污水管道工程顶管施工组织设计

南阳滨河路污水管道工程施工组织设计河南五建（集团）有限公司-PAGE24-第一章工程概况1.1工程概况南阳市滨河路排污工程位于南阳市区，包括泵站及配套排污管道。由于滨河路交通繁忙,交通疏解困难，地下管线密集，明挖施工无法进行，因而在全线采用顶管法施工，排污管采用直径D＝2000mm和直径D＝1500mm混凝土管，一标段为0+000──1+560，顶管长度约1560米泵房尺寸8.4×16.4m。1.2场地工程地质情况本工程场地位于滨河路沿线，场地地层自上而下依次为素填土、杂填土、淤泥质粉土（局部）和含卵粒粗砂。各土层简述如下：1、素填土（Qml）可不写，下同可不写，下同黄褐色、灰褐色，较湿，松散，埋深在4.0-7.4米2、杂填土（Qml)灰黑色，稍湿，松散。主要以建筑垃圾和生活垃圾为主。该层埋深在4.5-6.2m3、淤泥质粉土（Q4al+pl）灰黑色，稍湿，软塑，该层埋深在6.2-10m，只是个别存在。4、含卵粒粗砂（Q4al+pl）灰黄色，饱水，稍密-中密，卵砾石含量在20%左右，可见粒径20-100mm，可见最大粒径150mm,该层埋深在4.20管道沿线水文地质资料表明：该工程场地地质结构杂，管道穿越土质为含卵粒粗砂，地下水在地表以下4.0-7.5m1.3工程特点3.3.1全部为野外作业，施工受自然条件影响较大3.3.23.3.3基坑支护、降水第二章编制依据2.1本工程施工合同。2.2本工程施工图纸及图集。2.3国家、地方及行业现行的有关规范、规程、标准。2.4公司QSE管理手册、程序文件及支持性文件第三章施工部署3.1施工总体目标工程质量确保优良工程；杜绝死亡事故及重伤事故，轻伤频率控制在1‰以下。做到文明施工；减少施工噪音和环境污染，确保施工期间不扰民，不影响城市道路及环境卫生。工期保证120天。3.2总体施工部署1、成立以姚汉文为项目经理、张大傲为执行项目经理、曾鹏程为安全员的项目经理部，负责施工现场的施工管理。2、签订各专业分包合同与劳务分包合同，组织施工材料的进场和机械设备的进场。3、开工后即进行沉井工程施工，先做土方开挖和井点降水工作，取得参数后正式施工。4、在沉井施工完成以后进行顶管施工。5、泵站施工和沉井、顶管同时施工。8、预留一部分时间进行竣工收尾及清理工作。第四章施工准备4.1施工现场准备工作4.1.1由业主指定和解决施工用水问题。1.工地施工工程用水量可按下式计算：经过计算得到q1=1.05×319900×1.5/(365×3×8×3600)=0.02L/S。2.施工机械用水量计算公式：经过计算得到q2=1.05×133.2×2/(8×3600)=0.01L/S。3.施工工地用水量计算公式：经过计算得到q3=100×20×1.3/(1×8×3600)=0.0903L/S。4.生活区生活用水量计算公式：经过计算得到q4=100×0×2/(24×3600)=0L/S。5.根据消防范围确定消防用水量q5=13L/S。6.施工工地总用水量Q可按以下组合公式计算：在此计算中得:Q=q5+(q1+q2+q3+q4)/2=13+(0.02+0.01+0.09+0)/2=13.06L/S；最后计算出的总用水量，还应增加10%，以补偿不可避免的水管漏水损失。最后Q还应增加10%,得出Q=13.06+1.31=14.37L/S；7.供水管径计算:工地临时网路需用管径，可按下式计算：其中:d──配水管直径(m)；Q──施工工地用水量(L/S)；V──管网中水流速度(m/s),取V=1(m/s)；供水管径由计算公式：d=[4×14.37/(3.14×1×1000)]0.5=0.135m=得临时网路需用内径为135mm4.1.2根据施工要求所使用的机具设备，室内外照明等，只需业主配备7台额定量为不少于200KVA的变压器可满足施工要求。现场配置一台发电机备用。1号干线泵站导线截面及出线开关的选择选择XV-4×35，空气明敷/架空线路时其安全载流量为124A。选择出线开关1号干线泵站出线开关选择DZ10-250/3，其脱扣器整定电流值为Ir=200A，，漏电保护器为DZ10L-250/3。2号干线工作井导线截面及出线开关的选择选择XV-4×120，空气明敷/架空线路时其安全载流量为269A。选择出线开关2号干线工作井出线开关选择DZ10-600/3，其脱扣器整定电流值为Ir=480A。4.2其它准备工作4.2.14.2.14.2.14.2.14.2.14.2.14.2.24.2.24.2.24.2.24.2.24.2.3根据施工现场条件以及施工进度计划，编制材料进场月、旬计划，同时各类材料进场时间就应有一定余地，且避免由于原材料检验不合格而影响施工。4.2.4根据工程的需要，以及季节性限制，对劳动力采取动态管理的原则，组织高素质专业队伍进场施工。第五章分部分项工程的主要施工方法第一节一标段沉井施工1.1概述本工程沉井结构为矩形，圆形两种形式。1.2施工准备工作沉井施工前的准备工作，除去常规的场地平整；修建临时设施；水、电等动力供应外，着重作好下述工作：（1）地质勘察仔细研究业主提供的地质勘察报告，了解土层变化、地下水位、地下障碍物及有无承压水等情况，对各土层提供详细的物理力学指标，为制订施工方案提供技术依据。（2）编制施工方案施工方案是指导沉井施工的核心技术文件，要根据沉井结构特点、地质水文条件、已有的施工设备和过去的施工经验，经过详细的技术、经济比较，编制出技术上先进、经济上合理的切实可行的施工方案。在方案中要重点解决沉井制作、下沉、封底等技术措施及保证质量的技术措施，对可能遇到的问题和解决措施要做到心中有数。根据施工图纸要求，沉井下沉前，先将基坑开挖至工作井或检查井顶板处，待砂垫层和素砼垫层完成后，制作沉井。沉井制作完成后，待沉井井壁混凝土强度达到100％后方可进行下沉施工，沉井分3至4次制作一次下沉施工，第一节浇捣高度2.5m，第二次浇捣高度为4m，第三次浇捣其余部分。本工程沉井根据沉井深度采用管井井点（3）布设测量控制网事先要设置测量控制网和水准基点，用于定位放线、沉井制作和下沉的依据。如附近存在建（构）筑物等，要设沉降观测点，以便施工沉井时定期进行沉降观测。图5-11.矩形井测量控制点2.圆形井测量控制点1.3沉井制作沉井的施工程序为：平整场地→测量放线→开挖基坑→铺砂垫层和砌刃脚砖座→沉井浇筑→布设降水井点或挖排水沟、集水井→垫座拆除→沉井下沉封底→浇筑底板混凝土→施工内隔墙、梁、板、顶板及辅助设施。1.3.1平整场地和测量放线根据设计图纸测量放样，定出沉井中心桩纵横轴线控制桩及基坑边线。1.3.2开挖基坑为降低工程造价，加快施工进度，有条件放坡开挖的沉井进行放坡开挖。基坑底部的平面尺寸，刃脚外侧至基坑底边的距离为2m制作沉井的地基土必须有足够的承载力，开挖基坑底部若遇松软的土质必须全部予以清除，并以砂性土回填、整平、夯实，以防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降，造成井壁开裂。基坑开挖采用1m1.基坑坡道设计：坡道出口均设在基坑一侧。坡道宽为3米，两侧放坡为1：0.7。根据车重载时的最大爬坡角度及旧车爬坡能力降低，坡角取α=170。2.当土方开挖快接近基底标高时，在边坡上放出基底标高控制线，控制线采用红色油漆进行标注。挖掘机应该开始使用平刮方式进行挖土，现场配合测量人员随时配合挖掘机测量挖土的标高，避免土方超挖。3.基底留置150mm4.设置集水坑，集水坑开挖前，用白灰将集水坑的形状标出，挖掘机在该范围内做适度挖掘，剩余由人工进行清理。5.喷射混凝土面层：面层厚度100mm，混凝土强度等级为C10。碎石的最大粒径不超过12mm，喷射混凝土机的工作压力为0.3～0.46.边坡上沿需外翻宽1.5m、厚1001.3.3刃脚支设沉井下部为刃脚，其支设方式取决于沉井重量、施工荷载和地基承载力。常用的方法有垫架法、砖砌垫座和土模。本工程刃脚支设采用砖垫座法。为保证沉井第一次制作时的重量，通过素砼垫层扩散后的荷载不大于下卧层地基土的容许承载力，故铺设相应厚度的砂垫层，砂采用中、粗砂，并捣实，以保证其密实度。下表为沉井制作时下部砂垫层厚度计算表：沉井砂垫层厚度计算沉井类别沉井重量(G)壁厚(L)所在土层承载力(f)砂垫层扩散角(θ)砂垫层厚度H=(G-L*f)/(2f*tga)实际砂垫层厚度取值(m)砂垫层向外扩展宽度矩形工作井196.230.80100.0030.001.011.201.95圆形工作井157.030.80100.0030.000.671.001.95矩形接受井119.710.65100.0030.000.470.801.80圆形接受井119.730.65100.0030.000.470.801.80图5-2沉井刃脚支设刃脚；2-水泥砂浆抹面；3-砖垫座；4-砂垫层5-100厚C15混凝土垫层1.3.2井壁制作本工程沉井制作是在基坑中制作。本工程采用分3-4次制作一次下沉的施工方法。1.模板工程井壁模板可用组合式定型模板或竹（木）胶合板模板（图5-3），分节制作时，水平接缝需做成凸凹型，以利防水。图5-3井壁模板示意图在模板拼装前,先搭脚手架,支架底铺设垫板，脚手架采用双排钢管脚手架，支架邻边与井壁的最小距离为0.3m，以防生成弯矩影响质量。横钢管每1.8m一道，竖钢管每2.0m一道，另设剪刀撑加强，以保证支架稳定。井壁钢模板采用定型钢模板或竹（木）胶合板模板组装而成，并保证拼缝严密，不漏浆。内外模的稳定采取竖向和横向分节支设，内外模板横围令、竖围令采用脚手管，对拉螺杆采用Ф18A图5-4沉井井壁钢模板支设图1-垫层；2-刃脚；3-组合式定型钢模板；4-2[8钢楞；5-对拉螺栓；6-顶撑木；7-木垫块；8-－100×3止水片；9-钢管脚手架2.钢筋工程钢筋由人工绑扎，亦可在沉井近处地面上预制成钢筋骨架或网片；用起重机进行大块安装。3.混凝土工程本工程采用泵送商品混凝土。商品砼选择质量有保证的搅拌站，砼到达后核对报码单，并在现场做塌落度核对，允许2cm沉井砼分3次浇捣，每次为2.5~3m，在浇捣之前检查模内是否干净。经检查无问题方可浇捣，浇捣采用2辆32m泵送车，10台插入式振动棒，并控制每层初凝时间，每层砼浇捣应控制在做好施工缝施工，施工缝采用1.5厚50CM宽止水钢板。在第二次浇捣时必须将松散部分除去，并用水冲洗干净，充分湿润，然后铺上一层同级配（除去骨料）的水泥砂浆，厚约2～3cm沉井浇筑宜对称、均匀地分层浇筑，避免造成不均匀沉降使沉井倾斜。按规定要求批量制作混凝土试块，按R7、R14、R28三个期试压混凝土强度。1.4沉井下沉1.4.1沉井下沉前应进行混凝土强度检查、外观检查。并根据规范要求，对各种形式的沉井在施工阶段应进行结构强度计算、下沉验算和抗浮验算。沉井下沉时，第一节混凝土强度达到设计强度，其余各节应达到设计强度的70%。沉井下沉，其自重必须克服井壁与土间的摩阻力和刃脚、隔墙、横梁下的反力，采取排水下沉时不考虑克服水的浮力。为使沉井能顺利下沉，应进行分阶段下沉系数的计算，作为确定下沉施工方法和采取技术措施的依据。本工程在计算时均考虑采用触变泥浆减阻措施。1.矩形接受井在素填土及淤泥层中的下沉验算： =( 3340.00- 0.00)/(558.00+1813.50)= 1.40由计算可知，在素填土中需要增加地基反力达到稳定下沉的要求，因此，建议设计增加地基反梁。2.矩形工作井在粗砂层中的下沉验算：=(7686.01-0.00)/(1355.20+5580.00)=1.10满足要求。当下沉系数不能满足要求时，可在基坑中制作，减少下沉深度；或在井壁顶部堆放钢、铁、砂石等材料以增加附加荷重；或在井壁与土壁间注入触变泥浆，以减少下沉摩阻力等措施。由于涉及每一个沉井的地质条件各不相同，需采取不同的下沉方式来保证施工，基本上在素填土和淤泥质土层当中，沉井都会自动下沉，需要适当留土，底部增加横梁加大地基反力；在砂砾石中需要采取触变泥浆护壁或射水下沉，必要时还需要增加配重。1.4.2砖垫座拆除大型沉井应待混凝土达到设计强度的100%始可拆除砖垫座，拆除时应分组、依次、对称、同步地进行。抽除时应加强观测，注意沉井下沉是否均匀。1.4.3井壁孔洞处理为避免沉井下沉时地下水和泥土涌入，也为避免沉井各处重量不均，使重心偏移，易造成沉井下沉时倾斜，所以在下沉前必须对沉井壁上的孔洞进行处理。对较大孔洞，在沉井制作时在洞口预埋钢框、螺栓，用钢板、方木封闭，中填与空洞混凝土重量相等的砂石或铁块配重（图5-7a、b）。对进水窗则采取一次做好，内侧用钢板封闭（图5-7图5-7沉井井壁堵孔构造（a）大廊道口堵孔；（b）管道孔洞堵孔；（c）进水窗堵孔1-沉井井壁；2-50mm7-10mm厚钢板；8-槽钢；9-100mm×100mm方木；1011-橡皮垫；12-砂砾；13-钢筋箅子；14-5mm16-15mm孔钢丝网；17-砂；18-5~10mm粒径砂卵石；19-15~1.4.4沉井下沉施工方法1.4.4.1下沉方案选择如前所述，本工程沉井下沉采取排水下沉方案。排水下沉方案执行中，当土质条件较差，可能发生涌土、涌砂、冒水或沉井产生位移、倾斜及沉井终沉阶段下沉较快有超沉可能时，亦可向沉井内灌水，采用不排水下沉方案。当决定由不排水下沉改为排水下沉，或部分抽除井内灌水时，必须慎重，并应加强观察。1.5管井降排水方法：1.5.管井由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成。图5-8管井构造1-滤水井管；2-φ14mm钢筋焊接骨架；3-6mm×30mm铁环＠250mm；4-10号铁丝垫筋＠250mm1.5.2①滤水井管下部滤水井管过滤部分用钢筋焊接骨架，外包孔眼为1~2mm滤网，长2~3m，上部井管部分用直径②吸水管用直径50~100mm③水泵采用4BA-8型离心泵。每1个井管装置一台，当水泵排水量大于单孔滤水井涌水量数量时，再考虑另加设集水总管将相邻的相应数量的吸水管连成一体，共用一台水泵。1.3管井计算[水文地质资料][计算依据及参考资料]该计算书计算主要依据为国家行业标准《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-99，同时参阅了《建筑施工手册》(第四版)和姚天强等编写的《基坑降水手册》。[基坑总涌水量计算]基坑降水示意图A为基坑面积；M1为疏干的含水层厚度，M1=15+1-6=10mμ为含水层的给水度，一般取0.1。通过以上计算可得基坑总涌水量为208m[降水井数量确定]单井出水量计算：降水井数量计算：q为单井允许最大进水量(m3/d)；rs为过滤器半径(m)；l为过滤器进水部分长度(m)；k为含水层渗透系数(m/d)。通过计算得井点管数量为4个。[过滤器长度计算]群井抽水时，各井点单井过滤器进水长度按下式验算：l为过滤器进水长度；r0为基坑等效半径；rw为管井半径；H为潜水含水层厚度；R0为基坑等效半径与降水井影响半径之和；R为降水井影响半径；通过以上计算，取过滤器长度为14.655m[基坑中心水位降深计算]S1为基坑中心处地下水位降深；ri为各井距离基坑中心的距离。根据计算得S1=11.157m>=S=101.4管井的布置本工程采用沿基坑外围四周呈环形布置。井中心距基坑（槽）边缘的距离不小于3m。四周均匀分布共设置4个管井，直径63cm图5-10环形井点布置图1-井点(共6个，均匀分布)；2-集水总管；3-弯联管；4-抽水设备；5-基坑；6-填粘土；7-原地下水位线；8-降低后地下水位线；H≥H1＋h＋iL＋l=25.405H-井点管埋置深度；H1-井点管埋设面至基底面的距离；9.15h-降低后地下水位至基坑底面的安全距离，一般取0.5~1.0mL-井点管中心至基坑中心的水平距离；17.3l-滤管长度..14.655i——降水曲线坡度，与土层渗透系数、地下水流量等因素有关，根据扬水试验和工程实测确定。对环状或双排井点可取1/10~1/15；对单排线状井点可取1/4；环状降水取1/8~1/10；井点露出地面高度，一般取0.2~0.3m1.5管井埋设管井埋设可采用泥浆护壁冲击钻成孔或泥浆护壁钻孔方法成孔。钻孔底部应比滤水井管深200mm以上。井管下沉前应进行清洗滤井，冲除沉渣，可灌入稀泥浆用吸水泵抽出置换或用空压机洗井法，将泥渣清出井外，并保持滤网的畅通，然后下管。滤水井管应置于孔中心，下端用圆木堵塞管口，井管与孔壁之间用3~15mm砾石填充作过滤层，地面下水泵的设置标高根据要求的降水深度和所选用的水泵最大真空吸水高度而定，当吸程不够时，可将水泵设在基坑内。1.6管井的使用管井使用时，应经试抽水，检查出水是否正常，有无淤塞等现象。抽水过程中应经常对抽水设备的电动机、传动机械、电流、电压等进行检查，并对井内水位下降和流量进行观测和记录。井管使用完毕，井管可用倒链、或卷扬机将井管徐徐拔出，将滤水井管洗去泥砂后储存备用，所留孔洞用砂砾填实，上部50cm2.下沉挖土方法本工程采用人工挖土，10吨桁车吊垂直运土，然后采用10t汽车运至建设单位指定地点。挖土应分层、均匀、对称地进行，使沉井能均匀竖直下沉。如下沉系数较大，一般先挖中间部分，沿沉井刃脚周围保留土堤，使沉井挤土下沉；如下沉系数较小，应事先根据情况分别采用泥浆润滑套、空气幕或其他减阻措施，使沉井连续下沉，避免长时间停歇。井孔中间宜保留适当高度的土体，不得将中间部分开挖过深。沉井下沉过程中，如井壁外侧土体发生塌陷，应及时采取回填措施，以减少下沉时四周土体开裂、塌陷对周围环境的影响。沉井下沉过程中，每8h至少测量2次。当下沉速度较快时，应加强观测，如发现偏斜、位移时，应及时纠正。对普通土层从沉井中间开始逐渐挖向四周，每层挖土厚0.4~0.5m，沿刃脚周围保留0.5~1.5m土堤，然后再沿沉井壁，每2~3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地削薄土层，每次削5~10c图5-12普通土层中下沉开挖方法1-沉井刃脚；2-土堤；1、2、3、4-削坡次序3.沉井的辅助下沉方法3.1射水下沉法是用预先安设在沉井外壁的水枪，借助高压水冲刷土层，使沉井下沉。射水所需水压，在砂土中，冲刷深度在8m以下时，需要0.4~0.6MPa；在砂砾石层中，冲刷深度在10~12m以下时，需要0.6~1.2MPa；在砂卵石层中，冲刷深度在10~12m时，则需要8~20MPa。冲刷管的出水口径为10~12mm，每一管的喷水量不得小于0.2m图5-14辅助下沉方法（a）预埋冲刷管组；（b）触变泥浆护壁1-沉井壁；2-高压水管；3-环形水管；4-出口；5-压浆管；6-橡胶皮一圈；7-压浆孔；8-触变泥浆护壁3.2触变泥浆护壁下沉法本工程全部采用触变泥浆护壁辅助下沉的方法。采用本法可大大减少井壁的下沉摩阻力，同时还可起阻水作用，方便取土，并可维护沉井外围地基的稳定，保证其邻近建筑物的安全。沉井外壁制成宽度为10~20cm的台阶作为泥浆槽。泥浆是用泥浆泵、砂浆泵或气压罐通过预埋在井壁体内或设在井内的垂直压浆管压入（图6-210b）,使外井壁泥浆槽内充满触变泥浆，其液面接近于自然地面。为了防止漏浆，在刃脚台阶上宜钉一层2触变泥浆是以20%膨润土及5%石碱（碳酸钠）加水调制而成。4.排水封底（干封底）方法是将新老混凝土接触面冲刷干净或打毛，对井底进行修整使之成锅底形，由刃脚向中心挖放射形排水沟，填以卵石作成滤水暗沟，在中部设2~3个集水井，深1~2m，井间用盲沟相互连通，插入φ600~800mm四周带孔眼的钢管或混凝土管，外包二层尼龙窗纱，四周填以卵石，使井底的水流汇集在井中，用潜水泵排出（图5-15）,保持地下水位低于基底面图5-15沉井封底1-沉井；2-卵石盲沟；3-封底混凝土；4-底板；5-砂浆面层；6-集水井；7-φ600~800mm封底一般铺一层150~500mm厚碎石或卵石层，再在其上浇一层厚约0.5~1.5m的混凝土垫层，在刃脚下切实填严，振捣密实，以保证沉井的最后稳定。达到50%设计强度后，在垫层上绑钢筋，两端伸入刃脚或凹槽内，浇筑上层底板混凝土。封底混凝土与老混凝土接触面应冲刷干净；浇筑应在整个沉井面积上分层、不间断地进行，由四周向中央推进，每层厚30~1.4.7沉井下沉施工常遇问题和预防处理方法1.4.7.1下沉困难（沉井被搁置或悬挂，下沉极慢或不下沉）原因分析1．井壁与土壁间的摩阻力过大2．沉井自重不够，下沉系数过小3．遇有地下管道、树根等障碍物4．遇流砂、管涌 预防措施及处理方法1．继续浇筑混凝土增加重量，在井顶均匀加铁块或其他荷重2．挖除刃脚下的土，或在井内继续进行第二层碗形破土；用小型药包爆破振动，但刃脚下挖空宜小，药量不宜大于0.1kg，刃脚应用草垫等防护3．不排水下沉改为排水下沉，以减少浮力4．在井外壁装置射水管冲刷井周围土，减少摩阻力；射水管亦可埋于井壁混凝土内，此法仅适用于砂及砂类土5．在井壁与土间灌入触变泥浆或黄土，降低摩阻力，泥浆槽距刃脚高度不宜小于36．清除障碍物；控制流砂、管涌1.4.7.2下沉过快（沉井下沉速度超过挖土速度，出现异常情况） 原因分析1．遇软弱土层，土的耐压强度小，使下沉速度超过挖土速度2．长期抽水或因砂的流动，使井壁与土间摩阻力减小3．沉井外部土体液化预防措施及处理方法1．可用木垛在定位垫架处给以支承，并重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖土2．将排水法下沉改为不排水法下沉，增加浮力3．在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实，加大摩阻力，如沉井外部的土液化发生虚坑时，可填碎石处理4．减少每一节筒身高度，减轻沉井重量突沉（沉井下沉失去控制，出现突然下沉的现象）原因分析 1．挖土不注意，将锅底挖得太深，沉井暂时被外壁摩阻力和刃脚托住．使处于相对稳定状态，当继续挖土时，土壁摩阻力达极限值，井壁阻力因土的触变性而突然下降，发生突沉2．流砂大量涌入井内 预防措施及处理方法1．适当加大下沉系数，可沿并壁注一定的水，减少与井壁的摩阻力2．控制挖土，锅底不要挖太深；刃脚下避免掏空过多3．在沉井梁中设置一定数量的支撑，以承受一部分土反力4．控制流砂现象发生1.4.7.3倾斜（沉井垂直度出现歪斜，超过允许限度） 原因分析1．沉井刃脚下的土软、硬不均2．没有对称地抽除垫木或没有及时回填夯实；井外四周的回填土夯实不均3．没有均匀挖土，使井内土面高差悬殊4．刃脚下掏空过多，沉井突然下沉，易于产生倾斜5．刃脚一侧被障碍物搁住，未及时发现和处理6．排水开挖时，井内一侧涌砂7．井外弃土或堆物，井上附加荷重分布不均，造成对井壁的偏压 预防措施及处理方法1．加强沉井过程中的观测和资料分析，发现倾斜要及时纠正2．分区、依次、对称、同步地抽除垫木，及时用砂或砂砾填夯实3．在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖土或不挖土，待正位后再均匀分层取土4．在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，延缓下沉速度5．在井外深挖倾斜反面的土方，回填到倾斜一面，增加倾斜面的摩阻力6．不排水下沉，在靠近刃脚低的一侧适当回填砂石；在井外射水或开挖，增加偏心压载，以及施加水平外力等措施1.4.7.4偏移（沉井轴线与设计轴线不重合，产生一定的位移）原因分析 1．大多由于倾斜引起的，当发生倾斜和纠正倾斜时，井身常向倾斜一侧下部产生一个较大的压力，因而伴随产生一定位移，位移大小，随土质情况及向一边倾斜的次数而定2．测量定位差错 预防措施及处理方法1．控制沉井不再向偏移方向倾斜2．有意使沉井向偏位的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉．直至刃脚处中心线与设计中线位置相吻合或接近时，再将倾斜纠正3．加强测量的检查复核工作1.4.7.5遇障碍物（沉井被地下障碍物搁置或卡住，出现不能下沉的现象）原因分析 沉井下沉局部遇孤石、大块卵石、地下沟道、圬工、管线、钢筋、树根等，造成沉井搁置、悬挂，难以下沉 预防措施及处理方法1．遇较小孤石，可将四周土掏空后取出；较大孤石或大块石、地下沟道、圬工等，可用风动工具或用松动爆破方法破碎成小块取出，炮孔距刃脚不少于50cm，其方向须与刃脚斜面平行，药量不得超过200g2．不排水下沉，爆破孤石，除打眼爆破外，亦可用射水管在孤石下面掏洞，装药破碎吊出1.4.7.6遇硬质土层（沉井破土遇坚硬土层，难以开挖下沉） 原因分析遇厚薄不等的黄砂胶结层、姜结石，质地坚硬，用常规方法开挖困难，使下沉缓慢 预防措施及处理方法排水下沉时，以人力用铁钎打人土中向上撬动，取出或用铁镐、锄开挖，必要时打炮孔爆破成碎块1.4.7.7封底遇倾斜岩层（沉井下沉到设计深度后遇倾斜岩层，造成封底困难）原因分析及预防措施处理方法 地质构造不均，沉井刃脚部分落在岩层上，部分落在较软土层上，封底后易造成沉井下沉不均，产生倾斜 应使沉井大部分落在岩层上，其余未到岩层部分，如土层稳定不向内崩坍，可进行封底工作；若井外土易向内坍，则可不排水，由潜水工一面挖土，一面以装有水泥砂浆或混凝土的麻袋堵塞缺口，堵完后再清除浮渣，进行封底。井底岩层的倾斜面，应适当做成台阶1.4.7.8遇流砂（井外土粉砂涌入井内的现象，造成沉井突沉、偏斜或下沉过慢或不下沉等现象）原因分析1．井内锅底开挖过深，井外松散土涌入井内2．井内表面排水后，井外地下水动水压力把土压入井内3．爆破处理障碍物，井外土受振进入井内4．挖土深超过地下水位0.5m预防措施及处理方法1．采用排水法下沉，水头宜控制在1.5~2.02．挖土避免在刃脚下掏挖，以防流砂大量涌入，中间挖土也不宜挖成锅底形3．穿过流砂层应快速，最好加荷，如抛大块石增加土的压重，使沉井刃脚切入土层4．采用深井或井点降低地下水位，防止井内流淤；深井宜安置在井外，井点则可设置在井外或井内5．采用不排水法下沉沉井，保持井内水位高于井外水位，以避免流砂涌入1.4.7.9超沉（沉井下沉超过设计要求的深度） 原因分析1．沉井下沉至最后阶段，未进行标高观测2．下沉接近设计深度，未放慢挖土下沉的速度3．遇软土层或流砂，使下沉失去控制 预防措施及处理方法1．沉井至设计标高，应加强观测2．在井壁底梁交接处设置承台（砌砖），在其上面铺方木，使梁底压在方木上，以防过大下沉3．沉井下沉至距设计标高0.14．避免涌砂发生第二节三标段沉井施工南阳市污水顶管工程由于滨河路交通繁忙，地下管线密集，明挖施工无法进行，因而全线采用顶管施工，工作井和接受井间距150米左右，三标段顶管长度约2100米，我公司于2008年3月进场进行测量定位与放线。定位以后发现工作井和接受井开挖位于现有地下管线范围以内（图1）。经与该工程建设指挥部协商，井位移动范围不大无法躲避地下管线，且地下管线改道困难，综合考虑以上因素，决定采用砖护壁沉井施工的施工方案。图1地下管网情况示意图根据地质勘察报告显示，本工程场地地层自上而下依次为素填土、杂填土、淤泥粉质土（局部）和含卵粒粗砂。各层土简述如下表：序号土层名称简述备注1.素填土黄褐色、灰褐色，较湿，松散，埋深4.0~7.4米2.杂填土灰黑色，稍湿，松散。主要是以建筑垃圾和生活垃圾为主。埋深4.5~6.2米个别存在3.淤泥质土灰黑色，稍湿，软塑，该层埋深在6.2~10米。个别存在4.含卵粒粗砂灰黄色，饱水，稍密-中密，卵粒石含量在20%左右，可见粒径20~100mm，可见最大粒径150mm，该层埋深在4.0~地下水在地表以下4.0~7.5米，工作井和接受井底面高程均在地下水位以下。施工方案简述2.1方案特点根据施工现场实际情况，我们采取的方案是370厚砖砌护壁的施工方案，该方案首先探明地下管线位置，采用人工开挖的方式，在开挖的过程中为保证土方边坡的稳定性，边开挖边向下施工砖砌拱墙，对已开挖土方的边坡进行保护，开挖顺序为水平分段，垂直分道施工，水平分段数量和垂直每道施工高度视土的决定2米就写2米，不要含糊。直立高度而定。待上部护壁墙合拢且强度达到一定的强度后，才可进行下道拱墙施工。上下两道拱墙的竖向施工缝应错开。边开挖边砌筑，直至决定2米就写2米，不要含糊。砖护壁施工的优点是：缩短工程施工的总工期；基坑变形小，减少施工对周围环境的影响；简化基坑支护结构，有明显经济效益；可减少坑底隆起及底板抗浮。井外护壁拱墙是本方案的核心，它一方面是井壁施工的外模板，更为重要的是它需要满足承载力的要求，在逆作开挖过程中满足各个工况下土体对拱墙的土压力，不同施工阶段的稳定性；可能遇见的不同地质情况下的稳定；和土体之间的摩擦阻力使其在逆作过程中保持稳定不下沉等等，需要设计计算，确定合适的截面和墙体厚度。砖护壁厚度取370mm。由于逆作过程中护壁拱墙局部受力，会影响到拱墙的整体性，在逆作拱墙中间每3米1.5米1.5米`2米最好。原设计三标段仅有4个圆井，其余全部为方井，鉴于圆形逆作拱墙受压不受弯，受力均匀，更能发挥砖砌体抗压不抗弯的优点，更能发挥材料特性，达到节省造价，便于施工的目的，三标段所有工作井和接受井都改为圆井，为满足顶管施工机械放置和操作要求，圆井内净尺寸设计为7米。根据现场实际情况，将井位平移至污水管道和弱电管道之间，以满足顶管需要，具体平移位置需要开挖探坑以后现场确定。图2井位平移要求中间位置≥2000污水管道导流措施结合本施工方案的特点，强电和弱电线路可以架空进行临时固定，但污水管道开挖以后固定困难，需要进行导流：在井位施工时，将原有污水管道进行改道，待施工完毕以后再给予恢复（图3）。工作井（接收井）工作井（接收井）导流前污水管道导流污水管道图3污水管道导流措施2.3施工流程图4倒挂砌井施工砖砌护壁。流程图砖砌护壁。施工工艺定位放线：根据图纸设计要求，进行顶管井和工作井的定位放线工作。开挖探坑：为摸清地下管线情况，减少机械开挖对管线的影响，先开挖探坑。根据要求，2009年4月7日已经开始对WD18工作井围挡，于4月9日前完成，探坑开挖为长方形，横跨人行道。WD18工作井探坑开挖以后的现状如下图：3.3.3.5m2.0污水管道埋深2.0m弱电管线埋深0.8m强电管线埋深0.8m道牙图5WD18工作井探坑处地下物实际情况挖土：根据现场实际情况，开挖上部土方，以便进一步掌握地下管线情况。开挖的深度以使地下管线全部外露为宜。如果周边环境许可，可以放坡，第一次挖土的深度尽量挖深一点，以降低逆作深度。砌筑第一层拱墙：第一层逆作拱墙的砌筑在开挖以后的工作坑内进行，和普通砌体的砌筑没有多大区别，不再详述。降水：逆作法施工的全过程均需要在无水施工的状态下进行。具体施工方案在施工组织设计中已有详述。分段挖土：逆作挖土采取人工挖土、分层分段的方法。每层厚度根据土质情况而定，但不超过1.2m。本层开挖完成浇注混凝土圈梁，护壁砌筑完成72h以后，砂浆强度达到50%以上时，才进行下层挖土。每层土方的开挖也不是一次挖好，要分成若干施工段，如果设计7m直径的工作井，要分成8个施工段，两两一对对称开挖，开挖一段砌筑一段，始终保持8个施工段有6段的墙体坐在土上，只有2段悬空。具体情况如图挖土采用人工挖土的方式进行，开挖以后的土方通过设置在井位上方的龙门吊吊出，自卸汽车外运。112341234开挖顺序为1、2、3、4图6每层分段情况图分段砌筑护壁墙：护壁墙的砌筑墙体砌筑时严格按照施工操作规程及设计要求施工，做好技术交底，砌体用砖提前浇水湿润，严禁干砖上墙，以确保砌筑质量。砌筑砂浆采用重量配合比，计量准确，试块按规定留取。砂浆应随伴随用，水泥砂浆和水泥混合砂浆必须在拌成后3h和4h内使用完毕，隔夜砂浆不得使用。施工段墙体交接处只能留直槎，留成阳槎，并加设拉结筋，拉结筋的数量为120mm厚墙加根ф6钢筋，间距沿墙高不超过500mm，埋入深度从墙的留槎处算起大于500mm，外露长度大于500mm，末端成90度弯钩。接槎时，将接槎处的表面清理干净，浇水湿润，并填实砂浆，保证灰缝顺直。后砌隔墙顶部预留本砌以前必须先施工混凝土圈梁。施工层的拱墙砌筑完成以后，下层拱墙砌筑以前，应确保水泥砂浆的强度达到设计强度的50%以上。砌以前必须先施工混凝土圈梁。8.钢筋混凝土施工：当逆作拱墙施工至设计高程以后，开始浇筑混凝土底板垫层。然后绑扎钢筋、支内模板，浇筑工作井或接收井混凝土，是常规的钢筋混凝土施工，不再详述。第三节一标顶管施工方案1.2、地质情况根据河南工程水文地质勘察院有限公司提供的《工程勘察证书》，各层相关指标见下表：工程特性指标指标地层承载力特征值fak(Kpa)压缩模量

ES(Mpa)素填土①未完成白重固结淤泥质粉土②含卵砾粗砂③16．2本次地质报告未提供其他物理力学性质参数。含卵砾粗砂③：灰黄色，饱水，稍密-中密，主要成份以长石、石英等矿物为主，卵砾石含量在5-20%左右，可见粒径在20-100mm，可见最大粒径150mm，主要成份为正长岩、石英岩组成，局部含量富集。该层层顶埋深4.20-10.0m，层顶标高110.40-116.341.3、顶管穿越土层情况：根据施工图纸，本工程顶管底标高为：107米左右，顶标高为110米左右，主要穿越③层含卵砾粗砂。详见附图：顶管穿越土层施工工艺图1.4、施工用水、电情况

施工用水：由总承包方负责提供。施工用电：由总承包方负责提供。我们报方案，就不能出现总承包单位，我们报方案，就不能出现总承包单位，1.5、场外交通场外交通畅通，符合大型设备进出条件。但进入施工现场段便道需作进一步处理，以满足材料设备进场条件。1.6、施工场地情况施工现场场地土质较软，需作处理。二、施工准备2.1、组织准备为做好施工管理，项目经理部将设置项目经理、项目副经理、项目总工程师等岗位，其下成立工程技术部、质安管理部、物资保障部等部门。所有进场职工均必须进行三级教育、技术培训，特殊工种必须持证上岗。项目经理项目经理项目总工项目副经理工程技术部质量安全部物资保障部综合部顶管施工队2.2、技术准备(1)组织技术人员及各班组长熟悉施工图纸及有关设计资料。对容易出现问题的施工工序、部位制定应急预案。(2)调查、收集施工沿线的各种原始资料，特别是沿线管线资料，包括各管线的名称用途、平面走向、埋深等相关资料，以便施工过程中采取必要的措施。(3)对甲方提供的坐标控制点、水准点进行复合，并按规定做好签字手续。(4)对计量仪器、仪表事先做好检测工作2.3、物资准备对施工中所用的设备，如顶管机机头、电气系统、液压系统、注浆设备等事先进行保养、调试，确保机械设备进场后能正常运转。材料采购包括触变泥浆材料等预先落实生产厂家，并提前进行取样试验。(3)事先编制施工进度计划，及时向甲方申报，以便甲方及时供应管材。(4)对施工进场材料设备按规定程序及时报验。2.4、现场准备(1)施工场地：由于本工程施工设备均为大型设备，对施工场地要求较高，特别是吊车就位位置要求地基有足够的承载力，以保证吊车起吊重型设备及管节时的安全性。现有施工场地条件局部较差，土层松软，不符合设备安装条件，特别是不能满足吊车停放及使用所需的承载力要求。且雪天施工场地湿滑，影响施工正常进行，也不符合文明施工要求。因此必须做好进一步处理。将沉井周围土层进行压实，并以道渣铺垫，对局部松软土层必须挖除，用大石块铺垫。施工用电：

本工程需使用电气设备及功率见序号设备名称数量单机功率(KW)合计功率(KW)l空压机110102机内液压系统15.55.53进水泵l75是否确实？是否确实？754排泥泵115155主顶动力站1l5157注浆系统115159井内泥浆泵1151510电焊机1151511照明515l2总计170KW由上表可知，总用电量达170KW(部分系统可不同时使用)，因此甲方必须提供一200KVA以上变压器，以满足顶管施工。甲方在施工现场附近提供电源接点，采用50平方电缆，自甲方提供的电源接点，接至现场总配电箱，再根据施工点的需要，采用不同规格的电缆接至各分配电箱。(3)施工用水及泥浆排放采用15KW泥浆泵，自河内取水，将河水抽至甲方指定泥浆沉淀池内，供顶管施工循环使用。顶管排出的泥浆排入甲方指定的泥浆沉淀池的位置。三、施工现场平面布置3.2、生产设施3.2.1、起重机械顶管机头临时采用50吨汽车吊自地面吊入工作井，顶管顶进到位后再采用50吨汽车吊自接收井吊出。顶管管材采用25吨汽车吊，地面部分先铺设碎石垫层，在碎石垫层上铺设枕木，然后吊车就位起吊。吊车由有资质的专业人吊操作，具备相关特殊岗位上岗证书。3.2.2、泥浆排放沉淀池的作法分沉淀舱和澄清舱两舱制作，上部留置2根Ф300PVC溢水管，顶管泥浆排入沉淀舱，经初步沉淀后通过溢水管进入澄清舱循环使用，顶管土方量约100M3，沉淀舱容积应不小于100M3，澄清舱容积不小于100M图怎么没有改正？100m3的与2000立方米的是一样的图？3.2.3、液压注浆站触变泥浆压注系统安装于工作井附近，由拌浆机、注浆泵、储浆池组成。上料平台用钢管搭设，上铺木板。3.2.4、管节堆放管节车辆从场外道路进入施工场地，用行车吊下堆放于施工场地。3.2.5、操纵室顶管操纵室、主顶动力站不占用施工场地，安置于井内的主顶油缸架上部。3.2.6、施工围墙施工围墙用彩板搭设，下部采用500r~500mm。砖墙，并内、外均用水泥砂浆抹面，防止施工时泥浆溢到施工区外。另外，施工场地还需布置材料仓库；总、分配电箱；空压机房；氧气、乙炔房等设施。(见附图：02-施工现场平面布置图)500mm。四、施工总体计划4.1、施工顺序顶管设备安装———→顶管顶进———→顶管进洞———→顶管设备拆除———→管内清理。4.2、劳动力投入计划劳动力投入计划表序号工种人数1测量工1(兼)2电工1(兼)3机械操作及修理工24起重工25指挥、挂钩工1(兼)6普工147电焊工2(兼)8合计184.3、施工机械及施工材料配备计划序号机械名称型号单位数量1简称（气压平衡式）顶管掘进机Ф2000台12主顶油缸200吨台43主顶油缸动力站15KW套14压浆系统15KW套15渣浆泵(可选)22KW台16进水泵75KW台17泥水管Ф108米8008汽车吊25吨台19电焊机台61O泥浆泵7.5KW台211潜水泵3KW台2l2空压机0.9台l13全站仪(可选)NIKONDTM-500台114激光经纬仪J2-JDE台115水准仪DS3台116电箱只若干l7电缆米若干4.4、施工进度计划为加快施工进度，确保施工工期，本工程投入两个作业班组，分白班和晚班两个班组，保证24小时连续作业。确保按时完成本工程。施工进度计划见附表：施工进度计划表。五、主要施工方案及技术措施5.1、设备选型5.1.1、顶管机选型选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的。针对本工程沿线水文、地质及施工条件，为确保顶管施工质量和进度，减少对地面构筑物及公用管线的影响。本工程中顶管机采用二段无铰气压水力开挖式顶管掘进机。该类顶管掘进机能在各种土体中工作、有效控制地面沉降、操作安全可靠、施工速度快，特别适合长距离顶管工程。该顶管机主要由动力、主壳体、液压、电气控制、泥水等系统组成。简称（气压平衡式）顶管机的主要优点在于：该机头在正常顶进过程中碰到有流砂情况，我们采用加气顶进，加气后使得流砂稳定，得到平衡顶进。该机使用水力机械出土设备，速度快，效率高。顶进的速度也相应提高了。该机头在正常顶进过程中碰到各种杂物，如树根、木块、石块、砼块等障碍物，都可以开门处理，处理后即可马上顶进，基本上不误顶进速度。该机顶进中，土压受到压缩率1﹪能保持着正面的土压平衡，不造成有塌陷情况发生。该机顶进中，碰到任何障碍物都可以看得一清二楚，任何障碍物均可处理。该机最大的特点是纠偏角度大，可以纠偏到2.5°～3°,在正常的顶进中偏差值小，因为他在顶进中可以纠偏。冲泥中也可以纠偏，他的特点为双作用纠偏。所以该机头的有优越性大的特点。5.1.2主顶设备主顶装置采用4只国产双冲程、双作用等推力液压千斤顶施工，每只千斤顶的顶力为200T，最大行程3.5米。分两列对称布置，主顶力可达800T左右；主顶动力站由一台63m1/r的轴向柱塞泵驱动，可以满足5cm/5.1.3注浆系统注浆泵站由SYB50/50-II型单缸液压注浆泵和液压动力站组成，注浆量Q=80L/min，注浆压力P=0.08～0.1MPa，输浆总管由Ф1.5″镀锌钢管和球阀、水暖管件等组成，与管节上各压浆孔接通的环形管，采用Ф1″高压软管。注浆设备主要技术参数单缸液压注浆泵型号：SYB50/50-II注浆流量：Q=80L/min注浆压力：P=4MPa油泵型号：10SCYl4-1BQ=10mp=31.5Mpa电机型号：Y112M—N=4KWN=1450r/min5.1.4、垂直运输机械垂直运输机械采用25吨汽车吊5.2、工艺流程5.3、顶管施工测量(1)地面及井下平面测量a．平面控制为确保两井间贯通，横向、竖向误差小于50mm利用地面导线点建立平面控制网。导线测量采用NikonDTM-530E全站仪，方向观测6测回，测角精度±2″测距6测回，双向观测，测距相对误差<1/80000，对观测结果进行平差。井上坐标点向井下传递采用联系三角形方式，点位由铅垂仪垂直投设。b．高程控制利用施工区域附近的已知高级水准点，布设二等水准路线，将高程引测到工作井附近，并设立施工高程控制点。水准测量采用带平行玻璃板测微器水准仪配合铟钢尺进行，往返观测。地面高程传递到井下时，可用钢尺垂直悬挂，下系锤至标准拉力，然后地面、井下两台水准仪同时观测。钢尺应进行尺长、温度两项改正。井下布设2～3各地下起始高程控制点。(2)管道内测量用激光经纬仪架设在测量台上(用对中盘强制对中)，使仪器中心平面及高程严格与顶管轴线相一致，并按顶管坡度调节好仪器角度，使激光角度与设计轴线相一致，观测激光点走向确定顶管在顶进过程中的偏离值。为确保万无一失，每节管节采用人工测量一次，方法如下：以出洞口中心点为后视点，分别测出前标水平角、后标水平角，并分别计算出前标、后标的平面偏离值(经转角改正)然后计算出切口的偏离值。通过测量前标和后标的竖直角分别计算出前、后标高程偏离值(经转角改正)然后计算出切口偏离值，此顶计算较麻烦，为便于计算，可用程序计算机预先编排程序，这样只要输入顶进里程、转角和所测的水平角和竖直角，便可直接得出顶管切口和机头尾部的偏离值，这样顶管机的姿态便一目了然。采用激光测量及人工测量两种方法双管齐下，确保顶管万无一失。所有地面平面及高程控制测量的成果必须经监理复核认可。管道内测量必须制成报表，上报监理及技术部门。5.4、设备安装顶管基座为钢结构预制构件，顶管机座位置按管道设计轴线准确进行放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位安装固定。基座上的导轨按照顶管设计轴线并按实测洞门中心居中放置，并设置支撑加固，保证基座稳定不变形。(见工作坑内布置图，本次顶进只需一台设备安装)

5.4.1、后座安装后座采用特制钢制后座，管节顶进时油缸的反力，通过钢后靠均匀地传递到工作井井壁上，避免井壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏。钢后靠安装时，应与顶进轴线保持垂直，与井壁间的空隙应用素混凝土填实，确保整体接触。5.4.2、导轨安装导轨轨距可根据公式B2=R2外-R2内计算，导轨采用装配式导轨，按所测设的轴线高程安装，导轨定位后必须稳固、正确，在顶进过程中承受各种荷载时不变形、不位移、不沉降。二根轨道必须互相平行、等高、导轨的中心必须经常复核，以确保顶进轴线的精度，导轨的坡度应与设计管道坡度相一致。5.4.3主顶设备安装主顶油缸采用4只行程为3.5米，顶力为200吨油缸，固定在油缸架上整体吊装，油泵站设在距离主顶油缸近处，油路安装应顺直，接头不漏油，油泵站应设在防雨棚内工作。5.4.4顶管机安装顶管机机头吊装时应平稳、缓慢、避免冲击、碰撞，并由专人指挥，机头安放在导轨上后，应测定前后端的中心方向偏差，并作好记录，机头与导轨的接触面必须平稳、吻合，机头必须对进水管、泥浆管路和操纵、监测系统进行逐一连接，各部件连接牢固，不得渗漏、安装正确并对各分系统认真检查和试运行。5.4.5、泥水系统安装泥浆系统安装包括高压泵、排泥泵、旁通系统及操纵系统、等部件安装。各部件安装必须正确、牢固不渗漏，并作认真检查和试运行。所有设备安装完毕后，由技术负责人组织相关技术人员及班组长进行验收，做好备案记录，并报监理备案。

5.5、地面准备工作(1)在顶管顶进施工前，按要求进行施工用电、用水、通道、排水及照明等设备的安装。(2)施工材料、设备及机具必须备齐，以满足本工程的施工要求。管节等准备要有足够的余量。(3)井上、井下建立测量控制网，并经复核认可。(4)注浆设备安装调试。5.6机头出洞施工技术措施由于本工程管径较大，预留孔直径也较大，而且土质情况较差，开启洞门时势必会有大量水土流入井内，造成顶管无法正常出洞。为避免此类情况发生，拟采用以下措施：顶管过程中，管子与洞口之间都必须留有一定的间隙。此间隙如果不把它封住，地下水和泥砂就会从该间隙中流到井中，轻者会影响工作坑的作业，严重的会造成洞口上部地表塌陷，甚至会造成事故，殃及周围的构筑物和地下管线的安全。因此，顶管过程中洞口止水是一个不容忽视的环节，必须要认真、仔细地做好此项工作。洞口止水圈的构造如图所示，它是有穿墙套管、预埋螺栓、钢压环及橡胶圈组成。橡胶的具体要求是：拉伸量>300%，肖氏硬度在50±5度范围内，还要具有一定的耐磨性和较大的扯断拉力。顶管出洞按下列步骤进行施工：a、井内设备安装完毕，并对电器系统、液压系统调试，并确认正常运转。b、将机头推至离洞门0.8米处停止。c、迅速安装好洞口止水装置。d、在预留洞内接长顶进导轨，并做好限位块。e、将顶管机顶入止水圈内。f、在测量监控下顶管机继续顶进，至伸足主顶油缸行程。g、在顶管机尾部烧焊限位块，防止主顶千斤顶缩回时，顶管机在正面土压力作用下退回。h、缩回主顶油缸，吊放钢管管节进行焊接，安装进、排泥管。i、割除限位块，继续顶进。工程技术人员，施工人员应了解现场施工情况，熟悉洞门附近的地质情况。分析可能出现洞门漏泥、水情况，及时采取行之有效的方法进行处理。井内布置一台排污泵并制定相应的措施。5.7、沉井后靠土体稳定验算实际施工中，由于顶管顶进时顶力的反复作用，沉井多次压缩变形，空隙水压力增大，造成有效应力降低，井壁外侧空隙灌砂不密实或泥浆未完全固结，作用合力的偏心使沉井底部摩擦的接触面积有所减少，综合以上可变因素，为安全起见，对沉井侧面摩阻力以及底部摩阻力本方案不予考虑。则沉井后背土体稳定的条件是：P≤(Fp-Fa)/KFp——沉井后壁被动土压力Fa——沉井前壁主动土压力K——沉井为稳定系数(本工程取1.2)Fp=B(rH2Kp/2+2CHKp1/2)Fa=B(rH2Ka/2-2CHKa1/2)Kp=tg2(45°+Ф/2)Ka=tg2(45°-Ф/2)B——后背宽度，本工程取4r——土的天然重度(本工程取18.5KN/m3)Kp——被动土压系数，H——沉井高度(9.26mC——土的粘聚力(本工程取10Kpa)Ф——土的内摩擦角(本工程取30°)则：Fp=B(rH2Kp/2+2CHKp1/2)=4×[18.5×9.26×tg2(45°+Ф/2)/2+2×10×9.26×tg(45°+Φ/2)]=1080l(KN)Fa=B(rH2Ka/2-2CHKa1/2)=4×[18.5×9.26×tg2(45°-Ф/2)/2-2×10×9.26×tg(45°-Φ/2)]=629(KN)P≤(Fp-Fa)/K=(10801-629)/1.2=8476(KN)本次施工工作井设计承受最大顶力为P=10000KN由以上计算得知：沉井后靠所能承受的最大顶力为8476KN，因此顶进时顶力应控制在8000KN以内。5.8、顶力估算与中继间布置5.8.1、顶力估算(1)、迎面阻力：N=(π/4)×D12×PtPt=r(H+2/3*D1)tg2(45+Ф/2)N——封闭机头的迎面阻力(KN)D1——机头外径(m)；本工程为2.28mPt——机头底部以上1/3×D处的被动土压力(KN/m2)r——土的天然重度(本工程取18.5KN/m3)Ф——土的内摩擦角(本工程取30°)H——管顶土层厚度(m)Pt=r(H+2/3*D1)tg2(45+Ф/2)=18.5×(5+2/3×2.28)×tg2(45°+30°/2)=361.8N=(n/4)×(2.28)2×170=1477(KN)(2)、顶管顶进时周边阻力(按压注触变泥浆考虑)F2=f2×π×D1×LF2——采取触变泥浆工艺时管壁的摩阻力(KN)f2——采取注浆工艺的单位摩阻力，取8KN/m。D2——钢筋砼管节外径F=f×π×D2×L=8×π×2.24×170=9570(KN)C、顶进阻力R=N+F2=1477+9570=11048(KN)（根据控制数据，可以适当调整触变泥浆工艺，进一步降低顶进阻力，满足设计要求）5.8.2、砼管所能承受顶力计算本次设计Φ2000钢筋砼管控制顶力为P=8300（KN）5.9.顶进技术措施5.9.1洞口加固及顶管掘进穿墙措施顶进前所有顶进设备及顶管工具头必须全部安装就位,设备需先试运行。为了确保出洞的绝对安全，在沉井外侧进行压密注浆加固，以起到挡水隔泥的作用，并控制加固强度在0.8Mpa之内。在拆除闷板前，先开几个观察孔，如发现有意外情况应先在闷板外进行注浆，待注浆达到一定强度后，才能拆除闷板。拆除闷板后，马上将顶管工具头顶进沉井内衬墙，随即进行安装穿墙止水装置。5.9.2初始顶进管道防后退措施由于初始顶进阶段正面水土压力远大于管周围的摩擦力,拼接管子时主推千斤顶在缩回前,必须对已顶进的部分与井壁进行固定,否则,管道发生后退会导致洞口止水装置受损。因此，在初始几节管外侧埋设钢板，在主推千斤顶缩回前将管子与井壁相连，直至管外壁摩阻力大于掘进机正面水土压力为止。5.9.3顶管轨道控制措施初始顶进顶管工具头先行入土，然后在其尾部拼接特殊纠偏段。初期顶进应均匀出土，控制好初始偏差，并及时调整后座千斤顶合力中心来控制初始偏差。确保工具头初始状态稳定和轴线顺直。通过前期直线段顶进，结合地面沉降观侧，调整好出土速度，选择最佳掘进参数。确保地面沉降量控制在﹢10㎜～－30㎜之间。5.9.4顶管纠偏控制措施做到每顶一段距离，测量一次机头的的轴线及标高偏差情况，用电话通告机头纠偏人员，纠偏人员随即将机头纠偏角度、各方位千斤顶的油压值、轴线的偏差等报给中控室，输入微机。微机将显示数据，再按此进行纠偏。纠偏时要及时调整土压及顶进速度，顶管机出洞后的轴线方向与姿势的正确与否，对以后的顶进起关键的作用。实现管节按顶进设计轴线顶进，做好顶进轴线偏差的控制和纠偏量的控制是关键，要认真对待。及时调节工具管纠偏千斤顶，顶进纠偏可采取调整纠偏千斤顶的办法进行编组操作，如管道偏左则千斤顶采用左伸右缩方法，反之亦然。随时根据顶进曲线图以及顶管机姿态分析发展趋势，严格按实际情况和操作规程进行，勤纠偏，每顶纠偏角度应保持2.5’～35.10、泥水管理本工程泥浆排放施工甲方提供的泥浆沉淀池，沉淀池分两舱制作，一舱作为进水舱；另一舱为泥浆沉淀舱，两舱之间在一定高度相连通，使泥水能循环使用。顶进开始时，沉淀池内水量要少，使泥浆尽快达到一定的浓度，随着顶进距离加长，泥水浓度也随之加大，可加入清水稀释。使泥浆比重始终控制在1.2左右。5.11、管道断面布置顶进施工中，管道内的动力电缆，照明线及通风管道等要严格按照管内断面布置分门类别地安放，各类管线要固定好，不能有松落。管内各种施工管线按下图排放。5.12、管道通讯为了便于操作平台、工作井内地面以及各作业点间的相互联系，因此在操作平台上安装一部程控电话交换机。在操作平台、工作井、地面等处安装分机，各处即可通过电话方便联系。5.13、管内通风在长距离顶管中，通风是一个不容忽视的问题，因为在长距离顶进过程的时间较长，人员在管子内要消耗大量的氧气，久而久之就会出现缺氧，影响作业人员的健康。另外管道顶进过程中可能会遇到有害气体逸出，也影响作业人员的健康，所以必须对管内进行通风。为了改善管道内的工作环境，施工时对管道进行强制通风，由地面空压机提供的经过滤清、除湿、降温的新鲜空气通过气管送到施工作业面，作业面处的气管端部有气阀和消音器，施工人员可以调节供气量，并可降低噪音。管道内的浑浊空气则由作业面向工作井自然流通。实行强制通风后，管道内的环境有很大改善，改善了工作环境，保证各种机械设备的正常运行。．5.14、管内照明管内照明采用36V安全电压，在地面操纵室内安装一专用行灯变压器提供36V安全电源，每两节管节(4m5.15、触变泥浆减摩触变泥浆减摩是顶管施工中减少顶力的一顶重要技术措施，在顶进过程中，通过顶管机尾部的同步注浆与管道上的预留孔向管节外壁压注一定数量的减摩泥浆，采用多点对称压注使泥浆均匀地填充在管节外壁和周围土体间的空隙，来减小管节外壁阻力。能否形成完整的泥浆套，将直接影响到泥浆的减摩效果。减摩泥浆采用触变泥浆，该浆液能稳定，且有良好的触变性，又有一定的稠度(浆液配比见下表)。施工过程中，泥浆应保证不失水、不沉淀、不固结，泥浆的配比应根据不同的地质情况要作相应的调整，使泥浆适应不同土层的特性，起到预期的减摩效果。施工过程中还可配制特殊的泥浆以满足顶进施工中特殊要求。浆液配比及性能见下表：膨润纯碱掺加药剂漏斗粘度视粘度CP失水量

m1终应力比重稳定性8%4‰Cmc、PHP1′19″22112.6801.0480~0.001六、沉降控制技术措施6.1、影响地面沉降的因素分析顶管施工影响地面沉降主要有下面四个因素组成：(1)工具管开挖引起地层损失在挖掘顶进过程中正面土体扰动，土体向开挖面方向移动引起的底层损失，引起地面沉降。有时土压平衡装置是正面土体承受的压力大于原始侧压力，正面土体向外移动，由此引起负的地层损失，导致地面隆起。(2)工具管与后继管节外径差值引起的地层损失为便于管道泥浆套的形成，减小顶进顶力，在机头制造时一般机头外径要比管节外径大20～30mm，这样后继管道外围就有10～15(3)相邻管节不平整度过大引起的地层损失由于管节制造精度问题或施工时管节拼装问题等，会引起相邻管节不平整，而此种情况下，如压浆量不足，其压力不足于支撑土体压力，也会引起地层损失。(4)工具管纠偏引起的地层损失机头纠偏形成的断面为椭圆形而非圆形，椭圆面积与设计图形之差值，即为工具管纠偏引起的地层损失。由于在含水的松软土层中因工具管外周土体自力性极差，随着工具管的顶进，其外周空隙被随即变形的土体所填充，所以该部分土体很难以压浆来弥补。6.2、最大沉降量估算顶管引起的地表沉降，视土质情况、覆土深度，采用掘进机类型、操作水平等因素而不同，一般可按下式估算：影响范围：W=2.5i式中：i——沉降槽宽度系i=H/[EQ\r(2)πtg(45°-Ф/2)]=(5+1.1)/[EQ\r(2)πtg(45°-30°/2)]=421最大沉降量δMAX=V/2.5i式中V为泥水平衡顶管超挖量。(a)、工具管开挖引起地层损失根据地区施工经验，采用网格式顶管超挖量可控制在3~5%之间。如按5%计算，则：Vk=l/4×πD2×5%=1/4×π×2.28×5%=0.20(b)、工具管与后继管节外径差值引起的地层损失Vc1=πDaK=π×2.28×0.02×0.2=0.029式中：D——机头外经a——机头外周半径与管节外周半径之差，取0.01K——注浆不足率。取0.2(c)、相邻管节不平整度引起的地层损失Vc1=π*Dc1*ap*Kp*n=π×2.28×0.005×0.2×5=0.032m式中：Dc1——管节外经ap——相邻管节外周半径之差，取0.005Kp——注浆不足率。取0.2n——穿越某处地层管节半径差值大于5mm取n=(329/6)×10%=5(d)纠偏引起的地层损失Vc2=1/4πDLa=1/4×π×2.04×2.5×0.003=0.012式中：D——机头外经L——机头纠偏头部长度(2.5ma——机头顶进轴线与管道轴线的夹角(弧度)按最大纠偏角0.15°计算。(e)土体总损失V=Vk+Vc1+Vc2+Vc2=0.17+0.025+0.032+0.012=0.239m(f)管顶最大沉降量Smax=V/2.5I=0.239/(2.5×4.21)=0.0236.3、沉降监测与控制6.3.1、监测的目的工程监测是确保工程质量、施工安全的重要手段。顶管施工不可避免会引起一定范围内土体位移和变形。通过工程监测可以及时了解施工对居民房屋的影响程度，及时掌握顶管施工过程中的变化情况，掌握工程信息，指导工程施工，确保工程质量和安全，是对工程施工实行动态管理的一个重要手段。因此工程施工监测必不可少。6.3.2、沉降点布置在原状土处垂直于顶管轴线并在顶管影响范围内原状土每隔5m6.3.3、监测技术方案测量标志使用钢筋桩，测量仪器采用DSl自动安平水准仪和铟钢水准尺，监测的相对精度约0.3mm6.3.4、监测频率根据顶管施工进度，工程监测工作在不同阶段应有不同的监测频率。在施工前做好监测点的设置和初始值的测定。测量频率为机头切口经过前10米后20米(共30米)范围内每顶进2米测一次，30米后每顶进4米测一次。顶进结束后1~3日后测量沉降值及沉降速率，7~10日后测量最终沉降值。在工程施工监测期间，若变化量较大，需根据施工要求，加大检测频率。6.3.5、数据整理与反馈每一次测量成果对应施工进度，施工参数整理成图表形式，一式四份，反馈给监理、总包方、技术部门、现场操作人员各一份。并在累计沉降量达到5mm6.4、沉降控制的关键技术措施由以上分析及计算可知：影响地面沉降的关键在于控制超挖量、注浆量、纠偏两以及管材质量，因此带顶进过程中应做到以下几点：(2)参照地质报告、覆土深度，以及本区域内已顶管段积累的施工经验，确定设定土压力值及其它参数。调整压力控制(3)在顶进初始阶段，设立地面沉降实验段，通过对地面沉降的反复测量、监控，掌握沉降变化规律，以便更好的调整顶进压力、机头仓内泥水压力、控制沉降量以及推进速度。(4)操作人员根据显示器屏幕显示的各种参数，以及出土情况确定主顶油缸的推进速度控制沉降量。(5)施工作业面根据监测数据，及时调整各种参数以及触变泥浆的压入量。(6)坚决杜绝主顶停止顶进时人为影响地表沉降的因素。(7)顶进轴线偏差也会引起较大的地面沉降，故在顶进操纵时，操纵人员要认真仔细分析机头偏差量，谨慎纠偏，确保管道偏差控制在尽可能小的范围内，尽量减d,M偏幅度。(8)管材进场必须加强验收，应尽量选择圆度较好的管材。管材焊接时应使后续管段中心线与已顶管段轴线相吻合。(9)沉降较大时，应及时向技术部门和业主、监理汇报，及时组织本公司技术人员会同总包方、业主、监理商讨切实可行的方案，必要时组织专家论证。(10)顶管顶进结束后，为防止滞后沉降，对沉降要求较高区域内用水泥浆及时对触变泥浆进行置换。七、常见通病及防治措施7.1、机头出洞时磕头现象：顶管机出洞时机头往下偏差较大原因：由于机头本身较重，且出洞口土质较软，承载力低，出洞时容易产生磕头(即机头前倾)。防治措施：(1)千斤顶安装时，将其合力作用点下降5~10cm(2)机头出洞时，将机头预抬一个数值(2~3cm(3)将出洞口导轨接长至井外壁，或在洞口止水圈下部用混凝土浇筑一个弧形托块。(4)第一节管与机头拼装时，尽量加长机头在导轨上的长度。(5)将纠偏油缸全部收紧，将顶管机前后壳体用螺栓连接牢固。(6)在工作井外洞口下部注浆加固土体。7.2、地面冒水、冒浆现象：顶进时泥水及压注的触变泥浆冒出地面，机头过后，地面产生沉降。原因：(1)覆土层太浅。遇到渗透系数较大的土层，泥浆及触变泥浆很容易冒出地面。(2)开挖面泥浆的粘滞度低，稳定性不好。防治措施：(1)控制泥水舱的泥水压力，保持在1、1.1倍正面静止土压力为宜。(2)土的渗透系数很大，或覆土深度不够时，应加深覆土，如在局部地方堆土等办法加大覆土深度。(3)注意土层土质特性，施加性能适当的护壁浆液，增加进水的泥浆比例，提高泥水比重；7.3、泥水管产生沉淀、堵塞现象：泥水管内泥水流动不通畅，顶管顶进不顺利。原因：(1)在泥水管内产生沉淀大多数发生在砂土层中。一是排泥泵效率低、流量不足，在泥水管内的流速小于临界流速而使泥沙产生沉淀。如果是粉细砂，一旦沉淀在泥水管内，时间一长板结起来就比较难冲洗干净。(2)在含水量少的粘土中，粘土容易变成泥团，如果泥团过大，或者遇到回填土，而在回填土中有砖块等垃圾，它在管道弯头处或阀门处会把管道堵塞。防治措施：(1)如果排泥泵达不到所需的流量要求时，就应该更换。(2)停止推进前必须对排泥泵管道在旁路状态下进行较为彻底的清洗。(3)如果在含水量较少的粘土中推进，适当加大送水量。(4)在排泥管道与基坑旁通之间加一置沉淀箱，可让土块或卵石在该箱里沉淀下来，过一段时间只需打开箱底将其排出即可。(5)如果泥砂已经沉淀在泥浆管中，而冲洗又比较困难，此时，可将排泥管与进水管交换，反向冲洗。7.4、地面隆起现象：机头顶进轴线前上方地面有开裂、隆起。原因：土压平衡压力设定值过高。开挖面土压大于被动土压力。防治措施：顶进时先设置15米试验段，按下列公式计算土压力设定值P设=P主+2/3(P被-P主)P设——设定的开挖面土压力值P主：——开挖面主动土压力值P被——开挖面被动土压力值按上述公式设定土压力后，通过试验段地面沉降测量记录：调整合适的土压平衡压力值，并根据沿线覆土深度及土质情况及时调整。八、出现问题的紧急预案8.1、后背开裂、位移、变形预案由于沉井下沉时，井周围土体受到扰动，被动土压力降低，或顶进顶力过大，超过沉井的极限荷载。后靠背可能被主顶油缸顶得严重变形或损坏，或与后座墙一起产生位移，无法承受主顶油缸的推力，顶管被迫中止。为此，顶进时必须加强观察，及时了解后背位移、开裂情况，以便及早采取措施。发现后靠背有变形或开裂的预兆或顶力即将达到后靠极限顶力时及时启动中继间，避免后靠损坏。如果后靠背已经出现位移或开裂现象，应立即停止顶进，采取以下措施：(1)加大后靠钢板，增加后靠受力面积。(2)在后座墙后的土体采用压密注浆加固土体。(3)及时向技术部门汇报。公司将及时组织有关技术人员研究对策。8.2、遇障碍物处理预案施工前，一方面通过向当地居民了解地理情况，一方面组织人员对顶管沿线进行钻孔探测，以便事先处理。顶进时如顶管机头遇到石块、混凝土等障碍物时，机内仪表显示的土压力、主顶顶力都会发生变化，操作人员必须停止所有机械，开仑用人工进行检查机头前面的障碍物如果是较小的单个障碍物，可放慢顶进速度，用人工配合机械将障碍物从网格中取出。如果遇到较大的障碍物，如大木块、1m九、质量保证措施9.1、工程质量目标我们对本工程质量的奋斗目标是：争创一流工程，建造时代精品。确保工程按质量检验评定标准，达到合格等级。9.2、工程质量责任制为了加强本工程建设的质量管理，明确施工单位对工程质量的责任，强化“谁承包，谁负责”