沉井顶管施工注意事项

沉井顶管施工注意事项：一、主要项目施工方法本工程部分管线采用顶管法施工，工作井、接收井均为沉井方法施工，混凝土管道顶进采用挤压法进行，沉井井高4.95～9m 不等，沉井采用C30钢筋混凝土结构；顶管φ600 483m,φ1000 为483m，管材均为钢筋混凝土“F”管。

1、沉井施工方法沉井施工的一般方法为：一次制作、一次下沉；分节制作、一次下沉；多节制作、分节下沉（制作与下沉交替进行）。

沉井过高，施工技术难度较大，而且在下沉时容易发生倾斜，因此该沉井应采用分节制作、分节下沉方法。

沉井分节制作的高度，应保证其稳定性并能使其顺利下沉。

根据本工程的特点与设计要求，对沉井高度大于6.5m，采用二节制作、二次下沉的方法，分节浇筑时施工缝留置在刃脚以上5～6m，并避开洞口，施工时可根据预埋件及预留孔洞适当调整制作高度。

2.1 沉井制作制作程序：场地整平→放线→挖土2～3m深→夯实基底，抄平放线验线→铺砼垫层→绑钢筋→支刃脚、井身模板→浇筑混凝土→养护、拆模。

2.1.1 施工坑开挖沉井采取在基坑中制作，以减少下沉深度，降低施工作业面。

开挖深度为3～5米，考虑到拆除垫架和支模操作的需要，基坑比沉井宽1～2米，周围井点降水，降水井深度1使地下水位降至比基坑底面低0.5m，挖土采用1台1.0m3反铲挖掘机进行。

配合人工修坡和平整坑底，挖出的土方用自卸车运至弃土场堆放。

2.1.2 刃脚支设本沉井高度大，重量重，地基强度较低，经检算采用垫架法支撑。

沉井刃脚铺设100mm厚的砼垫层，采用砖模或竹胶板进行刃脚的模板的安装。

2.1.3 模板支设和钢筋绑扎沉井制作的模板支设和钢筋绑扎与普通结构施工要求一样，只不过要考虑其地基承载力，所以要均匀对称施工，以防止不均匀沉降。

沉井壁中有预留管道连接的孔洞，为避免下沉时泥土和地下水大量涌人井内施工操作，对较大孔洞还会造成沉井每边重量不等，影响重心偏移使沉井易产生倾斜，在下沉前必须进行处理。

在沉井预制完成后，用M5.0砖砌封闭洞口，沉井封底到位后，拆除砖砌封堵。

2.1.4 混凝土浇筑混凝土采用商品砼，并用砼输送泵或吊车送至沉井浇筑部位，沿井壁均匀对称浇筑。

浇筑采用分层平铺法，每层厚30cm ，将沉井沿周长分成若干段同时浇筑，保持对称均匀下料，以避免一侧浇筑，使沉井倾斜，要求2h内浇筑一层。

两节混凝土的接缝处按设计要求设置止水钢板，上节混凝土须待下节混凝土强度达到70%后浇筑，接缝处经凿毛及冲洗处理，并浇10cm 厚减半石子混凝土。

2.2 沉井下沉沉井下沉采用排水下沉。

下沉前应进行井壁外观检查，检查混凝土强度及抗渗等级，并根据勘测报告计算极限承载力，计算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉系数（≥1．15～1．25），作为判断每个阶段可否下沉，是否会出现突沉以及确定下沉方法及采取措施的依据。

第一节模板、支架的拆除，混凝土应达到设计强度的100%始可拆除。

抽除刃脚下的支架应分区、分组、依次、对称、同步地进行。

每拆除一根支架和模板后，刃脚下应立即用砂卵石或砾砂填实，在刃脚内外侧应填筑成适当高度小土堤并分层夯实使下沉重量传给垫层。

模板及支架拆除时加强观测，注意下沉是否均匀。

2.2.1 下沉速度的控制根据土质情况，采用台阶形挖土自重破土方式。

采用从中间开始向四周逐渐开挖，并始终均衡对称地进行，每层挖土厚度为0.4～0.5m.刃脚处留1.2～1.5m宽土垅，用人工逐层全面、对称、均匀地削薄土层，每人负责2～3m 一段，方法是顺序分层逐渐往刃脚方向削薄土层，每次削5～15cm，当土垅挡不住刃脚的挤压而破裂时，沉井便在自重作用下破土下沉，削土时应沿刃脚方向全面、均匀、对称地进行，使均匀平衡下沉。

沉井挖土下沉采用人工挖土，一台吊车吊运出土，由于挖土施工困难，综合考虑挖土、吊运的施工能力，研究沉井下沉的安全控制，沉井下沉速度控制为30cm/天。

沉井下沉中，如遇到砂砾石或硬土层，当土垅削至刃脚，沉井仍不下沉或下沉不平稳，则按平面布置分段的次序，逐段对称地将刃脚下掏空，并挖出刃脚外壁10cm ，每段挖完后用小卵石填满夯实，待全部掏空回填后，再分层刷掉回填的小卵石，可使沉井因均匀地减少承压面而平衡下沉。

在沉井开始下沉和将沉至设计标高时，一次周边开挖深度小于10cm，避免发生倾斜，尤其在开始下沉5m以内时，其平面位置与垂直度要特别注意保持正确，否则继续下沉不易调整，在离设计深度20cm 左右停止取土，依靠自重下沉至设计标高。

2.2.2下沉观测沉井位置的控制是在井外地面设置纵横十字控制桩、水准基点。

下沉时，在井壁上设十字控制线，并在四侧设水平点。

于壁外侧用红铅油画出标尺，以测沉降，井内中心线与垂直度的观测系在井内壁四边标出垂直轴线，各吊垂球一个，对准下部标志板来控制，并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。

挖土时随时观测垂直度，当垂球离墨线边达50mm 或四面标高不一致时，立即纠正，沉井下沉过程中，每班至少观测两次，并在每次下沉后进行检查，做好记录，当发现倾斜、位移、扭转时，及时通知值班队长，指挥操作工人纠正，使允许偏差范围控制在允许范围以内。

沉井在下沉过程中，最大沉降差均控制在250mm以内。

当沉至离设计标高2m时，对下沉与挖土情况应加强观测，以防超沉。

中心控制点沉井下沉测量控制剖面示意图2.2.3下沉纠偏沉井下沉过程中，有时会出现倾斜、位移及扭转等情况，应加强观测，及时发现并采取措施纠正。

产生倾斜的可能原因有：⑴刃脚下土质软硬不均；⑵拆刃脚支架及模板时，抽出支架未对称同步进行，或未及时回填；⑶挖土不均，使井内土面高低悬殊；⑷刃脚下掏空过多，使沉井不均匀突然下沉；⑸排水下沉，井内一侧出现流砂现象；⑹刃脚局部被大石块或埋设物搁住；⑺井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。

操作中可针对原因予以预防，如沉井已经倾斜，可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可在较低的一侧适当回填砂石，必要时配以井外射水，或局部偏心压载，都可使偏斜得到纠正。

待其正位后，再均匀分层取土下沉。

位移产生的原因多由于倾斜导致，如沉井在倾斜情况下下沉，则沉井向倾斜相反方向位移，或在倾斜纠正时，如倾斜一侧土质较松软时，由于重力作用，有时也沿倾斜方向产生一定位移，因此预防位移应避免在倾斜情况下下沉，加强观测，及时纠正倾斜。

位移纠正措施一般是有意使沉井向位移相反方向倾斜，再沿倾斜方向下沉，至刃脚中心与设计中心位置吻合时，再纠正倾斜，因纠正倾斜重力作用产生的位移，可有意向位移的一方倾斜后，使其向位移相反方向产生位移纠正。

沉井下沉产生扭转的原因是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的，可按上述纠正位移、倾斜方法纠正位移，然后纠正倾斜，使偏差在允许范围以内。

2.3 下沉到位、封底当沉井沉到设计标高，经1～3天，下沉已稳定，在8h内累计小于10mm时，即可进行沉井封底。

沉井封底有排水封底和不排水封底两种方案，本沉井对封底质量要求严格，不允许出现渗漏，再者涌水量不大，井底土质较密实，因此确定采取排水封底方案，如四周深井井点降水达不到要求时，分两步进行处理。

第一步进行土形整理，使之呈锅底形，自刃脚向中心挖放射形排水沟，填以石子做成滤水暗沟，在中部设2～4 个集水井，井深1～2m ，插入直径0.5～0.8m，周围有孔的混凝土或钢套管，四周填以卵石，使井中的水都汇集到集水井中，用潜水泵排出，使地下水位保持低于井底面30～50cm.刃脚混凝土凿毛处洗刷干净。

封底一般铺一层15-50cm, 厚碎石或卵石层，再在其上浇一层厚约0.5-1.5m 的混凝土垫层，在刃脚下切实填严，振捣密实，以保证沉井的最后稳定。

达到50%设计强度后，在垫层上绑钢筋，两端伸人刃脚或凹槽内，浇灌上层底板混凝土封底。

浇筑应在整个沉井面积上分层由四周向中央进行，每层厚30～40cm ，并捣固密实。

混凝土养护期间，在封底的集水井中应不间断地抽水，待底板混凝土达到70%设计强度后，进行第二步，对集水井逐个停止抽水，逐个进行封堵。

方法是在抽除井筒水后，立即向滤水井管中灌入C30早强干硬性混凝土捣实，装上法兰，再在上面浇筑一层混凝土，使之与底板平。

封底时因上部结构尚未施工，设备管道未安装，应验算沉井的抗浮稳定性。

3、顶管施工顶管施工质量的好坏与设备安装的精确度有直接的关系。

安装前，应根据已知的控制点、标高，准确无误地测放出进出洞口的标高和顶管的轴线，并依此测放设备和安装位置。

导轨、千斤顶支架、靠背等设备必须安放准确牢固，以保证顶管的顺利进行。

A、工具管进洞：开始顶进前，必须对所有设备进行全面检查，并经过试运转无故障后，方可开门进洞。

开始顶进前，先在洞口安装好止水装置，然后拆除砖封门，随即推进工具管入洞。

工具管进洞时，严格控制顶进偏差，10m以内中心偏差不得大于0.3cm，高低偏差宜抛高0-0.3cm。

若达到上述要求，应拉出工具管，作第二次进洞。

B、顶进：顶进操作工艺流程：C、安装管节：管节安装前认真检查，确认质量合格后方可使用。

管道接口为“F-C”形接口。

安装管节前，应先安装止水胶圈，在管节端面粘贴好松木衬垫，再将管节吊放在轨道上稳好，使管节插口端对正前管的承口中心，缓缓顶入，直至两个管节端面密贴衬垫，并检查接口密封胶圈及衬垫是否良好，如发现损坏，应重新安装，确认完好后方可布置顶铁D、工作面工艺：顶进管节的方向和标高控制，主要取决于挖土操作，顶管工作面上的挖土质量不仅影响顶进效率，更重要的是影响质量控制。

因此，熟练的操作工是重要的技术力量。

E、顶进：顶进施工，应严格控制前5m管道的顶进偏差，其左右及高程偏差均不能超过0.3cm，在顶进过程中若产生偏差，应及时纠正。

要把较大的偏差作为主要突破点予以纠正。

纠偏不得急于求成，应逐步进行，必须坚持“勤测、勤纠”的原则。

顶进应与管外围注浆同步进行，其原则是先注浆，后顶进，随时顶进，随时注浆，以保证管外围充满泥浆套，充分发挥减阻和支撑作用。

顶进速度一般为3-4cm/min，最大不超过5cm/min。

管道顶进到离工作井井壁50cm时，应下管焊接，回程加顶铁，然后继续顶进。

3.1 在顶进时应注意以下几点1)、随时注意主泵压力的变化，当发现压力突然上升时，应立即停止顶进，查明原因，以防发生意外。

2)、千斤顶的伸长值，不得超过临界冲程。

3)、应连续顶进，不得长时间停歇。

4)、根据土质进行挖土控制，随挖随顶，顶进时及时补浆，并注意注浆压力及注浆量的控制。

5)、加强对顶进速度的控制，加强监测，及时控制，纠正偏差。

6)、停止顶进时，一定要使挖掘面保持一定的压力，防止土体塌方，尤其是出洞时，更应注意这个问题。

7)、在掘进过程中，应注意地下水压力的变化，及时采取相应的对策，务必使挖掘面保持稳定，同时还要注意挖掘面稳定与否。

为防止突然出现较大地下水造成管内施工人员的生命安全，每个工作井内顶管施工时必须布置2台6吋清水泵备用。