顶管施工方案 ()

顶管施工方案本工程中的顶管包括钢管、钢筋砼管，根据设计要求，顶管采用机械顶管。为保证顶管施工过程中地面不变形，本工程采用泥水平衡式顶管。

本工程中，钢管顶管主要用于顶管横过马路的污水管，先用钢管顶进，钢管管径比设计管径大一级，然后在钢管内穿玻璃钢夹砂管。钢管采用A3钢直缝一次焊接成型，钢筋砼管采用带橡胶圈的Ⅲ级钢筋砼“F”管。

顶管的施工技术难度高，顶管施工是本工程的控制点。

一、工作井、接收井施工

本工程中设置工作井、接收井各5座，工作井采用矩形，接收井采用圆形。根据工作井、接收井的所处的地质条件和深度确定工作井及接受井的施工方法。深度小于6.0m工作井、接收井采用钢板桩支护内衬钢筋砼井壁及底板结构，并用水下砼封底；深度大于6.0m的工作井、接收井采用沉井法施工，采用不排水下沉，浇筑水下砼封底。

(一)深度小于6.0m工作井、接收井施工

本工程中W59及W28处的工作井、接收井的深度小于6.0m，此处工作井、接收井采用钢板桩支护内衬钢筋砼井壁及底板结构，并浇筑水下砼结构，如图示（接收井采用圆形结构）：

1、施工工艺流程图

2、主要施工方法

（1）钢板桩采用液压振动锤逐块振动入土，钢板桩长为10m。

（2）钢板桩施工前必须探明施工范围内的管线情况，并对管线采取悬吊或其他方法进行保护。

（3）钢板桩施工完毕后，即进行工作井、接收井土方开挖。井内土方采用长臂挖掘机进行开挖、并转运至地面，挖至设计标高上20～30cm时，应特别注意控制标高，避免超挖。在开挖过程中，根据地面的变形情况，及时安装第一道钢腰梁。

（4）工作井、接收井基底施工、处理完毕后，及时进行水下砼封底。封底砼采用C20商品砼。

（5）封底砼采用多根导管同时浇注的方法进行，根据工作井及

接收井的净空面积及导管的灌注范围确定导管根数，工作井的导管数为4根。

（6）封底砼的浇注：

①在井面搭设工作平台，准备φ250PVC管作为混凝土导管、漏斗、隔水球、提升设备、清孔设备、射水设备、抽水设备、振动器等。

②封底砼的坍落度控制在15～20cm范围内，一次对两个点进行浇注，采用对角浇注、垂直导管法进行浇注水下砼。水下砼的浇注速度要均匀，每个点要保证有6～8立方米/小时的浇注量。

③浇注完一个点以后，将导管垂直拔起，浇注完砼后，应对浇注质量进行检查，如有漏洞，应即时对漏洞进行处理。

（7）水下封底砼施工完毕后，即可进行钢筋砼底板及侧墙的施工，底板水及侧墙采用C25商品砼。钢筋的绑扎、砼的浇注及侧墙模板安装按常规方法进行施工。

（8）在侧墙砼养护至设计强度的85%以上时，安装第二道钢腰梁。

（二）深度大于6.0m工作井、接收井施工

本工程中，深度大于6.0m的工作井及接收井采用沉井法进行施工。其中工作井深为12.5m的有一座，位于W80处；深为8.5m的工作井有三座，分别位于W122、W115及W110处。深为13.5m的接收井有一座，位于W77处；深为8.5m的接收井有二座，分别位于W118及W112处。

上述工作井、接收井均采用沉井法施工（见下图，各工作井及接

收井的井深、井壁的厚度、施工缝的依实际作相应调整），工作井采用矩形结构，接收井采用圆形结构。工作井及接收井的净空尺寸依管径大小略有变化，沉井井壁的厚度也随井深变化而变化，具体尺寸及结构根据设计图纸确定。

1、工作井、接收井施工工艺流程

2、主要施工方法

（1）工作井、接收井施工方法介绍

为方便施工，工作井、接收井井体分两或三节制作，其中深为13.5米的接收井和深为12.5米的工作井分三节制作、下沉；深为8.5米工作井和接收井分两节制作、下沉。

根据设计要求，在工作井的后坐墙、前导墙外侧及接收井开孔处两外侧设置φ500水泥搅拌桩，搅拌桩间距按照设计图纸要求布置。搅拌桩在沉井施工前进行。

井体砼采用C25商品砼，抗渗等级为S6，钢筋保护层的厚度为35mm。工作井下沉至设计标高后，采用C20砼封底，接收井及深度为8.5m的工作井封底砼的厚度均为1.3米，深为12.5m的工作井封底砼的厚度为2.2米。

封底砼施工完毕后进行底板施工，底板采用C25钢筋砼制作，接收井底板的厚度为0.3米，工作井底板厚度为0.45米。

（2）搅拌桩施工

本工程中，在工作井及接收井顶进方向设置搅拌桩，主要是通过搅拌桩对周围土体进行加固，防止顶管施工时泥水泄漏。同时通过水泥作用，形成一个复合地基，提高地基的承载能力。搅拌桩的设计桩径为φ500mm,桩长为6.0米。搅拌桩采用“四搅，两喷”的施工方法进行，水泥掺入量为15%（每延米水泥用量不少于50kg）,搅拌桩的施工严格设计要求进行。

①施工工艺流程：

②施工准备

a.场地准备。搞好场地的三通（路、水、电）一平（将场地内的地表杂土等清除并平整、压实，场地内局部地洼的地方分层回填粘土并按设计要求压实），探查地下是否有障碍物，如有即进行清除或迁移。

b. 测量定位。根据设计要求的桩间距测放桩位，并用木桩标识。如因地下障碍物等原因需要改动原设计位置，需经得设计、监理的同意。

c. 材料选择。水泥采用强度等级42.5普通硅酸盐水泥，水泥进场必须备有合格证，并按规定进行材料试验。

d. 试桩。先按不同的地质段进行试桩，以掌握现场的成桩经验和技术参数。

e. 根据各地段设计桩长，对钻杆以米为单位用红油漆进行标识，杆上标明数字以便掌握钻进的深度。

③成桩

a. 桩机对中。用吊机将搅拌桩机移到桩位上方，调正导轨垂直度，钻头对正桩位。

b.预拌下沉。待搅拌机的冷却水循环正常后，启动电机，放松起吊钢丝绳，空压机送电，使钻头沿导轨逐渐切土下沉到设计深度，钻进的速度根据试桩确定的参数并由电机的电流监测标控制，如果下沉的速度达不到要求，即从输浆系统补给清水以利钻进。

c. 制备水泥浆。待搅拌机下沉到一定的深度时，开始按设计确定的水灰比拌制水泥浆，待压浆前将水泥倒进入集料中。

d. 提升喷浆搅拌。搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入土层，边喷浆边旋转，边按试桩确定的提升速度提升搅拌机(搅拌桩的喷浆提升速度不大于0.6m/min)，停浆面比设计桩顶标高高出50cm。

e. 重复上、下搅拌。再次将搅拌机边旋边沉入土中，至设计加固深度再将搅拌机提升出地面。

f. 清洗。向集料斗中注和入适量的清水，开启灰浆泵，将管路中残存的水泥浆清洗干净，清除搅拌头上的土。

g. 重复上述步骤，再移动进行下一桩的施工。

h. 操作人员将每根桩的钻进时间、提升时间、提升速度、提升的次数、钻进的深度等进行记录。

i.搅拌桩施工过程中,应十分注意控制搅拌桩的垂直度,垂直度偏差控制在1.5%以内。

④搅拌桩的检验

水泥搅拌桩成桩后7天内，采用触探器钻去加固土样，观察搅拌均匀程度和判断桩身强度，触探点位置在桩径方向1/4处，要求触探击数不少于10击，检查桩的数量应不小于完成桩数的2%，且不少于2根。

（3）基坑开挖

根据设计施工图纸坐标放出沉井中心坐标，依据沉井净空放出沉井井体外壁四个角点的控制桩。为方便施工操作，基坑底边四边尺寸应比沉井外壁尺寸大1.2米，即在工作井每边向外放0.6m。基坑采用机械挖土，人工辅助修整检平基底并夯实基坑壁，并在井中设置集水坑用潜水泵抽水。

（4）沉井基坑铺筑

基坑整平后，沿沉井墙体中心线向两侧各铺设宽为0.6米的碎石垫层，垫层厚度为0.2米，用蛙式打夯机夯实平整，然后在其上铺筑厚为0.1m的中粗砂，并用平板振动器整平、夯实。在夯实、整平的垫层上沿沉井刃脚四周浇筑素砼垫层带，宽度比沉井刃脚厚度内外宽0.2m,厚度为0.6米，同时在沿垫层带每隔0.2米设置10×10cm木枋，以便为沉井墙体立模、绑扎钢筋使用。

（5）第一节沉井制作

根据设计图纸确定第一节沉井制作高度。在铺筑的素砼垫层上，

铺设薄木板隔离层，然后通过在垫层设置木枋上搭设内模板及满堂红脚手架，模板采用钢模板。内模板校正并经监理工程师验收合格后，绑扎沉井墙体钢筋，立外模板及外脚手架，内外模板封闭后，拉紧拉杆、支撑并校正，清理模板内的杂物，复测验收立模，符合规范要求后放置漏斗，通过漏斗直接浇筑沉井墙体砼。为使砼不产生离析现象，漏斗每隔50cm设置一节颈口段。墙体砼分层浇筑，每层厚度控制在30cm左右，然后用插入式振捣器振捣密实。拆模后进行洒水养生，当砼达到设计强度的95%以上时（至少7天养护龄期），即可开始下沉。

（6

施工。

使沉井形成涡底，

重下沉，

塌落，

井下沉。

（7

井体稳定后，即可开始制作第二节沉井。先将外脚手架接高稳定，沿

第一节顶部的拉杆螺栓上立第二节内模板，经校正后，绑扎钢筋，然后再立外模板，穿对拉螺栓（见下图），校正内外模板，然后浇筑第二节沉井墙体砼，浇筑方法同第一节。拆模养生达到强度后拆除内外脚手架即可下沉。

第三节沉井制作是在第二节下沉至预定标高的基础上，井体稳定

（8）第二、三节沉井下沉

下沉施工方法同第一节沉井下沉，在沉井下沉接近设计标高前2m，应控制抓土量，注意调整沉井，避免沉井发生大量下沉或大的偏斜，造成难以按标准下沉至设计标高。

（9）沉井封底及底板砼浇筑

沉井下沉至设计标高并稳定后，在8小时内沉井自沉量累计不大

于10mm时，可进行封底。

根据实际地质情况，由于施工场地所处的区域地下水位浅、地下水丰富，沉井将很难抽干水浇筑底板砼，在施工时采用不排水封底。在浇筑封底砼前，应将井底内的浮泥清除干净，铺碎石垫层30cm，封底砼用导管法灌注，灌注水下封底砼时，根据封底面积和每根导管的作用半径（混凝土流动半径）来确定布置导管的根数和位置。根据砼的坍落度，导管的间距控制在3.0~5.0m，本工程中导管间距为4m，在沉井内布置4个浇注点。

多根导管灌注封底砼的顺序：从低至高逐个进行，先进行周边井孔后中间井孔，以免基底浮泥及封底顶面的浮浆集中在基础边缘。

基底检查，在灌注封底砼前应进行基底检查，检查内容：a、沉井基底面平面位置、尺寸大小，基底标高；b、地质情况、承载力是否与设计要求相符；c、基地处理和排水情况是否符合规范要求。

图示)，采用φ

封底。当一个导管灌注高度达到设计标高时，将导管拔离混凝土面，将漏斗及导管拆除，并用净水逐节冲洗干净，以备后用。浇筑完砼后，派水下蛙人对浇筑质量进行检查，如有漏洞，即时浇注处理。

（10）沉井施工质量标准

①刃脚平均标高与设计标高的偏差不得超过100mm；

②沉井水平位移不得超过下沉总深度的1%；

③矩形沉井刃脚底面四角中的任何两角的高差，不得超过该两角间水平距离的1%，且最大不得超过300mm；

④沉井倾斜度不大于1/50。

（11）沉井制作质量控制措施

①为使沉井墙体砼尽快达到下沉强度，在混凝土中家适量的减水剂、早强剂及速凝剂。

②钢筋绑扎立模，浇注砼均要求严格按设计资料、国家规范及规程进行施工。

③钢模板拼装整齐、顺直、漏缝嵌压密实。

④模板内清除干净，无杂物。严格控制浇注的砼坍落度，检查其离析度等，满足要求后才能进行浇筑。

（12）沉井下沉施工偏差

沉井下沉过程中容易出现下沉不均匀的情况，根据沉井下沉过程中产生偏差原因，采取有效措施纠偏。如下表所示：

二、钢筋砼顶管

（一）施工准备工作

1、技术准备工作

由于顶管工程技术含量较高、施工难度大，为此我公司将做好充分的施工技术准备，确保工程按质、按期完成。

（1）掌握地形、地质、水文等勘测资料，对顶管顶进线路的地层情况进行充分的分析，并依据以往的经验预先分析施工中可能出现各种不利因素，提出相应的解决方法措施。

（2）组织有丰富施工经验的技术人员仔细审阅施工图纸，做好图纸会审工作，充分了解和掌握设计意图及技术要求，确定工程难点和重点。

（3）对各复杂部位和关键部位进行技术讨论，做好资料、图表上墙等工作。

（4）做好施工过程中需检测项目的前期准备，施工过程各种记录表格的前期整理。

（5）编好顶管施工工艺卡并发给有关的施工人员，在施工前对各工种、各施工班组进行详细的技术交底。

2、顶管设备准备

（1）对顶管的工具头、顶铁、轨道、支架等进行设计、加工制造或购买，所有设备均满足设计精度要求。

（2）对顶管设备就位试调，其内容包括：电气系统采用低压照明、设漏电开关；通讯系统，采用程控交换机，保持通讯的顺畅；油压系统，给千斤顶供油，流量足够，压力均匀稳定，控制自如，管路不漏油，接头牢固，泥浆系统，泥浆达到指标，压力均匀稳定，各出入口保证泥浆达到量，防止堵塞；通风系统，达到要求送风量；排土系统，出土速度快、动作连贯、安全。

3、施工现场准备

（1）做好施工现场的“三通一平”工作，接通施工用水、用电，平整施工场地。施工用水、用电从附近单位借用，从其提供的接驳口接驳至施工现场。

（2）组织机械设备进场。根据施工进度计划组织所需的机械设备进行场，进场后按规定地点和方式放置，并进行相应的保养和试调。

（3）组织材料及构配件进场，根据施工进度计划组织所需的材料、构配件进场，并存放在规定的地点，做好标记。

（4）工作井安设起重设备，布设泥浆池、鼓风机、压浆泵等辅

助设备。

（5）由于工程处于广州市区，管线众多，工作井、接收井施工范围内可能有地下管线，在工作井施工及顶管顶进会对附近管线造成一定的影响，为保证地下管线的安全，我司将运用专用先进设备对地下管线进行详细的探测及现场探挖明确地下管线的详细位置，以便在施工中对其进行保护，避免造成对地下重要管线的损坏。

在进行探测的同时，向相关单位：规划局、电力局、电信公司、煤气公司、自来水公司等索取该路段的地下管线资料，明确各种管线的具体位置及标高。

4、测量放样及复核

根据监理提供的测量基准点，按设计图纸要求进行工作井及接收井的放样工作，并放出顶管起点及终点的位置及顶进的高程，在工作井正前方墙体顶部及底部、工作井后靠背中部顶部、接收井地面用钢筋及油漆作好测量控制点的标志。测量放样需经总工程师及监理工程师复核后方可进入下一工序的施工。

（二）工具头吊装下井、全套设备调试

工作井上下设备安装完毕后，将运到现场的工具头(约5T)吊装下井，将电力电缆、信号线、油管接好（见下图），对整机进行现场调试、对整体式顶进构架进行调试、对泥水处理系统进行调试、调好测量系统的激光经纬仪，调试工作必须全面细致，确保正式顶进时设备的万无一失（特别注意在不同管径的选择不同的工作直径的工具头）。

（三） 顶管顶进施工

1、 穿墙初始顶进

在顶管顶进前，进行工作井开孔施工，工作井洞口采用机械切割开孔的方式进行施工。然后割除穿墙

预埋钢盒(需要预备充分的水泵抽水)，

吊住工具头，顶出推进千斤顶，将环

形顶铁对准工具头尾部，将工具头缓

缓推进到穿墙管内，当工具头的最前

部到达沉井的外侧时，停止顶进，安

装好所有管线（电力电缆、信号线、

油管、进出泥浆管、触变泥浆管），转动刀盘，向工作仓注入泥浆，开始顶进，进入正常顶进工序。

穿墙时的防水：为防止工具头穿墙时地下水会沿着工具头周围渗漏，①在洞口放置环行橡胶；②预先在顶进方向进行注浆（水泥浆）。泥水平衡式顶管机穿墙准备

泥水平衡式顶管机内部系统图

注浆范围为沿顶进方向2米范围内，同时注浆有利于防止工具头进入土体后产生“磕头”现象。

一般来说工具头出洞时不需要采取特别措施进行防水，但如果发现地下水量特别大，那么在出洞前采取注浆措施即可。

2、正常顶进

（1）泥水平衡式工具头顶管施工工艺流程

泥水平衡式顶管施工工艺示意图

（2）各个主要工序施工方法

①顶进前准备所有机械设备交班检查

顶进前，机械工需要进行交接班手续，将记录的设备运转情况表交给下一个班组的机械工，并进行口头的设备运转状况交班，刚上班的机械工需要对控制台、各个泥浆泵、管道、测量系统、工具头等进行例行检查。

②工具头刀盘转动、开进出渣浆泵

交班和例行检查完毕后，接通电源，将工具头的刀盘转动，当设备的参数稳定后，开进出渣浆泵，开始泥浆循环。

③顶进、调整进出渣浆泵流量达到平衡

工具头的操作全部采用在管道外(工作井上)控制台控制，只需1个机手操作，可实现对工具头刀具的转动、纠偏控制、压力显示、实时监控(工具头安装了摄像头、控制台上安装了电视机)。顶进千斤顶，