顶反向进油,活塞回缩。
(3)安装顶铁,重复上述操作,直到管端与千斤顶之间可以放下一节管子为止。
(4)卸下顶铁,下管,在混凝土管接口处放橡胶圈,管口内存留有10—20mm的间隙,以利接口处应力均匀。
(5)重新装好弧形顶铁,重复上述操作。
(6)掘进长度土质情况酌情增减(由项目部现场施工员和技术负责人现场确定),严禁长距离掘进,以避免安全事故的发生。顶进前及顶进过程中测量员及时测量其高程和中线偏差情况,发现有偏差超限值趋势时及时通知施工员等进行纠正,保证管道的顶进质量。
(7)在顶进过程中,遇下列情况时,应暂停顶进,并及时处理。
①首节管道前方遇到障碍;②顶铁发生扭曲现象;③管位偏差较大且校正无效;④顶力超过管端的允许顶力;⑤油泵、油路发生异常现象。
15)出土
出土采用卷扬机,设2t的卷扬机2台。安装平台作业时按照安全交底的要求选用材料。工作平台主梁采用40号工字钢,次梁采用30号工字钢,平台口尺寸为3.5m*3.5m,其余位置满铺方木及木板,主梁两端与工作井侧墙接地长度不少于2m,平台设不低于1.2米的防护栏;起重架采用4根直径159mm钢管组成,壁厚12mm,长度7m,顶部穿杠采用70mm圆钢连接,两端连接必须锁紧。支架做四道横拉杆。起重架底部焊接在平台横向放置的30号槽钢上,起重架底部支脚加肋焊接。
管内出土使用出土车,由人工推至工作井内,靠卷扬机吊装,人工配合倒运到坑边,再使用装载机倒运到卸土场。

16)纠偏
当测量发现偏差在 10~20mm 时,采用超挖纠偏法,即在偏向的反侧适当超挖,在偏向侧不超挖,甚至留坎,形成阻力,施加顶力后,使偏差回归。当偏差大于 20mm 时,采用千斤顶纠偏法,当超挖纠偏不起作用时,用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上,另一端斜撑在有垫板的管前土壁上,支顶牢固后,即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法,边顶边支,直至使偏差回归。
17)接口处理
由于顶管的管材为钢承口钢承口管接口形式是把钢套环的前面一半埋入到混凝土管中去,又称为F型接口。为了防止钢套环与混凝土管结合面产生渗漏,在该处设了一个橡胶止水圈。该橡胶止水圈不是用普通橡胶,而是采用了遇水膨胀橡胶,该橡胶在吸收了水分以后体积会膨胀1~3倍,起到止水作用,管道顶进前套好橡胶圈,顶进过程中保证橡胶圈完好。
顶管完毕后,对于管与管之间的缝隙,采用膨胀水泥砂浆压实填抹。选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂,配合比(重量比)为:膨胀水泥:砂:水泥:水=1:1:0.3,随拌随用,一次拌合量应在半小时内用完。填抹前将接口湿润,再分层填入,压实填抹平整后,在潮湿状态下养护。
18)顶管施工通风设施
由于施工过程中难以避免人员进入已施工好的管道内进行作业,而施工好的管道内并没有新鲜空气进入,人员在里面呆的时间过久,极易导致人体缺氧而造成安全事故的发生,为此在进行顶管施工时,采用离心柜式风机送风,已达到管道内空气清新,并且交接班时应对管道内有毒气体进行检测,避免顶管内发生中毒现象。
19)顶管施工照明
工作坑总电源闸箱及用电设备,执行三相五线制,安装漏电保护装置,一般场所采用电压220V的照明器材,行灯采用36V安全电压照明。
下列特殊场所及工作坑及管内应选用低压36V安全电压照明。
(1)管内照明灯具高度为1米电源电压不大于36V。
(2)在潮湿和易触及带电体场的照明电源电压都不得大于36V。
(3)在特别潮湿的场所导电良好的地面或金属容器内的工作照明,电源电压不得大于12V。
20)探测、注浆
在顶管结束后,管周围泥浆套需采用水泥浆置换;管道顶进结束后,由管节顶部注浆孔向内注射水泥浆,将泥浆由侧面两个注浆孔挤出,以达到密实管周围孔隙。避免在管道使用过程中,因泥浆流失造成的管顶土方塌方。为防止路面沉陷,管内注浆后进行地质雷达探测,若管顶及管两侧仍有地下空洞,则进行地面注浆。
