【顶管方案】市政道路工程污水顶管施工方案

　X XX 新区 X XX 道路工程

　X XX 管线

　顶管施工安全专项方案

　 编 编 制:

　 审 审 核：

　 审 批：

　X XX 建设集团有限公司

　X XX 道路工程项目经理部

　20X XX 年 年 X XX 月 月 X XX 日

　雨污水管线顶管施工安全专项方案

　 目

　录

　一、编制说明 ..........................................- 1 -

　1.1 编制依据 .......................................- 1 -

　1.2 编制原则 .......................................- 2 - 二、工程概况 ..........................................- 3 - 2.1 基本概况 .......................................- 3 - 2.2 顶管施工部位及相关参数 .........................- 3 - 2.3 参建单位 .......................................- 4 - 2.4 周边环境 .......................................- 4 - 2.4.1 周边地下管线 ..............................- 4 - 2.4.2 周边构筑物 ................................- 4 - 2.4.3 周边现况道路 ..............................- 4 - 三、工程地质与水文地质概况 ............................- 4 - 3.1 工程地质 .......................................- 4 - 3.2 工程地质评价 ...................................- 6 - 3.3 地下水条件 .....................................- 6 - 四、施工准备 ..........................................- 6 - 4.1 现场准备 .......................................- 6 - 4.1.1 现场临时用水 ..............................- 6 - 4.1.2 现场临时用电 ..............................- 6 - 4.1.3 现场临时道路 ..............................- 7 - 4.2 技术准备 .......................................- 7 -

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　 4.2 机具准备 .......................................- 7 - 4.3 材料准备 .......................................- 8 - 4.4 劳动力准备 .....................................- 9 - 五、施工安排 .........................................- 10 - 5.1 施工管理人员 ..................................- 10 - 5.2 施工工期计划 ..................................- 10 - 六、工作井、接收井施工 ...............................- 11 - 6.1 工作井、接受井设置及规格 ......................- 11 - 6.2 沉井施工 ......................................- 13 - 6.2.1 沉井制作 .................................- 13 - 6.2.2 沉井下沉施工 .............................- 20 - 6.2.3 沉井封底 .................................- 25 - 6.2.4 底板钢筋绑扎及浇筑 .......................- 25 - 6.2.5 沉井下沉监测 .............................- 25 - 6.2.6 沉井质量保证措施 .........................- 27 - 七、顶管施工 .........................................- 28 - 7.1 顶管施工方法 ..................................- 28 - 7.2 顶管顶力计算与后背设计 ........................- 29 - 7.2.1 顶管顶力的计算 ...........................- 29 - 7.2.2 后背墙顶力的计算 .........................- 29 - 7.3 顶管施工工艺 ..................................- 31 - 7.3.1 施工工艺流程 .............................- 31 -

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　 7.3.2 液压式顶管施工技术方案 ...................- 31 - 7.3.3 导轨设计 .................................- 31 - 7.3.4 顶管设备安装 .............................- 32 - 7.3.5 顶进施工 .................................- 35 - 7.3.6 顶管注意事项 .............................- 38 - 7.3.7 地面沉降原因 .............................- 40 - 7.3.8 地面沉降控制技术措施 .....................- 41 - 八、基坑沉降监测 .....................................- 41 - 8.1 监测目的及项目 ................................- 41 - 8.2 施工监测组织机构 ..............................- 42 - 8.3 基坑监测系统布设 ..............................- 43 - 8.3.1 位移观测点的布设 .........................- 43 - 8.4 基坑监测系统施工方法 ..........................- 43 - 8.4.1 位移、沉降观测基准点布设 .................- 44 - 8.4.2 位移、沉降观测点的施工方法 ...............- 44 - 8.5 基坑周围构筑物监测措施 ........................- 44 - 8.6 观测方法、频率和要求 ..........................- 44 - 8.6.1 观测方法 .................................- 44 - 8.6.2 监测频率 .................................- 46 - 8.7 监测工作注意事项 ..............................- 46 - 8.8 施工监测数据处理及信息反馈 ....................- 47 - 8.8.1 监测数据处理 .............................- 47 -

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　 8.8.2 监测信息反馈程序 .........................- 48 - 九、安全保证措施 .....................................- 48 - 9.1 安全保证组织机构 ..............................- 48 - 9.2 危险源统计与预防控制措施 ......................- 50 - 9.2.1 危险源统计 ...............................- 50 - 9.2.2 安全保证措施 .............................- 51 - 9.2.3 施工时安全措施 ...........................- 52 - 十、质量保证措施 .....................................- 53 - 10.1 质量管理组织机构 .............................- 53 - 10.2 施工准备阶段的质量管理 .......................- 53 - 10.3 施工质量的动态控制 ...........................- 53 - 十一、沉井、顶管施工应急措施 .........................- 54 -

　11.1 应急领导小组人员及分工 ......................- 54 -

　11.1.1 组织结构 ...............................- 54 -

　11.1.2 职责分工 ...............................- 54 -

　11.2 应急救援物资 ................................- 55 -

　11.3 突发事件抢险程序 ............................- 56 -

　11.4 突发事件应急抢险具体措施 ....................- 56 -

　11.4.1 涌水、涌砂应急措施 .....................- 56 -

　11.4.2 土方坍塌应急措施 ..........................- 57 -

　11.4.3 地表沉降应急预案 ..........................- 57 -

　11.4.4 防伤害应急措施 ............................- 58 -

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　11.4.5 防触电应急措施 ............................- 58 -

　11.4.6 防机械伤害应急措施 ........................- 59 -

　11.4.7 防火应急预案 ..............................- 59 -

　11.5 事故预防措施 ................................- 60 - 十二、雨季施工方案及措施 .............................- 62 -

　12.1 雨季施工保障措施 ............................- 62 -

　12.2 雨季施工防汛物资 ............................- 64 - 十三、文明施工、环境保护保证措施 .....................- 64 -

　13.1 现场管理 ....................................- 64 -

　13.2 严格执行各种有关法规 ........................- 64 -

　13.3 环境卫生管理 ................................- 64 -

　13.4 环境卫生与维护 ..............................- 65 -

　13.5 综合治理方面 ................................- 65 -

　13.6 噪音控制及震动控制 ..........................- 65 -

　13.7 水污染的控制 ................................- 65 - 十四、成品保护措施 ...................................- 65 - 十五、附件 ...........................................- 66 -

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　 隆兴大道南污 1 1- -3 3 、南雨 31- -3 33 管线

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　一、编制说明

　1 1.1 编制依据

　 1、《石家庄正定新区隆兴大道排水工程施工图设计》。

　2、《隆兴大道综合管沟道路工程岩土工程勘察报告》

　（石家庄市勘察测绘设计研究院提供）；

　3、我单位现有的施工技术、管理水平及机械配套能力。我单位顶管施工及其他类似工程的成功经验和科研成果。

　5、现场实际情况。

　6、选用国家、部、行业、地区颁发的相关规范和标准如下：

　（1）《建设工程安全文明工地标准》(DB13（J）/T100-2009)； （2）《市政基础设施工程施工质量验收通用规程》（DB13(J)54-2005）； （3）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2011）； （4）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）； （5）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497-2009）； （6）《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）；

　（7）《建筑物变形测量规范》(JGJ8-2007)；

　（8）《建设工程施工现场环境与卫生标准》（JGJ146-2013）； （9）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）； （10）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）； （11）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2001）； （12）《地下工程防水技术规范》（GB 50108-2008)； （13）《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）； （14）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）； （15）《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）； （16）《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93）； （17）《工程测量规范》（GB50026-2007）；

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　 （18）《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JGJ311-2013）； （19）《钢筋焊接及验收规范》（JGJ18-2012）； （20）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）； （21）《建筑施工土石方工程安全技术规范》（JGJ180-2009）； （22）《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》（JGJ276-2012）； （23）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）；

　(24) 《顶管施工技术及验收规范》（试行）； （25）《钢筋焊接接头试验方法》（JGJ∕T27-2014）

　（26）《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》 (CECS 137：2002 ）

　(27)其它有关国家、河北省、石家庄市现行技术标准、施工规范和规定等； 7、相关法规

　 （1）

　《中华人民共和国安全生产法》（中华人民共和国主席令第 13 号）；

　 （2）《建设工程安全生产管理条例》（国务院第 393 号令）；

　 （3）关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知（建质（2009）87 号）； 1.2 编制原则

　1、确保技术方案针对性强、操作性强；施工方案经济、合理。坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合。根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工方案和机具设备。

　 2、技术可靠性原则 根据本标段工程特点，依据石家庄市正定新区及其周边地区类似工程施工经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工。

　 3、经济合理性原则 针对工程的实际情况，本着可靠、经济、合理的原则比选施工方案，施工过程实施动态管理，从而使基坑开挖施工达到安全、优质、高效的目的。

　 4、环保原则 施工前充分调查了解工程周边环境情况，紧密结合环境保护进行施工。施工中认真作好文明施工，减少空气、噪音污染，施工污水、废浆经沉淀并取得相关部门的批准后方可排放。

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　 二、工程概况

　1 2.1 基本概况

　隆兴大道雨污水管线起始范围与道路工程范围一致，西起临济街（K0+600），东至北京大街（K2+875）。污水主管线设在道路北侧人行步道下方，在规划路口处设南北方向过街管线，管材采用 HDPE 双臂波纹管，管径为 DN800-1800mm。在道路北侧非机动车道下方设砖砌盖板式雨水方沟，方沟断面尺寸为 2000×1800mm、2000×2000mm、2200×2000mm、2400×2000mm。在道路南侧非机动车道下方设雨水管线，管材采用 HDPE 双臂波纹管，管径为 DN500-800mm，并在规划路口处设南北方向过街雨水管线。

　隆兴大道南污 1-3 井段，管底流水面标高 60.296-60.244，南雨 31-33 井段，管底流水面标高 60.566-60.482，道路桩号 K1+712.5-K1+814，总长 101.5m。现况房建围墙距离南污 1-3 管中为 11.32m，围墙结构为砖砌二四墙，高 2.5m。现况人行通道出入口南侧钢筋砼结构外边距离南雨 31-33 管中为 3.6m，通道底板纵段标高为 66.85-60.85。（详见平面布置图、纵断面图）

　因雨水管线距离人行通道出入口结构较近，污水管线南侧有现况房建围墙， 不具备开挖条件，经正定新区市政工程局、监理单位、设计单位、施工单位相关人员共同协商后，决定该段雨污水管线采用顶管施工。

　2 2.2 顶管施工部位及相关参数

　本次雨污水管线采用顶管施工部位相关参数统计

　序号

　井

　段

　长

　度（m m ）

　管

　材

　管

　径

　（ mm ）

　管顶埋深（m m ）

　备注

　1 南污 1-2 54.1 Ⅲ钢承口管 DN1200 6.40

　2 南污 2-3 49.2 Ⅲ钢承口管 DN1200 6.46

　3 南雨 31-32 54.1 Ⅲ钢承口管 DN800 6.53

　4 南雨 32-33 49.2 Ⅲ钢承口管 DN800 6.62

　隆兴大道南污 1-3 井段、南雨 31-33 井段管线采用顶管施工，结合现场实际

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　 情况，经项目部技术、材料、生产、顶管作业队共同商定后，制定以下工期：

　 开工时间:2015 年 8 月 5 日； 结束时间：2015 年 9 月 30 日； 2.3 3 参建单位

　建设单位：石家庄市正定新区管委会、市政工程管理局 业主单位（投资方）：河北宝申市政工程有限公司 设计单位：上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 监理单位：唐山理工建设工程项目管理有限公司 施工单位：北京城建道桥建设集团有限公司 4 2.4 周边环境

　1 2.4.1 周边地下管线

　隆兴大道南污 1-3 井段，南雨 31-33 井段，范围内均为现状耕种地，无现状地下管线。

　2 2.4.2 周边构筑物

　现况房建围墙距离南污1-3管中为11.32m，围墙结构为砖砌二四墙，高2.5m。现况人行通道出入口南侧钢筋砼结构外边距离南雨 31-33 管中为 3.6m。（详见平面图）

　3 2.4.3 周边现况道路

　南污 1 井：

　（1）西侧，是已通车天津大街主路，日常多以机动车辆行驶为主，自行车、电动车较少； （2）北侧，是已完成路床施工的机动车道路床； （3）南侧（道路红线南侧），是道路施工临时便道； 三、工程地质与水文地质概况

　1 3.1 工程地质

　勘察范围内除杂填土（素填土）外，主要地层由粘质土和砂类土组成，根据

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　 其岩性、成因和物理力学性质，自上而下分为 6 个工程地质层和 4 个工程亚层，如下：

　 ①杂填土层：杂色，松散，不均匀，以建筑垃圾和生活垃圾为主，底部含粉土，局部近素填土或为耕土。层底标高 63.92~67.28m，层厚 0.30~1.80m。

　 ②黄土状低液限粘质土（粉土）②层：浅褐黄色，稍湿，稍密，无光泽反应，摇振反应中等，干强度低，韧性低，土质不均，局部夹黄土状粉质粘土团块。上部粘性较强，中部砂感明显，易散落，底部含砂量大，局部变为含砂粉土，层底标高 59.32~65.68m，层厚 0.40~4.80m。属中压缩性土。

　 不良级配（细砂）③层：灰白色，稍湿，稍密，矿物成分以石英、长石为主，云母及暗色矿物少量，顶部分选差，混粉土，中部分选变好，底部颗粒变粗。具水平层理。层底标高 59.10~64.3m，层厚 0.40~5.40m。

　该层夹低液限粘质土（粉土）③1 层，浅黄褐色，中密，湿，无光泽反应，摇振反应中等，干强度低，韧性低，土质不均，上部粘性较强，中部砂感明显，易散落，底部含砂量大，局部变为含砂粉土，层底标高 56.59~63.68m，层厚0.80~3.40m。属中性压缩土。

　 ④（中砂）④层：灰白色，稍湿，中密，矿物成分以石英、长石为主，云母及暗色矿物少量，分选差，中部分选变好，底部颗粒变粗，磨圆较差，颗粒层次棱角状。层底标高 55.95~60.48m，层厚 0.80~6.60m。

　该层夹低液限粘质土（粉土）④1 层，褐黄色，中密，稍湿，无光泽反应，摇振反应中等，干强度低，韧性低，土质不均，上部粘性较强，局部为含砂粉土，层底标高 54.80~58.93m，层厚 0.20~4.40m。属中压缩性土。

　 本段顶管施工穿越主要土层及参数 序号 土层

　名称 标 高

　（m）

　厚 度

　（m）

　γ （KN/m³）

　C （kpa）

　备注 1 填土 63.92-67.28 0.30-1.80 19.0 10.00

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　 2 粉土 59.32-65.68 0.40-4.80 19.6 28.50

　3 细砂 59.10-64.3 0.40-5.40 19.0 0.00

　粉土 56.59-63.68 0.80-3.40 19.6 28.50

　4 中砂 55.95-60.48 0.80-6.60 18.6 0.00

　粉土 54.80-58.93 0.20-4.40 19.6 25.50

　 3.2 2 工程地质评价

　本场地地貌单一，地形平坦，不良地质作用单轻微，场地土类型为中软场地土，该场地地段类别为可进行建设的一般场地。

　 3 3.3 地下水条件

　由石家庄市勘察测绘设计研究院，提供隆兴大道《岩土工程勘察报告》中测得地下水位是 41.90，本次顶管施工最深处是 60.144。本工程可不考虑地下水对顶管施工的影响。

　四、施工准备

　4 41 .1 现场准备

　1 4.1.1 现场临时用水

　经现场查勘后，位于隆兴大道道路南侧红线外 13m 处（桩号 K1+850）有现况农田灌溉井一座。经我部与村委会协商后，现况农田灌溉水井安装水表后可以使用，并按照用水量收费。

　2 4.1.2 现场临时用电

　根据该段雨污水顶管施工用电，在隆兴大道道路桩号 K1+900 处，有现况800KVA 变压器（位于道路红线北侧 10 米）一台，经我部与村委会协商后，变压器安装电表后可以使用，并按照用电量收费。

　现场施工照明按以下方案实施：

　所有施工用电采用三相五线制 TN-S 供电系统，实现三级配电、二级漏保、重复接地，变压器输出端设总控制箱，各施工作业面设分控制箱，通过电缆输电至各用电地，“做到一机、一闸、一漏、一箱”。

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　 在工作井和接收井的位置各设置一个灯塔，保证竖井内的照明，并配备足够的高压钠灯帮助局部照明。

　3 4.1.3 现场临时道路

　南污 1 井南侧（道路红线南侧），原是道路施工临时便道。本次雨污水顶管施工过程中，将施工便道改移至南污 3 井东侧 20 米的位置，南污 1-3 井段（东西方向）临时便道，改移至完成路床施工的机动车道路床上。（详见平面图）

　4 4. .2 2 技术准备

　 （1）仔细查阅有关设计文件及地质勘察报告。

　（2）结合顶进地段工作井、接收井施工弄清管道穿越地层土层分布隋况，及管道下卧层地质清况，以此制定有关技术措施.

　（3）根据提供各层土相应物理参数、计算顶力、触变泥浆配置方案，以及注桨压力的确定。

　（4）查找可供地基稳定及变形计算分析的土性参数及现场测试资料。

　（5）现场调查各种地质及现况构筑物，对可能影响顶进施工的部位进行处理及制定相应措施

　（6）按顶管所经地层土壤参数，确定合适的施工方法，选定顶管过程中常规设备。

　（7）熟悉施工图纸，了解管道埋深情况，掌握先深后浅的原则。针对施工空间小，材料堆放、施工场地受限，受埋深及土质影响，工作坑开挖困难，对危险源进行分析，并制定相应的预防措施和应急预案。

　（8）综合考虑本段顶管施工部位场地的工程地质和水文地质条件，周边环境条件和施工方案，制定合理的监测方案，精心组织和实施监测。

　2 4.2 机具准备

　机械准备，按照总体施工进度计划，施工质量要求、实际工程量及施工经验配套好各种机械，编制机具进场计划，并按计划进场，进行模拟“实践”操作，使各种机械配套科学，机驾人员人人心中有底。

　主要机具设备计划表

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　 4.3 3 材料准备

　主要材料计划表

　 序号 材料类型 材料规格 单位 数量 备注 1

　钢筋 Φ12 t

　 序号 机械名称 型号 单位 数量 备 注 1 电焊机 50kw 台 2

　2 气割设备

　套 2

　3 液压操作平台

　台 2

　4 汽车吊 50t 台 1

　5 卷扬机 20t 台 2

　6 发电机 100kw 台 2

　7 导向轨

　组 2

　8 主顶油泵站 ZB10/320-4/800 套 1

　9 主顶站千斤顶 YDC400 柳州 台 2

　10 中继间泵站

　套 1

　11 千斤顶 YT1960(200)柳州 台 4

　12 顶 铁 D1600 套 1

　D1200 1

　13 通风机

　台 2

　14 污水泵 φ100 台 4

　15 钢筋切断机 GQ40D 台 1

　16 钢筋弯曲机 GW40D 台 1

　17 钢筋调直机 GT6/12 台 1

　18 木工电锯 MJ104 台 1

　19 插入式振动器 ZN50 台 2

　20 空气压缩机 15KG 台 1

　21 风 镐

　套 4

　22 液压泥浆机 5YB-50 台 2

　23 泥浆泵 5KW 台 2

　24 压密注浆设备

　套 2

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　 Φ16 t

　 Φ20 t

　 2 混凝土 C40 m³

　 3 Ⅲ级钢承口管 DN800 m 103.3 配套

　胶圈 DN1200 m 103.3

　 4 44 .4 劳动力准备

　 （1）根据工程特点要求，按照合理分工，密切协作的原则，组织高效率的专业施工班组。

　（2）做好施工人员进场教育工作，包括安全、防火、文明施工和遵纪守法等教育，使全体施工人员严格遵守上级颁布的各项规章制度。

　（3）对特殊工种进行上岗前技术培训，无上岗证者严禁进场施工。

　（4）编制好顶管施工工艺技术交底，做好顶管施工人员的岗前培训工作。

　（5）根据施工进度计划合理安排人员进场（包括技术管理人员和工人），并进行技术、工期、质量、安全文明施工交底，以便顺利施工。

　（6）根据工期要求，顶管施工设一个工作井，二个接收井，二套顶管设备，工作井施工所需人数为 39 人，劳动力组织如下：

　序号 工种名称 数量（人）

　人员职责 备注 1 值班员 2 负责现场安保

　2 技术员 2 负责现场施工管理

　3 专职安全员 1 负责现场安全文明管理

　4 土方工 10 负责挖土、运土

　5 混凝土工 4 负责浇筑混凝土井壁

　6 电工 2 负责现场施工用电

　7 钢筋工 4 负责钢筋加工绑扎

　8 模板工 4 负责模板施工

　9 技术工人 4 负责顶管设备装卸和操作

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　 10 起重工 6 负责使用电动葫芦吊土出坑

　五、施工安排

　5 51 .1 施工管理人员

　1、项目管理层：为加强管理，确保工程按期保质完成，使各项指令和措施落实到部位和个人，由项目经理部统一组织，协调各部门之间的关系，对施工安排、进度计划、技术管理、质量控制、检测试验、材料设备、安全保障实行全方位管理。

　项目部主要管理人员：

　 2、项目作业层：由一定的操作技能和操作经验的工人组成，在该项目管理人员领导指挥下，明确责任目标的义务，保质量、保安全完成项目部下达的任务。

　 作业队主要管理人员:

　作业队 队 长：王德礼

　作业队技术员：王金涛

　作业队安全员：王义海

　5 5. .2 2 施工工期计划

　沉井施工工期计划

　南污 1 1- -3 3 、南雨 31- -3 33 井段顶管施工工期计划 序号 井 段 长度（m）

　管径（mm）

　工 期 天数 备注 序号 竖井编号 结构 类型 结构 尺寸 工期 天数 备注 1 工作井 钢筋砼 6×6m 2015.7.20-2015.7.30 10

　2 接收井 1 钢筋砼 6×6m 2015.7.23-2015.8.3 11

　3 接收井 2 钢筋砼 6×6m 2015.7.25-2015.8.5 11

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　 1 南污 1-2 54.1 DN1200 2015.8.5-2015.8.19 15

　2 南污 2-3 49.2 2015.8.19-2015.9.1 13

　3 南雨 31-32 54.1 DN800 2015.8.15-2015.8.27 13

　4 南雨 32-33 49.2 2015.8.1-2015.8.14 15

　六、工作井、接收井施工

　6 61 .1 工作井 、 接受井设置及规格

　为节约成本和优化施工，根据施工图设计，采取检查井所在位置设置工作井和接收井，避免修筑检查井时重复开挖。顶管采取双向顶进方式，顶管工作井D1 设在南污 2、南雨 32 检查井位置，南污 1 和南雨 31 检查井位置设置接收井S1，南污 3 和南雨 33 检查井位置设置接收井 S2。工作井和接收井深度 7.0m，拟采取钢筋混凝土沉井，沉井长宽为 6×6m。（详见沉井结构及配筋图）

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　 管材边圈横铁横铁顶镐机组方木坑底 枕木导轨顶管工作坑纵面图

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　 按下式计算竖井宽度（B）和长度（L）

　 B=D 1 /2+D 2 /2+2b+3=0.8+0.6+0.8×2+3=6.0m 取 6.0m 式中：

　 （1）D 1 —污水管外径（m），本计算取 0.8m；

　 （2）D 2 —雨水管外径（m），本计算取 0.6m；

　 （3）b —管两侧操作空间（m），每侧 0.8m；

　 L=L 1 +L 2 +L 3 +L 4 +L 5 +=0.5+2+1.3+1.2+1=6.0m 取 6.0m 式中：

　（1）L 1 ----稳管时，已顶进的管节留在导轨上的最小长度（m），一般为 0.3～0.5m，本计算取 0.5m；

　（2）L 2 ----标准管节长度（m），取 2m；

　（3）L 3 ----顶铁加边圈长度（m），本计算取 1.3m；

　（4）L 4 ---- 顶镐机组长度（m），本计算取 1.2m；

　（5）L 5 ----后背墙厚度（m），本计算取 1.0m； 根据上式确定顶管工作坑内净空尺寸为 B×L=6.0×6.0m，由顶进施工由工作井 D1 同时向接收井 S1、S2 顶进，所以接收井 S1、S2 净空尺寸为 B×L=6.0×6.0m。接收井深度 7.0m，同样采用钢筋混凝土沉井，制作尺寸及工艺与工作井相仿。

　2 6.2 沉井施工

　1 6.2.1 沉井制作

　1 1 、刃脚砖模支设

　沉井下部为刃脚，其支设方式取决于沉井重量、施工荷载和地基承载力。刃脚下部采用砖垫座。砖垫座沿周长分成 6～8 段，中间留 20mm 空隙，以便拆除。施工时，应按照设计图要求进行制作。

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　设计图纸

　2. 支架和模板制作

　井壁宽度取最大值 1000mm、高度取最大值 3500mm 进行验算。模板面板采用胶合板，厚度 18mm；内竖肋采用 120×120mm 木方，内竖肋间距 300mm；外横檩采用Φ48x3.5 双钢管，外横檩间距 300mm；对拉螺栓水平间距 600mm，直径 12mm。

　A.荷载标准值验算

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　 (1)新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:

　F1=0.22×24×6×1.00×0.85×3(1/2) =46.64kN/m²

　(γc=24.00kN/m³、t 0 =6.0h、β1=1.00、β2=0.85、V=3.00m/h,H=3.500m）

　F2=γcH=24×3.5=84.00kN/m²

　比较 F1 和 F2 取较小值，F=46.64kN/m² (2)振捣砼产生的荷载 4.00kN/m² (3)倾倒砼产生的荷载 4.00kN/m² 序号 荷载因素 分项系数

　标准值（kN/m2 ）

　荷载值（kN/m2 ）

　备注 1 新浇砼的侧压力

　1.2 46.64 55.97

　2 振捣砼产生的荷载

　1.4 4.00 5.60

　3 倾倒砼产生的荷载

　1.4 4.00 5.60

　4 合计

　 67.17

　B.井壁模板面板的验算 （1）强度计算考虑新浇砼侧压力和倾倒、振捣砼时产生的荷载设计值； （2）挠度计算考虑新浇砼侧压力产生荷载标准值； （3）面板按照三跨连续梁计算；

　 面板的计算宽度取 1000mm。

　 面板的截面惯性矩 I 和截面抵抗矩 W 分别为:

　 W=1000×182 /6=54000mm 3 ；

　 I=1000×183 /12=486000mm 4 ； 荷载计算值 q=(1.2×46.64+1.4×4.00+1.4×4.00)×1=67.17kN/m

　 67.17kN/m

　 计算简图 （4）抗弯强度验算

　M=K M •qL2 =0.100×67.17×0.30 2 =0.58kN·m=0.61×10 6 N.mm

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　σ=M/W=0.61×106 /54000=11.30N/mm 2

　 抗弯强度σ=11.30N/mm2 ＜[fm ]=13.00N/mm2 ，满足要求。

　 （5）抗剪验算

　V=K V qL=0.60×67.17×0.30=12.091kN=12091N

　τ=3V/（2bh）=3×12091/(2×1000×18)=1.01N/mm2

　 抗剪强度τ=1.01N/mm2 ＜[fv ]=1.40N/mm2 ，满足要求。

　（6）挠度验算

　按强度计算荷载组合,不考虑倾倒、振捣砼产生的荷载，故

　 q=55.97N/mm

　 υ=K υ qL4 /100EI

　 =0.677×55.97×3004 /(100×9000×486000)=0.70mm

　 [υ]=300/250=1.20mm

　 挠度υ=0.70mm＜允许挠度[υ]=1.20mm，满足要求。

　C.模板内竖肋的验算 竖肋采用 120×120mm 木方，木枋间距 300mm；

　W =120×1202 /6=288000mm 3 ；

　I=120×1203 /12=17280000mm 4 ；

　q=67.17×0.30=20.15kN/m；

　 20.15kN/m

　 计算简图

　按照三跨连续梁计算: (1)抗弯强度验算

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　M=0.1ql2 =0.10×20.15×0.30 2 =0.181kN·m=0.181×10 6 N.mm

　σ= M/W=0.181×106 /288000=0.63N/mm 2

　 内竖肋的抗弯强度σ=0.63N/mm2 ＜[fm ]=13.00N/mm2 ，满足要求。

　(2)抗剪验算

　 V=K V

　qL=0.60×20.15×0.30=3.627kN=3627N

　 τ=3V/(2bh)=3×3627/(2×120×120)=0.38N/mm2

　内竖肋的抗剪强度τ=0.38N/mm2 ＜[fv ]=1.40N/mm2 ，满足要求。

　(3)挠度验算 按强度计算荷载组合,不考虑倾倒、振捣砼产生的荷载，故

　 q=1.2×46.64×0.30=16.79kN/m=16.79N/mm

　 υ=K υ qL4 /100EI

　 =0.677×16.79×3004 /(100×9000×17280000)=0.01mm

　 [υ]=300/250=1.20mm

　 内竖肋的挠度υ=0.01mm＜[υ]=1.20mm，满足要求。

　D.墙模板外横檩的验算

　 外横檩承受内竖肋传递的荷载，按照集中荷载下三跨连续梁计算,间距为对拉螺杆水平间距 600mm。

　由内竖肋传递的荷载：

　 N=1.1×20.15×0.30=6.65kN

　 6.65

　6.65

　6.65

　6.65

　 6.65

　6.65

　6.65

　 计算简图

　采用Φ48x3.5 双钢管，

　W=2×5080=10160mm3 ；

　 I=2×121900=243800mm 4 ；

　A=2×489=978mm2 ；

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　 (1)外横檩抗弯强度验算

　M=K M •PL=0.164×6.65×0.60=0.654kN·m=0.654×106 N.mm

　σ=M/W=0.654×106 /10160=64.37N/mm 2

　 外横檩的抗弯强度σ=64.37N/mm2 ＜[fm ]=205.00N/mm2 ，满足要求。

　(2)抗剪强度验算

　V=K V P=1.364×(6.65×1000)=9071N

　τ=3V/(2bh)=3×9071/(2×978)=13.91N/mm2

　 外横檩的抗剪强度τ=13.91N/mm2 ＜[fv ]=125.00N/mm2 ，满足要求。

　 (3)挠度验算

　υ=K υ

　PL3 /(100EI)

　=1.367×6650×6003 /(100×9000×243800)=1.07mm

　 [υ]=600/250=2.40mm

　 外横檩的挠度υ=1.07mm＜[υ]=2.40mm，满足要求。

　E.对拉螺栓的验算

　计算公式:N < [N] =fA

　 其中 N —— 对拉螺栓所受的拉力；

　A —— 对拉螺栓有效面积 (mm2 )；

　f —— 对拉螺栓的抗拉强度设计值，取 170N/mm2 ；

　对拉螺栓的直径 d(mm):12.0

　对拉螺栓有效直径(mm):9.85

　对拉螺栓有效面积(mm2 ):A=76

　对拉螺栓最大容许拉力值(kN):[N]=A×f=76×170=12.92

　对拉螺栓所受的最大拉力(kN):N=1.15×6.38=7.34

　对拉螺栓强度验算为所受的最大拉力:

　 N=7.34kN＜最大容许拉力值[N]=12.92kN，满足要求。

　3 3 、钢筋安装

　（1）钢筋绑扎前先清除地模里的杂物、木屑，垫块的厚度应按图纸要求制作，以保证保护层厚度。

　 （2）底板是在沉井下沉完成后进行施工的，底板上下层板筋之间设马凳筋

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　 φ12@1200×1200。按设计要求控制好底板钢筋与预埋件之间的焊接质量。

　 （3）钢筋焊接的接头形式，焊接工艺和质量验收，应符合国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）的有关规定。钢筋焊接接头的试验应符合国家现行标准《钢筋焊接接头试验方法》（JGJ∕T27-2014）的有关规定。钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊合格后方可焊接；焊工必须有焊工考试合格证，并在规定的范围内进行焊接操作；焊接网以及焊接骨架的允许偏差应符合有关规定。受力钢筋焊接接头在同一构件时应相互错开，符合有关规定。

　 （4）所有钢筋焊接及绑扎完毕后，现场施工员和质检员要进行自检。评定后会同甲方、现场监理和设计人员进行检查验收；验收合格方可进行下一个工序混凝土浇筑，并及时整理隐敝工程验收签证记录。

　4 4 、混凝土浇筑

　 砼采用商品砼，由现场监理认可的混凝土搅拌站提供。考虑到砼的浇筑厚度及浇筑量，拟采用砼泵车输送并进行浇筑。井壁两节施工都是连续浇捣，浇捣时应分层浇筑，分层厚度小于 500mm。

　 （1）为防止模板变形或地基不均匀下沉，浇筑时应从井壁两侧对称进行、匀衡下料。每节井壁混凝土应一次连续完成，不留施工缝。待下一节混凝土强度达到 95%设计强度时方可浇筑上一节混凝土。本工程沉井井壁有抗渗要求，上下节井壁的水平施工缝加-3×400mm 镀锌止水钢板。砼浇筑后应使其砼强度达到75%后才可拆模。为提高施工速度，砼将添加早强剂，以便尽快达到设计强度。

　 （2）砼必须振捣充分，保证质量。浇注砼必须作好标高控制桩，达到内实外光，无露筋现象。

　 （3）在砼初凝前做好收抹面处理，并及时用麻袋湿润养护时间不少于 14天。

　 （4）抗渗性检验：在防水砼浇筑期间，每一工作班按规范留置试块，试块在浇筑现场制作，其中一组抗渗试块在标准条件下养护，而其余试块与结构同条件养护。

　5 5 、沉井在制作过程中的沉降观测和应急措施

　 （1）沉降观测

　 当第一节沉井井壁混凝土浇筑完成，并且拆除模板后，在沉井井壁四个角开

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　 始布置沉降观测点，第二节沉井井壁混凝土浇筑前、浇筑中、浇筑后分别进行沉降观测，并进行记录、分析、采取应急措施。

　 （2）应急措施

　如沉井制作过程中出现不均匀下沉或倾斜，须采取纠偏措施；如第二节沉井井壁混凝土浇筑完成后，可通过沉井井壁顶部加载办法纠偏，也可以按后续描述方式进行纠偏。

　2 6.2.2 沉井下沉施工

　1 1 、沉井下沉稳定系数及下沉系数验算

　沉井下沉稳定验算采用《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》 (CECS 137：2002 以下简称设计规程）为依据。沉井分三次下沉，第一次下沉高度为 2.5m，第二次为 2.5 米，第二次为 2.0m；由于下沉至 2.5m 深时，刃脚底接触粉土，沉井下沉相对稳定；为此，取第一次下沉高度 2.5m 进行验算。

　 新浇筑钢筋砼

　 容重=26 kN/m3

　沉井自重 G k =32.5×26=845kN

　 井壁摩擦阻力标准值在设计规程表 6.1.1 查得 F fk =25kpa=25kN

　 沉井刃脚地基土极限承载力在设计规程表 6.1.3 查得 R b =200kpa=200kN

　 由地勘报告可得，水的浮托力可忽略不计。

　沉井下沉系数验算：

　 下沉系数 K st =G k /F fk

　=845/25

　 =33.8≥1.05

　(符合要求)

　 沉井下沉稳定系数验算：

　 下沉稳定系数 K sts = G k /（F fk +R b ）

　=845/(25+200)

　=3.76≥0.8~0.9

　 (符合要求)

　 2 2 、沉井下沉前准备工作

　（1）以毛砂或粉煤灰加填沉井外基坑至现场自然地面，以利减少沉井下沉过程中与土体侧摩阻力。

　 （2）检验井壁砼强度，按同条件养护砼试块强度等级值为准。

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　 （3）对原定位桩，高程点进行复查，并在四面井壁上部做出与控制桩对应点的标志，以检验沉井的位移。

　 （4）在井壁内侧设垂线，其中南北墙各一条，东西墙各两条，以吊线锤观察沉井的倾斜。

　（5）在井壁外侧四角上用红漆画出标尺，每一标志线间距 100mm，并标出下沉前的实际高度和下沉完毕后的标高，以观测沉井下沉情况。

　 3 3 、下沉施工方法

　根据地下水和土质情况及施工条件，沉井下沉采用排水法下沉。沉井所穿过的土层透水性较低，地下涌水量不大，不会因排水而产生流砂，或因排水造成井周地面过大沉降时，因而采用排水挖土下沉法施工。排水下沉可以在干燥的条件下施工，挖土方便，容易控制均衡下沉，土层中的孤石等障碍物易于发现和清除，下沉时一旦发生倾斜容易纠正。

　 4 4 、沉井下沉

　（1）分组对称拆除沉井砖模或模板至刃脚斜面内 400mm。

　（2）采用挖掘抓斗机在沉井中间开始逐渐向四周挖土，每层挖土厚 0.4～0.5m，沿刃脚周围保留 1.5m 土。当沉井下沉至中层时，开挖方式由中间逐渐向四周挖土，改为先边后中的方式进行施工。

　（3）先挖两层后，形同锅底，集中人力沿沉井井壁，每 2～3 米一段向刃脚方向逐层全面、对称均匀地削薄土层，每次削 200～300mm，使沉井在自重作用下均匀垂直切土下沉，然后再重复上面程序。每次下沉深度不能大于 500mm，发现沉井倾斜后，应立即停止倾斜方向挖土，加快对面方向挖土，以防加剧倾斜，并按此纠正倾斜。在井顶上压钢锭，钢锭重量根据具体情况，经计算确定。在沉井较高一侧的井外壁插入数根管子，由此压入膨润土泥浆，使该侧井外壁摩阻力减少。

　(4)沉井位移处理。沉井位移主要是由沉井倾斜引起，沉井向某一方向倾斜被纠正后，必然引起沉井向相反方向产生位移，可以利用这一点，当沉井向某一侧位移后，在沉井下步沉时，先挖此侧刃脚处的土，使沉井向此侧倾斜，然后挖相反侧刃脚处的土纠正倾斜，如此循环一、二次可纠正沉井位移。

　(5)沉井的允许偏差

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　 序 号 项

　目 允许偏差（mm）

　备注 1 制作 质量 结构长度、宽度 ±L/200 并不大于 100

　井壁厚度 ±15

　2 下 沉 后 刃脚平均标高 ±100

　3 底面中心位置偏移 H＞10m ≤H/100

　4 刃脚底面高差 L＞10m L/100 且不大于 300

　（6）沉井下沉最初 2.5m 内要特别注意保持平面位置与垂直度正确，以免以后下沉不易调整。

　 （7）挖土必须分层进行，防止锅度挖的太深或刃脚处切土过快伤人。

　 （8）在沉井开始下沉和将沉至高度标高时，周边开挖深度应小于 300mm 或更薄一些，避免发生倾斜，在离设计标高 200mm 左右应停止取土，依自重下沉至设计标高。

　 （9）沉井局部人工取土时，将土体装入吊斗内，采用卷扬提升设备取土至井外。

　 （10）沉井下沉中应加强位置、垂直度和标高（沉降值）的观测，每班至少测两次（每班中及第次下沉后检查一次），接近设计标高时应加强观测，每小时一次，予防超沉，并由专人负责作好记录。

　 （11）下沉措施主要有：

　A.出土顺序由内向外：根据下沉情况掏除刃脚下的土，最后形成全刃脚支承的大锅底，使沉井安全下沉。

　B.严格控制刃脚外土塞，为保证沉井受力均匀，内部应力没有集中现象，在刃脚全支承不能满足下沉要求时，需在刃脚处取土，做到均匀、对称、同时、层层剥离，循序渐进。

　C.通过全站仪和水准仪两种手段对下沉量，四角高差，偏位进行测量，及时了解下沉速度，并进行纠偏，当沉井达到允许偏差 1/4 时必须纠偏。确保沉井在初始下沉阶段形成良好的下沉轨道。

　D.观测水位情况，严防涌砂现象的发生。在冲泥过程中，如发现有少量流砂随地下水一起涌入井内时，必须立即停止冲泥，箱井内灌水。（采取下沉应急

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　 措施）

　E.对周围构筑物等布点监测，随时掌握由于沉井下沉引起的环境影响问题。

　（12）测量控制 沉井下沉过程中，自始至终对沉井高程及平面位置进行测控，具体方法如下：

　○1 高程控制 在不受施工影响的区域设置高程控制点（离沉井周围 40m 以外），用油漆在沉井四角井壁上画出四个相同的标尺作为沉井水平观测点，在下沉中测量人员三班运转，采用水准仪每隔 1 小时全方位观测一次，做好记录，如发现倾斜立即纠偏；终沉严格控制刃脚标高及周边高差，控制在设计允许的范围内。

　○2 平面位置控制 在沉井井壁上画出中线，沿中线轴线方向在不受施工影响的地方设置坐标控制点，用全站仪及钢尺直接量测沉井中轴线位置，及时做好记录，按设计要求严格控制沉井平面位置。

　 5 5 、沉井下沉过程中可能会出现的各种问题及应急措施

　A 、沉井纠偏 根据该工程的施工条件及土质情况，如发现偏斜，视具体情况分别对策。

　○1 始入土较浅时，如发生倾斜，只需在刃脚和一侧进行人工挖土，在刃脚低的一侧保留较宽的土埂适当填砂； ○2 入土较深时，如采取排水法施工，可在刃脚高一侧随着沉井的下沉逐渐纠正偏差，纠偏位移时，可故意使沉井向偏位方向倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直到沉井底面中轴线与设计中轴线的重合或接近，再纠正倾斜，直到调整到容许范围内，除此之外还可采用井外射水，井内边除土边纠偏，以增加偏土压来纠偏。

　○3 沉井位置如发生扭转，可在沉井的两对角除土，另外两对角填土，借助刃脚下不相符的土压力所形成的扭矩，使沉井在下沉进程中逐步纠正到位。

　所有偏差在下沉到设计标高 2m 以上时，基本纠正好，然后谨慎下沉，在沉井刃脚接近设计标高 50cm 以内时，不允许再有超出允许范围的偏差。

　B 、沉井不沉

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　 主要原因有：

　○1 开挖深度不够，下沉阻力过大。

　○2 沉井倾斜，致使刃脚下局部土体未能顺利挖除，形成较大的上面阻力。

　○3 沉井在粘土层中因故停止下沉时间过久，静摩擦力增大。

　○4 遇坚硬土层，破土困难。

　○5 壁外无减阻措施或壁外减阻措施遭到破坏，侧面摩阻力没有降低。

　预防措施及处理方法：

　○1 适当增大挖土深度和范围。

　○2 沉井下沉过程中要注意连续性不能停止时间过长，如果考虑到某些原因不得不停止较长时间，造成无法不沉时，可以在井壁和土层间灌入触变泥浆或黄土，降低摩阻力，又可达到维护土壁不坍塌，从而使四周的土层保持稳定。

　C 、沉井突沉 由于沉井穿越的土质复杂，有可能造成沉井突沉，因此在施工过程中应严格按照开挖次序进行，在四周刃脚保留 0.5-1m 的土埂，严禁将刃脚下的土层全部冲空，同时将井壁外的土夯实，当发现土质较差时，也可在井壁填碎石，加大摩阻力。

　预防措施及处理方法：在沉井与边坡部位，必须随时补充下陷的泥土，防止沉井下沉过程中对边坡产生破坏。（在井外提前准备填土设备，准备好土方和一定数量的碎石备用）。

　D D 、沉井下沉各阶段速度控制

　 （1）沉井初沉阶段：即下沉深度 0.3m 内，为保证沉井形成稳定准确的下沉轨迹，此时缓慢下沉，速度严格控制在 0.2-0.5m/d，刃脚高差 20cm 以内。

　（2）沉井中沉阶段：仍以缓慢为主，因沉井较高，应缓慢控制下沉，纠偏为主，保证下沉过程中缓慢下沉，防止出现突沉或倾斜等情况发生。

　（3）沉井终沉阶段：即距设计标高还有 2.5m 时，应减缓下沉速度，仍以纠偏为主，做到有偏必纠，速度宜在 0.2-0.5m/d。由于本沉井穿越砂性土层，当下沉至设计标高还有 2m 时，停止下沉 24 小时，观测出预留沉降量后继续下沉至

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　 距设计标高还有 60cm，再停止下沉观察 24 小时，根据连续观测得出的沉降量，严格控制沉井下沉标高，使沉井终沉达到设计要求。

　3 6.2.3 沉井封底

　 （1）沉井下沉到设计标高后，根据规范要求 24 小时累计下沉量不大于 10mm，方可进行封底工作。采用排水法封底，即用砼泵直接向沉井内灌筑 C20 商品砼。

　（2）清理基坑底浮泥及其它杂物，刃脚部位要清洗干净。

　（3）封底砼浇筑要对称均匀，分格浇筑，先四周后中间。封底结束后，向井内注水到一定高度，从封底至砼达到设计值时，且沉井能满足抗浮要求时，方可将井内水抽除进行底板砼浇筑。

　4 6.2.4 底板钢筋绑扎及浇筑

　 （1）底板浇筑前先清除井内淤泥，凿除井内封底砼表面软弱层，残渣清出井外，并将表面清洗干净。

　（2）按照设计图纸进行底板钢筋制安时，应预留隔墙钢筋；待底板砼达到设计强度后，再进行隔墙钢筋绑扎及立模、浇筑。

　（3）对可能存在的渗漏处，严密封堵，避免渗水影响底板质量。

　（4）底板与各墙板连接处表面预先凿毛，并先冲洗干净。

　（5）浇筑底板同样采用 C30 商品砼，其浇筑顺序及方法与封底砼相同。

　5 6.2.5 沉井下沉监测

　 在四面井壁上部做出与控制桩对应点的标志，以检验沉井的位移。在井壁外侧四角上用红漆画出标尺，每一标志线间距 100mm，并标出下沉前的实际高度...