某市滨海大道污水干线工程施工设计方案

1、第一章 沉井施工组织设计 1一、工程概况 1二、主要实物工程量 1三、施工方案 2四、劳动力使用计划 12五、机械设备使用计划 13第二章顶管施工组织设计 14一、工程概况 14二、工法选择 14三、顶进设备及附属设施的安装 16四、顶管用管材 18五、顶管出洞 20六、顶管掘进2 1七、中继间接力 22八、顶管注浆 24九、测量纠偏 26十、机头对接 26十一、劳动力使用计划 27十二、主要机械设备使用计划 28第三章支线管道施工组织设计 29一、检查井施工29二、干线的水平贯通施工32三、支线管道 32四、检查井及支线管道的施工设备 39第四章施工总平面布置图 39第五章施工进度计划表41

2、第六章施工组织管理机构 42第七章质量保证措施 43一、质量保证措施 43二、质量保证体系 43第八章安全保证措施 44一、安全保证措施 44二、安全保证体系 44第一章沉井施工组织设计一、工程概况滨海大道顶管工程共有工作井两座，分别位于管线的两端，上游工作井在龙昆路附近，外形尺寸为10100 mm 10704mm 8100mm ;下游工作井在长堤路口，外形尺寸为10100mm10740mm 8950mm 。上游工作井井位处的地质情况如下：层土为杂填土，层厚约1.5m ,为块石、建筑垃圾及杂填物；层土为淤泥、淤泥质粘土，厚度约3.5m ;层土为淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土，层厚约6.1m，以下为

3、层土、层土等。沉井下沉过程中将穿过层土、 层土，最后刃脚踏面座落 于第层土中。下游工作井井位处的地质情况如下：表层为路面；层为中细砂填土，层厚约5.1m ;层为淤泥、淤泥质粘土，层厚约4.7m ;以下为层土、1层土、层土等。沉井在下沉过程中将穿过路面和层土，最后其刃 脚踏面座落在第层土中。由于井位处的地质情况较差，距离水源又近，为保证沉井在下沉过程中的安全，在两座沉井位置处应进行地基处理 以改良土质。具体方法为压密填充 注浆法，其目的是提高井四边和刃脚 处地基土的承载能力，又 能保证沉井干施工、干封底。、主要实物工程量：序号工程名称单位上游井下游井1钢筋混凝土m 33703962挖土方m 31

4、17012603回填土方m33103104砌砖3 m24.224.25注浆3 m294631006路石破除及恢复2 m04547回填砂3 m8608608砖砌溜槽3 m98112三、沉井施工方案（一）沉井施工工艺流程图井壁钢筋加工（二）沉井制作1、准备工作包括场地平整、大小临时设施、设备、周转材料进场等。2、地基土压密填充注浆由于沉井所处位置土的含水量较高，承载力较小，且属于粘性土，渗透系数较 小,不适合采用井点降水，故采用我 局已广泛使用过的地基土 压密填充注浆方式来达到隔断地下水提高土体承载力和沉井干施工、干 封底的目的地基土压密填充注浆范围如下图:300021300/21-1剖面图注浆平

5、面图3、基坑开挖、填砂、混凝土垫层浇筑：为保证沉井制作均匀下沉，应先将沉井范围的障碍物与表层土挖出。根据沉井施工有关规范和现场实际情况，基坑开挖深度按2m 考虑。基坑开挖的高宽比不超过1.2及保证不小于 0.8m的工作宽度(如下图所示)。因此，基坑开挖范围应比沉井外径大2.4m 左右。同时应在坑周布置23个集水井及时排除坑内积水。为保证制作沉井的地基具有足够的承载力，开挖基坑底部若遇松软的土质，必须予以清除，用砂或砂土回填、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 采用反铲挖土机进 行，并辅助人工整平。基坑开挖示意图基坑形成后立即以粗砂分层回填夯实，层厚2

6、0cm，辅以洒水，用平板振动器或蛙夯密实，以保证填砂的承载力。现场采用如下方法检测密实度：用直径16圆钢1.95m 长，下端举高0.5m 后。垂直自由下落，若贯入度w7.0cm，即为密实，否则应继续密实，直到满足要求。砼垫层宽度、厚度及填砂厚度、宽度计算如下：(1 )砼垫层宽度、厚度计算：砼垫层宽度：b=b i + 2h式中bi为踏面宽度，等于25cmh为垫层厚度(cm )根据式G。 =R s b 得 h =(G。/R s bi)/2式中G 长度上的重量，计算可知：。为井体第一次砼(按刃脚踏面以上4m高计)浇筑后单位等于5.87t/m0Rs为填砂的允许承载力，取值为10t/m 2。h= (5.

7、86 - 10 0.45 ) - 2=0.07m=7cm代入式中得：b=59cm取b=60cm(2)、填砂厚度、宽度计算：(如下图所示)b+2hs混凝土垫层、砂垫层计算模式图根据图四垫层受力可得G。= P ( hs + b)6t/m 2，代入式中得:hs = G。/P b式中：P为地基土的允许承载力，取值为hs=5.87 宁6 0.60 = 0. 39 m = 39cm施工时考虑取 h s= 50cm 。填砂底宽 B=2h s + b= 2 X 0.5 + 0.65=1.65m施工时考虑取 1.8m4 、模板设计以下游工作井为例，该井总制作高度 8.95m ，下沉深度约 10m ，考 虑分两层

8、浇筑，第一次浇筑高度 4.0m ，砼方量约 120m 3，第二次浇筑 到顶面标高，高度 4.95m ，砼方量约 146m 3 。模板采用钢框竹胶板大模板拼装而成，井壁四角采用木模板面层钉 5mm 厚竹胶板（或白铁皮）。模板横带248 600,竖带2 8 600 ,（ 1 ）模板受力计算：根据规范，砼入模时模板受侧压力为：P=8 24KV 0.5 P1上式中：K 温度校正系数，查表得值1.53P1 倾倒砼产生的水平动压力查表得值6KN/ m 2V 砼浇筑速度（m/h ）30m 3 /h ，井每延米高砼考虑采用商品混凝土，每小时砼供应量约为 方量 30.8m 3/m 。则有： V=0.97m/hP

9、=50.17KN/m2（ 2 ）模板验算：横带验算：横带外径 1=4.8cm ，内径 2=4.0cm1=2 n （ 4i + 爲）/64=2 n （ 4.8 4 4.0 4） /64=26.97cm4，L=0.6m按五跨连续梁计算。横带承受 60cm 宽均布荷载的作用。如图五所示：q = 50.17 X0.6=30.1kn/m按最不利荷载计算，查表得:Mmax =KmQL 2=0.119 X 0.301 X 60 2=128.95cm=0.301k n/cmQ=0.301KN/CML 1600*5=3000k aSmax = Mmax/W =128.95/26.97*(4.8/2)=11.47

10、 v S = 15.5 KN/ cm 2所以强度满足要求。fMax =5QL 4/384EI4=0.089 cm 18.06KN。5、钢筋绑扎及混凝土浇筑：钢筋集中加工，分二期绑扎，首期绑扎高度为4.5m，砼浇筑后再绑扎二期钢 筋到顶。绑扎前，首先搭好内外脚手 架，在砼垫层及内外脚手 架之连杆上准确测放出钢筋骨架边线，依据控制线绑扎钢筋。砼浇筑采用商品混凝土，泵车泵送入模。砼入模应注意对称布料并及 时振捣，使上、下层砼结合成一体，振捣器应插入下层砼5cm左右，要防止漏振、欠振及过振现象发生。第二次浇筑与第一次浇筑方式相同。施工缝采用凹型槽处理。第二次混凝土浇筑前用同标号的混凝土砂浆 浇筑一层后

11、再浇筑混凝土。由于交通和天气炎热，选在夜间进行浇筑，浇筑前应先洒水湿润后再 浇筑砼，浇筑后的砼应时常注意洒水养护，防止干裂。6、沉井预制容许偏差控制值：长、宽：土15mm对角线：土 1%井壁厚度：土15mm(三) 沉井下沉1、下沉系数及稳定系数计算：根据设计说明，按排水下沉计算，列表如下：井位项目工作井备注井体自重G(t)600按上游工作井计算。刃脚端承力 R156.3端面积(2 X 10.74 + 2 X 10.1 )X 0.25 ;按15t/m2计算井周摩阻力Tf(t)506.4表面积 2 X (10.1+ 10.74) X8.1=337.6m2 ;按 1.5 t / m 2 计算下沉系数

12、K11.18K1 = G / T f稳定系数K20.90K2 = G / (R + Tf)经计算，沉井下沉系数和稳定系数均满足规范要求。2、垫层混凝土的凿除：垫层砼凿除时要求均匀对称，以减少不均沉降，并要求速度要快，为 此采用风镐同时对称进行，同时垫层凿除后，及时在踏面下回填砂。3、沉井下沉测量监测要求：(1 )在凿除砼垫层前，须在井顶及井壁上画出沉井的纵、横中线 中线按井 壁四 等分 求得 ，并 互相 垂直，中 线用于 沉井垂直度与位移的监 测。同时在井周围及路面作好沉降观测点。(2 )在沉井四角，从刃脚踏面算起，画上相同的标尺，标尺用于监 测下沉量，每次监测均需测量。(3 )凿除砼垫层要加

13、强垂直度、下沉量测量，发现倾斜立即报告纠 正。(4 )沉井初沉时，每班至少作两次全面监测(中线位移、垂直度、 下沉量、地面沉陷量)，每开挖一层土均应作一次下沉量、垂直度测量。(5)正常下沉时，视下沉速度每工班测12次。( 6 )发现倾斜严重、快速下沉等异常现象时，在纠偏过程中要随时 监测。( 7 )沉井沉至设计标高后，封底以前每 24 小时监测一次。4、沉井下沉容许偏差： 沉井下沉完毕后，标高、位移、倾斜度的允许偏差值如下：( 1 )刃脚平均高： 100mm(2) 刃脚底面高差： 两角距离 L 10m , L/100; L 10m,100mm。( 3)水平位移： 100mm 以内(4)垂直度：

14、 1/100 以内。( 5 )刃脚平面轴线： 100mm 以内。5、挖土下沉： 沉井初沉是沉井下沉中最关键的工序，此时四壁无磨擦力，沉井全靠砂堤承担，下沉系数很大，沉井又未入土，重心高，四壁无土体约束导向，开挖 稍不 均匀 ，就 可能 倾斜、 移 位。刃脚 下砂堤 与砂垫层要分层均 匀开挖，每层厚度 20cm ，开挖要在刃脚下沿全面进行，砂堤及砂垫层一 经挖除， 沉井 立即 下沉 入土 。 挖出 的 砂和土立 即用汽 车运走，以免占用 过多的场地影响交通。采用人工在井内挖土，装入 2m 3 土斗中，用 25t 汽车吊垂直运输， 直接卸入运土汽车上。6、沉井下沉过程中几种问题的纠正：( 1 )倾

15、斜处理：沉井下沉完毕，要求倾斜在 1 / 100 以内，为达到这一目的，沉井下之间，超过1 /150就要纠偏沉过程中要求控制在1 / 1501 / 200纠偏方向就是在倾斜的相反方向井壁多挖土或在井壁外侧射水冲刷予以纠正，但纠偏过程中要加强监测。另一方面，挖土下沉要均匀进行， 尽量避免倾斜发生，严格控制倾斜度在1 / 150 之内。(2 )水平位移过大的处理：沉井下沉完毕，要求水平位移w100mm ，水平位移过大就要纠偏,纠偏方向如下图所示。沉井下沉水平位移纠偏示意图1.0m 之经过(a) * ( b) ( c)几个循环，即可达到要求。要注意的是：沉井倾斜调整和位移纠偏，需在沉井终沉标高 前必

16、须完成（ 3 ）沉井突沉的预防：沉井应按正常速度下沉，要不过快也不过慢，要防止由于挖土过快或 地质骤变，或 下雨 井内 积水过 多 等使下 沉失控，产生突然过大的下沉，发生突沉不仅 井壁 受力 不均容易开裂 破坏，还可能会造成安全事故。预防措施是：首 先了 解土 层情况做到心 中有数，其次控制挖土速度，再有准备好备用水 泵， 及时 排除井内积水 。一旦发生突沉，可立即在刃脚斜面回填土。（ 4 ）沉井不沉或超沉的处理： 当沉井下沉不顺时要及时了解地质情况，如地质无异常情况可考虑在 沉井上压载，也可在沉井外用水冲刷，减少井壁摩阻力。当沉井下沉时有超过设计标高的趋势时，为防止超沉，除需在刃脚下 垫块

17、石和在刃脚斜面下回填砂砾等措施以制止下沉外，在沉井制作之前， 还予先在底板下注入水泥浆，其厚度为 3m ，顶部标高在刃脚踏面标高以 上 100cm ，既起到防止超沉作用，又起到隔水封底作用。（四）沉井封底及底板浇筑待沉井到位稳定后（8小时累计下沉量w 10mm ）即可封底，步骤如 下：1 、回填砂土至底板底标高以下 30cm 并夯实整平。2、回填 15cm 厚道渣并夯实整平。3 、在井中部安装减压排水井。4 、浇注 15cm 厚 C20 砼垫层。5 、绑扎底板钢筋，按规范要求采用双面搭接焊。连接底板止水槽予 留钢筋。6 、浇筑底板砼。砼坍落度在58cm ，先注入漏斗，吊车吊至井底，徐徐打开漏斗

18、门将砼均匀分布，插入式振捣密实后再用平板振捣器提浆， 初平，最后瓦工找平、收面。砼始凝后，井内灌10cm 深水养护，防止收缩裂缝 。在 整个 全过 程中 ， 应保 证 减压排水 井中的 水泵正常工作，以 防止浮力破坏底板。7、减压排水井施工。（五）挡土墙砌筑及回填：挡土墙采用砖砌，墙宽 48cm ，顶面略高于地表，防止施工期间雨水流入井内，墙后回填采用粘土并夯实。（六）沉井流槽的砌筑：清除井内杂物，以 MU5机砖作流槽的主体结构，用砂浆砌筑，表 面抹20mm厚水泥砂浆。（七）现浇盖板沉井盖板为钢筋砼结构，平面尺寸：10.4 x 9.4m，厚45m，其施工流程如下：井内搭设脚手架平台一安装底模板

19、 Tb扎钢筋 一安预留孔环模 板T则模f注砼。平台采用满铺脚手架，底部支承在沉井底板上；底模采用组合钢模板；钢筋在加工房制作，运至现场绑扎； 砼米用商品混凝土。（八）人孔砌筑及回填：人孔米用砖砌，内径尺寸为直径700mm ，墙宽24cm，墙咼须保证安装窨井盖板后，盖板与地表齐平，砖砌人孔需内外粉，以保证不渗水。四、劳动力使用计划：（见下表）序号工种人数1工地负责人22技术人贝23木工164钢筋工165砼工86电焊工47起重工48架子工109机修、使用工410吊车司机211瓦工412材料工213测量414试验2合计80五、机械设备计划:序号名称单位数量备注1装载机台13.0m32运土自卸汽车辆2

20、载重16t3汽车吊辆225t4电焊机台45污水泵台4扬程20m6钢筋机械套17木工机械套18手提砂轮机台29砂轮切片机台210空压机台2电动0.9m311注浆设备套212混凝土泵车辆213混凝土搅拌车辆414台钻台115插入式振捣器台1216平板振动器台217蛙夯台1第二章顶管施工组织设计一、工程概况滨海大道（龙昆路长堤路）顶管工程全长 1504.2m,为双排2150 钢筋混凝土管节。从龙昆路到长堤路共分五段，第一 段为直线渐变段， 长67米，两排管道间距从2米逐渐变为 5米；第二段为转弯半径700米的弧线段，全长约 674米，两排管道间距为5米左右；第三段为直线段，全长220米，两排管道间距

21、为 5米左右；第四段为转弯半径600米的弧线段，全长 327米，两排管道间距为5米左右；第五段为直线渐变段，全长195米，两排管道间距从5米左右逐渐变为 2米。顶管使用的管节为F型企口管，施工时从两端工作井向中间对顶，最后在地下进行对接。沿线土层地质为淤泥质软粘土，含水量不均匀，范围值在30%80%之间，地基土承载能力较低。、工法选择1、工艺原理顶管的工艺原理参见下图，在工作井内顶管轴线的后方安装了一组主顶油缸， 提供 水平 中顶出工 作井 进入 用是平衡 前方 土体 很小的情 况下 ，取 调节顶管 发生 的方推力 ，将 管 道一 土层 中。 在 管道 ，能 以有 效 的技 走顶 入机 头 土

22、舱 向偏 移， 能 引导节 连着一节 地从工 的 最前端布 置有一 术 手段和措 施，确 内 的这部分 土体； 后 续的砼管 道准确作井前壁预留洞口 台机头，机头的作 保对周围土体扰动 机头的另一作用是 地沿着预先设计的直线或曲线路线顶进当管道顶进的阻力超过主顶油缸提供的水平推力时，需要采用中继间 接力推进，以实现长距离顶管技术。2、机头选型本机头选型按照保证质量、安全、文明施工、保护地面建筑物与地下 管线、维 护道 路交 通等 要求 ，根据 本 工程所处 的淤泥 质软弱地质与施工 环境条件合理选择为液压封闭式土压平衡机头。该机头前方为密封舱，密封舱的后方安装有土压力表，可随时掌握密 封舱内土

23、 压力 数值 ，让 操作 人员很 方 便地调整 前方土 压力平衡。密封舱 板上设有 一道 密封 门， 该密 封门采 用 液压启动 ，当管 道向前顶进时根据 土压力数值可将密封门开大开小，土层即进入机头后的皮带传送机上。三、顶进设备及附属设施安装 顶管的设备包括液压推顶设备、顶管机头、泥浆搅拌及注浆设备、供 电通风设 备、 起重 设备 等及 其它相 应 的附属设 施。顶 管之前必需将以上 设备按照 相应 的质 量、 精度 标准要 求 安装就位 并进行 运转调试，方可进 行管道的顶进。1 、安装液压推顶设备 液压推顶设备包括工作井内的主顶设备及中继间接力顶进设备，（中 继间安装在后面叙述），主顶设

24、备及其附属设施包括：1 ）组合油缸架及操作平台2 ）主顶油缸 4 台（顶力为 3000KN/ 只，行程 1.3m ）3）高压油泵站及管阀4）组合环形顶铁（两块）5）顶力分压环（一块）6 ）后座承压壁 主顶油缸固定在组合油缸架上作整体吊装，四台主顶油缸对称布置如 下图所示：主顶油缸布置图高压油泵站设置在地面工作井近处，与主顶油缸连接的油路顺直，减 少转角，接头不漏油。油泵站位置搭设有防雨棚。油路系统装有限压阀， 溢流阀和 压力 表等 指示 保护 装置， 安 装完毕后 要进行 试车，使用过程中 定时检修维护，及时排除故障。主顶油缸提供水平推力将管道在土层中向前推进，其反推力作用在后 座钢构件体上并

25、传递扩散到工作井后壁上。后座结构采用 25mm 厚钢板加工，其结构尺寸5 x 5m，厚50cm，重15t。后座与工作井后壁之间垫一层 5cm 厚木板，这样即可将 4 台油缸的集中顶力传递扩散到 25m 的工作井壁上。分压环外径、内径与钢筋砼管一致，其长度为 作用 在分 压环 上， 分压环 再 均匀扩散 结构 与分 压环 一样 ， 它的 作用是由于 推顶 到位 ，需 要将 油缸收 回 后，在分 然后 利用 油缸 的第 二次行 程 再推，这 缸行 程长 度的 砼管 推顶到 位 。本工程的顶推力形顶铁的一节砼管铁结构，大超过油传递到50cm ，四台主顶油缸砼管的后端面。环油缸的压环与样反复每套顶一次

26、行程不足以将油缸之间加垫该顶 多次即可将一节大管设备需要分压环一件， 1.0m 长度的顶铁两件，采用 20mm 厚钢板加工， 3 件共重约 8 吨。2、安装顶管机头1 ）安装导轨导轨安装在工作井底板上，它是支承机头及砼管节的一种顶管附属结 构。导轨 的结 构型 式如 下图 所示， 定 位后必须 稳固， 高程及方向必须精 确。导轨采用 38kg/m 钢轨，其长度为 4.5m ，两条轨道互相平行，间 距 1.5m 。机头及砼管吊放到导轨上时，其高程及方向应与设计一致。重型导轨2）安装顶管机头顶管机头在我局基地维修调试好，运到现场后，被吊放到工作井内导 轨上。检 查测 定机 头与 轨道 是否平 衡

27、、吻合， 机头的 前后端中心方向和 相对高差小于 2mm ，然后对机头的电路、油路、气压、泥浆和操 纵系统 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 系统进行认真检查和试运行。3）安装洞口动密封装置 机头及砼管道被从工作井前墙预留洞口中顶出进入土层中，为防止井 外水土从 洞口 与机 头外 壁之 间的缝 隙 涌入工作 井内， 必须在洞口处安装 动密封装置，其结构如洞口动密封装置图所示。3、其它设备的安装本工程每个工作井配备一台 25 吨汽车吊及一台组合桁架吊，负责顶 管施工中的起重吊装工作。泥浆站安置在地面，由泥水拌制储放系统和注压设备管路系统组成。 可随时

28、向顶进管道内供应泥浆。气压站安置在地面，它由生产压缩空气的空压机，储气罐、除油清洁 过滤器及气压管路组成， 可随时向顶进管道前方供应清洁空气和 0.8Mpa 以内的压力。四、顶管用管材1、管材的标准本工程选用能适应曲线顶管的 F 型接口管， 该管材的一端预埋有一钢 套环，另一端为 F 型台面，在第一台面上粘贴一条橡胶密封圈，两管节 连接时， 带橡 胶密 封圈 的一 端被紧 压 入前管后 端的钢 套环内；两管的砼 端面之间还安装有一块传力衬垫环， 该衬垫环材料为 2cm 厚花旗松木板 管材的技术质量指标如下：外观质量表面具备钢模板脱模后的自然光滑，不得有脱皮、麻面、狗 洞等缺陷。管节长度3000

29、mm砼强度等级C50直径公差 2mm端面平整度 2mm钢套环周长误差 3mm钢套环直径误差 1mm2、管材的生产管材的生产按招标书要求，原则上由甲方联系制管，在制管商需要的 情况下， 我单 位可 提供 租赁 模具、 技 术指导、 质量监 督检查。管材及其 接口材料 必须 由制 管商 配套 供应， 这 样对接口 的密封 质量才可做到责任 明确。管 材运 到顶 管现 场后 ，我单 位 还要进行 二次质 量把关检查，对不 合格的管材坚决退回。五、顶管出洞顶管 机头 被从 前墙 预 留 洞 口中 顶出 工 作 井进 入土 层中 的 过 程叫 做顶 管出洞。 顶管 出洞 是顶 管工 程中的 一 道关键工

30、 序，西 德文献称：“顶管 出洞出得 好， 整条 管道 才有 可能顶 好 ，顶管出 洞出得 不好，整条管道就 难于顶好 。” 故在 顶管 出洞 过程中 必 须高度重 视，制 定严密的技术方案 措施。1 、土壤加固工作井预留洞口外土体采取注浆加固措施，以增加洞外土体固结力， 使机头出 洞时 土壤 稳定 ，不 塌方、 沉 陷。土壤 加固的 范围及方法参见工 作井沉井施工一章。2、拆封门当所有设备进行全面检查、液压、电气、压浆、气压通风、照明通讯等操作系 统能 正常 显示 其进 入工作 状 态，然后 进行联 动调试，确认没有 故障后，方可准备出洞。顶管出洞时需要拆除洞口钢封门，拆钢封门前一定要将机头

31、推进洞口 动密封装事故发生置内 ，以 避免 洞外 土壤加 固 失效致使 可能 性。 拆除 封门 是将机 头 密封门打大量泥 水涌进工作井内的压通风运时是由下舱外观察转正 常的 情况 下， 由操作 工 人进入机 向上 割， 必须 是有 操作经 验 的工人进 接应 人员 应高 度集 中，当 发 现有塌方开，在 各种设施特别是气 头前舱 割除封门，割封门 入。安的现象全措施必须到位， 时操作人员必须立即退入后土壤加固舱， 并关 闭机 头密 封门。 能 够安全、 的可 靠性 ，本 出洞 方案若 发 生土壤加顺利拆固失效除钢封门的前提是的情况也不会发生质量安全机头前舱及时充入事故 ，因 土壤 坍塌时 洞

32、 口、机 头均已密封 ， 了压缩空气。3、顶管出洞当封门拆除完毕，清除洞口处金属物件或较大硬块等障碍物后，随即 将机头顶 进切 入土 层中 。这 时应控 制 好机头出 洞的方 向和高程，在测量 跟踪的情 况下 将机 头随 调随 顶，完 成 整个顶管 出洞过 程。机头出洞的方 向调整是 利用 四个 主顶 油缸 的不同 顶 力和行程 来进行 ，只有当顶进数米 长度的砼管道后，才可启用机头的纠偏装置。六、顶管掘进完成顶管出洞后，即可进行正常的顶管掘进。1、顶管出土管道在土层中向前推进，切入机头内的土需要挖掘进入后方管道内运 行到工作井内。走，挖运出土量的土方 数量 不应 超挖 欠挖 ，不然 会引起地

33、面 的沉降或隆起。控制 方法 主要 是观 察土 压力表 读 数或理论出土量控制。本工程机头的土压力表平 衡及 出土 方法 在顶管 机 头选型一章节内已介绍。土壤进入机头后的井内桁车皮带 传送 机上 ，再 卸至土 方 运送车的 架提 升至 地面 堆土 场。管 道 内的土方土斗内运送车，然后拖运到工作 为电瓶车牵引，在顶进管道内安 装有 轨道 ，电 瓶车牵 引 土斗底盘小车从机头前方沿轨道运2、顶管推进管道向前推进起初主要是依靠工作井内的四台主顶油缸提供水平推 力，每次 推进 长度 主要 是根 据运土 车斗容积确 定， 使一次推进长度的理 论出土量 与斗 容积 一致 。当 主顶油 缸 的行程到 位

34、以后 ，需将顶伸出的缸 轴收回，然后加垫一节顶铁再推，直至将一节管推顶到位。3、吊装管节 一节管推顶到位以后，将油缸收回，并将顶铁及分压钢环吊离轨道， 再吊装下一节管继续掘土推进。管节吊放到导轨上后，应仔细检查密封胶圈是否粘贴牢固，传力衬垫 木环是否 固定 ，钢 套环 是否 变形等 ， 然后调整 好管口 中心，利用主顶油 缸推顶管 节使 接口 连接 就位 。管节 的 橡胶密封 圈被挤 进前节管后端的钢 套环内具有一定的压缩量，应注意橡胶圈的位置在挤入过程中是否翻转， 否则应重新安装。七、中继间接力 管道顶入土层后，其阻力由两部分组成，一是机头前方正面阻力，二 是管外壁 摩擦 阻力 。当 这两

35、部分顶 管 阻力之和 超过管 道的承受能力或主 顶油缸总 推力 时， 即应 加设 中继间 接 力，实行 分段逐 次顶进，以实现长 距离顶管推进。1、中继间结构中继间的结构参见图十一，主要由以下几部分组成：1 ）短行程千斤顶组（总推力 8000KN ，行程 30cm ）2）壳体和千斤顶紧固件，止水密封圈3）承压法兰片4）液压、电器、操纵系统 中继间的千斤顶组在高压油路的作用下，以其后管道为后座支承力， 将其前段管道向前推进约 30cm ，采用这种方法，将管道分段逐次推进， 是实现长距离顶管的技术措施之一。2、中继间分段安装位置 中继间在管道上的分段安放位置应通过阻力计算确定，第一号中继间 要克服

36、机 头前 方迎 面阻 力和 管道外 壁 阻力，并 应留有 较大的安全顶力储机头迎面阻力 F1 按被动土压力计算Fi= n 14 X D2 丫 H tg2 (45 +O /2)=n /4 X 2.64 2 X 19.7 X 8 X tg 2(45 + 20 /2)=1183KN式中 D 机头的外直径取 2.64m丫 一土层容重取 19.7KN/m3H 被动土压力计算深度取 8m一土壤的内摩擦角取20 管外壁摩擦阻力 F 2按下式计算F2= n D L f1 号中继间总顶力N=K ( F1 + F2) =K ( F1 +n D L f)故 L 1= ( N/K F1) / (n D f)=(800

37、0/1.5 1183)/( n X 2.64 X 18)=27.8m取 24 m式中N 中继间千斤顶总顶力，为 8000KNK 顶力储备安全系数取1.5f管外壁摩擦阻力系数，当采用泥浆减阻时为10KN/m 2L11 号中继间可顶管道长度其余中继间的顶力仅克服管道外壁与土层之间的摩擦力应留有1.2 倍安全储备系数，每个中继间可顶管道长度L2=N/K n D f=8000/(1.2 X3.14 X2.37 X12)=75mLn=N/K n D f=8000/(1.2 X 3.14 X 2.37 X 6)=150m取 L3=111 m ， L4=120 m ， L5=132 m ， L6=132 m

38、 ， L7=158.1m。本工程单条管线总长 1504.2m ，采用从两头向中间对顶的方法，每 套设备顶管长度为 752.1m ，根据以上计算， 确定每套设备顶进的管路上 需安装 7 套中继间接力顶进。八、顶管注浆 顶管注浆是将膨润土泥浆材料，注压到顶进管道的外周围，作为减少 顶进摩擦 阻力 ，实 现长 距离 顶管的 重 要措施之 一，注 浆尚可填充管道外 周围土层空隙，起到减少地层损失控制地面沉降的作用。1、泥浆的搅拌储存 拌制泥浆的原材料为顶管专用膨润土袋装复合材料，由杭州地质矿产 研究所研 制生 产， 运输 到现 场加水 拌 制。泥浆 通过搅 拌机拌制，再输送 到储浆筒内存放。本工程每个

39、工作井需 6 立方米储浆筒 4 个，泥浆在储 浆筒内需要存放 24 个小时以上充分膨化后才能使用。2、泥浆孔布置 将泥浆注压到管道外周围，是通过在砼管壁上预留泥浆孔。沿着管道 布置注浆断面， 每个断面设置 3 孔或 4 孔交错布置， 在靠近机头的前 100 米范围内每 6 米布置一个注浆断面，其后每 912 米布置一个注浆断面。 每条管道共需布置泥浆孔约 750 个。泥浆孔的结构见下图所示，为预埋 直径 25mm 镀锌钢管，预埋在砼管壁上。每个注浆断面沿管壁圆周四等 分或三等分布置泥浆孔。注浆孔结构图3、泥浆注压注压泥浆的总管采用直径 50mm 镀锌管，从地面泥浆站经工作井下 直通机头 前方

40、。总 管在 经过 每个注 浆 断面处留 有一个 三通连接支管，支 管为直径 25mm 橡胶压力软管连通每个泥浆孔，每个泥浆孔均安装有一 个不锈钢 球阀 ，当 开启 球阀 时，泥 浆 注压泵就 会将储 浆筒的泥浆经过总 管到支管 从各 个泥 浆孔 注到 管道外 周 围。对机 头后的 几个注浆断面应在 管道顶进 的同 时压 注足 量的 泥浆， 以 使管道外 壁形成 完整的泥浆套，其 它断面按依次顺序作定量的跟踪补浆。4、泥浆置换 每条管道顶管结束后，应利用泥浆管路注压水泥砂浆（可掺加适量粉 煤灰）到 管外 周围 ，置 换泥 浆套， 加 固或改良 周围土 壤。当水泥砂浆凝 结后，拆除泥浆孔球阀换上闷

41、盖，将孔口封堵。九、测量纠偏1、顶管测量 顶管测量的目的是检查管道在顶进过程中发生偏差的数值。按照设计 的管道中 心线 和工 作坑 位置 建立地 面 与地下测 量控制 网点系统，采用坑 道测量方 法， 测定 机头 及前 数节 管道的 实际位置 ，再与设计的位置比较 计算其偏 差值 。平 面偏 差是 由全站 仪 或经纬仪 （测距 仪配套）在管道内 采用支导线方法测量，高程偏差是采用水准仪进行测量。2、顶管纠偏 管道在顶进过程中所发生的偏差，是通过在机头纠偏的方法来进行调 整。在机 头的 后端 部设 置了 四组纠 偏 千斤顶， 若管道 偏左则纠偏千斤顶 采取左伸 右缩 的方 法予 以编 组操作 ，

42、 若同时发 生有高 程偏差，则应先纠 正偏差较大的一面。顶管过程中，应做到“五勤”，即勤挖土、勤顶进、勤测量、勤纠偏、 勤注浆。顶管施工作业是在每天 24 小时内均不间断地进行，测量纠偏工 作每天通常要进行四次，特殊情况可调整测量次数。十、机头对接 本工程每条管线均采用从两头向中间对接顶进的施工方案，当两台相 向对顶的 机头 顶进 到预 定的 位置时 ， 两机头前 端相碰 在一起，采取在地下暗接处理1、土壤加固两机头前端相碰后，土舱内的土压力应保持正常压力，两机头的密封门均应关 闭，以避 免水土从机头前端面相碰处 的缝隙向管道内流失。这 时应从管 道内向机头前端注压水泥砂浆，目的 是将两 机头

43、前端面的缝隙 堵严。为使水泥砂浆尽早凝固，可掺适量水玻璃采取双液注浆的措施。2、机头前端焊接密封当水泥砂浆凝结后， 可适当打开机头密封门,挖出一部分土舱内的土,观察机头 前端缝隙是否堵严，土体是否稳定,否则应及时关闭密封门并对土舱内 充气。在确信机头前端密封可靠后,才可全 部清除机头土舱内的土，将两机头前端焊接密封。3、现浇混凝土内衬两机头前端焊接密封后，两段相向对顶的管道即告贯通。这时可拆除机头的所 有设备，割除机头的内脏结构，仅保 留两机 头外壳体。然后以 机头外壳 体作为外模，制作安装与砼管内径相 同的内模，对机头外壳体 段进行现 浇砼内衬施工。常规现浇方法对内衬 砼浇捣 不密实，故在管

44、道 顶部内衬采取压力送水泥砂浆密实。卜一、顶管劳动力使用计划序号工种人数备注1技术人贝62机头操作16有顶管施工经验3修理工8有顶管施工经验4电工8有顶管施工经验5电焊工8有顶管施工经验6测量工16有顶管施工经验7材料员4有顶管施工经验8吊车司机6有顶管施工经验9一般操作20一般工人10普工80合计172本表按四个作业面，每个作业面每天两班作业考虑。十二、顶管主要机械设备使用计划序号设备名称规格型号数量备注1工具管（机头） 21504只2皮带机20m 3 / h4架3汽车吊25t2台4龙门吊20t2台5电动空压站10m3 / min,138kw2套6柴油空压机6m3 / min2套7主顶油泵站

45、66L / min, 66kw4套8泥浆泵站3kw4套9主顶千斤顶400t , 31.5MPa16只10电焊机A x 500 , 26kw8台11测量仪器测距仪，经纬仪4套一、检查井施工1、主干线上检查井施工在设计图中，全长1504.2m 的主干线上共有 22个检查井本工程的干线沿途检查井采用钢结构顶管形式，当干线管道顶完后，找出各检 查井的位置，在主管道内用垂直顶升 制作检 查井井身，车道上 检查井井口处作相应的地基处理，以满足公路 上汽车 荷载的要求。结构 如图所示。检查井钢管内径 70cm，壁厚14mm。单个井的施工工艺如下：松开预留孔盖板 孔外周注浆安装垂直施顶设备制作钢管节安装钢管节

46、卜(1)垂直顶升施工安排本工程两条主管上共有22个检查井，由于工期短，垂直顶升又要等到主管顶 完后才能进行，因此拟安排四套设备 进行施 工，一套设备占用 一端管道的出口用作通道，互相不干扰。(2 )垂直顶升的设备及管节主管上部履盖土层厚度只有57m，垂直管节内径70 ,内外壁磨擦力不是很大，拟用 2台40t的千斤顶施工。为了在主管内安装方便，管节长度采用60cm，管壁厚14mm，管节经防腐处 理后运进主管内，节与节之间采用焊 接，接头在现场作防腐处 理，垂直管与主管也采用焊接，事先在主管节的预留孔处埋设环向钢板。(3 )垂直顶升的出土采用循环水来带出管道内的土，用一台水泵通过一根6寸的管向封闭

47、的管节冲水，另外用四根管(34寸)通进封闭的管节，让泥水经过四根小管流出封闭的管道，然后流进推车内，拉出地面。(4)地面出口处施工当顶管顶出地面后，挖除管周围的表层土体，然后铺设碎石垫层，最 后现浇顶面承压板。承压板将路面的动荷载传到地基上，以免荷载通过垂直井压坏主干线 管道。承压板的直径3.7m，中间预留孔内径 73.8cm 。以上是在道路上的出口的井的处理方案，如果干线的检查井位于花坛 或路边时，可取消承压板，按常规方法制作井盖。2、干线两端的检查井施工当两端的工作井使用完后，最后制作其检查井，因为主管道内大部分 设备和材料要通过工作井运到管道内。其工作内容包括，井内砌筑流槽， 制安盖板，

48、出口井筒的砌筑、盖板上部回填等。其施工工艺流程如下:浇注内衬砼砌筑井内流槽在盖板现浇时，将相应井筒的位置预留，当砼强度达到85%后，拆除井内支撑，然后再制作井筒，井筒用MU机砖砌筑，井筒壁要预埋爬梯，顶部使用铸铁盖板。二、干线的水平贯通施工为调节两根主干线管道中的水位，本工程的主干线上共有两根支线管 道水平与两主管道连通。1、水平连接方式在主管中使用水平顶管法施工主干线的连接通道，连接管采用 80cm 内径的钢管，壁厚 14mm。管节长度为 60cm。2、准备工作根据检查井所在管节的设计位置，选择其下游的相邻管节做水平连通的施工管 节，预先在主干线布有通道的相应管 节的侧 壁留孔，以便连通 管

49、的施工。两预留孔在干线完工后，由于与设计有误差，连通管施顶时应在接收孔四周布 设接收导向，以便管道顺利进孔。另外，在水平连通处要作灌 浆处理，防止进孔时外围的水涌进主管内。3、水平施顶安排当主管和检查井施工完后，可安排水平连通管施工。拟用 4 台 40t 的千斤顶施顶水平连通管，管节在厂里加工，运到工地 通过工作井运到主管道内。施顶操作方法与垂直顶升基本相同。三、支线管道在干线上有六处支线管道， 其 D800 管 159 延米， D600 管 86 延米， D400 管49延米，800管道采用钢顶管施工技术施工，D600 和D400的管道开槽埋管。1、支线的顶管施工 支线的顶管线路都是从汇水井

50、跨过道路到主干线管道，每段顶管长度在1528m之间。（ 1 ）支线顶管的工作坑及接收坑的布置 汇水井的位置全部位于道路的两旁，部分井周围较空畅，部分井靠近 在建筑物 边缘 ，根 据汇 水井 周围的 施工条件， 顶管的 方向可分为两种， 如汇水井 处有 制作 坑条 件， 则顶管 采取汇水井 向主干 线施顶，否则，采 取从主干线向汇水井施顶。（2）从跌落汇水井向主管顶进施工在汇水井处制作钢筋砼沉井工作坑，内部尺寸5 m X 3 m ,壁厚 50cm ，井壁上预留顶管出洞口和支线管连接口。在主管检查井所在管节 的上游相邻管节预留接收孔。管节长度1.5m 。（3）从主管向跌落汇水井施顶 顶推设备安装在

51、主管内，管节长度为 60cm ，在汇水井处用挖孔桩制作接收坑，挖孔桩内径为3.0m。施顶操作与垂直顶升基本相同。（4）跌落汇水井施工 当支线顶管施工完成后，可在接收坑或工作坑中制作跌落井，按设计图纸施工。2 、开槽支线施工本工程有 7 个跌落汇水井，其中 6 个跌落井都有支线管与相连。支线管为 D600 和 D400 的普通砼管， 埋深为 4m 左右， 管道段长为 420m 。根据地质报告资料显示，本区域从地面至土0处为人工堆积土，下在是淤泥，支线的管底在土 0处，开挖施工基本上在人工填土层内进行。（1）埋管施工安排支线开槽埋管施工可与支线顶管施工同时进行，最后与跌落井相连形 成整个的支线管网

52、。共有六处支线埋管，由于工作量小，可逐一分开施工，安排一个埋管 队就可满足施工进度要求。（2 ）埋管施工工艺：测量放线路面破除排水处理孑基铺设I管节制作I安装管节接头处理 j流井等制作（3 ）基槽开挖挖深按4m考虑，上面1m采用放坡开挖，坡比1:1.5下面3m按支撑开挖，采用横板加立木支承，沟底宽度大于管基宽1m，以便槽中施工人员行走。其断面见管槽施工断面示意图立木长3m，布置间距为2m，槽底要进行管道安装施工，空间要大， 用槽钢将连续 5根立木连在一起，然后用横支撑在槽钢导梁上。开挖采用0.8m 3的反铲，人工配合削坡，一部分土运到卸泥区，一部 分土用于后步工序的回填。开挖时分层施工，先用反铲挖上面1m，工人削坡，然后进行垂直沟的开挖施工。垂直沟每挖深 1m，