【基础设施工程】顶管专项施工方案-晋中市太谷区农谷路周边北区雨污管网、滨河北路东西延建设项目

中建七局2021年度优秀施工组织设计（施工方案）申报表申报单位中建七局一公司山西公司项目名称晋中市太谷区农谷路周边北区雨污管网、滨河北路东西延建设项目申报类别优秀施工方案工程类别市政开竣工时间2021年5月1日至2022年1月25日申报联系人杨志强联系电要完成人姓名职务职称联系电话杨志强项目总工工程立鑫技术部经理助琰豪技术员助凯技术员助帆技术员助目介绍：1工程概况晋中市太谷区农谷路周边北区雨污管网项目顶管施工主要包含顶管工作井、顶管施工，分别属于深基坑及地下暗挖工程。涉及顶管工程的专业有污水、雨水及中水工程。本工程共涉及4段顶管段。2主要分部工程施工方法本工程采用沉井施工和顶管施工3主要经济技术指标3.1工期目标与指标1、农谷路周边北区雨污管网项目工期指标施工拟定总工期为270日历天3.2质量目标与指标符合国家规定的工程技术质量标准规定、规程，达到合格标准。3.3职业健康安全目标与指标确保安全交底覆盖率100%，重大安全事故“零发生”，降低一般安全事故发生率在0.2%以下。3.4环境保护目标为树立项目全员环保意识，采取有效措施，控制大气、水污染及噪音、废弃物污染，合理使用自然资源，施工现场执行“六个百分百”，最大限度地减少对环境的污染和影响，营造文明、和谐、安全、环保的施工环境，项目部制定以下环境保护目标：1、施工噪音场界达标，昼间≤75dB，夜间≤55dB；2、施工现场目视无尘土，道路运输无遗洒；3、固体废弃物逐步实现资源化、无害化、减量化；4、对有毒、有害废物进行有效控制和管理，减少对环境的污染；5、生产、生活污水排放符合地方标准；6、节能降耗，减少资源浪费。3.5文明施工与CI目标创绿色施工技术示范工程。3.6工程回访与保修目标工程回访率100%，保修率100%；确保不发生运营单位投诉事件。取得的经济社会效益说明及计算依据1、经济效益：顶呱按施工：1）管材价格266米D1200混凝土III级管，每米507元，总价格134862元，78米D1000混凝土III级管，每米419元，总价格32682元。查表得顶管工艺费用：D1200每米850，D1000每米800。2）顶管成本管道设计参数：埋深10米，管径D1200及D1000，管材三级钢筋砼。①顶管工作井措施费工作井P1、3尺寸8m×8m，壁厚80cm，底板厚60cm。接收井P1.1，尺寸4m×4m。壁厚80cm，底板厚60cm。接收井P2，尺寸6m×4m，井壁厚80cm，底板厚60cm。接收井P4，尺寸6m×6m，井壁厚80cm，底板厚60cm。P1.1造价51.95万元，P1造价107.5万元，P2造价38.11万元，P3造价112.58万元，P4造价90.92万元。土方开挖与外运2230m³，单价20元/m³，合计44596元。②顶管顶进措施费泥水平衡顶进机械，D1000每顶进1米单价800元。D1200每顶进1米单价850元。顶进费用合计288500元。3）顶管施工总费用13.4862+3.2682+4.4596+28.85+51.95+107.5+38.11+112.58+90.92=451.124（万元）明挖施工成本：1）管材价格266米D1200混凝土III级管，每米507元，总价格134862元，78米D1000混凝土III级管，每米419元，总价格32682元。查表得顶管工艺费用：D1200每米850，D1000每米800。2）明挖成本管道设计参数：埋深10米，管径D1200及D1000，管材三级钢筋砼。①开挖与回填费用管道埋深10m，开挖放坡系数0.33，沟槽开挖深度11.3m，开挖宽度2.4m，挖方单价15元/m³，填方60元/m³。总计9442800元。②管道安装费用D1000混凝土管78米，安装价格78000元，D1200混凝土管266米，安装价格319200元。合计397200元。2）明挖施工总费用134862+32682+9442800+397200=10007544元=1000.754（万元）顶管较明挖施工相对比：451.124万元＜1000.754万元2、社会效益1）施工面由线缩成点，占地面积少，与同管径的开槽施工法相比，减少了征地面积。2）施工噪音低，减少对沿线环境的污染。3）施工过程中易做到不破坏现有的管线和构筑物，不影响其正常使用。4）施工面移入地下，使地面活动不受影响，可保持纬六路交通运输畅通无阻。5）顶管施工除工作面挖土尚多使用人工外，共他工序大部分实现了机械化，降低了劳动强度。晋中市太谷区农谷路周边北区晋中市太谷区农谷路周边北区雨污管网、滨河北路东西延建设项目顶管专项施工方案顶管专项施工方案中国建筑第七工程局有限公司中国建筑第七工程局有限公司CHINACONSTRUCTIONSEVENTHENGINEERINGDIVISION.CORP.LTD202021年5月3日中国建筑第七工程局有限公司CHINACONSTRUCTIONSEVENTHENGINEERINGDIVISION.CORP.LTD晋中市太谷区农谷路周边北区雨污管网建设项目中国建筑第七工程局有限公司CHINACONSTRUCTIONSEVENTHENGINEERINGDIVISION.CORP.LTD晋中市太谷区农谷路周边北区雨污管网建设项目顶管专项施工方案电话：传真：电话：传真：第页共4页地址：山西省·太谷区邮编：030800目录274741工程概况 170501.1危大工程概况和特点 1245671.1.1危大工程概况 134241.1.2重难点分析及对策 1264391.2地基土构成及岩性特征 2318961.3施工平面布置图 7141501.4施工场地周边环境 10113391.5施工要求 12243851.6风险因素辨识及风险等级分级 12196491.7各方责任主体单位 13316902编制依据 13102492.1法律依据 13223812.2项目文件 14195332.3施工组织设计及其他 14179743施工计划 15270853.1施工进度计划 15149153.2材料与设备计划 1524663.3劳动力计划 18168794施工工艺技术 19111984.1顶管施工设备选择方法对比和分析 19256944.2技术参数 2035234.2.1沉井技术参数 20142004.2.2顶管技术参数 20106544.3工艺流程 2588434.3.1沉井施工工艺流程 25128234.3.2泥水平衡式顶管施工工艺流程 2569574.4施工方法及操作要求 26175784.4.1沉井施工方案 26220484.4.2顶管施工方案 308764.4.3操作总体要求 41297494.4.4下管操作要求 4178744.4.5顶进操作要求 41131994.4.6顶管管节接头形式 41220754.4.7顶管内通风 42122104.4.8中继间的应用 42288744.4.9顶后处理 42202824.5检查要求 43287175施工安全保证措施 45133705.1组织保障措施 4582725.1.1安全组织机构 45277855.1.2安全保证体系 47273595.1.3项目人员安全职责 47188275.2技术措施 48226395.2.1安全保证措施 48172105.2.2质量保证措施 50132825.2.3技术保证措施 54103625.2.4文明施工保证措施 56107395.2.5环境保护措施 58120255.2.6雨季施工措施 60199755.2.7工期保障措施 60182215.3监测监控措施 61303975.3.1监测内容 61320495.3.2监测项目简介 61142975.3.3监测方法 61137065.3.4监测技术及要求 62113705.3.5投入的仪器设备 62197455.3.6监测频率 6370185.3.7监测报警值 6376636施工管理及作业人员配备和分工 6446556.1施工组织体系 64138746.1.1项目组织机构 64110916.1.2主要岗位职责 64159086.1.3岗位设置与职能分工 71117836.2专职安全生产管理人员 73103766.3特种作业人员 74207266.4其他作业人员 74277907验收要求 7412977.1验收标准 74153197.1.1验收资料标准 7441027.1.2验收标准 74321657.2验收程序 75151557.3验收内容 76246967.3.1沉井验收内容 76172267.3.2顶管验收内容 7875927.4验收人员 79220208应急处置措施 7999168.1应急预案制定原则 7957898.2组织机构及职责 79293278.3应急物资的储备 8199618.4风险源分析及针对性应急预案 8242248.4.1火灾事故预防措施 82251468.4.2高空坠物、物体打击、触电事故预防措施 8267218.4.3机械伤害预防措施 8383188.4.4基坑支护结构失稳预防措施 8384498.4.5突发事故（事件）预防措施 83192548.5突发事故（事件）应急响应 84227918.6有限空间预防与应急措施 8569678.6.1预防措施 8579228.6.2管线破坏事故应急救援措施 86197908.6.3中毒窒息事故应急救援措施 8631368.7事故报告流程 86197838.8附近医院 88155648.9施救措施 9045798.10应急预案的启动条件 90136559计算书及相关施工图纸 91311689.1计算说明 9170149.2计算依据 91144039.3乌马河以北区域123.45米顶管计算书 92125319.3.1基本参数 9269089.3.2土层参数 93232379.3.3管道参数 93294829.3.4主顶工作井 94282699.3.5中继间 9431339.3.6注浆压力计算 95115739.3.7导轨间距 9580739.4乌马河以北区域P-3沉井施工计算书 96152399.4.1参数信息 96303529.4.2砂垫层铺设厚度验算 9683449.4.3垫架拆除井壁强度验算 97144699.4.4沉井下沉验算 99308119.4.5沉井下沉稳定性验算 10112719.4.6沉井封底验算 10146079.4.7沉井抗浮稳定性验算 101196519.4.8顶管允许顶推力计算 102183219.5乌马河以北区域P-4沉井施工计算书 10791589.5.1参数信息 107326319.5.2砂垫层铺设厚度验算 107227559.5.3垫架拆除井壁强度验算 10837979.5.4沉井下沉验算 110203029.5.5沉井下沉稳定性验算 112113029.5.6沉井封底验算 112110829.5.7沉井抗浮稳定性验算 112234329.6雨水工程1号调蓄池至2号调蓄池120米D1500顶管施工计算书 112137539.6.1基本参数 112190949.6.2土层参数 114136059.6.3管道参数 114326949.6.4主顶工作井 115123419.6.5中继间 11585289.6.6注浆压力计算 116278189.6.7导轨间距 116315619.7雨水工程1号调蓄池至2号调蓄池90米D2400顶管施工计算书 116223579.7.1基本参数 116239819.7.2土层参数 11893779.7.3管道参数 11814049.7.4主顶工作井 119140039.7.5注浆压力计算 11922819.7.6导轨间距 120320369.8农谷路至二污厂180米顶管施工计算书 120190909.8.1基本参数 120255639.8.2土层参数 121213699.8.3管道参数 121208999.8.4主顶工作井 122127439.8.5中继间 122318449.8.6注浆压力计算 123109109.8.7导轨间距 123184759.9计算结果 123162639.10施工图纸 124203209.10.1顶管工程概况及施工图纸 124195159.10.2顶管靠背设计图纸 136第PAGE96第96页共136页页电话：传真：地址：山西省·太谷区邮编：0308001工程概况1.1危大工程概况和特点1.1.1危大工程概况表1.1.1-1工程概况一览表序号项目内容1工程名称晋中市太谷区农谷路周边北区雨污管网项目2工程地址山西省晋中市太谷区3资金来源太谷区住建局4合同造价3.19亿元5结算方式按月支付6合同工期270天7合同质量目标合格1危大工程简介本工程顶管施工主要包含顶管工作井、顶管施工，分别属于深基坑及地下暗挖工程。涉及顶管工程的专业有污水、雨水及中水工程。本工程共涉及4段顶管段，具体见下表：表1.1.1-2顶管工程概况序号管道类别管径管材全长备注1污水管道D1200Ⅲ级钢筋混凝土管344m农谷路至三污厂2污水管道D1000Ⅲ级钢筋混凝土管1080m农谷路至二污厂3雨水管道D2400D1500Ⅲ级钢筋混凝土管球墨铸铁管340m下穿榆祁高速4中水管道D1500DN600Ⅲ级钢筋混凝土管K9球墨铸铁管/下穿榆祁高速施工根据建质办[2018]31号住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知中附件二第六条暗挖工程，本工程顶管法施工属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，需要编制专项施工方案并组织专家论证。1.1.2重难点分析及对策表1.1.2重难点分析序号施工重难点重难点分析拟定对策1顶管工程属于危大工程，监控要求高顶管工作井下沉过程中，周边土体稳定是保证工作井下沉的安全保障；顶管施工对顶进偏位、高程要求高，一旦超限，面临返工风险。1、顶管工作井施工过程中设置工作井施工监测点，位于工作井外3-5米，采用经纬仪及水准仪进行位移和高程监测，位移超限立刻停工采取补救措施，确保施工安全。2、泥水平衡顶进设备采用红外线控制轴线及高程，确保施工位置准确无误。2设备、原材料标准高顶管均采用三级钢筋混凝土管，设计强度C60。1、钢筋混凝土管道均采用C60混凝土管道，钢筋混凝土管道预制过程中，设置专人监控管道预制浇筑及养护工作；进场后对管道的强度进行回弹测定，确保钢筋混凝土管道强度满足设计要求。3下穿高速影响公路正常运行，协调难度大高速公路运行段施工需经使用部门的审批评审，并经其相关部门论证审批，协调难度大1、组织项目安全管理部门联系高速公路使用单位进行安全评估，做出安全评估报告，确定下穿高速方案的可行性；2、针对下穿高速提出有效的控制和监控措施，确保技术可行性；在确保安全、质量的前提下组织施工。4沉井下沉时影响现状构筑物P4沉井距三污厂房屋距离为4m，且沉井深度为15m，下沉时容易引起周边土方下沉，导致房屋开裂1、在P4沉井周边做支护桩，防止房屋基础下土方下沉；2、沉井每下沉一节后进行沉井周边土方回填，减小下沉时对周边的土方影响范围。1.2地基土构成及岩性特征1本项目地质情况根据外业钻探、原位测试及室内土工试验结果，在本次勘探深度范围内，无揭示地下水位，施工中不考虑地下水影响；场地地基土自上而下可划分为5层，现依层序分述如下：第①层：杂填土（Q42ml）场地个别地段有分布，杂色，欠固结状，含植物根系、煤屑、灰渣、砖块、垃圾等，堆积年代小于1年。第①-1层：耕土（Q42ml）场地个别地段有分布，黄褐色，稍湿、松散、以粉土为主，欠固结状，含云母、氧化物植物根系等，堆积年代小于1年。第①-2层：人工填土（Q42ml）场地个别地段有分布，由0.2米的路面和0.4-0.8米的水稳层组成。第②层：湿陷性粉土（Q41al+pl）场地基本均有分布，褐黄色，稍湿、稍密，含煤屑、氧化铁及植物根系等，摇振反应迅速，夹粉细砂薄层或透镜体。干强度低，韧性低，具中等压缩性，具有轻微程度的湿陷性。标贯试验锤击数N值（实测值）介于5.0～8.0击。4第③层：粉土（Q41al+pl）4场地基本均有分布，褐黄色，稍湿～湿、稍密～中密，含煤屑、氧化铁及植物根系等，摇振反应迅速，夹粉细砂砂薄层或透镜体。干强度低，韧性低，具中等压缩性。标贯试验锤击数N值（实测值）介于9.0～14.0击。4第③-1层：粉细砂（Q41al+pl）4呈褐黄色，矿物成分主要以石英、长石为主，颗粒形状主要为亚圆形，级配不良。稍湿～湿，稍密。该层标准贯入试验原始锤击数值介于9.0～12.0击之间。4第④层：粉土（Q41al+pl）4场地基本均有分布，褐黄色，湿、中密，含煤屑、氧化铁及植物根系等，摇振反应迅速，夹粗砂薄层或透镜体。干强度低，韧性低，具中等压缩性。标贯试验锤击数N值（实测值）介于11.0～16.0击。4第⑤层：粉土（Q41al+pl）4场地基本均有分布，褐黄色，稍湿、密实，含煤屑、氧化铁及植物根系等，摇振反应迅速，夹粗砂薄层或透镜体。干强度低，韧性低，具中等压缩性。标贯试验锤击数N值（实测值）介于13.0～19.0击。根据本项目地理位置，本项目沉井及顶管施工范围的地质由上至下主要构成为：第一层第①-2层人工填土，第二层为②层湿陷性粉土。第三层为第③层粉土，第四层为第④层粉土，第五层为第⑤层粉土。2本项目顶管工程地层由浅到深：①-2层人工填土，范围为0-1.2m，深度1.2m；②层湿陷性粉土，范围1.2m-2.4m，深度1.2m；③层粉土，范围为2.4m-8.6m，深度6.2m；④层粉土，范围为8.6m-13.1m，深度4.5m；⑤层粉土，范围为13.1m-20m，深度6.9m。本项目顶管段地质均为粉土层。根据项目地质勘测成果，本项目地下顶管工程无相关地下管网工程，不考虑交叉施工的影响。勘察场地全线均未揭示地下水位，本项目暂不考虑地下水处理。表1.2天然地基各土层承裁力特征值建议表地层建议值fak（kPa）ɤCΦES①杂填土60①-1耕土60-2人工填土10018.613188②湿陷性粉土11018.915209③-1粉细砂13019.303014③粉土12018.6172210④粉土13518.8182311⑤粉土15018.91925123本项目各区段地质情况：地勘图纸为电子版图纸，无正式施工图纸。1）三污厂地质情况图1.2-1污水管网（三污厂段）勘探孔位置图图1.2-2污水管网（三污厂段）地质情况纵断面图2）二污地质情况二污厂段钻孔孔位为K58-K69，平面图如下：图1.2-3污水管网（二污厂段）勘探孔位置图图1.2-4污水管网（二污厂段）地质情况纵断面图3）下穿榆祁高速地质情况下穿榆祁高速钻孔孔位为X39-X68。图1.2-5下穿榆祁高速勘探孔位布置图图1.2-6下穿榆祁高速地质情况纵断面图1.3施工平面布置图图1.3-1污水管网（三污厂段）总平面布置图图1.3-2污水管网（二污厂段）总平面布置图图1.3-3下穿榆祁高速顶管平面布置图表1.3顶管沉井情况表序号管道类别工作井接收井备注1污水管道（至三污厂）P1P1.15个沉井2P23P34P45污水管道（至二污厂）W2W1（现状井）8个沉井6W37W48W59W610W711W812W913雨水管道Y12Y113个沉井14Y1315Y1416Y1517中水管道暂无具体设计施工平面布置说明：1顶管施工临时用电采用附近电源，经调查均满足施工需要。基坑围挡施工区域内及加工场区照明采用220V电压，1500W镝灯照明，镝灯的架设高度为2.5m，采用电缆做灯具线。围挡上悬挂警示照明。2泥浆池设置均在工作井室第一次顶进方向右侧5米处。3侧墙醒目位置悬挂项目部统一编号的井号牌和工程信息牌。4沉井混凝土采用商品混凝土，现场无搅拌设备。5沉井施工开挖土方及顶进过程中土方，均由土方作业队伍直接运输至业主指定弃土场地，现场不堆放。6现场设置危险源警示牌，列举沉井及顶管施工中的危险源，设置安全操作规定牌，设置每日安全教育机制。1.4施工场地周边环境1污水管网（三污厂段）三污厂段顶管工程起点位于经四路与纬六路交叉口路口，临近现状道路，顶管工作井位于厂区周边及农田区；根据建设单位提供的现状道路地下管网高程位于地面下2-4米，本次设计沉井周边无现状地下管网影响，顶管工程管顶覆土厚度位于地下7.69-8.89米，无交叉施工影响，全长约344米。图1.4-1污水管网（三污厂段）周边环境2污水管网（二污厂段）二污厂段顶管工程位于农田区，根据建设单位提供资料沉井及顶管施工均不受地下管网工程影响；W1为农谷路东侧现状检查井，顶管施工完毕后按设计要求恢复；W2-W9为新建井，全长约1080米。图1.4-2污水管网（二污厂段）周边环境3雨水管网全线位于现状农田内，Y12-Y14穿越现状榆祁高速，需提前与高速公路管理部门沟通，确定该段设计、施工方案可行性，完成相关备案、审批手续；全长约340米。4中水管网同雨水管网。图1.4-3下穿榆祁高速顶管周边环境1.5施工要求1质量目标：合格。2安全目标：无死亡事故，无重伤、重大职业健康事故。3工期目标：农谷路周边北区雨污管网建设项目270日历天。其中顶管施工计划工期120日历天，同时安排施工。1.6风险因素辨识及风险等级分级根据《山西省住建厅危险性较大的分部分项工程安全管理实施细则》及《中建七局第一建筑有限公司施组（方案）编制、审核、实施管理细则》，顶管工程属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，属于A类方案，顶管施工前应按照住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知建办质（2018）31号和《中建七局第一建筑有限公司施组（方案）编制、审核、实施管理细则》完成编制和审批工作，组织进行专家论证，论证完成并根据专家评和审意见进行修改后，方可用于指导施工；方案的编制评审工作的完成时间为开工前5天。1.7各方责任主体单位表1.7主体单位一览表序号项目内容1建设单位晋中市太谷区住建局2勘察单位山西嘉华正源勘测设计有限公司3设计单位上海千年城市规划工程设计股份有限公司4监理单位晋中市正元建设监理有限公司5质量监督单位太谷区住建局质量监督站6施工单位中国建筑第七工程局有限公司2编制依据2.1法律依据表2.1主要法律、法规序号名称1中华人民共和国安全生产法2建设工程安全生产管理条例（国务院令第393号）3危险性较大的分部分项工程安全管理规定（建设部第37号令）4晋中市建设工程施工现场管理办法5晋中市建设工程施工现场安全监督工作规定6晋中市建设工程安全生产重大事故及重大隐患处理规定7《给水排水管道工程施工及验收规范》8《工程测量规范》9《混凝土和钢筋混凝土排水管》10《建筑地基基础工程施工质量验收规范》11《混凝土结构工程施工质量验收规范》12《建设工程项目管理规范》13《混凝土强度检验评定标准》14《混凝土和钢筋混凝土排水管》15《钢筋焊接及验收规范》16《施工现场临时用电安全技术规范》17《建筑基坑工程监测技术规范》18《建筑机械使用安全技术规程》19《给水排水工程顶管技术规程》20《地下管线非开挖铺设工程施工及验收技术规程第二部分：顶管施工》21住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知建办质（2018）31号2.2项目文件表2.2项目文件图纸名称图号出图日期备注管线工程汇总/2021.04沉井/2021.04顶管及检查井施工图/2021.04晋中市太谷区农谷路周边北区雨污管网建设项目岩土工程勘察报告21QN-K0212021.052.3施工组织设计及其他表2.3施工组织设计及其他序号名称1施工组织设计2本企业的质量、环境与职业健康安全管理体系文件3住建部《建筑业十项新技术》（2020年）4中国建筑第七工程局有限公司《项目管理手册》5中国建筑第七工程局有限公司《施工现场安全防护标准化图集》6中国建筑第七工程局有限公司《施工现场CI手册》7中国建筑第七工程局有限公司《安全生产管理手册》8《中国建筑股份有限公司施工企业质量管理办法》9中国建筑第七工程局有限公司《工程细部做法标准图集》、《质量通病防治手册》10中国建筑第七工程局有限公司《质量管理手册》品茗计算软件软件版本号为V13.7.3.27054（密码锁编号为A2005684）3施工计划3.1施工进度计划沉井深度与施工方法要求，每段沉井的井壁施工时间为3天，根据沉井沉井深度与数量进行工期的合理安排，根据顶管设备型号与勘察报告图纸情况，顶管施工后计划每天顶进25m，施工时在不同的工作井进行平行施工，施工进度安排见下表。表3.1顶管工程施工进度计划农谷路北区雨污管网项目序号工作名称工期计划开始计划完成1污水管网1202021/8/182021/11/142三污厂段582021/8/182021/10/143沉井施工292021/8/182021/9/164顶管施工112021/9/162021/9/275检查井浇筑及沉井回填182021/9/272021/10/146二污厂段722021/8/252021/11/57沉井施工302021/8/252021/9/248顶管施工242021/9/242021/10/189检查井浇筑及沉井回填182021/10/182021/11/510雨水管顶管施工542021/8/252021/10/2111沉井施工352021/8/252021/9/2912顶管施工72021/9/292021/10/613检查井砌筑及回填122021/10/62021/10/213.2材料与设备计划1对现有施工设备、机具以及试验、检验设备由汽车运输到施工现场；机械设备进场后及时组织人员进行检修、维护和保养，确保开工后设备运转正常。2在材料采购过程中，严格把关，杜绝不合格材料进入本项目内，确保工程材料质量达到国家规定要求。1）所用管材必须满足如下基本要求：（1）能够抵抗管道内外的侵蚀；（2）能够承受一定的静、动荷载；（3）能够承受管道内外部的压力；（4）具有良好的过流性能；（5）较低的成本。2）除了满足以上对管材的基本要求之外，顶管施工的管材还应符合以下要求：（1）较高的轴向承载能力；（2）紧密的配合尺寸；（3）端部要平整、垂直；（4）管道长度方向上应保证平直度；（5）防水接头应设置在管道壁内，不允许突出于管道的内外壁；（6）管道接头应具有传递轴向载荷的能力，同时在发生一定角度的偏斜时应仍具有防水能力。3）管道长度通常以2.0～3.0m为宜，在通常情况下，采用的单根管节的长度不宜超过顶管机或微型隧道掘进机的机身长度。本工程采用单节2.5m长的管道。可以相对减少管接头的次数、提高施工效率。4）顶进管道及其连接处应有足够的抵抗管道内外化学腐蚀和机械损伤的能力，管道的防护措施应和管道顶进工艺过程以及地层条件相适应。3材料进场的检验1）坚持材料进场检验制度，确保原材料、半成品、成品使用前符合技术规范的质量要求。管材进场前应检查强度、裂缝情况、管口节及产品合格证。2）严格控制原材料、半成品的质量。施工中所用的钢材、水泥、管材等除须具有相应的质量证明书外，还须按规范要求进行抽检试验，合格后方可使用，对经试验达不到设计要求的原材料或作降级使用、或作退货处理。3）原材料、半成品的堆放应符合现场要求，分类分规格堆放，并挂上标识牌，以防误用。4）公司技术质量部每季度将对不合格半成品、成品或不合格的原材料进行统计分析，对一些容易出现质量通病的工序，分析该工序所用材料、工艺、生产设备、操作规程、操作人员的技艺或其他因素，对质量的不同影响，区别对待并提出和采取预防措施。4主要材料的质量控制1）与上述各材料成品供应商取得联系，提供所需材料、构件的时间和清单，以便供应商作好有关的供料准备工作。2）此外，对于在施工阶段各工作区段要使用的管材、构件等，我们将于施工前的5天从供应商处提取，并做好质量检验工作，确保安装顺利进行。5机械设备、材料配备计划表3.2-1沉井施工机械机械名称规格型号数量备注挖掘机3303工作坑开挖长臂挖掘机16m2沉井内土方开挖伸缩臂挖掘机Xeg200014000×4000工作井开挖压密注浆设备/2套沉井后背墙土体注浆加固钢筋机械/2套弯曲、切割、调直等表3.2-2沉井施工材料机械名称规格型号单位数量备注HRB钢筋20Kg675457护壁后背墙、沉井纵筋、横筋HRB钢筋12Kg12855后背墙纵筋、横筋施工HPB钢筋10Kg485沉井拉筋施工混凝土C30m35275沉井、后背墙、导轨基础等混凝土C20m3476沉井封底模板竹胶板m3300沉井支模钢管Φ48米1000脚手架搭设红砖240*115*53块500沉井预留洞口砌筑砂浆M7.5kg200沉井预留洞口砌筑方木5cm*10cmm500沉井施工表3.2-3顶管施工机械机械名称规格型号数量备注顶管掘进机泥水平衡顶管机DT10002套顶管掘进机泥水平衡顶管机DT12002套顶管掘进机泥水平衡顶管机DT15001套顶管掘进机泥水平衡顶管机DT24001套千斤顶300t6台汽车吊50t2辆液压泵YZ50/31.5-002套通风设备/4套电焊机30KW4台污水泵φ1008台表3.2-4顶管施工材料材料名称规格单位数量备注混凝土C30m3100导轨基础等混凝土C20m3476沉井封底钢筋混凝土Ⅲ级管D1000mmm1080污水管道（二污厂）钢筋混凝土Ⅲ级管D1200mmm344污水管道（三污厂）钢筋混凝土Ⅲ级管D2400mmm340雨水管道（下穿套管）螺旋缝焊接钢管DN1500mmm340雨水管道（下穿高速）钢筋混凝土Ⅲ级管D1500mmm340中水管道（下穿套管）螺旋缝焊接钢管DN600mmm340中水管道（下穿高速）环形顶铁/块2管道顶进U形顶铁/块4管道顶进型钢/t4.363基础3.3劳动力计划根据本项目工程特点和工程量情况，合理配置劳动力资源，将迅速组建施工队伍上场，并根据工程需要适时调整。4施工工艺技术4.1顶管施工设备选择方法对比和分析1人工顶管掘进法1）由于采用人工开挖，人工掘进顶管法工具管不适应于小口径顶管，小口径主要是指小于DN800的顶管。2）人工顶管的劳动强度相对较大。3）人工顶管，对工人技术水平要求较高，人工掘进时要适度掌握每次挖入米数。在实际施工时，通常是按每米单价进行结算，工人为了追求更大的收益，造成超挖导致轴线偏离，标高失控，甚至出现洞内塌方等诸多问题，容易造成质量和安全隐患。4）适用于无地下水、人工开挖的短距离顶管施工。5）使用这种方法容易形成地面下沉，工作效率也比较低，还需要全面降水。对工期压力较大。6）本方法构造简单、操作方便、施工成本低。2土压平衡掘进法1）适用于大口径顶管。适用土质非常广泛，几乎从软土到硬土的各种土质都适用。2）利用带面板的刀盘切削，支承土体，对土体扰动小，施工后的地面沉降较小。3）采用干式排土，废弃泥土处理方便，对环境影响和污染小。4）施工中基本不使用土体加固等辅助施工措施，节省技术措施费，施工设备投入较少，施工方法简单，整机造价低廉。5）机械自动化程度高、施工速度快，顶力要求比较高，顶进摩擦力大。3泥水平衡顶管掘进法

1）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。

2）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。因此，采用此方法顶管引起的地面沉降较小。

3）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。

4）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。

5）泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。综上所述，土压平衡和泥水平衡在各方面都优于人工顶管掘进法。由于本项目顶管距离较长，顶力设计值比较小，选择泥水平衡顶管掘进法进行施工。4.2技术参数4.2.1沉井技术参数1本工程沉井为钢筋混凝土结构；2工作井、接收井结构安全等级为三级，设计使用年限5年，重要性系数1.03裂缝控制等级为三级，最大列分个宽度限制不大于0.2mm，沉井无防水要求。4沉井下沉采用挖机及人工配合取土，封底采用排水法混凝土干封底。5沉井工作井、接收井采用强度C30混凝土，钢筋保护层厚度40mm，沉井封底采用1500mm厚C20素混凝土，无抗渗等级要求。6沉井井壁外壁与土体间应注浆饱和。表4.2.1沉井技术参数表序号沉井编号内壁宽度（mm）内壁长度（mm）壁厚（mm）高度（mm）1P-1800080008009730+19002P1.1400040008009390+19003P-2400040008009730+19004P-38000800080010670+19005P-46000600080015000+19006Y126000600080010860+19007Y134000400080010970+19008Y146000600080011080+19009W2Φ8000mm8006350+190010W3Φ4000mm8007080+190011W4Φ8000mm8007290+190012W5400040008007310+190013W6400080008008590+190014W7400040008008610+190015W8400080008009700+190016W9400040008009720+19004.2.2顶管技术参数1主顶系统主顶系统装置由：后座垫铁、导轨、千斤顶及千斤顶支架、后座泵站组成，其作用是完成管道的推进。图4.2.2-1主顶设备安装图设备安装调试：1）导轨安装导轨用45kg/m重型钢轨制作，导轨基座焊于20＃槽钢上。钢横梁置于工作井底板上，并与底板上的预埋件焊接，使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的、牢固的整体。导轨安装要求如下：（1）导轨选用钢质材料制作，安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查。（2）两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。（3）导轨安装的允许偏差为：轴线位置：3mm；顶面高程：0～+3mm；两轨内距：±2mm2）基坑内导轨在顶管施工过程中有时会产生左右或高低偏移现象，防治措施如下：（1）对导轨进行加固或更换。（2）把偏移的导轨校正过来，并用牢固的支撑或焊接锚固钢筋固定。（3）垫木应用硬木或型钢、钢板，必要时要焊牢。（4）对工作井底板进行加固。3）千斤顶支架千斤顶支架是用来支撑并固定主顶千斤顶的构件，用12-16＃槽钢加工而成。支架固定在工作井底板的预留板上，支架体要有足够的刚度，要稳定性好，两支架应平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。4）主顶千斤顶安装主顶油缸选用600t的千斤顶，固定在稳固的支架上，支架焊在井底的预留板上，千斤顶着力点应在管轴圆心高度外壁上，对称布置，其合力的作用点在管道的中心上。每个千斤顶的安装纵向坡度应与管道设计坡度一致。使用前应进行调试，要对缸体内进行多次排气，使到缸体伸缩自如，不出现爬行现象。设定工作压力为25MPa（最高压力不能超过31.5MPa），防止超压损坏千斤顶。5）主顶泵站安装主顶泵站是给主顶千斤顶供油以及回油的设备，为千斤顶提供动能，该泵站压力最大31.5MPa，安装在工作井边，靠近操作台，方便操作，可自动化控制。6）后背墙施工后背墙采用C30钢筋混凝土，钢筋的保护层厚度为35mm，后背墙在顶进一侧贴一张20mm厚钢板。2顶管机1）顶管机的作用是切削土体并搅拌均匀和控制顶进的方向。图4.2.2-2泥水平衡式顶管机2）顶管机安装调试：机头吊入工作井前应进行详细检查。装、卸机头时应平稳、缓慢，避免冲击、碰撞，并由专人指挥，确保安全。机头安放在导轨上后，应测定前后端的中心的方向偏差和相对高差，并做好记录，机头与导轨的接触面必须平稳、吻合。机头必须对电路、油路、气压、泥浆管路等设备进行逐一连接，各部件连接牢固，不得渗漏，安装正确，并对各分系统进行认真检查和试运行。3排土系统1）泥水式排泥系统主要设备：包括进排泥浆泵、泥浆管、泥水处理装置、泥水箱等。排泥系统有两个作用：一方面是排土，另一方面是平衡土体。图4.2.2-3泥浆系统2）安装调试：泥水处理是指泥水平衡顶管过程中排放出来的泥水的二次处理，即泥水分离。一般采用振动筛与旋流器组合起来进行泥水分离的方法。由振动筛把较粗的颗粒，一般在1.0mm以上的颗粒分离出来，然后由旋流器把较细的颗粒再分离出来。如果颗粒比较细，分离出来的土的含水量比较高，可在其中掺入一定比例的吸水剂，如丙稀酸盐，这种吸水剂可吸去土中的水分，使原来流淌的土变成可运输的干土。泥水系统的进排泥水的调配是确保挖掘面稳定的条件之一，同时也是确保泥水能正常输送不可忽视的一个重要环节。根据地质资料，顶管穿越的土质弱透水淤泥层。应采用密度较大、失水量较小的泥浆，以防粘土遇水膨胀，而造成土壁坍落破坏。所以，进浆泥水的比重调配在1.05～1.10之间。在施工中测试，排浆泥水的比重在1.25～1.30之间，此排浆泥水的比重能确保细砂在输送管内不易沉淀，也能确保挖掘面的稳定。4测量系统1）测量系统的主要设备：由激光经纬仪、测量靶和监示器组成。图4.2.2-4测量系统2）测量系统的作用：监示顶管施工过程中顶管机推进的轴线偏差。3）安装调试：顶管机安放在工作井内的道轨上，调整测量靶中心与管道中心线基本一致，与管道中心线垂直。调整激光经纬仪座的高度，使激光经纬仪的激光束的高度基本与管道中心线标高一致。根据测量定位点调整激光束，使到激光束基本与管道轴线重合。调整测量靶激光束点的大小，根据测量靶激光斑点的位置，调整测量靶的位置，使激光点与靶中心点重合。5纠偏系统1）纠偏系统主要设备：纠偏千斤顶、油泵站、位移传感器和倾斜仪组成。2）纠偏系统的作用：控制顶管施工中的顶管机推进方向。图4.2.2-5纠偏系统纠偏系统的动作控制是在地面操作室的操作台远程控制的，纠偏量的控制是通过安放在纠偏千斤顶上的位移传感器来实现纠偏量的控制，纠偏动作是一个纠偏千斤顶的组合式动作来实现。纠偏动作组合如：向上纠偏：左下、右下油缸同时伸动作；向下纠偏：左上、右上油缸同时伸动作；向左纠偏：右上、右下油缸同时伸动作；向右纠偏：左上、左下油缸同时伸动作。6起重设备顶管用的起重设备一般采用两类：龙门吊车，汽车吊机。管径较大管道较长时一般采用龙门吊机；管径较小、管道较短时一般采用汽车吊机。本工程拟使用吊车和龙门吊配合施工。4.3工艺流程4.3.1沉井施工工艺流程施工准备施工准备测量放线第一节制作沉井下沉第二节接高沉井下沉浇筑混凝土底板浇筑混凝土架立内模绑扎钢筋架立外模土方开挖及外运土方开挖及外运图4.3.1沉井施工工艺流程图4.3.2泥水平衡式顶管施工工艺流程测量引点→工作井施工→测量放样→井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装→地面辅助设施安装→顶管掘进机吊装就位→激光经纬仪安装→顶管机出工作坑→正常顶进→出土→安放中继间→顶管机进接收坑→设备吊出→拆除辅助设备图4.3.2泥水平衡式顶管施工工法图4.4施工方法及操作要求4.4.1沉井施工方案1沉井施工顺序安排：沉井施工首先进行施工基坑开挖，基坑开挖坡度为1：0.7，开挖深度为3米。首先进行沉井刃脚钢筋的绑扎及浇筑，本工程沉井刃脚高度均为1.9米；随后进行沉井墙身的钢筋混凝土浇筑，沉井混凝土高程出地面后，对沉井基坑进行回填；沉井混凝土在未达到设计高程前均高出原始地面：1.9（刃脚高度）+1.8（模板高度）-3（基坑深度）=0.7（米），确保周边施工安全。采用翻模法继续绑扎钢筋支设模板浇筑混凝土，并在井壁预留顶管管道进出口位置，沉井井壁出原始地面高度大于1.5米时，采用长臂挖掘机挖出沉井内土方，沉井刃脚预留0.5米不挖，自刃脚底部向下开挖1.5米后，分别自刃脚每边的中心位置开挖剩余0.5米土方直至沉井下沉，清除基坑内土方至沉井下沉高程后，复测沉井高程及偏位，确保沉井无倾斜。采用翻模法继续绑扎钢筋支设模板浇筑混凝土，重复上述工序直至沉井下沉至设计高程，监测沉井处于稳定状态，清理沉井底部浇筑混凝土封底，绑扎钢筋浇筑混凝土底板后沉井施工完成。2沉井地基处理1）场地平整施工前做好管线探测、地基处理、平整场地等工作，避免开挖到原有管道和其他构筑物。2）工程测量定位放线按照图纸坐标放线定位，每道工序进行复核制度避免出差错。测量控制网点设置要避开因沉井下沉引起塌方，沉降等区域，并经常校核。测量控制网点要采取保护措施，如损坏等情况要及时补复，到工程结束为止。确定好顶管井位中心，以护壁厚度画出上部（即第一步）的四周，需开挖基坑降低工作面的沉井还应根据放坡系数，确定开挖边线，撒石灰线作为井开挖尺寸线。顶管井位线定好之后，必须经有关部门进行复查，办好预检手续后开挖。3）基坑开挖至起沉标高对于下沉深度大于8m和尺寸较小的沉井，应先挖3-4m的基坑工作面，以减少沉井自由高度，增加稳定，防止倾斜，也方便施工；无需开挖基坑的沉井可在原地貌整平后直接进行下道工序。3沉井结构制作1）刃角施工为避免沉井制作过程中产生不均匀沉降，采用垫架（或半垫架）法，先在刃脚处铺承垫木和垫架，垫木用16cm×22cm枕木，垫架间距为0.5~1.0m。垫架铺设应对称，一般先设8纽定位垫架，每组由2~3个垫架组成，矩形沉井常设4组定位垫架，其位置在长边两端0.15L（L为长边边长），在其中间支设一般垫架，垫架应垂直井壁铺设。圆形沉井沿沉井刃脚圆弧部分对准圆心铺设。在垫木上支设刃脚、井壁模板。铺设垫木应使顶面保持在同一平面上，用水准仪找平，使高差在10mm以内，并在垫木间用砂填实，垫木中心线应与刃脚中心线重合：垫木埋深为其厚度的一半，在垫架内设排水沟。2）分节制作沉井沉井井身制作过程包括绑扎钢筋、预留顶管洞口、支设刃角和井壁模板、预留洞口临时封堵、浇筑混凝土。（1）绑扎钢筋按照施工图纸及规范要求进行放样、配料、机械成型、分规格堆放、挂牌。井壁拉结筋采用Φ10钢筋，底板马镫筋采用14钢筋其余主筋采用20的钢筋。钢筋的连接方法可采用绑扎连接或套筒连接或机械连接，各种连接方式应按规范要求施工，机械连接错开35d，焊接连接单面焊10d，双面焊5d，相连接头错开35d和500mm的较大值，搭接连接长度37d，相连接头错开1.3北锚固长度，连接区内接头面积百分率均≤50％，环向钢筋必须采用焊接连接。为确保钢筋位置和保护层厚度正确，内外钢筋之间加设C14支撑钢筋，每1.0m不少于1个，梅花形布置。在钢筋外侧垫置水泥砂浆保护层垫块。钢筋用挂线控制垂直度，用水平仪测量并控制水平。（2）预留顶管洞口根据顶管的位置和标高，确定顶管的位置。（3）支设刃角和井壁模板刃角和井壁模板内撑模板采用木模板，水平支撑采用带可调节螺栓的φ50钢管，上下的一道，间距为45cm，竖向背楞采用35×75mm木方，20cm一道，以保证顶管井的内平面尺寸准确。模板采用拆上节、支下节重复周转使用。模板用对拉螺杆、钢管固定。每节沉井模板应高出施工缝10cm。（4）预留洞口临时封堵洞口用砖墙封堵（5）浇筑混凝土井护壁混凝土每挖完一节以后要立即浇筑混凝土。人工浇筑、人工捣实，混凝土强度为C30，坍落度控制在80—100mm，确保井壁的稳定性。每次浇筑应按规范抽查混凝土的坍落度和留置标样和同条件试块检查顶管井位（中心）轴线及标高顶管井每节护壁做好以后，用十字线对中，吊线坠向井底投设，保证井圈中心线与设计轴线的偏差不大于20mm，井圈顶面应比场地至少高出150mm~200mm,同一水平面上的井圈任意直径的级差不得大于50mm。浇筑混凝土前，应将预埋件按工艺图纸校核后预先埋设牢固，预埋孔洞应事先留出，不得事后敲凿。混凝土拆模后平整、垂直度、混凝土振捣密实度应达到施工验收规范要求。依混凝土同条件养护试块确定混凝土拆模时间，拆模后应对混凝土进行养护，不少于7d。4沉井下沉1）第一节下沉（1）沉井必须在混凝土强度达到100%后方能开始下沉，下沉前在井壁外画观测标志，在沉井四角设水准观测点，观测下沉量及平衡情况：在中轴线处设垂直线，观测沉井位移及平衡：拆除模块。（2）垫架的拆除，对大型沉井混凝土应达到设计强度的100%，小型沉井达到70%始可拆除。抽除刃脚下的垫架（垫木或砖垫座）应分区、分组、依次、对、同步地进行。抽除次序：圆形沉井挖先抽一般承垫架，后拆除定位垫架：矩形沉井先抽内隔墙下垫架，再分组对称地抽除外墙量短边下的垫架，然后抽除长边下一般垫架，最后同时抽出定位垫架。抽除方法是将垫木底部的土挖去，利用绞磨或推土机、拖拉机将相对垫木抽出。每抽出一根垫木后，刃脚下应立即用砂石、卵石或砂砾填实，在刃脚内外侧应填筑成适当高度的小土堤，并分层夯实使下沉重量传给垫层。抽除时要加强观测，注意下沉是否均匀，隔墙木排架拆除后的空穴部分用草袋装砂回填。（3）在地面用长臂挖土机分层开挖，挖土必须对称，均匀进行，使沉井均匀下沉。（4）从沉井中间开始逐渐向四周挖，每层挖土厚度为0.4~0.5m，在刃脚处留0.5m宽台阶，然后沿沉井壁每2~3m一段，向刃脚方向逐层全面、对称、均匀的开挖土层，每次挖去5~10cm，当土层经不住刃脚的挤压而破裂，沉井便在自重作用下均匀破土下沉，当沉井下沉很少或不下沉时，可再从中间向下挖0.4~0.5m，并继续向四周均匀掏挖，使沉井平稳下沉。（5）每次下沉至离地面0.5~1.0米时，停止下沉，开始下节沉井制作。（6）在沉井外部地面及井壁顶部四周设置纵横十字中心控制线、水准基点，以控制位置和标高。在井内按4等分标出垂直轴线。各吊线坠对准下部标板来控制，并用两台经纬仪进行垂直偏差观测。挖土时，随时观测垂直度，当线坠离墨线达50mm,或四面标高不一致时，即进行纠正。下沉前，至少测3次初始值；下沉中每下沉50cm需进行一次平面和垂直校核；封底过程，每天监测一次；封底结束后7天到30天内，每3天监测一次；后期30d~60d，每15天监测一次沉井出现倾斜和位移偏差时，应及时进行纠偏：矩形沉井长边产生偏差，可用偏心压重纠偏；沉井向某侧倾斜，可在高的一侧多挖土使其恢复水平再均匀挖土；采用触变泥浆润滑套时，可采用导向木纠偏；小沉井或矩形沉井短边产生偏差，应在下沉少的一侧外部用压力水冲井壁附近的土并加偏心压重：在下沉多的一侧加—水平推力来纠偏。当沉井中心线与设计中心线不重合时，可先在一侧挖土，使沉井倾斜，然后均匀挖土，使沉井沿倾斜方向下沉到沉井底面中心线接近设计中心线位置时再纠偏。（7）排水措施井内设置设集水坑，井底四周设排水沟。（8）难以下沉时的辅助措施高压射水在土层中用抓土斗除土时，当抓土至2米以上的深坑，其周围土层仍不坍塌，采用水平射水弯头或高压射水弯头冲射，将坑周边土体坍塌后，再抓走。在土层较坚硬，抓不进时，可用升垂直射水嘴冲射，松动后再抓土。压重下沉在沉井尚未浇筑完毕，可利用接筑沉井而压重，但须注意下沉不致造成新筑混凝土发生裂纹，可微利用钢轨、钢板、铸铁锭等，作均匀压重辅助下沉。2）分节接高沉井（1）接高沉井（2）应将沉井分成若干段同时对称均匀分层浇筑，每层厚30cm，以避免造成地基不均匀下沉或产生倾斜：（3）混凝土应一次连续浇筑完成，第一节混凝土强度达到70%始可浇筑第二节：（4）上下节接缝处凿毛并冲洗处理后，再继续浇筑下一节。3）第N次下沉（1）每次具备下沉条件后，下沉沉井（2）将沉至设计标高时，周边每层开挖深度应小于30cm或更薄些，避免发生倾斜，在离设计标高20cm左右应停止取土，依自重下沉到设计标高。（3）沉井下沉完毕，其偏差应符合规范规定：轴线位移不大于井深1％；高程：+40mm，-60mm；倾斜度不大于井深0.7％。5底板封底1）在经2~3d下沉稳定，或经观测在8h内累计下沉量不大于10mm时，即可进行沉井封底。2）封地采用1.5m的C20素混凝土封底，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，在混凝土上绑底板钢筋，两端深入刃脚或凹槽内，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：浇筑应在整个陈井面积上分层、同时、不间断地进行，由四周向中央推进，每层厚30~50cm，并用振捣器捣实：混凝土采用自然养护。表4.4.1工作坑及装配式后座墙的施工允许偏差（mm）项目允许偏差工作坑每侧宽度不小于施工设计规定长度装配式后座墙垂直度0.1%H*水平扭转度0.1%L**说明：H为装配式后座墙的高度（mm）；L为装配式后座墙的长度（mm）。4.4.2顶管施工方案1顶管方式的选择经前述分析比较，本工程选用泥水平衡顶管掘进法2顶管机的选择顶管机采用DT1200，DT1000，DT1500，DT2400泥水平衡顶管机。3顶进顺序从工作井分别向两侧接收井同时顶进。4顶力估算千斤顶顶力为2台300T千斤顶，合计顶力600T，按照最大顶力的70%进行计算，本工程千斤顶顶力估算值为600*0.7=420T。5顶管施工准备工作1）后背墙施工后背墙采用C30现浇钢筋混凝土结构做后背墙，钢筋保护层厚度为35mm，另在顶进一侧贴一块20mm厚钢板。（1）8m×8m工作井设计后背墙尺寸8m×4m×0.7m，配筋如下图所示图4.4.2-18m×8m工作井后背墙配筋图（2）8m×6m工作井设计后背墙尺寸6m×4m×0.7m，配筋如下图所示：图4.4.2-28m×6m工作井后背墙配筋图（3）8m×4m工作井设计后背墙尺寸4m×4m×0.7m，配筋如下图所示：图4.4.2-38m×4m工作井后背墙配筋图（4）圆形工作井设计后背墙尺寸5.2m×2.5m×1m，配筋如下图所示：图4.4.2-48m×4m工作井后背墙配筋图2）竖井导轨设计及安装（1）顶管基座为钢结构预制构件，位置按照管道设计轴线进行准确放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下安装固定，基座上的导轨对管道的支撑角宜为60°，导轨安装时，应复核管道的中心位置，坡度与设计轴线一致，2根导轨必须互相平行，等高，导轨面的中心标高应按设计管底标高适当抛高（一般为0.5~1cm）（2）安装导轨时，要在穿墙下留出一定空隙，为焊接拼管之用。（3）导轨安装的允许偏差应满足下列要求：轴线位置：3mm：顶面高程：0~+3mm：两轨净距：±2mm。3）止水环安装为防止洞口处的水土沿工具管外壁与洞门的间隙涌入工作井，在工作井内洞口处安装一道环形橡胶止水圈。在顶进施工过程中又可防止减摩浆从此处流失，保证泥浆套的完整，以达到减小顶进阻力的效果。4）掘进机就位（1）完成止水施工后，可进行人工凿除穿墙位置砖块，用汽车吊将掘进机和工具管吊入工作井导轨上，复核顶管机和工具管，确保其在导轨上的中心线、坡度和高程与图纸一致。安装及调试好各个系统、检查穿墙位置的止水设备、准备好足够的水泵，确保穿墙时各个系统的正常运转。5）洞口处理对洞口土体进行注浆加固，防止土体坍塌。（1）布孔形式及孔距注浆孔共两排，矩形布置，纵横向间距1m，第一排钻孔距沉井外壁0.5m，孔深10m。横向布置范围为沉井横向宽度。（2）施工工艺及参数采用水泥浆注浆，水灰比1.0，初凝时间20min。注浆的流量取9L/min，注浆压力0.5MPa。注浆孔孔径为100mm，金属花管孔径50mm。应跳孔间隔注浆，且先外围后中间的注浆顺序。6）机头入洞（1）拆除封门后，顶管机应连续顶进。（2）掘进机头顶进到位后，吊放第一节管，掘进机头与第一节管采用刚性联结，避免工具头“磕头”。在软土层中顶进混凝土管时，为防止管节飘移，宜将前3~5节管体与顶管机联成—体：7）管内断面布置（1）管内测量起始平台安装在主顶千斤顶之间轴线上，独立与混凝土底板连接，与千斤顶支架分离，确保顶进时测量平台的稳定。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。井内两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。管内进、排泥管、压浆管、供电、通风管分别安装于管左右偏下侧，采用L75×75角钢支架固定。（2）管内照明采用24伏低压照明灯，每8m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。8）管道进场检查、验收和堆放（1）管材到货时立即确认有关文件和手续齐全、合格，并进行外观检验，凡不合格的管子应立即运出现场。（2）管材存放场地应进行平整，且应在吊车作业半径内，下端放垫木支撑，并在两侧固定，管材根据顶进速率，批次进场，现场安排专人看守。（3）吊管时先试吊，吊离地面10cm左右，确认情况安全后方可起吊。（4）下管时工作井内严禁站人，当管节距导轨30~50cm时，操作人员方可靠近管子进行稳管作业。6顶管施工1）顶进试验段顶管机的操作全部采用在管道外工作井上控制台控制，只需1个机手操作，可实现对顶管机刀具的转动、纠偏控制、压力显示、实时监控顶管机安装了摄像头、控制台上安装了电视机。顶进利用千斤顶出镐在后背不动的情况下将被顶进管节推向前进，其操作过程如下：（1）安装好顶铁挤牢，管前端已一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管节推向一定距离。（2）停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。（3）添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管节为止。（4）复核顶进管的坡度和位置，都符合设计要求后，开始下一节管道的顶进施工；（5）卸下顶铁，下管并焊接牢固，保证管与管之间的连接安全，接好排泥及进水管道泥浆管道和顶管机的电缆。（6）重新装好顶铁，重复上述操作。图4.4.2-5顶管施工布置图2）土仓压力设定掘进过程中应严格量测监控，实施信息化施工，确保开挖掘进工作面的土体稳定和土泥水压力平衡：并控制顶进速度、挖土和出土量，减少土体扰动和地层变形：采用泥水平衡式顶管机出土，需要在顶管机中注入含有一定泥量的泥浆，通过大刀盘切削顶管机前方的原状土，与注入的泥水搅拌，泥水通过吸泥泵排到地表泥浆池中沉淀，表层泥浆可以反复循环使用，沉淀下的泥沙用汽车外运。停止顶进或拼接管段、排除故障等原因造成短期停顶时，要求顶管机前前留有足够土压力，保持土压力平衡。重新开顶时应对整个管路进行补浆。冲泥和吸泥泵稳定工作时，调节冲泥和吸泥的泵量，冲泥舱内应保持一定压力，舱内泥水压力应与地下水压力相平衡，泥水压力过大，将增加主千斤顶负荷，泥水冲破上覆地层，达到地表，造成突顶事故；泥水压力过小，地下水涌入冲泥舱，顶管机前方塌方，将破坏上覆地层，造成地面建筑物破坏。所以控制顶进与出泥的速度相当关键。3）触变泥浆减阻注浆系统由拌浆、注浆和循环管道三部分组成。拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液造浆后应静置24小时后方可使用。注浆是通过注浆泵进行的，根据压力表和流量表，它可以控制注浆的压力压力控制在水压力的1.1-1.2倍和注浆量计量桶控制。管道分总管和支管，总管安装在管道内一侧，支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔上去。注浆孔布置为：工具头一道、钢管每隔9m安装一道注浆管。每组压浆孔在同一横截面上设2～4个，管底不宜设注浆孔。主注浆孔应与管道顶进同步注浆，先注浆后顶进。中继间注浆孔的注浆应与中继间启动同步，运行中连续注浆。注浆流程：造浆静置→注浆→顶进注浆→停顶→停止注浆。4）顶进速度顶管顶进施工开始后，应进行连续不间断的顶进作业，千斤顶每次顶进形成为25-30cm。5）管节安装（1）吊管时先试吊，吊离地面10cm左右，确认情况安全后方可起吊。（2）下管时工作井内严禁站人，当管节距导轨30~50cm时，操作人员方可靠近管子进行稳管作业。（3）顶进一节钢管后，回缩千斤顶，拆开水、电、气、泥浆管路，吊入下一节管段，调直对中，钢管接头焊接好之后，接通各管线，开动油泵顶进管节行程，回缩千斤顶，测量、加顶铁，重复顶进至一节钢管后，重复上述流程。6）顶进测量（1）顶第一节管及在纠偏过程中，每顶进30mm，测量不少于一次；管道进入土层后正常顶进时，每顶进1000mm，测量不少于一次。测量项目为中心和高程偏差。基坑内设置2个稳固的水准点，以便测量高程时相互闭合。（2）每个管段顶完后，重新进行一次管道的中心和高程的测量，一般每个接口测一点。7）顶进纠偏管道顶进过程中，应遵循“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的原则，控制顶管机前进方向和姿态，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施：顶管过程中应绘制顶管机水平与高程轨迹图、顶力变化曲线图、管节编号图，随时掌握顶进方向和趋势；纠偏时开挖面土体应保持稳定：采用挖土纠偏方式，超挖量应符合地层变形控制和施工设计要求；8）胶圈安装钢筋混凝土管接口应保证橡胶圈正确就位；9）出土外运采用泥水平衡式顶管机出土，需要在顶管机中注入含有一定泥量的泥浆，通过大刀盘切削顶管机前方的原状土，与注入的泥水搅拌，泥水通过吸泥泵排到地表泥浆池中沉淀，表层泥浆可以反复循环使用，沉淀下的泥沙用汽车外运。10）机头出洞顶管机进洞前的3倍管径范围内，应减慢顶进速度，减小管道正面阻力对接收井的不利影响。进入接收工作井前30m应增加测量，每顶进300mm，测量不应少于一次。根据顶管进展情况，保证掘进机能顺利进入接收井，防止掘进机出洞后水土沿工具管与井圈之间的建筑空隙涌入接收井内，保证井内接头能顺利施工。如果发现地质较差，在掘进机到达接收井前，可对洞口土体进行注浆加固，加固范围洞口前5m范围内，洞口四周距管道外侧2～3m。掘进机进入接收井前的复核应测量顶管机所处的方位，确保以良好的状态、准确无误地进入接收井内。11）机头出坑在接收井砖墙封门破坏后掘进机头应迅速、连续顶进管节，尽快缩短出洞时间。掘进机整体进洞后应尽快把机头和混凝土管节分离，并把管节和接收井的接头按要求进行处理，减少水土流失。4.4.3操作总体要求1顶管工作开始之前，对顶管段地上、地下构筑物（道路及河道）的结构及基础做法和高程做细致的调查，听取各有关管理单位的要求和意见，得到他们的同意后，方开始施工。2掘进时保证管道内照明、通风良好。管道内采用低压照明。3为了保证工程的安全和可靠，每个顶管段的顶管工作应连续不断地进行。4无论何种原因使顶管暂停时，操作面必须干燥。5在进行顶管段施工时，严格遵守技术规范有关保护管道沿线周围建、构筑物和公用设施的规定，根据现场地质情况采取相应的施工措施控制地面沉降，确保重要管线及邻近房屋的安全和正常使用；对于穿越公路段，管道沿线地面的沉降值应满足道路管理单位的要求。4.4.4下管操作要求1管材到货时立即确认有关文件和手续齐全、合格，并进行外观检验，凡不合格的管子应立即运出现场。2吊管时先试吊，吊离地面10cm左右，确认情况安全后方可起吊。3下管时工作井内严禁站人，当管节距导轨30~50cm时，操作人员方可靠近管子进行稳管作业。4.4.5顶进操作要求1开始顶进前，须对全部设备进行检查，并进行试运转。2在顶进过程，顶铁的侧面和上方不得站人，以保安全。3掘进机内排出的土应随排随外运，不允许在管内积存弃土。4.4.6顶管管节接头形式承口管用“F”形套环接口，接口处用1根楔形橡胶密封圈止水。F形接口管是最为常用的一种管节。它把“T”形钢套环的前面一半埋入混凝土管中就变成了“F”形接口。为防止钢套环与混凝土结合面渗漏，在该处设了一个楔形橡胶密封圈止水。橡胶圈应由制管厂配套供应。橡胶密封圈的外观和断面质地应致密，圆度均匀，无气孔、气泡、裂缝或凹痕等缺陷，需存放在阴凉处，不得受阳光直晒。橡胶密封圈材料应符合《橡胶密封件给、排水管及污水管道用接口密封圈材料规范》（GB/T21873-2008）的要求。4.4.7顶管内通风顶管内面无人，如果需要进去维修设备等，进管之前需要通风，采用压入强制性通风措施，用风机通过铁管向顶管顶管机压风。通过坑顶鼓风机用软输送管道导至工具管处，其间需不断检查输送管道是否有破损或弯折，以影响送风效果。在人员进入管道维护及检查前需送风一段时间，净化管道中的空气后人员才能进入管道内，以策安全。4.4.8中继间的应用中继间结构：中继间主要有壳体（钢板）与千斤顶组成，千斤顶分布固定在壳体上，安装独立的电、油路系统，壳体结构强度应符合实际顶力的要求。周边千斤顶分布应该下半部间距小，上半部间距大，中继间与前后管的连接缝不得大于1.0cm。中继间参数：中继间安装的数量及位置应通过顶力计算，中继间的数量及其在顶进管段轴线的位置应根据管道与土层的摩擦力计算来决定，设备的顶力使用应按设备顶力设计值的70%-80%考虑储备力。F=F0+RSL（F--总推力（KN），F0--初始推力（KN），R--综合摩擦阻力（KPa），S--管外周长（m），L--推进长度（m））中继间使用注意事项：在顶进过程中，中继间先把管子推进一小段距离以后，在由主顶的油稿推进最后一个区间的管子，每次顶进长度为20-30cm。因中继间后区间的距离长，供油管压力损失大，应采用在中继间附近安装一台油泵为中继间供油的方式，但因管径小安装设备完毕后，中继间顶进过程中所挖土方暂放在前几节管中，在中继间顶进过程中，中继间油缸推到行程以后，自己不能回缩，待主顶稿推动后，方可拆除中继间的油泵，并将油泵移至管外，既可将管内存放的土运至管外。测量完毕，再将中继间油泵移至到中继间，安装完毕后方可挖土顶进循环作业。中继间启动：中继间开始顶进时，工作坑的千斤顶要在导轨接好的管子上，防止中继间向工作坑方向退移。中继间与前后的管壁接牢，以防中继间内因设备布置重量不平衡在工作中产生旋转。中继间工作时，操作人员必须站在千斤顶的无油压侧以防油压侧出现事故。中继间的工作顺序是：第一中继间顶完后卸油压开始第二中继间顶进，最后开始工作坑千斤顶的顶进。中继间采用自动控制时须有专人巡视，发现故障立即断电。4.4.9顶后处理泥浆置换：顶进施工完成后，用水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆来置换触变泥浆主要是为了减少地面沉降。顶管结束后进行触变泥浆置换时，采取下列措施：采用水泥砂浆、粉煤灰水泥砂浆等易于固结或稳定性较好的装液置换泥浆填充管外侧超挖、塌落等原因造成的空隙。拆除注浆管路后，将管道上的注装孔封闭严密，将全部注装设备清洗干净。设备拆除：顶管到达终点后，立即开始中继间拆除工作，拆除的空间由后面顶进设备向前顶进至管口连接。拆除中继间应事先将顶稿、油路、油泵、电器