污水管道項(xiàng)目重點(diǎn)、難點(diǎn)分析和解決方案本工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)為沉井及頂管施工。一、沉井施工難點(diǎn)和解決方案1、井筒裂縫1.1現(xiàn)象井筒制作完畢，在沉井壁上出現(xiàn)縱向或水平裂縫，有的出現(xiàn)在隔墻上或預(yù)留孔的四角。1.2原因分析1.2.1沉井支設(shè)在軟硬不均的土層上，未進(jìn)行加固處理，井筒澆筑混凝土后，地基出現(xiàn)不均勻沉降造成井筒裂縫c1.2.2沉井支設(shè)墊木(墊架)位置不當(dāng)，或間距過大，使沉井早期出現(xiàn)過大彎曲應(yīng)力而造成裂縫。1.2.3拆模時(shí)墊木(墊架)末按對(duì)稱均勻拆除，或拆除過早，強(qiáng)度不夠，使沉井局部產(chǎn)生過大拉應(yīng)力，而導(dǎo)致出現(xiàn)縱向裂縫。1.2.4沉井筒壁與內(nèi)隔墻荷載相差懸殊，沉陷不均，產(chǎn)生了較大的附加彎矩和剪應(yīng)力造成裂縫；而洞口處截面削弱，強(qiáng)度較低，應(yīng)力集中，常導(dǎo)致在洞口兩側(cè)產(chǎn)生裂縫。1.2.5矩形沉井外壁較厚，剛度較大，而內(nèi)隔墻相對(duì)較薄、較弱，因溫度收縮，內(nèi)隔墻被外壁約束而出現(xiàn)溫度收縮裂縫。1.3預(yù)防措施1.3.1遇軟硬不均的地基應(yīng)作砂墊層或墊褥處理，使其受力均勻，荷載應(yīng)在地基允許承載力范圍之內(nèi)。1.3.2沉井刃腳處支設(shè)墊木(墊架)位置應(yīng)適當(dāng)，并使地基受力均勻。墊木(墊架)間距應(yīng)通過計(jì)算確定，應(yīng)使支點(diǎn)和跨中產(chǎn)生的拉應(yīng)力相互相等，并應(yīng)驗(yàn)算沉井壁在垂直均布荷載感化下的彎矩、剪力、扭矩(對(duì)圓形沉井)，使其不超過沉井壁的垂直抗拉強(qiáng)度。拆除墊架，大型沉井應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100％，小型沉井達(dá)到70％。1.3.3拆除刃腳墊木(墊架)應(yīng)分區(qū)、分組、依次、對(duì)稱、同步地進(jìn)行，先抽除一般墊木(墊架)，后拆除定位墊架。1.3.4沉井筒壁與內(nèi)隔墻支模應(yīng)使感化于地基的荷載基本均勻；對(duì)沉井孔洞單薄部位，應(yīng)在四角增設(shè)斜向附加鋼筋增強(qiáng)。1.3.5矩形沉井在外壁與內(nèi)隔墻交接處應(yīng)適當(dāng)配置溫度構(gòu)造鋼筋。1.4治理方法1.4.1對(duì)表面裂縫，可采用涂兩遍環(huán)氧膠泥或再加貼環(huán)氧玻璃布，以及抹、噴水泥砂漿等方法進(jìn)行處理。1.4.2對(duì)縫寬大于．1mm的深進(jìn)或貫穿性裂縫，應(yīng)根據(jù)裂縫可灌程度采用灌水泥漿或化學(xué)漿液(環(huán)氧或甲凝漿液)的辦法進(jìn)行裂縫修補(bǔ)，或者采用灌漿與表面關(guān)閉相結(jié)合的辦法?？p寬小于．1mm的裂縫，可不處理或只作表面處理即可。2、井筒歪斜2.1現(xiàn)象井筒澆筑混凝土后，筒體呈現(xiàn)歪斜現(xiàn)象，影響沉井下沉的垂直度控制。2.2原因分析2.2.1沉井制作場地土質(zhì)軟硬不均，事前未進(jìn)行地基處理，筒體混凝土澆筑后產(chǎn)生不均勻下沉。2.2.2沉井一次制作高度過大，重心過高，易于產(chǎn)生歪斜。2.2.3沉井制作質(zhì)量差，刃腳不平，井壁不垂直，刃腳和井壁中心線不垂直，使刃腳失去導(dǎo)向功能。2.2.4拆除刃腳墊架時(shí)，沒有采取分區(qū)，依次、對(duì)稱、同步地抽除承墊木。抽除后又未及時(shí)回填夯實(shí)，或井外四周的回填土夯實(shí)不均，致使沉井在拆墊架后出現(xiàn)偏斜。2.3預(yù)防措施2.3.1沉井制作場地應(yīng)先經(jīng)清理平整夯(壓)實(shí)，如土質(zhì)不良或軟硬不均，應(yīng)全部或局部進(jìn)行地基加固處理(如設(shè)砂墊層、灰土墊層等)。2.3.2沉井制作應(yīng)控制一次最大澆筑高度在12m以內(nèi)，以保持重心穩(wěn)定。2.3.3嚴(yán)格控制模板、鋼筋、混凝土質(zhì)量，使井壁表面面光滑，井壁垂直。各部尺寸在規(guī)范允許偏差范圍之內(nèi)。2.3.4抽除沉井刃腳下的承墊木，應(yīng)分區(qū)，分組、順次、對(duì)稱、同步地進(jìn)行。每次抽出墊木后，刃腳下應(yīng)立即回填砂礫或碎石，并夯打密實(shí)，井外回填土應(yīng)夯實(shí)均勻；定位支點(diǎn)處的墊木，應(yīng)最后同時(shí)抽除。2.4治理方法井筒已歪斜，可在入手下手下沉?xí)r，采取在歪斜相反偏向，刃腳較高的部位的一側(cè)增強(qiáng)挖土，在歪斜的偏向較低的一側(cè)少挖土來糾正。3、下沉過慢3.1現(xiàn)象沉井下沉速度很慢，甚至出現(xiàn)不下沉的現(xiàn)象。3.2原因分析3.2.1沉井自重不夠，不能克服四周井壁與土的摩阻力和刃腳下土的正面阻力。3.2.2井壁制作表面粗糙，高洼不平，與土的摩阻力加大。3.2.3向刃腳方向削土深度不夠，正面阻力過大。3.2.4遇孤石或大塊石等停滯物，沉井局部被擱住，或刃腳被砂礫擠實(shí)。3.2.5遇摩阻力大的土層，未采取減阻措施，或減阻措施遭到破壞，側(cè)面摩阻力增大。3.3預(yù)防措施3.3.1沉井制作應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)請(qǐng)求和工藝標(biāo)準(zhǔn)施工，保持尺寸準(zhǔn)確，表面平整光滑。3.3.2使沉井有足夠的下沉自重，下沉前進(jìn)行分階段下沉系數(shù)X的計(jì)算(X值應(yīng)控制不小于1．10～1．25)，或加大刃腳上部空隙。3.3.3在軟粘性土層中，對(duì)下沉系數(shù)不大的沉井，采取連續(xù)挖土，連續(xù)下沉，中間停歇時(shí)間不要過長。3.3.4在井壁上預(yù)埋射水管，遇下沉遲鈍或停沉?xí)r，進(jìn)行射水以削減井壁與土層之間的摩阻力。3.3.5在井壁四周空隙中充填觸變泥漿(膨潤土20％、火堿5％、水75％)或黃泥漿，以降低摩阻力，并增強(qiáng)管理，防止泥漿流失。泥漿應(yīng)根據(jù)土層特性按下表選用。土層名土層特點(diǎn)稱粘土層結(jié)構(gòu)緊密，地應(yīng)采用密度較大、失水量較小的泥漿，以防黏土遇水黏土層下水滲透遲鈍，土體膨脹，而造成土壁坍落破壞側(cè)壓力較大砂層結(jié)構(gòu)松散，易坍砂層落，有公開水滲透卵石間孔隙較大，結(jié)應(yīng)采用粘度高，靜切力大、密度較小的泥漿，以卵石層構(gòu)較松散，地下水滲防止泥漿流失流較暢通堅(jiān)韌的泥漿，以防止砂層塌落和泥漿流失應(yīng)采用粘度較高，靜切力較大，產(chǎn)生的泥皮薄而對(duì)泥漿要求3.4治理辦法3.4.1如因沉井側(cè)面摩阻力過大造成，一般可在沉井外側(cè)用．2～．4MPa壓力水流動(dòng)水針(或膠皮水管)沿沉井外壁空隙射水沖刷助沉。下沉后，射水孔用砂子填滿。3.4.2在沉井上部加荷載，或繼續(xù)澆筑上一節(jié)井壁混凝土，增加沉井自重使之下沉。3.4.3將刃腳下的土分段均勻挖除，削減正面阻力；或繼續(xù)進(jìn)行第二層(深40～50cm)碗形破土，促使刃腳下土失穩(wěn)下沉。3.4.4對(duì)于不排水下沉，則可以進(jìn)行部分抽水，以減少浮力，借以加重沉井。3.4.5遇小孤石或塊石擱住，可將四周土挖空后取出；對(duì)較大孤石或塊石，可用炸藥或靜態(tài)破碎劑進(jìn)行破碎，然后清除。如果采用不排水下沉，則應(yīng)由潛水員進(jìn)行水下清理。3.4.6遇硬質(zhì)膠結(jié)土層時(shí)，可用重型抓斗或加洪水槍的射水壓力和水中爆破聯(lián)協(xié)作業(yè)；也可用鋼軌沖擊破壞后，再用抓斗抓出。4、偏移或扭位4.1現(xiàn)象沉井下沉過程中或下沉后，筒體軸線位置產(chǎn)生一個(gè)偏向偏移(稱為位移)，或兩個(gè)偏向的偏移(稱為扭位)。4.2原因分析4.2.1位移大多由于傾斜引起，當(dāng)沉井傾斜一側(cè)土質(zhì)較松軟，在糾正傾斜時(shí)，井身往往向傾斜一側(cè)下部產(chǎn)生一個(gè)較大的壓力，因而伴隨向傾斜方向產(chǎn)生一定位移。位移大小隨土質(zhì)情況及向一邊傾斜的次數(shù)而定。當(dāng)傾斜方向不平行軸線時(shí)，糾正后則產(chǎn)生扭位，多次不同方向的傾斜，糾正傾斜后拌隨產(chǎn)生位移的綜合復(fù)合作用，也常導(dǎo)致產(chǎn)生偏離軸線方向的扭位。4.2.2沉井傾斜未糾正就繼續(xù)下沉，常會(huì)使沉井向傾斜相反偏向產(chǎn)生一定位移。4.2.3測(cè)量偏差未及時(shí)糾正。4.3．預(yù)防措施4.3.1增強(qiáng)測(cè)量控制和檢測(cè)，在沉井外和井壁上設(shè)控制線，內(nèi)壁上設(shè)垂度觀測(cè)標(biāo)志，以控制平面位置和垂直度，每班觀測(cè)不少于2次，發(fā)現(xiàn)位移或扭位應(yīng)實(shí)時(shí)糾正。4.3.2及時(shí)糾正傾斜，避免在傾斜情況下繼續(xù)下沉，造成位移或扭位。4.3.3控制沉井不再向偏移偏向傾斜。4.3.4增強(qiáng)測(cè)量的檢查和復(fù)核事情。4.4治理辦法位移糾正辦法一般是控制沉并不再向位移偏向傾斜，同時(shí)有意識(shí)地使沉井向位移相反偏向傾斜，糾正傾斜后，使其伴隨向位移相反偏向產(chǎn)生一定位移糾正。如位移較大，也可有意使沉井偏位的一方傾斜，然后沿傾斜偏向下沉，直到刃腳處中心線與設(shè)計(jì)中心線位置吻合或接近時(shí)，再糾正傾斜，位移響應(yīng)得到糾正。扭位可按糾正位移辦法糾正，使傾斜偏向?qū)?zhǔn)沉井中心，然后糾正傾斜，扭位隨之得到糾正。亦可先糾正一個(gè)偏向的傾斜、位移，然后糾正另一個(gè)偏向的傾斜、位移，幾次傾斜偏向糾正后，軸線即恢復(fù)到原位置。5、下沉遇流砂5.1現(xiàn)象沉井采取井內(nèi)排水時(shí)，井外的土、粉砂產(chǎn)生流動(dòng)狀態(tài)，隨地下水一起涌入井內(nèi)，邊挖、邊冒，無法挖深；常造成沉井出現(xiàn)突沉、偏斜、下沉過慢或不下沉等情況。5.2原因分析5.2.1井內(nèi)鍋底開挖過深；井外松散土涌入井內(nèi)。5.2.2井內(nèi)表面排水后，井外地下水動(dòng)水壓力把土壓入井內(nèi)。5.2.3爆理障礙物時(shí)，井外土受振進(jìn)入井內(nèi)。5.2.4挖土深超過公開水位．5m以上。5.3預(yù)防措施5.3.1采用排水法下沉，水頭宜控制在1．5～2．0m。5.3.2挖土避免在刃腳下掏挖，以防流砂大量涌入，中間挖土也不宜挖成鍋底形。5.3.3穿過流砂層應(yīng)快速，最好加荷，使沉井刃腳切入土層。5.4處理方法5.4.1當(dāng)呈現(xiàn)流砂現(xiàn)象，可在刃腳堆石子壓住水頭，減弱水壓力，或四周堆砂袋圍住土體，或拋大塊石，增加土的壓重。5.4.2)改用深井或噴射點(diǎn)井降低地下水位，防止井內(nèi)流淤。XXX設(shè)在沉井外，點(diǎn)井則可設(shè)置在井外或井內(nèi)。5.4.3改用不排水法下沉沉井，保持井內(nèi)水位高于井外水位，以避免流砂涌人。6、砼澆注由圖紙可知，沉井刃腳部位和主、支管洞口部位鋼筋分布較多，尤其是洞口加固部位鋼筋含量更大。因此，澆筑混凝土?xí)r應(yīng)特別注意，刃腳支撐整個(gè)沉井的軸心作用，可管道頂進(jìn)又是靠加固洞口作為靠背的原始持力點(diǎn)，故要求混凝土澆筑過程中，確?；炷翉?qiáng)度，混凝土與鋼筋牢固地聯(lián)系在一起，且混凝土表面光滑。澆筑刃腳及洞口混凝土，關(guān)鍵在于對(duì)混凝土的振搗是否密實(shí)，由于鋼筋分布較密，鋼筋與鋼筋之間空隙較小，采用小型插入式振搗設(shè)備。同時(shí)要求插入式振動(dòng)棒的功率要大，保證混凝土充分搗實(shí)。其次，混凝土的攪拌時(shí)間應(yīng)充分，運(yùn)輸過程中不發(fā)生離析，混凝土自身質(zhì)量得到保證。另外，混凝土進(jìn)行振搗的施工人員要求有較好的專業(yè)水平，對(duì)振動(dòng)棒的性能應(yīng)了如指掌，同時(shí)應(yīng)盡心盡職地完成刃腳及洞口澆筑。二、頂管施工難點(diǎn)和解決方案1、頂管進(jìn)出洞口地基加固措施1.1地基加固方法頂管進(jìn)出洞口措施是施工成敗的關(guān)鍵。在進(jìn)出洞口先進(jìn)行壓密注漿地基加固，以保證頂管施工時(shí)順利進(jìn)出洞口（此外在進(jìn)出洞口過程中還應(yīng)保留噴射井點(diǎn)降水措施以作備用）。地基加固范圍為進(jìn)、出洞口前5m，上、下、左、右各2m。1.2注漿漿液配合比注漿漿液采用42.5通俗硅酸鹽水泥漿，水灰比為0.6，外摻2%水玻璃及2%膨潤土。1.3壓密注漿流程：插注漿芯管注漿沖洗塑料閥管鉆機(jī)、注漿設(shè)備就位鉆孔灌封閉泥漿對(duì)不宜用清水沖洗的場地，可考慮用純水玻璃或陶土漿灌滿閥管內(nèi)。1.4注漿方法①、因壓密注漿影響半徑為600mm，有用半徑為500mm，故確定布孔排距和孔距為1m。②、注漿采用先外圍、后內(nèi)部的施工方式，以防止?jié){液流失。③、改進(jìn)注漿噴頭，將常規(guī)直噴式改為濾網(wǎng)式噴頭。旨在增加注漿壓力，擴(kuò)大有效半徑，增加水泥漿的滲透力。④、每孔注漿時(shí)，自上而下逐段注漿，每次拔管間距不大于0.5m，注漿壓力為0.25～0.35Mpa。⑤、先將注漿管壓入土層至設(shè)計(jì)深度，然后接上壓漿機(jī)，邊向上拔起注漿管邊向土層內(nèi)注漿。通過控制注漿量和注漿壓力來達(dá)到注漿要求。2、頂管注漿、換漿措施設(shè)計(jì)要求頂管工程如頂進(jìn)過程中摩阻力較大超過0.5T/m2要求進(jìn)行注漿減阻。在頂進(jìn)過程中選擇觸變性能良好的膨潤土制漿材料并設(shè)立同步注漿和管道補(bǔ)漿的兩種措施，盡可能將膨潤土泥漿套隨機(jī)頭向前移動(dòng)，形成連續(xù)的環(huán)狀漿套。觸變泥漿配合比為：膨潤土12%，純堿0.6%，摻加劑CMC適量。觸變泥漿由地面液壓注漿泵通過φ50mm管路壓送到各注漿孔。在機(jī)頭處應(yīng)安裝隔膜式壓力表，以檢驗(yàn)漿液是否到達(dá)指定位置，在所有注漿孔內(nèi)要設(shè)置球閥，軟管和接頭的耐壓力為5Mpa，支管直徑為φ25mm。在整個(gè)管道中每隔1個(gè)管子設(shè)1個(gè)補(bǔ)漿斷面共4個(gè)注漿孔（要求在管道制作時(shí)預(yù)留），補(bǔ)漿應(yīng)按順序進(jìn)行，每班不少于2次循環(huán)，定量注壓。注漿壓力：大于地下水壓力，注漿量為管道周邊間隙的1～2倍。頂進(jìn)結(jié)束后，必須立即用純水泥漿或水泥砂漿置換膨潤土泥漿。置換完成后拆除注漿管路，并將管道上的注漿孔關(guān)閉嚴(yán)密。3、管道糾偏措施3.1管道產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)原因3.1.1頂管設(shè)備自身原因頂管裝備安裝精度是決意頂管施工精度的前提條件，在頂管安裝和使用過程中，如果主油缸或工具管刀盤軸線與管道軸線不平行，則在頂管施工過程中很容易使管道產(chǎn)生扭矩，從而在頂進(jìn)過程中產(chǎn)生管道扭轉(zhuǎn)。3.1.2施工緣故原由在進(jìn)行頂管施工時(shí)，管道內(nèi)要布置各種施工設(shè)備,如果布置位置不對(duì)稱，就很容易使管道朝著某個(gè)方向形成固定扭轉(zhuǎn)。同時(shí)由于受地質(zhì)條件影響，管道也很容易發(fā)生偏移。在進(jìn)行管道糾偏時(shí)，工具管糾偏后產(chǎn)生糾偏反力,如果糾偏反力的合力中心不通過管中心，管道就要扭轉(zhuǎn)。在糾偏過程中，如果糾偏角度小，則實(shí)施糾偏時(shí)所需的外力就小，根據(jù)作用力與反作用力原理，糾偏反力就小，管道發(fā)生扭轉(zhuǎn)的速度就慢。反之糾偏角度越大，產(chǎn)生的反力就越大，管道扭轉(zhuǎn)速度也就加快。因此，控制糾偏角是防止和減小管道扭轉(zhuǎn)的重要途徑。3.2糾偏措施3.2.1進(jìn)步頂管裝備安裝質(zhì)量,預(yù)防管道產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),主如果從進(jìn)步頂管裝備安裝工藝精度入手,盡量制止或削減頂管裝備的各部分安裝偏差,如主油缸固定安穩(wěn),盡量與管道軸線平行等。3.2.2嚴(yán)格按照施工程序施工，減小糾偏釀成的扭轉(zhuǎn)。第一是管內(nèi)裝備安置重量要對(duì)稱，盡量制止由施工程序釀成的扭轉(zhuǎn)。在糾偏過程中認(rèn)真執(zhí)行“增加糾偏次數(shù),減小糾偏角度”原則，減小因糾偏辦法不妥釀成的管道扭轉(zhuǎn)，別的可以通過施加外力進(jìn)行管道扭轉(zhuǎn)，如采用在扭轉(zhuǎn)偏向的反偏向施加外力(可以通過配重的體式格局解決),使管道產(chǎn)生相反扭轉(zhuǎn)，從而平衡原先存在的扭轉(zhuǎn)力。4、管道失穩(wěn)4.1管道失穩(wěn)原理管道失穩(wěn)是頂管施工中特別是長距離管道糾偏過程中容易發(fā)生的問題。它是指與工具管的軸線與設(shè)計(jì)管道軸線偏差逐漸增加，最終造成管道失去控制的現(xiàn)象。在未發(fā)生偏移時(shí)中管道受到的土壓力理論上是相等的,即F1=F2，同時(shí)頂進(jìn)推力沒有側(cè)向分力，而發(fā)生偏移時(shí)管道兩側(cè)所受土壓力發(fā)生明顯變化。一方面管道所受的側(cè)壓力F1與F2不再相等,則頂進(jìn)推力F3產(chǎn)生側(cè)向分力，當(dāng)側(cè)向分力增加到一定程度，管道有可能開始失穩(wěn)。失穩(wěn)后管道軸線曲率增大，從而造成側(cè)向力進(jìn)一步增加，這樣就形成了管道曲率增加與側(cè)向分力之間的反復(fù)循環(huán),如果不及時(shí)得到糾正，則管道軸線嚴(yán)重偏移設(shè)計(jì)方向。4.2管道失穩(wěn)緣故原由分析4.2.1地質(zhì)條件影響從失穩(wěn)原理分析可以看出，管道四周土體承載力和土壓力關(guān)于管道施工至關(guān)重要，由于頂進(jìn)過程中難免產(chǎn)生軸線偏移現(xiàn)象。如果管道四周的土體可以供給較大的感化反力,則管道不易產(chǎn)生較大偏移和失穩(wěn)；如果四周土體屬于軟弱土質(zhì)或不均勻土質(zhì)，則管道很容易因四周平衡側(cè)向分力的承載能力缺乏造成失穩(wěn)。同時(shí)，管道上方的掩蓋層過薄也很容易因管頂土壓力缺乏造成失穩(wěn)，最常見的是管道軸線向上曲折和管道中間鼓肚現(xiàn)象。4.2.2施工質(zhì)量影響根據(jù)管道曲率與側(cè)向分力之間的惡性循環(huán)關(guān)系很容易知道，如果因?yàn)轫敼苁┕ぜm偏或糾扭不及時(shí)和不到位造成偏移量增大，將導(dǎo)致管道失穩(wěn)。4.2.3頂管設(shè)備原因頂管設(shè)備在頂進(jìn)過程中如果出現(xiàn)與管道聯(lián)結(jié)不穩(wěn)固或者剛度不足，都有可能造成管道失穩(wěn)。4.3管道失穩(wěn)預(yù)防和糾正措施4.3.1改善地質(zhì)條件，為頂管施工發(fā)明有利條件。在頂管施工中的基底處理常采取的措施包括：采用超前鉆孔或超前地質(zhì)預(yù)報(bào)確定前方地質(zhì)情況，關(guān)于不良地質(zhì)地段采取預(yù)加固措施，個(gè)中承載力過低地段、土體軟硬不均勻地段、掩蓋層過薄地段或空中有