顶管专项施工方案培训资料(doc 7).doc

顶管专项施工方案 工程名称：广州大学城西片区排水管道修复工程 工程地点： 广州大学城小谷围 施工单位： 广州市第二市政工程有限公司 审批单位： 审批负责人：审核人：审批日期： 年 月 日 编制单位：广州市第二市政工程有限公司技术负责人：编制人：编制日期： 年 月 日 审批单位： 总审批负责人：总审核人： 总审批日期： 年 月 日顶管专项施工方案工程名称：广州大学城西片区排水管道修复工程工程地点：广州大学城小谷围岛 施工单位：广州市市政集团二公司 审批单位：审批负责人：审核人：审批日期： 年 月 日 编制单位：广州市第二市政工程有限公司技术负责人：编制人：编制日期： 年 月 日 2广州大学城西片区排水管修复工程 顶管施工专项方案顶管专项方案目录第一章. 工程概况71.1. 工程简介71.2. 工程地质水文情况81.2.1. 地质分布情况81.2.2. 地下水101.3. 方案编制依据10第二章. 施工总体部署和施工组织102.1. 施工总体部署102.1.1. 工期安排计划：112.1.2. 工作井接收井施工计划112.1.3. 顶管施工计划122.2. 施工组织管理122.2.1. 施工总平面布置122.2.2. 机械、测试设备、劳动力计划13第三章. 施工方案153.1. 工作井、接收井施工153.1.1. 工作井、接收井设计方案153.2. 施工准备173.3. 工作井、接收井的施工173.3.1. 混凝土沉井施工计算173.3.1.1. 工作井沉井下沉系数计算173.3.1.2. 沉井抗浮计算193.3.1.3. 沉井下沉的技术措施193.3.2. 沉井允许偏差203.3.2.1. 沉井下沉中的纠偏措施203.3.3. 沉井封底213.3.4. 沉井下沉测量监控及质量控制223.3.5. 沉井施工常见问题防治办法233.3.6. 沉井允许偏差263.3.7. 沉井封底273.3.8. 沉井下沉测量监控及质量控制273.3.9. 注浆加固293.4. 顶管施工方案293.4.1. 泥水平衡机械顶管施工工艺流程293.4.2. 机头选型313.4.3. 平面布置、井内布置及管内布置323.4.4. 出土方案333.4.5. 顶管受力计算333.4.6. 后背的计算343.4.7. 出洞方案363.4.8. 测量以及设备安装363.4.9. 泥水系统的安装393.4.10. 顶进开始调试阶段以及土体取样：403.4.11. 顶进过程中的方向控制403.4.12. 顶管动力、照明配套413.4.13. 液压系统423.4.14. 电气系统423.4.15. 纠偏系统423.4.16. 注浆减磨423.5. 应急措施443.5.1. 水泥浆置换加固45第四章. 泥水平衡顶管机操作注意事项454.1. 一般原则454.1.1. 顶管机安全操作要领464.1.2. 启动顶管机刀盘的操作步骤464.1.3. 停止顶管机刀盘的操作步骤474.1.4. 维修保养要点484.2. 顶管施工中可能出现的问题及采取的措施494.2.1. 顶管机旋转494.2.2. 管节接头漏浆494.2.3. 地面沉降或隆起504.2.4. 孤石遇到卡钻504.2.5. 遇涌水50第五章. 质量及工期保证措施515.1.1. 工程质量目标515.2. 工程质量保证体系525.3. 质量保证措施525.4. 工期保证措施54第六章. 雨季施工措施556.1. 雨天施工的措施556.2. 雨天施工准备工作556.3. 雨天施工管理56第七章. 安全生产保证措施577.1. 安全、文明施工目标577.2. 安全管理网络577.3. 安全措施587.4. 安全管理步骤607.5. 施工机械627.6. 安全措施的十大禁令647.7. 正常施工阶段对安全重点部位确定及安全措施制定657.8. 消防措施667.9. 突发事件的处理67第八章. 文明施工措施688.1. 文明施工目标688.2. 创建文明工地措施71 广州市市政集团有限公司 71第1章. 工程概况1.1. 工程简介本工程位于广州大学城西片区，需实施顶管为污水管，位于西六路，井号为W161W175,顶管公称直径为DN1000,外径为DN1200mm埋深最深为7.22m，覆土厚度最大6.14m，DN1000顶管每段长度为544mm，共计4段，设工作井3座、接收井2座。顶管管材采用C50钢筋混凝土排水级顶管专用水泥管，抗渗标号S8，顶管最大抗压强度不得小于50Mpa。顶管管材满足顶进施工法钢筋混凝土排水管（JG/T640-1996）标准，接口采用“F”型接口，齿型橡胶止水圈。施工平面布置图如（图1）所示。 (图1)1.2. 工程地质水文情况1.2.1. 地质分布情况本施工场地位于珠江下游冲积平原，场地地质分布情况为： 第一层为素填土Q4-1：杂色，稍湿，稍压实，主要成份由黏土及碎石块组成， 其中0.0-0.6m为砼，层厚为33.5米。 第二层为淤泥质粉质黏土Q4-2:深灰色，流塑，主要成份为黏粒，含有机质，稍具臭味，层厚为3.54.5米。 第三层为粉质黏土Q4-3：灰黄色，软塑，土质不均，主要成份为黏粒，黏性一般。层厚大于3米，位于顶管基底以下。顶管纵断面情况如下图(图2)（图3）所示： （图2，顶管纵剖面示意图）(图3，典型地层地质柱状图)大学城属珠江水系，珠江广州水道为广州市区的主要河网，包括西航道、前航道、后航道、平洲水道、官洲水道、沥滘水道、新造水道及番禺区内的一些主要河道。这些河道分别汇入虎门、蕉门、洪奇门三大水道入海。小谷围岛四面环水，沥滘水道及官洲水道从南北两面流过，岛内河涌13条，基本呈辐射式分布，其中有3条河涌连接岛内中心湖，所有河涌与外江连接处均以水闸控制。1.2.2. 地下水场区地下水在勘察期间各孔均所遇见，测得稳定水位埋深0.302.50m，相应标高6.3421.23m。地下水水位主要受西航道、前航道、后航道、平洲水道、官洲水道、沥滘水道、新造水道流域控制，洪水季节，西航道、前航道、后航道、平洲水道、官洲水道、沥滘水道、新造水道流域水系补给地下水、枯水季节地下水向河流排洩；其次受大气降水渗透补给和蒸发影响，水位变化，早雨季节略有升降。土层渗透系数K值见表1-1。 1.3. 方案编制依据1、工程招标文件和设计图纸及说明；2、给水排水管道工程施工及验收规范实施手册和给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-97）；3、市政公用工程质量检验评定标准；4、建筑工程质量通病防止手册；5、混凝土结构工程及验收规范6、市政地下工程施工及验收规范；7、建筑安装工人安全技术操作规程；第2章. 施工总体部署和施工组织2.1. 施工总体部署本工程计划总工期90日历天，根据工程量及总工期、节点控制工期，根据关键设备（顶管机等）的工作效率及人员组织，根据顶管的长度，本工程拟设工作井3个，接收井2、顶管工段5个工段，每个工段长度约120m，最短一段为60m。 工程量表 表一工作段编号开始井号结束井号长度（m）管径埋深（m)管材长（m)材质1W175W172120DN10007.347.152钢筋混凝土三级管2W172W169120DN10007.32钢筋混凝土三级管3W169W166120DN10007.22钢筋混凝土三级管4W166W163120DN10007.12钢筋混凝土三级管5W163W16160DN10007.12钢筋混凝土三级管2.1.1. 工期安排计划：本工程顶管长度较长，根据施工合同要求全部工程必须在9月1日前完成，按照顶管施工工艺流程，合理安排各工序流水作业，安排各工序间紧密搭接，计划沉井施工工期20天，顶管工程总工期按照60日历天控制2.1.2. 工作井接收井施工计划工作内容：场地平整、垫层，钢筋、模板、混凝土浇长和养护、除土下沉，封底处理，后背墙施工，开管口洞，计划工期20日历天。2.1.3. 顶管施工计划工作内容：DN1000mm顶管544m ，其中标准段为4段每段120米长，顶管用一套设备。120米标准段顶管18天，安排两台顶管机同步作业，60米段顶管5天，顶管总工期40天。西片区顶管总工期60天，计划于2014-6-25开工，于2014年8月25日完工。2.2. 施工组织管理2.2.1. 施工总平面布置 （1）设备停置场地现场堆放设备为起重门吊、主千斤顶、主油泵、控制柜等。其他设备比如挖掘机等相关机械属于临时性设备，根据现场施工需要布置。（2）材料堆放本工程钢筋、钢板等材料的堆放场地设置在工作井附近，所有材料管理由材料员统一管理，并分类放置，按照广州市安全文明施工条例标准管理。（3）施工用电由于顶管施工采用机械化施工，现场施工用电必须满足施工的正常要求，根据顶管掘进机和现场施工设备的功率，每个工作井用电必须满足100KW的施工用电要求。（4）施工用水施工用水采用附近管网的自来水作为生产和生活用水。（5）办公室生活及办公用房拟在顶管沿线附近租用成套的现有民房，并设食堂，方便办公人员吃饭。2.2.2. 机械、测试设备、劳动力计划表2、施工机械序号设备名称数量规格功率备注1泥水平衡顶管掘进机1台DN1000100KW该功率没含其他配套设备2主千斤顶2只300t3主油泵1台185KW418t起重门吊1台18t5注浆泵2台75KW6注浆管150米DN407大功率污泥泵2台30KW8泥水管200米DN1509电焊机2台15KW10钢筋切断机1台5KW11钢筋弯曲机1台5KW12混凝土震捣器2套3KW13挖掘机1台0.614污水泵4台3KW表2、测试设备序号设备名称规 格数 量备 注1激光经纬仪J2-JDB1台2水准仪DSZ32台3全站仪OTS2341套4钢卷尺5米5把5钢卷尺30米1把6钢卷尺50米2把7花杆2m2根8锤球0.25kg2个9水平尺0.5m2根10水平尺1m2根11砼试块模具2组12砂浆试块模具2台表3、劳动力计划序号工种（职务）职工民工总人数1项目经理112项目总工113施工员114质检员115安全员116测量员2117资料员118试验员119电工2110钢筋工22411混凝土工4412电焊工22113顶管工612414起重工22415杂工44总人数32第3章. 施工方案3.1. 工作井、接收井施工3.1.1. 工作井、接收井设计方案为节约成本和缩短工期，根据我单位长期施工的经验，工作井和接收井采用钢筋混凝土井沉井法施工工艺。沉井结构如下图所示（图4）：（图4，工作井结构示意）（图5，接收井结构图示意）工作井和接收井均为圆形，内尺寸直径6000mmmm；非靠背部分壁厚350mm，有靠背墙部分壁厚为900mm。接收井内尺寸直径为4000mm。有靠背部分壁厚为900mm ，上部壁厚为600mm。工作井下沉到位后进行先铺设100mm厚碎石垫层；然后设置单层网格状底板钢筋，配筋为18200，浇筑C25混凝土，厚度为400mm。工作井和接收井下沉到位后，为保证进出洞和道路的安全，对沉井四周的土体进行加密注浆，注浆孔径为400mm，注浆材料为32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5，注浆压力为0.250.35Mpa。注浆范围为距离井边4m，注浆深度为5.5m，注浆孔中心距为600mm，每米注浆水泥用量100Kg/m。3.2. 施工准备1、对施工场地、进出道路进行平整，接通施工所用的电源、水源；2、对施工中可能影响到的地下管线、建筑物进行迁移或保护；3、施工所需材料、设备、人员到位；4、根据甲方提供的测量控制点向施工范围内引测、设置临时控制点，临时控制点设置在便于观测、稳定牢固的地段，引测的临时控制点应闭和、复测，并交现场监理复核。5、设置监控观测点，在工作井、接收井、顶管等施工范围内的道路、电杆及其他建筑物位置设置监控观测点，在施工期间定时进行观测，以便及时发现情况并采取措施。3.3. 工作井、接收井的施工3.3.1. 混凝土沉井施工计算3.3.1.1. 工作井沉井下沉系数计算一般采用沉井下沉系数K1.151.25作为下沉的控制指标。判断沉井下沉后期是否需要压重。验算公式:K=(QB)/(T+R)=(QB)/c(h3.5)f+R1.15式中:Q沉井自重及附加荷重;B被井壁排出的水重(kN)，采取排水下沉时B0;T沉井与土间的摩阻力(kN);c沉井周长(m);h沉井下沉高度(m);R刃脚反力(kN)，刃脚挖土时取R=0;f井壁与土的单位摩擦力，取最小值20kN/m2;K工作井=(6.55*3.14*0.7*3+(6.45*3.14*0.9*5.75)*25)-0)/(6.7*3.14*(7-3.5)*20)=1.8081.15，因此后期沉进无需增加附加压重。表2K接收井=(4.6*3.14*0.7*3+(4.45*3.14*0.9*5.75)*25)-0)/(4.7*3.14*(7-3.5)*20)=1.7791.15，因此后期沉进无需增加附加压重表33.3.1.2. 沉井抗浮计算若地下水对沉井的浮力大于井壁及封底砼重量与井壁与土的摩擦力之和，可以采取在井壁上加载的方法抗浮井壁及封底砼自重:p工作井=v=(6.55*3.14*0.7*8.75*25)+62*3.14/4*0.45*25=3467KNP接收井=v=(4.6*3.14*0.6*8.75*25)+42*3.14/4*0.35*25=2005KNF工作井=6.93.14 (8.75-3.5)20=2274KNF接收井=4.93.14 (8.75-3.5)20=1615KN浮力F等于井排出的水重量F工作井=6.92*3.14/4*8.75=47KNF接收井=6.92*3.14/4*8.75=47KNF工作井p+f=3467+2274=5741KNF接收井p+f=2005+1615=3620KN因此，沉井在地下水浮力的作用下，是能够保持稳定的。3.3.1.3. 沉井下沉的技术措施(1)做好下沉前的各项准备工作。在混凝土达到设计强度的70%方可拆模,拆除模板时,应对混凝土表面进行外观检查,每次下沉时,须将井筒内的满堂架全部拆除。(2)沉井下沉。 各项准备工作就绪, 待混凝土强度达到80%后方能开始挖土下沉。刃脚承垫架的拆除。当井内土方由中间向四周均匀扩挖到刃脚附近时,先分段对称地掏土至刃脚处,深井在重力作用下第一次开始下沉,第二次再由中间向四周均匀挖至刃脚附近时,先掏剩余部分(承垫下面) 的土至刃脚下,抽除承垫架,再掏其余部分的土,沉井便开始第二次下沉。每次开挖的厚度不要过大, 开挖厚度控制在200mm左右。加强沉降观测与外观观察。第一次下沉前,做好对沉井的初始标高、轴线位移等校核,并做好记录,以此作为对以后各项观测的参照。3.3.2. 沉井允许偏差（1）沉井横断面尺寸的容许偏差，长宽为 10mm；曲线部分的半径为 10mm；两对角线的差异为 15mm。沉井井壁厚度的偏差为 5mm。（2）沉井刃脚平均标高与设计标高的偏差不得超过5cm。 （3）沉井的水平偏移，不得超过下沉总深度的1%。但下沉总深度小于10m时，其水平偏移允许为5cm。 （4）沉井四周（圆形沉井为相互垂直两直径与圆周的交点）中任何两角的刃脚踏面高差不得超过该两脚水平距离的1%，且最大不得超过5cm。如两角间水平距离小于10m时，其踏面高差允许为5cm。3.3.2.1. 沉井下沉中的纠偏措施沉井下沉过程中，有时会出现倾斜、位移及扭转等情况，应加强观测,及时发现并采取措施纠正。(1)可能产生倾斜的原因有:刃脚下土质软硬不均;拆刃脚垫架时，抽出承垫木未对称同步进行，或未及时回填;挖土不均，使井内土面高低悬殊;刃脚下掏空过多，使沉井不均匀突然下沉;排水下沉，井内一侧出现流砂现象;刃脚局部被大石块或埋设物搁住;井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。(2)纠偏措施有:加强沉井过程观测和资料分析,发现倾斜及时纠正。 如沉井已经倾斜，可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可在较低的一侧适当回填砂石，必要时配以井外射水，或局部偏心压载，都可使偏斜得到纠正。待其正位后，再均匀分层取土下沉。从倾斜高起的一端,也就是从土质硬的一端挖土,同时向土质软的一端递减挖土深度逐渐开挖,使沉井两端基本保持在同一水平面上,这样沉井就由倾斜逐渐摆平。位移纠正措施一般是有意使沉井向位移相反方向倾斜，再沿倾斜方向下沉，至刃脚中心与设计中心位置吻合时, 再纠正倾斜，因纠正倾斜重力作用产生的位移，可有意向位移的一方倾斜后，使其向位移相反方向产生位移纠正。3.3.3. 沉井封底1. 封底方法有排水封底法和不排水封底法。正确的选择封底方案对能否成功封底影响至关重要。本工程采用不排水封底。2. 混凝土坍落度宜为150200mm，在开始灌注混凝土时，宜用较小的坍落度。3. 灌注封底水下混凝土时，需要的导管间隔及根数，应根据导管作用半径及封底面积确定，间距一般为2.54m,最深点应布置有导管。用数根导管灌注水下混凝土时，应依先低处、后高处，先周围、后中部的顺序进行。4. 在灌注混凝土过程中，导管随混凝土面升高而徐徐竖向提升，导管埋入混凝土的深度，应与导管内混凝土下落高度相适应，相邻两管混凝土的高差不得超过管距的1/151/20。5. 用混凝土泵通过漏斗及导管灌注水下混凝土时，导管直径应与混凝土泵的输送能力相适应。混凝土的灌注应尽可能快地进行，导管拆除的间隔时间不宜超过30min。混凝土灌注将近结束时,应加大混凝土的坍落度和导管埋深。3.3.4. 沉井下沉测量监控及质量控制1. 在沉井制作完成后，在井顶及外壁混凝土表面用油漆标出纵横中线，在沉井四角用油漆在测点垂直线上画出四个相同的标尺，标尺的零点从刃脚底算起。四个零点不在同一平面上时，取最低点为零，其余各点的标尺应计入相应的高差。在沉井纵横中线及四角处挂垂球，以随时监视沉井是否倾斜，以便采取措施纠偏。2. 在沉井下沉过程应做到，刃脚标高每4小时测量一次，排水下沉时下沉速度较快，应2小时测量一次，轴线位移每8h测一次。 3. 沉井初沉阶段每小时至少测量一次，必要时连续观测，及时纠偏，终沉阶段每小时至少测量一次，当沉井下沉接近设计标高时增加观测密度。4. 由于沉井开始时的下沉系数较大，在施工时必须慎重，特别要控制好初沉，尽量在深度不深的情况下纠偏，符合要求后方可继续下沉。下沉初始阶段是沉井易发生偏差的时候，同时也是较易纠正，这时应以纠偏为主，次数可增多，以使沉井形成一个良好的下沉轨道。5. 下沉过程中，应做到均匀，对称出土，严格控制泥面高差，当出现平面位置和四角差出现偏差时应及时纠正，纠偏时不可大起大落，避免沉井偏离轴线，同时应注意纠偏幅度不宜过大，频率不宜过高。6. 沉井在终沉阶段应以纠偏为主。应在沉井下沉至距设计标高1m以上时基本纠正好，纠正后应谨慎下沉，在沉井刃脚接近设计标高30cm以内时，确保不再有超出容许范围的标高和轴线偏差，否则难于纠正。7. 测量人员必须将测量数及时交当班施工负责人和技术主管，以便及时纠偏或掌握下沉情况。8. 施工时要做好沉井下沉施工记录。3.3.5. 沉井施工常见问题防治办法1、沉井纠偏沉井下沉过程中，当四周土质软硬不均或没有均匀抓土，使井内土面高差悬殊；或刃脚一侧被障碍物拦住；或沉井上负荷不均就易造成沉井下沉不均，形成井室倾斜，纠正倾斜可采取以下方法：如果由于四周土质不均及抓土不当造成的倾斜，可采取在下沉较慢一侧用高压水枪冲土，使刃脚悬空20cm，掏空长度宜为井边长的1/2促使该侧下沉，同时在下沉较快一侧采取多保留1/2井边长的土台，减缓此侧下沉速度，纠正偏斜，一次不能全部纠正时，可按此方法重复进行，直至符合规定误差为止。可采取在下沉较慢一侧井壁外侧注射压力水，冲击泥土造成泥浆减阻加快较高一侧沉井下沉来纠偏。当纠偏接近正常位置时应停止射水，并将沉井外壁与土之间的空隙用细土或砂填实。2、沉井下沉过慢或不下沉当沉井下沉速度很慢，甚至出现不下沉的情况。如因沉井侧面摩阻力过大造成，一般可在沉井外侧用0.20.4MPa压力水流动水针(或胶皮水管)沿沉井外壁空隙射水冲刷助沉。下沉后，射水孔用砂子填满。如因刃脚被砂砾挤实，造成刃脚下正面阻力过大，可将刃脚下的土分段均匀用高压水枪冲掉，减少正面阻力；或继续进行第二层(深4050cm)碗形破土，促使刃脚下土失稳下沉。3、沉井下沉过快为防止沉井下沉过快，可采取如下措施：严格控制抓土深度（一般为30cm），不能太多，出现深的锅底。当出现突沉或急剧下沉时，可采取在沉井外壁空隙填粗糙材料（碎石、炉渣等）或填土夯实的方法，增大摩阻力，阻止沉井下沉。当发现沉井有涌砂产生流塑情况时，可采取向井内灌水，平衡动水压力，阻止流砂发生从而防止沉井急沉。4、瞬间突沉沉井在瞬时间内失去控制，下沉量很大，或很快，出现突沉或急剧下沉，严重时往往使沉井产生较大的倾斜或使周围地面塌陷。出现这种情况，往往有如下原因造成： (1)在软粘土层中，沉井侧面摩阻力很小，当沉井内抓土较深，或刃脚下土层掏空过多，使沉井失去支撑，常导致突然大量下沉，或急剧下沉。(2)当粘土层中抓土超过刃脚太深，形成较深锅底，刃脚下的粘土一旦被水浸泡而造成失稳，会引起突然塌陷，使沉井突沉。 遇到此种情况采取的预防措施有：(1)抓土时，在刃脚部位保留约0.51.0m宽的土堤，控制均匀切土，使沉井挤土缓慢下沉。(2)在粘土层中严格控制抓土深度(一般为40cm)，不能太多，不使挖土超过刃脚，可避免出现深的锅底将刃脚掏空。5、位移或扭位沉井下沉过程中，筒体轴线位置发生一个方向偏移(称为位移)，或两个方向的偏移(称为扭位)。沉井位移多半是由于倾斜引起的，位移纠正方法一般是控制沉并不再向位移方向倾斜，同时有意识地使沉井向位移相反方向倾斜，纠正倾斜后，使其伴随向位移相反方向产生一定位移纠正，当几次倾斜纠正后，即可恢复至正确位置。如位移较大，也可有意使沉井偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直到刃脚处中心线与设计中心线位置吻合或接近时，再纠正倾斜，位移相应得到纠正。当倾斜方向不平行轴线时，纠正后则产生扭位，多次不同方向的倾斜，纠正倾斜后拌随产生位移的综合复合作用，也常导致产生偏离轴线方向的扭位。沉井位置如发生扭转，可在沉井偏位的二角偏出土，另外二角偏填土，借助于刃脚下不相等的土压力所形成的扭矩，使下沉过程中逐步纠正其位置。4.3 沉井下沉的技术措施(1)做好下沉前的各项准备工作。在混凝土达到设计强度的70%方可拆模,拆除模板时,应对混凝土表面进行外观检查,每次下沉时,须将井筒内的满堂架全部拆除。(2)沉井下沉。 各项准备工作就绪, 待混凝土强度达到80%后方能开始挖土下沉。刃脚承垫架的拆除。当井内土方由中间向四周均匀扩挖到刃脚附近时,先分段对称地掏土至刃脚处,深井在重力作用下第一次开始下沉,第二次再由中间向四周均匀挖至刃脚附近时,先掏剩余部分(承垫下面) 的土至刃脚下,抽除承垫架,再掏其余部分的土,沉井便开始第二次下沉。每次开挖的厚度不要过大, 开挖厚度控制在200mm左右。加强沉降观测与外观观察。第一次下沉前,做好对沉井的初始标高、轴线位移等校核,并做好记录,以此作为对以后各项观测的参照。3.3.6. 沉井允许偏差（1）沉井横断面尺寸的容许偏差，长宽为 10mm；曲线部分的半径为 10mm；两对角线的差异为 15mm。沉井井壁厚度的偏差为 5mm。（2）沉井刃脚平均标高与设计标高的偏差不得超过5cm。 （3）沉井的水平偏移，不得超过下沉总深度的1%。但下沉总深度小于10m时，其水平偏移允许为5cm。 （4）沉井四周（圆形沉井为相互垂直两直径与圆周的交点）中任何两角的刃脚踏面高差不得超过该两脚水平距离的1%，且最大不得超过5cm。如两角间水平距离小于10m时，其踏面高差允许为5cm。4.4 沉井下沉中的纠偏措施沉井下沉过程中，有时会出现倾斜、位移及扭转等情况，应加强观测,及时发现并采取措施纠正。(1)可能产生倾斜的原因有:刃脚下土质软硬不均;拆刃脚垫架时，抽出承垫木未对称同步进行，或未及时回填;挖土不均，使井内土面高低悬殊;刃脚下掏空过多，使沉井不均匀突然下沉;排水下沉，井内一侧出现流砂现象;刃脚局部被大石块或埋设物搁住;井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。(2)纠偏措施有:加强沉井过程观测和资料分析,发现倾斜及时纠正。 如沉井已经倾斜，可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可在较低的一侧适当回填砂石，必要时配以井外射水，或局部偏心压载，都可使偏斜得到纠正。待其正位后，再均匀分层取土下沉。从倾斜高起的一端,也就是从土质硬的一端挖土,同时向土质软的一端递减挖土深度逐渐开挖,使沉井两端基本保持在同一水平面上,这样沉井就由倾斜逐渐摆平。位移纠正措施一般是有意使沉井向位移相反方向倾斜，再沿倾斜方向下沉，至刃脚中心与设计中心位置吻合时, 再纠正倾斜，因纠正倾斜重力作用产生的位移，可有意向位移的一方倾斜后，使其向位移相反方向产生位移纠正。3.3.7. 沉井封底6. 封底方法有排水封底法和不排水封底法。正确的选择封底方案对能否成功封底影响至关重要。本工程采用不排水封底。7. 混凝土坍落度宜为150200mm，在开始灌注混凝土时，宜用较小的坍落度。8. 灌注封底水下混凝土时，需要的导管间隔及根数，应根据导管作用半径及封底面积确定，间距一般为2.54m,最深点应布置有导管。用数根导管灌注水下混凝土时，应依先低处、后高处，先周围、后中部的顺序进行。9. 在灌注混凝土过程中，导管随混凝土面升高而徐徐竖向提升，导管埋入混凝土的深度，应与导管内混凝土下落高度相适应，相邻两管混凝土的高差不得超过管距的1/151/20。10. 用混凝土泵通过漏斗及导管灌注水下混凝土时，导管直径应与混凝土泵的输送能力相适应。混凝土的灌注应尽可能快地进行，导管拆除的间隔时间不宜超过30min。混凝土灌注将近结束时,应加大混凝土的坍落度和导管埋深。3.3.8. 沉井下沉测量监控及质量控制9. 在沉井制作完成后，在井顶及外壁混凝土表面用油漆标出纵横中线，在沉井四角用油漆在测点垂直线上画出四个相同的标尺，标尺的零点从刃脚底算起。四个零点不在同一平面上时，取最低点为零，其余各点的标尺应计入相应的高差。在沉井纵横中线及四角处挂垂球，以随时监视沉井是否倾斜，以便采取措施纠偏。10. 在沉井下沉过程应做到，刃脚标高每4小时测量一次，排水下沉时下沉速度较快，应2小时测量一次，轴线位移每8h测一次。 11. 沉井初沉阶段每小时至少测量一次，必要时连续观测，及时纠偏，终沉阶段每小时至少测量一次，当沉井下沉接近设计标高时增加观测密度。12. 由于沉井开始时的下沉系数较大，在施工时必须慎重，特别要控制好初沉，尽量在深度不深的情况下纠偏，符合要求后方可继续下沉。下沉初始阶段是沉井易发生偏差的时候，同时也是较易纠正，这时应以纠偏为主，次数可增多，以使沉井形成一个良好的下沉轨道。13. 下沉过程中，应做到均匀，对称出土，严格控制泥面高差，当出现平面位置和四角差出现偏差时应及时纠正，纠偏时不可大起大落，避免沉井偏离轴线，同时应注意纠偏幅度不宜过大，频率不宜过高。14. 沉井在终沉阶段应以纠偏为主。应在沉井下沉至距设计标高1m以上时基本纠正好，纠正后应谨慎下沉，在沉井刃脚接近设计标高30cm以内时，确保不再有超出容许范围的标高和轴线偏差，否则难于纠正。15. 测量人员必须将测量数及时交当班施工负责人和技术主管，以便及时纠偏或掌握下沉情况。16. 施工时要做好沉井下沉施工记录。3.3.9. 注浆加固沉井到位底板混凝土浇筑完整后，进行四周土体的注浆加固。计划采用旋喷桩加固方案，首先使用钻机按照设计的间距要求钻孔，间距和深度要达到设计要求；然后按照水灰比使用拌浆桶拌和注浆液，用高压注浆泵进行旋喷加密注浆；注浆程序先外围后内侧。3.4. 顶管施工方案3.4.1. 泥水平衡机械顶管施工工艺流程泥水平衡机械顶管施工工艺流程如下图（图6）所示（图6，机械顶管工艺流程图）3.4.2. 机头选型本工程由于本工程工期紧，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，预防遇孤石等情况卡钻头，我公司根据以住施工经验，决定采用具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机。其基本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的15%20%。刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。一般情况下，刀盘每分钟旋转45转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达2023次。由于本机有以上这些特殊的构造，因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的，破碎的最大粒径可达掘进机口径的40%45%之间，破碎的卵石强度可达200Mpa。本掘进机的优点是： 特点：A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置（DESANDMAN）成套化。B、带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎小于外径30%，一轴强度196Mpa（2000 kg/cm2）的砾石。C、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。D、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。E、该机由一人在地面遥控操纵即可。F、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有ISEKI专利的RSG双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内！G、使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。H、泥水分离装置DESANDMAN是一种密封性好，操作灵活的分离系统，且能节省安装空间。此机型在现今使用较广，我们有着成功施工经验、技术成熟、可靠，对土层扰动少的特点。偏心破碎泥水平衡顶管掘进机是根据含水量较高的沙砾土而专门设计的。因此特别适应本工地基顶管的施工。3.4.3. 平面布置、井内布置及管内布置1、在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间、冷作间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。 2、现场布置、设备进场时采用50t汽车吊3、管道顶进时，起吊设备采用汽车吊（起重能力为30t），行车导轨与顶管中心线应平行铺设，并与管中心左右对称。4、井内布置工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。3.4.4. 出土方案泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土。在沉井上部砌2只沉淀池。沉淀的余土外运需按文明施工要求和渣土处理办法，运到永久堆土点，不得污染沿途道路环境。3.4.5. 顶管受力计算本工程是将壁板加厚作为千斤顶的后背墙。1、顶力计算推力的理论计算：（以1000mm计算）F=F1十F2其中F总推力Fl一迎面阻力 F2顶进阻力F1/4D2P (D管外径1.2m P控制土压力) PK0H0式中 K0静止土压力系数，一般取0.55H0地面至掘进机中心的厚度，取最大值7m土的湿重量，取1.9t/m3P0.551.977.31t/m2F1=3.14/41.22831.4t F2DfL式中f管外表面平均（根据顶进距离平均淤泥土）综合摩阻力，取0.8t/m2D管外径1.2m L顶距，取最大值100m F23.141.20.8100428t。因此，总推力F=31.4+428459.4t。根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。工作井（6000mm顶管）设计允许承受的最大顶力为800t，管材轴向允许推力700t，主顶油缸选用2台(或4台，根据现场实际情况定)300t(3000KN)级油缸。每只油缸顶力控制在250t以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力500t。因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。3.4.6. 后背的计算后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形即象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则，千斤顶在后背墙上产生不均匀力，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工安全，施工时应对后背的强度和刚度计算，其受力分析图如下图（图7）所示（图7，靠背受力分析图）后靠背受力计算公式）R=2*4*(18*4.52*2.46/2+2*10*2*sqrt(2.46)+18*2*4.52*2.46) =18425KN式中：R-总推力之反力（一般大于推力的1.21.6）a系数（取1.52.5之间），此处取2B后座墙的宽度（M）此处取4米土的容重（KN/M3),根据现场地质情况，粘土取15KN/M3H后座墙的高度(m)，此处取4.5米Kp-被动土压系数,根据表8，此处取2.46c-土的内聚力（kPa) 一般情况下取10h-地面到后座墙顶部土体的高度（M），此处取2米按上式计算，圆形工作井加护套后能承受1842T顶力实际顶力500T。完全能满足要求。3.4.7. 出洞方案为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内，在洞口内预先安装一个单法兰穿墙钢套管，用于安装橡胶止水圈及止水封板。由于顶进距离长，造成管材表面及F型钢套环、砂等对橡胶止水圈不可避免的磨损，需经常更换橡胶止水圈。因此，我们在洞口里侧增加一道橡胶止水圈，当需更换外部橡胶止水法兰时，洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。3.4.8. 测量以及设备安装1、测量的方法（图8、测量示意图）(1)、通视条件下的测量使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。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，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，如示意图（图8所示）。（2）、不通视条件下的测量引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A，其余步骤同通视条件下测量定位。（3）后靠背导轨及后顶的安装轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合，调整方法见图（图9）：（图9、导轨安装测量调整示意图）在轴线定好后既可安装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周作出46个临水点，保证轴线标高-临水点高程= h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。引轴线至井底前后两侧A、B两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点C，开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点D、D，测量AD和A D，的距离，只需保证AD的距离约等于A D，的距离既可，误差不应大于3cm，导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向既可，最后根据实际情况填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙，后方顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平后顶后只要保证所以千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一至，此副导轨用于防止机头进洞后低头，见下图（图10）：（图10,工作井导轨及千斤顶安装示意图）增高装置可根据机头重量以及增高量选择枕木，钢支架或砼垫层。洞口止水装置的安装，应保证除止水圈外最小直径大于进洞物最大直径的8cm，防止受到进洞物的剪切而失去止水效果，位置确定后可用水泥砂浆封堵与井壁形成的间隙，防止从间隙处漏水、漏浆。3.4.9. 泥水系统的安装泥浆池应尽量靠近工作井边，可采用并联法，见图（图11）：（图11，泥浆平衡工艺示意图）泥浆池尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，沉石箱的配置可沉淀块状物，防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损坏。注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配置减压系统，在泵出品处1米外以及机头注浆处各安装一只隔膜式压力表。3.4.10. 顶进开始调试阶段以及土体取样：顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。机头下井后刀盘应离开封门1米左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不超过5mm，既可开始凿除砖封门，砖封门应尽量凿除干净，不要遗留块状物，同时可进行土体取样工作，使用100，L=500mm的两根钢管在洞口上下部各取长400mm的土样，取样工作完成后随既顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。机头属于刀盘不可伸缩型，土压力表所显示的土压力为泥仓土压，显示的土压力与实际顶进的土压力存在一个压力差P，此值一般取15-30T，由于进泥口是衡定的，TCZ机头的土压控制主要通过顶速