顶管沉井施工工艺

1、顶管法施工技术顶管施工即在地表不挖下槽沟，以液压为动力将钢管（含多节钢管）或混凝土管从 A 点顶至 B 点的施工工艺，我公司经多次工程实践，形成该施工技术。工艺特点及适用范围1、路下顶管，路上畅通；2、建筑物下顶管，不影响建筑物使用功能；3、缩短管道铺设周期，降低工程造价显著；4、设备单一，操作简便；5、本工艺所用管道的管节必须是国家定点厂家生产的合格产品；6、适用于铁路、公路及不易或不宜开挖沟槽的地下管道施工。工艺原理及工艺流程明铺管道改为以机械为动力在地表下使管道从A 点转移至 B 点。施工准备 ?测量高程及轴线 ? 挖顶管工作坑 ?铺顶管导轨 ?设置顶进后背 ?安装顶进设备及吊放管节 ?

2、挖土顶进 ?测量及纠偏 ?再次挖土（管中土）顶进?测量循环作业直致完成。主要机械设备：吊装设备、高压油泵、大吨位千斤顶、后背桩及后背梁、导轨及出土工具、经纬仪、水平仪。机具功能及数量根据被顶进管节的直径长度及重量而定。施工要点1、顶管工作坑开挖要依照施工方案及具体环境进行，坑的长宽要视土质，被顶管节的直径、 长度，机具设备，下管及出土方法而定。工作坑除安装顶管的机具设备后背、导轨、顶进管节以外，还要有利于向坑外出土和作业人员的操作。一般要求，工作坑上口前缘距路缘2m，安放管节后每侧要有 1m 的工作面，管节后侧与千斤顶之间要有利于出土的空间， 在有水的环境中要设置水坑及排水设施， 工作坑壁的放

3、坡系数根据土质情况应符合要求，坑底要夯实。2、导轨由四根钢轨和若干枕木组成，枕木置在工作坑底下1/2枕木高的基土上，枕木间距800?1000mm ，钢轨的长度等于工作坑底面的长度减去钢轨桩所占的位置，钢轨的间距要视被顶管节的外径而定，一般要保证管节安放后下皮高出枕木上皮20mm ，千斤顶安装后要与管节的横截面有最大的接触面，钢轨安装要平直， 前端抬头要有 0.5-1.0% 的坡度。3、顶进后背：后背的坚固与否直接影响顶管的效果，所以，后背所具有的能力必须能满足最大顶力的需要，后背由后背桩及后背梁，后背桩后面的夯实土所组成，后背桩一般以钢轨代替，埋入坑底以下 1.5m 左右，桩后填土分层夯实，后

4、背桩平面垂直于顶进方向的轴线，钢制后背梁放在桩前的导轨上。顶进后背的其它组成型式有砌筑毛石的，有预制钢筋混凝土块组合的。4、安装顶进设备和管节：顶进设备由一台高压油泵和两台200?500t 千斤顶组成，千斤顶安在后背梁与管节之间，管节后端和千斤顶之间有专用钢护圈及麻辨或橡胶垫对混凝土管端保护，管外壁涂石蜡做润滑剂， 减少顶进摩阻力， 千斤顶通过传力柱将管节顶入路基。5、挖土、顶进、测量及纠偏：设备安装后经试运转无异常即可掏土顶进，掏土视土质及管顶上部覆土厚度而掌握进尺深度，土质较密而且覆土较厚，有利于形成卸力拱，可以适当多挖，土质松散或覆土厚度较小，则要少挖，勤挖勤顶，挖土直径不可超过管节的外

5、径。挖土及运土的工具根据管径的大小而定，内径在 880?1500mm 的制做专用小车，内径在 1500mm 以上的可用双轮小车直接出土，土的垂直运输可用吊车或电动葫芦。顶进过程要时刻测量， 每一顶程过后， 要对管的高程及左右偏差测量一次，发现问题及时纠偏，纠正左右偏及抬头扎头的措施，可以在管的前端设一斜撑支于管前的土壁上，结合一侧超挖土方， 随顶随纠偏。前两节的衔接处，用钢板焊制的钢胀圈加固，做为防止偏差的一项措施。质量要求及安全措施质量要求：管道顶进要求平直，管的中心偏离轴线不超过 3cm 为优良。安全措施：1、施工前先与铁路、公路及市政的有关部门进行协调，施工方案经有关管理部门同意后方可施

6、工。尤其是铁路路基下进行施工时，要随时和铁路部门联系， 掌握过往列车的情况， 线路上有列车通过时严禁挖土和顶进；2、挖土和顶进时洞内照明使用低压行灯变压器，洞内不准用明火；3、顶进时停止挖土，传力柱上和两侧不准站人，所有传力柱必须摆放顺直；4、吊装时坑内人员要做好防护措施，并有专人指挥。5、顶管长此 76m 时应设给风设施，防止缺氧。顶管施工工艺简介：本工程共有顶管工作井和接收井各一座，均位于苏州工业园区内，采用沉井施工， 工作井尺寸为 99米，壁厚 750mm，接收井尺寸为 95米，壁厚 600mm。混凝土强度等级为 C30，抗渗强度 0.6Mpa。顶管工作井为单向顶进，沉井允许最大顶力为

7、6000KN。关键字： 市政工程，顶管，施工，工艺一、 工程概况本工程共有顶管工作井和接收井各一座，均位于苏州工业园区内，采用沉井施工，工作井尺寸为 99米，壁厚 750mm，接收井尺寸为 95米，壁厚 600mm。混凝土强度等级为 C30，抗渗强度 0.6Mp a。顶管工作井为单向顶进，沉井允许最大顶力为 6000KN。以下为工作井沉井的主要施工方法。二、 地质情况根据该地区的地质勘察报告 显示顶管主要位处于灰色粘质粉土层。该土层含云母碎片，夹粉质粘土及薄层粉砂。该土层特点：1、 含水率高； 2、重度高； 3、孔隙比高； 4、渗透系数高三、 工程特点在做沉井是时， 需注意周围的官衔和建筑物，

8、 在沉井时需注意时刻进行观察，以确保施工安全和施工顺利进行。四、 沉井施工工艺井位测量定位 基坑开挖 分节高度的确定 刃脚支垫 刃脚模板支设 刃脚钢筋的绑扎 刃脚混凝土浇筑及养护 井壁模板支设 井壁钢筋绑扎 井壁砼浇筑及养护 刃脚垫架拆除 挖土下沉 土方吊运 测量控制与观测 封底五、主要施工方法1、井位测量定位根据图纸要求，定出井位中心点，放出基坑开挖范围，并在四周放出攀线桩。2、基坑开挖根据沉井中心坐标及水准点进行测量放样。基坑开挖深度为原地面下 1.5m。考虑到拆除垫层、支模、脚手架操作的需要，基坑四周宽比沉井宽 1m，四周挖排水沟、集水井。挖土用 1 台 1m3履带式反铲挖土机挖土， 配

9、合人工修破和平整场地， 挖出的土方用汽车驳运至弃土场地，基坑按 1：1 放坡。3、分节高度的确定根据设计要求，沉井分二节制作、一次下沉。一次制作总高度一般不超过短边。依次高度若过大，施工比较困难，下沉时易引起倾斜，本工程沉井尺寸为99m，故采取分节浇注，一次下沉。分节高度应保证其稳定性， 并使沉井能在自重状态下顺利下沉，其下沉系数 K 不小于 1.15 。可按下式计算：K=（QB/ （ L（H-2.5 ）F+H） 1.15 （当 H5m时）式中 Q沉井辎重及附加荷载（t ）B被井壁排除的水重（ t ）当采取排水下沉B=0H- 沉井下沉深度（ m）L沉井外部周长（ m）2.5 按摩擦力在深5m时

10、达到最大值， 5m以下保持常值F单位面积摩擦力的平均值R刃脚反力，当挖空时R=0.6下沉中如遇下沉困难， 在井壁与土层 2cm3cm间隙间进行灌水，保证下沉顺利进行。施工顺序是：第一节沉井混凝土浇好后 ，强度达到 75% 浇筑第二节混凝土，强度达到 100% 沉井下沉到设计标高处。4、刃脚支垫1）刃脚支设模板，有垫架法，半垫架法和无垫架法，本沉井高度比较高、重量重、忍脚踏面面积较小、地基强度较低，根据以往施工经验若采用枕木，枕木不易踌躇，施工时不理想，本沉井电曾采用黄砂基层上加砼垫层浇筑法， 垫层只做刃脚及底部隔梁， 砼垫层上刷隔离剂，然后在其上支设刃脚及井壁模板，浇筑混凝土。2）砼垫层根据刃

11、脚、井壁厚度、砼垫层宽度定为 1.5 米，经计算砼垫层标号选用 C20；垫层厚度为 20cm。（3）砂垫层砂垫层厚度根据沉井重量和垫层底部地基上的承载力计算。 经计算采用 0.3m 厚砂垫层，宽度为 1.8m，选用中砂，用平板振动器分层振捣（层厚小于 30cm）并洒水，控制干容重 1.6KN，地基应清理整平后铺设砂垫层， 使顶面保持在同一水平面上， 用水准仪控制其标高在 10mm偏差以内，并在其空隙中垫砂夯实。5、模板支设沉井井壁采用定型模板组装，不规则的地方， 以及井壁穿对穿螺栓处，军采用非标准木模板。刃脚垫架上模板应分段安装，以便垫架拆除，刃脚上部井壁模板采用钢模板进行循环周转。考虑浇筑速

12、度快，由于是泵送商品砼对模板产生很大的侧压力，用28 槽钢，以 16mm对拉螺栓固定，穿螺栓部位用10010055mm木模（等以后模板拆除后，用与砼成分相同的水泥砂浆替换），螺栓纵横向间距均为0.750.6m，中部设止水片，与螺栓接触的一圈满焊。槽钢用适当支撑顶在外脚手架上保持模板稳定， 并利用上一节沉井模板固定下一节沉井模板。外壁支模和混凝土浇筑， 在井架外搭设双排钢管脚手架。 内壁模板支设，采取在上节沉井预埋铁件的办法焊悬脚手架， 随着沉井下沉，而不影响井内挖土，吊运土等作业。对于井壁上预留管道孔，在制作时可保留外层钢筋及浇筑外层砼， 内侧用砖临时封堵， 待下沉就位后制作接头或顶管顶进时，

13、再凿去，以利下沉时保证沉井的强度。6、钢筋的制作安装钢筋在加工场机械成型，用双轮水平运输，用 5T 履带吊车进行垂直吊装就位人工绑扎。每节井壁竖筋分段绑扎，与上节井壁连接处，伸出插筋，接头错开 1/4 ，并采用焊接连接方法，焊接长度为 10cm双面焊。为保证钢筋位置正确，垂直钢筋间距采用开槽口的木卡尺控制，水平筋间距选用一批竖筋按间距焊上短钢筋头控制。7、混凝土浇筑混凝土采用商品砼， 浇筑采用泵车输送浇筑， 浇筑采用分层平铺法，每层厚度控制在30cm-50cm均匀浇灌，一次连续浇灌完，灌注混凝土时应沿着井壁四周对称进行，避免混凝土面高低相差悬殊 , 压力不均而产生基底不均匀沉陷，每层混凝土要求

14、在 2 小时内振捣完毕。两节混凝土的接缝处设凹型水平缝，接缝处应经凿毛及冲洗处理，先铺上与砼内砂浆成分相同的砂浆一层后再浇新砼。 混凝土采用自然养护。8、刃脚垫层拆除沉井井壁模板在混凝土强度达到75%即可拆除，刃脚垫架在混凝土达到 100%强度始可拆除破土下沉。在破碎砼垫层之前，应对封底及底板接缝部位混凝土进行处理。破碎砼垫层应在专人指挥下分区、依次、对称、同步地进行。拆除方法是先将砼垫层底部的砂挖去，使垫层沉，利用空压泵汽锤或人工重镑榔头破碎，刃脚下随即用砂或砂砾回填夯实，在刃脚内外侧应夯实筑成小土堤， 以承担部分井筒重量，接着破碎另一段，如此逐点进行，破除垫层时要加强观测，注意下沉是否均匀

15、，如发现倾斜，应及时处理。9、挖土下沉该沉井采用派水下沉，因此，在沉井下沉时，采用吊机挖土，根据土质情况，采用锅底形挖土自重破土方式。抓斗在井内抓土时，从中间向四周抓土，均衡对称地进行，使其能均匀竖直下沉。每层挖土厚度为 0.5m 左右，在抓斗施工不到的地方，用人工进行挖掘，按顺序分层逐渐往刃脚方向削薄土层，每次削 515cm，当土垅挡不住刃脚方向全面、均匀、对称地进行，使均匀平稳下沉。如碰到砂砾石或硬土层， 当土垅削至刃脚， 沉井仍不下沉或下沉不平稳，则需考虑在井壁上加压铁，以增加沉井的重量，使沉井能够顺利下沉。在沉井开始下沉和将沉至设计标高时，周边开挖深度应小于 30c m，避免发生倾斜。 尤其在开始下沉 5m以内时，其平面位置与垂直度要特别注意保持正确，否则继续下沉不易调整。在离设计深度20cm左右应停止取土，依自重下沉至设计标高。10、土方吊运沉井内挖出的土方， 由人工铲入 1m3左右的特制铁桶， 用吊车垂直运输吊出井外，置于边缘用翻斗汽车运到弃土场堆放。11、测量控制与观测沉井位置的控制，在井外地面设置纵横十字控制桩，水准基点。下沉时，在井壁上设十字控制线，并在四侧设水平点，于壁外侧用红铅油画出标尺