CN110331991A - 超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，包括如下步骤：S1：首先河床清淤后的底面铺设三层防水薄膜油布，以封闭河床，防止河水向下渗漏以及顶管泥浆向上冒顶，增加水流渗流路径长度；S2：再在防水薄膜油布上铺设两层膜袋混凝土，膜袋混凝土与防水薄膜油布紧密贴合，膜袋混凝土固化后形成一个整板，以抵抗顶管周边土体变形，并兼具防水抗渗和压重的作用；S3：在膜袋混凝土上回填块石和填袋装土进行压重，防止机头上浮顶穿河床；S4：顶管施工结束后挖除袋装土层，回填原状土以恢复河底生态。本发明节省人力，以预处理方式，将大概率，后果严重的风险控制在可接受的范围内，有明显的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于河床预处理技术领域，具体涉及一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法。
背景技术
随着城市发展的日益拥挤，地下空间的开发利用越来越多的出现在城市改造项目中。而出于对古城区的保护，并减少对城市原有交通的影响，非开挖大截面顶管施工方式具有施工速度快、施工占地面积小、不影响地面交通的优点，是老城区地下工程施工的重要方法。适宜在城市短距离地下通道的施工中采用。
常规的土压平衡式顶管施工，主要靠土压力的控制和护壁泥浆套来稳定掘进面。但当顶管需在河床下穿越时，上覆土层厚度减小，河水容易穿透泥浆保护套，顶管施工的风险系数增大。当顶管上覆土层厚度小于顶管高度，属浅覆土时，顶管施工安全性难以得到保证，其主要存在以下问题：
(1)河床底与管顶之间覆土层厚度较小,采用机械式平衡压力顶管,土压力不足易造成掘进机机头上浮,控制不好造成顶管顶进失败。
(2)顶进时需要足够的泥浆压力，以保证掘进面不塌陷。而覆土层过浅时压力泥浆容易顶穿覆土层，形成渗水通道，破坏河床土层,造成河底透水,地下水、河水会窜入管道危及顶管质量和人员安全。
(3)超浅覆土顶管时，上部土层容易隆起变形，影响原有河底生态，影响河道水深。在现阶段生态文明建设要求极为严格的情况下，河道管理机构将无法同意此类方案的实施。
(4)在隧道工程等大截面顶管建设及运营期间，由于顶管为空心结构，抗浮要求较高，在河底超浅覆土情况下，需要采取措施加强顶管抗浮稳定性。
对此类问题目前常用的解决方法主要有:①严格控制泥浆压力，并增加泥浆稠度，减小顶管机上浮以及泥浆顶穿覆土层的可能性。②在顶管上部河底浇筑水下混凝土铺盖板，增加覆土压力，增加泥浆渗透路径长度，提高顶管安全性。
而当顶管在在河底超浅覆土下(H<0.75D)时,管顶以上土压力过小，难以提高泥浆压力，根据施工经验，仅靠增加泥浆稠度不能控制顶管上浮。即使浇筑水下浇筑混凝土盖板，盖板与河床底接触面容易松散，泥浆压力顶穿覆土后，容易形成渗水通道。且混凝土顶盖板的实施将对河底生态环境造成破坏性影响。常规方式难以满足施工要求，为此，我们提出一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，以解决上述背景技术中提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，包括如下步骤：
S1：首先河床清淤后的底面铺设三层防水薄膜油布，以封闭河床，防止河水向下渗漏以及顶管泥浆向上冒顶，增加水流渗流路径长度；
S2：再在防水薄膜油布上铺设两层膜袋混凝土，膜袋混凝土与防水薄膜油布紧密贴合，膜袋混凝土固化后形成一个整板，以抵抗顶管周边土体变形，并兼具防水抗渗和压重的作用；
S3：在膜袋混凝土上回填块石和填袋装土进行压重，以弥补浅覆土下的土压力不足，防止机头上浮顶穿河床；
S4：顶管施工结束后挖除袋装土层，回填原状土以恢复河底生态。
优选的，所述河床清淤包括如下步骤：
a：河道挖淤采用抓斗挖泥船挖，斗容量为1m3，采用300T泥驳船外运，运至指定地点,淤泥运至弃土点采用吸泥泵卸船；
b：河底标高控制要求，根据设计图纸的要求，挖泥船施工时，每挖一段跟踪自测一段，并在相同水位或不同水位时，在水上挖机大臂画上不同的记号，每挖一段用标尺测量开挖深度，防止超挖和欠挖，施工完成后，请监理工程师现场复核，做好实测记录，不达标部分及时进行整改，复核合格后再进行下道工序施工；
c：船舶运输，施工区域内小船运输按每条船的实载量进行装船，不超载避免沉船，避免夜间航行；
因航道要求，工作时间为上午6：00至下午18：00；
驳船装泥量应根据淤泥土的比重在所变动，驳船装泥后的吃水线应低于甲板；
航行时采用中油门中速行驶以免噪音扰民，转弯时小油门，以防侧翻，停靠时采用人力撑靠，避免碰撞；外运大船停靠在外码头；
装泥时固定管道，适时移位，避免船舶因装载不均而倾斜；
运输途中服从港航部门航行指挥和要求；
船舶停靠固定系用缆绳采用双道前后缆绳固定，再用倒顺缆加固，确保船舶的稳定性；
船员一律持证上岗，上岗时穿戴救生衣。
优选的，所述河床清淤的注意事项包括：
a：在河道施工之前，采用GPS放线，明确河道处理位置，并插入旗杆做好标记；
b：挖泥船疏挖时应根据设计文件要求的河底标高控制基准点，挖泥船的挖臂下水深度做好标线，确保每次不超挖、不少挖；
c：挖斗应依次一个方向挖过去，挖斗每次下水位置应交接，不得跳空挖。
d：挖斗提升要慢，防止挖斗上的淤泥被水流冲散掉落；
e:挖泥船每次前移行程应一致，行程为一个最大挖臂长度；
f：岸边挖深不得超过驳坎基础。
优选的，所述防水薄膜油布的铺设，为保证一定的韧性，避免油布展铺过程中受到破坏，油布重量不低于500g/m2；
防水薄膜油布的接缝处理采用工厂热熔连接，现场整幅铺设；
防水薄膜油布的四边采用加筋处理，在南北两侧设置套孔，并用钢管进行固定，使油布在铺设过程中能够整体受力，铺设到位后便于南北向固定；
防水薄膜油布的东西两侧每隔5m设置穿孔，便于穿绳进行东西向调整和穿浮漂进行位置定位；
防水薄膜油布在铺设前，在油布铺设范围的四个角点布置四根定位桩，位置位于角点向外1m位置，为了防止防水薄膜油布的铺设对四个定位桩的破坏，在定位桩上设置夜间警示灯；
将防水薄膜油布运至河道南岸并穿好钢管，在钢管上设置三个着力点，将绳至于北岸，由北岸岸上施工人员进行牵引，将油布一端拉至浮船上，由浮船和岸上施工人员一起牵引，将油布牵引至指定位置；
在牵引过程中，由于防水薄膜油布的不透水和不透气性，防水薄膜油布的中可能存在空气；用浮船将油布一侧抬起，油布中的空气会自动从该处排除，最后利用油布的自重，缓慢的沉入河底；
先进行防水薄膜油布的的东侧调整，由潜水员下潜至油布边缘的穿孔处，拴上浮漂，并拴上牵引绳，由岸上和船上施工人员根据浮漂位置来控制油布位置，将该处油布一次牵引到位，并用土袋进行压重，防止在牵引另一边时，对该处的影响；
该处铺设好后，在进行下一点的调整，每隔10m调整一次，直至东侧全部调整完，如局部调整不到位，再进一步进行调整，保证浮漂基本在一条直线上；
东侧调整完之后再用同样的方式对油布西侧进行调整，直至整块油布全部调整到位。
优选的，所述模袋采用矩形无滤点模袋，充实平均厚度500mm，采用涤纶、丙纶，重量不小于600g/㎡，纵向抗拉强度>2800N/5cm，横向抗拉强度>2500N/5cm，采用C20泵送混凝土，塌落度要求20-30cm。
优选的，所述膜袋混凝土的铺设要求在船上施工，砼输送泵架设在岸上；
将按设计要求缝制加好的模袋在坡上展开，然后由操作人员在施工船上用绳子拉入河中，直至到设计位置，经潜水员检查达到要求方可充灌砼。
砼原材料：水泥(普通42.5)、粉煤灰、中砂、碎石(5mm-15mm)，将按配比搅拌好的砼倒进砼输送泵里面，由操作人员根本据前场指挥员的指令进行泵送；前场由操作人员配合将软管插入模袋灌口中，然后用绳子系住，经检查无误后通知上面指挥员泵砼，在充灌过程中由潜水员检查并帮助其流动到位；
充灌过程中由潜水员在水下和指挥员紧密配合完成充灌；
充灌顺序自上而下，自相邻块单元；
灌口速度应控制在8-12m3/小时范围内，充灌应连续进行，充灌满撤管后将灌口扎紧。
优选的，所述回填块石包括如下步骤：
a：施工中订立标准船型，按标准船型划分小区，按标准船型选用装石船只；
b：石料石质的控制和数量的确定
石质的控制：水下抛石要把好石料质量关，确定其符合设计及规范要求，经监理确认合格后，方可选用，杜绝风化石、水解、碎石等不合格的石料。
数量的确定：石料船到达工地指定地点后，对检查合格的石料进行量方，量方时长度量2次，宽度量4次，高度量8次，取平均值计算方量。
c：抛石船挂档(就位)
定位船定位结束后，可在定位船下舷边挂吊装石船进行施工，根据抛投须均匀的原则，各装石船船位应相互错开，以保证抛石均匀；
根据所确定的标准船型及有效抛护宽度分为条形区域进行抛布，每个船位依次错开1.25m，从而保证抛投均匀，且无空档；
厚度控制由技术人员在船上用标杆测量，然后由潜水员检查并调整至设计要求。
优选的，所述填袋装土的土袋采用50kg编织袋，袋装土采用常规土，不得用淤泥、冻土、杂土、水稳定性差的膨胀土、分散性土和腐殖土；
土源外运至现场，所有袋装土由人工灌入编织袋然后用绳子扎紧袋口，投放袋装量为袋容量1/2-2/3的编织袋，再运往船上由工人按设计要求抛入水中，质量控制由技术员和潜水员合作检查和调整。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，本发明在顶管施工前，为
了对河道浅覆土环境下的风险因素进行预控，采用了对河床的多层预处理工艺，有效延长了河水在顶管上部的渗透路径，防止了顶管渗漏破坏，并有效控制河床的不均匀沉降，预防了顶管机头上浮顶穿河底浅覆土，提高
了大截面顶管施工安全，保证了工程的可实施性。大大降低了后期顶管顶进时控制泥浆浓度、土压力的难度，节约了人工、措施费，以预处理方式，将大概率，后果严重的风险控制在可接受的范围内，对未来运营期间的结构抗浮、防水均起到良好的效果，有明显的经济效益。
附图说明
图1为本发明施工流程示意图；
图2为本发明的河道处理的横断面结构示意图；
图3为本发明的河道处理纵断面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供了如图1-3的一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，包括如下步骤：
S1：首先河床清淤后的底面铺设三层防水薄膜油布，以封闭河床，防止河水向下渗漏以及顶管泥浆向上冒顶，增加水流渗流路径长度；
S2：再在防水薄膜油布上铺设两层膜袋混凝土，膜袋混凝土与防水薄膜油布紧密贴合，膜袋混凝土固化后形成一个整板，以抵抗顶管周边土体变形，并兼具防水抗渗和压重的作用；
S3：在膜袋混凝土上回填块石和填袋装土进行压重，以弥补浅覆土下的土压力不足，防止机头上浮顶穿河床；
S4：顶管施工结束后挖除袋装土层，回填原状土以恢复河底生态。
具体的，所述河床清淤包括如下步骤：
a：河道挖淤采用抓斗挖泥船挖，斗容量为1m3，采用300T泥驳船外运，运至指定地点,淤泥运至弃土点采用吸泥泵卸船；
b：河底标高控制要求，根据设计图纸的要求，挖泥船施工时，每挖一段跟踪自测一段，并在相同水位或不同水位时，在水上挖机大臂画上不同的记号，每挖一段用标尺测量开挖深度，防止超挖和欠挖，施工完成后，请监理工程师现场复核，做好实测记录，不达标部分及时进行整改，复核合格后再进行下道工序施工；
c：船舶运输，施工区域内小船运输按每条船的实载量进行装船，不超载避免沉船，避免夜间航行；
因航道要求，工作时间为上午6：00至下午18：00；
驳船装泥量应根据淤泥土的比重在所变动，驳船装泥后的吃水线应低于甲板；
航行时采用中油门中速行驶以免噪音扰民，转弯时小油门，以防侧翻，停靠时采用人力撑靠，避免碰撞；外运大船停靠在外码头；
装泥时固定管道，适时移位，避免船舶因装载不均而倾斜；
运输途中服从港航部门航行指挥和要求；
船舶停靠固定系用缆绳采用双道前后缆绳固定，再用倒顺缆加固，确保船舶的稳定性；
船员一律持证上岗，上岗时穿戴救生衣。
具体的，所述河床清淤的注意事项包括：
a：在河道施工之前，采用GPS放线，明确河道处理位置，并插入旗杆做好标记；
b：挖泥船疏挖时应根据设计文件要求的河底标高控制基准点，挖泥船的挖臂下水深度做好标线，确保每次不超挖、不少挖；
c：挖斗应依次一个方向挖过去，挖斗每次下水位置应交接，不得跳空挖。
d：挖斗提升要慢，防止挖斗上的淤泥被水流冲散掉落；
e:挖泥船每次前移行程应一致，行程为一个最大挖臂长度；
f：岸边挖深不得超过驳坎基础。
具体的，所述防水薄膜油布的铺设，为保证一定的韧性，避免油布展铺过程中受到破坏，油布重量不低于500g/m2；
防水薄膜油布的接缝处理采用工厂热熔连接，现场整幅铺设；
防水薄膜油布的四边采用加筋处理，在南北两侧设置套孔，并用钢管进行固定，使油布在铺设过程中能够整体受力，铺设到位后便于南北向固定；
防水薄膜油布的东西两侧每隔5m设置穿孔，便于穿绳进行东西向调整和穿浮漂进行位置定位；
防水薄膜油布在铺设前，在油布铺设范围的四个角点布置四根定位桩，位置位于角点向外1m位置，为了防止防水薄膜油布的铺设对四个定位桩的破坏，在定位桩上设置夜间警示灯；
将防水薄膜油布运至河道南岸并穿好钢管，在钢管上设置三个着力点，将绳至于北岸，由北岸岸上施工人员进行牵引，将油布一端拉至浮船上，由浮船和岸上施工人员一起牵引，将油布牵引至指定位置；
在牵引过程中，由于防水薄膜油布的不透水和不透气性，防水薄膜油布的中可能存在空气；用浮船将油布一侧抬起，油布中的空气会自动从该处排除，最后利用油布的自重，缓慢的沉入河底；
先进行防水薄膜油布的的东侧调整，由潜水员下潜至油布边缘的穿孔处，拴上浮漂，并拴上牵引绳，由岸上和船上施工人员根据浮漂位置来控制油布位置，将该处油布一次牵引到位，并用土袋进行压重，防止在牵引另一边时，对该处的影响；
该处铺设好后，在进行下一点的调整，每隔10m调整一次，直至东侧全部调整完，如局部调整不到位，再进一步进行调整，保证浮漂基本在一条直线上；
东侧调整完之后再用同样的方式对油布西侧进行调整，直至整块油布全部调整到位。
具体的，所述模袋采用矩形无滤点模袋，充实平均厚度500mm，采用涤纶、丙纶，重量不小于600g/㎡，纵向抗拉强度>2800N/5cm，横向抗拉强度>2500N/5cm，采用C20泵送混凝土，塌落度要求20-30cm。
具体的，所述膜袋混凝土的铺设要求在船上施工，砼输送泵架设在岸上；
将按设计要求缝制加好的模袋在坡上展开，然后由操作人员在施工船上用绳子拉入河中，直至到设计位置，经潜水员检查达到要求方可充灌砼。
砼原材料：水泥(普通42.5)、粉煤灰、中砂、碎石(5mm-15mm)，将按配比搅拌好的砼倒进砼输送泵里面，由操作人员根本据前场指挥员的指令进行泵送；前场由操作人员配合将软管插入模袋灌口中，然后用绳子系住，经检查无误后通知上面指挥员泵砼，在充灌过程中由潜水员检查并帮助其流动到位；
充灌过程中由潜水员在水下和指挥员紧密配合完成充灌；
充灌顺序自上而下，自相邻块单元；
灌口速度应控制在8-12m3/小时范围内，充灌应连续进行，充灌满撤管后将灌口扎紧。
具体的，所述回填块石包括如下步骤：
a：施工中订立标准船型，按标准船型划分小区，按标准船型选用装石船只；
b：石料石质的控制和数量的确定
石质的控制：水下抛石要把好石料质量关，确定其符合设计及规范要求，经监理确认合格后，方可选用，杜绝风化石、水解、碎石等不合格的石料。
数量的确定：石料船到达工地指定地点后，对检查合格的石料进行量方，量方时长度量2次，宽度量4次，高度量8次，取平均值计算方量。
c：抛石船挂档(就位)
定位船定位结束后，可在定位船下舷边挂吊装石船进行施工，根据抛投须均匀的原则，各装石船船位应相互错开，以保证抛石均匀；
根据所确定的标准船型及有效抛护宽度分为条形区域进行抛布，每个船位依次错开1.25m，从而保证抛投均匀，且无空档；
厚度控制由技术人员在船上用标杆测量，然后由潜水员检查并调整至设计要求。
具体的，所述填袋装土的土袋采用50kg编织袋，袋装土采用常规土，不得用淤泥、冻土、杂土、水稳定性差的膨胀土、分散性土和腐殖土；
土源外运至现场，所有袋装土由人工灌入编织袋然后用绳子扎紧袋口，投放袋装量为袋容量1/2-2/3的编织袋，再运往船上由工人按设计要求抛入水中，质量控制由技术员和潜水员合作检查和调整。
质量保证措施
1、清淤质量保证措施
清淤需保证淤泥清理彻底，直至原状土层，清淤完成后潜水员要下水检查，看有没有高低起伏不平，有没有尖石，避免刺穿油布，发现后用浮标确定位置，及时处理。
2、油布铺设质量保证措施
对进场油布进行外观质量检查，保证油布质量达到500g/m2的标准，油布上不得有孔洞或影响实体质量的褶皱，
油布接缝：油布沿南北向河底满铺，接缝采用工厂热熔连接，保证焊接质量。焊接必须紧密，没有孔洞、虚焊。
油布四边：采用加筋处理，在南北两侧设置套孔，并用钢管进行固定，使油布在铺设过程中能够整体受力，铺设到位后便于南北向固定。
油布铺设：在在牵引过程中，由于油布的不透水和不透气性，油布中可能存在空气。用浮船将油布一侧抬起，油布中的空气会自动从该处排除。最后利用油布的自重，缓慢的沉入河底。油布铺设后需人工调整到位。
油布铺设完成后由潜水员水下进行检查，是否铺设到位，检查油布与河床底部是否完全紧贴，油布是否存在破损、孔洞、气泡等损伤，如发现问题，及时做相应处理。
3、膜袋混凝土质量保证措施
(1)混凝土原材料的质量控制：搅拌时，严格按照监理工程师批准的砼配料。送到工地的水泥应有厂家质检报告，并按规定复检。粗骨料、细骨料指标应符合规定要求。砼生料给料要进行称量，投入材料的称量偏差要控制在规定的要求以内。以保证混凝土的容重及工作性能。
(2)充填灌注
①充填砼时，在灌口绑扎好软管并开始充填，用钢管压在灌口后约10cm处，以防止模袋外移及确保灌口周围模袋能充填饱满。
②灌注时施工人员在水中站立于模袋口位置经常检查袋口位置是否出现石子堆积，产生砼输送不流畅致使压力增大，导致加固筋和模袋布胀脱，产生灌注厚度加大的现象，影响表面美观，同时还需检查灌注范围是否灌实。
③灌注将近饱满时，应暂停5-10min，待模袋中的水分析出后，再灌注至饱满。
④每个灌注口灌注结束后，必须用绳子将灌注口扎死。
⑤在更换灌注口时，水上安排人员协助施工人员工作。
⑥必须保证混凝土泵的运行可靠性，一旦产生堵管现象，应及时处理。
⑦当模袋发生胀脱时，用剪刀剪开胀脱的模袋布，掏出多余砼后重新缝接，再充填砼直至饱满。
4、抛石及袋装土回填
(1)抛石所用的石料均采用质地新鲜、坚硬完整、强度高、耐风化、具有良好的抗水性的岩浆岩块石，页岩、泥灰岩、黏土岩以及偏平细长和已经风化的块石不得使用。
(2)严格按照划分的区域和数量抛填，抛填前对检查合格的石料进行量方，施工中监理工程师和项目部质检人员随机抽船过磅，根据抽磅结果确定系数，消除虚吨位，以监理核定量为准。
(3)定位船定位结束后，各装石船船位应相互错开，以保证抛石均匀。
(4)厚度控制由技术人员在船上用标杆测量，然后由潜水员检查并调整至设计要求。
(5)检查土袋外观质量，有无破损、厚薄不均。土源外运至现场后，及时人工装袋，袋口需扎紧实，装土量不能过满，为装至袋容量1/2-2/3为宜。运往船上由工人按设计要求抛入水中。
(6)由技术员和潜水员检查抛石及袋装土抛填质量，是否存在密度不均或高低不平，发现问题需按照要求整理均匀。
安全措施
1、一般性安全保证措施
⑴加强施工现场安全教育：对所有从事管理和生产的人员在进场前进行三级安全教育。通过安全教育，增强职工安全意识，树立“安全第一、预防为主”的思想；掌握基本生产知识和安全操作技能；提高职工遵守施工安全纪律的自觉性，认真执行安全操作规定，做到：不违章指挥、不违章操作、不伤害自己、不被他人伤害，达到提高职工整体安全防护意识和自我防护能力。
⑵坚持“管生产必须管安全”的原则，结合单位实际情况和施工特点，组成由项目负责人，项目经理部专职安全员，施工队与班组兼职安全员以及工地用电负责人参加的安全生产管理网，建立和健全安全生产责任制度，明确各级人员的责任，抓好本工程的安全工作。
⑶实行逐级安全技术交底制，组织有关人员进行书面详细安全技术交底，凡参加安全技术交底的人员要履行签字手续，并保存资料。专职安全员要对安全技术措施的执行情况进行监督检查，并作好记录。
⑷项目部保证检查制度的落实，规定定期检查日期及参加检查的人员，每星期进行一次；非定期检查视工程情况实施，如施工准备前、施工危险性大、采取新工艺、季节性变化、节假日前后等要进行检查，并有领导值班，对检查中发现的安全问题制定整改措施，限期进行整改。
⑸工程实施前，对投入本工程施工的机电设备和施工设施进行全面的安全检查，不符合安全规定的地方立即整改完善，并在施工现场设置必要的安全标志和警告牌。由专人负责保养，交接班时，接班人员必须检查机械的各方面性能并明确当班工作内容。
⑹工程实施时，严格按照施工组织设计(方案)和安全生产措施的要求进行施工，操作人员必须严格遵守安全生产操作规程，特殊工种必须持证上岗，各级安全员要深入施工现场，督促操作人员和指挥人员遵守操作规程，制止无证操作。
⑺重视个人自我防护，进入工地按规定佩戴安全帽，进行水上作业前，必须落实防护措施正确使用特殊防护用品，防止发生人身安全事故。
⑻夜间施工作业时，在现场配置足够的照明设施，确保夜间施工光线充足。
⑼为了施工安全，在潜水员下水作业期间，应在其施工水域外设禁令标志，不准来往船只进入该水域。潜水员作业期间应有专业人员负责其安全工作。
2、船员安全管理
船员要贯彻值班岗位责任制和船舶安全管理制度，熟悉自己的业务，认真执行安全操作规程和值班制度。工作时要按规定穿救生衣、戴安全帽等安全防护用品，严禁随便下水做与本船工作无关的事情。严禁酒后操作机械设备，机械设备由专人管理使用，并做好维修保养工作。未经领导准许，不得带家属或亲友上船，经批准的上船工作或参观人员，应履行登船手续。
3、防台风安全管理
为确保船舶安全，台风季节前，船上应组织全体船员进行有关业务学习，检查各种设备，从思想上、组织上认真做好防台准备工作。认真执行《船舶防台技术操作规则》及所在地关于防台的有关规定，做好防台工作。台风季节，要按规定收听气象预报，警惕台风预兆的突然袭击。加强值班，收到台风警报时，及时组织全体船员抗台，检修中的动力设备能安装的，要装妥备用。
4、防火安全管理
船上进行电、气焊等热工作业，必须执行动火审批制度，经批准后方可实施，施焊前必须备妥灭火器材，检查附近区域，确认无易燃易爆物品，并派专人看火，作业后应认真检查现场，确认无造成死灰复燃的可能，方能离开现场。易燃易爆物品应存放在指定地点，远离火源及油类，天热时应采取降温措施。船舶停靠在油船附近时，应严格遵守有关制度。
5、施工驳岸保护措施
清淤施工时，应根据图纸设计尺寸要求对施工河床进行相应离岸放坡施工，确保驳岸基础稳定。对挖泥船施工部位，加强驳岸安全巡视。发现有沉降、裂缝、滑移等现象及时上报上级主管部门，并采取相应的加固措施。施工船舶靠岸采用松木桩或钢板桩排布，用以保护驳岸避免损坏。
环保措施
(1)成立以项目经理为核心的环境保护领导小组，加强学习环保知识、法律法规，提高全体员工的环保素质，明确环保目标，落实责任，定期组织检查。主动与地方环保部门联系，严格执行国家环境保护法律、法规和条例。
(2)开展船舶防污染宣传，提高船员防污染意识。以多种形式向船员、施工人员宣传有关船舶防污管理规定、水污染形势等，提高他们的防污忧患意识和责任意识，争取水上作业无污染。
(3)进一步提高船舶及船员、施工人员的污染应急处理能力。组织学习船员、施工人员各种应急处理知识，弥补船员、施工人员在应急处理知识方面的空白，提高他们的专业素质。做到突发事件发生时，有相应的处置能力。
(4)作业船舶必须符合环保要求，编制《船上油污应急计划》。
(5)作业船舶必须配备必要的防污装备。
(6)在水上航行、停泊、作业时的船舶垃圾、残油等污染物应按相应规定交付处理。
(7)实行环保目标责任制：把环保指标以责任书的形式层层分解到有关班组和个人，列入承包合同和岗位责任制，建立懂行善管的环保自我监控体系。
(8)加强检查和监控工作，加强对施工现场粉尘、噪声、废气的监控工作，及时采取措施消除粉尘、噪声、废气和污水的污染。
(9)保护和改善施工现场的环境，进行综合治理；施工单位采取有效措施控制人为噪声，粉尘的污染和采取技术措施控制烟尘，污水和噪声污染，并同当地环保部门加强联系。
(10)在施工现场平面布置和组织施工过程中严格执行国家、地区、行业和企业有关环保的法律法规和规章制度。
多层联合处理工艺，各功能层分层施工
在河床底铺设防渗薄膜用于封底河水，延长河水渗流路径，减小顶管上部土层内水头。膜袋混凝土层起到加固河床、减渗、控制沉降的综合功能。其上抛石层起压重作用，袋装土层起压重和保证河底生态作用。
创新性采用膜袋混凝土进行河床预处理
普通模袋混凝土主要用于驳岸护堤，具有抗冲刷，抗渗防裂、水下施工性能好的优点。采用膜袋砼作为河床处理层，一方面防渗抗裂，减少河底渗透，防止顶管上部浅覆土层发生顶穿或冒浆，起到河底加固的效果。一方面均匀河床压重，满足结构抗浮要求。模袋固结后形成整板效应，有效控制河床的不均匀沉降。并且模袋砼水下施工性能好，与下部防水塑料薄膜可以紧密贴合，防止层间渗水。能有效控制施工质量，保证处理效果。
首次采用专用防水塑料薄膜，热熔焊接后整体铺设
首次在河底加固中采用河床满铺油布作为防水薄膜，延长了顶管上部河水向河床渗透的渗泾，减小顶管顶部土层水头压力。防水塑料膜采用热熔焊接保证油布的整体防水性，避免河水从薄膜拼缝中渗透。
处理层总厚度小，不抬高河床底标高，不影响河道水深。
采用多层综合处理，但由于处理层总厚度较小，河道清淤后进行，最后回填袋装土至原河床底标高，不抬高河床高度，不会影响河道水深及通航功能。
保证河底生态不受影响。
回填袋装土至原河床底标高，便于在顶管施工结束后，挖除处理。能将河床恢复至接近原河床状态，避免仅灌注混凝土铺盖对河床生态的影响，体现保护古城区环境和河道生态体系的绿色施工理念。
综上所述，与现有技术相比，本发明在顶管施工前，为了对河道浅覆土环境下的风险因素进行预控，采用了对河床的多层预处理工艺，有效延长了河水在顶管上部的渗透路径，防止了顶管渗漏破坏，并有效控制河床
的变形，预防了顶管机头上浮顶穿河底浅覆土，提高了大截面顶管施工安全，保证了工程的可实施性。大大降低了后期顶管顶进时控制泥浆浓度、土压力的难度，节约了人工、措施费，以预处理方式，将大概率，后果严重的风险控制在可接受的范围内，对未来运营期间的结构抗浮、防水均起到良好的效果，有明显的经济效益。
施工过程中，按“文明工地”标准，注重安全生产、文明施工、现场施工安排有序、操作规范、环境整洁，防护设施完善；多层处理总厚度较薄，不抬高原有河床，回填土层不破坏原有河底生态。同时保证施工安全，避免顶进中地下水、河水会窜入管道危及顶管质量和人员安全。保护了古城区河道自然环境不破坏，收到了业界的一致好评。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：首先河床清淤后的底面铺设三层防水薄膜油布，以封闭河床，防止河水向下渗漏以及顶管泥浆向上冒顶，增加水流渗流路径长度；
S2：再在防水薄膜油布上铺设两层膜袋混凝土，膜袋混凝土与防水薄膜油布紧密贴合，膜袋混凝土固化后形成一个整板，以抵抗顶管周边土体变形，并兼具防水抗渗和压重的作用；
S3：在膜袋混凝土上回填块石和填袋装土进行压重，以弥补浅覆土下的土压力不足，防止机头上浮顶穿河床；
S4：顶管施工结束后挖除袋装土层，回填原状土以恢复河底生态。
2.根据权利要求1所述的一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，其特征在于：所述河床清淤包括如下步骤：
a：河道挖淤采用抓斗挖泥船挖，斗容量为1m3，采用300T泥驳船外运，运至指定地点，淤泥运至弃土点采用吸泥泵卸船；
b：河底标高控制要求，根据设计图纸的要求，挖泥船施工时，每挖一段跟踪自测一段，并在相同水位或不同水位时，在水上挖机大臂画上不同的记号，每挖一段用标尺测量开挖深度，防止超挖和欠挖，施工完成后，请监理工程师现场复核，做好实测记录，不达标部分及时进行整改，复核合格后再进行下道工序施工；
c：船舶运输，施工区域内小船运输按每条船的实载量进行装船，不超载避免沉船，避免夜间航行；
因航道要求，工作时间为上午6：00至下午18：00；
驳船装泥量应根据淤泥土的比重在所变动，驳船装泥后的吃水线应低于甲板；
航行时采用中油门中速行驶以免噪音扰民，转弯时小油门，以防侧翻，停靠时采用人力撑靠，避免碰撞；外运大船停靠在外码头；
装泥时固定管道，适时移位，避免船舶因装载不均而倾斜；
运输途中服从港航部门航行指挥和要求；
船舶停靠固定系用缆绳采用双道前后缆绳固定，再用倒顺缆加固，确保船舶的稳定性；
船员一律持证上岗，上岗时穿戴救生衣。
3.根据权利要求1所述的一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，其特征在于：所述河床清淤的注意事项包括：
a：在河道施工之前，采用GPS放线，明确河道处理位置，并插入旗杆做好标记；
b：挖泥船疏挖时应根据设计文件要求的河底标高控制基准点，挖泥船的挖臂下水深度做好标线，确保每次不超挖、不少挖；
c：挖斗应依次一个方向挖过去，挖斗每次下水位置应交接，不得跳空挖。
d：挖斗提升要慢，防止挖斗上的淤泥被水流冲散掉落；
e:挖泥船每次前移行程应一致，行程为一个最大挖臂长度；
f：岸边挖深不得超过驳坎基础。
4.根据权利要求1所述的一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，其特征在于：所述防水薄膜油布的铺设，为保证一定的韧性，避免油布展铺过程中受到破坏，油布重量不低于500g/m2；
防水薄膜油布的接缝处理采用工厂热熔连接，现场整幅铺设；
防水薄膜油布的四边采用加筋处理，在南北两侧设置套孔，并用钢管进行固定，使油布在铺设过程中能够整体受力，铺设到位后便于南北向固定；
防水薄膜油布的东西两侧每隔5m设置穿孔，便于穿绳进行东西向调整和穿浮漂进行位置定位；
防水薄膜油布在铺设前，在油布铺设范围的四个角点布置四根定位桩，位置位于角点向外1m位置，为了防止防水薄膜油布的铺设对四个定位桩的破坏，在定位桩上设置夜间警示灯；
将防水薄膜油布运至河道南岸并穿好钢管，在钢管上设置三个着力点，将绳至于北岸，由北岸岸上施工人员进行牵引，将油布一端拉至浮船上，由浮船和岸上施工人员一起牵引，将油布牵引至指定位置；
在牵引过程中，由于防水薄膜油布的不透水和不透气性，防水薄膜油布的中可能存在空气；用浮船将油布一侧抬起，油布中的空气会自动从该处排除，最后利用油布的自重，缓慢的沉入河底；
先进行防水薄膜油布的的东侧调整，由潜水员下潜至油布边缘的穿孔处，拴上浮漂，并拴上牵引绳，由岸上和船上施工人员根据浮漂位置来控制油布位置，将该处油布一次牵引到位，并用土袋进行压重，防止在牵引另一边时，对该处的影响；
该处铺设好后，在进行下一点的调整，每隔10m调整一次，直至东侧全部调整完，如局部调整不到位，再进一步进行调整，保证浮漂基本在一条直线上；
东侧调整完之后再用同样的方式对油布西侧进行调整，直至整块油布全部调整到位。
5.根据权利要求1所述的一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，其特征在于：所述模袋采用矩形无滤点模袋，充实平均厚度500mm，采用涤纶、丙纶，重量不小于600g/㎡，纵向抗拉强度>2800N/5cm，横向抗拉强度>2500N/5cm，采用C20泵送混凝土，塌落度要求20-30cm。
6.根据权利要求1所述的一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，其特征在于：所述膜袋混凝土的铺设要求在船上施工，砼输送泵架设在岸上；
将按设计要求缝制加好的模袋在坡上展开，然后由操作人员在施工船上用绳子拉入河中，直至到设计位置，经潜水员检查达到要求方可充灌砼。
砼原材料：水泥(普通42.5)、粉煤灰、中砂、碎石(5mm-15mm)，将按配比搅拌好的砼倒进砼输送泵里面，由操作人员根本据前场指挥员的指令进行泵送；前场由操作人员配合将软管插入模袋灌口中，然后用绳子系住，经检查无误后通知上面指挥员泵砼，在充灌过程中由潜水员检查并帮助其流动到位；
充灌过程中由潜水员在水下和指挥员紧密配合完成充灌；
充灌顺序自上而下，自相邻块单元；
灌口速度应控制在8-12m3/小时范围内，充灌应连续进行，充灌满撤管后将灌口扎紧。
7.根据权利要求1所述的一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，其特征在于：所述回填块石包括如下步骤：
a：施工中订立标准船型，按标准船型划分小区，按标准船型选用装石船只；
b：石料石质的控制和数量的确定
石质的控制：水下抛石要把好石料质量关，确定其符合设计及规范要求，经监理确认合格后，方可选用，杜绝风化石、水解、碎石等不合格的石料。
数量的确定：石料船到达工地指定地点后，对检查合格的石料进行量方，量方时长度量2次，宽度量4次，高度量8次，取平均值计算方量。
c：抛石船挂档(就位)
定位船定位结束后，可在定位船下舷边挂吊装石船进行施工，根据抛投须均匀的原则，各装石船船位应相互错开，以保证抛石均匀；
根据所确定的标准船型及有效抛护宽度分为条形区域进行抛布，每个船位依次错开1.25m，从而保证抛投均匀，且无空档；
厚度控制由技术人员在船上用标杆测量，然后由潜水员检查并调整至设计要求。
8.根据权利要求1所述的一种超浅覆土下大截面管节过河顶进施工的河床预处理方法，其特征在于：所述填袋装土的土袋采用50kg编织袋，袋装土采用常规土，不得用淤泥、冻土、杂土、水稳定性差的膨胀土、分散性土和腐殖土；
土源外运至现场，所有袋装土由人工灌入编织袋然后用绳子扎紧袋口，投放袋装量为袋容量1/2-2/3的编织袋，再运往船上由工人按设计要求抛入水中，质量控制由技术员和潜水员合作检查和调整。
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|---|---|---|---|---|
| CN111910574A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-10 | 中亿丰建设集团股份有限公司 | 河道的矩形顶管施工方法 |
| CN112343003A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-09 | 中亿丰建设集团股份有限公司 | 一种隧道下穿河道施工河床超浅覆土的加固防渗处理方法 |
| CN114215064A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-22 | 中交一公局华南工程有限公司 | 一种适用于软塑淤泥质河床的封底结构及其施工方法 |
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2019
- 2019-06-27 CN CN201910563971.XA patent/CN110331991A/zh active Pending
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