工程施工管道顶管施工方案

工程施工管道顶管施工方案

2020年4月

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目录

第一章编制依据.......................................................3

第二章工程概况.......................................................3

第一节工程概况.......................................3

第二节工程地质条件.....................................3

第三节工程特征.......................................5

第四节交通、电力、地下管线..............................5

第三章施工部署.....................................................5

第四章施工组织.....................................................6

第五章施工准备及工作井、接收井（沉井）施工............................8

第一节技术准备........................................8

第二节测量放线........................................8

第三节施工现场组织准备..................................8

第四节设置施工标准和隔离带..............................9

第五节顶管工作井（沉井）施工.............................9

第六节接收井沉井施工..................................16

第七节沉井测量、质量控制及注意事项......................16

第六章顶管施工.......................................................19

第一节顶管设备选型....................................19

第二节顶管施工工艺.....................................21

第三节最大推力计算......................................21

第四节后座墙..........................................22

第五节起重设备.........................................25

第六节安装、下管就位....................................25

第七节顶管施工测量和方向控制............................25

第八节顶进设备..........................................27

第九节顶管机进出洞口技术方案............................28

第十节泥水系统、水压控制、注浆量的计算...................28

第十一节操作控制系统.....................................30

第十二节进出洞口的措施...................................31

第十三节减阻措施.........................................32

第十四节顶管进接收坑.....................................33

第十五节管内出泥弃土运输.................................33

第十六节通风.............................................34

第十七节顶进.............................................34

2

第十八节减少地面沉降措施..................................38

第七章质量保证措施...................................................38

第八章施工安全措施...................................................39

第九章环境保护措施...........................................40

第十章文明施工措施...........................................40

第十一章应急救援预案..........................................41

第一节应急预案的方针与原则................................41

第二节应急预案工作流程图..................................41

第三节顶管工作坑应急预案..................................43

第四节设备应急预案........................................44

第五节用电应急预案........................................44

第六节顶管应急预案..........................................45

第七节事故应急预案........................................45

第八节报告程序............................................51

第九节保障措施..........................................51

附图1污水管网总平面图

附图2顶管平面图（一）

附图3顶管平面图（二）

附图4顶管平面图（三）

附图5顶管平面图（四）

附图6顶管平面图（五）

附图7顶管纵断面图（一）

附图8顶管纵断面图（二）

附图9顶管纵断面图（三）

附图10管、井连接大样图

第一章编制依据

1.室外排水设计规范GB50014-2006.2011年版

2.给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008

3

3.给水排水工程构筑物结构设计规范GB50068-2002

4.混凝土和钢筋混凝土排水管GB/T11836-2009

5.顶进施工法用钢筋混凝土排水管JC/T640-2010

6.江门市高新区综合污水处理工程（一期）可行性研究报告；

7.国家相关技术规范规程；

8.通过阅读图纸及岩土勘察报告等

第二章工程概况

第一节工程概况

江门高新区综合污水处理工程，建设单位为江门融浩水业股份有限公司，监理单位为

江门建设工程监理顾问有限公司，设计单位为中国市政华北设计研究总院设计，由广东海

富建设有限公司承建。本厂区规划用地面积2建设用地面积2该

15475.9m,12827.2mo

工程位于江门市江海区南山路，珠三角环线高速公路南侧，建成后日处理量为

10000m3/do

本工程污水顶管主要分为厂区内粗格栅及进水泵池段及南山路段。

第二节工程地质条件

一、厂区内地质及水文情况

1、地理位置

该工程位于江门市江海区南山路，珠三角环线高速公路南侧。

2、地质概况

本工程场地上覆盖地层为第四系素填土（Qml1耕种土层（Qnd）及第四系海陆交互

相沉积层（Qmc）,下覆基岩为寒武系八村群（理。）泥质粉砂岩，地层结构较简单。

场地内的填土层为素填土，主要由粘性土组成，含风化岩碎块，为人工新近堆填而成,

呈松散状态。耕植土主要由粉质粘土组成，软可塑状，见植物根系。海陆交互相沉积层主

要为淤土、淤泥质土和淤泥质沙土。淤泥、淤泥质土在场地内呈连续分布，分布广泛，淤

4

泥质粉沙土主要分布场地的东南侧，中、北布局零星分布。

根据钻探揭露，场地上部第四系（Q）土层，按其工程特征、成因类型和沉积层可分

为填土层（Qml\耕植土层（QPd）以及海陆交互相沉积层（Qmc）；下覆基岩为寒武系八

村群（sbc）泥质粉砂岩。场地地下水位一般埋深较浅，地下水埋深0.00〜1.50m,高程

-0.34〜2.30m。场地地形高差变化较小，地下水位受地形变化较小，地下水水位变化主

要随邻近河流水位以及季节性降水影响而波动。

3、地下水类型及含水层富水性

场地地下水类型要为第四系孔隙潜水以及上层滞水。

拟建场地处于南亚热带海洋性季风气候区，雨量充沛，并为珠江水系入海口，周围

河网发育，为地下水渗入补给了充足的水源。场地内地下水补给主要来源于大气降水的垂

直补给、邻近河床的侧向补给，并接受上部土层孔隙水越流的补给。场地地下水排泄主要

以蒸发及向地势较低出流动排泄，地下水由于水力梯度小，水平排泄缓慢，近似处于静止

状态。

二,南山路段地质及水文情况

1、地形、地貌

该段污水管顶管沿线，道路完整，地形较平坦，建筑物稀少，相对高度差0.5m左

右，地面T殳坡度为0.2%左右。

2、地质概况

场地上覆地层为填土层（Qml1海陆交互相沉积层（Qmc），地层结构较简单。

场地内的填土层为素填土，主要由粘性土、大部碎石及角砾等组成，为人工回填路

基土,稍压实，其中顶面为路面碎，厚约12cm。海陆交互相沉积层主要为淤泥，在场地

内呈连续分布，局部夹薄层状粉细砂。

根据钻探揭露，场地上部第四系（Q）土层，按其工程特征、成因类型和沉积层序

5

可分为填土层（Q4ml1海陆交互相沉积层（Q^c\

3、地下水类型及含水层富水性

场地附近地表水系发育，雨量充沛，为地下水的循环补给提供了良好的自然条件。

区内地下水埋藏浅，径流滞缓，地下水与地表水相互呈补给状态，雨季及涨潮时河流补给

地下水，旱季及退潮时地下水向附近河流排泄。地下水动态呈垂直及侧向渗入〜蒸发型。

场地地下水类型主要为第四系孔隙潜水以及上层滞水，第四系淤泥层，透水性差，

富水性弱，一般属于弱透水层。但淤泥质土层常含较多砂，局部夹薄层粉细砂，故本层部

分属于中等透水层。本场地的地下水较丰富。

第三节工程特征

L本工程顶管采用m级钢筋混凝土管；管材分别符合钢筋混凝土管管材符合（混凝

土和钢筋混凝土排水管〉GB/T11836-2009标准，〈顶进施工法用钢筋混凝土排水

管〉JC/T640-2010标准。

2、顶管用HI级钢筋混凝土管采用钢套环接头。施工地基承载力＞lOOkpa。

3、当遇软土地时管道地基由道路软基处理时一并考虑，道路软基不做处理时，采用

搅拌桩复合地基处理，处理后承载力＞lOOkpa;在一般情况下将地基夯实后＞lOOkpa。

第四节交通、电力、地下管线

该管道施工正处于江海区南山路旁，因此，道路十分通畅，吊车进入十分方便，就

地利用原有道路就可以满足施工车辆的正常运行。

现动力电接到施工现场内，可就地解决用电问题。同时需要自备发电机，以作备用。

随时可以解决工程用电应急。

根据设计图纸所提供数据，污水管埋深3.2~8.2m左右，除开挖外可能遇到的地下

管线或障碍物较少，施工时为确保顺利顶进管道，必须对原有雨污水管、通信线路、电力

线路作充分的调查了解。通过有关部门及建设单位掌握实际数据，结合提供的管线资料,

6

确定切实可行的施工方案，以保证工程顺利完成。

第三章施工部署

我们将组织高素质精干队伍，强有力的管理机构，精良的施工机械设备迅速进场，建

立健全施工所需相应职能部门，完善管理结构层，满足该工程的需要，确保在合同之内完

成该项目工程。

施工管理组织机构图

组长

项目经理：范火平

副组长副组长

现场负责：技术主管：欧建国

工

试

安

程

验

全

师

员

员

欧

黄

吴

建

长

艾

国

根

茵

第四章施工组织

7

一、组织机构

为了统一协调，统一指挥,确保工程高效、有序的进行，本着高效精干、业务系统化

管理原则，选用精明强干领导者任项目经理，选用懂业务、懂技术、会管理有各种职称的

各类人员组成整体素质高、安全质量意识强、管理水平高的项目经理部，对整个工程进行

运行施工。项目经理部设项目经理1人，总工程师1人，土建施工队、顶进队、注浆队、

技安部、材料后勤保障部（见组织机框图\

二、劳动力组织

充分考虑各业务部门的需要，确保工程建设运转正常。本着分工明确，职权到位，满

足急需的原则。根据本标段所含工程类别，工程数量，工程要求，工程项目分布，进行劳

动力资源优化配置。

三、施工进度计划及工期保证措施

1、本着先重点后一般，全面组织平行流水作业的原则，结合本标段工程实物的工作

量，合理安排，达到业主对本标段工程的工期要求。

2、根据我单位实际施工能力，队伍素质及技术水平，机械状况，财务实力进行合理

安排。

3、针对本工程特点，选择先进、合理、安全、可靠的施工方案，科学安排工序衔接

确保工程连续均衡施工。

4、切实做好施工期间协调工作，保证工程顺利有序进展。

四、工期保证措施

1、成立保工期组织机构

成立由项目经理任组长，有关人员参与的"保工期领导小组"，健全岗位责任制，从

组织、制度和措施上保证工期目标的实现。

2、组织保证

8

(1)就近调遣精兵强将，缩短施工准备期，平行作业，尽早进入施工。

(2)建立岗位责任制，签订责任状，完善考核制度。围绕工期目标，制定各阶段详

细施工进度计划和具体措施，任务细划到班组。层层落实。

(3)根据工程进展情况，适时组织劳动竞赛，开展比进度、比质量、比安全的活动，

调动职工的积极性和劳动热情，奖勤罚懒，不断掀起施工高潮，提高劳动生产率，加快施

工进度，确保总工期的实现

(4)强化施工调度与协调指挥，超前布局谋势，密切临控落实，发现问题及时解决。

重点项目工序，采取垂直管理，重点投入，重点扶持。

3、劳动力保证

根据标段工程数量，施工进度安排，合理调集、安排和调整劳动力，及时解决民工

工资，充分调动民工积极性，按形象进度计划、组织好，运用好劳动力资源，随时做出劳

动力使用计划，保证劳动力充足。

4、材料保证

按照施工进度安排，编制详细的周、旬材料使用计划，超前订货加工，同时严把材

料关，防止不合格材料进场影响质量和工期。

5、机械保证

施工中配备足够完好的机械和机具，并保证有足够的富余量，及时做好设备的使用，

保养和维修工作，确保各种机械的正常运转,提高完好率和利用率。

6、技术保证

1)提前做好图纸会审工作，对图纸中有疑问的地方时与设计单位联系，以免耽误工

期。

2)技术人员认真审核图纸，做好各专业技术交底工作，提供正确数据，确保结构物

尺寸、位置正确，避免返工现象。

9

3）提前做好各种材料的复查和检测工作，完善各种资料，做好各种记录。

4）根据本工程的技术难点和环境特点，精心细化实施性施工组织设计，实施网络计

划，动态管理，合理安排工序，正确处理各工序之间的矛盾，做到环环相扣、井然有序,

充分发挥科技生产力的作用，加快进度。

第五章施工准备及工作井、接收井（沉井）施工

第一节技术准备

1、熟悉图纸，了解顶进管道的实际长度，埋深，管道的设计要求和结构要求，

掌握穿越段地质情况。因该顶管段无准确地勘察报告说明地下土质，要挖深坑取得准确资

料，确保万无一失。

2、与相关部门取得联系，办理有关手续，了解穿越段地下管线，障碍物实际情

况，确保施工正常顺利进行。

3、配备相关的设备、材料及各种辅助设施。

4、做好围护搭设，设置明显施工标志和安全警示标志，提醒过往车辆和注意行

人安全。

5、做好现场环境保洁措施，防止扬尘污染。

第二节测量放线

1、测量方法，在工作井后座位置设置测量机座，测量基座由地面引入地下，避免工

作井的变形引起的误差，将激光经纬仪放置在其上调平后，使激光经纬仪发射的激光沿着

顶进方向水平射出，打在工具头的测量靶位上，通过望远镜读出工具头的偏差。每隔0.5m

记录一次。（辅以人工测量校对）

2、纠偏办法，顶进中发现管位偏差5mm左右，即应进行校正。纠偏校正应缓缓进

行，使管节逐渐复位，不得猛纠硬调。校正方法采用工具头自身纠偏法：控制工具头的状

态（向下、向上、向左、向右），这种方法纠偏方法良好，每次纠偏的幅度以5mm为一个

10

单元，再顶进1m时，如果根据工具头的测斜仪及激光经纬仪测量偏位趋势没有减少时,

增大纠偏力度(以5mm为一个单元)，如果根据工具头的测斜仪及激光经纬仪测量偏位

趋势稳定或减少时，保持该纠偏力度，继续顶进，当偏位趋势相反时，则需要将纠偏力度

逐渐减少。

第三节施工现场组织准备

1、管线保护与地面监测措施

在顶管施工前应对周围建筑物和重要的管线处布置若干监测点。在施工过程中应根

据点的位移、沉降的变化情况及时修正各项顶管施工技术参数，及时采取行之有效的保护

盒补救措施。

如果施工现场条件不允许直接布置监测点，这采用间接布点的方式，即在管线的水

平轴线的垂直方向布置地面沉降点，通过地面沉降来确定下沉量。

在顶管施工过程中，地面隆起的最大极限值应控制在+100mm之内，地面沉陷的最

大极限为-80mm。

2、施工组织准备

(1)建立组织管理机构，配备专业技术、施工管理人员，完善项目部的日常管理工

作。

(2)组织必要的施工作业人员及时进场开展工作，在领会设计内容和熟悉工程图纸

的基础上，进行施工现场勘查，并做好现场平面布置。

(3)认真进行施工前的技术交底工作，并会同甲方从施工现场引进规划红线、进行

基准线、水准基点的测放和复核工作，把桩位测量和放样等事宜落到实处。

(4)在业主确保"三通一平”的基础上，项目部应向业主及时了解施工现场的顶管

范围的地下管线和旧基础等障碍物情况，并要求提供可靠资料。在无资料的情况下，各相

关施工单位应到现场实地解决，以确保工程施工的正常进行。

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(5)做好进场设备的维修保养工作，力争做到相应配套、性能完好，应用方便，器

具齐全。

(6)按照甲方规划的施工总平面的布置要求进行施工布置，如：场内临时设施等的

统筹安排和搭建，以及对供电、供水等日常生活和施工设施的完善。

第四节设置施工标准和隔离带

1、在工作坑处进行全封闭围栏挡护，并设置明显标识、标牌，穿越处设置安全警示

标志，提醒过往行人和车辆注意安全。

2、夜间在每个警示点和隔离带处设置照明灯和信号灯，而且使用26伏的安全电压。

第五节顶管工作井(沉井)施工

一、工作并结构形式

工作井沉井为圆形结构，直径分别为4.9、5.1、8.1米；总高度以实际计，壁厚为

30cmo

二、施工方法

根据设计图纸的要求以及施工现场的地质情况和周围环境条件确定沉井采取分节制

作、分次下沉和排水挖干、干封底的施工方案。

沉井施工流程图：

沉井施工流程图

1、井点降水

基坑开挖、沉井下沉以及其它工序施工过程中降排水效果的好坏，直接影响工程的进

度和施工质量，采取合理的科学的降水方案是本工程的一个课题。本次沉井施工区域地下

水位较高，沉井施工有一部分须在地下水位以下施工，因此在沉井下沉施工过程中，为防

止产生流砂现象，提高沉井制作时的地基强度，在基坑四周布置多层轻型井点降水。确保

地下水位在基坑底以下0.5米。沿基坑底四周设排水明沟，对角设置两个集水坑并配水泵,

以便及时排除坑内积水；在基坑四周挖设排水明沟，并且对角设置集水坑并配备水泵，用

于基坑排除周围地表水。

2、基坑开挖

为保证沉井制作均匀下沉，先将井区范围的障碍物与表层土挖出。根据设计要求及考

虑沉井整体制作的方便可行，基坑底平面尺寸为①4.9、5.1、8.1米。为保证制作沉井的

地基具有足够的承载力，基坑底部若为松软的土质，必须予以清除，以砂或砂土回填、整

13

平、夯实，防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降，造成井壁开裂。基坑开挖用反铲挖土

机进行。

基坑形成后立即以粗砂分层回填夯实，辅以洒水，用平板振动器或蛙夯密实，以保证

填砂的承载力。

3、砂垫层、素混凝土垫层施工

①混凝土垫层

a、混凝土垫层宽度计算

b=b,+2h

G°=R*

b、混凝土垫层厚度

,G/R-b,

n=0———s:------

2

式中Go——沉井第一次浇筑硅后单位长度的重量，Go=275KN/m;

Rs一砂垫层的允许承载力，Rs=25OKPa;

b——混凝土垫层宽度；

bl----踏面宽度，bl=0.3m;

h——混凝土垫层厚度。

经计算可得混凝土垫层厚度为0.40m,混凝土垫层宽度为1.1m。混凝土垫层混凝土

强度C20。

②砂石垫层

a、砂垫层厚度；

G/P-b,-2h

0h,=-------------------

2tga

b垫层宽度；

14

此次沉井施工中砂垫层采用满铺的铺设形式。

按照上述公式，经计算可知砂垫层厚度为0.52m。砂垫层分两次铺设，第一层厚度

为0.30m,第二层厚度为0.22m。每一层铺设时要浇水，采用平板振捣器振捣密实。

4、工作井沉井模板施工

①模板受力分析

根据规范，碎入模时模板受侧压力为：

P=8+24KV05+P,

K——温度校正系数，取1.53;

P1——倾倒碎产生的水平动压力，取6KN/m2;

V——硅浇筑速度(m/h);采用0.7m3的硅搅拌机拌和，吊车运送，VW0.42m/h;

P=8+24xl.53x0.420.5+6=37.8KN/m2

②模板的选用

模板采用钢框竹胶板大模板。模板横带20)48@600,竖带2①8@800。模板验算如

下：

横带验算：

横带外径中l=4.8cm,内径①2=4.0cm。

2兀(--54)

i二----------------------

64=26.97cm4

L=0.8m

按五跨连续梁计算：

横带承受60cm宽均布荷载作用，如图：

q

r、ryf、，，、，、，、F、

15

五跨连续梁计算示意图

q=37.8x0.6=22.7KN/cm=0.227KN/m

按最不利活载计算，查表得：

2

Mmax=KmQyL

=0.119x0.227x802

=172.9KNcm

5_M,nax

maxwj

1.729x102

=26.97/4.8/2

=15.4<[8]=15.5KN/cm2

所以强度满足要求。

二5Q.

—384EI2

5x0.227x804

=384x2.1x104x26.97

=0.21cm<[f]=L/250

=80/250

=0.32cm

可见强度满足要求，刚度也满足要求，故模板设计是合理可靠的。

竖带计算：

竖带2①8承受横带2①48脚手管传递的集中力，按抗剪进行验算，①8断面积

A=10.24cm2,2①8的最大间距为80cm,承受最大作用力：

<=22.7x0.8KN=18.16KN

16

N18.16

T_=max

剪应力2A=2x10.24=0.9KN/cm2<[T]=9.5KN/cm2

2①8满足抗剪要求。

③拉杆计算：

拉杆承受的最大拉力

Nmax=18.16KNo

选用①16钢筋加工成M16拉杆,M12拉杆允许承受的拉力为24.84KN，大于Nmax,

故拉杆满足要求。

5、钢筋绑扎及模板支拆

在钢筋绑扎前，搭设好施工用脚手架（兼作险浇筑工作平台），钢筋绑才出摸板支立

应交错进行，刃脚斜面砖砌粉饰——绑扎刃脚钢筋——临时支立墙身内侧模板——支立

外侧模板——模板整体加固。模板采用普通钢模和异形模板拼成大模板，主要对穿螺杆

拉撑固定，辅以钢管支撑，安拆用吊车进行。钢筋绑扎和搭接应按规范严格执行，并参照

设计说明和图纸施工，尤其注意各种预埋件、预留钢筋的位置、数量及规格。

6、混凝土浇筑

混凝土浇筑采用现场拌制。坍落度控制在9cm,由汽车吊吊至内脚手平台，人工入

模。混凝土入模应注意对称布料并及时振捣，使上下硅结合成一体。入模振捣用插入式振

捣棒进行，为确保振捣质量，在模板一侧开一定数量的振捣窗，便于振捣棒入模振捣，浇

筑完窗下部分混凝土后，立即封闭。

工作井分二次浇筑完成。第一次混凝土浇筑完成后，待混凝土强度达到设计强度后，

开始浇筑第二次混凝土，施工缝凿毛,用水冲，再铺一层10mm左右,水灰比0.3——

0.4的水泥砂浆，然后浇筑。浇筑混凝土时，应有专门的指挥人员，保证连续、对称作业。

混凝土浇筑后应及时加强养护，加盖草包及湿水润湿，并确保带模养护时间。

7、沉井下沉

①下沉系数计算

17

“G—B

②稳定系数计算

G

K

2R+Tf

K1——沉井下沉系数；

K2——沉井稳定系数；

G——沉井自重（KN）;

R——刃脚反力（KN）;

Tf一沉井外壁摩阻力（KN）;

B一被井壁排出的水重（KN）;由于采用排水下沉，故B取0;

经计算后可知沉井的下沉系数及稳定系数均满足施工要求。

③刃脚砖砌斜面底模和碎垫层的凿除

砖砌斜面底模和碎垫层的凿除要求均匀、对称、迅速，因此，采用风镐凿除。凿除时

用4台风镐对称进行，先凿除砖砌斜面部分，后凿除碎垫层部分，在凿除斜面底模和碎

垫层时，沉井即开始下沉。

④沉井分段下沉

本工程中沉井是整个工程的基础，故下沉控制非常重要，一旦发生倾斜就会给后续工

序带来困难，故需精心施工，均匀下沉。每次沉井下沉前均要按规范进行沉井下沉计算,

需满足下沉系数K>1.05o每次下沉前都要注意有关下沉的技术数据，如井壁实际阻力等,

供每次下沉系数计算时考虑。

a、首次下沉

沉井浇筑后，开始首次下沉。沉井下沉必须由专人指挥。初沉采用人工配合机械下沉。

初沉是沉井下沉最关键的工序。此时四壁无约束无摩擦力，全部重量靠砂层承担，下

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沉系数很大。沉井重心又高，开挖若不均匀，就可能倾斜位移，刃脚下的砂垫层要分层均

匀开挖，每层厚度25cm,在刃脚沿线全面进行。沉井入土后，挖土应分层、均匀、对称

的进行，分层厚以30cm左右一层为宜。井内土面高差一般应控制在0.5m以内，为防止

突沉，靠近刃脚处尽可能不掏土，发现沉井倾斜，应及时纠偏，如出现突沉，应分析原因，

及时采取措施。

b、第二次下沉

第二次下沉在沉井最后浇筑后进行。

第二次沉井下沉采用长臂钩机挖土，汽车运土。沉井下沉过程中，在做好观测、分析

刃脚压力变化、分析挖土深度与沉井下沉量的关系的基础上，确定合理的开挖深度，让沉

井缓缓"穿刺"下沉，防止因开挖过深形成突沉，特别是沉井最终接近设计标高时，尽量

控制好井底开挖量。

沉井下沉至设计标高后，经观测在8小时内累计下沉量不大于100mm，或沉降速率

在规范允许范围内时，即可进行沉井封底。

8、沉井封底

沉井下沉至设计标高后进行封底。

①基底处理

a、基底面应尽量整平。

b、清除浮泥，防止封底碎和基底间渗入有害杂质。

c、刃脚与封底硅接触面处的泥污应予清除。

d、用块石回填锅底超挖部分。

e、用碎石、粗砂找平。

②碎浇筑采用现场拌制。坍落度控制在9cm,由汽车吊吊至井内，人工浇筑，并及

时振捣；

19

9、底板硅浇筑

封底硅达到设计强度后，方可抽排沉井内积水，以防封底已承受水压而遭受破坏。井

内水抽干后即可进行底板险浇筑。钢筋绑扎按设计图纸进行，与井壁预插钢筋配合布置。

碎浇入后，用插入式振捣器振捣密实，再用平板振捣器提浆初平，最后人工找平，收面。

第六节接收井沉井施工

一、接收井结构形式

接受井沉井为圆形结构，直径分别为4.9、5.1米；总高度以实际计，壁厚30cm。

二、施工方法

根据设计图纸及招标文件的要求以及施工现场的地质情况和周围环境条件确定沉井

采取分节制作、分次下沉的施工方案。

其具体施工方法和工作井相似。

第七节沉井测量、质量控制及注意事项

一、沉井下沉测量要求

1、在凿除砖砌斜面和碎垫层前，必须在井顶及井壁上画出沉井的纵横中线，中线用

于沉井垂直度与位移的监测。

2、凿除斜面底模和碎垫层时，要加强垂直度，下沉量测量，发现倾斜立即组正。

3、沉井初沉时，每班至少作两次监测，（中线位移、垂直度、下沉量），每开挖一层

土均应作一次下沉量、垂直度测量。

4、挖土下沉时，视下沉速度，每两班测1-2次，发现异常现象及时采取相应技术措

施。

5、在纠偏过程中要增加监测次数。

6、沉井接近设计标高时，应放慢下沉速度，沉井沉至距设计标高100mm时停止挖

土下沉，并加强监测直至稳定。

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二、下沉注意事项

1、沉井下沉时，井内除土应先从中间开始，均匀、对称地逐步向刃脚处分层取土，

使沉井均匀下沉，防止偏斜，特别是下沉初期，沉井入土较浅，土层对沉井的平衡稳定作

用差，容易产生偏斜，尤应注意。在挖土下沉过程中，不应偏除土，避免沉井发生偏斜。

2、下沉中随时掌握土层变化情况，分析和检验土壤阻力与沉井重量的关系，控制其

除土部位及除土量，使沉井平衡地下沉。

3、下沉过程中，应做好标高、下沉量、倾斜和位移的测量工作、随时注意纠正沉井

的偏斜。

4、当第一次沉井接近预定标高时，应调平沉井，准备接高。此时应特别注意除土部

位及深度，防止沉井下沉量过大或产生较大偏斜，增加接高工作的困难。

5、沉井下沉至设计标高以上2m前，控制井内除土量，注意调平沉井，防止因除土

量过大及除土不均，而使沉井突然大量下沉并产生较大的偏斜，增加准确下沉至设计标高

的困难。

6、在工作井沉井开始下沉前，在其周围构筑物及地面设置一定数量的沉降、位移观

察点，随时观测沉井周围地面的塌陷、开裂情况和构筑物沉陷、位移的情况，以便迅速采

取措施，确保附近设施的安全。

三、施工偏差的处理

由于工作井和接收井是本顶管工程的基础，因此在沉井施工过程中一定要加强控制，

确保沉井准确下沉到位，并且要制定尽可能详细的处理措施，为施工过程中可能出现的问

题做好准备工作。

1、倾斜处理

沉井下沉过程中倾斜率要控制在1/150〜1/200,超过1/200时就要进行组偏，组

偏方法是在倾斜的相反一侧刃脚偏除土在井壁外侧射水冲刷，井顶施加水平力予以组偏。

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2、水平位移处理

纠正位移时，可先有意偏除土使沉井向偏位的方向倾斜，然后沿倾斜的方向下沉，直

至沉井底面中心与设计中心位置相合或接近时，再将倾斜纠正或纠至向相反方向倾斜一

些，最后调整至使倾斜和位移都在容许偏差范围内为止。

3、沉井位置扭转的纠正

在两对角偏除土，在另两对角偏填土，借助于刃脚下不相等的土压形成的扭矩使沉井

在下沉过程中逐渐纠正其位置。

四、沉井下沉中特殊情况的处理

1、沉井突沉的处理

为了确保施工顺利进行，防止由于挖土过快或地质骤变等使下沉失控，产生突沉，在

施工前一定要对施工地点进行实地考察，详细了解土质情况，做到心中有数。在下沉过程

中如遇到突沉采取如下处理措施：

①沉井下沉速度过快时，首先要放慢挖土速度，始终保持刃脚以上有较厚的土,使井

壁内侧亦承受一定的摩阻力，刃脚下土的阻力和井壁内、外侧摩阻力之和与沉井自重处于

极限平衡状态，沉井徐徐"穿刺"下沉。

②采用井壁外回填，以增强井壁外摩阻力。

2、超沉的处理

①在刃脚处回填土，垫加石块，增加阻力。

②向井内灌水，增加沉井所受的浮力。

3、遇障碍物的处理

沉井下沉发现障碍物，应立即停止下沉，根据障碍物的性质、大小、位置等情况决定

处理办法。刃脚下如遇较小的孤石，可将四周土掏空后取出；较大孤石，可用风动工具破

成小块后取出。

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五、质量要求

沉井施工质量按国优标准确保优良，质量控制标准如表所示;

质量控制标准表

项目允许偏差

沉

长度±0.5%且WlOOmm

井

宽度士0.5%且4100mm

制

对角线差对角线长1%

作

井壁厚度±15mm

质

井壁垂直度1%

量

预埋件、预留孔位移±20mm

下刃脚平均标高100mm

'1—1

汉水平位移〈下沉总深度的1%

后

第六〈两角水平距离1%

质任意两角高差

顶管且<300mm施工

量

第—P

顶管设备选型

一、顶管机选型

本工程宜采用泥水平衡式顶管法。

(1)适用地质范围较广，在地下水位较高以及地质变化范围大的土质条件，效果尤

其突出。

(2)可保持挖掘面的相对稳定，对周围土层的影响较小，施工后地面沉降最小。相

比，泥水顶管的推力较小，适宜于长距离顶管。

(3)工作坑内作业环境较好，作业比较安全。由于采用泥水输送弃土直至地面，搬

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运土方更为方便。

(4)由于采用地面遥控操作，施工更加文明安全。

(5)由于连续出土，大大提高了推进速度。采用了方向引导装置，使得顶进速度快、

精度高。

结合本工程现有的施工条件和土质情况，我们选用地面遥控操作的泥水平衡掘进机。

结合管径的要求选用顶管设备：D1200泥水平衡顶管机。该顶管机型主要部件有切削刀

盘及外壳、动力装置、机头液压装置、机头纠偏系统、机内泥水系统、电气操作系统、显

示系统等。

二、泥水平衡顶管机原理：

泥水平衡式顶管机是利用加压的泥水及刀盘推动切削刀进行挖掘施工的。压力泥水在

挖掘面泥土的表面形成一层泥膜,同时通过压力的作用与挖掘面的土压和地下水压力保持

动态平衡，有效的稳定挖掘面，将顶管施工对地面的影响即地面沉降减少到最小。当掘进

机正常工作时，进排泥阀均打开,机内旁通阀关闭。泥水从进泥管经过进泥阀进入顶管机

挖掘面的泥水仓里，挖掘的泥砂经同泥水搅拌后，通过排泥管和排泥泵送到地面的泥水分

离装置。泥水分离装置将泥砂和水分离以后，泥水再次送入刀盘循环使用。这些工序完全

由中央操作盘进行遥控。

三、主要设备参数：

本工程使用的主要设备三原重工制造的YX-1500型泥水平衡偏压破碎型顶管机。主

要参数如下：

1尺寸

内径(mm):1500外径(mm):1820

全长(mm):4200重量(T):18

2切削刀盘

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电机功率（KW）:55转矩（KN.m）:57

转速（r/min）:1.5偏心次数（次/min）:50

可破碎砾石最大直径（mm）:350

3纠偏油缸

数量（个）：2每个推力（KN）:1072

组偏角度：上下L7。，左右1.2°

4液压站（KW）:22

顶力（T）:200x4行程（MM）:1200

5泥水系统

排泥泵（KW）:22送泥泵（KW）:15送排泥管：4"

6测量系统：用J2激光经纬仪导向

第二节顶管施工工艺

主顶推进到位弃土出运

第三节最大推力计算

顶管时：

F=F1+F2（F—总推力F1一端阻力F2一侧壁摩阻力）

Fl=n/4xD2xP（D—管外径1.2mP—控制土压力）

P=KorHo

式中：K。一静止土压系数，一般取0.55

H。一地面至掘进机中心的高度，取