庐江县乡镇污水管网建设工程顶管施工方案.doc

某某地区生态保护修复二期项目-某某县乡镇污水管网建设工程 顶管专项施工方案编制： 复核： 审批： 某某集团有限公司目 录1、编制依据12、工程概况13、施工准备及部署14、主要施工方案24.1沉井施工24.2砖砌倒挂加钢筋混凝土内衬井施工144.3结构验算184.4背墙被动土压力验算194.4、顶管施工205、保证措施335.1组织措施335.2施工机械保证措施345.3劳动力保证措施355.4质量保证措施365.5环境保护措施405.6防止水污染措施405.7周边环境保护措施416、顶管施工安全文明措施416.1建立健全安全文明保证体系416.2安全生产保证措施436.3管道顶进现场施工安全措施446.5施工机械安全措施466.6料具管理措施476.7顶管工作坑安全防护措施476.8文明施工措施487、季节性施工措施497.1雨季施工措施497.2雨期施工安全技术措施498、应急预案498.1应急组织机构及职责508.2应急预案清单588.3应急物资661、编制依据（1）肥西县乡镇污水管网建设工程图纸（2）给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）（3）给水排水构筑物工程施工及验收规范（GB50141-2008）（4）建筑施工手册（5）给水排水工程顶管技术规程（CECS 246：2008）2、工程概况本工程属于某某地区生态保护修复二期项目某某县乡镇污水管网建设工程（白湖镇、白山镇、矾山镇、泥河镇、龙桥镇、许桥镇污水管网建设项目），包含污水管道和污水截污工程。机械顶管工艺涉及的工作井、接收井采用沉井和人工砖砌倒挂加钢筋混凝土内衬井，其中工作井98座，接收井104座。D800mm机械顶管10154m。（具体工程概况详见工程概况说明）。顶管管材采用F型钢筋砼管。当管道埋深小于6m时，采用级管，当管道埋深大于6m时，采用管。根据工程设计及施工现场，本工程工作井分为钢筋混凝土沉井和砖砌倒挂加钢筋混凝土内衬井。沉井工作坑外径尺寸为7m，内径为6m，管壁厚0.5m；接收井外径尺寸为5.4m，内径为4.5m，管壁厚0.4m。砖砌倒挂加钢筋混凝土内衬井工作坑外径尺寸为7.14m，内径为6m，接收井外径尺寸为5.24m，内径为4.5m3、施工准备及部署3.1施工组织外部协调完毕后，我项目部将迅速组织人力物力进行现场“三通一平”的施工，对现场道路、现场加工场地进行合理化布置。由于本管线工程工期紧任务重，将实行分段同时施工，各施工队在项目经理部的统一组织指挥下，分工协作、紧密配合，确保工程各项管理目标的实现。3.2施工用水现场主要水源为现状河流，但仍有部分管线经过区域无水源，考虑到管道顶进需大量用水，结合现场实际情况，施工时可就近引用现状河流水源或掘井取水。3.3施工用电由于管线在野外施工且点多线长,施工临时用电我方将配置发电机组自行发电。3.4运输管材、钢筋、模板等采用汽车运输，吊车装卸。商品混凝土采用运输车运送至浇注点，采用泵送车浇筑。顶管施工产生泥浆采用专用运输车辆外运处理。3.5安全围护在沉井施工和顶管期间，对井口四周设安全防护栏，并采用彩钢瓦对施工场地进行封闭式围护，围护面积15×20m左右。在围护四周设立明显警示标志，在路边的井，设置夜间警示灯及反光条、反光锥，人员夜间作业时穿反光背心。4、主要施工方案施工前先做好技术、设备、物资人员方面的准备。放线定位及标高控制点经复核合格，桩位的放样满足建筑工程质量验收规程中规定的允许偏差20mm，并设置好护桩和观测用的控制桩。进行施工技术、安全质量、环保交底，相关工种人员经培训并持证上岗。提前准备好机械设备，和管材订购。4.1沉井施工4.1.1沉井施工工艺放线定位开挖换填分节预制养护不排水下沉、封底养护底板浇筑顶管4.1.2筑岛或基坑开挖沉井采用原有地面下挖基坑，在基坑中预制的方法制作井筒。沉井预制前需对刃脚下采用粗砂换填，并放置枕木，浇C15混凝土垫层。基坑或筑岛边坡比例为1：1，为便于脚手架搭设和基坑排水，井筒外壁工作面宽度不小于2m。基坑开挖深度确定为1.52.0m，在基坑坡脚设置一圈排水沟，均匀布设积水坑，并在底部铺设反滤层，便于操作过程中排水。自基坑上口向外设坡，将拦截的地面雨水引出。4.1.3地基处理换填粗砂垫层需根据地勘报告提供的数据进行计算，以22作为沉井持力层（22地基承载力为90KPa）。混凝土垫层宽度计算混凝土垫层宽l=刃脚宽+砖膜底部宽+每边宽出尺寸:l=（0.6+0.24+0.5+0.2×2）=1.74m砂垫层宽度计算砂垫层最小宽度B=混凝土垫层宽l+每边外放尺寸×2其中，每边外放尺寸=砂垫层厚h×tan（压力扩散角）=0.6×0.5=0.3mB=1.742×0.3=2.34m砂垫层厚度验算沉井自重对下卧层的附加应力:沉井自重：G1=121.3×25=3032.5kNG2=91.8×25=2295.0kN下卧层受力面积S1=3.14×(4.62-(3.4-0.24-0.5-0.2-0.4）2）=53.12PZ1=G1/S=3032.5/53.12=57.08kN/PZ2=G2/S=2295/35.71=64.27kN/砂垫层及砼垫层对下卧层的压力PCZ1=h=18×0.6+25×0.1=13.3kN/下卧层承载力特征值（地勘报告提供的2-2B层的承载力）130 kPa，则：fZ=90 kN/PZ1+ PCZ1=57.08+13.370.38 kN/fZ=90 kN/PZ1+ PCZ1=64.27+13.377.57 kN/砂垫层厚度满足承载力要求。砂垫层承载力验算混凝土垫层面积S1=3.14×（4.222.162）=40.74S2=3.14×（3.321.562）=26.55砂垫层承受荷载为：P1=G1/S1=3032.5/40.74=74.44kN/P2=G2/S2=2295.0/26.55=86.44kN/粗砂垫层分层浇水夯实，每层厚度为2530。4.1.4井筒制作钢筋混凝土井筒，井壁配筋为双层竖筋16150，圈筋为内层18150、外层20100。刃脚底模采用砖胎膜表面抹灰，在混凝土垫层和砖胎膜上设一层油毡以隔离刃脚，自刃脚向上分3次浇筑完成，施工缝采用止水钢板作防水处理。模板采用竹胶板，钢管弯弧作横楞，竖楞采用横楞间密插钢管，间距不大于200，对拉螺栓控制结构尺寸。在沉井内外分别设双排脚手架作为工具脚手架，不与沉井模板支撑体系相连，通过沉井顶部模板上空加连杆形成稳固的结构，底部在砂垫层上垫模板增加稳定性。钢筋表面应清洁、无损、无油或油脂。无铁屑也无锈，钢筋应放在干净的地方，防止变形。钢筋下料制作应按下料单加工，并符合GB50204-92的有关规定，并做好标识。同编号的钢筋堆放在一起，绑扎前应仔细核对规格、尺寸，确认无误后绑扎。绑扎采用22#铅丝。钢筋绑扎时，在1m2面积内应设置不少于4根间距控制钢筋以保证钢筋间距。钢筋砼保护层厚度由50*50mm(内埋铅丝)水泥砂浆垫块控制、井壁水平筋用主尺控制间距，底板上层筋采用钢筋马凳架设。当钢筋遇300mm以下孔洞时，钢筋应绕过孔洞，遇300mm以下孔洞时，应截断钢筋并与套管加固筋焊牢，预埋铁件应焊在钢筋上以免移位。预埋铁在位置复核后电焊固定牢固，池壁上的预埋铁紧贴模板，以便于拆模后敲出。预埋套管安装前，复核在模板上做好的位置标记，割除钢筋安放预埋套管，检查完套管位置符合要求后，按照施工图要求进行洞口加固，加固筋同主筋、套管点焊，并用短钢筋支撑预埋管，以防止发生位移，必要时在下部上钻孔排气。钢板止水带设置在壁板厚度的中点处。在浇筑上一层混凝土前，下层的混凝土先凿毛，清除表面浮浆皮、浮松石子、然后用水湿润混凝土面，铺一层与混凝土同标号的水泥砂浆，厚度为0.01-0.015m然后浇筑上层混凝土。在接高井筒时，利用下面一节的对拉螺栓支撑上一节井筒的模板。沉井接高部分的轴线与沉井中轴线应重合，在接高时必须注意混凝土应对称浇筑，以免沉井刃脚踏面处压力不均匀使沉井偏斜。制作时只浇筑外壁混凝土，与外壁连接的隔墙和底板处预埋钢筋，搭接按50%处理。井字梁同刃脚同时浇筑。 平时注意基底排水和井筒垂直度监测，浇筑混凝土时应保证均匀布料，并观测垂直度和标高有无变化。关于钢筋制作和安装、混凝土浇筑和养护请见各专项方案。 井筒制作按每100m3及每500 m3留置立方抗压试块和抗渗试块。质量检查：预埋件、套管位置偏差水平向、垂直向不大于10；井筒半径允许偏差±0.5%，壁厚允许偏差±15。下沉安全系数验算式中K下沉安全系数，一般应大于1.151.25； Q沉井自重及附加自重（KN）；B被井壁排出的水量（kN），如采用排水下沉时，则B=0；T沉井与土间的摩阻力（kN）。假定摩阻力随土深而增大，在刃脚处达到最大值，5m以下时保持常值，则T=3.14D(H-2.5)f，此中假定偏于安全。 D沉井外径（m） H沉井全高（m） h刃脚高度（m）R刃脚反力（kN），如采取将刃脚底面及斜面的土方挖空，则R=0f井壁与土的摩擦系数采用不排水一次下沉，以下验算均采用最低处位置的接受井及工作井。接受井：B1G1×10/241175.3kN；B2G2×10/241572.5kNf值按下表不同地层取加权平均值，据厂区内地质勘察报告沉井设计验算参数土层编号土层名称井壁与土体间的摩擦力（kPa）土层承载力（kPa）备 注1素填土/21粉质粘土1211022A粉砂2218022B粉砂1813023细砂23160接受井：Q1G12820.75kN；工作井：Q2G23774kN接受井：T13.14×6.2×（11.142.5）×16.76×0.71973.3kN工作井：T23.14×8.0×（11.282.5）×16.76×0.72587.5kN故可靠自重下沉。下沉稳定性验算式中K沉井下沉稳定系数，应小于1 G沉井自重 B地下水浮力，排水下沉时B=0，不排水下沉时取总浮力70 沉井外壁有效摩阻力 其中 ； D0沉井的平均直径（m）；C 刃脚踏面高度 n 刃脚斜面与井内土体接触面的水平投影宽度（m） R2沉井内部隔墙和底部下土的支撑力 A1隔墙和底梁的总支撑面积 土的极限承载力,取160kPa接收井： 工作井：封底后抗浮稳定性计算封底混凝土均厚取1.6、1.3m，地下水水位5.35m。 接收井：G封底1=3.14×4.62×1.3×24=2073kN；工作井：G封底2=3.14×6.42×1.6×24=4938.8kN；其中：K-抗浮稳定性系数，考虑井壁与侧面土体摩擦力，应大于1.25G封底-封底混凝土自重F-地下水浮力f-井外壁土体摩擦力4.1.5井筒下沉下沉前准备下沉前进行结构外观检查、评定，检查砼强度等级、抗渗等级满足设计要求。沉井下沉前井壁上所有预留孔用钢板封堵。钢板焊接角钢加强肋。沉井刃脚在下沉前应全部凿毛，以免影响水下砼的堵水效果。将底板等的全部预留钢筋人工扳弯，其弯曲半径不得小于0.5m，待沉井下沉到位后施工底板等上部结构时再人工调直。井外壁做下沉高程控制点，并标注高程，作为下沉过程高程控制。在沉井内壁上弹出垂直轴墨线。最近的细格栅在沉井下沉深度的2倍距离之外，下沉应该对该部位没有影响，但保险起见，在该部位设置沉降观测点，在沉井下沉过程中同时观测。下沉前在沉井旁设钢制沉淀池，使从沉井内取出的水、泥、砂在沉淀池内进行沉淀，并取上层清水回用，沉淀泥砂外运处理。潜水员水下作业前应充分作好准备工作，以便能及时对下沉情况进行分析和处理。垫层拆除：拆除工作应设专人统一协调指挥，对称同步进行，拆除时要加强观测，防止沉井倾斜。采用吊车将井内拆除的混凝土和砖膜取出。井筒下沉井筒下沉采用不排水下沉挖土，最初利用高压水枪射出的高压水泥冲刷土层，使其形成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑，然后采用吸泥砂泵，借助水力冲刷将泥砂吸出井外，沉淀处理。当局部有较硬土层，遇有粘性土层时，使喷嘴接近90°的角度冲刷立面，将立面底部冲成缺口使之塌落。冲土顺序为先中央后四周，并沿刃脚留出土台，最后对称分层冲挖，尽量保持沉井受力均匀，不得冲空刃脚面下的土层。后期施工时，使高压水枪冲入井底，所造成的泥浆量和渗入的水量与水力吸砂泵吸入的泥浆量保持平衡。吸泥砂泵配套安装潜污泵，并24小时连续作业，以保证下沉平稳，避免下沉过程中的停滞，给再次下沉造成困难，以保证施工进度。下沉过程中辅以抓斗取土。沉井内取出的水、泥、砂在沉淀池内进行沉淀后，使用污水泵将经过沉淀后的水注入沉井内，泥、砂使用翻斗车运走。相关验算根据地勘提供的数据进行。下沉允许偏差：高度±50，轴线位置水平差：位移值/深度不超过1%，即180。注意事项沉井下沉位置的正确与否，初始阶段的下沉质量尤为重要，要特别注意保持其平面位置与垂直度的正确，以免继续下沉时不易调整。方法是在初始阶段每次取土时的取土高度控制在0.2米左右，当沉井下沉3米左右时进入正常下沉阶段。下沉施工中必须执行“定位正确、先中后边、对称钻吸、深度均衡”的原则，施工中按“沉多钻少”的规律实施。下沉正确掌握井内水位和锅底土面的标高，井内水位控制在井外地下水位标高以上0.81.0m，低于地下水位可能导致井底涌砂及井外地面坍陷。采用测量技术控制井底面的下沉标高，严格控制井体标高并做好一切防超沉的措施。由于沉井所在位置的土质较差，当沉井下沉至设计标高以上4.0米时，要将沉井暂停下沉24小时左右，观察并记录沉井自由下沉量，以确定沉井停止取土下沉的高度。当沉井下沉至设计标高以上2.0米时，应适当减慢下沉速度，每天不大于0.5米。锅底开挖深度应减少，刃脚下掏土应慎重，防止突沉和超沉事故发生。沉井下沉到位后，采用C25毛石混凝土封底。4.1.6测量、下沉控制和异常情况处理 测量控制a、平面位置控制方法（全站仪检查）将全站仪架设在井外部地面的中心控制点上检查设在沉井顶部的中心控制线，沉井顶部的中心控制线是在每节井段砼浇筑前测设到每节井段上口壁上。b、高程控制方法（水准仪检查）沉井下沉前，用钢尺实测各标高控制点的井壁高度，计算该点位的设计高程，下沉中用S3水准仪检查各点的实际高程，计算出下沉高度和倾斜度。c、垂直度控制方法（垂球法检查）沉井下沉前，在沉井内壁上弹出垂直轴墨线（以模板控制线分割），上端挂线坠，下端安装标板。d、沉降观测与控制挖土中以垂直度观测为主，通过控制单向井壁垂直度和对称轴两侧井壁垂直度之差（不大于30mm）来保证沉井的平面位置和刃脚高差（即保证沉井均匀下沉）。沉井下沉中加强平面位置、垂直度和高程（沉降值）的观测，每班与班中及每次下沉后检查，接近设计高程时应加强观测，每2h测量一次，以防超沉，设专人进行观测并做好记录，如有倾斜、位移、扭转，及时通知值班队长，由值班队长指挥操作人员纠正，使偏差控制在允许范围以内。e、锅底形成观测沉井下沉到位后，形成锅底时应用测绳对锅底的标高进行全面复测，直至满足设计要求方可进行下道工序。f、地面沉降观测和出土量统计虽然临近构筑物距离都在2倍下沉深度之外，仍在井筒下沉过程中，对设在井筒四周的观测点同时进行沉降观测，以观察对四周的影响，同时每日根据下沉深度计算出的理论出土量和实际出土量进行对比，如实际出土量过大则表明井外有大量土体涌入，则应加强沉降观测，并提高井内水位，高于地下水位。 沉井下沉速度控制a、加强观测，每2h一次测量一次，严格控制下沉速度，设专人进行观测并做好记录。b、控制沉井出土量，在下沉距底面标高2.0m以上时，每天下沉不得超过1.0m，在下沉距底面标高2.0m开始，每天下沉不得超过0.5m。c、沉井下沉过快，可适当增大沉井下沉阻力，在井壁外围夯填碎石。d、取土从锅底中心向四周扩展。e、沉井下沉到位后井字梁底土不得掏空，同时因考虑到上部荷载作用，应预留5cm不下沉。 下沉异常情况处理措施 a、沉井下沉倾斜预防措施沉井在第一次下沉前拆除垫层时，先井字梁后刃脚，应分区、依次对称，同步地进行，并且及时用砂填夯实。加强沉井过程中的观测和资料分析，对沉井下沉全过程进行监控，发现倾斜及时纠正。取土应从中间向四周扩展，并且均匀挖土，控制井内土面高差，同时避免刃脚下掏空过多。b、沉井纠偏对于沉井四周土质软硬不均及挖土不当引起的沉井倾斜纠偏方法有3种。挖土纠偏，即通过调整土的高差及调整沉井刃脚处保留土台的宽度进行纠偏。射水纠偏，即采用向下沉较慢一侧的沉井井筒外部沿外壁四周注射压力水，以减小土的抗力和井外壁与土之间的摩擦力，促使沉井较高的一侧下沉。局部增加荷载纠偏，即在井筒较浅一侧增加荷载，促使其下沉。c、沉井下沉过快和突沉预防措施在沉井外壁夯填碎石，加大摩擦力。控制挖土，锅底不能挖太深，刃脚下不得掏空。当下沉接近设计标高时，可采取压密注浆的方法，使其刃脚附近土层密实来阻止沉井下沉过快。注意沉井内外水位的变化，若沉井内水位低于井外水位时易形成流砂，因而要及时进行补水，使其井内水位始终高于井外水位0.8m。d、减阻措施根据地质情况和前面计算结果，下沉过程应不需要进行减阻。若下沉速度过慢，可在外壁均匀对称采用高压水枪进行冲刷。4.1.7沉井封底沉井下沉到距设计高程0.2m时停止井内挖土和抽水，让其靠自重下沉到设计高程或接近设计高程，再经23天下沉稳定，或经观测在24h内累计下沉量不大于10mm时，即可进行水下混凝土封底施工并在封底混凝土顶面预留插筋，间距为1000梅花形布置。水下砼浇筑时，采用1台泵车，配备1根Ø300钢制导管，1.5m3容积的料斗。导管内壁光滑、内径一致，管接头要密封良好不漏水，且便于拆装。1根导管即可满足封底灌注要求。首灌必须保证导管没入混凝土中，随时测控导管没入深度，探测必须从两个不同方向进行，以免误测。每根导管应设球塞，控制砼下沉时井内水从导管挤出，损害砼的质量。水下砼的坍落度应控制在18-20，浇筑过程保持砼管充满度。水下砼封底的浇筑顺序须从低处开始，逐渐向导管周围扩大。每根导管的砼须连续浇筑，直到完成不间断。随着砼浇筑不断提升导管，各导管间砼浇筑面平均上升速度不小于0.25m/h，砼面均匀。底混凝土按水下混凝土进行施工，所有凸出设计标高部分须凿除。在封底混凝土达到设计强度值前，须保持井内外水位相等，以免封底混凝土承受水压，影响封底效果。水下混凝土达到设计强度后，方可进行井内抽水，抽干后不得有渗水现象，否则应予修补。检查井底无渗漏，即可施工钢筋砼底板。井内开始抽水时，井外地下水位必须降至抗浮水位以下。4.2砖砌倒挂加钢筋混凝土内衬井施工4.2.1施工顺序：测量放线定位第一层土方开挖第一层混凝土圈梁浇筑第一层砖砌筑第二层土方开挖支护第二层混凝土圈梁浇筑第二层砖砌筑.最后一层土方开挖支撑最后一层砖砌筑浇筑C30钢筋混凝土基础内衬钢筋混凝土施工混凝土后靠背施工。4.2.2施工方法工作井、接收井采用砖砌倒挂井施工，其上部2m开挖部分采用明砌施工；下部采用砖砌倒挂施工，采用圈梁加固，最少3道圈梁。砖砌倒挂工作井内径6000mm，井底以上3m范围内浇筑一圈200mm厚C30钢筋混凝土内衬墙，最外围用M10水泥砂浆砌筑MU10烧结煤矸石砖，外径7140mm，井壁厚370mm，工作井顶部设置一道240mm*300mm的圈梁，明挖2m位置设置一道370mm*300mm的圈梁，工作井内衬墙顶部设置一道340mm*300mm的圈梁，底板为25cm厚C30钢筋砼底板，井壁每隔2m设置一道50排水孔。接收井内径4500mm, 井上面2米井壁厚为0.24m,下面井壁厚为0.37m。井壁用M10水泥砂浆砌筑MU10烧结煤矸石实心砖，工作井顶部设置一道240mm*300mm的圈梁，明挖2m位置设置一道370mm*300mm的圈梁，工作井内衬墙顶部设置一道340mm*300mm的圈梁，底板为25cm厚C30钢筋砼底板，井壁每隔2m设置一道50排水孔。本工程工作井、接收井施工方法一致。具体如下：（1） 根据定位线沿井壁周围下部均匀对称挖土，每次挖土深度不得超过1m，周围砌好后挖中间部分土方，按顺序对称向下经行施工。根据圈梁上部标高控制上部的砌体砌筑，上部井身强度达到70%后经行下节开挖。要求对称掏挖井壁下方的土层，每次掏挖宽度不大于1200mm、深度不大于1000mm,至设计管内底标高下方300mm为止。依据土质情况和开挖深度，每2m设置钢筋混凝土圈梁一道（地质发生变化可适当加密圈梁，确保结构安全）。开挖上部基坑土方至地下水位以上不小于500mm，将开挖部分按施工要求的大小位置修正尺寸，然后砌筑上部工作井砖砌体；（2） 井壁采用M10砂浆M1O砖迅速砌筑掏挖部分的井身，地面下2m以下范围内为370mm砖混支护，上部2m为240mm砖砌支护。（3） 上部2m第一次开挖以1:1坡度进行开挖，开挖之后先浇筑钢筋混凝土圈梁，然后砌筑上部工作井，之后分层向下倒挂工作井，倒挂到井底板以上3m处时，在设置一道钢筋混凝土圈梁。圈梁钢筋接头不得剪断，钢筋断头处搭接长度不得小于规范搭接长度，圈梁采用240mm×300mm、370mm×300mm和340mm×300mm的钢筋混凝土结构，主筋采用14mm，箍筋采用8150mm，保护层为30mm,混凝土强度为C30。（4） 底板厚为250mm，混凝土为C30，同时设置1个500mm×500mm的集水坑。（5） 下部钢筋混凝土内衬施工 a.倒挂井完成后，应对井底下部进行清理。 b.紧接着进行绑扎钢筋，先绑扎外立14主筋，后绑扎内立主筋，绑扎时钢筋必须垂直，箍筋绑扎应尽量垂直于主筋，间距0.2m，双层双向，钢筋保护层垫块随即绑扎牢固。 c.钢筋绑扎完成后进行模板支立，模板采用木模板，模板表面光洁，拼缝严密、平整，模板安装前涂刷无色脱模剂，采用机械配合人工进行立模，立模一次到顶，模板底部坐浆或垫实，防止漏浆，安装位置准确，安装牢固。 d.钢筋混凝土井体砼浇捣，所有井体混凝土均采用商品砼，浇筑时由下往上逐层浇筑，每层厚度不超过30cm，振捣采用插入式振捣器，由熟练操作手振捣，砼一次浇筑到位，内衬高3米，厚0.2m。 e.拆模、养护，砼浇筑完成后派专人养护，当达到一定强度后方可拆模，拆模时要小心，注意机械不要碰到井壁。（6） 后靠背(接收井没有)：对于顶管工作井，内衬钢筋混凝土施工完毕后，依据管道走向设置混凝土后背，后背尺寸为1.9m×2.0m,厚为0.3m，用C25混凝土浇筑。（7） 出土及排水：采用人工取土，用一绞盘和一个箩筐（吊索须用直径16mm 的坚韧麻绳或尼龙绳，结扣牢固，有安全制动和吊钩装置）从坑中吊土，或采用卷扬机配合三脚架垂直运输。排水采用集水坑排水，用潜污泵明排。（8） 工作坑、接收坑周边用粘土分层回填并用夯实击层层夯实，压实度0.9。（9）砖砌倒挂井圆周围允许偏差±20mm，墙面垂直度允许100mm。4.3结构验算钢筋混凝土沉井无需进行结构简算，现只需要反向简算砖砌倒挂加内衬井能使用的最大井深。结构厚度：t=KPD/2fc t为接收井墙厚度m。K为安全系数一般取1.65。P为（土和地下水对壁的最大侧压力KN/m2）也就是工作坑最深处主动土压力。fc为设计井结构允许应力KN/m2，一般砼取10N/mm2，砖体取1.9N/mm2。D为挖孔外径（7140mm）。本工程t=370mm则P=2fct/KD=2*1.9*370/(1.65*7140)=0.119N/mm2=119KN/m2井设计段面合理后应对环向应力（圆形）和径上应力进行计算。n=PD/2t<fc n为接收井环向应力，其它同上。径向应力a=P/2<fV 在砖砌护壁上产生的n和a应小于砖砌体的抗压强度设计值fc （N/mm2）1.9N/mm2和水泥砂浆缝的抗剪强度设计值fv（N/mm2）0.18N/mm2。n=0.119×7140(2×370)1.15N/mm2<fc1.9N/mm2a=P/20.119/20.06N/mm2<fV0.18N/mm2由以上验算知，结构满足要求。依据朗金理论计算出主动土压力最大公式来反算最大井深P=r1htg2（450-/2）+（r2-rw）（H-h）tg2（450-/2）+（H-h）rW其中P为H处最大主动土压力119KN/m2。 r1为土干容重KN/m3。r2为土体湿土状态下容重KN/m3。rW为水的容重取10KN/m3。 H工作坑地面到工作坑基础深度m。h为土面到坑下地下水深度m。土体内摩擦角。本工程取15.80。依据地质报告，井多位于层粉质粘土中，r116KN/m3，r2 19.7KN/m3，15.80，h=2m，tg2（450-/2）=0.572则119=16*2*0.572+（19.7-10）*（H-2)*0.572+（H-2）*10得H=8.48m即在未施工钢筋混凝土内衬之前，砖砌倒挂井使用的最大井深为8.48m，若在基础向上3m范围内在加上钢筋混凝土内衬则更加安全可靠。同样可得砖砌倒挂接收井使用的最大井深为11m。4.4背墙被动土压力验算4.4.1后背墙主要的功能是在顶进过程中自始至终承担主顶站顶管前进时的后坐力。后座墙的最低强度应保证在设计顶力作用下不被破坏，要求其本身的压缩回弹量为最小，以充分发挥主顶工作站效率。在设计和安装后座墙时，应满足如下要求。（1）、要有充分的强度（2）、要有足够的刚度（3）、后座墙表面要平直（4）、材料要均匀（5）、结构简单、装卸方便（6）、在本工程中，后背均采用C25钢筋混凝土，尺寸为1.9×2.0×0.30m，深度在底板下20cm。假定主顶油缸施加的顶进力是通过后座均匀地作用在工作坑后的土体上。为确保后座在顶进过程中安全，后座的反力或土抗力R应为总顶进力P的1.21.6倍。 R=B（H2+2cH+hHKp）式中：R总推力之反力，KN；系数，取=1.52.5；B后座墙的宽度，m；土的容重，KN/m3；H后背墙的高度，m；Kp被动土压系数；Kp=tg2（450+）；土的内摩擦角；c土的内聚力，KPa；h地面到后座墙顶部土体的高度，m。本工程中，c=42Kpa B1.9m =19.7KN/m3 H2m =15.80,Kp= tg2（450+15.80/2）=1.75, c=42 KPa,h=3m, R=2×1.9×(19.7×22×1.7522×42×2×1.7519.7×3×2×1.75)1499.5KN4.4.2顶力计算：顶管施工技术的顶力计算是一项很重要的工作，它是正确选用施工机具和确定后背墙加固方案、施工进度的依据。顶力计算公式较多，计算也相当复杂，为了减少计算复杂程度和方便施工，结合我公司多年来的实际经验和有关技术资料提供的数据，可以按下列经验公式进行计算。计算结果如下。 PK粘（22D1-10）L=1.25×(22×0.96-10) ×70=973KNK粘被动土压系数（上述计算取1.25）D1混凝土管外径（m）（d800mm管道外径为0.96m）L单元顶距（m）(本工程取70m)R/ P1499.7/973=1.54>1.2。故后背墙被动土压力满足设计要求。 4.4.3顶进最大顶力状态下后背筋抗拉强度验算后背钢筋混凝土内配置16150单层钢筋网。N<y受拉钢筋的实际抗拉强度 N-拉力(顶力):973×1000N A-受拉钢筋总的截面面积：3.14×8×15×2=6028.8mmy-受拉钢筋的抗拉强度设计值:310Nmm973×6028.8161Nmm<y4.4、顶管施工施工前的方案准备工作不容不得忽视，全面、详细的了解管道所在处的地质及其它各种管道、市政设施、构建筑物的情况，认真研究可能会发生的意外问题，制定出施工对策。劳力组合顶管技术人员的进场时间为：先遣人员在沉井浇筑混凝土前进入现场，以安排顶管与沉井工程的协调事宜。顶管施工人员在沉井封底时进场，进行顶管施工机具设备的安装准备。顶管施工结束后，人员随顶管设备一起撤出。顶管工程一般要求24小时连续作业，掘进机每台配置2个班组轮流作业。顶进施工班组人员分工表序号人 员数量职 责 分 工1技术人员1施工技术管理、质量管理、数据收集与分析、测量，发现并解决问题。2班 长1在技术人员指导下指挥、调度劳力、计划安排、质量控制。3机头操作员1操作机头运转、顶进、读取测量数据、分析偏差趋势、纠偏、报告顶进数据。4控制台操作员1操作主顶液压台、泥浆泵、压浆泵、机头联络、调整顶速、泥浆流量等5吊车驾驶员1操作起重机械、安全监督。6压浆工2拌浆、调整注浆量及注浆压力。7辅助工3接、拆进排泥管、补触变泥浆、挂钩等。顶管施工测量 顶管施工测量工作分以下四个方面：顶进前的准备阶段测量：工作坑开挖之前对工作坑轴线，距离和引临时水准点进行复测贯通，顶进前对工作井的方位，高程进行复测，并标定管道中心线，设立临时水准点。开始顶进的第一节管必须平稳进洞，位置正确。顶进过程中的测量：管道轴线及高程均由激光经纬仪测定，经纬仪架放在工作井的后部，并固定在底板上，顶管机后端装设激光光靶，操作人员通过观察激光光点偏移及顶进长度，判断管道前进的趋势，及时采取纠偏措施，校正前管段方向。主要是对首节管进行测量，每天不少于2次。除对首节管频繁测量外，每顶进30m50m还对整个顶进管段进行复测，检查中间管节有无下沉现象。当管道顶进发现偏斜误差时，每顶进一镐即要测量纠偏一次。地面观察测量：为检查地面有无沉陷和隆起，开始顶进前，在地面上选好基线（中心轴线），在慢车道和快车道两端横向10m范围每设置一水平基点，以保证顶进控制的精度。对通过有地面建筑物的顶段,在其建筑物上选点作为沉降观测点。工程竣工测量：工程完工后，对过程测量记录进行认真整理，竣工后在进行一次至二次稳定性测量，确认符合规定标准。（3）顶管设备选择采用PSD-2200泥水平衡顶管掘进机。整套顶管机械由顶管机头（含纠偏系统）、主千斤顶系统、排泥系统、触变泥浆系统、承力钢构件组成，安装分井内、井外两部分。泥水平衡顶管掘进机机械顶管顶进剖面图（4）顶管设备安装设备安装流程：整套顶管机械由顶管机头（含纠偏系统）、主千斤顶系统、排泥系统、触变泥浆系统、承力钢构件组成。设备安装工艺流程框图如下页图示。安装导轨：使用装配式滚轮支架作为导轨，导轨安放在混凝土基础面上，导轨定位后必须稳固、正确，在顶进中承受各种负载时不移位、不变形、不沉降。导轨安放前，先复核管道中心位置。滚轮与管道接触位置的平行度、等高等参数由制作时保证，但在安装时进行复核。滚轮接触管道位置的标高按管道设计标高设置，在顶进中经常复核调整，确保顶进轴线的精度。导轨设置坡度与设计轴线相同。顶进工作坑的混凝土基础面的标高为沟底标高减去导轨构造高度和管壁厚度之和（约400mm）。导轨的两条滚轮接触线与管节中心的夹角为60度，由制作和轨道调整共同保证。 设置承压壁：安装在工作坑后座墙与主千斤顶之间的钢结构件。承压壁承受和传递全部顶力，具有足够的刚度和强度，本工程承压壁的设计承压能力为6500KN，留有余量1.5倍。工作井在作承压壁时，将预留的洞口用砖封堵。安装另一侧承压壁时，可使已完成的管道承受顶力。为使承压壁受力均匀，在承压壁与井壁间浇筑找平的混凝土砂浆，砂浆强度M10。承压壁的平面与顶进轴线相垂直，在顶进中随时检查，如发现倾斜，重新布置，以保证安全。 安装主顶设备：主顶设备安装在承压壁前方，使顶管掘进机和管道向轴线方向顶进的加力组合装置。由组合千斤顶架、主千斤、油泵站管阀、马蹄形顶铁、环行顶铁组成。初始顶进时在组合千斤顶架上先安装四只主千斤顶，供初始顶进时调整顶进方向使用。数台千斤顶共同作用，规格一致，行程同步，每台千斤顶的使用压力不大于额 定压力，油路并联，每台千斤顶均配备有独立的控制阀，千斤顶伸出的最大行程小于油缸行程的10cm左右。油泵站设置在距离主千斤顶的近处，油路安装顺直，减少转角，接头不漏油，油泵站在井口操作间内工作。安装完毕后进行试车，在顶进中定时检查维护。环行顶铁外径与管道直径一致，利用环的外部推动管节。马蹄形顶铁符合要求，刚度大，受力后不变形，相邻面垂直，排列不扭曲，不脱焊，与导轨的接触面平整。设备安装工艺流程图安装导轨试 车安装压浆泵、搅拌机、储浆池及管路安装泥浆管安装泥浆泵选水源、安置钢制泥浆池接通电路、油路安装测量装置安装操纵台、控制柜、主千斤顶油泵机头吊装到位安装排泥阀旁通阀安装后靠背安装洞口止水圈放样顶管掘进机的安装：顶管机的尺寸和结构符合要求，在地面上对整机作详细检查。掘进机用16吨的吊车吊装。掘进机安放在导轨上后，测定前后端的中心方向偏差和相对高差，作好记录。调整后使掘进机与各组滚轮均接触密实，滚轮的受力均匀。对掘进机的电路、水路、泥水管路和操纵设备进行逐一连接，各部件连接牢固，无跑、冒、滴、漏现象，对各部分分别调试并进行全面的试运行。正常顶进时采用16吨吊车，安放的位置靠近井边，将附近地基夯实，备有枕木、厚钢板垫吊车的支腿。（5）施工工艺流程管道顶进前，在工作井内的顶进轴线后方，对称