（EPC）污水工程顶管专项施工方案

市政一期工程总承包（EPC）三标段

污水工程顶管专项施工方案

（格式最终版）

中国建筑第x工程局有限公司

市政一期工程总承包（EPC）三标段项目经理部

2023年7月

1

目录

第一章工程概况..............................................................1

1.1工程概况.............................................................1

1.2顶管工程概况.........................................................1

1.3工程地质水文地质简况.................................................2

1.4施工平面布置图.......................................................4

1.5工程特点、重点及难点分析..............................................7

第二章编制依据..............................................................8

第三章施工总体部署...........................................................9

3.1主要工程目标..........................................................9

3.2总体组织安排..........................................................9

3.3施工计划.............................................................10

3.4顶管方案设计.........................................................13

3.4支护方案设计.........................................................13

第四章施工工艺技术..........................................................15

4.1施工工艺流程.........................................................15

4.2主要施工技术措施.....................................................15

第五章施工安全保证措施......................................................35

5.1危险源辨识...........................................................35

5.2安全控制措施.........................................................38

5.3构（建）筑物保护措施.................................................47

5.4监测监控措施.........................................................48

5.5巡视检查.............................................................51

第六章进度保证措施..........................................................51

6.1保证工期总体要求....................................................51

6.2工期管理制度........................................................52

第七章验收要求..............................................................53

7.1验收标准.............................................................53

7.2施工验收程序.........................................................54

7.3验收内容.............................................................54

7.4验收人员.............................................................55

第八章应急预案..............................................................55

8.1应急预案实施流程....................................................55

8.2组织保障............................................................56

8.3应急资源准备........................................................59

第九章文明施工及环境保护...................................................61

9.1文明施工目标........................................................61

9.2文明施工保证体系....................................................61

9.3文明施工及环保措施..................................................62

9.4文明施工管理流程....................................................66

第十章支护设计及计算书......................................................67

附件1：工作井支护设计：.................................................67

附件2：工作井、接收井设计计算书.........................................68

附件3：钢板桩计算书.....................................................69

附件4：降水计算书.......................................................80

附件6：后座墙验算.......................................................99

附件7：顶力验算.........................................................99

2

第一章工程概况

1.1工程概况

xx市政一期工程总承包（EPC）三标段包括南北三号路（济齐路-曹家圈干渠）及

支纵六路（次横一路-次横三路）。支纵六路规划红线宽度20米，为城市支路，道路

下敷设雨水、污水、电力、燃气、路灯、通信、给水管线。具体位置见图1.1-1。

图1.1-1项目平面示意图

1.2顶管工程概况

1.2.1顶管工程范围

因支纵六路全线污水管埋深较深（4-7m）且工期紧张，为减少与电力沟施工的

影响，同时根据地勘报告，污水管敷设范围内均为粉质黏土，土质较好，考虑采用

泥水平衡顶管工艺进行施工。污水管位置如图2.2-1.

图2.2-1污水管位置

1.2.2周边环境条件

1

（1）顶管施工范围与周边建筑物相对关系：

1、W8-W12井段西侧为在建保障三区工程工地；

2、W13-W14井段为在建科创园一期工程临建用地，上方存在施工便道、洗车台

等临时设施，顶管工程施工时需部分拆除；

其余场地均为林地或拆迁完成场地，无建筑物影响。

（2）道路红线内无既有地下管线影响；

W22-W23井段上方存在0.4kv吴家堡线杆，施工时需拆除。

1.2.3顶管基本信息

（1）顶管类型：污水管道；

（2）顶管材质：钢筋混凝土管；

（3）管道连接形式：钢承口；

（4）现地面标高为24.63-28.36m；管顶覆土厚度4-7m；管道直径D800；管材级别

III级管；

（5）顶管方法：泥水平衡、挤压式顶管施工；

本工程顶管管道长度约1193米，共分11段进行顶进。根据现场实际情况及设计

文件，本工程拟设置工作井6座，接收井7座。顶管工作井、接受井、后做检查井、

污水支管支护均采用拉森钢板桩支护形式。

图1.2.2-1工作井、接收井、后做井示意图

1.3工程地质水文地质简况

因本工程暂未出具勘察报告，工程及水文地质情况参考临近项目《济南国际医

学科学中心安置三区保障房项目岩土工程勘察报告》。

在钻探揭露深度范围内，场地地层主要由第四系全新统～上更新统冲积、冲洪

积成因的黏性土、粉土、砂土、卵石构成，地表不均匀分布有近期人工填土。按照

其成因和岩性自上而下描述如下:

①杂填土（Qml）

2

杂色，松散，局部稍密，稍湿～湿，成分复杂，结构性差，含大量碎石块、砖

块及混凝土碎块等建筑垃圾，局部含大量生活垃圾，黏性土充填，回填时间小于5

年。

本层场区普遍分布，厚度0.70～6.50m，平均3.27m；层底标高21.61～

26.47m，平均24.70m；层底埋深0.70～6.50m，平均3.27m。

②粉土（Q4al）

褐黄色，稍密，很湿，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度及韧性低，含少量

云母片，局部相变为粉砂，局部夹粉质黏土薄层。

本层场区普遍分布，厚度2.00～7.10m，平均4.56m；层底标高18.71～

21.07m，平均19.79m；层底埋深5.30～9.80m，平均8.18m。

③粉质黏土（Q4al）

灰褐色，局部黄褐色，可塑，局部软塑，无摇振反应，稍具光泽反应，干强度

及韧性中等，含少量氧化铁，局部相变为黏土，局部夹粉土薄层。

本层场区普遍分布，厚度3.30～8.40m，平均5.77m；层底标高11.17～

14.50m，平均12.61m；层底埋深12.30～18.20m，平均15.36m。

各土层主要力学参数表

土层重度承载力基本容许粘聚力内摩擦角

土层名称

序号γ(kN/m3)值fak（kpa）C（kpa）（°）

①杂填土17.5100（经验值）5.0（经验15（经验

值）值）

②粉土19.31101212

③粉质黏土1810019.56.8

（4）水文地质条件

场地地下水属第四系孔隙潜水，主要补给来源为大气降水、地下径流及河流侧

向补给，排泄途径为大气蒸发、人工抽取地下水及侧向径流。勘察期间测得场地地

下水稳定水位埋深为0.10～4.02m，平均2.50m；相应标高为25.28～25.64m，平

均25.47m，根据水位数据未发现明显流动趋向。

稳定水位情况一览表

3

稳定水位稳定水位埋稳定水位埋稳定水位稳定水位稳定水位

埋深最小深最大值深平均值标高最小标高最大标高平均值

值(m)(m)(m)值(m)值(m)(m)

0.104.022.5025.2825.6425.47

1.4施工平面布置图

施工总体平面布置图及细部平面布置图如下图所示。

4

图1.4-1现场总平面图（济齐路以北）

图1.4-2现场总平面图（济齐路以南）

图例：

5

图1.4.3工作井平面布置图

6

1.5工程特点、重点及难点分析

针对本工程实际情况及地质条件，本工程施工重点在于顶管过程中方向的控制

及纠偏和工作井、接收井洞口处钢板桩提起时的基坑稳定性。

1.5.1顶进过程中的方向控制

由于机头本身所具有的导向装置，纠偏操作简单易，操作员只要通过纠偏动

作，始终保证激光点在二号光耙的中心既可。

测量与方向控制要点：

（1）有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复

测制度，坚持三级复测，确保测量万无一失。

（2）布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及

时调整。

（3）顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10’～20’不得大于

0.5°。并设置偏差警戒线。

（4）初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进

速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。

（5）开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计

算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。

1.5.2钢板桩提起时的基坑稳定性

（1）挑选经验丰富且技术过硬的拔钢板桩工人。

（2）拔桩与监测同步进行，对基坑及周边建筑物进行沉降及位移观测，及时整

理和对比数据，一旦发现超过报警值，立刻停止施工。

（3）钢板桩拔除前周边构筑物及工作井、接收井附近地表的沉降及位移应已经

稳定不再有变化，钢板桩拔除前、过程中以及拔桩后将会每天都对现场进行监测，

随时比对数据，提前采取预防措施。

（4）拔桩的时候尽量选用液压拔桩设备，采用千斤顶配合液压振动锤。

7

第二章编制依据

2.1编制依据

序号规范/标准名称编号

《xx市政一期工程总承包（EPC）三标段施工

1

图》

《济南国际医学科学中心安置三区保障房勘察

2

报告》

3《建设工程安全生产管理条例》国务院第393号令

4《建筑地基工程施工质量验收标准》GB50202-2018

5《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

6《工程测量规范》GB50026-2007

8《建筑变形测量规范》JGJ8-2016

9《高压喷射注浆施工操作技术规程》HG/T20691-2017

10《建筑工程水泥—水玻璃双液注浆技术规程》JGJ/T211-2010

11《给水排水工程顶管技术规程》CECS246：2008

12《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194-2014

13《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB50141-2008

14《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005

15《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012

16《建设工程项目管理规范》GB/T_50326-2016

17《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008

18《市政工程施工组织设计规范》GB/T50903-2013

19《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009

20《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ311-2013

21《建筑与市政工程地下水控制技术规范》JGJ111-2016

22《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

23《钢结构设计规范》GB50017-2017

24《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012

25《建筑与市政工程地下水控制技术规范》JGJ111-2016

8

26《管井技术规范》GB50296-2014

27《工程建设地下水控制规范》DB37/5059-2016

《山东省房屋市政施工危险性较大分部分项工鲁建质安字（2018）

28

程安全管理实施细则》15号

中华人民共和国住房

29《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》和城乡建设部令第37

号

第三章施工总体部署

3.1主要工程目标

1.工期目标：依据工期要求，每段顶进区间15日内施工完成，已征地的区域4

月30日前施工完成，未征地的区域工期目标根据征地完成时间进行调整。

2.质量目标：合格

3.职业健康安全目标：工作环境符合法律法规及行业标准要求；生产安全责任

事故死亡率为零；年度重伤率为零；

职业病发生率为零；安全责任事故损失为零。

4.环境目标：杜绝重大环境事故；固废、污水、噪声、扬尘控制达标；能源、

资源定额消耗量逐步减少。

3.2总体组织安排

3.2.1施工管理组织机构

建立以项目经理付向雨为第一责任人的项目经理部，项目部配备施工员、质检

员、材料员、安全员、预算员、劳资员、技术员、资料员。施工管理组织机构如下

图所示：

9

项目经理:付向雨

技术负责人：李玉桥

工质物安合试技资

程量资全约验术料

部部部部部室部室

刘涛

黄瑞

施工队伍

3.2.2各岗位职责分工

层级层级名称权责分工

1.对工程的质量、工期、成本、环保、安全文明施工各项管理

一级项目经理工作全面负责。

2.协调项目部内外各部门、单位之间的关系。

1.主持开展项目部技术质量管理工作。

二级技术负责人2.负责工程造价管理工作。

3.指导安全员、材料员、质检员、资料员等开展工作。

合理安排施工生产，组织好现场劳力、机械的调度，安排好材

施工员料的周转使用，对施工班组进行检查、指导，发现问题及时处

理。

负责项目部的安全生产工作，协助项目经理贯彻上级安全生产

安全员

的指示和规定，并检查督促执行。

三级严格按照国家、行业和地方政府部门颁发的规范和标准，代表

质检员

公司内部质量监督部门行使监督检查职能。

造价员负责工程预结算的组织协调工作。

提供材料、设备及工具的使用计划，做好材料入场检验，保护

材料员

及材料使用、消耗情况统计。

资料员负责做好日常文书、工程档案的收集、积累和归纳工作。

四级施工队伍负责完成各施工段施工任务，到达施工要求。

3.3施工计划

3.3.1施工进度计划

依据工期要求，每段顶进区间15日内施工完成，工作井基坑回填与该井段区域

电力沟开挖同步进行。

10

3.3.2材料与设备计划

（1）工程量统计

名称规格数量单位

工作井4*6m9座

接收井3*5m12座

污水管道D800Ⅲ级“F”型钢承口钢筋混凝土管1194米

检查井矩形钢筋混凝土检查井25座

土方开挖/2800方

（2）材料计划

序号材料名称规格型号单位数量

1顶管用砼管DN800m1194

2水泥石屑3%m³2150

3拉森Ⅳ型钢板桩15米根120

4拉森Ⅳ型钢板桩12米根60

5围挡m10

6标志牌块10

7警示灯盏10

（3）设备计划

11

序号设备名称型号规格数量额定功率

1水井钻机SW-1001

2打桩机BY-VH-4501

3顶管机DH-1650122kw

4纠偏油顶JTB-32043.5kw

5液压站KDYE-1115kw

6激光经纬仪J21

7全站仪RTS-6321

8水准仪NL-321

9注浆泵1

10泥浆泵115kw

11挖掘机PC220型1

12长臂挖掘机1

13汽车吊25T1

14装载机ZLS30D1

15弯曲机WJ-201

16切断机CQ-401

17打夯机HW-202

18自卸汽车4

19电焊机2

20柴油发电机HC150G1150kw

21柴油发电机GF30130kw

22轴流鼓风机NO2.812kw

我项目计划从中建八局二公司吴家堡保障三项目现状变压器处接电，经调查，

该变压器负荷可满足施工需要。

3.3.3劳动力投入计划

根据本次投标工程实际情况：工期紧、难度大，为保证工程顺利完成，配备焊

接水平高的焊工班组和施工经验丰富的管工，确保工程保质保量按期完成。劳动配

备计划如下表：

工种准备阶段施工阶段竣工阶段

管理人员221

焊工22

12

工种准备阶段施工阶段竣工阶段

顶管工7

机械操作工111

电工221

吊装工3

机修工21

普工333

合计10227

3.4顶管方案设计

本工程顶管管道长度约1194米，共分11段进行顶进，支管因长度较短，采取

明挖施工。根据现场实际情况及设计文件，本工程拟设置工作井6座，接收井7

座，如图3.4-1。其中W8-W12段因临近保障三基坑，采取挤压式顶管，其余各段采

用泥水平衡顶管施工。顶管工作井及接收井采用钢板桩支护结构，工作井内尺寸

4*6m,接收井内尺寸3*5m。

图3.4-1工作井、接收井布置示意图

3.4支护方案设计

拟建工作井（接收井）基坑位置，基坑开挖深度约为5.08-8.08m；考虑场地工

程地质、水文条件、基坑周边环境及基坑开挖深度，依据有关技术标准，拟定对本

工程工作井（接收井）基坑边坡采用钢板桩+钢围檩支护形式。钢板桩采用小止口拉

森IV号钢板桩，桩长12-15m。钢围檩采用双拼45b工字钢。

工作井及接收井长边位置各设一口降水井（降水井井中心与工作井、接收井间距

100cm），每座工作井设置2座降水井，降水井井深15m，井径600mm。降水井井管采

用D400混凝土无砂管；底部抽水泵选型1.5KW，口径DN40,流量2L/S扬程28m，就

近排入附近雨水系统内。

13

图3.4-1深度7.5m以上基坑支护设计断面图

图3.4-1深度7.5m及以下基坑支护设计断面图

14

第四章施工工艺技术

4.1施工工艺流程

测量放线

降水井施工

泥浆池制作工作井、接收井制作

挡土止水墙

靠背墙浇筑

设备安装

机头进洞

下管接口注浆减阻

出泥浆及泥浆处置管道顶进

机头出洞测量纠偏

泥浆置换测量复核

设备拆除

支管施工及功能性

试验

基坑回填

验收

4.2主要施工技术措施

前期测量放线

项目部设立顶管测量小组，由1名项目部专职测量人员及2名专业施工队伍专

职测量人员组成。项目部专职测量人员负责交桩复核、基坑定位放线和高程控制及

顶进测量复核等工作；专业施工队专职测量人员负责顶进测量控制及原始顶进记录

工作。

顶管工程施工前需要完成以下测量工作：

15

①测量施工的准备

根据规范精度要求，配备符合要求的测量仪具（顶管施工测量所使用的仪器、

附件须及时送质检单位检验，做全面鉴定，并在使用过程中经常进行检查。）。进

行现场踏勘，理解设计图纸、文件，结合相应的技术规范与标准，依据业主交桩资

料，制定工程测量方案。

②交接桩及复核、控制点加密

开工前，要求建设单位组织交桩，所有交接控制点均须有完整的交接桩记录，

并要标明有关交接人员、交接日期及详细资料。交桩后，项目部立即组织交桩控制

点复核工作。复核过程中，如若发现导线、高程控制点成果不符合规范要求，及时

通知监理、建设单位，并要求重新交桩。

施工前根据施工需要进行控制点加密和联测工作。施工中采用复合导线来进行

控制测量，导线测量按《工程测量规范》要求进行施测，观测左角，测角中误差、

两半测回差、角度闭合差、坐标相对闭合差，且需达到规范要求精度范围内。采用

全站仪测边时，测距中误差±15mm，每站测四次，取其平均值，再取相邻两站(同一

边)的平均值，作为该边的边长。

β4

BD

β23

β5

β11S3S4

S2β3

S1C

A2

图1

水准测量按四等水准测量技术要求进行，闭合差≤±12√Lmm(L为水准路线

长，以Km计)。

导线点和水准点选在地势较高，通视条件好，方便安置仪器，不妨碍施工且能

够永久保留的的牢固地方。导线点和水准点布设加密完成后，测量成果及时上报监

理，得到监理工程师的批准签认后，方可作为以后施工和检测的依据。

③临时控制点

如果前期布设的导线点及水准点的位置受限，无法满足顶管工程需要。则根据

施工需求在工作坑和接收坑附近合理位置增加一定数量的临时控制点，以保证施工

正常进行，临时控制点布设时严格按照审批的工程测量方案及《工程测量规范》进

行。

导线临时控制点布设时，注意保证后期距离不小于200米。

16

④井平面数据计算、轴线及高程下引

管线轴线、井平面位置的测定采用坐标法及交汇法测定。根据设计图纸上的坐

标信息，采用CAD电子图纸提取法或者手算法计算出管线轴线坐标数据及工作/接收

定位坐标，然后利用全站仪测定出工作/接收井位置并进行复核报验。

测量示意图

井内轴线确定采用交汇法将控制点引至工作井及接收井下。置经纬仪至A点，

后视B点，作BA直线的延长线，并在工作井后部定出一点C。保证C、A、B在一条

轴线上，置经纬仪在C点上，后视A点，在工作井井壁上定出一点A，置激光经纬

仪基座于井下D点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于A点，后视B点，在激

光经纬仪器架上定出D点，D点同A，B点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪

于仪器架上，对中D点，后视A点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。

管线高程下引的方法为：用钢尺垂直悬挂，下系线锤至标准拉力，然后地面、

井下两台水准仪同时观测。钢尺提前进行尺长、温度两项改正。井下布设2～3个地

下起始高程控制点。

4.2.2地表和地下水控制

本工程工作井、接收井地表水控制采用坡顶砖砌挡水堰，地下水控制采用大口

径降水井。

①地表水控制——坡顶砖砌挡水坎

17

坡顶硬化和挡水墙示意图

本工程工作/接收井顶部四周采用10cmC15商砼进行坡顶硬化，硬化范围为坑

外侧2米以内。砼硬化施工前，原地表土进行整平夯实处理；硬化施工时，外侧1

米范围内制作1%的外倾坡度；砼硬化达到设计强度后，在距离坑边外侧1米的位置

采用M5.0水泥砂浆和MU10砖砌筑40cm高、24cm宽的挡水墙，墙体外漏部分采用

砂浆抹面。

②地下水控制——降水井

工作井及接收井长边位置各设一口降水井（降水井井中心与工作井、接收井间

距100cm），每座工作井设置2座降水井，降水井井深15m，井径600mm。降水井井

管采用D400混凝土无砂管；底部抽水泵选型1.5KW，口径DN40,流量2L/S扬程

28m，就近排入附近雨水系统内。

A降水井施工工艺流程

测放井位钻机就位钻进成孔清孔下井管

泥浆制备

降水洗井排浆填滤料

B施工要点

（a）钻机就位

吊移钻井设备时，必须安排专业持证（起重）人员作业且安排专人指挥。桩机

安装时做到三点一线，即钻杆中心、转盘中心、桩孔中心在同一铅垂线上，以保证

钻孔垂直度，转盘中心同桩孔中心位置偏差≤10mm。钻机安装必须平稳、牢固，钻

进中不得有位移，底座垫实，钻进过程中经常检查。设备安装就位之后，精心调

18

平，安装牢固，作业前先试运转，以防成孔或灌注中途发生机械故障。所有的机电

设备接线要安全可靠，位于运输道路上的电缆要埋设管道保护。

（b）泥浆制备

泥浆制备采用高塑性膨润土，膨润土泥浆按下表所列的性能指标进行制备。

表4.2.2-1制备泥浆的性能指标

项次项目性能指标检验方法

1比重1.1～1.15泥浆比重计

2黏度20～25s漏斗法

3含砂率＜6%——

4pH值7～9pH试纸

泥浆护壁符合下列规定:施工期间护筒内的泥浆面高出地下水位，在受水位涨落

影响时，泥浆面高出最高水位。

（c）钻进成孔

循环系统设置:根据场地的实际情况，对循环系统的设置进行合理布局，达到冲

洗液循环畅通、易于清除钻渣的要求。循环池容量不小于4m³，沉淀池容量不小于5

m³，以确保冲洗液正常循环。开孔钻进时先轻压、慢钻并控制泵量，进入正常工作

状态后，逐渐加大转速和钻压。钻孔作业要连续进行，因故停钻时，将钻头提离孔

底5m以上以防止坍孔埋钻。

钻进过程中，注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法。在硬粘土

中钻进时，用一档转速，放松起吊钢丝绳，自由进尺；在普通粘土、砂粘土中钻进

时，可用二档、三档转速，自由进尺；遇地下水丰富容易坍孔的粉砂土，用低档慢

速钻进，减少钻头对粉砂土的搅动，同时加大泥浆比重和提高水头，以加强护壁防

止塌孔。

钻孔时，必须采取减压钻进，即使孔底承受的钻压不超出钻锥重力和压重块重

力之和扣除浮力后的80%，以保证钻杆维持竖直状态，从而使钻头竖直平稳旋转，

避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。

达到设计孔深后及时清孔提钻，清孔时先将钻头提离孔底15-20cm，输入泥浆

循环清孔，并控制泥浆比重，调节泥浆性能——以所换新鲜泥浆达到孔内泥浆含砂

量逐渐减少至稳定不沉淀为度。

（d）下管

下管采用悬吊式托盘下管法，管筒在砂层段用纱网包封严密，以防涌砂。在下

滤水管先下沉淀管（砼实壁管），然后再下砼滤水管，上下管之间用竹皮（细竹

19

子）铁丝绑扎连接。下管时，把管中心对准钻孔中心。下泵用麻（或棕）绳吊装在

井内，下到设计深度，并在井口绑牢。

（e）填滤料

下管结束后，立即在管壁与孔壁之间填滤料，回填时慢慢从四周填入，并用钢

筋捣实，防止中间出现漏空现象。

（f）洗井

采用排污泵或清水泵洗井，洗井标准以井内抽出的水清沏为准，且洗井时间不

小于4小时。

（g）集水管

基坑周边铺设主干集水管（Φ＝100mm），将各井抽出的水汇入排水指定地点。

主干集水管的坡度（坡向指定地点）为5‰左右，管道连结牢固、严密，防止漏

水，以免影响边坡稳定性。

（h）监测、维护

利用降水井进行地下水位观测，降水初期每天观测1～2次。降水期间必须保证

降水井点的完好，对降水井进行定期检查和维护，发现问题及时处理，确保基坑施

工安全。降水期间，禁止向管井内投放异物，避免影响抽水效果，并将管井口进行

绑扎封闭，保证地面人员安全。降水工作结束后，对全部降水井采用碎石进行回

填。

（3）沉淀池、泥浆池制作

本顶管工程，考虑周边环境及造价因素，泥浆处置采用分仓式储水池进行泥水

自然沉淀及分离。具体做法为：于地面开挖2米深基槽，基槽内砌筑分离式砖砌体

结构的沉淀池与泥浆池，尺寸为6m*18m*1.5m,四周采用砖砌37cm墙，底板采用

15cmC15素砼底板（每层宽出砖墙外侧边10cm）；池外侧每隔3.5米处砌筑一道加

固墙，加固墙宽度为50cm，与泥浆池外墙成30°砌筑；泥浆池与沉淀池分界处用砖

砌24cm墙，墙顶留两个30cm*50cm洞，使沉淀池内的泥浆溢到泥浆池内，泥浆可以

循环施工。砖砌泥水分离仓具体尺寸详见下图：

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图4.2.2-1沉淀池和泥浆池平面图和剖面图

4.2.3钢板桩施工

1）钢板桩施工的一般要求

①U型钢板桩由供方技术监督部门检查和验收，长度为12m、15m。

②钢板桩强垂直度允许偏差为1/150；沿基坑轴线方向墙面左右允许偏差为

300mm。

③钢板桩桩底标高允许偏差为500mm。

④外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形

状等内容。检查中要注意：

对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；有割孔、断面缺损的应予以补强；

若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。

原则上要对全部钢板桩进行外观检查，对不符合要求的钢板桩需进行矫正

2）钢板桩施工的顺序

钢板桩准备→板桩打设→偏差纠正→拔桩。

3）板桩的检验、吊装、堆放

①板桩的检验

对板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的板桩进行矫正，以减

少打桩过程中的困难。

外观检验：包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和

锁口形状等项内容。

②钢板桩吊运

装卸板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的板桩根数不宜过多，注意保护锁

口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单

根吊运常用专用的吊具。

③板桩堆放：板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平

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坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：

堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便；

板桩要按型号、规格、长度分别堆放，并在堆放处设置标牌说明；

板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间

距。一般为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2

米。

4）钢板桩施打

①钢板桩采用静压植桩机进行钢板桩的施打，打设困难时再考滤采用振动沉

桩。在距离建筑物较远的部位采用振动沉桩；在距离建筑物较近，采用振动沉桩极

易对周边建筑物造成破坏的部位则采用静压植桩。

②施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线。

打桩前，对板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的普通板桩，不合格者待

修整后才可使用。

③打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。

④在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐

方法调正时，拔起重打。

⑤钢板桩施打采用屏风式打入法施工。屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭

转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将10-20根钢板

桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。通常将屏风墙两端的一组钢板桩

打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间

按顺序分1/3或1/2板桩高度打入。屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺

序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。施打顺序对板桩垂直度、位移、

轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。因此，施打顺序是板桩施

工工艺的关键之一。其选择原则是：当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时，应

采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打；当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，

可采用往复顺序施打；当板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。总之，施工中应

根据具体情况变化施打顺序，采用一种或多种施打顺序，逐步将板桩打至设计标

高，一次打入的深度一般为0.5-3米。

⑥密扣且保证开挖后入土不小于2米，保证钢板桩顺利合拢；特别是工作井的

四个角要使用转角钢板桩，若没有此类钢板桩，则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施

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密封。

⑦打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专

人进行检查桩体。

5）钢板桩的拔除

基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩

方法顺序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多

会引起地面沉降和位移，会给己施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑

物、构筑物或底下管线的安全。设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、

灌砂措施。

①拔桩方法

本工程拔桩采用振动锤拔桩：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢

板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。

②拔桩时应注意事项

拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据

沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时

相反。

振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边

振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100－300mm，再与振动锤交替振

打、振拔。有时，为及时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比基础底板略高时暂停

引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。

起重机应随振动锤的启动而逐渐加荷，起吊力一般略小于减振器弹簧的压缩极

限。

供振动锤使用的电源为振动锤本身额定功率的1.2-2.0倍。

对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连

续不超过1.5h。

拔桩与监测同步进行，对基坑及周边建筑物进行沉降及位移观测，及时整理和

对比数据，一旦发现超过报警值，立刻停止施工。

钢板桩拔除前周边构筑物及工作井、接收井附近地表的沉降及位移应已经稳定

不再有变化，钢板桩拔除前、过程中以及拔桩后将会每天都对现场进行监测，随时

比对数据，提前采取预防措施。

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6）钢板桩土孔处理

对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填采用材料为3%水泥石屑。

7）特殊情况处理措施

①打桩受阻问题：在打桩过程中阻力过大，不易贯入。

原因：遇较大障碍物时，在砂层或砂砾层中停桩，钢板桩连接锁口锈蚀、变

形。

预防措施：

对地质情况作详细分析，确定钢板桩贯入深度范围内的地质情况。

打桩前对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀和严重变形的钢板桩，并在锁口

内涂油脂。

如遇混凝土块等较大障碍物钢板桩不能施工的，则3米长、3米宽采用回字型

施工法，遇障碍打不下时则用长臂挖机掏挖，钢板桩边打边挖，直至打入钢板桩深

度。

②桩身倾斜现象

原因：在打钢板桩时，由于连接锁口处的阻力大于钢板桩周围的阻力，板桩行

进方向对钢板桩的贯入阻力小，钢板桩头部便向阻力小的方向位移。

预防措施：

施工过程中用仪器随时检查、控制、纠正钢板桩的垂直度。

发生倾斜逐步纠正用钢丝绳拉住桩身，边打边拉。

③桩身扭转问题

原因：钢板桩锁口是铰接的，在下插和锤击作用下会产生位移和扭转，并牵动

相邻已打入钢板桩的位置，使中心轴线成为折线形。

预防措施：

在打桩行进方向用卡板锁住钢板桩的前锁口。

利用好导架，保证垂直度。

桩身扭转严重时，可将扭转部分的钢板桩拔出，采用上述处理措施后，重新打

桩。

4.2.4设备安装

为优化钢板桩支护结构受力，同时保证后背墙与顶进方向垂直，该工作井内需

施工后背墙和底板。底板采用C15素混凝土，厚度20cm。基坑开挖完成后立即浇筑

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底板，减少基础暴露时间。设备安装前，先使用激光经纬仪精确确定顶进方向，根

据顶进放线支设靠背墙模板，确保靠背墙垂直于顶进方向。靠背墙材料为C30素混

凝土。待一侧污水管顶进完成后，管口采用碎砖封堵，后支设模板并浇筑C30素混

凝土。浇筑完混凝土后立即采用垂球检查墙体垂直度以及用全站仪确认墙体的线

形，确保后背墙与顶进轴线垂直。

顶管设备安装主要包括基座、千斤顶、导轨、顶管机、控制室、注浆泵、油压

泵、发电机、管路、线路等。

坑内主要设备安装顺序为基座→导轨→千斤顶→顶管机；坑顶主要设备安装顺

序为动力系统→控制室→注浆泵→发电机；最后进行油路、管路、电路安装和调

试。所有设备安装完成后必须进行试运行及调试。

①设备整体平面布置图

②基座及导轨安装

轨枕和导轨采用钢制整体式结构，采用两根工字钢焊接在工字钢轨枕上制成，

导轨面标高与管内底的标高相等。轨枕下方加设垫铁（间距1m），保证基座安装高

度可调，调节至要求高度后，将垫铁、底板预埋铁、轨枕进行焊接连接。

导轨制作时轨道之间的宽度B根据下列公式计算：

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BD0D

式中：B——基坑导轨两轨之间的宽度，m；

D0——顶进管道外径，m；

D0——顶进管道内径，m。

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图4.2-3导轨示意图

导轨及枕铁的安装时须注意以下问题：

A基座下的垫铁间距均匀符合方案设计，铺设纵坡与管道纵坡一致；

B两根导轨安装直顺、平行、等高、牢固，纵坡与管道设计坡度一致；

C导轨、高程及内距控制偏差为±2mm；中心线控制偏差为3mm，顶面高程控制

偏差为0～＋3mm。

③千斤顶、机头及顶铁安装

顶进系统采用4台200t、单次最大顶程3m的等推力液压千斤顶，能提供最大

800t的顶进力和满足2m单节管道不间断顶进。顶管机采用D800泥水平衡顶管掘进

机，外径975mm；顶铁采用U型铁；吊装前，机头作一次安装调试，油管安装前进

行清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统保持干燥，机头运转调试各部分动作

正常，液压系统无泄漏，确定运转正常后采用25t吊车进行吊装，起吊时保证平

稳、缓慢、避免任何冲击和碰撞。吊装完成后检验顶铁是否滑移平顺无阻碍，否则

查明阻滞原因并重新安装调试；顶铁后期施工期间，与砼管管口间加设木板缓冲

垫，以防因顶力传递过快损坏管口。

千斤顶安装示意图如下：

图4.2-4千斤顶安装示意图

千斤顶的安装时注意以下问题：

A千斤顶固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道中

心的垂直线上；

B当千斤顶多于一台时，取偶数，规格相同，行程同步，每台千斤顶的使用压

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力不大于其额定工作压力，千斤顶伸出的最大行程小于油缸行程10cm左右。

C千斤顶的油路并联，每台千斤顶有进油、退油的控制系统。

④地面设备及油电路安装

地面设备安装按照平面布置图进行吊装，以确保现场整洁、有序。电路系统安

装时所有地面敷线均沿无车辆通行位置埋地设置，埋地深度不小于50cm，且保证线

路无破损、老旧。油路系统安装时，采用与千斤顶对应的油压泵，且现场备用一套

油压泵，高压油管连接安装时，保证平直无拐角错乱交叉现象；油路系统安装完成

后试运行，检测耐压是否满足要求以及有无漏油现象。

⑤注浆系统安装

为确保本工程的顶管外壁能形成良好的泥浆润滑套，共设置二根总管，二套管

路系统。一根专门用于掘进机尾部的同步注浆，另一根用于补浆。

本顶管施工用的膨润土触变泥浆，是在地面压浆站配制后，通过二台液压注浆

泵压入二根输浆总管，一根总管压注到机头后的储浆箱内，再由螺杆泵把储浆箱内

的浆液压入掘进机尾部的同步注浆口。另一根总管压注到管节上设置的环形分管的

各个注浆孔，不断补充管外壁渗透到土层中的泥浆，以便形成管节外围完整泥浆

套。膨润土泥浆搅拌时间必须大于30分钟，经过充分搅拌的泥浆抽入储浆箱进行发

酵，发酵时间大于6小时，再通过液压注浆泵压入管内，在膨润土泥浆压入以前，

对储浆箱内径发酵的泥浆再一次搅拌，以减少压浆管道的阻尼。注浆泵站由单缸液

压注浆泵和液压动力站组成，输浆总管由φ2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φ25高压软管。

⑥泥浆系统安装

泥水系统选用扬程30m的二台渣浆泵。一台放在地面上为送泥泵，另一台放在

基坑下为排泥泵。进排泥管路采用无缝钢管，管节接头为卡箍式活络接头。基坑内

设有旁通装置等。泥水系统采用Telemole管路系统，顶进施工中分为四个状态：停

止状态、旁路状态、掘进状态及逆洗状态。

⑦测量设备安装

工作井内测量仪器的基座安装在独立的固定基座上（不能安在易受顶进反力产

生变形或位移的基础上），以减少重复移动和调整次数；使用激光经纬仪或激光指

向仪与安装在顶管机内的激光目标靶共同组成方位误差测量系统，对顶进的高程的

轴线误差进行全过程的监控。

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4.2.5下管及接管

①管材选用、运输及下管方式

根据图纸要求，本次施工中管材采用Ⅲ级“F”型钢承口钢筋混凝土管（管道强

度验算详见计算书），管材外径980mm，内径800mm，2m/节。管节由25T吊车卸到

工作坑附近指定位置处，再由吊车将地面管节吊运至顶管工作坑内。

图4.2-5顶管管道接口示意图

管材入井前提前在管道上制作注浆孔。每根管的管端钻设3个34mm的穿透孔，

沿圆周上120度布置；穿透孔内插10cm长1寸镀锌钢管（外露3cm），并采用高强

度防水结构胶粘合，镀锌钢管外露段刻丝以备同注浆管路连接，并提前试验耐压和

有无泄漏情况。

②管材验收

选用优良管材并处理好管子接口对顶管施工是十分重要的。对于成套管材，按

《给排水管道工程施工及验收规范》6.7.3条对管材作现场检查验收，如发现不合

格品坚决予以退回。

下井接管前检查管道橡胶圈和衬垫板完好情况，如出现掉落现象，采用硅胶粘

牢后在对接，对接时缓慢轻放，保证接管时橡胶圈不移位，不翻转，不露出管外。

4.2.6管道顶进

管道顶进分为进洞门、初始顶进、正常顶进及顶进过程中的测量纠偏和注浆减

阻、出洞门。管道开始顶进前，作一次全面的检查，确保各部位及设备正常后开始

进行管道顶进。

①进洞门

将顶管机缓慢顶进龙门口挡土墙的预留洞内，机头入洞阶段速度控制在3～

5mm/min。

②初始顶进

启动机头刀盘，用主顶油缸徐徐把顶管机推入土中；待刀盘全部进洞后，调整

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橡胶止水圈位置，使其完全封闭地下水。刀盘入土时，调整电视监控屏上土压表的

显示的压力数值，使之保持在设定的压力值范围内，控制顶进速度在10～

20mm/min，以防速度过快吃阻过大引起顶管机壳体旋转；机头入土后，顶入第一、

二、三根砼管时，新下管同前管（第一根和机头管作刚性连接）作刚性连接，形成

一个整体，便于控制初期顶进机头顶进的高程和中线及防止出洞时机头出现扣头或

上仰现象。首节管测量在第一节管道上轨后，对其中心线和高程进行测量复核，确

认无误后方可进行顶管作业；初始顶进时，每顶进300mm进行一次测量复核，测量

其中心线和高程，是否