1工程概况本工程在知音大道与琴断口路交叉口西南侧,布置一座雨水泵站。主要施工项目为新建雨水泵站一座,配套建设进出水管(3DN2 000 mm球墨铸铁管)、进水相涵、出江消能设施等。龙阳大道与琴台大道交叉口,郭茨口地下通道与琴台大道之间为顶管施工段(K1+360~K1+892.94),顶管施工包括G13、G15顶管工作井2座,G14顶管接收井1座,3根D2 022×22焊接顶管顶进施工,单根平均约601.5 m。G13、G15工作井采用圆形沉井结构,G14工作井内径为15 m,井壁厚度为700 mm,井体高度为7 m;G15工作井内径为15 m,井壁厚度为800 mm,井体高度为9.9 m;采用井体、后背墙为C30混凝土(5 cm厚),垫层采用C15,镇墩采用C20,底板抗渗等级为S6。主要工程类统计表具体如表1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.10.076.T001表1主要工程量统计序号名称规格数量1G13工作井内径15 m,壁厚700 mm1座2G15工作井内径15 m,壁厚800 mm1座3钢管顶进D2 0221 804.44 m2气象条件武汉市属于北半球亚热带湿润季风型气候,常年雨水充沛、日照充足、冬冷夏热、雨热同季、四季分明。拟建工程场区范围内地表水主要分布在附近汉江内,汉江水量丰富,水位变幅大,随着降水的变化而变化,最低水位出现在3月,最高水位出现在7月。最大小时降雨量为102.1 mm,汛期降雨量占全年的73.6%。多年平均相对湿度为80%,日平均湿度为83%。工程区域内主要气象要素如表2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.10.076.T002表2武汉市主要气象要素项目气温/℃降雨量/mm蒸发量/mm多年平均值16.91 280.91 494.0最大值42.22 015.32 131.6最小值-18.1575.9962.9最高月平均29.0819.9293.8最低月平均3.0——3“钢板桩+支撑”方案的优势(1)有效解决开挖安全隐患多、难度大等问题;(2)施工便捷,可在短时间内高效施工;(3)空间占用量较小,可给其他工作的开展创设良好的条件;(4)钢板桩对环境的适应能力强,天气条件较差,也不会对其造成影响;(5)互换性好,经过简单的修复后,即可重复使用。4支护结构设计方案4.1顶管工作井(1)G13顶管工作井高9 m,计划分4次浇筑,2次下沉。①浇筑:第一层高度为2.8 m,第二层高度为2.2 m,第三层高度为2 m,第四层高度为2 m;②下沉:第一次下沉4.5 m,第二次下沉4.5 m。(2)工作井内沿顶管轴线方向,在临时后座墙上装刚性后座,主要为千斤顶、导轨、刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备,工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下使用。(3)管内供电及井内电力配电箱均位于工作井内,管内测量起始平台安装在主顶千斤顶之间轴线上,与混凝土底板相连接,与千斤顶支架相分离,以确保顶进时测量平台的稳定性。(4)沿井壁依次安装1.5寸压浆管、4寸供水和出泥管、供电、1.5寸供气管线。井内二侧工作平台布置配电箱、电焊机、泥水旁通装置、后座主顶油泵车和顶铁。(5)管内进排泥管、压浆管、供电、通风管分别安装于钢管左右偏下侧,采用L75×75角钢支架固定。(6)管内照明采用24 V低压LED照明灯,每距离8 m布置1只,工作井内照明采用高压水银灯。施工期间在工作井内及管道内,应配置足量的排水设备,以保证雨季汛期的管道安全。4.2顶管接收井(1)G14顶管接收井高度6.1 m,计划分2次浇筑,1次下沉。浇筑第一层高度为2.8 m,第二层高度为3.3 m。(2)根据顶管线路布设的导线点、水准点,标定出井的平面位置、测定其深度,以指导工作井的开挖施工;确定始发井与接收井的管道中心点,并将其投设于地面(以下简称投点),并进行标记。投点处于井的边缘,应提前做好投点的支架搭设与焊接标记工作。(3)顶管机顶入接收井是一项关键的施工环节,在顶管未顶入接收井前,应先完成接收井施工等待顶管机的接收。顶管管道接近接收井时,须先复测本段管道的长度与设计长度相符,再通过测量得知顶管机出口的具体位置,将接收井工具出洞位置的混凝土护壁凿除。如遇地下水丰富时,使用棉纱堵塞住管和洞口间的空隙,待顶管机完全出洞后,使用水玻璃或水泥浆压住止水[1]。4.3进水箱涵(1)原地面按1∶3的标准放坡下挖3 m,留6 m宽平台,配套I40b工字钢(按照250 mm的间距依次设置)、腰梁及支撑,共同组成完整的支护体系。(2)嵌固深度为9.4 m,分别取桩顶以下1、5 m两处,设置支撑,共两层,所用材料均为I40b工字钢。(3)每跨设两处焊接钢板连接,尺寸与顶管工作井的钢板一致。5钢板桩施工5.1钢板桩施工路段施工路段为:琴台大道(阳光世纪建材-汉江湾城中村改造)。5.2施工顺序准备工作(根据施工需求配备质量达标的钢板桩)→钢板桩打设→围檩安装→支撑安装→土方开挖→箱涵浇筑→土方回填→拔出钢板桩→钢板桩灌缝。5.3质量控制措施(1)施工前充分落实各项准备工作,如复测场地标高,校正水准仪,在后续施工中应用水准仪检测,及时掌握钢板桩的桩顶标高,根据测量结果采取控制措施。(2)打桩到位后,检测并调整桩架的垂直度,直至其呈垂直的状态为止。以实际情况为准,对打设到位的钢板桩及时采取加固和防护措施,避免其在外力作用下出现偏位、变形等现象。(3)随着基坑开挖进程的推进,待其达到支撑设计标高以下0.5 m时,需立即暂停开挖作业,根据需求配备支撑,并将其稳定设置在围檩上。在完成支架的搭设作业后,全面检查支撑,判断其是否具有稳定性,若无误则继续开挖。钢围檩安装的细节较多,工作人员应加强控制安装过程,保证支撑轴向受力的合理性,不可出现偏心现象,避免出现支撑失稳等现象。为了提高施工效率,可采用机械挖土的方法,应严格控制开挖的姿态和覆盖范围,不可碰撞既有支撑、围檩等相关装置。除此之外,施工过程中不可存在无关的荷载,否则易导致支撑失稳。(4)在钢支撑安装中,应加强检测与控制力度,要求平面偏差≤100 mm,标高偏差≤30 mm;围檩施工中,标高偏差≤30 mm;经检测后,确定支撑中心、同层支撑顶面两处的标高,计算两者的差值,要求该值≤30 mm;支撑的挠曲度≤1/1 000。5.4钢板桩的拆除(1)施工设备选用履带吊、振动锤,以提供振动力,打破钢板桩周边土体的既有状态,降低该处的黏聚力,借助履带吊提供的吊力进行拔桩。(2)按照顺序缓慢拔桩可避免桩体大范围受损,施工过程中,先采用打桩机夹住钢板桩,对桩体顶部进行1~2 min的持续性振动,经此途径后使钢板桩周边的土由相对固结转变为松动的状态,减小土体对桩的摩擦力,再以缓慢的速度向上振拔。期间应密切关注桩机的负荷,若存在拔桩难度较大的情况,需暂停拔桩,再次振动1~2 min,此后将桩体下锤0.5~1 m,再将其向上拔起,按照此方式多次操作后,可将钢板桩拔出。6结语综上所述,在泵站出水管顶管井和进水箱涵施工中,均采用钢板桩结构,可充分发挥支护的作用,相较土钉墙、钻孔桩等方法,其具有扰动性小、施工便捷、稳定可靠、经济高效等多重应用优势,可在不影响施工质量的前提下缩短施工时间,有利于后续工作的开展。

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