阳上35kV线路入地工程下穿西六环工程段顶管工程安全专题施工方案

阳上35kV线路入地工程

下穿西六环工程段

顶管工程安全专题施工方案

北京市利达超强电力安装有责任限企业

2023年6月

审批:年—月0

审核:一年一月一日

编写:一年月日

目录

第一章,编制根据............................错误!未定义书签。

1.1施工图及设计阐明书...................错误!未定义书签。

1.2现行有关规范.........................错误!未定义书签。

1.3现场考察及本工程地质勘探资料.........错误!未定义书签。

1.4本工程施工组织设计...................错误!未定义书签。

第二章.工程概况............................错误!未定义书签。

2.1工程简介.............................错误!未定义书签。

2.2顶管工程概况.......................错误!未定义书签。

2.2工程地质及水文地质条件...............错误!未定义书签。

2.3构造形式设计.........................错误!未定义书签。

2.8施工总体布署.........................错误!未定义书签。

第二章.重要施T措施和施TT艺...............错误!未定义书签.

3.1施工测量.............................错误!未定义书签。

3.2工作井施工（以5X8m竖井为例）.........错误!未定义书签。

3.3顶管施工重要措施...................错误!未定义书签。

第四章.穿越地下管线及道路保护措施..........错误!未定义书签。

4.1受地层变形影响管线的保护措施.......错误!未定义书签。

4.2穿越西六环道路技术措施...............错误!未定义书签。

第五章.监控量测............................错误!未定义书签。

5.1监控量测目的.........................错误!未定义书签。

5.2监控对象及监控手段...................错误!未定义书签。

5.3巡视检查项目及措施...................错误!未定义书签。

5.4仪器监控量测项目及措施...............错误!未定义书签。

5.5监控量测管理及信息反馈...............错误!未定义书签。

第六章.施工安全保障措施.....................错误!未定义书签。

6.1组织保障.............................错误!未定义书签。

6.2重要施工工序的安全技术措施...........错误!未定义书签。

6.3安全应急救援预案.....................错误!未定义书签。

6.4安全应急物资.........................错误!未定义书签。

6.5预约急救医院.........................错误!未定义书签。

第七章.质量保证措施.........................错误!未定义书签。

7.1质量保证体系及组织机构...............错误!未定义书签。

7.2施T质量控制程序.....................错误!未定义书签.

7.3质量保证技术组织措施.................错误!未定义书签。

7.4重要工序专题质量保证的技术措施.......错误!未定义书签。

第八章、雨季施工措施.........................错误!未定义书签。

第一章.编制根据

1.1施工图及设计阐明书

1.2现行有关规范

序号原则、规范、规程名称颁布部门及时间

1市政工程质量检查评估原则CJJ1-90

2给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2023

3给水排水构筑物工程施工及验收规范GB50141-2023

4混凝土模块式排水检查井YBJ-PS06-2023

5混凝土和钢筋混凝土排水管GB/T11836-2023

6地铁工程监控量测技术规程DB11/490-2023

7给水排水工程顶管技术规程CECS246-2023

8混凝土构造工程施工质量验收规范GB50204-2023

9建设工程施工现场供用电安全规范GB50194-93

10测量规范GB50026-2023

11建筑基坑支护技术规程DB11/489-2023

12建筑基坑监测技术规范GB50497-2023

13建筑机械使用安全技术规程JGJ33-2023

1.3现场考察及本工程地质勘探资料

1.4本工程施工组织设计

第二章.工程概况

2.1工程简介

新建排管（顶管）起点位于温阳路与沙阳路交叉路口西北角日勺拟建电

缆终端塔，排管（顶管）向南穿越沙阳路后折向东，后沿沙阳路南红线北

侧2.0m向东穿越西六环，后沿沙阳路南红线南侧7.0m继续向东，穿越前

章村支沟至现实状况电缆隧道甩口南侧后向北穿越沙阳路，与现实状况电

缆隧道甩口相接。

工程名称：阳上35kV线路入地（阅兵村环境整改项目）工程

建设单位：国网北京市电力企业昌平供电企业

设计单位：北京电力经济技术研究院

监理单位：北京吉盛安电力工程征询有限企业

施工单位：北京市利达超强电力安装有限责任企业

2.2顶管工程概况

采用顶管工艺敷设管段有：本标段顶管长约480米，穿越六环主路段

157m,辅路80nb竖井合计4座（其中5.0X8.0m竖井2座、3.0X6.0m竖

井2座）；设计断面D=1000mm。

2.2工程地质及水文地质条件

2.2.1土层概况

根据现场勘察汇报显示：勘察深度（最大20.00m）范围内的土层划分

为人工堆积土、新近沉积层和一般第四纪沉积层三大类，并按岩土及工程

特性深入划分为5个大层。

场地地层自上而下描述如下：

1）表面为人工堆积层。粘质粉土、砂质粉土素填土①层和杂填土①1

层。

2）人工堆积层，包括粘质粉土、砂质粉土②、粉质粘土②1层、粉砂

②2层。

本段重要位于粘质粉土、砂质粉土③层。

2.2.2地下水状况

本次勘察期间实测地下水位到3层地下水。

第1层类型为上层滞水，稳定水位标高：46.47〜48.71m（埋深1.70〜

2.00m）,重要含水层为粘质粉土、砂质粉土素填土①层、杂填土①1层；

该层地下水分布不持续、仅在第二处、第三处地表水地段附近的钻孔中有

所揭发，受周围地表水影响严重。

第2层地下水的类型为层间潜水，稳定水位标高：41.03〜48.40m（埋

深3.10-8.50m）,重要含水层为粘质粉土、砂质粉土②层、粘质粉土、

粘质粉土③、粉砂细砂③1层。

第3层地下水的类型为层间潜水，稳定水位为标高：37.91m-41.75m

（埋深11.30〜13.00m）,重要含水层为粘质粉土④1。

本工程重要受第2层地下水层间潜水日勺影响，施工前需要进行降水作业。

2.3构造形式设计

2.3.1顶管工作并构造形式设计

采用倒挂井壁法施工，井壁厚400nlmm、底板300nlm厚采用C20喷射混

凝土+钢格栅。工作井口设300mmX500mm出JC40现浇钢筋混凝土锁口圈梁。

为保证始发井与接受井在开洞处附近的土体稳定，顶管进、出洞处竖

井侧壁后2m范围内土体需注浆加固，为保证始发井后背梁后方土体可以承

担足够的顶管顶力，始发井后背梁后方土体3m范围内进行注浆加固，采用

竖井内侧壁注浆加固方式，注浆浆液为纯水泥浆液，水灰比为1:1,注浆

压力不不小于0.5MPa,注浆后H勺土体无侧限抗压强度不不不小于0.8MPa。

圆形井壁开挖时须进行超前小导管注浆，小导管长度为2m,水平倾角

10°〜15°,隔根打设，水平间距500m,梅花形布置，浆液采用纯水泥浆，

水灰比为1:1,注浆压力不不小于0.5MPa。

所有工作井均为临时支护，只设初期支护，施工前需核算工作井与否

进入地下水范围，如已进入地下水范围，则施工过程中应采用有效日勺止水

措施，保证工作井无水施工，详细措施为工作井开挖时采用竖井侧壁周圈

超前注浆止水及井底注浆。注浆材料采用水泥水玻璃双液浆，工作井注浆

范围为从潜水水位标高以上0.5m开始，工作井侧壁外及井底如下2.Omo

小导管长度为3.5m,梅花型布置，水平倾角10°〜15°,隔桶打设，注浆压

力不不小于0.5MPa。

2.3.2管材设计

管材顶进法施工的管段，采用特制钢筋混凝土钢承口管（III级）：特

制顶管除配筋增大外，管节外形规格、承口钢环的制作与防腐、橡胶圈等

日勺规定同常规钢筋混凝土钢承插口（III级）级管。详细做法为：将D=1000mm

钢筋混凝土钢承口管的内侧环筋加密为32根①8、内外纵筋为30根中7,

壁厚为160mm。上述特制管日勺混凝土标号为C50、S8,环筋钢筋保护层为

20mmo

2.3.3检查井设计

检查并选自《混凝土检查井YBJ-PS-2023》，管道覆土6〜7.5检查井

盖板、侧墙和底板厚度增厚50nm1,钢筋直径均加粗41nll1；管道覆土7.5〜

8.5检查井盖板、侧墙和底板厚度增厚100mm,钢筋直径加粗4mm；管道覆

+8.5〜10.5日勺检查井盖板、侧墙和底板厚度增厚150mm,钢筋直径加粗

6mm。检查井踏步采用球墨铸铁踏步，检查井垫层混凝土标号为C15,所有

检查井底板、侧壁和盖板混凝土强度等级改为C30。

2.4施工总体布署

2.4.1施工布署H勺原则

根据本工程的项目构成内容、现场施工环境及工期、质量目H勺，工程

实行应按如下原则组织布署：贯彻建设精品的方针，实行更高的技术和质

量原则，愈加规范化、原则化的安全生产、文明施工、交通导流及环境保

护措施，质量目的到达合格，实现精品工程目日勺。

项目部组织机构

项目经理在企业的支持下组建一种精干的项目部，按照《建设工程项

目管理规范》规定，采用矩阵式项目管理机构，对本工程进行组织管理。

项目经理部以项目经理为关键，下设生产经理、项目总工、施工员、

测量员、技术员、质量员、安全员、资料员，对本工程全面实行项目管理。

为便于管理，保证工程质量、安全和进度，在项目部下设各专业施工

班组。施工队分工明确，责任到人，保证工程顺利完毕。

2.4.3项目经理部组织机构图：

E口以TE

OII4XIIHTPS匚1MT

技术员质检员安全员资料员

士.、“，立&TrlrZfU

2.4.4施工平面布置

2.4.4.1布置原则

(1)根据工程特点及施工条件合理布置，统筹规划，安排好为工程服

务的多种临时设施，做到技术可靠、规模适中、T•扰较小，满足工程施工

日勺需要。

（2）施工总布置方案应遵照因地制宜、有利生产、以便生活、易于管

理、安全可靠、经济合理日勺原则，经全面系统比较论证后选定。

（3）根据施工需要，分阶段逐渐形成，注意作好前后衔接，尽量防止

后阶段拆迁。

（4）所有施工生产设施、辅助企业及施工道路均按招标文献规定，结

合现场考察信息，在指定的施工场地和征地范围内进行规划布置。

（5）临建设施H勺规模和容量根据施工总进度及施工强度的需要进行规

划设计。在满足施工规定的前提下，尽量做到精简实用。

（6）所有临建设施采用相对集中、靠近施工场地的方式布置并尽量沿

公路边布置，力争紧凑、合理、管理集中、调试灵活、以便使用。

（7）多种临设、生产营地及施工场地均按有关规范规定配置足够的环

境保护及消防安全设施c

（8）充足运用既有荒地、少占耕地。砂石料系统及部分施工辅助企业

等可布置在通过平整的弃渣场地。

2.4.4.2施工准备

（1）施工前的现场准备工作，包括清理障碍、平整场地、修建暂设工

程、调查确定施工运送路线、铺设临时供水供电线路、组织材料和机具进

场等。这些工作的贯彻有良好的平面布置进行统一规划，都应根据施工平

面图口勺布署逐一检点贯彻，才能不误施工。

（2）本工程为地下顶管施工工程，顶管坑施工占地红线设置2m高钢

制围挡。规定围挡安放整洁、结实、具有抗风能力。

(3)同步考虑好节水、节电、修建临时厨厕及其卫生管理等，并设专

人进行管理，以使施工现场清洁卫生，文明施工。

2.4.5施工进度计划

(1)工程工期：计划动工日期为2015年6月1日

计划竣工日期为2015年7月15日

工期为45日历天

(2)工期目的：积极与业主、设计及各有关单位配合，尽快办理交通

导行、占掘路、占用河道、拆迁征地等前期手续，排除一切干扰，力保按

期竣工。

2.4.6工程资源配置

(1)工程重要材料配置

施T需用材料可以便运至现场°商品混凝十、管材和构件等重要材料

在符合业主和监理规定的前提下，采用招标形式确定中标的厂家的生产能

力，可满足本工程的需求。

(2)工程重要机械配置表

重要施工机械配置表

序号名称规格型号数量：

1顶管机NPD1000泥水平衡式2

3注浆设备套2

4空气压缩机(低噪音)台4

5吊车50t1

6吊车25t1

7千斤顶200t6

8钢筋等曲机Q401

14钢筋切断机JL402

15电焊机500A4

16水泵3KW40

17白卸汽车斯太尔5

18洒水车解放水车1辆

19发电机2台

(3)人力配置

根据本工程日勺工程量和进度安排以及配置的机械设备，并结合我司在

类似工程施工中积累的经验，通过度析测算，拟投入总劳动力168人。详

细如下表:

序号工种数量备注

1项目部管理人员10

2顶管技工2

3机械工2

4电工2

5电焊工2

6钢筋工8

7管道工10

8壮工30

9混凝土工20

10模板工20

合计102人

分工种劳动力投入表

第三章.重要施工措施和施工工艺

3.1施工测量

测量控制

本工程导线量测采用全站仪及经纬仪的坐标控制测量，工程定测线位

采用n级导线点控制，对业主委托勘测单位所交付的基线桩、导线桩和水

准点，及有关测量资料进行复核验算并定线标识，做好记录。对控制桩和

水准点进行围护，保留至工程结束。

建立地面控制网

本工程采用拓普康GTS-311S型全站仪进行坐标定位、建立地面控制

网。并根据工程施工的需要布设加密控制桩和临时水准点。加密点选在稳

固、可靠的位置。加密控制点的施测采用附合导线测量措施。

在施工过程中定期对控制点、水准点和加密点进行复测校核，保证点位

的精确和施工精度。

加强与相接构造线位的测量复核，交点坐标互相交叉验算，保证新建

与旧构造的整体线位精确一致。

施工测量

1)工作井测量

(1)工作井采用全站仪坐标定位，竖井控制桩纳入地面控制网内。

(2)工作井开挖采用直接丈量法进行几何尺寸放线。

(3)在每个工作并附近位置设临时水准点控制桩，形成地面闭合口勺水

准点网，以保证施工测量的需要。

2)地下控制测量

(1)通过工作井传递方向和坐标，采用三角形联络测量法。

(2)经由工作井传递高程，采用重锤悬尺导入法。

(3)在工作井内壁上设4个轴线测量基傕点，在混凝土底板上设2个

高程观测基准点。

(4)在工作井下建立观测台，使用激光经纬仪，机手按照激光指向操

纵机械顶进。

(5)每顶进一节管，对激光进行校核，并检查高程、水平偏差。

对控制桩的保护措施

(1)控制桩其四面采用有醒目H勺警示防护栏围挡，在施工中应随时检

查校核。

(2)在施工过程中定期对控制点、水准点和加密点进行复测校核，保

证点位口勺精确和施工精度。若发现不稳固、被移动或测量精度不符合规定,

及时上报监理工程师，并及时采用加固、补测或重新校测的措施，以防止

发生质量问题。

3.2工作井施工(5X8m始发竖井为例)

竖井施工措施

1)工作井均为临时支护，只设初期支护，支护形式为：钢根架+钢筋

网+喷射混凝土支护，采用倒挂井壁法施工，井壁及底板厚均为300mm。

2）井口设1000mmX600mm日勺C40现浇钢筋混凝土锁口圈梁，圈梁上设

240mm厚砖墙，高于地表500mm0

3）圆形井壁开挖时须进行超前小导管注浆，小导管长度为2nl，水平

倾角10°〜15°,隔板打设，水平间距500m,梅花形布置，浆液采用纯水泥

浆,水灰比为1:1,注浆压力不不小于65MPa。

4）方形竖井四角，设置水平临时钢支撑，临时钢支撑采用HW250X250

X9X14,距角2.5m,沿竖向钢格栅隔楹设一道，最终一道钢支撑应位于

紧邻设计管顶上方的一根钢格栅处，距管顶不应超过600mm。

5）竖井钢格栅耦距0.5m,封底钢格栅根距0.5m。竖井底板钢棉架、

连接筋与竖井侧壁拱架焊接牢固，如进入地下水范围，采用C30混凝土封

底。

6）如已进入地下水范围，采用竖井侧壁周圈超前注浆止水及井底注浆

止水措施°注浆材料采用水泥水玻璃双液浆0

7）钢榴架竖向连接钢筋中25间距1m,搭接长度＞0.2m,沿板架内外

主筋梅花形交错放置。网片规格：*6X0.15mX0.15m,搭接不少于一种网

格。

8）喷射混凝土强度等级为C20,采用一般硅酸盐水泥，喷射混凝土中

的石子粒径不不小于16mm。

竖井剖面图

竖井施工工艺流程

测量放线

V

圈梁部位土方开挖喷射C20混凝土

V

砌砖护壁井壁分层封闭至底板

圈梁施工爬梯安装

V

按0.6m分层对角开挖土方开河门部收预处理

V

挂网片、焊连接筋封闭啜井底板

竖井初衬施工工艺流程图

竖井施工措施（以6X8m竖井为例）

方竖井圈梁示意图

.1圈梁部位施工

首先按图尺寸放线，布置好竖井地面沉降观测点并注意保护，然后在

锁口圈开挖范围内挖十字探坑，探明开挖范围内的地下管线，根据施工方

案做好管线保护，搭好井口临时防护栏挂好密目网，准备好防水、防塌方

等应急物质，最终采用人工将锁口圈部分土方所有挖出清理洁净。

锁口圈基坑开挖后，绑扎锁口圈钢筋。锁口圈梁规格1000X600mni,

内设420主筋22根,连环箍筋010间距200mm。

锁口圈钢筋所有完毕后，向井身初衬部位预插中25连接筋，措施是向

下将预留钢筋钉入土内，保证连接筋在圈梁内锚固不不不小于800mm,保

证在圈梁如下钉入土内不不不小于200mmo

钢筋验收合格支搭模板，做好支撑。在支搭模板的同步将下井用钢梯、

管线架等预埋件安好，之后浇注锁口圈C40混凝土，并振捣密实。

锁口圈混凝土浇注完毕，砌挡土墙，挡土墙高L5m,厚度0.24m,高

于地面0.5nl作为挡水墙。

搭设工作井口正式防护栏杆，防护栏杆采用①48X3.5钢管焊接而成,

设上、下两道栏杆，上栏杆离地高度L2m,下栏杆离地高度0.5〜0.6m；

栏杆柱间距不不小于2m,与挡土墙顶预埋件焊接牢固；竖井口砌0.5m高

日勺挡水墙即可作挡脚板。防护栏杆外安全立网，防护栏图见下:

挡水墙高0.5m

初衬结构圈梁

竖井防护栏示意图

.2工作井土方开挖

1）工作井土方使用人工开挖，开挖方式为：分层对角开挖。

2）每循环开挖深度0.5m,对角分层开挖，待支立分段钢棉架和喷射

混凝土结束后，再开挖此外对角土方，逐渐封闭成环，逐层封闭直至井底。

开挖土方严格按照构造外缘线开挖，严禁超挖。

3）工作井周围严禁超堆荷载。

4）工作井土方保证开挖一段、封闭一段，然再施工下一循环。

5）发生异常状况时，应立即停止挖土，并应立即查清原因，待采用对

应措施后，方可继续开挖施工。

6）T作井开挖时，对平而捽制棉、水准点、竖井平面位置、水平标高、

竖井侧壁等进行常常性复测检查。

7）开挖过程中设专职安全员旁站观测，竖井周围、施工区域内运送车

辆与否按规定路线行走；竖井壁有无渗水、漏水；初衬井壁有无裂缝等。

发现问题立即停止施工，上报采用防护加固措施检查安全后方可施工。

8）除工作井周围砌500nlm高挡水墙外。地表硬化并构筑排水沟，以防

止地表水向地下渗透。随层开挖在槽底放置高扬程水泵，必要时把渗漏水

及时强制排出，防止在竖井底内长期积聚。

9）开挖过程中，严禁超挖严禁扰动基底原状土，竖井究竟后及时封闭

底板，减少地基土暴露时间。

竖井分层对角开挖示意图一竖井分层对角开挖示意图二

.3竖井网构钢棍架（以5X8m始发井为例）

设计图一原材料定货及进场检查一竖井钢板架制作（加工厂内制作）

1）竖井钢根架根距0.5m,每个根距H勺工序包括挂网片、安顿钢板架、

焊连接筋、安装钢支撑、喷射C20碎封闭成环。

2）钢根架由4根中25受力筋，其间用①14“之”字、“U”形加强筋

焊接而成°由干竖井尺寸较大，钢板架由10个制作段构成°各段之间用连

接钢板加4套M20螺栓连接。安装每段钢棍架时，应严格控制其水平高程,

其误差不不小于5mm，保证整个网构钢架闭合后在一种水平面上，以加强

构造日勺整体性。同步上下网构钢筋连接，在同一断面内不得超过50机

N1N2.N3（N1

钢格栅由10个制作段组成：

4片“N1”，4片“\2”和2片“

|N3"段。

各段之间用连接钢板和4套M20

螺栓连接。

格栅在加工厂加工成型，现场

拼装，施工时按对角开挖法，

依次对角施工N1-*\2-*.73段。

N1hBN

/J」___:…俨；_______________________中7________—

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3）竖井施工时，为保证安全，竖井角部采用临时钢支撑加固措施，临时钢

支撑采用HW250X250型钢，沿竖向钢格栅隔根设一道，最终一道钢支撑应

位于紧邻设计顶管上方的一根格栅处，距管顶不应超过600mm。

4）格栅连接板处帮焊钢筋，做到与非连接段等强度，相邻两根格栅连

接板日勺位置沿竖井深度错开布置。

5）钢板架内外满铺钢筋网片，网片规格：06X15OmmXl50mln,搭接长

度N150mm。

6）钢棍架之间用小25钢筋连接，连接筋与拱架主筋焊接牢固，连接

筋内外环向间距为1m,连接筋搭接焊长度不少于25cm。

7）为保证井筒的垂直度，防止偏斜，每棉钢架支立时，必须进行水平、

垂直测量，检查复测，保讦卜下钢架在同一近百而上，拱架水平c

8）钢板架支立完，绑好里层网片，纵向连接筋焊接完，开始喷射第一

层混凝土，层厚40〜70所，然后铺外层钢筋网片，再喷混凝土直到设计厚

度。

9）钢板架在顶管洞口上缘后，每一循环沿洞口两侧竖向连接筋内外环

向间距加密至0.5m,并在洞口两侧加焊4025竖向加强筋。

10）喷射碎前放好竖井爬梯、管线等预埋件，并随时将爬梯延伸至井

底。

.4井侧壁超前注浆止水加固施工

1）注浆目的及注浆材料选用

（1）根据地勘汇报显示，本工程拟建工作井部分进入地下水。施工前

需核算与否进入地下水范围，进入地下水范围，施工中需采用注浆止水措

施，保证工作井无水施工。

（2）为防止“工隼井下沉”、“地下水涌入”、“坑底隆起”等构造

失稳现象，采用竖井侧壁超前注浆止水加固的措施，浆液采用盐酸、水泥、

水玻璃浆液。注浆在不变化地层构成n勺状况下，使颗粒间的空隙充斥浆液

并使其固结，增长土体的密度，提高其抗压强度，到达改良土层性状和加

固十体的目的°

2）工作井加固范围

注浆范围：从潜水水位标高以上0.5m开始，工作井侧壁外及井底如下

2m。

地面高程

3)小导管材料规定

(1)超前导管：采用①42长3.5m花管。

(2)水泥：采用42.5级以上日勺一般硅酸盐水泥。

(3)水玻璃：浓度40°〜45°B6日勺水玻璃。

(4)发泡剂、固结剂等：化学纯度。

4)重要机具

(1)空压机：额定压力不不不小于0.7MPa,风量9〜121n3/m机。

(2)注浆机：压力值应不不不小于2MPa日勺双液注浆机，泵量80〜

150L/min,泵压3〜5MPa。

(3)浆液搅拌机：能持续不停地对浆液进行搅拌，容量为0.8〜2m3。

(4)钻机：钻孔机具采用风动凿岩机或煤电钻，钻头直径43mm,成

孔直径46mmo

5）作业条件

（1）注浆压力表、机械性能良好，高压管畅通。

（2）工作面、用电满足施工规定，照明光线充足。

6）工艺流程

导管制作

洌量放线|f|井例壁成孔|超前导管安设|一|封孔|一|注浆|一|封堵注浆管

个

浆液制备

7）施工措施

（1）成孔：黏性土层一般采用钻机钻孔，先用高压风清孔，然后用风

镐将超前小导管打入孔内。软弱的土层也可以直接将导管打入。

（2）导管制成:在管壁钻孔间距为100mln、孔径为61nm的花眼,沿直

径螺旋状布置。导管前端应加工成锥形。

（3）小导管安设：小导管沿开挖轮廓线从格栅钢架腹部穿过。超前导

管安装必须满足设计规定。水平间距0.5m,长度3.5m,隔桶打设，外倾角

（4）封孔：超前小导管和孔壁之间日勺空隙应进行封堵，以防止浆液从

管外溢出。

（5）浆液制备：根据开挖土质状况，通过试验确定浆液品种，根据浆

液品种，确定注浆压力和注浆设备。

水泥一水玻璃双液浆水泥浆水灰比宜为1:1〜L5:1,根据现场地质条

件，通过试验确定双液浆配比，水泥浆与改性水玻璃浆液体积比宜为1:1〜

1:0.5o

(6)注浆措施：

盐酸-水泥一水玻璃双液浆：由于水泥浆和水玻璃浆液混合后凝结速度

极快，水泥浆和水玻璃浆液在注入土体前不能混合，注入时必须采用专用

双液浆注浆泵。

(7)注浆压力：0.4MPa左右。

(8)注浆控制指标：

(a)单根结束原则：注浆过程中压力逐渐上升，流量逐渐减少，当压

力到达注浆终压，注浆量到达设计注浆量80%以上，可结束该孔注浆。注

浆压力未能到达设计终压，注浆量已到达设计注浆量，并无漏浆现象，亦

可结束该孔注浆.

(b)本循环结束原则：所有注浆孔均到达注浆结束原则，无漏浆现象,

即可结束本循环注浆。

(9)封堵注浆管：采用快硬性水泥封堵。

.5喷射混凝土

喷射混凝土前应检查开挖断面尺寸，清除开挖面浮土，喷射混凝土次

序应从下而上，先喷射钢架与壁面之间混凝土，后喷射钢架之间混凝土，

喷射混凝土一定密实，规定表面平顺、圆滑，厚度符合设计规定。

1)原材料及配比的控制

水泥规定采用初凝时间短，初期强度增长快，保水性好，收缩小的42.5

#一般硅酸盐水泥。

砂子采用中、粗砂，细度模量＞2.5为宜，含水量一般5%〜796,使用前

一律过筛。

豆石采用粒径5〜15nlm日勺河卵石，最大粒径不得不小于2cm。当使用

碱性速凝剂时，石料不得具有活性二氧化硅。

喷射混凝土的原材料进场，均应进行质量检查。进行速凝效果的试验,

确定速凝剂日勺品种和最佳掺量，规定初凝不超过5分钟，终凝不超过10分

钟。

混合料进行配合比H勺选择试验，确定水泥用量和水灰比。水泥与砂石

之重量比宜为1:4〜1:4.5,砂率宜为45%〜55%,水灰比宜为0.4〜0.45,

水泥和速凝剂计量误差为±2%,砂石材料为±5%；

混合料应搅拌均匀，搅拌机拌合时间不少于2min；混合料应随拌随用，

掺有速凝剂的混合料应立虽然用，寄存时间一般不不小于20分钟。

.6竖井爬梯日勺设置

竖井采用固定式直爬梯，①32钢管焊制，钢梯宽为0.5m,踏步间距

0.3nio

钢梯顶端在竖井口防护栏处设活动门和高1.5m的扶手，钢梯高度超过

1.8m以上部分加设护笼。

直爬梯高度超过10m时，设梯间平台。

钢梯脚置于竖井底板碎预埋件上，焊接牢固，钢梯上端与圈梁预埋件

焊接牢固，沿井壁每2m设一组预埋焊接点。

钢梯需接长使用时，必须有可靠的连接措施，且接头不得超过一处。

连接后的梯梁强度、刚度，不低于单梯梁的强度、刚度。

3.3顶管施工重要措施

泥水平衡顶管方式

顶管机被主顶油缸向前推进，顶管机头进入止水圈，穿过土层抵达接

受井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层。空掘日勺

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，最终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W、J土压平衡装置来维持水土平衡，以至一直处在积极与被动

土压之间，到达消除地面的沉降和隆起日勺效果。顶管机完全进入土层后来,

电缆、泥浆管被拆除，吊下第一节顶进管，它被推到顶管机的尾套处，与

顶管机连接管顶进后来，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，这个过程不停反复，

直到所有管道被顶入土层完毕，完毕一条永久性的地下管道。

顶管机在掘进过程中，采用了激光导向控制系统。位于工作井后方的

激光经纬仪发出激光束，调整好所需日勺标高及方向位置后，对准顶管机内

日勺定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像内，并输送到挖

掘系统日勺电脑显示屏内。操作者可以根据需要启动位于顶管机内置式油缸

进行伸缩，为到达纠偏的目日勺，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30mm内的偏离精度。

当工作井完毕后来，经调试完毕的液压系统，顶管机便通过运送至工

地，并安装就位至导轨上，顶进设备还包括，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。

泥水平衡式顶管突出日勺长处：

(1)合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H勺条件下，它都合用。

(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，因而由顶管引起的!地面沉降较小。

(3)与其他类型W、J顶管比较，泥水顶管施工时W、J总推力比较小，尤

其在粘土层这种体现得更为突出，因此尤其合用于长距离顶管。

（4）工作井内日勺作业环境很好，作业比较安全，由于它米用泥水管

道，输送弃土，不存在吊土，搬运等危险的作业。

（5）泥水输送交土为持续作业，因此进度比较快。

施工工艺流程

施工流程如下图所示:

|挖T作优I设施萎薮卜f|测中复/卜一|机戛福］

开入.

河

±

T泥羹置换卜■,一机头出炕下一［机头隔H不常顶叫J

JZ

开!回

f光血］河■I

出.

顶力计算和顶距确定

工程顶管单元长度根据设计图纸口勺井室位置、地面运送和开挖工作坑

KJ条件、顶管需要的顶力、后背与管口也许承受的顶力等原因确定单元长

度。本工程土质参数基本相似，顶力计算时分不一样管径取一种最大管径

和最大单元长度进行计算。

以D=1000mm泥水平衡机械顶管顶力计算为例

(1)顶力计算

F=叫［抉+Nf

F一顶进阻力(KN)

D。一顶管外径(m),按线路管径D=1000mm,取D0=L10m

L一管道设计最大顶进长度(m),80m

fk一管道外壁与土W、J单位面积平均摩阻力(KN/nf)经验值fk=6KN/nT

2

NF一顶管机口勺迎面阻力(KN),查表得：NF=(JT/4)DgyHo

式中H0一管道覆土厚度，取最大值8.7m

Y—土日勺湿密度，取18KN/H?

解得:NF=(3.14/4)XI.12X8.7X18=148.75KN

贝ij：F=3.14X1.1X80X6+148.75KN=1806.67KN即F=180.7t

根据计算出总顶力为180.7t,实际选用设备四支200t顶镐(根据施

工经验和现场状况，顶力远不不小于计算顶力，因此无需增长额外顶力系

统即可满足规定)。

多种管径管道顶力计算表

管径(mm)壁厚(mm)顶力(KN)计算顶进长度

D1000100800.330m

施工前根据各管径顶力计算分别选用不一样顶镐设备。

后座墙

.1后座墙功能

后座墙重要功能是在顶进过程自始至终地承担主顶工作站顶管前进时

日勺后坐力。后座墙的最低强度保证在设计顶进力的作用下不被破坏，规定

其自身日勺压缩回弹量为最小，以利于充足发挥主顶工作站日勺顶进效率。在

设计和安装后座墙时，使其满足如下规定。

(1)要有充足日勺强度，在顶管施工中能承受主顶工作站千斤顶日勺最大

反作用力而不至破坏。

(2)要有足够的刚度，当受到主顶工作站的反作用力时，后座二啬材料

受压缩而产生变形，卸荷后要恢复原状。

(3)后座墙表面平直，并垂直于顶进管道H勺轴线，以免产生偏心受压,

使顶力损失和发生质量、安全事故。

(4)材质要均匀，后座墙材料的材质要二匀匀一致，以免承受较大日勺后

从力时导致后座墙材料压缩不匀，出现倾斜现象。

.2后座墙日勺强度及其影响原因：

后座墙口勺强度取决于千斤顶在顶进过程中施加给后座墙的最大后冲

力，后冲力的大小与最大顶力相等。影响顶力的原因甚多，可分为客观原

因及主观原因两类。

客观原因包括管材种类、管径大小、顶距长短、覆土厚度、土日勺种类、

地下水位、管节重量等；主观原因包括操作误差、顶进措施、中途停工与

否、与否采用润滑剂等。

(1)顶进误差

在顶进过程中，由于土质、设备的操作等原因，导致管子日勺方向或高

程出与偏差，这种偏差称为顶进误差，简称误差。这种误差将导致顶力增

长。技术纯熟的工人既能采用措施防止误差的出现，又能及时发现误差日勺

趋势而加以校正，使误差发展不致过大，并保持在容许范围以内，顶力虽

然增长也不明显。

否则，当误差出现时，校正易操之过急而导致管线上出现折线段、错

口等现象，从而导致顶力不停增长，使后座墙遭到破坏。

(2)中途停工

顶进作业一开始，中途就不能停止。假如停止一段时间后再顶进，其

起始顶力要大大超过停工前的顶力。这重要是由于停工时间过长，使管顶

土层坍落的缘故。

在地下水位加下顶进时，因停顶而使液化日勺粉细砂将管周围包裹起来，

顶力也会大大增长，假如顶力增长至后座墙的设计强度，此时就不能再顶

进，必须对后座墙进行加固后方可再顶进。

此外，在顶进过程与否采用注浆润滑措施，对顶力的影响甚大。如采

用注浆润滑，施工中的顶进阻力将减小诸多。

.3后座墙的刚度规定

顶管时规定后座墙具有充足时刚度，以防止往复回弹，消耗能量。要

保证受最大顶力时不变形，或只有少许残存变形，后座墙尽量采用弹性小

日勺材料。假如后座墙弹性过大，顶进日勺后冲力先压缩后座墙，直到后座墙

被压紧而不能再压缩时顶力才向前发挥作用使管段前进，千斤顶卸荷，后

冲力解除后，后座墙虽然有残存变形但不大，甚至可以恢复到未受荷载日勺

状态，可是下一次顶进时，仍要先压缩后座墙，因而每次顶进都要挥霍一

段千斤顶行程于压缩后座墙。用短行程千斤顶，行程一般为2000mm,而后

座墙压缩量为5〜10mm,这样就可使千斤顶行程在顶管前进时日勺运用率只

有70%〜80乐每顶进3m长的管节，需12〜14个行程。若再考虑到传力工

具日勺压缩，需要的行程数还要增长。因此，要提高顶进效率，除采用长行

程日勺千斤顶外，还设法增长后座墙日勺刚度。

.4后座墙设计与验算

本工程是将混凝土墙加垫钢板作为千斤顶的后座墙。后背作为千斤顶

日勺支撑构造，要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。因此，进行强

度和稳定性计算。

1)矩形竖井后座墙

(1)后座墙设计

根据最大管道直径(1000mm)选择厚80cm的钢筋碎后背墙，宽度5m,

高度4.3m,埋入地下0.5cm,内置中25双排主筋，间距10cm。外侧以预制

钢后背为模板，两侧支模，内浇筑C40混凝土。顶碎管穿越钢筋碎后背范

围，为便于调头顶进，采用膨胀水泥打眼处理。调头顶进时，用已顶进管

子做后背，管前增设外加工特殊整体边圈。

后靠背受力计算公式

R=aB(yH?K〃/2+2ch店+yhHKp)

式中：

R-总推力之反力(一般不小于推力的1.2-1.6)

a—系数(取1.5—2.5之间)，取2

B-后座墙日勺宽度(m)取5m

Y一土日勺容重(KN/m3)取18.0KN/m3

H—后座墙日勺高度(m),此处取4.2m

Kp-被动土压系数为tg2(45°+6/2)

c-±的内聚力(kPa)一般状况下取18

h-地面到后座墙顶部土体的高度(m),此处取6.2m

贝ij：R=2X5(18X4.2X4.2X2.56/2+2X18X6.2X1.6+18X6.2X

4.2X2.56)=19634KN>1.6F=i.6X3346.9=5355.2KN

因此，工作井后背能满足规定。

3)后座墙容许偏差

工作井及装配式后座燧的施工允许偏差(mm)表5

项允许偏差

宽度

工作井物不小于施工设计规定

长度

至直度0.1%-

装配式后座墙

水二拦去受0.1%£

注：H一—装配式后座燧的高度(加上

L——装配式后座境的长度(mm)。

顶管导轨安装

导轨安装是顶管施工中一项重要的工作，安装的精确与否直接影响管

道日勺顶进质量。

(1)将导轨直接平铺工作坑底部，测量导轨的中心位置与高程偏差，

其容许偏差为：导轨内距：±2mm；中心线：3mm；顶面高程：0~3nlm。

(2)使用25#工字钢稳固导轨，工字钢-一端须牢牢抵在工作坑侧墙上,

另一端与导轨焊接，每根导轨不小少3根工字钢。

(3)安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中产生位移，且需设专人常

常进行检查。

工作井基础及导轨布置图

(4)导轨内距确实定

A=21J(D/2)2-y-(/?-e)

其中：A一两导轨内距(mm)；

D—管外径(mm),D=1100mm；

h■—导轨高度(mm),取140mm；

e—管外底距枕木面高程，一般取20mm

则：A=685.8(mm)

导轨安装内距为686毫米。

掘进机就位

(1)使用50吨吊车吊装，将掘进进机放入顶进坑内的导轨上，前端

距井壁约400毫米。

(2)就位后先检查掘进机日勺轴线与否与顶进坑轴线、导轨轴线以及主

顶油缸的轴线保持一致，发现偏差立即调整。

(3)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

部位连接牢固，不得渗漏，安装对日勺，并对各分系统进行认真检查和试运

行。

3.3.7井壁开洞施工

.1注浆加固

为防止顶管机出洞、进洞时土体滑塌，在工作坑和接受坑洞门处均须

进行超前小导管注浆加固。详细做法为顶管进、出洞竖井侧壁后2m范围内

进行注浆加固。

为保证始发井后背后方土体可以承担足够日勺顶管顶力，始发井后背后

方土体3m范围内进行注浆加固。

注浆加固高度从管顶以上1.5m直至井底。加固宽度根据竖井井型、作

用分别如下图。

竖井中线

竖井开洞处后背上

体加固注浆

设计管道

u

-—

初支结构

.2洞门注浆加固施工措施

注浆规定及措施同竖井超前周圈注浆，注浆浆液选用纯水泥浆，水灰

比1:1,注浆压力不不小于0.5MPa,注浆后规定土体无侧限抗压强度不不

不小于0.8Mpa。

.3矩形井壁开洞

完毕洞口加固后，开始穿墙洞口施工：首先，在穿墙洞口位置放线出

一种内环直径不小于混凝土套管外径日勺圆环，圆环宽度0.3m；另一方面，

分4段人工凿除圆环内混凝土、割除顶管坑钢格栅及网片、安装圆形格栅

（圆形格栅与原格栅焊接牢固）、喷射C20混凝土并安装预埋件；第三，

人工凿除穿墙位置的混凝土，将厚20mm的钢板与洞口周围预埋件焊接牢固

用于挡土。

井壁开洞施工如下图所示。

第一步：在穿墙洞口位置放线出一种内环直径不小于混凝土管外径日勺圆

环，圆环宽0.3m

第二步：分四段人工凿除圆环内混凝土、割除钢格栅及网片

第三步：同步安装圆形格棚（圆形格栅与原格栅焊接牢固）

第四步：同步喷射C20混凝土

完毕整个圆环格栅安装及混凝Jj喷射凿除穿墙位置混凝_L

圆形竖井开洞施工原理与矩形竖井基本相似，只是为了保证受力体系

转换过程的构造稳定，需加设弯梁及立柱。

井壁开洞如下图所示:

开

马

头

门

需

立柱

切

断

竖

井

格

栅

先施做洞门上台阶两根立柱及一根圆弧横梁（受力体系转换），并架

设圆拱，圆拱格栅与竖井格栅采用“L”型625螺纹钢连接筋连接。

开

马

头

门

需

切

断

竖

井

格

栅

随即架设洞门下侧两边立柱，并架设圆拱W、J下段，圆形格栅与竖井格

栅采用“L”型①25螺纹钢连接筋连接。挂双层网片，喷射C20碎，封闭

成环。

人工凿除穿墙位置日勺混凝土，将厚20mmE勺钢板与洞口周围预埋件焊接

牢固用于挡土。

加强监控量测此部位的沉降、收敛数值，及时调整支护方式，保证受

力体系转换过程日勺构造稳定。

接受坑井壁开洞与顶管坑工序完全相似，只是为安装喇叭口，开洞尺

寸稍大。

止水环安装

止水环安装在工作井预留洞口，具有防止地下水、泥砂和触变泥浆从

管节与止水环之间的间隙流到工作井。

穿墙止水环构成部分为：预埋钢板环；橡胶圈；钢压板；钢压环；螺

栓。

止水环构造采用钢法兰加压板，中间夹装20nlm厚的橡胶止水环，详细

如下图。止水圈里平面与井壁要密实，以防漏浆，影响注浆效果。

1

止水洞口平面图1-1

机械顶进施工

sS海