1、第一節 沉井頂管施工方案工程概況一、工程簡介1、工程概況本工程為江陰市東橫河污水截流系統工程標段，本標段共有5個頂段的頂管施工，采用dn1500mm鋼筋砼管，每段長約200米，總長約為1000m頂管采用泥水平衡頂管法進行施工。本工程中工作井共計5座，工作井直徑為8m，接收井直徑為5m。建設單位： 設計單位： 2、地形地貌3、地質情況根據中非地質工程勘查研究院提供的地質資料，在勘探控制范圍內，地層自上而下可劃分為10層：東橫河水，水深12米，層淤泥：灰黑色，含大量有機質，為河底淤積物，最深處可達2.0米，喝道內普遍分布。-1層粉質粘土：灰黑灰色，飽和，軟塑流塑，含大量腐植物，上部含少量粉土，韌性

2、底，干強度底。本層厚度1.4020.20米，平均8.67米，層底標高-21.40-2.60米，平均-9.42米，勘察區域內局部分布。-2層粉質粘土：灰灰綠色，飽和，可塑，稍有光滑，無搖振反應，韌性中等。干強度中等。本層厚度1.007.00米，平均3.29米，層底標高-17.60-2.60米，平均-8.59米，勘察區域內局部分布。-3層粉質粘土：灰灰綠色，飽和，可塑軟塑，稍有光滑，無搖振反應，韌性中等，干強度中等。本層厚度1.909.50米，平均4.91米，層底標高-19.60-5.60米，平均-14.28米，勘察區域內局部分布。-4層粘質粉土：灰色黃灰色，飽和，硬塑可塑，稍有光滑，無搖振反應，

3、韌性中等，干強度中等。本層厚度5.00米，平均5.00米，層底標高-7.60米，平均-7.60米，勘察區域內局部分布 層粘土：褐黃色，飽和，可塑，含少量鐵錳結合，切面光滑，無搖振反應，任性高，干強度高。本層厚度1.007.50米，平均2.32米，層底標高-14.6-1.60米，平均-4.10米，勘察區域內部地段缺失。層粉質粘土：黃褐色，飽和，含少量高嶺土，可塑，稍有光滑，無搖振反應，韌性中等，干強度中等。本層厚在1.2011.50米，平均厚度為5.01米；層底標高為-18.6-2.60米，平均-8.30米，勘察區域內局部地段缺失。-1層粉質粘土：黃褐色棕黃色，飽和，軟塑，夾薄層粉土，無搖振反應

4、，韌性中等，干強度中等。本層厚在1.009.00米，平均厚度為4.11米；層底標高為-16.60-7.60米，平均標高為-9.98米，勘察區域內局部地段缺失。-2層粉質粘土：黃褐色棕黃色，飽和，可塑，無搖振反應，韌性中等，干強度中等。本層厚在3.0013.00米之間，平均厚度為10.54米；層底標高為-20.60-10.60米，平均標高為-20.31米，勘察區域內局部地段缺失。層粉質粘土：黃褐色，飽和，軟塑流塑，無搖振反應，韌性中等，干強度中等。本層厚在2.508.50米之間，平均厚度為4.69米；層底標高為-13.60-7.10米，平均標高-8.88米，勘察區域內局部地段缺失。層粉質粘土：灰

5、色，飽和，軟塑，無搖振反應，韌性中等，干強度中等。本層厚度6.08.50米，平均厚度為7.08米；層底標高為-19.60-17.40米，平均標高為-17.90米，勘察區域內局部地段缺失。層粉質粘土：灰色灰綠色，飽和，可塑，無搖振反應，韌性中等，干強度中。本層厚度1.508.50米，平均厚度為3.65米；層底標高為-15.60-9.60米，平均-11.77米，勘察區域內局部地段缺失。層粉質粘土：灰色，飽和，軟塑流塑，無搖振反應，韌性中等，干強度中。本層未揭穿。4、水文地質條件1、地表水根據現場水痕跡實測結果：東橫河最高水位2.68米，控制水位1.101.40米，景觀水位為1.900米。2、地下水

6、根據鉆探結果，污水截流管道擬建場地不存在承壓含水層，僅存在粘性土孔隙水或裂隙水，水量微弱，對基礎工程影響不大。根據查閱有關資料，江陰市區地下和土對混凝土和鋼筋混凝土結構中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性。但河水為流動水，不應具腐蝕性。3、污水管中污水根據調查污水管道中排出的水有雨水、生活污水及醫院或防疫站的水，排入東橫河、東城河經取污水管道流出水樣分析：對混凝土及混凝土結構中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性。二、沉井施工方案1、沉井工作量本工程沉井施工內容包括5座頂管井。具體內容如下：序號井號平面內徑尺寸（mm）管頂覆土（m）施工方法性質備注180009沉井工作井250009沉井接收井2、

7、施工流程本工程沉井施工流程圖為：基坑開挖砂墊層施工第一節井壁制作第三節井壁制作沉井封底沉井周圍回土第二節井壁制作沉井下沉3、沉井施工測量利用業主移交并經施工單位復測后滿足精度要求的控制點，以導線形式建立施工區域平面控制網。所有井位測量資料上報經審核后，方可進行下步工序。4、沉井制作4.1基坑開挖及墊層尺寸的確定在放樣定位完成后破除路面結構層，基坑在刃腳采取混凝土墊層的方法。混凝土墊層厚度h的計算：h=(g0/r-b)/2其中：g0為沉井踏面單位長度重量； r為砂墊層承載力，取r=12 t/m2； b為踏面寬度；計算得：h=0.2m,寬1.2m 。混凝土墊層的厚度不宜過厚，以免影響沉井下沉，所以

8、要控制沉井第一節結構的重量。由沉井制作高度影響，確定為開挖基坑制作沉井。根據地面及沉井的深度，結合施工地點的地質情況，基坑深度為3米，基坑邊坡根據周圍交通環境確定為1：0.5 , 基坑底部比沉井外圍大2米的工作空間。然后定出基坑平面的開挖邊線。整平場地后根據沉井坐標定出沉井中心樁以及縱橫軸線控制樁，并測設控制樁的攀線樁作為沉井制作及下沉過程的控制樁。以上施工放樣完畢，需請監理工程師復核后方可施工。在井壁中心線的兩側各1m范圍內回填砂性土整平振實，以免沉井在制作過程中發生不均勻沉陷。開挖基坑應分層按順序進行，底面浮泥應清除干凈并應保持平整和疏干狀態。基坑及沉井內挖土一般外運，如條件許可在現場堆放

9、時距離基坑邊緣的距離不宜小于沉井下沉深度的兩倍，并不得影響現場交通、排水及下一步施工。沉井根據高度分層澆搗，三次澆搗一次下沉，預留孔處均采用磚墻封堵；根據現場施工條件，為確保施工質量，刃腳、井壁、底板、頂板等主體均采用商品砼制作。4.2沉井模板 1）沉井工程的模板和鋼筋的施工順序一般是： 支設內模鋼筋綁扎支設外模 2）井的內模宜一次安裝完畢或分節安裝。刃腳底模應用水平尺進行校平，使之保持在同一水平面上。 3）井壁模板（1）材料選用：板面采用鋼模板，支撐為48鋼管，龍骨100mm50mm木方。（2）主要施工方法：本工程沉井高度大，模板分三次制作加固，井壁混凝土厚度為800mm，為保證截面尺寸，在

10、支撐系統上外加16止水螺栓進行加固。為保證混凝土的整體性及防水效果，在混凝土接口的位置加設止水板帶，止水板帶用6mm150mm的鋼板環井壁設置，見下圖：（3）工藝流程：放線安裝預留洞口模具內側模板底面上粘貼海綿條拼裝模板安螺栓略緊找正、擰緊螺栓加固校正報質檢員報監理（4）準備工作：模板進場，須經質檢員檢查驗收，符合規范要求才準使用，否則予以退回。模板使用前必須清理干凈，脫模劑涂刷均勻不流墜，避免漏刷。脫模劑必須使用水性脫模劑，禁止使用油性脫模劑或使用廢機油代替脫模劑。在井壁支模前，預留洞口模具安裝完畢；地面上清理干凈并貼上海綿條，海綿條內側距井壁5mm；鋼筋隱檢手續完成。模板內的雜物清理干凈，

11、模板20控制線彈好并經驗線合格。（5）模板拼裝：模板采用鋼模板及50100木方子現場拼裝，外側用48鋼管加固。模板的安裝應按配板設計循序拼裝，以保證模板系統的整體穩定，配件必須裝插牢固，防止變形，側模斜撐的底部應加設墊木。模板采用單塊就位組拼，組拼時，要用u形卡正反交替連接水平接頭和豎向接頭，在安裝到一定高度時，要進行臨時支撐或拉結，并用支撐或拉桿上的調節螺栓校正模板的垂直度。在模板拼裝時，對個別接縫不好的位置，要隨拼的同時在兩塊板之間加設海棉條或海棉膠帶，以保證接縫的密實性，以免漏漿影響混凝土的觀感質量。模板經初步安裝及臨時加固后應組織有關人員對模板的外形尺寸、標高、垂直度及軸線位置進行復測

12、，發現問題立即糾正，待問題整改完后應按施工方案對模板進行最后固定。模板安裝后應經自檢，填自檢單報項目部質檢員專檢，報監理驗收。監理驗收合格后由木工工長辦理交接手續。模板安裝檢驗標準：現澆結構模板安裝的允許偏差及檢驗方法項 目允許偏差（mm）檢驗方法軸線位置5鋼尺檢查底模上表面標高5水準儀或拉線、鋼尺檢查截面內部尺寸基礎10鋼尺檢查柱、墻、梁+4，-5鋼尺檢查層高垂直度不大于5m6經緯儀或吊線、鋼尺檢查大于5m8經緯儀或吊線、鋼尺檢查相鄰兩板表面高低差2鋼尺檢查表面平整度52m靠尺和塞尺檢查注：檢查軸線位置時，應沿縱、橫兩個方向量測，并取其中的較大值。（6）模板拆除：常溫下，井壁模板應該在井壁混

13、凝土強度達到1.2mpa方可拆除，拆除時間有項目施工員根據天氣、大氣溫度等具體情況而定。模板拆除時必須保證混凝土結構的完整，保證模板的完好。（7）防漏漿措施：a) 井壁模板與地面接縫采用4020mm海棉條，井壁合模前，沿井壁邊距井壁邊線5mm粘貼海綿條。板與板接茬處粘15mm寬自粘條，使接縫嚴密，以防漏漿。b) 井壁預留洞口陰角處，粘貼自粘條、木方楔緊，鋼模板緊貼墻壁處、模板之間拼縫粘貼10mm寬自粘條并擠緊，安裝時模板拼縫不得大于2mm，大于1mm的拼縫填塞膩子,防止滲漏灰漿。c) 預留洞口模板四周與大模板接觸部位粘貼海棉條或15mm寬自粘條以防漏漿。海棉條或自粘條距離模板邊3-5mm，防止

14、墻體合模時擠偏，造成預留洞口尺寸偏差或棱角破損。4.3鋼筋綁扎1） 鋼筋放樣：接到施工圖前，技術員應事先翻閱技術資料，學習配筋要求，圖紙收到后，立即根據構件配筋圖，先繪出各種形狀和規格的單根鋼筋簡圖并加以編號，然后分別列出鋼筋下料長度和根數，填寫配料單。鋼筋的配制必須符合設計要求，經項目工程師審核無誤后交付施工和采購材料。2） 鋼筋采購：鋼筋放樣圖出來后，材料員應根據配筋情況選購長度、型號、規格、數量適用的鋼筋。且按貫標要求向合格供應商采購，所進鋼筋必須有材質合格證，并將鋼筋按照規定取樣進行復檢，只有合格證、復檢報告同時符合要求時，鋼筋才能用于加工。鋼筋采購回來后應分類堆放在鋼筋棚內，并作好標

15、識。對于大批量的鋼筋的倒運應用吊車吊運，并采取必要的保護措施。3） 鋼筋加工：工程所用鋼筋要求表面應潔凈。油漬、漆污和用錘擊時能剝落的浮皮、鐵銹等應要使用前清除干凈。然后再利用鋼筋彎曲機、調直機、切割機等機械設備將鋼筋按配筋圖樣所示的規格、數量、長度加工成型。4） 鋼筋安裝：鋼筋安裝時，受力鋼筋的品種、級別、規格和數量必須符合設計要求。如設計沒有要求時，必須滿足下表要求：鋼筋安裝位置的允許偏差和檢驗方法項 目允許偏差(mm)檢驗方法綁扎鋼筋網長、寬10鋼尺檢查網眼尺寸20鋼尺量連續三檔，取最大值綁扎鋼筋骨架長10鋼尺檢查寬、高5鋼尺檢查受力鋼筋間 距10鋼尺量兩端、中間各一點，排 距5取最大值

16、保護層厚度基 礎10鋼尺檢查柱、梁5鋼尺檢查板、墻、3鋼尺檢查綁扎箍筋、橫向鋼筋間距20鋼尺量連接三檔，取最大值鋼筋彎起點位置20鋼尺檢查預埋件中心線位置5鋼尺檢查水平高差+3，0鋼尺和塞尺檢查5） 鋼筋綁扎注意事項a） 鋼筋的表面應潔凈，使用前將表面油漬，鱗銹等清理干凈；b） 鋼筋應平直，無局部彎折，成盤的鋼筋均應調直；c） 鋼筋的成型和幾何尺寸均應按設計圖紙要求進行；d） 吊環用的鋼筋宜采用未經冷彎的級鋼筋；e） 預制構件中的主鋼筋均采用對焊焊接并按照有關規定抽樣送檢；f） 鋼筋接頭應互相錯開，并嚴格按照國家標準砼結構工程施工及驗收規范（gb50204-92）中的有關規定執行；g） 現場鋼

17、筋綁扎時，其交叉點應用#21鐵絲綁扎結實，必要時用點焊焊牢。 h） 為了保證保護層的厚度，應在鋼筋與模板之間設置同強度標號的水泥砂漿墊塊，墊塊應與鋼筋扎緊并互相錯開，在澆砼之前請監理工程師對已安裝的鋼筋及預埋件進行隱蔽驗收，簽證后方可澆筑砼。4.4澆注混凝土混凝土施工采用招標單位推薦的廠家生產的商品混凝土澆注。凡用于工程砼的水泥、粗細骨料、拌和用水、砼外加劑都要經過由現場監理一起參加的抽樣檢查工作并制作試塊，原材料經試驗合格后方可使用。澆注前首先將模板內雜物、垃圾等清理干凈，在墊層和模板上澆水濕潤。在模板底部和上部設置泌水排水孔，在混凝土澆灌過程中及時清除混凝土表面泌水。混凝土自由傾落高度在2

18、米以上，為保證混凝土的澆筑質量，結核本工程實際情況，高度較大且構件截面界較大，采用溜槽進行施工，防止混凝土產生離析現象。應將沉井分成若干段均勻分層對稱澆筑，每層厚300 mm，以防地基產生不均勻下沉。同時在下一層混凝土初凝前接著澆灌上一層混凝土確保混凝土振搗密實。混凝土振搗使用插入式振動器，振動棒的作用半徑為3040cm，每次移動位置的距離不得大于振動器作用半徑r的1.5倍。澆筑砼時應經常觀察模板鋼筋預留空間預埋件和插筋等有無移動變形堵塞等現象，發現問題應立即停止澆筑，并應在已澆筑的砼凝結前修正完好。混凝土澆灌完畢初凝后應晝夜灑水養護，使混凝土表面一直處于潮濕狀態，養護時間不得少于7天。混凝土

19、應連續澆筑一次完成。待第一節混凝土強度達到70%后方可澆筑第二節。上下節接縫處應有止水措施。本工程沉井上下節接縫處采用6mm150mm鋼板做止水板帶。5、沉井下沉根據現場實際情況，本工程沉井采用不排水法下沉施工。5.1沉井下沉系數的計算 為了保證沉井在各下沉階段順利下沉，便于控制最終標高和沉井封底，應根據土的性質、施工方法和沉井下沉深度等因素選取下沉系數。施工中各階段的下沉系數可按下式計算：kc=（g-b）/tf式中 g沉井自重（kn）； b下沉過程中地下水的浮力（kn），排水下沉時為零，不排水下沉時取總浮力的70%； tf井壁與土體間的總摩阻力（kn）； kc下沉系數，宜根據具體情況在1.0

20、51.25范圍內選用，對位于淤泥質土層中的沉井宜取小值；位于其它土層中的沉井可取較大的值；沉井在下沉過程中，井壁與土體之間的摩阻力應根據工程地質、水文地質條件、施工方法和沉井下沉深度等情況，并參考相似條件沉井的施工經驗確定。沉井外壁上總的豎向摩阻力tf一般可按如下假定計算：在深度05m范圍內，單位面積摩阻力按直線規律自零值起逐漸增加；在深度為5m以下，單位面積摩阻力為一常數。總摩阻力tf由下式計算：tf=u（h0-2.5）f 式中 u沉井外壁周長(m)； h0沉井如土深度（m）； f-土與井壁單位面積的摩阻力（kpa）。當下沉深度內有數個土層時，井壁摩阻力按厚度加權平均，即：f=(f1h1+f

21、2h2+fnhn)/(h1+h2+hn)式中 f1、f2、fn不同土層的單位面積摩阻力，與沉井入土深度、土的性質、井壁外形和施工方法有關，應根據實驗資料確定，或參照相關表選用。 h1、h2、hn不同土層的相應厚度(m)。參考我公司以往在上海地區施工時地質報告所提供的資料計算得下沉系數kc=1.15。滿足沉井施工要求。 5.2混凝土墊板的鑿除鑿除混凝土墊板的時候應先內后外，應分區域對稱按照順序鑿除，鑿斷線應與刃腳底邊平起，鑿斷的板要及時清除，空穴立即用砂或砂石回填，對混凝土的定位支點處應最后清除，不得漏鑿。5.3挖土下沉沉井下沉時砼強度應達到設計強度的100%后方能進行。在敲拆墊層砼時應均勻對稱

22、進行，先外側后內側，步調一致，逐步推移，以防止沉井產生不均勻下沉。為確保沉井下沉時能嚴格控制平穩下沉，下沉時及時測定軸線、標高，確保沉井位置正確，勤測勤糾。沉井下沉前預留孔應用足夠強度砼磚墻封堵。沉井每層的挖土量不大，采用人機結合的辦法進行挖土，采用的機械主要為挖土機，挖土機負責上部的土方開挖，到地下水面以下時就采用不排水法下沉。沖水時從中間向四周沖，均衡對稱的進行，使其能夠均勻豎直下沉。絕對禁止超挖和超沉。下沉過程中，須嚴格做好下沉記錄，畫出下沉曲線圖，觀察比較下沉速度。沉井最后8小時的累計下沉量不大于10mm時方可開始封底。5.4泥漿外運不排水法沉井內排出的泥漿，用泥漿自卸汽車運到棄土地點

23、。5.5測量控制與觀測沉井位置的控制，在井外地面設置縱橫十字控制樁，水準基點。下沉時，在井壁上設置十字控制線，并在四側設置水平點，于臂外側用油漆畫出標尺，以測沉降。井內中心線與垂直度的觀測系在井筒內壁縱橫四或八等分標出垂直軸線，各吊垂球一個，對準下部標板來控制。挖土時隨時觀測垂直度，當垂球離墨線邊達50mm，即應糾正。沉井下沉過程中，每班至少觀測兩次，并應在每次下沉后進行檢查，做好記錄。當發生傾斜、位移、扭轉時，應及時通知值班班長，指揮操作工人糾正，使在允許偏差范圍內。當沉至離設計標高2m時，對下沉和挖土情況要加強觀測。5.6下沉傾斜、位移、扭轉的預防與糾正沉井下沉過程中，有時會出現傾斜、位移

24、、扭轉等情況，應加強觀測，及時發現并采取措施糾正。對傾斜產生的可能原因有：刃腳下土質軟硬不均；拆刃腳墊架，不對稱進行，或未及時回填；挖土不均，使井內土面高低懸殊；刃腳下掏空許多，使沉井不均勻突然下沉；排水下沉，井內一側出現流砂現象；刃腳局部被大石塊或埋設擱住；井外棄土或施工荷載對沉井一側產生偏壓。操作中可針對原因予以預防。如沉井已經傾斜，可采取在刃腳較高一側加強挖土，并可在較低的一側適當回填砂石，必要時配以井外射水，或局部偏心壓載，都可使傾斜得到糾正。待其正位后，再均勻分層取土下沉，如傾斜是由于被大石塊或破損污物擱住，可用風鎬破碎成小塊取出。位移產生的原因多由于傾斜導致的，如沉井在傾斜情況下下

25、沉，則沉井向傾斜相反方向位移，或在傾斜糾正時，如傾斜一側土質較松軟時，由于重力作用，有時也沿傾斜方向伴隨產生一定位移。因此預防位移應避免在傾斜情況下下沉，加強觀測，及時糾正偏斜。位移糾正措施一般是有意使沉井向相反方向傾斜，再延傾斜方向下沉，至刃腳中心與設計中心位置吻合時，再糾正傾斜，因糾正傾斜重力作用產生的位移，可有意向位移的一方傾斜，糾正傾斜后，使其向位移相反方向產生位移糾正。沉井下沉產生扭轉的原因是多次不同方向傾斜和位移的復合作用引起的，可按上述糾正位移，傾斜方法先糾正位移，然后糾正傾斜，使偏差在允許范圍以內。5.7糾偏沉井糾偏應根據測量資料隨偏隨糾當沉井偏斜達到規范允許的1/4時便要糾偏

26、，沉井下沉過程中要做到勤測、勤糾、緩糾。沉井初沉階段糾偏應根據“沉多則少沖少取”的原則，在取土過程中糾偏。刃腳下取土要逐步擴大，不能一次過量取土，不要經過大量取土來糾偏。沉井氣壓下沉過程中，每次下沉終了前要嚴格控制傾斜。終沉階段需加強監控緩中求穩，嚴格控制超沉。充氣方法糾正井體傾斜時，可在井體偏高的一側井壁外盡可能延長充氣時間，以減少井壁摩阻力。5.8終沉在沉井開始下沉和將沉至設計標高時，周圍每層開挖深度應小于30cm，避免發生傾斜。尤其在開始下沉5m以內時，其平面位置與垂直度要特別注意保持正確，否則繼續下沉不易調整。在離設計深度1m左右應放慢挖土，控制下沉速度，防止突沉和超沉。終沉階段必須嚴

27、格控制下沉速度、出土量等下沉狀態，同時加強下沉測量。終沉階段每小時至少測量一次，在軟土地層中如停止挖土后沉井仍不能自沉時應立即采取措施控制下沉。當沉井下沉接近設計標高時應加強觀測，待8h內沉井自沉累計不大于10mm時方可封底，此時井體的標高位移和傾斜應在允許偏差范圍內，并經檢驗合格。6、沉井封底根據地質和地下水的情況，采用不排水封底的工藝，沉井下沉至設計標高，經過觀測在8h內累計下沉量不大于 10mm或沉降率在允許范圍內，沉井下沉已經穩定時，即可進行沉井封底。不排水封底即在沉井下沉到一定標高后，由于底部的土體和在地下水壓的作用下會向上翻涌，造成取土和封底困難，此時必須往井內回灌一定的水（接近地

28、下水位標高），確保壓力平衡。取土應超出地板底標高1.3米，封底前先澆一層1.3m的素混凝土墊層，達到50%設計強度后（一般在5天左右），抽水綁扎鋼筋，兩端伸入刃腳或凹槽內，澆筑上層底板混凝土。澆筑應在整個沉井面積上分層、同時不間斷地進行，由四周向中央推進，每層厚300500mm，并用振搗器搗實。混凝土采用自然養護，養護期間應繼續抽水。7、監測措施在沉井施工中，利用監控指導施工是十分必要的，依靠監控和數據的不斷反饋可避免盲目施工、冒險施工。根據本工程的規模和環境控制的要求，施工監控包括三項內容：沉井下沉深度及井體偏斜量；降水水位變化；井底隆起。 在施工中，由于地質條件、荷載條件、材料性質、施工條

29、件和外界等其他因素 的復雜影響，很難單純地從理論上預測工程中可能遇到地問題，故必須對現場 工程進行必要的監測。7.1沉井下沉中的偏斜和扭轉監測在沉井拆模后，在三個儀器監測站相對應處井壁上彈出縱橫間距為200mm的墨線，引測三個基準點至基坑外測加以保護，并測量、記錄下沉前的各項原始數值，作為今后監測中的原始數據，以便進行分析對比。從而，控制沉井下沉過程中井體的偏斜、扭轉量。井體下沉開挖施工過程中，在基坑周圍，設置三個監測站。各監測站架設一臺經緯儀，以井壁上的縱向墨線為依據進行井體扭轉量的監測，通過測量取得的數據與原始值進行分析比較，以控制井壁的扭轉量。一旦扭轉量臨近或超過規范允許值，就必須立即采

30、取相對應的措施。沉井下沉的高差控制，在監測站采用水準儀，以井壁上的橫向墨線為依據進行監測。通過測量取得的數據與原是值進行分析比較，并繪制沉降速率圖標，有效的掌控沉井在不同土質層中的下沉速率，要求井體高差控制在10cm以內。一旦發現高差值超過控制量，必須立即采取先校正傾斜,然后分層開挖，做到各施工區同步開挖，使井體能均勻下沉。在沉井接近設計標高0.51.0m時，應適當調整挖土速度，減緩沉井下沉速度，并提高監測頻率。沉井下沉至設計標高，需密切進行沉降觀測，在8小時內下沉量應不大于10mm時，方可認為沉井基本趨于穩定。各監測站對沉井進行全過程沉降、位移監測，每半小時施測一次，匯總數據，分析取得的數據

31、。當測到沉降偏斜度為沉井的最大允許偏斜度時，立即采取調整沉井內刃腳附近取土的方法進行糾正偏斜，嚴格地做到控制開挖均衡下沉使井內高差始終控制在10cm以內。三、 頂管工程施工方案四、 1、工程內容：本標段共有5個頂段的頂管施工，采用dn1500mm鋼筋砼管，每段長約200米，總長約為1000m頂管采用泥水平衡頂管法進行施工。2、施工工藝流程： 頂管施工工藝流程圖：測量壓漿壓力壓入量下管接泥水管壓漿管電纜進水泵泥水壓力流量膨潤土浸泡、攪拌檢測管節檢驗運輸堆放安裝壓漿管粘木墊上膠圈儲備水箱水基準校核機頭狀態測量地面沉降測量設備檢測與維修機頭主頂頂進操作排泥泵沉淀池外運土方抓泥3、頂管設備選型3.1頂

32、管機型選擇根據中非地質工程勘察設計研究院提供的地質報告，頂管斷面（地面以下9.55米12.8m）以粉質粘土為主，管線多位于河床以下。考慮到本工程的施工特點，根據我公司在江陰的頂管經驗，本工程我們將采用泥水平衡式頂管法施工。頂管機的各主要組成部分及功能如下：根據施工工期要求，我公司擬組織1臺1500泥水平衡頂管掘進機，投入本工程使用。頂管機的各主要組成部分及功能如下：機殼：機身分前后兩節，前后殼體通過糾偏油缸連結，糾偏油缸的各種組合動作可使殼體在需要的方向產生折角，再頂進過程中產生糾偏效果。本機有4臺50t推力的糾偏用千斤頂，糾偏角上向2o，下向2o，左向1.5o，右向1.5o。前后殼體間有橡膠

33、止水圈確保殼外泥水不能進入機體內。刀架：頂管機的前端有一只錐形刀架，刀架上的刀用來切削土體和強度較低的障礙物，如腐爛木樁和三合土等。刀架和前機殼的另一個作用是用來平衡土壓力，本機允許平衡土壓力為50t/m2。動力系統：刀盤是由3臺電動機通過行星減速器減速后，有行星減速器主軸上的小齒輪帶動刀架減速箱中間的大齒輪，再由設在大齒輪中心的主軸驅動刀架轉動。刀頭由刀架帶動。主頂系統：后方頂裝置由4只200噸雙行程的油缸組成，總額定頂力800噸，油壓31.5mpa，千斤頂推進全行程為1700mm。該類型頂管機特點，泥水平衡式頂管機在頂管時，對土質適應性強，對周圍土體影響小，又是智能化操作，可連續排泥漿，施

34、工時省時、省力、質量好。它幾乎是全土質的掘進機，可以在n值從015的黏土，n值150的砂土以及n值從1050的礫石層等所有土質中使用，而且推進的速度不會有太大的變化，它破碎粒徑大，可達口徑的40%50%；它施工精度高，施工后的偏差較小；可以進行長距離頂進，也可用于曲率半徑比較小的曲線頂進；施工速度快，每分鐘可頂進在100mm160mm之間。在我公司已往類似工程，如上海、昆明、河南、天津、廣州等地的施工過程中采用泥水平衡式頂管機，最終的地表沉降都控制在05mm以內。結合長期頂管施工經驗，我們認為采用這種頂管方式能夠滿足本工程頂管施工的要求。4、頂管工作井平面布置本工程砼管吊裝及設備安裝主要采用2

35、5t汽車吊，在工作井內實行全封閉隔離，并布置施工必要的辦公臨時設施。在工作井內實行全封閉隔離，并布置建筑必要的生產辦公臨時設施。由于施工內容大致相同，各個頂管施工現場布置除方向不同外，其他基本相同。見附圖：頂管工作井平面布置圖及頂管施工斷面布置圖。5、頂管施工頂力估算 本標段采用頂管施工技術的是內徑為1500砼管管道。管道覆土深度在9m左右，頂進長度200m。整個工程頂管部分土質較均勻且相似，以粉質粘土為主，現取最長段頂管計算頂管施工總頂力：5.1 頂力的估算公式：f= f2 + f1 其中：f2為管外壁摩阻力；f2=fdlf1為正面阻力；f1=(d/2)2*pt ;pt為機頭底部以下1/3d

36、處的被動土壓力（kn/m2）。根據頂管施工經驗數據統計f1=100t。5.2 頂力計算本工程取最長段頂管l=200米計算頂管施工最大頂力。根據施工經驗，在采用注漿工藝情況下，f可取f=4 kn/m2，其頂力為f= f2 + f1因f2=f*3.14*1.8*l=4*3.14*1.8*200=4521.6kn452.16t故頂管頂力為f= f2 + f1452.16+100=552.16t根據本工程設計，油缸提供的最大頂力 f/=800t f，所以頂程中可不必設計中繼間。6、井內安裝為了確保施工的順利進行，在做井內安裝時必須按照以下原則嚴格執行6.1 井內軌道安裝：按照規范要求，保證高程和基準線

37、精度。軌道下排架固定時，除須與井底板相連外，橫梁和豎梁加長后撐于井壁。6.2 分配站安裝：送水泵和排泥泵機座須與預埋件相連，并確保其牢固。6.3 井內軌道安裝：按照規范要求，保證高程和基準線精度。軌道下排架固定時，除須與井底板相連外，橫梁和豎梁加長后撐于井壁。6.4 后靠背安裝：應根據頂進軸線找正，并保證豎直精度。然后才能在后背箱和井壁之間加多點型鋼支撐，間隙填滿素混凝土后方可正式頂管。為減少頂管準備期，后背與沉井壁間打素砼時加早強劑。6.5 油缸支架安裝：支腿或底板須與井內預埋件相連，并按頂進軸線找正。油缸就位后，應空載伸出，檢查平行度。6.6 激光經緯儀測量架：固定時不能與其它設備相連，必

38、須與井單獨連接，以保證其它設備因頂力反作用力而位移時，不影響到測量精度。6.7 井內積水處理：將排水泵放入井內集水坑或井底較低處，用竹筐及紗網做水泵的隔離網，保證泥漿潛水泵正常工作。6.8 止水橡膠圈固定：在預留洞口鋼圈上焊接16mm膨脹螺栓30個，環向均布，直徑1.5m。套上止水橡膠圈，壓上鋼壓板，用螺母輕輕壓緊（頂管機通過后再壓緊）。7、進出洞口措施頂管機順利進出洞口是頂管得以成功的基礎，我們充分考慮到本工程的土質條件差，管道埋設深和地下工程的不可預見性和危險性，結合我們長期的頂管施工經驗，提出如下措施：7.1進出洞口采取防滲漏的施工措施，確保頂管進出洞口不發生水土流失，避免工程受損：1)

39、頂管進出洞口處：頂管覆土較淺施工時，采取頂管預留洞口井點降水，人工降低地下水位來進行洞口前的土體加固。2）在頂管管道覆土較深時，為防止預留洞口磚墻破除后土體塌方和頂管機進洞時下栽，在工作井或接收井預留洞口外側采用壓密注漿進行土體加固，待達到一定強度后再開始頂管施工。3）安裝可靠的止水裝置。本工程采用的洞口防水裝置為雙道橡膠法蘭形式，具有以下特點：(1)具有良好的水密性能；(2)安裝簡便易行。為使進出洞口止水裝置發揮良好的水密性，必須在安裝該裝置時滿足與設計軸線同軸的要求。這樣橡膠法蘭便會被四周均勻壓縮，達到止水效果。4)為防止頂管機和管材的后退，造成前方的土體發生不規則坍塌，油缸回縮前在軌道上

40、焊接兩塊鋼板卡住頂管機或管材后部，不讓其后退。7.2 為防止頂管機發生叩頭現象，采取的措施如下：1）機頭出洞后，剛開始不急于出泥漿，當土壓力達到0.05 kn/cm2時，可以正常出泥漿。在工作井內軌道連接好第一節鋼管后，并用直徑為42的四根拉桿與機頭鎖緊，并用兩個5噸的葫蘆導鏈捆在軌道上（前20m捆在軌道上）。2）由于工具管較重而進洞時地基承載力有限，很可能產生工具管下沉，從而引起頂管軸線的偏差。因此，應將正面土壓力值作適當調高處理并在預留洞內預埋一副短的延伸導軌，除此之外，將工具管后三節管子采用增加拉桿聯結的形式與工具管連成一體，以保證工具管在進洞時不會突然下沉。3）機頭進入接收井時在接收井

41、內放置一副導軌，以便機頭進入井內時，不致由于機身自重致使機頭下墜導致與機頭連接的管道脫節。 7.3為防止頂管機出洞發生旋轉，在機身上靠近導軌處焊接鐵塊，不讓其旋轉。待頂管機進入土層正常運轉后方可割除。8、頂管管材的選用與管道的連接8.1 砼管連接前準備工作1）用于本工程的管子為1500fb型鋼套環接口。2）頂進前應對管成品，鋼套環，橡膠密封圈和軟木襯墊材料從尺寸、規格、性能、數量等均作詳細檢查，必須符合標準設計圖的要求，頂進前還必須在現場做預安裝，對不合格的砼成品予以剔除。砼管接頭的槽口尺寸必須正確，光潔平整，無氣泡。3）橡膠圈的外觀和任何斷面都必須致密均勻，無裂縫、孔隙或凹痕等缺陷，橡膠圈應

42、保持清潔、無油污，不得在陽光高溫下直曬。4）鋼套環必須按要求進行防腐處理，刀口無癖點，焊接處平整，肢部與鋼板平面垂直，堆放時整齊、擱平。5）襯墊板厚度按設計頂力大小確定，貼粘時，凹凸口對中，環間間隙符合要求。（可起到緩沖保護管材擠破和有利于糾偏的作用）6）管材必須選用具有iso9002質量體系認證書廠家產品，這樣才能保證管子制作質量。8.2 管道的連接1) 管節采用汽車吊吊入工作井內導軌上就位待安裝。2）插入安裝前滑動部位可均勻涂薄層硅油等潤滑材料，對橡膠無侵蝕性，減少磨阻。3）承插時外力必須均勻，橡膠圈不移位，不反轉，不露出管外，否則應拔出重插。9、意外情況的處理措施1）地質發生很大變化，突

43、然間變硬或變軟，這可以通過管道的泥水壓力表讀數和刀盤轉矩來判斷，如果突然變硬了，減慢頂進速度，讓刀盤充分對土質進行切削；如果地質太軟，加快頂進，減小送水量，以此來保證泥水壓力平衡。2）地層中如果發生承壓水時，可加快推進速度，減少送水量，快速通過滯水層。 以上情況對于泥水平衡機頭，比較容易處理。3）機具損壞必須及時修理，止水圈損壞可更換。機頭內除刀盤損壞修理比較麻煩外，其余的都可更換。4）施工中若出現異常的偏差或發生糾偏失敗，必須在允許偏差標準以內就停下來，這必須作為一條制度制定下來，并且如實匯報情況，分析原因，找準對策再頂進，切不可盲目行動。5） 頂管機碰到不明地下障礙物時，從安全考慮，首先須

44、對機頭前土體進行注漿加固，然后可采取人工、機械和靜態爆破等施工方法進行處理。6）處理有關沼氣、有害氣體及缺氧等的施工方法和措施：在長距離頂管中，通風是一個不容忽視的問題，人員在管子中要消耗大量的氧氣，久而久之，管子內就會出現缺氧，影響作業人員的健康，另外，管子內的涂料會散發一些有害氣體，也必須用大量的新鮮空氣來稀釋，再有可能在掘進過程中遇到一些有害氣體逸出，也會影響作業人員的身體健康，這方面的安全問題，要特別予以重視，具體可采取以下方法和措施進行處理：（1）施工人員進入頂管內時攜帶pgm-50型復合式氣體檢測儀，了解管子內是否存在有害氣體，如氧氣、硫化氫及甲烷等。如出現超標，可通過頂管機內的話

45、筒向地面操作臺報告，以便采取措施。（2）根據頂管長度和具體條件，通風形式可選擇鼓風形式、抽風形式和鼓風抽風組合形式。通過通風設備，把地面上的新鮮空氣不斷的補充到管內，同時把管內的渾濁空氣排除管外，在機頭內配備防毒面具和氧氣面具，在有害氣體噴發或缺氧時供施工人員搶救時使用。10、施工測量及糾偏控制10.1 測量方法測量是使頂管機沿設計軸線頂進，保證頂管機頂進方向精確度的全體和基礎。為保證本工程的測量精度，施工前首先完成對業主所給測區導線網和水準網及其它控制點的檢核。施工時嚴格貫徹落實三級測量復核制度，從而確保頂管按設計方向頂進。10.2 主要技術措施1）地面控制測量進場后，立即組織工程測量隊根據

46、業主提供的工程定位和測量標志資料，對所給導線點、水準點及其它控制點進行復測；同時測設施工過程中使用的加密控制點，并將測量成果書報請監理工程師及業主審查、批準。2）本工程中采用經緯儀進行簡潔有效的地面控制測量，使地面控制測量中的誤差小于1cm，水準點控制網則利用工地附近的國家水準點布設水準網，直接引入工作井內。10.3 頂管機頂進測量及糾偏措施（1）地下導向采用jdb激光經緯儀，由一束紅色的激光直指機頭尾部的光靶，在頂進的過程中，操作者通過機頭內安裝的監視器隨時可以得到偏差值，保證頂管方向控制的精確度要求。（2）在布置工作井后方的測量儀基座時，必須避免由于頂進時沉井受力而使得儀器基座產生移動或變

47、形，如果儀座發生微小位移，應及時對照軸線和標高進行調整。（3）在機頭內，安裝有傾斜儀傳感器，操作者可以隨時掌握機頭的水平狀態并指導糾偏。如果管徑較大，另設垂球和坡度板測得機頭傾角。（4）一般的，軸線方向可以通過激光經緯儀控制，標高的控制則應通過水準測量儀測量。頂進糾偏必須勤測量，多微調，糾偏角度應保持1020，不得大于1。（5）頂管開始出洞的方向尤為重要。基坑的道軌盡可能延長到井壁洞口的前端，道軌要有足夠剛度，且安裝焊接牢固，安裝后的道軌軸線高程誤差小于2mm。主頂油缸和后座的安裝也要滿足牢固的要求，水平和垂直誤差小于10mm。（6）由于在起始推進階段，機頭的方向主要通過主頂油缸進行控制的。所

48、以，一方面要減慢主頂的推進速度，另一方面要不斷的調整油缸編組和機頭糾偏。（7）在每一項工程開始之前，我們必須先進行設備安裝調試，并制定坡度計劃。該坡度計劃可以對設計坡度線加以調整，以方便施工最終符合設計坡度要求和質量標準為原則。（8）通過這些顯示在頂管機操作屏上的數據，施工人員可以調整頂管機頂進方向，使頂管機沿設計軸線方向頂進，從而確保了頂管頂進方向的精度要求。10.4 測量精度控制措施（1）嚴格落實公司測量隊、項目部測量人員、監理監測隊三級測量復核制度；（2）項目部測量隊由經驗豐富、技術熟練、責任心強、持證上崗的測量人員組成，并配準數量足夠及復核精度要求的測量儀器；（3）測量儀器定期到國家認

49、可的鑒定部門進行校驗；（4）測量放樣的有關數據，要記錄完整、清晰，并報監理工程師核對；（5）項目部測量隊每周及時向監理工程師提交測量報告。11、頂管施工減阻措施及相應的置換措施11.1觸變泥漿減阻頂力的控制關鍵是最大限度地降低頂進阻力，而降低頂進阻力有效的方法是注漿、打蠟。本工程中采用對管道外壁注漿的方法來降低頂進壓力。我們設想在管外壁與土層形成一條完整的環狀的泥漿潤滑套，改變原來的干摩擦狀態，就可以大大減輕頂進阻力。要達到這一目的：選擇優質的觸變泥漿材料，膨潤土取樣測試，其主要指標為造漿率、失水率和動態塑性指數比，這些指標必須滿足設計要求。在管子上預埋壓漿孔，壓漿孔的位置要有利于漿液形成環狀

50、。漿液的配置、攪拌、膨脹時間，都必須按照規范要求執行。壓漿方法要以與頂進同步注漿為主，補漿為輔，在頂進過程中，要經常檢查各推進段的漿液形成情況，還可以通過主頂裝置的油壓值推算出各段的注漿減阻效果，從而及時加以改進。注漿設備和管路要可靠，具有足夠的壓力和良好的密封性能。注漿工藝必須由專職人員進行操作，質檢員定期檢查。壓注觸變泥漿又分為三類，分別控制：同步壓漿，以形成原始漿套，填充固有間隙和糾偏間隙。沿線（及洞口）壓漿，以補充管道不成直線形成的沿線漿套缺損。定點壓漿，根據沉降測量反饋數據，對沉降過大處補償性壓漿，以支撐地表。在頂管施工中，要做好壓漿量、點的記錄，以確保壓漿工作到點，以降低管外壁摩擦

51、阻力，提高頂管質量。地面沿線有專人巡視，防止壓漿打穿地層造成漿套損壞。觸變泥漿的配比選料中，對膨潤土應選擇膨脹倍率較大、雜質小、顆粒在150目以上的優質膨潤土較好。石膏具有使泥漿保持其減摩擦效果持久的功能，同時有提高漿液的膠凝強度。從機頭后每三節節砼管設置一個注漿環，頂進一定距離后，可每隔20米設置一個注漿環，每個壓漿孔上安裝一只1寸的球閥，由橡膠管和壓漿總管連接，壓漿總管是一根1.5寸白鐵管，連接壓漿泵，壓漿泵選用螺桿泵。以上壓漿系統上設有流量、壓力調節閥，觸變泥漿選用標準的漿料，在攪拌筒內按一定的比例兌水充分攪拌后，儲放24小時方可使用。配置的觸變泥漿要求粘滯度高、失水量小、穩定性好、還要

52、求靜切力低以滿足長距離輸送需要，理論要求：比重為1.061.10，黏度為2030s靜切力80130mg/cm2,含砂率9095%，失水率14ml/30min配置時膨潤土、cmc須水浸12小時以上。注漿壓力基本保持在管頂上覆土壓力的2.5倍，即p=2rh。頂進時還需根據地面變形，地下水位等因素適當調整壓力和注漿量，每天的注漿量應做記錄，作為分析地層損失的依據之一。11.2觸變泥漿的置換1）置換泥漿采用水泥和粉煤灰混合，兩者比例為7：3。用量按填充管壁與土層之間間隙d的1.2倍，最大不超過d的1.5倍。3）拆除注漿管路后，應將管道上的注漿孔封閉嚴密；4）注漿及置換觸變泥漿后，應將全部注漿設備清洗干凈；12、頂管機的管、用、保、修12.1 建立完善的頂管機管理組織機構對于大型施工機械設備的管理必須制動詳細的、規范的、科學的組織管理體系，實行系統化管理。借鑒我公司已有頂管機的管、用、養、修成功經驗，實施以機電工程師為主的設備管理體系，對各系統實行工程師負責制，機械工程師、電器工程師、刀具工程師、狀態檢測工程師共同組成頂管設備管理體系，并成立主機組、電氣組、液壓組、后續設備組、刀具組和狀態檢測組負責頂管機的管、用、養、修工作。12.2 建立頂管機頂進技術支持系統 1）制造廠專家培訓小組； 2）公司頂管設備科研開發小組； 3）公司頂管施工技術組； 4）施工現場組成以設備工程師為主的