顶管工程施工方案

1、 广州南沙开发区万新大道（出口加工区段）工程施工总承包（标段二）广州南沙开发区万新大道（出口加工区段）工程施工总承包（标段二）顶管工程施工方案 编制人： 审核人： 审批人： 广州市宝盛建设实业有限公司编制日期：二一五年五月目 录第一章 编制依据及原则1第一节 编制依据1第二节 编制原则1第二章 工程概况1第一节 工程简介1第二节 实施目标2第三节 施工进度计划、人员组织机构3第三章 工程施工主要施工方案5第一节 沉井施工主要施工方案5第二节 顶管工程主要施工方案16第四章 建筑物及地下管线保护措施26第一节 工程施工中需采取的保护措施26第二节 施工过程中地面变形量控制措施26第五章 施工安全

2、保证措施26第一节 工作井、接收井沉井施工安全措施26第二节 顶管施工安全措施27第六章 雨天施工措施27第七章 文明施工措施28第八章 环境保护措施28第九章 应急救援预案29一 应急预案的方针与原则29二 应急预案工作流程图29三 明挖深基坑开挖存在的危险因素及预防、应急措施30第一章 编制依据及原则第一节 编制依据一、广州市市政工程设计研究院设计施工图二、岩土工程地质勘察报告三、国家现行的施工技术规范、验收标准及质量、安全技术规程 1、给排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）； 2、混凝土和钢筋混凝土排水管（GB/11836-2009）； 3、建筑地基处理技术规范（JGJ

3、79-2002）； 4、给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程（CECS137：2002）； 5、地下工程防水技术规范（GB50108-2001）； 6、给水排水构筑物工程施工及验收规范（GB501412008）。第二节 编制原则一、严格遵守明确的设计规范、施工技术规范和质量评定验收标准。实事求是，施工方案可行、适用、经济。坚持在实事求是的基础上力求技术先进、科学合理、经济适用的原则。二、始至终对施工现场实施全员、全过程、全范围严密监控，坚持动静结合、科学管理的原则。三、推行全面质量管理，执行质量管理标准和程序。四、采用项目法组织施工，推行标准化管理，达到安全、文明、高效。五、实行项目法管理，

4、通过对劳务、设备、材料、资金、技术、施工方案和信息优化处置，实现安全、质量、工期、成本及社会信誉的预期目标。坚持技术创新，推广和应用“四新” 成果。六、组织专业队伍上场，装备足够的优良机械设备进行专业化施工，保证在规定的工期内完成施工任务并力争提前。七、遵守环境保护法并切实按有关要求和规定来组织实施。八、在仔细考察工程实地，认真研究招标文件和有关规定的基础上，针对本合同工程的特点、施工条件，并结合现场实际、上场的机械装备、人员条件，科学合理地组织施工。第2章 工程概况第一节 工程简介一、工程概况1、概述0 本工程是广州南沙开发区万新大道（出口加工区段）工程施工总承包（标段二），里程桩号：K7+

5、850K9+112.019,总长度为1262.019m，道路宽度为60m。 路段现状有与红莲路相接的九涌半60米规划A线已实施DN600污水管，该污水管需经由红莲路由西往东接入万新大道污水主干管，万新大道K8+020K9+120段两侧出口加工区的雨水均通过出口加工区内部雨水系统排入十涌或十一涌，西侧出口加工区污水经已实施的万新大道DN1000污水主干管（K8+151.78K8+867.68）汇入东侧的临时污水处理站处理。 2、工程地质及水文条件 （1）、地质概况 根据区域地质资料及已有资料的收集，本区地震烈度为七度。本场区土的类型主要为软弱土、中软土和中硬土，其中软弱土厚度一般超过15m，土层

6、等效剪切波速小于140m/s，覆盖层厚度大于15m，小于80m，据公路工程地质勘察规范（JTGC20-2011），场地应为类建筑场地。 （2）、气候、水文 1)气候场区位于南亚热带季风气候区，春秋风和日丽，夏炎冬暖，降水丰沛，日照充足，在季风环流控制下，48月受海洋气流影响，气候炎热，降水量大时年9月至翌年3月，受大陆冷高压影响，气候干燥，降水较少。每年510月，多热带气旋，中心最大风力达12级以上，形成台风，侵袭广州。据广州市历年统计资料，年平均气温21.9度，极端高温可达38.7度，极端最低气温0度，年平均降雨量1696.5mm，最大降雨量2864.7mm，最小降雨量1113.2mm，日最

7、大降雨量284.9mm；年平均风速1.9m/s，极大风速35.4m/s；年平均影响广州的热带气旋3.2个；年均气压1012.3kPa；年均相对湿度77%。 2)水文据广州南沙区水务和环境保护局关于征求万新大道桥梁跨越河涌建设方案意见的复函穗南区水函（2007）698号，河涌常水位为5.06.0m，最高可达6.3m。 3、污水管道布置1）红莲路污水管采用单侧布管，地块污水红污水管收集后由西往东接入万新大道污水主干管最终往北排入珠江管理区规划污水处理厂。2）万新大道除K8+020K9+120段采用单侧布管，其余段均为双侧布管，地块污水经污水管收集后由南往北排入珠江管理区规划污水处理厂。本工程设计上

8、有DN1200纵向III级钢筋混凝土（F型）171.4m、DN1000纵向III级钢筋混凝土（F型）65m、D1220*14O焊接钢管100m，5000圆形顶管接收井2座，7000圆形顶管接收井2座。本工程管道地基承载力特征值应不小于100Kpa。各顶管段信息如下：起点桩号终点桩号管段长度(M)管径K7+850K7+927.42103.8DN1200K7+927.42K8+025.59100D1220*14OK8+025.59K8+086.7767.6DN1200K8+086.77K8+151.7865DN1000第二节 实施目标一、质量目标：本工程的质量目标定为合格等级标准，各分项工程严格按

9、设计图纸和施工规范优质高速地组织施工。二、工期目标：2015年6月20日开工，计划竣工日期2015年9月20日，历时92天。按照建设方的统一部署安排，项目部将精心组织人员，准备设备和材料，确定施工工艺。三、安全目标：完善安全措施，提高安全意识，杜绝重伤和重死亡事故发生，月工伤频率控制在0.3以下。四、文明施工目标：划分职责，严格按施工平面图进行管理，设专人打扫现场和周围道路清洁，做到物流有序，施工顺畅，文明施工。五、服务目标： 服务周到，业主满意，信守合同，认真协调与有关各方面的关系，接受并积极配合业主和监理对工程质量、工程进度、计划协调、现场管理的控制与监督。本工程施工管理严格按我司目标管理

10、体系执行，其施工总目标如下表：施工管理总目标项目目 标 值对 策 措 施执行工程质量(1)分项工程优良率95以上，且主要项目必须优良。(2)分部分单位工程优良率大于90。(3)杜绝重大质量事故。(4)总工程质量目标为：市优良样板工程。按现行有关质量验收规程和合同执行。全员全过程总工期与关键工期拟定：90天内完成全部合同内工程按现行有关质量验收规程和合同执行。安全生产目标杜绝死亡事故，负伤频率控制3以下按照安全生产管理办法执行。文明施工目标创安全文明施工样板工地按照安全生产管理办法执行。成本生产成本降低3按照项目工程成本、费用控制办法执行。第三节 施工进度计划、人员组织机构1、本分部工程工期计划

11、安排计划2015年6月20日进场施工，2015年9月20日竣工，总施工期92天。2、主要项目阶段性目标计划 主要项目阶段性目标计划表 项目内容工期污水顶管井2015.6.202015.8.15污水顶管 2015.8.102015.9.15收尾及其他工作2015.9.15-2015.9.20 3、人员组织机构：测量组：钟宏涛 蔡景欢资料室：张宇丹 刘瑞云质检组：郑亚宇 唐锦雄项目总工：李广文项目经理：阮长清专职安全员：郑琼芬顶管作业队材料组：陈光生 施工组：赵福军 施工工长：黄增明 4、劳动力投入计划和人员职责序号岗位人数职 责1项目经理1全面指挥顶管施工作业，协调各工程、各岗位人员工作，解决突

12、发事件及疑难问题。2施工工长1协助项目经理进行工作，并指挥、协调现场各班组。3项目总工1全面负责工程的技术管理工作。4质安员1负责顶管作业的安全工作。5施工员1负责现场的协调、督导工作。6测量员2负责协助顶管工作的监测工作。7司机组2负责顶管管节的吊装的工作8施工工人10顶管施工第三章 工程施工主要施工方案第一节 沉井施工主要施工方案（一）、概述沉井W25处有一新建的沥青砼道路离井边约有15米；W24井处于十涌桥北岸，W26处于机耕旁，原有井1处于道路边坡上。在沉井施工过程中，我司将采取有效措施，加强对沿线附近的建筑物、道路、树木及花草等财产的保护。未经监理工程师批准，不得拆毁和移动。在开沟、

13、挖方及拆除原有建筑物等作业中，及时采取支撑或安设支架等措施，避免影响工程附近建筑物及财产的安全。1 加强对地表及周边建筑物的监控量测，确保城市道路和公共设施的安全。2 施工前先调查、探明各种地下管线，施工方法和保护措施必须报监理工程师审批后方可实施，以确保各类地下管线的安全。（二）、施工工艺流程沉井施工工艺流程图开挖井基坑井体下沉到位水下混凝土封底钢筋砼底板施工洞口止水砂石垫层铺设施工准备立模、扎筋、浇筑砼井体模板拆除、砼养护后续节（第二、三最后节）井身制作 首节挖土、下沉首节井身制作后续节（第二、三最后节）挖土下沉工作井及接收井施工方法顶管工作井、接收井采用钢筋混凝土结构沉井法施工。沉井法施

14、工采用不排水下沉的施工方法;工作井与接收井工具管进出洞口处采用单管旋喷桩止水。各节下沉下沉时，砼强度95%。（3） 、旋喷桩施工工艺 1）.场地三通一平 施工前应保证场地的三通一平，确保用电安全。 2）.桩位测设 桩位应严格按照图纸设计测设，偏差不得大于50mm. 3）.试桩及确定工艺参数 为保证施工质量应严格遵守试桩要求，在展开批量制桩前进行试桩，以校验施工工艺参数是否合理，现根据工程经验提出试桩用工艺参数如下：注浆管：提升速度2025cm/ min；旋转速度1620r/min。水：压力2025Mpa；流量85L/min.浆液压力：20Mpa；流量60Lmin.空气：压力0. 50. 9Mp

15、a；流量0. 7m3/min.水灰比：1：14）.钻机就位钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直，施工时旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%.5）.钻孔单管旋喷常使用76型旋转振动钻机，钻进深度可达30m以上，适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层，当遇到比较坚硬的地层时宜用地质钻机钻孔。钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm.6）.插管插管是将喷管插入地层预定的深度。使用76型振动钻机钻孔时，插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。如使用地质钻机钻孔完毕，必须拔出岩芯管并换上旋喷管插入到预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1 MPa

16、，若压力过高，则易将孔壁射塌。7）.喷射作业当喷管插入预定深度后，由上而下进行喷射作业，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线。当浆液初凝时间超过20h应及时停止使用该水泥浆液（正常水灰比1： 1，初凝时间为15h左右）。8）.冲洗喷射施工完毕后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。9） .移动机具将钻机等机具设备移到新孔位上。 （四）、沉井制作 1、沉井基坑开挖根据设计图纸的沉井坐标定出沉井中心桩及井体外壁四个

17、角点的控制桩，基坑底四边尺寸比沉井结构外围尺寸沿周边各放宽1m，沉井的基坑开挖深度为2m，以基坑底部周边尺寸按1:1放坡至地面标高，为基坑敞口形，可供立模板、绑扎钢筋搭设外模板。沉井基坑采用人工挖土并整平基底，基坑底面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥，在底部四周设置排水沟与集水井相通，集水井内汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除，井中设置大功率潜水泵抽水进行降水，土方可临时堆放于井坑附近，堆放距离必须满足规范要求，日后可用于回填。2、 井基坑垫层铺筑井基坑在人工整平之后，在基坑底铺设碎石及粗砂垫层，垫层厚度为600700mm，铺设宽度比刃脚宽度两侧各放宽0.81米，并用人工机具夯实平整；然后在粗砂

18、垫层沿沉井刃脚中心线四周设垫木，垫木尺寸16cm22cm250cm（厚宽长），与地面接触为22cm250cm,每米3根。3、沉井制作方案与接高措施（1）第一节沉井制作高度为3米。 1）立井筒内模和支架：本项目工作井、接收井均采用沉井结构，井身浇捣混凝土分段施工，井筒模板采用钢模板制作。圆形沉井采用双排2250钢筋固定，防止爆模。模板支架采用空心钢管支撑，支架必须架设稳固，如有条件，采用对撑支架，增加内模的稳定性。模板安装前先用废机油涂刷与混凝土接触的一面，防止与混凝土粘结，造成拆模困难。 2)、钢筋绑扎：钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、鳞锈等清理干净；钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋均应

19、调直；预制构件中的主钢筋均采用对焊、焊接并按照有关规定抽样送检；钢筋接头应互相错开，并严格按照国家标准混凝土结构工程施工及验收规范（GB502042002）中的有关规定执行；现场钢筋绑扎时，其交叉点应用21铁丝绑扎结实，必要时用电焊焊牢。钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定，保证钢筋设计间距。为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽验收。隐蔽验收合格后，方可进行立外模。3)、立外模和支架：下一节沉井钢模板及外脚手架搭设示意图钢管脚手架顶木钢筋绑扎验收后，应

20、进行架立外模和支架。井壁内外模用串心螺丝固定，串心螺丝采用16的圆钢，中间设置止水片，两端设置铁片控制井壁厚度尺寸，圆钢两端头上铰成螺纹，用定制钢螺帽固定，拆模时拆去钢螺帽，割去外露部分，再用同标号防水砂浆二度抹平，确保不渗水。外模支架必须稳、牢、强，保证在浇捣混凝土时，模板不变形，不跑模。4)、浇捣混凝土：模板和支架工序完成后，必须经监理工程师进行验收。验收合格后，方可进行混凝土的浇捣。为缩短施工周期和保证工程质量，采用商品混凝土（混凝土强度等级：C25）。混凝土采用分层浇筑，每层厚度为50cm，间隔时间少于1小时。制作带有3050cm颈口段的漏斗。商品混凝土通过混凝土运输搅拌车运到现场，检

21、验出厂单，现场做塌落度实验。放置漏斗，间距4m，四个转角处均设漏斗。通过混凝土泵把混凝土垂直运输到达模板顶部，再通过漏斗灌入井墙之中。混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，振捣棒插入时应离开钢筋，但应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生。混凝土在捣振时应注意和随时检查模板受力和钢筋受力的情况，防止模板因混凝土振捣的原因而跑模。保证沉井砼结构内外光洁度良好。采用分段浇捣混凝土时，严格按规范要求做好施工缝。施工缝做成凸缝，并在后浇时将连接处的混凝土凿毛，并用水清洗干净，浇捣时先用砂浆座浆，然后轻倒第一层混凝土并振捣密实，以免形成蜂窝，影响沉井的质量。在混凝土浇捣过程中，还应做好混凝土的

22、试块工作，保证质保资料的完善。5)、养护及拆模：混凝土浇捣完成后应及时养护，养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法。在养护过程中，对混凝土表面需浇水湿润，严禁用水泵喷射而破坏混凝土。养护时应确保混凝土表面不发白，至少养护七天以上。养护期内，不得在混凝土表面加压、冲击及污染。为了减少养生的时间，缩短工期，在使用的商品混凝土中添加早强剂。拆除井内脚手架。当井体砼达到设计强度的95以上，拆除模板，进行下沉；拆模顺序一般是先上后下，小心谨慎，以免对混凝土表面造成破坏。对于分段浇捣混凝土部位，应保留最后一排模板，利于向上接模。（2） 后续节沉井制作由于分节制作、多次下沉，本次的沉井制作共分四节、四次下沉。

23、第二、三节沉井的制作高度为3m，剩余的沉井高度为第四节。A、在第一节沉井浇筑完成并下沉到预定位置后，开始制作下一节沉井制作。B、模板钢筋制安：重新架设井内脚手架，沿着第一节顶面部的拉杆螺丝上立下一节内模板，模板应支撑在第一节沉井上，经校正后，绑扎钢筋，其后再立外模，串拉杆螺丝和校正，同时接高外脚手架和顶面工作平台。 C、混凝土浇筑、养生、拆模。第二节以后的后续井墙的混凝土强度只需达到设计强度95%，即可拆模、挖土下沉；各节沉井外壁均需涂上沥青油，减少土体的摩阻力。4、脚手架支设1）脚手支架设计1.井壁四周及顶板施工，均需搭设脚手架及承重脚手支架，脚手支架采用48mm钢管，钢管上口设调节丝杆以调

24、节高度；2.脚手管间连接采用专用铸铁扣件，螺丝扭力不小于5kg*m；3.根据结构重力分布情况，布置脚手立杆密度，每根立杆承重为2t；4.脚手水平管层间距为1.7m，剪刀撑密度为立杆的四分之一；5.当混凝土强度达到设计强度的100%后可拆脚手支架。2）脚手架搭设的基本要求1.脚手架搭设应有适当的宽度（或面积）、步架高度、离墙距离，应满足工人操作、材料堆置和运输的要求。2.脚手架应具有稳定的结构和足够的承载能力，能保证施工期间在可能出现的使用荷载（规定限值）的作用下不变形。3.认真处理脚手架地基，确保脚手架具有足够承载力，保证搭设质量。4.严格按照沉井的构造尺寸进行搭设，注意杆件的搭设顺序，控制好

25、立杆的垂直偏差横杆的水平偏差，并确保节点连接达到要求。5.脚手架板要铺满、铺平或铺稳，不得有探头板。6.搭设过程中要及时注意设置斜撑杆、剪刀撑与结构拉结或采用临时之顶，避免脚手架在搭设过程中发生偏斜和倾倒，确保脚手架手搭设过程中的安全。7.有变形的杆件和不合格的扣件（有裂纹，尺寸不合适、扣接不紧等）不能使用。8.没有完成的脚手架，在每日收工前，必须做好加固工作，要确保脚手架的稳定，以免发生意外。9.加强脚手架搭设过程中的检查，发现问题应及时解决，脚手架搭设完毕后，应进行检查验收，检查合格才能使用。5、沉井下沉沉井下沉是本项目的关键工序，下沉质量的好坏将直接影响到工程质量和进度。5.1 沉井下沉

26、系数计算一般采用沉井下沉系数K1.151.25作为下沉的控制指标。判断沉井下沉后期是否需要压重。验算公式:K=(QB)/(T+R)=(QB)/c(h3.5)f+R1.15式中:Q沉井自重及附加荷重;B被井壁排出的水重(kN)，采取排水下沉时B0;T沉井与土间的摩阻力(kN);c沉井周长(m);h沉井下沉高度(m);R刃脚反力(kN)，刃脚挖土时取R=0;f井壁与土的单位摩擦力，取最小值20kN/m2;K=(3.143.952-3.143.52）11.472.4+18.312.4+200-0/3.140.9 (11.47-3.5)20)=1.181.15由于下沉系数足够大，故推断沉井下沉后期不需

27、要压重。5.2 沉井抗浮计算若地下水对沉井的浮力大于井壁及封底砼重量与井壁与土的摩擦力之和，可以采取在井壁上加载的方法抗浮井壁及封底砼自重:p=v=2.4(3.143.952-3.143.52）11.47+18.31=333.8tF=D150/2=3.147150/2=1648.5p+f=333.8+1207=1540.8t因此，沉井在地下水浮力的作用下，是能够保持稳定的。5.3 沉井下沉的技术措施(1)做好下沉前的各项准备工作。在混凝土达到设计强度的70%方可拆模,拆除模板时,应对混凝土表面进行外观检查。(2)沉井下沉。 各项准备工作就绪, 待混凝土强度达到95%后方能开始挖土下沉。刃脚承垫

28、架的拆除。当井内土方由中间向四周均匀扩挖到刃脚附近时,先分段对称地掏土至刃脚处,深井在重力作用下第一次开始下沉,第二次再由中间向四周均匀挖至刃脚附近时,先掏剩余部分(承垫下面) 的土至刃脚下,抽除承垫架,再掏其余部分的土,沉井便开始第二次下沉。每次开挖的厚度不要过大, 开挖厚度控制在200mm左右。加强沉降观测与外观观察。第一次下沉前,做好对沉井的初始标高、轴线位移等校核,并做好记录,以此作为对以后各项观测的参照。5.4 沉井下沉中的纠偏措施沉井下沉过程中，有时会出现倾斜、位移及扭转等情况，应加强观测,及时发现并采取措施纠正。(1)可能产生倾斜的原因有:刃脚下土质软硬不均;拆刃脚垫架时，抽出承

29、垫木未对称同步进行，或未及时回填;挖土不均，使井内土面高低悬殊;刃脚下掏空过多，使沉井不均匀突然下沉;排水下沉，井内一侧出现流砂现象;刃脚局部被大石块或埋设物搁住;井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。(2)纠偏措施有:加强沉井过程观测和资料分析,发现倾斜及时纠正。 如沉井已经倾斜，可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可在较低的一侧适当回填砂石，必要时配以井外射水，或局部偏心压载，都可使偏斜得到纠正。待其正位后，再均匀分层取土下沉。从倾斜高起的一端,也就是从土质硬的一端挖土,同时向土质软的一端递减挖土深度逐渐开挖,使沉井两端基本保持在同一水平面上,这样沉井就由倾斜逐渐摆平。位移纠正措施一般是有意使沉

30、井向位移相反方向倾斜，再沿倾斜方向下沉，至刃脚中心与设计中心位置吻合时, 再纠正倾斜，因纠正倾斜重力作用产生的位移，可有意向位移的一方倾斜后，使其向位移相反方向产生位移纠正。6、沉井封底封底方法有排水封底法和不排水封底法。正确的选择封底方案对能否成功封底影响至关重要。采用不排水封底。(1)混凝土坍落度宜为150200mm，在开始灌注混凝土时，宜用较小的坍落度。(2)灌注封底水下混凝土时，需要的导管间隔及根数，应根据导管作用半径及封底面积确定，间距一般为2.54m,最深点应布置有导管。用数根导管灌注水下混凝土时，应依先低处、后高处，先周围、后中部的顺序进行。 (3)在灌注混凝土过程中，导管随混凝

31、土面升高而徐徐竖向提升，导管埋入混凝土的深度，应与导管内混凝土下落高度相适应，相邻两管混凝土的高差不得超过管距的1/151/20。 (4)用混凝土泵通过漏斗及导管灌注水下混凝土时，导管直径应与混凝土泵的输送能力相适应。混凝土的灌注应尽可能快地进行，导管拆除的间隔时间不宜超过30min。混凝土灌注将近结束时,应加大混凝土的坍落度和导管埋深。（四）、沉井下沉测量监控及质量控制在沉井制作完成后，在井顶及外壁混凝土表面用油漆标出纵横中线，在沉井四角用油漆在测点垂直线上画出四个相同的标尺，标尺的零点从刃脚底算起。四个零点不在同一平面上时，取最低点为零，其余各点的标尺应计入相应的高差。在沉井纵横中线及四角

32、处挂垂球，以随时监视沉井是否倾斜，以便采取措施纠偏。在沉井下沉过程应做到，刃脚标高每4小时测量一次，排水下沉时下沉速度较快，应2小时测量一次，轴线位移每8h测一次。 沉井初沉阶段每小时至少测量一次，必要时连续观测，及时纠偏，终沉阶段每小时至少测量一次，当沉井下沉接近设计标高时增加观测密度。由于沉井开始时的下沉系数较大，在施工时必须慎重，特别要控制好初沉，尽量在深度不深的情况下纠偏，符合要求后方可继续下沉。下沉初始阶段是沉井易发生偏差的时候，同时也是较易纠正，这时应以纠偏为主，次数可增多，以使沉井形成一个良好的下沉轨道。下沉过程中，应做到均匀，对称出土，严格控制泥面高差，当出现平面位置和四角差出

33、现偏差时应及时纠正，纠偏时不可大起大落，避免沉井偏离轴线，同时应注意纠偏幅度不宜过大，频率不宜过高。沉井在终沉阶段应以纠偏为主。应在沉井下沉至距设计标高1m以上时基本纠正好，纠正后应谨慎下沉，在沉井刃脚接近设计标高30cm以内时，确保不再有超出容许范围的标高和轴线偏差，否则难于纠正。如在下沉过程中发生下沉困难，可采用在沉井底梁、斜面部分掏空的方法助沉。测量人员必须将测量数及时交当班施工负责人和技术主管，以便及时纠偏或掌握下沉情况。施工时要做好沉井下沉施工记录。（五）、沉井施工常见问题防治办法1、沉井纠偏沉井下沉过程中，当四周土质软硬不均或没有均匀抓土，使井内土面高差悬殊；或刃脚一侧被障碍物拦住

34、；或沉井上负荷不均就易造成沉井下沉不均，形成井室倾斜，纠正倾斜可采取以下方法：如果由于四周土质不均及抓土不当造成的倾斜，可采取在下沉较慢一侧用高压水枪冲土，使刃脚悬空20cm，掏空长度宜为井边长的1/2促使该侧下沉，同时在下沉较快一侧采取多保留1/2井边长的土台，减缓此侧下沉速度，纠正偏斜，一次不能全部纠正时，可按此方法重复进行，直至符合规定误差为止。可采取在下沉较慢一侧井壁外侧注射压力水，冲击泥土造成泥浆减阻加快较高一侧沉井下沉来纠偏。当纠偏接近正常位置时应停止射水，并将沉井外壁与土之间的空隙用细土或砂填实。2、沉井下沉过慢或不下沉当沉井下沉速度很慢，甚至出现不下沉的情况。如因沉井侧面摩阻力

35、过大造成，一般可在沉井外侧用0.20.4MPa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。如因刃脚被砂砾挤实，造成刃脚下正面阻力过大，可将刃脚下的土分段均匀用高压水枪冲掉，减少正面阻力；或继续进行第二层(深4050cm)碗形破土，促使刃脚下土失稳下沉。3、沉井下沉过快为防止沉井下沉过快，可采取如下措施：严格控制抓土深度（一般为30cm），不能太多，出现深的锅底。当出现突沉或急剧下沉时，可采取在沉井外壁空隙填粗糙材料（碎石、炉渣等）或填土夯实的方法，增大摩阻力，阻止沉井下沉。当发现沉井有涌砂产生流塑情况时，可采取向井内灌水，平衡动水压力，阻止流砂发生从而防止

36、沉井急沉。4、瞬间突沉沉井在瞬时间内失去控制，下沉量很大，或很快，出现突沉或急剧下沉，严重时往往使沉井产生较大的倾斜或使周围地面塌陷。出现这种情况，往往有如下原因造成： (1)在软粘土层中，沉井侧面摩阻力很小，当沉井内抓土较深，或刃脚下土层掏空过多，使沉井失去支撑，常导致突然大量下沉，或急剧下沉。(2)当粘土层中抓土超过刃脚太深，形成较深锅底，刃脚下的粘土一旦被水浸泡而造成失稳，会引起突然塌陷，使沉井突沉。 遇到此种情况采取的预防措施有：(1)抓土时，在刃脚部位保留约0.51.0m宽的土堤，控制均匀切土，使沉井挤土缓慢下沉。(2)在粘土层中严格控制抓土深度(一般为40cm)，不能太多，不使挖土

37、超过刃脚，可避免出现深的锅底将刃脚掏空。5、位移或扭位沉井下沉过程中，筒体轴线位置发生一个方向偏移(称为位移)，或两个方向的偏移(称为扭位)。沉井位移多半是由于倾斜引起的，位移纠正方法一般是控制沉并不再向位移方向倾斜，同时有意识地使沉井向位移相反方向倾斜，纠正倾斜后，使其伴随向位移相反方向产生一定位移纠正，当几次倾斜纠正后，即可恢复至正确位置。如位移较大，也可有意使沉井偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，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，位移相应得到纠正。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

38、轴线方向的扭位。沉井位置如发生扭转，可在沉井偏位的二角偏出土，另外二角偏填土，借助于刃脚下不相等的土压力所形成的扭矩，使下沉过程中逐步纠正其位置。第二节 顶管工程主要施工方案一、泥水平衡式顶管施工 1、施工顺序及顶进方向根据施工图纸所示：本工程W24、W26为工作井，W23、W25、原有井为接收井。施工作业顺序为W24 W23、 W24 W25、W26 W25、 W26 原有井1 2、顶管施工的施工工艺测量放线 基坑构筑 工作坑设备安装 地面设备安装 入洞准备 注浆材料准备 挖土、运土 推 进 测 量 卸管、接口安装 注 浆 出 洞 取工具管 全线测量 收 坑 施工工艺流程图 3、基本工作原理

39、微型掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接收井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层。挖掘的土质，石块等在转动的切削刀盘内被粉碎，然后进入泥水舱，在那里与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。在挖掘过程中，采用复杂的土压平衡装置来维持水土平衡，以至始终处于主动与被动土压之间，达到消除地面的沉降和隆起的效果。掘进机完全进入土层以后，电缆、泥浆管被拆除，吊下第一节顶进管，它被推到掘进机的尾套处，与掘进头连接管顶进以后，挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管道又吊入井内，套在第一节管道后方，连接在一起，重新顶进，这个过程不断重复，直到所有管道被顶入土层

40、完毕，完成一条永久性的地下管道。掘进机在掘进过程中，采用了激光导向控制系统。位于工作后方的激光经纬仪发出激光束，调整好所需的标高及方向位置后，对准掘进机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像内，并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。操作者可以根据需要开启位于掘进机内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目的，调整切削部分头部上下左右高度。在整个掘进过程中，甚至可以获得控制整个管道水平、垂直向10cm内的偏离精度。当工作井完成以后，经调试完毕的液压系统，顶管掘进机便通过运输至工地，并安装就位至导轨上，微型掘进设备还包括，操纵室和遥控台、液压动力站、后方主顶、泥水循环装置，激光定位装置，减摩剂搅拌

41、注入装置，泥水处理装置；其他辅助装置包括起重机，发电机、卡车、电焊机等。随后，微型掘进装置上。泥水平衡式顶管突出的优点：A、适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化范围很大的条件下，它都适用。B、可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小，因而由顶管引起的地面沉降较小。C、与其他类型的顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其在粘土层这种表现得更为突出，所以特别适用于长距离顶管。D、工作坑内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道，输送弃土，不存在吊土，搬运等危险的作业。E、泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。主要设备参数：本工程使用的主要设备 直径120

42、0 mm 泥水平衡偏压破碎型顶管机。主要参数如下：A尺寸内径（mm）：1030 外径（mm）：1180全长（mm）：3400 重量（T）： 8B切削刀盘电机功率（KW）：30 转速(r/min)：40 可破碎砾石最大直径(mm)：50C纠偏油缸数量（个）：4 每个推力（KN）：50纠偏角度：上下1.7, 左右1.2D液压站（KW）：3顶力（T）：2004 行程（MM）：3E泥水系统 排泥泵（KW）：22 送泥泵（KW）： 22 送排泥管： 22 F测量系统：用J2激光经纬仪导向 （1）导轨安装导轨工字钢通过焊接与底座固定，底座与底板采用20膨胀螺栓连接，每块底座与底板固定4点。导轨定位后必须稳

43、固、正确，在顶进中承受各种负载时不移位、不变形、不沉降。导轨的两条接触线与管节中心的夹角为60度，由制作和轨道调整共同保证。根据给水排水工程顶管技术规程(CECS246：2008)第12.11.1条，两导轨应顺直、平行、等高，其坡度应与管道设计坡度一致。轨道安装允许偏差：轴线位置为3mm，顶面高程为0+3mm，两轨净距为2mm。 （2）顶管后靠背后靠背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。所以，应进行强度和稳定性计算。本工程采用组合钢结构后背，这种后背安装方便，安装时应满足下列要求：使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3。1、顶力计算推力的理论计算：F=F1十f

44、2其中F总推力Fl一迎面阻力F2顶进阻力F1/4D2P(D管内径1.2mP控制土压力)PKoHo式中Ko静止土压力系数，一般取0.55Ho地面至掘进机中心的厚度，取最大值6m土的湿重量，取1.9t/m3P0.551.966.27t/m2F1=3.14/41.226.2711.81tF2DfL式中f一管外表面平均（根据顶进距离平均淤泥土）综合摩阻力，取0.8t/m2D管内径1.2mL顶距，取最大值103.8mF23.141.20.8103.8312.89t。因此，总推力F=11.81+312.89324.7t。根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力

45、。工作井设计允许承受的最大顶力为800t，管材轴向允许推力700t，主顶油缸选用2台300t(3000KN)级油缸。每只油缸顶力控制在250t以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力500t。因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。2、后背的计算后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形即象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则，千斤顶在余面后背上，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工安全，施工时应后背的强度和刚度计算后靠背受力计算公式： 23（16.23.52

46、0.25/2+21070.25+16.273.50.25） 628.4式中：R-总推力之反力（一般大于推力的1.21.6）a系数（取1.52.5之间），此处取2B后座墙的宽度（m），此处取3米土的容重（KN/m3)，此处取16.2H后座墙的高度(m)，此处取3.5米Kp-被动土压系数，此处取0.25c-土的内聚力（kPa)一般情况下取10h-地面到后座墙顶部土体的高度（m），此处取7米按上式计算，圆形工作井加护套后能承受628.4T顶力实际顶力500T。完全能满足要求。 （3）主顶设备安装主顶千斤顶安装于工作井内，用于向土中顶进管道。主顶设备由2只主顶千斤顶、组合千斤顶架、液压动力泵站及管阀、

47、顶铁等组成。千斤顶固定在千斤顶架上后整体吊装，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心圆心上；千斤顶的油路必须并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。油泵应设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；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；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；顶进中如发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进；千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。 （4）顶铁安装顶铁作用主要是把主顶千斤顶的推力比较均匀地分散到顶进管道的管端面上，同时还起到保护管端面、延长短行程千斤顶的行程的作用。本工程选

48、用环形顶铁，环形顶铁外径必须和管道直径一致。顶铁的安装应符合下列规定：安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后需锁定；顶铁与管口之间采用50mm厚木衬垫做缓冲材料；顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。 （5）导向油缸导向油缸安装在工具管后面，用以调整高程和轴线的偏差。导向油缸的行程一般为50mm100mm，顶力为5001000kN。安装完成后，应进行设备调试，以确保其有效可用。 3、顶管进出洞 （1）、洞口土体加固洞口土体设计采取500高压旋喷桩350350加固处理，处

49、理后的土体的密实度、压缩模量等指标不能低于原状土，承载力应大于180kPa，旋喷桩深度至管基下1.5m。 （2）、穿墙管止水装置顶管管道与池壁预留洞洞口之间设计有40mm的缝隙，顶管施工过程中地下水和泥浆容易沿着此缝隙涌入井内影响井内作业，故对此缝隙必须进行密封处理。本过程采用盘根穿墙止水装置，穿墙管在浇筑顶管井时进行预埋，盘根采用油浸式棉麻盘根（牛油盘根）。在顶进过程中，出现密封渗漏现象时，通过紧固螺栓对盘根进行密实挤压。 （3）、出洞技术措施在开始顶进前应检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进。 1）、全部设备经过检查并经过试运转。主要包括液压、电器、照明、通讯、通风等操作系统是否正常工

50、作，各种电表、压力表等是否能正确显示其处于正常工作状态，然后进行联动调试，确认没有故障后，方可准备顶管始发。 2）、顶管工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合规定；3）、在预留洞内预埋一副短的延伸导轨，防止工具管“磕头”现象。 （4）、管节止退顶管出洞及前期顶进过程中，迎面所承受的土压力较大，而管壁与土体的摩擦力相对较小。当主千斤顶回缩时，工具管与管节可能会后退，造成地面的塌陷。在顶管井施工时，预先在井壁预埋止退装置，通过钢索与工具管或混凝土管节连接。主千斤顶回缩时，由钢索拉紧工具管或混凝土管，防止其后退。 （5）、顶管进洞措施在工具管进洞前的3倍管径范围内，应减慢顶进速度，减小管道正面阻力

51、对接收井的不利影响。应反复进行定位测量，尽可能减小测量误差，以便精准进洞，一旦工具管进洞后，应快速做好洞口的封堵工作，以避免工程施工风险。1）、工具管位置姿态的复核：在工具管进洞前复核位置及姿态，以使顶管在进洞施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进洞，准确就位在工具管接收基座上。数据确定无误后，按测量数据及时调整工具管的姿态，向洞门中心位置推进。一般在工具管到达接收井30m左右时，需做一次定向测量。2）、基座安装：根据工具管姿态在接收井内放置型钢接收架并固定，接收架做法同导轨。接收架标高比工具管标高略低，并适当设置纵向坡度，基座位置和标高应与工具管靠近洞门时的姿态相吻合，以防工具管磕头。3

52、）、洞口封堵：为防止井外泥土涌入井内，砖封门拆除后工具管以最快的速度进入洞口。当工具管通过预留洞后，采用1:2膨胀水泥砂浆封堵预留洞口。 （6）、注浆减阻措施本工程采用注浆的方法以减少顶进过程中的阻力。通过注浆使管外壁与土层形成一条完整的环状的泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，注浆应满足如下要求：在本工程中选用钠基膨润土作为触变泥浆材料，施工前膨润土需取样测试，其主要指标为造浆率、失水率和动态塑性指数比等。在预制混凝土管节上预留压浆孔，压浆孔的位置按设置。膨润土的储藏及浆液的配置、搅拌、膨胀时间，都必须按照规范及使用说明书要求执行，使用前必须先进行试验。注浆应遵循“同步注浆与补浆相结合”和

53、“先注后顶、随顶随注、及时补浆”的原则，以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各顶进段的浆液形成情况。注浆设备和管路要可靠，具有足够的压力和良好的密封性能。顶管管材设置注浆孔，注浆孔的位置应进可能均匀地分布于管道周围，每个断面设置4个注浆孔，在每个注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔。 4、顶进施工 （1）、管节吊装及顶管设备1）吊车的选择汽车吊理论吨位乘以3 ，再除以要吊的重量能得出距离，除以距离能得出重量，但是吊车的实际能力达不到计算出来的结果，还要把主臂的重量和吊钩的重量算上。所需要吊装物体的重量为11.5t，吊装时安装的管道中心距离吊车的中心为5m。需要选择什么型号的吊车计算如下： 25t吊车的最大起重吨位计算25t3=7575/5=15t36t80=12t 采用25t吊车，工作幅度5m，最大起重吨位为12t。 顶管设备机头的重量约11.5t，1211.5故25t吊车满足要求 管节重量计算 每节3米3.1