沉井顶管专项施工方案

目录

第一章工程概况与编制依据 ................................................................................ 1 第一节工程概况 .................................................................................................... 1

1、工程概况 .................................................................................................. 1 2、工程水文地质条件 .................................................................................. 1 第二节编制依据 .................................................................................................... 3 第二章施工部署 .................................................................................................... 4 第一节施工计划 .................................................................................................... 4 第二节施工机械设备 ............................................................................................ 4 第三节施工平面布置图 ........................................................................................ 4 第三章沉井施工方案 ............................................................................................ 5 第一节沉井计算 .................................................................................................... 5

1、混凝土垫层和砂垫层计算 ...................................................................... 5 2、沉井下沉计算 .......................................................................................... 6 3、沉井接高稳定计算 .................................................................................. 8 第二节沉井施工技术流程 .................................................................................... 9

1、测量放线 .................................................................................................. 9 2、基坑开挖 .................................................................................................. 9 3、垫层施工 .................................................................................................. 9 4、沉井分节高度 ........................................................................................ 10 5、刃角支垫 ................................................................................................ 10 6、脚手架搭设 ............................................................................................ 10 7、钢筋制作 ................................................................................................ 10 8、模板安装 ................................................................................................ 11 9、混凝土浇筑 ............................................................................................ 12

10、沉井下沉 .............................................................................................. 13 11、浇筑封底混凝土 .................................................................................. 14 第三节沉井施工控制措施 .................................................................................. 14

1、沉井纠偏措施 ........................................................................................ 14 2、沉井下沉控制措施 ................................................................................ 15 第四章双轴搅拌桩施工 ...................................................................................... 16 第一节双轴搅拌桩方案选取 .............................................................................. 16 第二节双轴搅拌桩施工方案 .............................................................................. 17

1、施工参数 ................................................................................................ 17 2、双轴搅拌桩施工工艺 ............................................................................ 17

2.1 施工准备 ...................................................................................... 17 2.2旋喷法施工流程图 ....................................................................... 18 2.3 施工方法 ...................................................................................... 18 2.4 施工注意事项 .............................................................................. 18

第五章顶管施工方案 .......................................................................................... 20 第一节顶管方法的确定和技术选择 .................................................................. 20 第二节顶管计算 .................................................................................................. 22

1、管道总顶力计算 .................................................................................... 22 2、中继间的数量确定 ................................................................................ 22 3、中继间的布置 ........................................................................................ 23 4、钢管允许顶力计算 ................................................................................ 23 5、后背墙的计算 ........................................................................................ 24 第三节顶管施工工艺流程 .................................................................................. 25

1、顶管工艺流程 ........................................................................................ 25 2、施工准备 ................................................................................................ 25 3、设备安装 ................................................................................................ 26 4、顶管顶进 ................................................................................................ 27

4.1平面布置、井内布置及管内布置 ................................................ 27 4.2出土方案 ........................................................................................ 28

4.3后靠背导轨及后顶的安装 ............................................................ 28 4.4穿墙方案 ........................................................................................ 28 4.5泥水系统的安装 ............................................................................ 29 4.6顶进开始调试阶段 ........................................................................ 29 4.7顶进过程中的方向控制 ................................................................ 29 4.8顶管动力、照明配套 .................................................................... 30 4.9、钢管的焊接 ................................................................................. 30 4.10 注浆减摩 ..................................................................................... 32 4.11、中继间的使用 ........................................................................... 33 4.12 设备维修及保养 ......................................................................... 35 4.13、长距离供电、照明和监控 ....................................................... 36 5、特殊管段施工 ........................................................................................ 36

5.1过河段施工 .................................................................................... 36 5.2穿越房屋段施工 ............................................................................ 37

第四节顶管施工控制措施 .................................................................................. 39

1、导轨偏移防治措施 ................................................................................ 39 2、掘进机出洞防磕头措施 ........................................................................ 39 3、洞口止水圈撕裂或外翻预防措施 ........................................................ 39 5、主顶油缸偏移处理措施 ........................................................................ 40 6、管道抗扭转措施 .................................................................................... 40 7、不良地层事故处理技术措施 ................................................................ 41 8、顶管机头旋转预防措施 ........................................................................ 41 9、顶管轴线控制措施 ................................................................................ 41 第六章安全文明施工措施 .................................................................................. 42 第一节安全生产保证措施 .................................................................................. 42

1 安全生产管理机构 .................................................................................. 42 2 安全生产保证体系 .................................................................................. 43 第二节安全生产目标 .......................................................................................... 44 第三节安全技术保证措施 .................................................................................. 44

1 场地布置安全设施 .................................................................................. 45 2 基坑施工 .................................................................................................. 46

第四节顶管施工 .................................................................................................. 46 第五节操作人员个人安全防护 .......................................................................... 48 第六节机械安全措施 .......................................................................................... 48 第七节安全用电措施 .......................................................................................... 48 第八节对易燃、易爆物品的保管和使用的安全措施 ...................................... 49 第九节预防工伤事故的安全措施 ...................................................................... 49 第十节安全教育 .................................................................................................. 49 第七章文明施工及环境保护 .............................................................................. 49 第一节环保目标 .................................................................................................. 49 第二节建立健全强有力的环保体系 .................................................................. 50 第三节噪音控制措施 .......................................................................................... 50 第四节大气控制措施 .......................................................................................... 51 第五节保证施工期生态环境及保护周围环境的措施 ...................................... 51 第六节夜间施工措施 .......................................................................................... 51 第八章应急预案 .................................................................................................. 52 第一节应急预案的方针与原则 .......................................................................... 52 第二节应急预案工作流程图 .............................................................................. 52 第三节应急救援组织机构及职责 ...................................................................... 53 第四节应急预案组织管理措施 .......................................................................... 54 第五节紧急事故处理程序 .................................................................................. 54 第六节主要的应急措施和预案 .......................................................................... 56

1物体打击事故应急预案 ........................................................................... 56 2触电事故应急预案 ................................................................................... 57 3焊接中毒 ................................................................................................... 59 第七节抢险物资及机械设备的准备 .................................................................. 60

hs=(G0/fk-L)/2tanα=(322/70-2.5)/2tan38°=1.37m

因现场基坑开挖2.4m后，开始沉井制作，故经计算砂垫层厚度取1.37米。 砂垫层的宽度：B=b+2hstanα=1+2hstan38°=3.14m

砂垫层选用级配较好的中粗砂，用平板振动器洒水夯实，分层铺设，每层厚度控制在20－30cm，并测定干容重，要求不低于16KN/m3。

每层摊铺完毕后，及时采用平扳式振动器进行拖拉直至该砂垫层的密实度达到要求。

砂垫层铺筑完毕，经项目监理认可后，方可进行下道施工。

刃 脚 M5水泥砂浆砌MU10机制砖 C20砼垫层 砂 垫 层

2、沉井下沉计算

通常计算方法是：假定摩阻力随土深而加大，并且在5m深时达到最大值，5m以下时保持常值。计算方法见下图所示：

土与侧壁的摩阻力： 摩阻力沿井壁外侧分布示意图 Tf=UA A=fH

其中：Tf—侧壁与土的总摩擦力的标准值（KN）；

U—侧壁与围周长(m)。

A—单位周长的摩阻力(KN/m)。 H—入土深度（m）

f—多层土加权平均单位摩阻力标准值（KPa）

6 因设计最低地下水位为-3m，根据长时间观察测量，平时地下水位稳定在1.7m，处于保守考虑，按地下水位在1.7m进行计算。

对工作井进行下沉计算

第一节沉井下沉10m时，所经历的土层与土侧与侧壁摩阻力标准值见下表 序号 1 2 3 4 土层 1-2淤泥质粉质粘土 2-2粉质粘土 3粉土 4粉砂 厚度 2.2 1.1 3.9 2.8 摩阻力标准值 10 40 20 22 第一节土层摩阻力加权平均值 f=2.2?1040?1.1520?1.7=20KPa

第二节沉井下沉时所经历土层表 序号 1 2 3 4 5 土层 1-2淤泥质粉质粘土 2-2粉质粘土 3粉土 4粉砂 5粉砂 厚度 2.2 1.1 3.9 5 2.9 摩阻力标准值 10 40 20 22 25 第二节土层摩阻力加权平均值 f=2.2?1040?1.120?3.915.122?525?2.9=21.62Pa

第一节下沉后有4m浸在水中，根据图纸尺寸，

中隔墙重量Gk’=2.68325310.2+2.23325310.6=1274.35KN； 中隔墙浮重：Ft1=2.68310310.2+2.23310310.6=509.74KN;

Gk=127.5?(13.613.2)?21274.3=8108.35KN;

（根据平常1.7m水位进行计算） Ft=51?(13.613.2)?2509.74=3243.34KN；

Tf=(20.56?(52.5)?(13.213.6)?22680KN；

根据沉井与气压沉箱技术规程（DG/TJ08-2084-2011 J11875-2011）中（4.4.1-1）

7 第一节下沉系数：kst=Gk-Ft=1.01>1-1.25Tf

第二节下沉后有13.7m浸在水中，根据图纸尺寸，则单位长度内 中隔墙重量Gk’=2.68325310.2+2.23325310.6=1274.35KN； 中隔墙浮重：Ft1=2.68310310.2+2.23310310.6=509.74KN;

Gk=472.5?(13.613.2)?21274.35=26600.35KN; Ft=163.7?(13.613.2)?2（根据平常1.7m水位进行计算） 509.74=9284.06KN；

Tf=(21.96?(52.5)+10.1创21.96)(13.2+13.6)?214830KN；

采取掏刃角下沉时，根据沉井与气压沉箱技术规程（DG/TJ08-2084-2011 J11875-2011）中（4.4.1-1）

第二节沉井下沉系数:

kst=Gk-Ft=1.26>1-1.25Tf

由以上计算知，下沉系数满足要求 。 3、沉井接高稳定计算

沉井下沉过程中要进行一次接高，要对沉井接高稳定性进行计算。 根据《沉井与气压沉箱技术规程》

DG/TJ08-2084-2011 J11875-2011）中（4.4.1-3）

kc?1.0kc=GkTf+R1+R2+Ft

n)Rd2

R1=U(b+

R2=A1Rd+A2Rd其中：

R1—刃角踏面及斜面下土的极限承载力（KN）； R2—隔墙和底梁下地基土的极限承载力（KN）； A1—隔墙支承面积（m2）； A2—底梁支撑面积（m2）；

8 Rd—地基土的极限承载力（KPa），此处取400KN；

由以上数据，当第一次下沉完毕，接高时，接高稳定系数：

kc= 系数满足要求。

Gk26600.35==0.52?1Tf+R1+R2+Ft14830+22512+4160+9284.06接高稳定

第二节 沉井施工技术流程

沉井施工工艺流程如下： 测量放线

基坑开挖 砂垫层施工 混凝土垫层施工

第一、二节井

壁制作 凿除刃角垫层混凝土 第一、二节井壁下沉 第三节井壁制作 第三节沉井下沉 浇筑封底混凝土 沉井周围回土。 1、 测量放线

按照图纸要求，对基坑进行放线，放线基坑的开挖范围，考虑1：1放坡。 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。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，四周放坡，坡面做一定防护，防止坍塌，并辅助人工整平。坡脚设临时排水沟和集水井，在第一节沉井制作期间，及时抽排积水。

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。工作井起沉标高3.1m，现有原地面下约2.4m处；接收井起沉标高，根据现在实际情况调整，初步定在②1粉质粘土层中，标高2.2m处，地面以下2.3m处。

考虑到拆除垫层、支模、脚手架操作的需要，基坑四周宽比沉井宽1m，四周挖排水沟、集水井。挖土用反铲挖土机挖土，配合人工修坡和平整场地，挖出的土方用汽车驳运至弃土场地，基坑边坡必要时采取放坡。 3、垫层施工

基坑形成后立即以中粗砂分层回填夯实，辅以洒水，用平板振动器或蛙夯密实，

9 以保证填砂的承载力。沉井沿井壁铺设砂垫层1.37m厚，砂垫层上做32cm厚C20素混凝土垫层。工作井起沉标高3.1m，现有原地面下约2.4m处；接收井起沉标高，根据现在实际情况调整，现暂定在②1粉质粘土层中，标高2.2m处，地面以下2.3m处。

砂垫层厚度根据沉井重量和垫层底部地基上的承载力计算，经计算采用1.37m厚砂垫层，选用中砂，用平板振动器分层振捣（层厚小于30cm）并洒水，控制干容重>1.6KN，地基应清理整平后铺设砂垫层，使顶面保持在同一水平面上，用水准仪控制其标高在10mm偏差以内，并在其空隙中垫砂夯实。 4、沉井分节高度

根据设计图纸及钢筋长度。沉井采用四次浇筑两次下沉的方式。工作井第一次制作3.6m，第二次制作4.5m，第一次下沉5m，第三次制作3.6m，第四次制作5.1m，下沉至顶部标高为4.5m时为止。接收井采用三次浇筑两次下沉，第一、二次分别制作3.5m、6.5m，第一次下沉10m，第三次制作4.2m，下沉4.2m。 5、刃角支垫

本沉井垫层采用砂垫层上加砼垫层浇筑法，垫层只做刃脚及底部隔梁，砼垫层上刷隔离剂，刃角部分采用砖胎模，然后在其上支设井壁模板，浇筑混凝土。 6、脚手架搭设

沉井施工钢筋前要搭设脚手架，脚手架采用φ48长钢管，理论壁厚3.5mm。沉井内外侧均按双排布置。

外脚手是直接在沉井外的砂垫层上搭设的。在沉井制作期间，由于沉井可能出现不同程度的沉降，为安全起见，外脚手与井壁是脱离的，距离约30cm，在沉井下沉期间，由于沉井周围土体可能出现沉陷或塌方，外脚手必须拆除，沉井接高制作时再将外脚手搭起，从而满足了沉井间断制作与间断下沉的要求。

内脚手的搭设平台是在沉井井壁的预埋件上焊接牛腿，牛腿上放置24号槽钢制成的。沉井连续制作，脚手便连续接高，每次下沉结束后根据下沉的高度，将搭设平台向上位移。外脚手沿沉井井壁四周组成整体框架结构，每4m设抛撑一根，外侧用安全网封闭，内外脚手的作业层均方木及木板，供人员在上面作业。 7、钢筋制作

钢筋应有出厂质量证明和检验报告单，并按有关规定分批抽取试样作机械性能试验，合格后方可使用。

根据施工图设计要求，钢筋工长预先编制钢筋翻样单。所有钢筋均须按翻样单进

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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如在下沉过程中发生下沉困难，可采用在沉井底梁、斜面部分掏空的方法助沉，另外根据图纸设计，沉井外侧壁存在台阶，必要时可采用灌砂助沉。

⑧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。

⑨施工时要做好沉井下沉施工记录。 ⑩质量要求见下表

沉井制作标准

项目 长度 宽度 沉井制作质量控制 对角线 井壁厚度 井壁垂直度 预埋件、预留孔位移 刃脚平均标高 下沉后质量控制 水平位移 任意两角高差 允许偏差 ±0.5%L且≤100mm ±0.5%B且≤50mm ±0.5%对角线长且≤100mm ±15mm ≤1%H ±20mm ±100mm ＜下沉总深度的1% ＜两角水平距离1%且＜300mm

第四章 双轴搅拌桩施工 第一节 双轴搅拌桩方案选取

工作井处施工场地斜上方有220kv高压线，高压线最低处距离原地面27m，横向距离沉井结构最近处不足6m（高压线最大安全距离不能超过15m）；三轴搅拌桩桩机组装完成后整体高度将近39m，三轴搅拌桩已经进入高压线的安全距离内而无法施工。经过多方面比较，并充分考虑施工安全，建议将三轴搅拌桩变更成双轴搅拌桩来对土

16 体进行加固（双轴搅拌桩组装机高度接近10m）。

收井处土体加固正前方有房屋，离接收井沉井结构最近距离不足13m，而三轴搅拌桩机底座宽度14-17m，如采用三轴搅拌桩加固土体，则需要拆除房屋才能满足施工条件，考虑到该处工程量少、造价低，拆除房屋费用高，且双轴搅拌桩对土体的加固效果与三轴搅拌桩相当，建议将三轴搅拌桩变更成双轴搅拌桩（双轴搅拌桩桩机底座宽5-6m）。

在接收井顶管进洞端正前方以及右侧15m左右处均有较旧的厂房，根据《岩土工程勘查报告》，标高-6.300m以下均为粉砂地层，下沉前沉井结构靠近房屋侧如果没有相应的土体加固及止水措施，则在沉井下沉过程中容易引发因扰动周围土体较严重而出现流砂，导致周围结构物地基不均匀沉降，最后发生房屋开裂甚至倒塌的严重后果。故建议在沉井施工前采用双轴搅拌桩进行土体加固及止水，从而防止流砂。

第二节双轴搅拌桩施工方案

1、施工参数 加固范围：

工作井：长14.5m*宽4.1m*深10m。 接收井：长11.25m*宽4.1m*深10m。

搅拌桩直径及间距：桩径Φ700mm@500*500双轴搅拌桩。

搅拌桩长度：工作井搅拌桩长度为18.7m，桩底标高为-13.2m，其中实桩长度为10m，空桩长度为8.7m。接收井搅拌桩长度为17.2m，桩底标高为-12.7m，其中实桩长度为10m，空桩长度为7.2m。

水泥材质：标号为42.5级普通硅酸盐水泥 水灰比：1.0

水泥掺入量需用：252kg/m 2、双重管高压旋喷桩施工工艺 2.1 施工准备

（1）双轴搅拌桩施工前，对施工场地进行平整，合理布置排浆沟及储浆池。 （2）测量班组采用坐标法对施工区域内的所有桩位进行测量定位，采用并做好明显、牢靠的桩位标志报监理复核。此外，还要做好测量记录，以便随时检验。

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双轴搅拌桩平面布置图

合理布置临时工程、机具设备安设地点及水电供应。

（4）对输浆管路、高压泵、钻机、设备进行仔细地检查，并进行试运转（先是空运转，然后负荷运转、试喷）确认无误后才能开始双轴搅拌桩的正式施工。 （5）根据设计文件提供的施工参数进行试验桩施工，试验桩的数量不小于3根。在试验桩施工过程中对施工工艺、浆液配合比、钻进和提升速度等进行调整，以保证单桩28天无侧限抗压强度不小于0.8MPa，并上报监理工程师。 2.2旋喷法施工流程图

施 钻 工 准 机就位预搅下沉备喷浆搅拌提升重复搅拌下沉重复搅拌提升至孔口 清洗机具管线移至下一桩位 2.3 施工方法

（1）钻机就位

钻机安放保持水平，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置，对中误差不超过2cm。钻杆保持垂直，其倾斜度不得大于1.5%。钻机钻杆采用钻杆导向架进行定位。

（2）预搅下沉

待搅拌机的冷却水循环正常后，启动深层搅拌机，使搅拌机沿导向架搅拌下沉，下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制，工作电流不大于额定电流，如果下沉速度太慢，可从输液系统补给清水以利钻进。

（3）制备水泥浆

深层搅拌机预搅下沉的同时，后台按设计按确定配合比拌制水泥浆液，制备水泥 18 浆液时选用42.5级普通硅酸盐水泥作为固化剂，水泥掺量根据加固土的性质及单桩无侧限抗压强度不小于0.8MPa的要求，通过试验确定水泥掺量。水泥浆液的水灰比取0.8～1.5，常用1.0。水泥储存时间超过3个月重新取样试验，并按其检验结果使用，使用前报监理工程师批准。在搅拌桩贯入注浆管的同时，后台拌制水泥浆，待压浆前将浆液倒入集料斗中。严格按设计要求配制浆液。

（4）喷浆、搅拌、提升

深层搅拌桩下沉到设计深度后，开启灰浆泵，待浆液达到喷浆口，严格按照设计确定的提升速度边喷浆边提升深层搅拌机。

（5）重复搅拌

深层搅拌机喷浆提升至设计顶面标高时，关闭灰浆泵，集料斗中的浆液正好排空，为使浆液与软土搅拌均匀，再次将搅拌机边搅拌边下沉，至出地面。

（6）清洗机具，管线：向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管线中残留的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。

（7）待桩机注浆管全部提出地面后，先关闭电机，然后将桩机移至新的桩位。 2.4 施工注意事项

（1）喷注过程中发生机械故障时，应停止提升和喷射以防桩体中断，同时立即排除故障。

（2）当发现浆液不足影响固结质量时，可进行重复喷射。原位重复喷射时，冲击破坏的是浆土混合液体，所受阻力小，因此有增加固结体直径的效果。

（3）由于浆液析水、收缩，固结体顶部可能出现凹穴，必须采取措施消除，可以在凹穴灌注混凝土，或直接从喷孔中再次注入浆液填满凹穴为止。

（4）搅拌桩的顶面高程按设计图纸提供的数据进行控制。

19 第五章 顶管施工方案

第一节 顶管方法的确定和技术选择

依据顶管工程的基本概况简要分析：本工程日常地下水位高程为1.7m，顶管主要分布在深度—7.7m的粉砂层中,最长段施工距离为280米，管径1600mm的钢管。

根据不同土质情况应采用不同性能的顶管机，依据《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246：2008），本工程顶管在地下水位以下，且顶管穿越京杭大运河，故优先考虑有平衡功能的顶管机，可采用泥水平衡和土压平衡机械顶管机进行作业。

泥水平衡式机械顶管：适用范围广，适合地下水压较大、埋深较大的区域，可用于粉质土和渗透系数较小的砂性土；对土体的扰动较小；总推力较小、适合长距离顶管；作业安全，进度较快。但不适宜沙砾、卵石等土层施工。

土压平衡式机械顶管：可用于淤泥和流塑性粘性土，最大特点就是排除的土体和泥浆不用二次处理，全土质顶管掘进。但施工过程中对土体的扰动非常大，且出土不连续。

1泥水顶管施工时的总推力比泥水平衡式顶管较土压平衡式顶管具有如下优点：○

较小，尤其在黏土层这种土质表现得更为突出，比较适合本标段280m这样长距离且大

2泥水平衡顶管采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、倒运等危险管径的顶管施工；○

3泥水顶管可有效的保持挖掘面稳定，对所顶管周围的土体扰动较小，有利于作业；○

4泥水顶管采用泥水输送弃土，能够连续作业，可以加快施工进度。控制地面沉降；○

综上所述，依据我标段的地质（管道穿越土层的物理性能）、周边情况及经济技术指标，结合泥水平衡及土压平衡顶管机的优缺点分析，选择泥水平衡顶管机作为我标段顶管的施工的首选机型，选型较为科学、合理，能够满足施工许可。

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施工前，施工单位须现场查看及调阅有关档案，对管道沿线地上、地下建（构）筑物及地下管线的分布进行了解；对管道穿越地层中可能存在的障碍物应有应急措施，必要时应采用物探法查明。

2.3沉井加固

顶进前，对出洞一侧土体用高压旋喷桩进行加固，待桩身达到强度后方能进行顶管施工。

2.4井位测量

施工前做好施工测量放样工作，在周围且在施工影响范围之外布置坐标控制点和临时水准点，并复核。施工过程中控制点应加以保护，定期检查和复测，并用石灰粉划出。放出中轴线、作为顶管顶进的引导依据。

2.5顶管材料

顶管管材采用18厚的1600钢管，进场时必须上报质量合格证明资料并复试合格后方可用于本工程。钢管按照规范要求制作，其内外防腐符合《给水排水管道施工及验收规范》（GB50268-2008）第五章及表5.4.9的要求。管材对接采用焊接连接，施焊工艺应满足规范要求，焊接完成后应做好接头内外防腐。

2.6顶管人员

配置足够的人员以满足进度需求，特种作业人员必须持证上岗。 3、设备安装

3.1沉井底板混凝土强度达100%设计强度时，方可进行顶管施工。 3.2设备安装 A、后座安装

后座安装时必须与反力墙贴紧，与顶管轴线垂直。如不垂直须加后座调整垫，使调整垫与油缸的接触面垂直于顶管轴线。

B、主油缸安装

①安装主油缸时按操作规程施工，不平行度在水平方向不允许超过3mm，在垂直方向不允许超过2mm。

②数台千斤顶共同作，则其规格须一致，同步行程须统一，且每台千斤顶使用压力不大于额定工作压力的70％。

③为了减少后座倾覆、偏斜，千斤顶受力的合力位置位于后座中间，4台千斤顶双层布置时，其合力位置在管道中心以下0～20cm处，每层千斤顶高度须与环形顶铁

26 受力位置相适应。

④主油缸先安装四台250T级千斤顶，油路必须并联，使每台千斤顶有相同的条件，每台千斤顶须有单独的进油退镐控制系统。以后视顶力和土质、摩阻力情况决定增加只数。

⑤千斤顶根据不同的顶进阻力选用，千斤顶的最大顶伸长度比柱塞行程少10cm。 ⑥油泵必须有限压阀，滤油器，溢流阀和压力表等保护装置，安装完毕后必须进行试车，检验设备的完好情况。

C、导轨安装

①导轨安装时，复核管道的中心位置，2根导轨必须互相平行、等高，导轨面的中心标高按设计管底标高适当抛高（一般为0.5～1cm）。

②安装导轨时，要在穿墙下留出一定空隙，为焊接拼管之用。 3.3穿墙准备

①穿墙前对工具管进行检查试验，止水试验在不小于0.2MPa的压力下不漏水方可使用。

②液压纠偏系统无渗漏，工具管纠偏灵活，测角表要调整为零。

③水力机械试运转半小时正常工作，水力冲、吸泥运转正常，管路无漏水。 ④压缩空气管路接能通后试运转，操作室加压试验。 ⑤泥浆系统试验合格方可顶进。

⑥严格按照操作规程进行工作管穿墙一系列施工。

4、顶管顶进

4.1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必要的设施，地面指挥监测中心、仓库、配电间等。布局合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。

②现场配备25t汽吊1台，吊管材，设备进场时，采用50t汽车吊进行吊运。 ③ 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。

施工区域各项危险地带（泥浆池、沉井周边等）必须悬挂好各种安全警示牌，如未戴安全帽不得进入工地，严禁酒后入工地，注意安全、坑洞，泥浆池危险等；操作室悬挂好操作规程。

27 4.2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。由于场地受限，在沉井附近放置一个泥浆槽，顶管作业时需及时外运。

4.3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10～20cm，调整后靠背前后以及左右方向，尽量保证后靠背的中心与轴线相重合。在轴线定好后即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4～6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两点，导轨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C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙，后方顶在后靠背的安装完毕后再进行安装，抄平后顶后要保证所有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，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。

顶管的后靠背采用10cm厚的C30细石混凝土，并覆3cm厚的钢板。此处只需要验算混凝土的抗压强度即可。单个千斤顶的底座接触面积为

A=pr2=p?0.220.1256m2，最大顶力为P=2500kN，则后靠背的受力强度为

s=PA=19.9MPa＜30MPa，满足要求。

洞口止水装置的安装，保证止水圈外最小直径大于进洞物最大直径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。

4.4穿墙方案

穿墙时，首先要防止井外的泥水大量涌入井内。严防塌方和流沙，其次要使管道

28 不偏轴线，顶进方向要正确。必要时，穿墙管内应填充物，起临时止水与挡土作用，工具管机头要严格调零，工具管机头外形在轴线上要调整为一条直线，此时仪表反映的角度为零，调整后将油缸销住，不在让工具管机头纠偏角度变动。工具管机头穿墙时须带一个向上的初始角(约5”)以弥补管道下沉。

为防止洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入井内，在洞口设置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，我们在洞口里做两道止水圈。平时前面一道止水圈不充气，需要更换后面止水圈时，前面一道止水圈充气，起到止水作用。洞口止水圈拉伸量>300%，肖氏硬度在50±5度范围以内，具有一定的耐磨性和较大的扯断能力。

4.5泥水系统的安装

泥浆槽尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，设置可沉淀块状物的配置，防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损坏。

4.6顶进开始调试阶段

顶管下井前作一次安装调试，油管安装先清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统保持干燥，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，即可开始凿除砖封门，砖封门凿除干净，不要遗留块状物，使机头刀盘贴住前方土体。

4.7顶进过程中的方向控制

由于机头本身所具有的方向诱导装置，纠偏操作简单易行，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在二号光耙的中心既可，同时时刻注意电脑状况，防止电脑故障或死机，导致顶管事故发生。

测量与方向控制要点：

①有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员→项目测量部→监理工程师，确保测量万无一失。 ②布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。

29 ③顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度不得大于0.5°并设置偏差警戒线。 ④初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。

4.8顶管动力、照明配套 ①顶管动力配套

序1 2 3 4 5 设备名称 刀盘电机 螺旋输送泵电机 纠偏油泵电机 排水泵 电焊机 数量 2 2 2 5 4 总功率300 20 8 30 30 ②动力电线设置：管内设置—二路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采用TN—S方式，三相五线制移动电线装接。 4.9、钢管的焊接

进场焊接前，应根据材质和工艺要求编制、进行焊接工艺试验和评定（同一材质不少于2个/组）。根据批准后的焊接工艺评定报告，由焊接工艺责任工程师编制“焊接工艺作业指导书”和焊缝返修作业指导书，施工中按规定焊接工艺进行。 a. 焊工

（1）焊工资格：焊工须持有技监（劳动）部门颁发有效的压力容器相应级别下向焊的焊工资格，并经当地焊接主管部门考核颁发的长输管线施焊资格。焊工进入工地，由现场项目部组织进行试焊2-3个与现场的材质、焊接工艺相同的焊口，经外观、无损探伤（超声波、射线）全位置检查合格（一条环缝至少90%以上射线Ⅱ级以上）方允许上岗。上岗焊工登入“焊工登记表”以便集中管理。 （2）每个焊工作业班组至少由3名焊工组成，并配备2-3拼装工。 b.焊条

焊丝线在密封良好未开封时，可以不进行烘焙。焊条堆放库应满足必要的温度、湿度和堆放空间要求，不能受到水、油、潮气、化学物质等有害物质侵蚀。生锈及药皮脱落的焊条不许使用。 c.焊接质量的保证措施

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