1、 惊驾东路延伸段（学苑路东外环）工程标段沉井顶管施工方案编制： 审阅： 批准： 审核： 宁波市政工程建设集团股份有限公司惊驾东路延伸段（学苑路东外环）工程标段项目部2015年8月10日目 录第一章 工程概况及编制依据5一、工程概况5二、地质情况分析8三、编制依据12第二章 沉井施工方案13一、工艺流程13二、各工序施工方法13三、老井封堵措施25四、沉井下沉施工质量通病防治27五、沉井施工监测及应急措施32第三章 顶管施工方案34一、泥水加压平衡顶管法概述34二、施工工艺流程38三、顶力计算、管道验算、准备工作38四、主要施工参数的设定与调整43五、触变泥浆减阻措施45六、操作控制系统47七、2、进出洞口的措施47八、管道接口处理措施49九、泥水平衡顶管特殊施工技术49十、工程病害防治51十一、顶管遇障碍物施工措施60十二、顶管施工测量和方向控制62十三、供电照明及通讯64十四、顶管施工监测65第四章 质量保证措施67一、沉井制作质量保证67二、沉井下沉质量保证69三、顶管施工质量控制69四、质量管理措施70五、确保质量的技术管理措施72第五章 安全文明及环境保护措施74一、安全施工措施74二、文明施工措施86三、环境保护措施92第六章 管理机构95第七章 劳动力安排98第八章 拟投入的主要机械设备99第九章 施工进度计划101一、施工进度计划101二、工期保证措施101第十章 施工平3、面图104一、施工围护104二、临时设施布置104三、交通组织104第十一章 应急预案106一、应急预案的方针与原则106二、应急预案工作流程图106三、明挖基坑开挖存在的危险因素及预防、应急措施107四、气体监测及气体伤害事故的预防、应急措施109五、应急救援组织架构110六、事故报告111七、应急结束112八、后期处置112九、宣传教育113十、救援物资准备113附录：计算书114第一章 工程概况及编制依据一、工程概况本工程西起学苑路（现状莘苑路），东至现状盛梅路，桩号范围为K0+017K1+168,工程全长1048米，道路标准断面宽48米，其中盛莫北路交叉口（KO+380K0+480）前4、期已建成通车。工程施工内容包含道路、桥梁、排水、绿化、路灯及交通设施等。污水主管敷设于南侧机动车道下，距离道路中心线12.5米，污水由西向东远期最终排入已建东外环路污水主管。本工程污水主管管径DN1000mm，采用顶管施工；过河段采用2DN700mm倒虹管，非开挖水平定向钻施工；预留管管径DN300DN400mm，大开挖施工。本方案针对沉井顶管施工予以展开，其他内容在施工前将针对性地编制相关的专项方案。全线共有新建沉井10座，D1000mm顶管扣除沉井后的实际长度为966.5m。1. 沉井工程范围内有工作井6座，刃脚长度3.35m；接收井4座，刃脚长度3.15m；均为钢筋混凝土构筑物，壁厚0.5、5m。其他主要参数如下表：1.1 沉井结构尺寸列表如下：井号类型沉井高度(m)顶板顶标高(m)现状地面标高（m）刃脚底标高（m）W2 D700cm工作井7.65-0.1202.55-7.77W3 D560cm接收井7.051.0672.48-5.983W4D700cm工作井7.050.7472.92-6.303W6D700cm工作井7.450.9473.00-6.503W7D560cm接收井6.950.4842.82-6.466W8D700cm工作井6.65-0.1212.09-6.771W9D560cm接收井7.45-0.1202.81-7.57W10D700cm工作井7.65-0.12036、.10-7.77W11D560cm接收井8.251.0022.87-7.248W12D700cm工作井8.250.6522.76-7.598一般沉井剖面图过河段倒虹井剖面图1.2 沉井周边环境情况受前期拆迁问题制约，本工程部分沉井还不具备施工条件。详情如下：井号现场状况应对措施W2位于1号桥东南，周边除距离沉井壁5m外有一根10KVA水泥杆以外，无其他构筑物对电线杆采用钢板桩保护，施工机械车辆一律远离4米以上，沉井施工期间加强观测。W3周边构筑物已拆迁，具备施工条件。W4位于蓝青路的中心，为进出学校的唯一通道。做好施工便道、基坑围护，保证师生出行安全W6位于盛莫北路交叉口东南小路中间，里面还有7、企业正在生产。由于无改到的空间，需要等道路红线范围内拆迁后，方可实施。W7位于欣怡木业厂房下方需要待厂房拆除后方可实施W8位于2号桥0号台西南，目前为农田待农田征用后，先实施预制管桩，再施工沉井，以防挤压产生位移W9位于若男服饰厂房下方待若男服饰拆迁完成后予以实施W10位于邱隘停车场内，周边10m范围内无构筑物待邱隘停车场移交，予以实施W11周边构筑物已拆除位于预制管桩处理区，需待邱隘停车场移交后，先实施管桩，再进行沉井施工。W12周边构筑物已拆除 注：W5接收井位于盛莫北路交叉口，为现状井，前期已实施完毕。由上表可以看出，目前只有学苑路盛莫北路段沉井顶管具备施工条件，盛莫北路-现状盛梅路段受8、前期问题制约暂时无法实施。2. 顶管顶管均采用C50钢筋砼钢承口管，管径1000mm，去除沉井位置后的实际有效长度为966.3m。工作井允许最大顶力4300KN。顶管拟采用泥水平衡法施工。2.1 工程量及技术参数列表如下：管段名称内径(mm)壁厚(mm)接口型式顶距(m)设计顶力(KN)覆土深度(m)计算顶力（KN）中继间W2-W31000100F型115.743003.56-3.661821无W3-W41000100F型113.743003.66-4.221802无W4-W51000100F型113.743004.22-5.321826无W5-W61000150F型73.743004.50-9、5.321223无W6-W71000100F型156.743004.49-4.502456无W7-W81000100F型98.843001.17-4.491584无W8-W91000100F型78.843000.66-4.671286无W10-W111000100F型71.743005.32-5.471196无W11-W121000100F型143.743005.32-5.362279无注：计算顶力的计算详见第三章第三节。2.2 受前期拆迁问题制约，本工程部分顶管还不具备施工条件。详情如下：管段现场状况应对措施W2W3沿线周边无障碍物可立即施工W3W4沿线周边无障碍物可立即施工W4W5沿线周边10、无障碍物可立即施工W5W6W6还不具备施工条件需待W6施工完毕W6W7W6、W7不具备施工条件，管线顶部厂房未拆迁需待沉井及顶管位置的房屋拆迁完毕后方可进行施工W7W8W7、W8不具备施工条件，管线经过位置为现状河道W7需要房屋拆迁，W8需要农田征用，填河段需要先行清淤回填及软基处理W8W9W8、W9不具备施工条件，管线经过位置为现状河道W8需要农田征用，W9需要厂房拆迁。现状河道由于需要保留通水通航，考虑管顶距离河底不足0.7m，需要进行标高调整。W10W11沿线周边无障碍物需要进行土地征用，先实施预制管桩地基处理W11W12沿线周边无障碍物需先进行搅拌桩地基处理二、地质情况分析1. 地质情11、况根据宁波工程勘察院提供的惊驾东路延伸段（学苑路-东外环）工程I标段（学苑路-盛梅路）岩土工程勘察报告（详勘），根据QZ4LZ6，勘探深度范围内自上而下划分为如下地层：1.1 0层杂填土：杂色，松散，成分以各种粒径的碎石、砖块、混凝土块、瓦片混黏性等为主，局部夹生活垃圾。该层一般在道路、学校、民房、厂房部位分布，一般层厚0.301.80m，局部土堆部位厚度大（1号桥QZ4孔附近厚度达3.80m）。1.2 1层黏土：灰黄色，厚层状，软可塑为主，中等高压缩性，摇震反应无，干强度中高，韧性高，土面有油脂光泽，土质不均，向下渐变灰变软，与下卧层呈渐变过渡关系。该层除在河道（现状河道及老河道）等部位缺失12、外，一般地段均有分布，本标段有17个钻孔揭见，层厚0.601.60m，顶板埋深0.301.80m，顶板标高1.332.03m。1.3 1层淤泥质黏土：灰色，厚层状，流塑，高压缩性，摇震反应无，干强度高，韧性高，土面有油脂光泽，土质不均，含少量贝壳及云母碎片。该层在本标段道路沿线一般均有分布，层厚1.004.90m，顶板埋深0.003.80m，顶板标高1.20-1.42m。1.4 2层黏土：灰色，厚层状，软塑，高压缩性，摇震反应无，干强度高，韧性高，土面有油脂光泽，土质较均一。该层在道路沿线局部分布，层厚0.601.10m，顶板埋深1.705.40m，顶板标高-0.91-2.42m。1.5 3层13、淤泥：灰色，厚层状，流塑，高压缩性，摇震反应无，干强度高，韧性高，土面有油脂光泽反应，含少量贝壳及云母碎片，土质不均，局部为淤泥质黏土。该层在本标段道路沿线一般均有分布，层厚4.7011.40m，顶板埋深1.406.40m，顶板标高-0.86-4.99m。1.6 4层淤泥质黏土：灰色，厚层状，流塑，高压缩性，摇震反应无，干强度高，韧性高，土面有油脂光泽反应，土质不均，含少量贝壳及云母碎片。该层在本标段道路沿线一般均有分布，层厚2.908.50m，顶板埋深10.5015.80m，顶板标高-8.93-14.22m。1.7 1层粉质黏土夹粉砂：灰色，流塑/松散，厚层状，中等高压缩性，夹粉土粉砂团块、14、条带，土质不均，局部呈淤泥质粉质黏土。摇震反应缓慢，干强度中等，韧性中等，土面光滑。该层在本标段道路沿线局部分布，层厚1.004.70m，顶板埋深16.8020.10m，顶板标高-14.30-18.72m。1.8 2层淤泥质粉质黏土：灰色，流塑，厚层状，高压缩性。干强度中等，韧性中等，摇震反应缓慢，土面光滑。含粉土粉砂团块，土质不均，局部土质呈粉质黏土。该层在道路沿线一般均有分布，层厚1.508.40m，顶板埋深17.1023.60m，顶板标高-16.50-21.52m。1.9 1层粉质黏土：灰色，流塑，厚层状，中等高压缩性，含少量粉土粉砂团块，干强度中等，韧性中等，摇震反应缓慢，土面光滑。土15、质不均，局部为淤泥质粉质黏土。该层在本标段道路沿线均有分布，层厚2.4011.20m，顶板埋深20.8028.80m，顶板标高-19.61-26.92m。1.10 2层淤泥质黏土：灰色，流塑，厚层状，高压缩性，土质不均，含少量粉土粉砂团块。干强度中等，韧性中等，摇振反应缓慢，土面光滑。该层在本标段道路沿线一般均有分布，揭穿层厚10.0015.30m，顶板埋深28.2035.50m，顶板标高-25.44-33.42m。2. 沉井顶管所处土层2.1 沉井施工前先将表面的杂填土挖除，再进行沉井浇筑下沉。根据前面的表格可知沉井底标高最深在-7.8m左右。沉井土层力学指标土层编号土层名称沉井侧壁摩阻力标16、准值fs（KPa）地基土承载力基本容许值fa0（KPa）1黏土15751淤泥质黏土10502黏土12603淤泥9504淤泥质黏土11602.2 根据排水施工图纸及地质勘查报告可知顶管所处土层情况如下：顶管所处土层部位管径（mm）顶距（m）埋深（m）顶管穿越土层备注W2W3D1000115.73.56-3.661、2、3层W3W4D1000113.73.66-4.221、2层W4W5D1000113.74.22-5.321、2、3层W5W6D100073.74.50-5.322、3层W6W7D1000156.74.49-4.502、3层W7W8D100098.81.17-4.492、3层W8W917、D100078.80.66-4.671、3层W10W11D100071.75.32-5.473层W11W12D1000143.75.32-5.363层层组合，顶进阻力较小，对顶管施工不构成难度，选用合适的设备可以顺利施工。3. 地质针对性措施3.1 表层填土的处理措施沉井施工前，先将表层杂填土予以清除，开挖至原状土，进行刃脚垫层施工。3.2 淤泥层处理措施淤泥层具有高压缩性，沉井下沉时位于该层时，一是加强监测防止沉井突沉，二是下沉前，沉井周边堆放块石，沉井下沉过快，加大沉井井壁周围的摩阻力，降低下沉速度。3.3 黏土层处理措施该土层对沉井施工较为有利；顶管通过该土层时，增加触变泥浆量，增加润滑18、效果，保证管道的正常顶进。4. 气候水文情况宁波地处亚热带季风性湿润气候区，四季分明，气候特性温和、湿润、多雨。年均气温16.3，最热为7月，平均气温27.8；最冷为1月，平均气温5.2。本地区春季阴雨连绵，雨水较多；夏季天气炎热，干旱少雨；夏末秋初台风入侵频繁，雨量集中。本地区风向季节性变化明显，冬季西北风，夏季东南风，最大风速出现在七九月份的台风期，风力可达十二级或以上。场地地表水体主要为现状河流，属内河水系，未收到污染。沉井顶管施工深度内主要为孔隙潜水，实测埋深为0.12.5m，相应标高为0.961.68m左右。在类环境下，场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性；按地层渗透性，强透水层中的地下19、水对混凝土结构具弱腐蚀性，弱透水层中的地下水对混凝土结构具微腐蚀性；在长期浸水及干湿交替条件下，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。三、编制依据1. 关于进一步做好危险性较大的分部分项工程管理工作的若干意见甬建发2009162号；2. 惊驾东路延伸段（学苑路-东外环）工程I标段（学苑路-盛梅路）岩土工程勘察报告（详勘）；3. 宁波市城建设计研究院有限公司提供的排水工程施工图；4. 政府及上级机关颁发的有关工程技术质量、安全文明施工等文件、通知和规定；5. 本施工阶段主要贯彻执行的有效国家及地方现行设计及施工规范：5.1 工程建设标准强制性条文（城市建设部分）；5.2 给水排水工程顶管技术规程（20、CECS246:2008）；5.2 给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）；5.3 给水排水构筑物工程施工及验收规范（GB50141-2008）；5.4 混凝土结构工程施工质量及验收规程（GB50204-2002）（2011年版）；5.5 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）；5.6 建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）；5.7 砌体结构工程施工质量验收规范（GB50203-2011）；5.8 钢筋机械连接技术规程（JGJ107-2010）； 5.9 钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2012）；5.10 施工现场临时用电安全技术规范(21、JGJ46-2005)；5.11 建筑机械使用安全技术规程(JGJ33-2001)；5.12 建筑施工安全检查标准(JGJ59-2011)；5.13 施工现场安全生产保证体系(DGJ08-903-2003)。6. 公司职业健康安全与环境手册C版、质量手册C版、程序文件汇编。7. 经总监理工程师审查同意的：惊驾东路延伸段（学苑路-东外环）工程I标段实施性施工组织设计。第二章 沉井施工方案一、工艺流程沉井采用三次浇筑两次下沉法施工，沉井施工程序为：施工准备测量定位基坑开挖垫层基础刃脚制作井壁第一节制作挖土下沉井壁第二节制作挖土下沉封底顶管施工、水平定向钻施工隔墙、顶板制作。二、各工序施工方法1. 22、测量定位基坑开挖前先平整场地，随后根据设计井位坐标将井位放出，并利用周围环境做好井位控制点加以保护，同时根据设计提供的水准点进行复测，根据施工需要，设多个水准控制点，并加以保护。施工中所设的坐标控制点、高程控制桩需经监理复核无误后方可进行下道工序施工。按施工需要主要对沉井施工布设施工控制网（A-A/轴、B-B/轴）。沉井观测控制网布置示意图注：A、A/ 、B、 B/为沉井轴扭测量控制点 1、2、3、4为沉井下沉测量控制点沉井施工期间，沉井四周地面沉降明显，水准基点引测后的设置需特别保护，拟设地面明标与地下暗标各一座，基点位置的设置应不受施工影响、地基坚实、便于保存的地点，埋设深度一般为原地坪以23、下5cm左右，并浇灌C20砼基础予以保护。放样前对已有数据、资料和施工图中的几何尺寸进行认真检核，确认无误后，才可作为放样的依据，严禁凭口头通知或未经过批准的草图放样。2. 基坑开挖基坑的位置根据修改后设计图纸中的坐标确定，按照沉井轴线控制桩和中心 桩，在地面上放出沉井基坑样位。基坑底的平面尺寸比刃脚外壁每侧各大150cm；根据土质及施工需要确定基坑边坡为1：0.75。基坑开挖的深度，根据土质、地下水位、现场施工条件定为1.5m左右。靠近电力杆线侧采用6m长28b槽钢密排支护，基坑开挖采用履带式挖掘机，沿顶管轴线方向后退行进挖土，挖出的路基塘渣外运至其他地方，挖出的土方短驳至地块内。集水坑明排24、：基坑底部四周挖设断面不小于3030（cm）的排水沟，并接入基坑内的集水井中，集水井至少比集水沟深50cm，用排水泵将集水井内的水排到附近雨水窨井中或河道，集水井内经常保持最低水位，直到集水井废除时止。 3. 垫层制作沉井刃脚踏面荷载大于下卧层地基土的承载力，故须铺设相应宽度和厚度的砂垫层，并在砂垫层上铺设素混凝土垫层，以扩大受压面积。3.1 砂垫层根据设计要求和验算结果，工作井砂垫层厚度设为80cm，两侧均比混凝土垫层宽出30cm，砂垫层边坡按1：1放坡。砂垫层采用中粗砂，分3层铺设，每层铺设后，采用平板式振动器结合洒水进行密实。3.2 素混凝土垫层砂垫层铺设后浇筑C15素混凝土垫层。工作井25、素砼垫层厚度设为25cm，宽度设为65cm，两边比刃脚踏面宽出20cm。沉井基础示意图4. 井壁分节制作本工程10座沉井的高度为6.658.25m，考虑采用三次浇筑两次下沉法施工。第一次施工至顶管预留洞口下方，第二次施工至剩余井壁的一半，达到设计强度后，第一次下沉，沉至高出基坑底面0.5m后停止下沉（根据现场经验，防止第二次井壁浇筑时，沉井下沉对模板支撑造成损坏）；第三次施工剩余井壁，第二次下沉，沉至设计标高后，立即进行封底。待顶管及水平定向钻施工完成后，进行顶板施工。沉井井壁模板应在砼达到设计强度的25%以上方可拆除，刃脚斜面承受砼重量的模板在井体第二次浇筑完成后方可拆除。沉井制作质量标准：26、横断面半径允许偏差： 0.5%,且不大于100mm井壁厚度允许偏差: 15mm井壁垂直度允许偏差: 1%预埋件、预留孔位移允许偏差: 10mm4.1 钢筋加工安装钢筋进场有原材料质保单,并按规范及批量进行原材料试验,合格后方可使用。钢筋的弯配和绑扎要严格按照设计图纸规定进行，钢筋直径16者，采用绑扎接头；接头在受压区内按50%交叉错开，在受拉区内接头按25%交叉错开，错开距离不应小于30d或500mm。钢筋直径16者采用人工电弧焊焊接。单边焊接长度不小于10d，电焊接头在受拉区还按50%交叉错开，即在同一断面内接头不应超过50%。在板或壁上开洞当边长或孔径小于30cm时，钢筋应绕过，当大于3027、cm时，被截断钢筋应在预留孔口加固筋焊牢，现场绑扎共外墙板钢筋应先立好内模板后再进行。刃脚踏面部衬垫3cm砼垫块。钢筋保护层按设计要求进行布置。4.2 脚手架、支模架施工4.2.1 脚手架搭设沉井制作首先需要搭设脚手架，脚手架选用48mm扣件式钢管结构。沉井外部采用双排落地脚手架，内部采用满堂扣件式支模架施工。外脚手架立杆坐落在沉井基坑内，立杆下方采用10cmC15素混凝土基础，搭设按照脚手架构造搭设，主要作为人员上下通道。为了让施工人员上下脚手架方便起见，外脚手架可搭设简易倾斜走道或扶梯；倾斜角度为3040的走道；走道踏脚面设有防滑条，所有走道和扶梯均有护栏。为了确保外脚手架整体稳定，在通道28、的其他方向均设置剪刀撑。剪刀撑按照4.54.8m间距布置，水平层高4.8m布置一道，形成稳固架体。在沉井第一次制作时搭设两层外脚手架后，随着第二次沉井制作逐层增加，斜撑仍然需要设置。外脚手架与砼井壁之间保留0.4m距离，便于模板、扣件式钢管等安装之用。外脚手架与模板脱离分开。由于外脚手架的搭设步距为1.8m，在沉井井壁浇筑时，每隔两步在沉井井壁四周预埋16钢筋，便于沉井与外脚手架的有效拉结，形成整体。沉井第一次下沉后，由于沉井采用不排水下沉法，因此，沉井第三次制作时，内脚手架不便于搭设。沉井第二次浇筑时，应在沉井井壁四周预埋钢板，设置悬挑钢梁，钢梁间距1.5m，在钢梁上设置钢平台，用于内脚手架29、搭设和内模版支设。4.2.2 支模架搭设顶板浇筑时，支模架立杆坐落在沉井底板，无需进行基础处理。顶板支模架搭设尺寸为：立杆纵距0.9m，横距0.9m，步距1.2m；立杆计算采用单立杆，横杆与立杆连接方式为扣件连接，扣件抗滑承载力系数为0.8。计算详见附件。支模架在对砼井壁模板起到固定作用的部分，应增设剪刀撑组成几何不变体系防止模板走动等不良情况。4.2.3 脚手架及支模架拆除脚手架拆除之前完成模板拆除、砼外露面处理、喷涂测量标志、搭设沉井内外扶梯等准备工作。拆卸扣件钢管脚步手架顺序是自上而下逐层拆卸。钢管、五金扣件等分类堆放，防止日晒雨淋后造成锈蚀浪费。脚手架的拆除作业按规定的拆除程序进行。连30、壁件在位于其上的全部可拆杆件拆除后才能拆除。在拆除过程中，凡已松开连接的杆配件及时拆除运走，避免误扶和误靠已松脱连接的杆件。拆下的杆配件以安全的方式运出和吊下，严禁向下抛掷。拆除过程中，操作人员互相配合、协调动作，禁止一人拆除较重杆件等危险性的作业。4.3 模板安装4.3.1 井壁模板安装井壁模板采用15mm竹胶板模板，背肋竖向木档采用510cm方木，方木间距250mm，采用20圆钢做环箍，内外模采用14mm对拉螺杆和双拼扣件式钢管配合伞形卡形成抱箍系统进行固定。对拉螺杆按间距50cm50cm布置。因有抗渗要求，在接缝处采用止水钢板或橡胶止水条。模板安装加固示意图如下： 井壁模板示意图 模板加31、固实物图模板安装具体工艺流程如下：安装前检查安装钢筋并验收内支架搭设内侧模板安装插入对销螺栓，清洗杂物安装就位外侧模板安装斜撑穿墙螺栓穿过另一侧模板调整模板位置紧固穿墙螺栓斜撑固定与相邻模板连接。安装模板时，注意事项：a. 检查模板安装位置的定位基准墙线及模板编号。b. 将一侧模板按位置线吊装就位、安装斜撑或使工具型斜撑调整至模板与地面呈75，使其稳定落于基准面上。c. 以同样方法就位另一侧墙模板，使防水穿墙螺栓穿过模板并在螺栓杆端戴上扣件和螺母，然后调整两块模板的水平和垂直方向，与此同时调整斜撑角度，合格后，固定斜撑，旋紧穿墙螺栓的螺母。d. 模板安装完毕后，全面检查扣件、螺栓、斜撑是否坚固32、稳定，模板拼缝及下口是否严密。4.3.2 刃脚模板安装刃脚模板材料与井壁模板材料相同，只是刃脚结构形状相对复杂，模板支立难度稍大，为确保刃脚施工的形状、尺寸与整体施工质量，并防止出现漏浆和避免混凝土表面不平整，计划对刃脚模板进行专项设计和加工制作，确保尺寸准确，整体稳定，强度刚度符合要求，能够全面满足沉井刃脚施工的需要。由于刃脚高度为3.153.35m，第一次施工至刃脚上方，因此，必须考虑混凝土浇筑时刃脚处混凝土是否会上浮。充分考虑沉井接高的要求，根据施工需要提前预埋或预留模板对拉螺杆。刃脚模板形状严格按照刃脚形状制作加工，楞木间距、对拉螺杆水平间距均与井壁模板相同，对拉螺杆竖向间距（钢管间33、距）在满足受力的前提下，根据沉井结构特点灵活布置。考虑到刃脚的特点及模板接缝较多的现实，接缝处理比较关键，施工时需要高度重视，合模前仔细检查，根据实际情况选择双面胶或其他填缝材料处理模板缝隙，保证模板表面平整光洁和整体加工制作质量。a. 拉杆竖向间距（钢管间距）按刃脚结构形式合理布置，必须符合受力要求，通过受力验算方可使用；b. 刃脚斜面的楞木与钢管之间设置木质垫块，具体尺寸由木工根据实际要求进行合理确定，木质垫块上打孔穿入铁丝绑扎在对拉螺杆上面，防止垫块掉落；c. 刃脚变形各部位的模板、楞木由木工根据结构要求和稳定需要，确定长度和尺寸，必须保证牢固可靠，接缝严密，与混凝土接触面平整光洁。d.34、 在刃脚混凝土浇筑前，为防止刃脚踏面顶部模板上浮，在其上用模板进行固定，以抵消模板的浮力。说明：沉井侧壁模板受力，在方案计算书中有相应的计算。4.4 钢筋保护层控制措施4.4.1 安排好各工种交叉作业时间沉井刃脚及井壁钢筋绑扎完成并经监理验收合格后，进行保护层的绑扎。4.4.2 严格控制垫块质量和分布密度刃脚以下采用普通螺杆，垫块采用混凝土垫层，间距5050cm梅花型布置；底板以上采用止水螺杆，垫块采用混凝土垫层，间距5050cm梅花型布置。4.4.3 设置必要的钢筋支撑钢筋根据沉井的施工要求，混凝土保护垫块绑扎后，由于垫块较活动，不易固定，因此，必须采用钢筋支撑进行固定。钢筋支撑间距采用1.35、51.5m，采用“7字”型钢筋与井壁钢筋焊接，用来固定模板，从而保证保护层的厚度。4.4.4 控制下料尺寸在钢筋制作时必须按照规定的尺寸下料，从而保证钢筋绑扎成品的几何尺寸。只有钢筋绑扎成品正确，才能有效控制保护层的厚度。4.5 浇筑砼本工程沉井结构混凝土强度等级为C30，抗渗标号S6，砼采用商砼泵送浇筑。砼浇筑是沉井施工的关键环节，为保证施工质量，在保证砼质量的前提下，必须合理安排浇筑程序，控制砼的浇筑时间。在砼浇灌前对模板钢筋预埋件及预留孔的位置和尺寸等按照“钢筋砼施工及验收规范”和设计所提出的特殊要求进行仔细检查核对，经隐蔽工程验收手续合格后方可浇筑砼，刃脚砼必须一次浇灌完毕，不得中途停36、顿。浇捣砼前应检验砼配比、水泥、外掺料、砂石料等材质必须符合规定要求。沉井砼浇筑时应分层对称进行，每次分层浇筑高度不大于50cm，砼坍落度控制在121cm左右，泵车布料应对称均衡布料，切记布料过于集中导致沉井浇筑过程中出现倾斜，沉井分层浇筑应在前层砼达到初凝前将次层砼拌和物振捣完毕，振捣时插入式振捣器插入前将次层砼拌和物振捣完毕，插入式振捣器按30cm平面有效直径布置振捣并应插入前层砼5cm。在整个浇注过程中混凝土应按一定厚度分层灌筑，不允许将混凝土顺着倾斜表面直接滑下或流向其最终浇捣位置。从高处倾落混凝土时，其卸落高度不应超过2m，若超过2m时，则采用滑槽、导管、串筒内要装有减速装置，以防混37、凝土分离。混凝土分层捣固时，为使上下层混凝土结合成一整体，振捣器插入下层混凝土5cm，振捣器应避免碰撞钢筋模板或预埋件。混凝土浇筑前在井的四角模板上设置沉降观测点，以便及时发现沉井在浇捣过程中由于自重重造成的不均匀沉降，采取措施，指导在浇筑过程中混凝土浇筑的部位及顺序，及时更正浇筑过程中沉井造成的偏差，影响质量。混凝土浇筑时，选用有施工经验的人员担任组长，指导砼的振捣。井上有专人负责安全质量工作，进行监督和指导。因故间歇时，作好水平施工缝，砼浇筑结束后，用保养布将整个井壁覆盖，并浇水养护，浇水时应做到细水匀浇，保养布保持湿润，保养一个星期。沉井第二次接高时，将接合处砼凿毛，冲冼干净，并用水泥砂38、浆（与砼相同配比），涂刷一遍。沉井上下节砼接缝建议采用钢板止水带处理：施工缝应做成凹缝形式，并预埋钢板止水带，在钢筋绑扎和支模时止水带采取可靠的固定措施，止水带用细铁丝绑扎固定于结构钢筋上，纵向固定间距不大于25cm，固定点距止水带边缘不得大于5mm，浇注混凝土时应对施工缝部位的混凝土进行充分捣固，以利于止水带和混凝土密实粘贴，在浇筑混凝土时观察止水带的位置是否发生移动，必要时边浇注和振捣砼，边用手将止水带扶正，为保证止水带的安装质量，在止水带安装全过程中由一专人进行负责。在混凝土断面中的施工缝(新旧混凝土接搓处)继续浇筑前将其表面凿毛，清除浮浆位之露出石子，用水冲洗后保持湿润，铺一层101539、mm厚与混凝土配合比相同的水泥砂浆或高砂率混凝土，再浇灌混凝土。二期砼浇筑在一期砼浇筑完成7天后进行。4.6 拆模一般在砼浇捣完成经湿润养护48小时后（视当时气温而定），可以放松沉井墙身的拉条螺栓，拆卸模板和扣件式钢管。沉井直壁模板应在砼达到设计强度的25%以上方可拆除。操作顺序是自上而下，由内向外拆卸模板和扣件式钢管。注意拆模时，不要用力敲打或将新浇筑的砼表面碰伤。下节制作后模板不可全部拆完，要留部分，支承上节模板。模板拆除后及时在对拉螺杆根部将砼表面凿成直径5cm、深2cm的凹坑，然后割除拉条螺栓，用防水砂浆二次补坑，并涂防水材料两度。对于较大孔洞口悬空部分的砼底模应按要求，当砼强度达到840、0%设计强度时，方可拆除。拆除后的模板、钢管脚手、五金配件，应及时清理，堆放整齐，对弯曲变形的钢模要及时整理。模板拆除后在井的四角喷涂测量水准标志，在井顶端处喷涂测量沉井位移标志。4.7 砼养护每次浇筑砼时，都应按砼的方量或台班制作相应的28天抗压、抗渗试块各两组，并委托有资质的测试中心进行专业养护，按规范要求及时进行测试，根据同强度及时调整施工工序，有利于合理安排、合理控制。 5. 沉井下沉沉井刃脚混凝土达到设计强度的100%后实施下沉，井壁混凝土达到设计强度的70%后实施下沉；本工程沉井采用不排水挖土下沉。5.1 准备工作5.1.1 沉井下沉前封堵井壁全部预留孔洞，对较大的孔洞可用水泥砂浆41、砌砖封堵，并在靠土的一侧用水泥砂浆抹面。封堵孔洞用的砂浆强度应满足下沉时能抵抗土压力和水压力的要求，还要考虑便于拆除。5.1.2 沉井下沉前检查降、排水效果，当达到设计的要求后方可开始下沉。5.1.3 沉井下沉前，先在内外井壁上各对称弹出4条垂线，以测定沉井下沉时的倾斜度。在沉井内部4条垂线的顶端，悬挂垂球，并在刃脚处设标盘，沉井下沉施工时，随时观测沉井偏斜，以便及时纠偏。在沉井外壁，沿4条垂线绘制水平测量标尺以此测定沉井的下沉量及下沉偏差。5.1.4 检查沉井下沉使用的挖土、出土、运土等机械、设备、工具是否完好，数量是否能满足要求。5.1.5 当沉井附近有已建成的建筑物或管线时，在有关位置处42、设置沉降变形观测点，并在沉井下沉和施工排水期间定期观测其变形情况，直至沉井封底完毕施工停止抽水满3个月为止。5.1.6 砼垫层凿除前，对所有的砼垫层进行间隔对称分组编号，在凿除砼时分组、对称、同步地进行工作，待同一编号的砼垫层凿除完并进行回填后，方可凿除下一组编号砼垫层，每砼垫层凿除一组必须及时回填，回填材料采用中粗砂。5.2 下沉方法为减少地面沉降确保安全，采用不排水挖土下沉法。根据现场实际情况，我方配备18m长臂挖掘机和1m3抓斗机械（防止沉井不排水下沉时，水下作业困难），挖土方法如下：常规长臂挖掘机施工：先破碎垫层混凝土，再采用长臂挖土机挖土。土直接装车外运。挖土时要有专人指挥，统一操作43、。先挖四周后挖中央，分层挖掘，每层厚度约为40cm，中央部分的土面应始终高于四周的土面40cm以上，呈反锅状，沿刃脚内壁应保留土台，土台宽度可根据沉井内的土质决定，当土质松软时土台宽度应大些；土质坚硬时土台宽度可小些，一般为2m左右；沉井下沉时，按平面轴线的位置逐层沿外边四周挖去土台。当土台经不住沉井刃脚的挤压时土体破坏坍落，沉井便均匀地下沉，每次下沉控制在20cm左右。在挖除刃脚附近和刃脚下部的土时要求对称均衡，挖土的速度要相同，土面的高程要保持一致（纠偏时除外）。要加强施工力量，争取在最短的时间挖完，以保持沉井的均匀下沉。抓斗施工：先破碎垫层混凝土，再采用抓斗挖土施工。抓斗机械停放在沉井四44、周，由专人指挥挖土，统一操作。抓斗先开挖四周后挖中央，分层开挖，每层厚度控制在40cm，中央部分的土面应始终高于四周的土面40cm以上，呈反锅状，沿刃脚内壁应保留土台，土台宽度可根据沉井内的土质决定，当土质松软时土台宽度应大些；土质坚硬时土台宽度可小些，一般为2m左右；沉井下沉时，按平面轴线的位置逐层沿外边四周挖去土台。当土台经不住沉井刃脚的挤压时土体破坏坍落，沉井便均匀地下沉，每次下沉控制在20cm左右。沉井下沉施工的全过程，都应根据下沉系数变化和土质情况，指导和灵活调整出土范围和方法，使沉井平稳、均衡地下沉。5.3 下沉控制在沉井的下沉过程中，经常观测沉井的倾斜度和刃脚踏面的高程。在刃脚的45、入土深度未及沉井高度的1/3时，重点观测沉井井筒的倾斜度；当沉井刃脚踏面高程下沉到距设计高程约2m时，应加强对踏高程及下沉量的观测。5.3.1 下沉观测要求本工程沉井体积小，下沉周期短，需提高观测要求：a. 初沉阶段，对沉井的位置、标高（沉降值）和垂直度及时进行测量，每2小时至少测量一次（班中及每次下沉后），并作好记录。必要时应连续观测，及时纠正。b. 终沉阶段，每小时至少测量一次，如停止挖土后沉井仍不能停止时，应立即采取措施控制沉井下沉。c. 沉井下沉接近设计标高时，应加强观测，观测沉井在8小时内累计沉降量不大于10mm时，可准备进行封底。5.3.2 沉井井筒垂线倾斜度的观测沉井井筒垂线倾斜46、度的观测方法为：观测在井筒内壁预先设定的4个垂球的锥尖是否分别在相对应位置上的标盘中心，当井筒发生偏斜时，垂球锥尖就偏离标盘中心点，垂球吊线就偏离井筒内壁上的垂线。根据垂球偏离标盘中心及偏离井筒内壁的垂线的方位和大小进行纠偏。一般在沉井每次下沉前后各观测一次。5.3.3 沉井下沉量、刃脚踏面高程及井筒倾斜度的观测沉井刃脚踏面高程及下沉量的观测方法为：利用在沉井外地面上轴线位置处预先设置的水平指标尺，分别测出下沉时刃脚踏面的高程，前、后两次分别测得的刃脚踏面的高程差，即下沉量；刃脚踏面下沉前高程减去测得下沉时踏面高程即总下沉量。同时两个相对点高差读数之正、负差，也表示沉井井筒倾斜的方向及倾斜程度47、。一般上述观测在每次下沉前、后各一次。5.3.4 沉井下沉水位控制措施由于控制下沉系数及井体周边沉降量的需要，可能要向井内倒灌或抽出部分水体。根据现场实际情况，除W11、W12距离河道距离在200米以上，其余沉井距离河道均在100米以内，因此除个别沉井所需的水为自来水外其余均来自于河水；由于本工程地块均为待开发地块，沉井内排水均可以排至附近地块和河道中，不影响沉井内排水需要。沉井制作完成并下沉前，先在沉井井壁四周设置四个监测点，沉井挖土下沉时，根据现场实际情况，如下沉过快，井体周边沉降量过大，则应向井内灌水，以达到平稳的下沉。当沉井下沉有困难时，一是采取抽沉井内的水，减少浮力，一是在沉井井壁四48、周注浆形成泥浆套加快沉井的下沉。5.3.5 终沉控制当沉井刃脚踏面下沉至离设计标高还剩1m左右时，沉井进入终沉阶段，此时应切忌“深锅底”，因为过深的锅底，可能导致刃脚下土体大量向井内涌入，易发生突然下沉或超沉。应先冲刷刃脚附近的土体，形成“反锅底”，然后视情况再挖中心部位土体，控制好下沉速度，务求沉井缓缓挤土下沉到位。如水位较高时，采用潜水员下潜冲泥下沉。下沉到比设计标高高15cm时,立刻停止下沉。5.3.6 沉井下沉施工记录沉井下沉施工记录是将沉井过程中测量的结果及观察分析的有关情况准确无误地记录下来，并及进通报给有关人员。该记录的作用是及时准确地提供沉井下沉施工质量和土层、地下水等变化的信49、息，据此控制沉井下沉过程中的质量，并作为技术档案备查。沉井下沉的施工记录是动态的施工记录。主要记载沉井下沉过程中刃脚踏面各点不同计算出相应的下沉深度及偏斜；描述沉井纠偏及土层、地下水变化情况；记录沉井施工至封底前出现的问题及采取的解决问题的措施和效果。沉井下沉施工记录应有专人负责填写，并经审核人、项目负责人签字后存档备查。5.3.7 挖机站位及运土车辆停放位置沉井施工过程中，不管是沉井基坑开挖，还是沉井下沉等，皆是挖掘机与人工配合施工，都需要考虑挖掘机及运土车辆的停放位置，由于本工程地势较开阔，挖掘机计划停在沉井东西侧进行挖土，车辆停放在挖掘机边上，距离沉井井壁不小于3m，以减少对沉井水平方向50、荷载，两面对称停放，交替作业，灵活操作，均匀施工，对称开挖，人机配合，合理调配，科学实施。靠近井壁内侧的渣土尽量采用人工开挖，防止机械碰触沉井结构，保证安全，沉井内的渣土多用机械开挖，合理控制施工速度。挖土时必须严格按照上述要求进行挖土作业，挖土过程安排技术人员，现场跟班和指导，测量人员跟进测量，不得随意开挖，或不对称开挖，以免造成沉井倾斜或其他问题。沉井施工挖掘机停放示意图如下：5.4 沉井下沉后接高混凝土时的稳定措施本工程沉井计划分三次制作，两次下沉，当沉井第一次下沉以后，紧接着是沉井的下一节制作，即沉井继续接高。此时由于沉井最上部的几米高度高出地面，井壁外侧不接触地层土质，没有摩擦力。属51、于自重增加，摩擦力没有相应增加的状况，因此，这种工况需要考虑防止和避免沉井自行下沉或倾斜，通常情况下，沉井在下沉期间，下沉系数K11，当沉井井壁接高时，下沉稳定系数K2必须小于1，这时对沉井的下沉稳定系数进行计算，如沉井下沉稳定系数满足K21，则认为地基是稳定的，沉井不会发生自行下沉或倾斜，如沉井下沉稳定系数不满足K21的条件，则需要在井内填土和灌水等临时措施，来保证沉井接高时的地基稳定。这项沉井下沉系数计算在本方案计算章节有专门的计算过程和计算结果。6. 封底沉井下沉到位后，观测沉井在8小时内累计沉降量不大于10mm时，方可进行封底。封底采用40cm厚M10浆砌块石+C25素混凝土。本工程沉52、井采用不排水下沉法，因此，采用水下封底。封底前先用长臂挖机填筑块石，根据沉井大小，封底混凝土厚度，考虑采用两支导管及漏斗或混凝土泵车，进行水下混凝土灌注。封底养护24小时后，抽干积水，清除杂物，然后施工底板。在砼底板施工前，应对底板与井壁连接处进行清洗（该处在沉井下沉前应完成凿毛处理）。底板浇捣后，井内采取灌水养护。养护结束达到设计强度后，进行顶管设备安装。7. 底板施工沉井封底混凝土施工完毕，需要进行必要养护，使其具备一定强度后，方可进行底板施工，根据设计要求，底板混凝土厚度为0.350.55m，强度等级为C30S6，保护层厚度为50mm，由于沉井井壁施工时设有预埋钢筋，在底板钢筋绑扎时，需53、要与井壁预埋钢筋进行有效连接。底板钢筋绑扎前需对封底混凝土表面进行清理，并在表面做标记，作为底板钢筋间距的控制点位。钢筋绑扎完成后，项目部进行检查验收，完善手续且符合要求后，方可浇筑混凝土。混凝土浇筑和养护均按照井壁混凝土施工的要求进行作业。8. 顶板施工底板施工完成后进行顶管、水平定向钻施工，并进行闭水试验，合格后实施顶板。顶板采用扣件式满堂支模架法浇筑。混凝土强度达到设计强度后拆除支架、模板，然后回填。顶板满堂支模架计算详见附件。三、老井封堵措施1. 现状调查现场对老井进行调查，W5位于盛莫北路与惊驾东路交叉口，与盛莫北路污水管道相通，老井内可能存在有毒有害气体。由于W5是接收井，W4-W54、5、W5-W6顶管施工均需要从该井出头，考虑顶管机头吊装需要，必须先对该沉井四周进行彩钢板围护，破除原有沥青路面结构层，开挖至顶板后，将已前期已实施的顶板予以切割吊出。然后用手提气体监测仪器监测有毒有害气体，并用排风扇将有毒气体排出，采用水下封堵之后进行水泵抽水，待沉井内水抽干净后，查看预留洞情况，如预留洞预留准确，则按常规进行施工；预留洞如预留不准确，待上报监理、设计及业主后，采用空压机进行凿洞，凿洞前在封门处采用6m长25b钢板桩进行密排支护，防止洞凿开后泥土进入老井内；处理完成后进行顶管施工。2. 老井凿开及进洞施工方案根据以往经验，安排管道顶进至老井与老井开孔结束的时间节点几乎同时，使55、顶管顶进可以不停止，一旦停止，管壁与泥土加紧粘结，增加阻力，影响顶进。顶进连接需要在老井上做许多工作：2.1 到相关部门办理手续，获得污水封堵资料。2.2 对老井进行排毒，做无毒处理。2.3 对老井内的已有洞口进行封堵，新建管道进洞前做好排干井内污水和开凿进洞口二项准备工作。2.4 对老井井口四周进行彩钢板围护，井口距彩钢板预留8m工作区间。2.5 带有防毒面具的潜水员下到沉井中，将气囊塞入下污水的进水管中，用氧气通过压力软管，缓慢地将气体充入气囊中，气体的压力控制在0.5kg/cm2，切忌压力过大，造成气囊破裂。2.6 自备排水泵抽干老井内的积水。2.7 顶管测量人员戴好防毒面具，系好救生绳56、，下到老井内确定顶进的中心位置及标高。2.8 测量完毕后，缓慢地将气囊的气体放出，然后挖出管内的气囊，使管道正常通水。2.9 新建沉井往老井进行顶管施工，顶至老井井壁时，停止顶进。2.10 派潜水员对老井侧管道进行二次封堵，完毕后进行老井抽水。2.11 施工人员下井前需戴好防毒面具，并用通风机往井内输送新鲜空气，并使用换气扇将井内的气体换出，使用硫化氢检查仪，确定硫化氢含量在安全范围内，且不对人体有影响，施工人员才能下井，施工人员下到老井中在井壁中凿除一只1500mm洞口，在切割钢筋，严禁使用明火，应采用液压钳或砂轮机将洞口的钢筋切断，必须在业主与泵站约定的时间内将洞口凿除，工具管顶至井中，然57、后用专用设备对工具管进行分解，将管子与井壁四周的空隙用高标号细石混凝土填满，并将井内的淤泥、杂物清除干净。2.12 用砖墙将1000mm新建管子进行封堵，封堵位置在管口进去30cm处，墙厚24cm中间加砖垛一座，抹灰采用双面抹灰、砂浆混入水玻璃，缩短初凝时间，便于及早通水，第三次拆除砖墙封堵采用潜水员水下用凿岩机拆除。2.13 砖墙强度达到要求后，拆除堵水气囊，使管道正常排水。四、沉井下沉施工质量通病防治根据本工程的土质、水文以及以往在宁波地区的施工经验判断，本工程沉井在下沉过程中可能出现的质量通病主要有以下几种，并提出针对性的预防和处理方法。1. 下沉过快沉井下沉速度超过出土速度，出现异常情58、况。1.1 原因分析1.1.1 遇软弱土层，土的耐压强度小，使下沉速度超过出土速度；1.1.2 长期抽水或因砂性土的流动，使井壁与土间磨擦力减小；1.1.3 沉井外部土液化。1.2 预防措施和处理方法1.2.1 可用木垛在定位垫架处给以支承，并重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖土；1.2.2 将排水法下沉改为不排水法下沉，增加浮力；1.2.3 在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实，增大摩阻力；如沉井外部的土液化发生虚坑时，可填碎石处理。2. 下沉过慢沉井下沉速度很慢，甚至不下沉。2.1 原因分析2.1.1 沉井自重不够，不能克服四周井壁与土层的摩阻力和刃脚下土的正面阻力；2.1.2 向59、刃脚方向削土深度不够，正面阻力过大；2.1.3 井壁制作表面粗糙，高低不平，与土的摩阻力加大；2.1.4 刃脚被砂砾、卵石层及粗砂层挤实或局部被孤石或大卵石搁住；2.1.5 在黏性土层中下沉，因故中途停沉或过久，侧压力增大而使下沉过慢或停沉。2.2 预防措施和处理方法2.2.1 沉井制作采取措施，严格保持尺寸准确，表面平整光滑；2.2.2 采取在井顶均匀配重的方法，使沉井有足够的下沉自重，下沉系数应不小于1.051.25。配重物体采用混凝土块。2.2.3 对下沉系数不大的沉井，采取连续挖土，连续下沉，不使中间停歇时间过长；2.2.4 用高压水均匀冲刷井壁及刃脚或在井壁上预埋射水管，遇下沉缓慢或60、停沉，进行射水减少井壁与土层之间的摩阻力；2.2.5 在井壁周围空隙中充填触变泥浆（膨润土20%，火碱5%，水75%）。3. 突沉沉井在瞬时间内失去控制，下沉量很大，或很快，严重时往往使沉井产生较大的倾斜，周围地面塌陷。3.1 原因分析3.1.1 挖土或冲泥将锅底挖得太深，沉井暂时被外壁阻力和刃脚托住，当继续挖土时，土壁摩阻力达到极限，井壁阻力因土的触变性，使沉井失去支撑而导致突然下沉或急剧下沉；3.1.2 沉井下遇有粉砂层，由于水压作用井内涌砂，产生流砂现象，而造成急剧下沉；3.2 预防措施和处理方法3.2.1 控制挖土或水力冲击深度，锅底不要挖得太深；3.2.2 严格控制挖土深度，每层不超61、过40CM，不使挖土超过刃脚使刃脚被掏空，特别是刚开始下沉时，要注意先观测沉降，少挖土。3.2.3 控制排水高差和深度，减少动水压力，不使产生隆起现象。3.2.4 在沉井外壁空隙填充中粗砂或级配碎石增加摩阻力，随沉随灌。3.2.5 发现沉井内有大量隆起或产生流塑情况，为防止突然急剧下沉和意外事故发生，可向井内灌水，把沉井下沉改为不排水下沉施工。3.2.6 当沉井下沉达到设计标高时，而井内涌土高度达到封底底板标高以上，因挖土会使继续下沉，故封底工作宜按沉井底部分格进行。4. 倾斜沉井在浇筑过程中或下沉前，或下沉过程中，井体发生倾斜，使井体中心线与刃脚中心线不重合，沉井垂直度出现歪斜，超过允许限度62、。4.1 原因分析4.1.1 基坑土质软弱而垫层设置不合理，或受水浸泡，导致地基承载力不够，使沉井在浇筑过程中或下沉前就产生不均匀沉降，从而发生倾斜。4.1.2 沉井刃脚下的土质软硬不均，如靠近道路的一侧较另一侧密实，两侧地基承载力和摩擦力存在较大差异。4.1.3 沉井制作刃脚不平，井壁不垂直，刃脚和井筒中心线不垂直，使刃脚推动导向功能不一致；4.1.4 挖土不均匀使井内土面高差悬殊；4.1.5 刃脚下掏空过多，使沉井不均匀下沉，易于产生倾斜；4.1.6 刃脚一侧被障碍物搁住，未及时处理；4.1.7 井外弃土或堆物，井上附加荷重分布不均，造成对井壁一侧产生偏差。4.2 预防措施和处理方法4.263、.1 严格按方案确定的垫层宽度、厚度设置，砂垫层拍平振实，基坑内严防积水；4.2.2 沉井浇筑时，在土质较软的一侧设置木桩斜撑。或在土质较软的一侧的刃脚两侧堆砌砂袋或土袋；4.2.3 加强沉井过程中的观测和资料分析，发现倾斜及时纠正；4.2.4 严格控制沉井制作尺寸，使偏差在允许范围以内；4.2.5 在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖土或不挖土，待正位后再均匀分层取土；4.2.6 在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，延缓下沉速度；4.2.7 在井外深挖倾斜反面的土方，回填到倾斜一面，增加倾斜面的摩阻力；4.2.8 不排水下沉，在靠近刃脚低的一侧适当回填砂石；在井外射水或开挖，增加偏心压载以及64、施加水平外力等措施。5. 位移或扭位沉井下沉过程中或下沉后，筒体轴线位置发生一个方向偏移（称位移），或两个方向的偏移（称扭位）。5.1 原因分析5.1.1 大多由于倾斜引起的，当发生倾斜和纠正倾斜时，井体常向倾斜一侧下部产生一个较大的压力，因而伴随产生一定位移，位移大小随土质情况及向一边倾斜的次数而定，当倾斜方向不平行轴线时，纠正后则产生扭位，多次不同方向的倾斜，纠正后，常伴随产生偏离轴线方向的扭位；5.1.2 沉井倾斜未纠正就继续下沉，常会使沉井向倾斜相反方向产生一定位移；5.1.3 测量定位出现差错。5.2 预防措施和处理方法5.2.1 控制沉井不再向偏移方向倾斜；5.2.2 有意使沉井向65、偏位的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至刃脚处中心线与设计中心线位置相吻合或接近时，再将倾斜纠正；5.2.3 及时不断地纠正倾斜，避免在倾斜情况下继续下沉，造成位移和扭位；5.2.4 加强测量的检查和复核工作。6. 搁置沉井被地下障碍物搁置或卡住，不能下沉的现象。6.1 原因分析沉井下沉局部遇孤石、大块卵石、砖石、混凝土基础、管线、钢筋、树根等，造成沉井被搁置、卡住，难以下沉。6.2 预防措施和处理方法6.2.1 遇较小孤石，可将四周土掏空后取出；较大孤石或大块石、地下沟道等，可用风动工具或用松动爆破方法破碎成小块取出。炮孔66、距刃脚不小于50cm，其方向须与刃脚斜面平行，药量不得超过200g，并设钢板、草垫防护，不得用裸露爆破；6.2.2 钢管、钢筋、树根等可用氧气烧断后取出；6.2.3 不排水下沉，爆破孤石，除打眼爆破外，也可用射水管在孤石下面掏洞，装药破碎吊出。7. 悬挂沉井下沉过程中，刃脚下部土体已经掏空，而沉井的自重仍不能克服摩擦力下沉，产生悬挂现象，严重时将井壁拉裂。7.1 原因分析7.1.1 井壁与土体间的摩阻力过大，沉井自重不够，下沉系数过小；7.1.2 沉井平面尺寸过小，下沉深度较大，遇较密实的土层，其上部有可能被土体夹住，使其下部悬空，易造成井壁拉裂。7.2 预防措施和处理方法7.2.1 用0.267、0.4mpa的压力流动水沿沉井外壁缝隙冲水，以减少井壁和土体间的摩阻力；7.2.2 在井筒顶部加荷载；7.2.3 继续第二层碗形挖土，或挖空刃脚之土，必要时向刃脚外掏深100mm。8. 超沉或欠沉沉井下沉完毕后，刃脚平均标高大大超过或低于设计要求深度。8.1 原因分析8.1.1 沉井下沉至最后阶段未进行标高控制和测量观测；8.1.2 下沉接近设计深度未放慢挖土和下沉速度；8.1.3 遇软土层或流砂，使下沉失去控制；8.1.4 在软弱土层预留自沉深度太小；或未及时封底；或沉井下沉尚未稳定就封底，常造成超沉；在砂土层或坚硬土层预留自沉深度太大，或沉井下沉尚未稳定就封底，常发生欠沉；8.1.5 沉井68、测量基准点碰动，标高测量错误。8.2 预防措施和处理方法8.2.1 沉井接近设计标高应加强测量观测，校核分析工作；8.2.2 在井壁底梁交接处，设砖砌制动台，在其上面铺方木，使梁底压在方木上，以防过大下沉；8.2.3 沉井下沉至距设计标高0.1m时，停止挖土和井内抽水，使其完全靠自重下沉至设计或接近设计标高；8.2.4 采取减小或平衡动水压力和使动水压力向下措施，以避免流砂现象发生；8.2.5 沉井下沉趋于稳定（8h的累计下沉量不大于10mm时），始进行封底；8.2.6 采取措施保护测量基准点，加强复测，防止出现测量错误。五、沉井施工监测及应急措施本工程沉井下沉深度均在10m以内，根据相关要求69、，沉井下沉时影响范围为20m，现场红线内房屋拆迁后，只有W2沉井附近的高压电线杆可能会受到一定的影响，因此，对沉井的监测主要是保护电力架空线的电线杆。1. 监测周期为：从沉井制作开始到底板浇筑后3天内；2. 监测频率和报警值要求如下：地表沉降地面裂缝监测频率1次/d1次/d报警值变化率3mm/d持续发展累计值60mm15mm3. 监测点布置：根据现场特点，监测点应按以下规则布置：3.1 根据沉井下沉的影响范围，在沉井外侧隔5m设置一道沉降观测点，每道沉降观测点布置4个，位于沉井的东南西北四个方位，用来检测沉井下沉时周围土体的沉降量。3.2 沉井下沉前，在沉井影响范围内20m的杆线处布置两个监测70、点，用来检测电力杆线的沉降量。4. 监测方法：监测采取仪器监测和巡视检查相结合的方法。仪器配备有：全站仪、DSZ3水准仪、千分尺、数码摄像机等。5. 应急措施：沉井下沉前，施工现场配备足够的砂包或级配碎石以及塘渣、水泵。当出现监测报警值时，立即停止开挖，并用中粗砂回填井周，严重时同时用塘渣回填井内基坑或灌水回填，用水泵直接从河道中取水。第三章 顶管施工方案本工程顶管施工拟采用泥水加压平衡机顶法施工工艺。一、泥水加压平衡顶管法概述泥水加压平衡顶管工法的特征是在机械掘削式顶管前部的刀盘附近安装隔板，形成泥水压力仓，将加压的泥水送入泥水压力仓与刀盘切下的土混合后由泥浆泵以泥水形式输送到地面, 以实现71、连续顶进出土的过程。泥水加压平衡顶管工法具有平衡开挖面的侧向土压力和平衡地下水位的作用，因此在顶进的过程中能对付各种地面环境的安全和开挖面的正面稳定，从而显示其和其它顶管施工方法所不同的独特之处。泥水平衡顶管系统主要由顶管机、泥水处理、泥水输送及顶进管理四个系统组成。1. 工作原理及优点微型掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接收井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层。挖掘的土质，石块等在转动的切削刀盘内被粉碎，然后进入泥水舱，在那里与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。在挖掘过程中，采用复杂的土压平衡装置来维持水土平衡，以至始终处于主72、动与被动土压之间，达到消除地面的沉降和隆起的效果。掘进机完全进入土层以后，电缆、泥浆管被拆除，吊下第一节顶进管，它被推到掘进机的尾套处，与掘进头连接管顶进以后，挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管道又吊入坑内，套在第一节管道后方，连接在一起，重新顶进，这个过程不断重复，直到所有管道被顶入土层完毕，完成一条永久性的地下管道。掘进机在掘进过程中，采用了激光导向控制系统。位于工作后方的激光经纬仪发出激光束，调整好所需的标高及方向位置后，对准掘进机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像内，并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。操作者可以根据需要开启位于掘进机内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目的，调73、整切削部分头部上下左右高度。在整个掘进过程中，甚至可以获得控制整个管道水平、垂直向30cm内的偏离精度。泥水平衡式顶管突出的优点：1.1 适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化范围很大的条件下，它都适用。1.2 可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小，因而由顶管引起的地面沉降较小。1.3 与其他类型的顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其在粘土层这种表现得更为突出，所以特别适用于长距离顶管。1.4 工作井内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道，输送弃土，不存在吊土，搬运等危险的作业。1.5 泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。2. 泥水平衡顶74、管机2.1 泥水加压平衡顶管机主机工作原理工具管在正常作业前，刀盘与壳体外圈接触，刀排与刀盘盘体接触，泥水仓处于密闭状态，以延缓泥水压力泄漏。同时在泥水旁路切换大循环时，使泥水压力的波动对开挖面的扰动降到最小，待泥水仓中压力稳定后，启动中心轴动力泵站带动中心轴及刀架向前运动，使刀架与刀盘分离，在两者之间形成四条70mm的进土间隙，并由中心轴及刀架的继续伸出带动刀盘盘体的运动，使之与壳体保持一定距离，此时机头即处于待工作状态，启动刀盘驱动电机，通过第一级减速(105k行星齿轮减速机)，其输出轴上的小齿轮带动中心轴上的大齿轮(即第二级减速i=131/17)最终带动刀盘及刀架，以1.5rpm转动(可75、正反转)切削土体，见下图：顶管机主机示意图2.2 D1000钢筋砼管所采用顶管机械主要技术参数：2.2.1 外形尺寸：内径1000mm，外径1220mm，全长3600mm，重量6.5t。 2.2.2 切削刀盘：直径1224mm，驱动电机215KW，转矩90KN.m，回转速3.3r/min。2.2.3 纠偏油缸:数量4个，每个推力420KN，最大纠偏角度2.5。2.2.4 泥水系统：进排泥管4寸,进排泥渣浆泵222KW。2.3 顶进装置顶进装置分主顶进装置及中继顶进装置两部分。主顶进装置的主要功能是完成管节的顶进，其由底座、油缸组、顶进头、V形顶块、钢后靠及液压动力泵站等组成；中继顶进装置主要是76、为中继接力顶进所用。3. 泥水处理泥水处理系统主要由粘土溶解槽、调整槽、剩余槽、清水槽、泥水分离旋流器和沉砂池等组成，起处理泥水(由盾构开挖面排出)和制造新鲜泥水的作用。泥水处理采用一次沉淀的方法，沉淀后的泥水送入调整槽，调整粘度、密度后重新利用。设置一台潜水泵引水入清水槽，清水槽内设潜水泵一台，用于向调整槽内加注清水，调整槽内设搅拌装置，调整后泥水通过P1(PH)泵送入顶管机内使用，粘土溶解槽内搅拌浓泥浆，加入调整粘度、密度。并且根据实际情况再作调整。4. 泥水输送泥浆输送系统是由一根4送泥管、一根4排泥管、送泥泵和排泥泵等部分组成。经处理后的泥水由调整槽通过P1-1泵或PH泵由地面送至基坑77、下，顶管内排出的高密度泥水，经安装在地面和隧道内的接力泵送回至地面泥浆沉淀池。泥水处理简图泥水输送系统启动时，先开启VP阀，启动PI泵，开启V3、V5阀，再逐个启动P2、P3、PE泵。系统启动数分钟后，当送排泥水压力和流量趋于稳定，送泥水压力和切口压力基本相同时，才可操作到“顶进状态”。泥水输送系统流程图进入顶进状态时，开启机头阀，开启V1、V2阀，关闭V3阀。泥水输送系统可逐渐达到泥水平衡，调整送泥水压和排泥流量，使推进过程中一直保持泥水平衡，若在推进过程中，切口水压值偏高设定值，操作人员应采取措施，使之恢复正常。若切口水压继续偏差达限值，应立即切换到“旁路状态”。如果切口水压的偏离原因是泥78、水管道堵塞引起的，就应操作至“逆洗状态”，对堵塞管道进行冲洗。管道畅通后，应先转换到“旁路状态”，最后才转换到“顶进状态”。顶进结束后，应将顶进状态切换到旁路状态，待泥水平衡后，再切换到停止状态。5. 顶进管理系统顶进管理系统由顶管机主机及泥水输送两大系统组成。该系统能在电脑中反映出施工过程中的切口水压、送排泥流量、送排泥密度、主顶速度、主顶行程、刀盘油压和顶管的平面、高程、转角等一系列施工参数。顶进过程中，中央控制室操作人员通过此管理系统反映的各类施工参数及时作相应调整。二、施工工艺流程测量引点工作井、接收井施工测量放样坑下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装地面辅助设施安装顶管掘进机吊装就79、位激光经纬仪安装掘进机出工作井正常顶进顶管机进接收井，如下图所示。三、顶力计算、管道验算、准备工作1. 顶力的计算最大推力计算，采用给水排水工程顶管技术规程（CECS246:2008）12.4.1公式计算：Fo=D1Lfk+NF，式中：Fo总推力(KN)；D1管道外径(m)；L管道设计顶进长度(m)；fk管道外壁与土的平均摩阻力（KN/）；NF顶管机的迎面阻力（KN）NF =/4 *DgsHo式中：Dg顶管机外径(m)，取1.22米；Ho覆盖层厚度(m) s土的重力密度，根据地质勘察报告，顶管穿越1淤泥质黏土层、2黏土层、3淤泥层，相对应的天然重度分别为17.4KN/m3、18KN/m3、1680、.6KN/m3。为简便计算，s取18KN/m3。顶管机出洞顶管设备就位机头刀盘运转顶管机进洞送排泥泵开启顶进出土泥水分离主顶推进到位回缩主顶拆除管内管线管节安装安装管内管线弃土出运顶管机转场进洞密封器安装出洞密封器安装放样、复核沉井顶板施工回填顶管工作井、接收井施工1.1 W2-W3段D1000钢筋砼F管，外径1.22m，长度115.7米，覆土厚度3.56-3.66m（取3.66m），fk采用给水排水工程顶管技术规程（CECS246:2008）表12.6.14取中值4 KN/。(地质勘察报告中给出的值是12KN/,综合考虑采用规范进行保守计算)Fo=3.141.20115.74+3.14/4181、.222183.66=1821KN4300KN，符合设计要求。1.2 W3-W4段D1000钢筋砼F管，外径1.22m，长度113.7米，覆土厚度3.66-4.22m（取4.22m），fk采用给水排水工程顶管技术规程（CECS246:2008）表12.6.14取中值4 KN/。Fo=3.141.20113.74+3.14/41.222184.22=1802KN4300KN，符合设计要求。1.3 W4-W5段D1000钢筋砼F管，外径1.22m，长度113.7米，覆土厚度4.22-5.32m（取5.32m），fk采用给水排水工程顶管技术规程（CECS246:2008）表12.6.14取中值4 K82、N/。Fo=3.141.20113.74+3.14/41.222185.32=1826KN4300KN，符合设计要求。1.4 W5-W6段D1000钢筋砼F管，外径1.22m，长度73.7米，覆土厚度4.50-5.32m（取5.32m），fk采用给水排水工程顶管技术规程（CECS246:2008）表12.6.14取中值4 KN/。Fo=3.141.2073.74+3.14/41.222185.32=1223KN4300KN，符合设计要求。1.5 W6-W7段D1000钢筋砼F管，外径1.22m，长度156.7米，覆土厚度4.49-4.50m（取4.50m），fk采用给水排水工程顶管技术规程（C83、ECS246:2008）表12.6.14取中值4 KN/。Fo=3.141.20156.74+3.14/41.222184.50=2456KN4300KN，符合设计要求。1.6 W7-W8段D1000钢筋砼F管，外径1.22m，长度98.8米，覆土厚度1.17-4.49m（取4.49m），fk采用给水排水工程顶管技术规程（CECS246:2008）表12.6.14取中值4 KN/。Fo=3.141.2098.84+3.14/41.222184.49=1584KN4300KN，符合设计要求。1.7 W8-W9段D1000钢筋砼F管，外径1.22m，长度78.8米，覆土厚度0.66-4.67m（取84、4.67m），fk采用给水排水工程顶管技术规程（CECS246:2008）表12.6.14取中值4 KN/。Fo=3.141.2078.84+3.14/41.222184.67=1286KN4300KN，符合设计要求。1.8 W10-W11段D1000钢筋砼F管，外径1.22m，长度71.7米，覆土厚度5.32-5.47m（取5.47m），fk采用给水排水工程顶管技术规程（CECS246:2008）表12.6.14取中值4 KN/。Fo=3.141.2071.74+3.14/41.222185.47=1196KN4300KN，符合设计要求。1.9 W11-W12段D1000钢筋砼F管，外径1.85、22m，长度143.7米，覆土厚度5.32-5.36m（取5.36m），fk采用给水排水工程顶管技术规程（CECS246:2008）表12.6.14取中值4 KN/。Fo=3.141.20143.74+3.14/41.222185.36=2279KN4300KN，符合设计要求。由此可见，最大顶力满足设计要求，无需设置中继间。2. 管道允许顶力验算钢筋砼顶管传力面允许的最大顶力采用给水排水工程顶管技术规程（CECS246:2008）8.1.1公式Fdc=0.5123fcAp/Qd5式中 Fdc 混凝土管道允许顶力设计值（N）1混凝土材料受压强度折减系数，可取0.92偏心受压强度提高系数，可取1.86、053材料脆性系数，可取0.855混凝土强度标准调整系数，可取0.79Qd顶力分项系数，可取1.3Ap管道的最小有效传力面积（mm2）计算得345400 mm2（D1000钢筋砼管）fc混凝土受压强度设计值（N/mm2） 取50 N/mm2（按设计图纸要求）Fdc=0.50.91.050.8550345400（1.30.79）=6754KN2456KN，即管节允许顶力设计值符合总顶力要求。3. 管道结构强度验算详见计算书，附后。由计算书可知，I、级管均能满足规范要求。由于设计图纸及招投标清单均未明确采用几级管材，考虑经济因素，本次采用I级管进行施工。4. 施工准备工作4.1 地面准备工作4.187、.1 在顶管顶进施工前，按要求进行施工用电，用水，通道，排水及照明等设备的安装。施工用电计划由现状400KVA变压器输出，并配备一台150KW发电机以防停电；W12工作井处水需从外拖运，其余工作井就近从河道抽水。4.1.2 施工材料，设备及机具必须备齐，以满足本工程的施工要求。管节等准备要有足够的余量(4050m)。吊机进出停放位置填筑塘渣并整平压实，现场布置安全警示标志，安排专职人员指挥吊装，并组织专人做好交通组织措施。4.1.3 沉井上下建立测量控制网，并经复核报验监理认可。4.2 沉井下准备工作及井内布置工作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。顶管基座为钢结构预88、制构件，顶管基座位置按管道设计轴线准确进行放样，安装时按照测量放样的基线，吊入沉井内就位安装固定。基座上的导轨按照顶管设计轴线并按实测洞门中心居中放置，并设置支撑加固，保证基座稳定不变形。4.3 技术交底，岗位培训在顶管施工前，对参加施工的全体人员分阶段进行详细的技术交底，对各技术工种进行岗位培训，经考核合格后，才能上岗。四、主要施工参数的设定与调整1. 切口水压设定泥水平衡顶管顶进时，开挖面不断被刀头切削，此时泥膜被刀头切削并将泥水压力传递给土体，由于刀头的介入使传递给土体的外力增加，因此开挖面处于动态平衡之中。切口水压的上、下限值设定可根据常用土体力学计算公式计算得到。实际顶进过程中的切口89、水压是根据切口水压设计设定值、实时的土砂量和干砂量积算值等重要参数设定。其中切口水压设计设定值可根据近1050m掘进过程中较佳的设定值回归所得。2. 顶进速度顶进速度的控制过程中，应注意以下几点：2.1 主顶启动时，必须检查千斤顶是否满足要求，开始顶进和结束顶进之前速度不宜过快。每节顶进开始时，应逐步提高顶进速度，防止启动速度过大。2.2 一节顶进过程中，顶进速度值应尽量保持恒定，减少波动，保证切口水压稳定和送、排泥管的畅通。2.3 顶进速度的快慢必须满足每节润滑泥浆注浆量的要求，保证润滑泥浆系统始终处于良好工作状态。根据实际施工经验，正常顶进条件下，顶进速度应设定为2.53.5cm/min；90、如正面遇到障碍物或地基加固土，顶进速度应低于1cm/min。3. 泥水质量控制泥浆系统有二个作用：送走被挖掘机的渣土和平衡地下水。泥浆系统是由密封的管道组成，通过机头循环，形成泥浆混合物，由排泥管送走，最后沉淀在地面上的泥浆池内，泥浆通过众多的排泥泵被排出。再由进水泵进水送入机头，排泥由变速的排泥泵进行控制。机坑旁通装置可控制进排泥浆的速度、方向，以防止泥渣堵塞管道，淤积现场。当挖粘土时，可能使普通粘土，有一定的粘合度，可以直接将泥浆排入泥浆池内，但是当挖沙土时，泥浆中必须添加一定的粘合剂（诸如膨润土等）以增加泥浆粘度，以达到排渣的最终目的。夹带泥砂的泥浆，可通过振动筛、循环沉淀器、干燥器等，91、处理分离渣质，泥浆被再用，渣质被积累后处理。处理渣土用翻斗车，泥浆用罐车运出场区，堆置于郊外，处理时注意不得污染路面等环境。进排泥水系统起着第二个作用：在有地下水存在的地方，掘进机表面的压力可以降低到小于水中的压力。这样避免了抽地下水的需要。进排泥水系统中的压力感应器可测出地下水的压力。机内泥水循环系统，电磁阀，旁通装置及载水阀可以起到调节水压的作用。机内电磁阀和旁通系统，可以阻止水压的变化，保持水压，在加管道时，不至于减小机头的水压，保证内部压力平衡。3.1 密度泥水的密度是一个主要控制指标。泥水密度比重不宜过高或过低，过高将影响泥水的输送能力，过低将破坏开挖的稳定。实际施工和室内实验结果表92、明，适用于本工程的泥水密度范围应在1.101.16g/mm3。下限为1.10g/mm3，而上限需根据顶管机中心轴所能承受的最大扭矩来定。3.2 黏度泥水的黏度是另一个主要控制指标。从土颗粒的悬浮性要求而言，要求泥水的黏度越高越好，根据泥水处理系统的自造浆能力，随着顶进节数的增加，泥浆越来越浓，黏度也呈直线上升，而黏度的增加并非说明泥浆的质量越来越高，因此，泥水粘度的范围应在2025S，考虑到粘度的调整有一个过程，应在泥浆粘度为22S时(调整槽粘度)，即可逐渐添加CMC，添加量的多少视粘度下降的趋势而定。3.3 析水量析水量是泥水管理中的一项综合指标。泥水的析水量应小于5%，降低土颗粒和提高泥浆93、的粘度，是保证析水量合格的主要手段。泥水监控是一个使用小调整使用大调整使用的无限循环过程，是一个动态变化过程。检查配比是否合理的标准是地面沉降量，沉降量得到控制后就要注意泥水指标的变化趋势，使之稳定在某一区域内。4. 逆洗时的压力控制逆洗是顶进过程中较为常用的防止和消除排泥管吸口堵塞的方法。在逆洗过程中，由于土仓或顶管机内的排泥管处于堵塞状态，因此逆洗时应提高排泥流量，但不能降低切口水压，整个逆洗过程必须密切注意开挖面稳定情况。推进、逆洗和旁路三状态切换时的切口水压控制偏差值为：0.02MPa。五、触变泥浆减阻措施1. 注浆顺序地面拌浆启动压浆泵总管阀门打开管节阀门打开送浆(顶进开始)管节阀门94、关闭(顶进停止)总管阀门关闭坑内快速接头拆开下管节接2寸总管。2. 注浆原则合理布置注浆孔，使所注润滑泥浆在隧道外壁形成比较均匀的泥浆套。同时严格控制注浆量，防止单个注浆孔注浆量不足或超量。压浆时必须坚持先压后顶，随顶随压，及时补浆的原则，泵出口处压力控制在0.20.4MPa。混凝土管取35节。每组压浆孔在同一截面上设35个，管底不宜设注浆孔。相邻断面上的注浆孔可平行布置或交错布置；每个注浆孔宜安装球阀，应在顶管机尾部和其他合适位置的注浆孔管道上设置压力表。根据顶进速度在预留孔上设置补浆孔，采用给水排水工程顶管技术规程（CECS246:2008）12.6.9公式。Lm=TV，式中Lm补浆孔间距95、（m），V每天平均顶进速度（m/d），T减阻泥浆失效期（d），可取6-10d3. 注浆量的计算及注意事项本工程每1米注浆量计算如下：VDwtL3.141.210.0110.038m3（D1000钢筋砼管）3.1 按照地质条件。一般压浆量为计算的150200，本工程主要在淤泥、黏土中顶进，按照160进行注浆量控制。3.2 为防止路面沉陷和地上、地下构筑物不受扰动，顶管结束后，应及时对管体四周的缝隙充填水泥浆，使其密实坚固，填充水泥所用设备与触变泥浆设备相同。逐孔注浆，水泥浆液需搅拌均匀，无结块，无杂物，注浆结束后，要及时清理注浆设备，以防堵塞。3.3 注浆压力根据管道深度H和土的天然重度而定，经96、验为23H，本工程注浆压力为0.20.4MPa3.4 压浆填充材料：在管顶间隙较小管段，采用管内注浆，压浆材料为水泥粉煤灰浆，配比为，水泥：粉煤灰1：3；在管顶间隙较大管段，采用管内注浆和地面注浆相结合，压浆材料为水泥粉煤灰砂浆，配比为，水泥：粉煤灰：细砂1：1：4。3.5 管内注浆布孔方式：沿管线纵向每3m设一处压浆孔。布孔方式宜采用左上方、右上方、左上方的顺序。地面注浆布孔方式：沿管道上方每46m打孔至管顶空腔。3.6 注浆顺序：每段注浆从第一孔开始，直注至下一孔出浆，依次注完。每段注浆后，静止68小时后进行第二次注浆。第二次注浆压力不变，直至压不进为止。地面管内注浆均采用两次注浆方式。采97、用地面管内注浆管段，宜先从地面压浆，再进行管内注浆。3.7 注浆操作要求：地面注浆孔采用冲击式钻机，机械冲钻孔，孔深57米，孔径100mm，安装注浆花管后的外侧埋灌细砂。注浆采用机械搅拌水泥浆，电动注浆泵压力灌注，逐孔灌注，直至全部孔位注满。经测试后必要时进行第二次补浆，以保证加固的可靠性。根据本工程特点，初步设计每4节管（每节2米长）布设1节注浆管，依次调整注浆孔的位置，确保每个方向都能注浆润滑。总注浆量应不小于管外环形空间体积的2倍，考虑到泥浆的漏失，必须经常性地连续补浆，确保泥浆套的完整。3.8 注浆减磨要点：3.8.1 选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水量98、和动塑比。3.8.2 在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。3.8.3 膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供应商的建议但都必须按照规范进行，使用前必须先进行试验。3.8.4 压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的桨液形成情况。3.8.5 注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。在注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响这浆效果。3.8.6 注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。3.8.7 注浆泵选择脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相应配。六、操作控制系统由一名受过高度训练的操作人员，在地面控制室外内操99、作并仔细检测着整个操作系统、观察掘进机内的土压、油压、激光束位置。控制台提供操作数据和控制整套系统的电子按钮。控制板可以是人工控制方向和数据记录，或者是全自动控计算机控制方向和记录，其他的工作人员则负责沉井内管道和顶铁的更换以及进行、进排泥管和电缆的连接。当掘进机到达接收井时，挖掘会暂时中断，如果遇到有地下水或软土层时，还需有洞口止水圈安装在接收口墙上。最后，掘进机头从土层出来进接收井，就完成整个管道的铺装。这以后，掘进机被撤走，建造人工出口，接收井被关闭。一个工程常常有几个掘进段组成，这时，在工作井内的顶进设备变换方向，重新开始另一方的顶进工作，这个过程每过一个工作井重复二次，最后铺设成了整100、个污水管道。七、进出洞口的措施顶管和微型隧道施工中的进出洞口作业是一项很重要的工作，施工中应充分考虑到它的安全性和可靠性。尤其是从工作井中的出洞开始顶管，如果出洞安全、可靠又顺利，那么可以说顶管施工已成功了一半。许多顶管工程就是失败在进出洞口这两个环节上。顶进前，为防止洞口处的水土沿工具管外壁与洞门的间隙涌入工作井，在工作井内洞口处安装一道环形橡胶止水圈。在顶进施工过程中又可防止减摩浆从此处流失，保证泥浆套的完整，以达到减小顶进阻力的效果。工程技术人员、施工人员应了解施工现场情况和熟悉洞门附近的地质情况。分析可能出现洞口漏泥、水情况，基坑内布置一台排污泵，并制定相应的措施。在机头进洞时因土体是101、流沙，地下水位高，土体松软，地基承载力差，虽然经过地基处理，但为了机头顶进安全，机头不下沉，还应有机头加固措施。机头进洞时将机头与后面的五节管用拉杆连接起来，使之成为一个整体，并在导轨上用两个手拉葫芦间隔一米拉紧，从而使机头沿着导轨方向顺利顶进。掘进机头顶进到位后，吊放第一管节，拼接完毕，然后在工具管后管节内安装工具管辅助设备。1. 管节运输根据本工程施工场地情况，管节由16T吊车（每节钢筋砼管重1.7t）卸到指定位置后，再由吊车将地面管节吊运至基坑下。2. 管节顶进顶管管节采购成品管，对成品管生产制造厂家制造管子的资质和能力进行考查。生产过程中派专人检验，检验质量必须在外观质量、尺寸及允许偏102、差都检验合格后方可送至工地。运至工地后根据标书要求进行抽验，合格后才能送至工作面使用。掘进机头进洞后的轴线方向与姿态的正确与否，对以后管节的顶进将起关键的作用，因此在顶进时，机头与前5节管子应连在一起，用拉杆将前5节管子与机头固定，防止机头重量大而下沉。实现管节按顶进设计轴线顶进，做好顶进轴线偏差的控制和纠偏量的控制是关键。根据控制台显示屏激光点及时调节纠偏油缸，使其能持续控制在轴线范围内。要严格按实际情况和操作规程进行，勤出报表、勤纠偏，每项纠偏角度应保持1020，不得大于1。严格控制机头大幅度纠偏造成顶进困难、管节碎裂。在穿越河道时，应放慢顶速，并严格控制注浆压力，防止贯通河床。3. 顶管103、顶进与地层形变控制顶管引起地层形变的主要因素有：掘进机头开挖面引起的地层损失，机头纠偏引起的地层损失，机头后面管道外周空隙因注浆填充不足引起的地面损失，管道在顶进中与地层摩擦而引起的地层扰动，管道接缝及中继间渗漏而引起的地层损失。所以在顶管施工中要根据不同土质、覆土深度和地面沉降的情况，配合测量报表的分析，及时调整泥水与土压平衡值，同时要求坡度保持相对的平稳，控制纠偏量，减少对土体的扰动。根据顶进速度，控制排泥量和地层变形的信息数据，及时调整注浆压力和注浆量，从而将轴线和地层变形控制在最佳的状态。4. 顶管进接收井4.1 顶管机状态的复核测量掘进机进入接收井前的复核应测量顶管机所处的方位，是确104、认顶管状态、评估掘进机出洞时状态和拟定施工轴线及施工方案等的重要依据，使掘进机在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的状态、准确无误地进入接收井内。4.2 顶管机进接收井在接收井水泥砖封墙凿除后掘进机头应迅速、连续顶进管节，尽快缩短出洞时间。掘进机整体进洞后应尽快把机头和混凝土管节分离，并把管节和接收井的接头按设计要求进行处理，减少水土流失。八、管道接口处理措施管节接口处理是顶管工程的关键部分，保证做好接口部分是顶管工程成败的关键，因此对组成接口的每一部分都必须严格遵照有关规程的要求逐一分严格制作。顶进前应对砼成品管、钢套环、橡胶密封圈和衬垫板从尺寸、规格、性能、数量等均作详细调查，必须105、符合标准设计图的要求。顶进前还必须在现场作试安装，对不合格的砼成品管应予以剔除。砼管接头的槽口尺寸必须正确，光洁平整无气泡。橡胶圈的外观和任何断面都必须质密、均匀、无裂缝、无孔隙或痕等缺陷，橡胶圈应保持清洁、无油污，不能在阳光下直晒。钢套环必须按设计要求进行防腐处理，刃口无疵点，焊接处平整、脚部和钢板平面垂直，堆放时整齐搁平。衬垫材料为多层胶合板，其应力应变关系应符合试验曲线要求，误差5%。粘贴时，凸凹口对中，环向间隙符合要求。插入安装前滑动部位应均匀涂薄层硅油等润滑材料，对橡胶无侵蚀性，减少摩阻。严禁使用其它油脂及肥皂水等润滑剂。承插时外力必须均匀，橡胶圈不移位，不反转，不露出管外，否则应拔106、出重插。顶管结束后，应按设计要求在内间隙嵌以弹性密封膏，要求与二管口抹平。九、泥水平衡顶管特殊施工技术1. 洞门止水技术1.1 封门形式在工作井洞门外侧无法设置有效的钢封门，虽制作时采用由双榀16组成的直排内封门，但无法在井壁洞圈上安装有效的出洞止水装置，洞门与顶管机及管节间的建筑空隙难以处理，而内封门拔除时的土体损失又是巨大的。本着安全第一的原则，出洞过程中采用井内外封门的形式，以便于在井内拔除封门和封堵建筑空隙。在井内封门外侧安装一只方形钢箱，使其包络内封门所有双榀16，两侧焊接在内封门外缘双榀16上，上部开口，以拔除双榀16，下部与底板预埋件相连接固定。方箱上设一预留孔。在方形钢箱外侧安107、装一只圆形钢套，钢套与方形箱采用焊接方式连接可*。其内布置有三道盾尾钢刷，并在相应两道钢刷之间沿外圈各布置球阀。另外，在钢套后部安装两道钢环板，以安装帘布止水橡胶带。止水橡胶带安装：顶管机壳体与洞口的建筑空隙的止水密封，是保持仓压力的先决条件，必须在洞口设置密封性能良好的止水装置。其紧贴顶管机及管节外壳，在泥水压力作用下能更紧贴壳体，形成良好止水效果。1.2 洞门内油脂压注和粘土填充油脂压注：为了确保顶管机正常出洞，防止润滑泥浆浆液及切口泥水后窜至基坑内，利用圆形钢套上所预留的压注孔在三道钢刷之间充分压注油脂，并且在顶进过程中不断地加注。洞门内填充粘土：由于泥水平衡式顶管机必须具备正常的泥水压108、力后才能正常施工，所以洞门内一定要填充粘土，并具备一定的土压力，以形成正常的泥水平衡系统。2. 管节止退技术在顶管出洞段拼装管节过程中极易引起顶管机的后退，导致刀盘正面的切口水压突降，从而造成正面土体坍塌、泥水平衡效果破坏等严重后果。2.1 特殊管节制作由于顶管正面泥水压力偏大，较难采用常规的抱箍刹形式止退，需考虑在管节结构不受影响的前提下在管节前部设置预埋钢套环。2.2 止退装置安装在钢套上焊接螺栓(F36mm)的固定支座，每节管节顶进结束后，在管节的预埋钢环上对应焊接固定支座，然后用螺栓将钢套和管节连接牢固，避免在拼装过程中的管节后退。3. 顶管管节止转技术顶进时机头纠偏的作用下会发生旋转109、，而机头旋转尤其是转角偏大时会对顶进造成不利影响，因此对工具管要采取纠旋转措施。机头的旋转主要采用刀盘逆转可实现纠偏效果，另可采用加压重块的方法，在机头二侧焊压铁支架。二侧先平均放压铁，共10t。一旦发现机头有微小偏转，立即将压铁移到一侧。中继间放在机头后面，起二个作用，其一，辅助机头纠偏，其二，该中继环油缸伸缩时可释放机头的扭转力矩起到防止机头偏转的目的。4. 管道密封技术对机械式土压泥水平衡顶管掘进机施工，一旦在顶管施工中发生掘进机密封失效，将是难以在地下修复的。掘进机的密封有二个地方：一是主轴密封，我们设计了三道组合密封，并在相邻密封之间留有油槽。在施工中，用油嘴泵注入具有一定压力的油脂110、，来抵抗地下泥水的压力。应该说这是目前国内外地下掘进机中最可靠的密封形式。二是掘进机前后壳体之间的密封，我们在原有的一道密封基础上增加了一道Y型密封，并在二道密封之间注入油脂，以使掘进机前后壳体之间的密封也做到万无一失。十、工程病害防治1. 顶管施工中需要注意的问题1.1 当掘进机停止工作时，一定要防止泥水从土层或洞口及其它地方流失。不然，挖掘面就会失稳，尤其是在进洞这一段时间内更应防止洞口止水圈漏水。1.2 在掘进过程中，应注意观察地下水压力、泥水仓水压力的变化，并及时采取相应的措施和对策，只有这样才能保持挖掘面的平衡稳定。1.3 在顶进过程中，随时要注意挖掘面是否稳定，要不时检查泥水的浓度111、和相对密度是否正常，还要注意进排泥泵的流量及压力是否正常。应防止排泥泵的排量过小而造成排泥管的淤泥和堵塞现象。1.4 压浆孔的处理，顶管顶进完成后，对管节上的压浆孔进行封堵措施。2. 开挖面稳定的判断方法开挖面稳定是泥水平衡顶管顶进施工中最重要的管理项目之一，它直接影响着顶管施工质量。控制每节掘削量是开挖面稳定的必要保证。2.1 掘削量的控制根据地质情况进行理论掘削量计算：w=V(1-n)rW：理论掘削量(m3/Ring)V：淤泥质粘土在顶管机断面内所占的体积(m3)n：淤泥质性土的孔隙度(%)r：淤泥质粘土的密度实际掘削量WW：实际掘削量(m3/Ring)rs：土的比重Q1：排泥流量(m3/112、min)p1：排泥密度(kg/m3)Q0：送泥流量(m3/min)p0：送泥密度(kg/m3)t：掘削时间(min)实际掘削量直接显示在计算机屏幕上，它较真实的反映实际掘削过程中的掘削量。实际掘削量W(干砂量)与偏差流量q的关系：偏差流量q瞬时计算式：q=Q1-(AVS+Q0)q：偏差流量(m3/min)A：刀盘面积(m2)VS：顶进速度(m/min)上式变换可得到排泥流量计算式：Q1=(AVS+Q0)+q2.2 掘削量的判别方法偏差流量为正值时，顶管机处于超挖状态，干砂量比标准值大；偏差流量为负值时，顶管机处于溢水状态，干砂量比标准值小。当发现掘削量过大时，应立即检查泥水密度、粘度和切口水压113、。在查明原因后应及时调整有关参数，确保开挖面稳定。3. 泥水平衡顶管施工引起的地面沉降规律泥水平衡顶管在顶进过程中引起的地面沉降变化可分为两个阶段。第一阶段是指开挖面达到测点之前的沉降或隆起。它主要是由于泥水压力引起的，泥水压力过高，使开挖面受挤引起地面隆起；泥水压力过低，使开挖面应力释放引起地面沉降。第二阶段是指从顶管机切口达到测点至顶管机尾离开测点时间范围内引起的沉降或隆起。该段的地面变化主要是由顶管机及隧道移动对地层的摩擦和剪切引起的。此外，平面或高程纠偏引起的单侧土体附加应力也将影响此阶段的地面沉降。4. 进洞时，机头即下扎4.1 现象：顶管机头进洞时即下扎失控。4.2 原因分析4.2114、.1 如有浅层滞水泡软土基，或因粉质、粉砂土遇地下水变软；4.2.2 因沉井下沉时挠动使井周土体变软；4.2.3 井壁预留洞过大，当凿除封门机头出洞时，井外水土从管节与井壁之间的空隙涌入井内，井周土体受到挠动而变软；4.2.4 偷工减料，未按设计要求加固工作井周围土体。4.3 危害：无法继续顶进，不能按原设计施工，后续治理工作（如大开挖等）可能存在诸多不确定的质量、安全隐患，也可能会给社会生活造成不良影响。4.4 预防措施4.4.1 熟悉图纸和地质勘查报告，严格按设计要求或申请对工作井周围进行土体加固（在流砂层中可使用降水方法，在软弱的粘性土层中可采用注浆），在洞口形成较牢固的土体，确保进洞时115、的顶管机头姿势和标高。 4.4.2 把顶管机头后面的管节与顶管机头尾部采用拉杆连接在一起（约23节），机头进入土体后，后面管节对顶管机头有一定约束力，可以控制机头姿态。4.4.3 延长导轨：将导轨延伸到工作井洞口外土体内，约23米，对顶管机头刚出洞起到一定的支托作用，防止机头下扎。4.4.4 井壁与管节之间的空隙采用止水装置，在预留洞内侧预埋钢法兰，在顶管前，在钢法兰上安装橡胶法兰和扇形钢压板。4.5 治理措施：若未采取预防措施，机头出洞后即下扎失控，则须实施井外大开挖取出机头，然后回填粘土，并采取以上任一预防措施后方可重新施工。5. 顶进初期，轴线及标高偏差超标5.1 现象：开始顶进的几节管116、，产生轴线及标高偏差超标。5.2 原因分析5.2.1 工作井后靠背壁面不垂直于管道中心轴线，或者工作井因周围土质不均匀或异常软弱而不稳，使顶力偏移造成管节前进方向或高程出现偏差。5.2.2 工作井内导轨安装存在如下任一项问题，引起首节管轴线或高程较大偏差：导轨中心线偏差大于3mm，或两导轨间距不等宽，易造成轴线偏移。两导轨高程不一致，或导轨高程与设计高程差值大于2mm。两导轨安装不稳或者导轨本身不直顺。导轨间距与计算值相差大于2mm，或导轨纵坡与设计纵坡不符，易造成首节管高程误差。5.2.3 顶镐未安平，或两顶镐顶进速度不同步，行程不一致，使管节前进方向或高程偏移。5.2.4 首节管顶进中，校117、测次数过少，未能及时发现误差；或挖土操作方法不当（对于土顶）。5.2.5 由于洞口外土体软弱，顶管机头出洞时就已趋下扎倾向，而未及时采取纠正措施。5.3 危害：顶进的首节管具有重要的导向作用，前几节管的前进方向是否准确，直接影响整个管道能否顺着设计方向前进。若首节管走向已不符合设计要求，即使超标不多，也会引起后续管节产生积累误差过大而难以纠偏，从而造成整个管道的质量下降。5.4 预防措施5.4.1 严格检查后靠背位置和壁面垂直度，严格检查导轨、顶镐的安装质量。5.4.2 首节管顶进时进行加密测量，及时发现和解决问题。对于土顶施工，则严禁超挖。5.4.3 对于机头下扎倾向，预防措施同上一节。6.118、 顶管机头出洞受阻6.1 现象：顶管机头出洞困难，顶力异常。6.2 原因分析：沉井下沉时，井壁外侧的塘渣、块石等硬物随着沉井下沉而下沉，混夹在洞口轴线附近的土体中，挡在顶管前进方向上，导致顶管机头出洞受阻。6.3 危害：使顶管机头无法正常出洞或造成顶管机头轴线偏离。6.4 预防措施：沉井下沉时，对井壁外侧的所有硬物进行清理挖除，井壁外侧坑槽回填素土或粘土，确保沉井下沉过程无硬物带入地下。6.5 治理措施：若是土顶法施工，由人工在机头内挖除障碍物。若是机顶法施工，且出洞时已致轴线严重偏位或无法继续顶进，则只能实施开挖，取出机头，清理硬物，然后回填素土或粘土，再重新顶进。7. 顶进中途，机头下扎7119、.1 现象：顶进较长距离后，顶进曲线开始异变，机头下扎，达到无法纠偏的程度。7.2 原因分析7.2.1 遭遇异常土质（如淤泥、流砂、暗河、挠动土等），顶管机头下沉。7.2.2 遇到机械故障或障碍物，停机较长时间后，地基土受挠变软，机头下沉。7.3 危害：无法继续顶进，不能按原设计施工，后续治理工作（如大开挖等）可能存在诸多不确定的质量、安全隐患，也可能给社会生活造成不良影响。7.4 预防措施7.4.1 施工前熟悉图纸和地质勘察报告，尽可能提前对异常土质区域采取加固措施；7.4.2 施工前充分调查现状，排除障碍。7.5 治理措施：一旦发生这种情况，只能采取钢套井法或板桩支护法大开挖，取出顶管机头120、，增加中间井，然后从接收井实施反顶，在中间井处进行全包管连接。 8. 非过河段顶进中途，机头上爬8.1 现象：顶进过程中，机头不断上爬，甚至造成地面隆起、开裂、冒浆等。8.2 原因分析8.2.1 地质异常，土质容重偏轻，如存在暗河等。8.2.2 设计不合理，顶管位于不同土层之间，土质呈上松下密、上软下硬。8.2.3 测量不勤，未及时纠偏，使机头向上偏转过大。8.2.4 顶速过快，即闷顶。8.3 危害：可能危及地面设施（建筑物等）安全，或给社会活动造成不良影响。8.4 预防措施8.4.1 充分熟悉图纸和地质勘察报告，掌握土质情况，及早采取换填或堆载措施。8.4.2 针对上下不同土层，有区别地控制121、上下千斤顶的顶力和上下刀盘的切土速度。8.4.3 严格遵循“勤测、勤量、勤纠偏、微纠偏”的原则，及时发现上爬趋势，及时采取应对措施。8.4.4 合理控制顶进速度，基本保持先切土后顶进或边切土变顶进的状态。 8.5 治理措施8.5.1 如果偏位不大还可控制，则应立即采取管顶以上地面堆载措施。8.5.2 有条件时，可尝试在机头正上方地面打入钢桩直至机头，进行强制施压顶进。8.5.3 如果已经达到无法纠偏的程度，只能采取钢套井法或板桩支护法大开挖，取出顶管机头，增加中间井，然后从接收井实施反顶，在中间井处进行全包管连接。 9. 顶进中途，轴线及标高偏差超标9.1 现象：轴线偏角太大，造成顶进阻力不正122、常升高，顶进困难，机头姿态失控。9.2 危害：无法纠偏，甚至发生相邻管节之间拗裂、脱节的质量事故，后续处理工作难度大、影响恶劣。9.3 原因分析9.3.1 纠偏不及时，偏差累积过大，最后纠偏过猛。9.3.2 土质异常或顶管处于不同土质之间，导致机头各刀盘切土力量不匀。9.3.3 顶管机选型不当，土顶法顶管机不适合于粉质、粉砂、流砂土层。9.4 预防措施9.4.1 顶进过程中，应遵循“勤测、勤量、勤纠偏、微纠偏”的原则，控制顶管机头前进方向和姿态，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施。纠偏角度应保持在1020，不得大于1，并设置偏差警戒线。若已经产生较大偏差，应保持管道以123、适当的曲率半径回到正确轴线上来，严禁猛纠偏。控制顶进速度，勿过快和过慢。9.4.2 熟悉施工图纸和地质勘察报告，针对不同土质状况调整上下（或左右）不同顶力。9.5 治理方法：若已经达到无法纠偏的程度，只能采取钢套井法或钢板桩支护法大开挖，取出顶管机头，增加中间井，然后从接收井实施反向顶近，在中间井处进行全包管连接。 10. 顶进中管节破裂或变形10.1 原因分析10.1.1 管材本身的强度不足。10.1.2 管节本身端口不平整或管节在接口处衬垫不良或硬性杂质（石子、钉子等）未清理干净，从而产生过大的集中应力。10.1.3 土质异常，摩阻增大顶力过大。10.1.4 轴线偏差过大，使摩阻增大顶力过124、大。10.2 预防措施10.2.1 下管前和下管时的质量检查。检查管材质量、接口衬垫情况和杂质清理情况。10.2.2 对管道顶进中，坚持“先挖后顶”和“随挖随顶”的原则，顶进中密切关注油泵压力表变化，发现压力骤增时，立即停泵检查原因，顶进过程勤顶勤测。10.3 治理措施10.3.1 采用触变泥浆或增加注浆频率起润滑作用来降低顶进阻力。10.3.2 出现裂纹时，采用内衬钢圈加固后，继续顶进。10.3.3 明显碎裂破坏，无法继续顶进时，实施大开挖取出顶管机头，增加中间井，然后从接收井实施反顶，在中间井处进行全包管连接。10.3.4 当全程已施工完成，才发现管节明显碎裂破坏时，采用内衬钢圈加固。11125、. 后靠背破坏11.1 原因分析：后靠背强度不足，工作井周围土质软弱。11.2 防治措施11.2.1 加固或重做后靠背。11.2.2 对井周土体注浆加固。12. 顶管机头出洞后，油缸回缩时，顶管机头后退12.1 原因分析：洞口上方土压力作用，顶管机头自重和摩阻不足以抵抗。这种现象产生后，当顶管机头在继续顶进时会产生无法控制方向的后果。12.2 防治措施12.2.1 把顶管机头在导轨上焊牢，再推进时把焊缝割开。12.2.2 在顶管机外壳做个钩子，用固定在沉井内的葫芦把机头固定住。13. 顶管机头在顶进过程中出现旋转13.1 原因分析：顶管机头刀盘在切土过程中产生弯矩，而顶管无法克服弯矩，产生机头126、旋转。13.2 防治措施：13.1 控制刀盘的转动方向：最好是前一节逆时针转，后一节顺时针转，每节管道刀盘转动方向都变化。13.2 机头压重：用铁块压在顶管机头内需纠正的一侧，可以平衡弯矩。13.3 调千斤顶位置：将千斤顶的位置稍稍调整，使顶力向需纠正的一侧产生弯矩，慢慢把旋转调整过来。14. 穿越河道段主要防范措施14.1 防止河道底部冒浆(防冒)措施14.1.1 合理控制顶进速度初始顶进时，顶进速度应缓慢调节至正常顶进速度。由于土仓体积较小，速度的突变将造成土仓外建筑空隙变小，导致泥水压力急剧上升。14.1.2 严格控制切口水压波动范围顶进过程中严格控制切口水压的波动范围，将切口水压控制在127、0.20.01MPa之间，若切口水压波动较大，则应立即转换到旁路状态，待切口水压恢复正常后方可继续顶进。14.1.3 严格控制润滑泥浆的注浆压力：注浆压力一般控制在0.3MPa以下，以免注浆压力过高而发生泥浆冒顶现象。14.1.4 河底冒浆对策：当发现河底冒浆时，如果是轻微的冒浆，在不降低开挖面切口水压下适当加快顶进速度，提高管节拼装效率，使顶管机尽快穿越冒浆区。当冒浆严重，则应采取如下措施：将开挖面切口水压降低到与土压和水压之和相平衡为止。适当提高泥水密度和粘度。将开挖面水压返回到正常状态进行掘进。14.2 防止河底土层沉降(防塌)14.2.1 按设计值设定切口水压：顶进过程中应按设计值设定128、切口水压，并根据顶进时刻的潮位变化情况对其进行相应调整。由于设备原因使切口水压低于设计值时，应停止正常顶进，待切口水压恢复至设计值后，方能继续进行正常顶进。14.2.2 适当提高泥水密度及粘度：顶进过程中应根据实际情况采用高质量的泥水(即高密度、高粘度的泥水)维持泥水平。14.3 防止吸口堵塞(防堵)措施遇到切口不畅时，应及时转旁路，并通过大旁路和旁路的泥水进、排情况分析，找到不畅原因。如确定吸口堵塞时，应相应降低推进速度，同时按技术要求进行逆洗，待吸口畅通后恢复正常顶进。14.4 防止顶管机磕头措施如出现顶管机磕头现象，需在顶进中特别加强顶管机的姿态监测，一旦发生磕头现象，要马上利用纠偏千斤129、顶进行纠偏，并适当提高泥水密度及粘度。14.5 隧道抗浮技术隧道上浮将影响施工质量及增加施工难度，甚至会造成严重的质量事故。在顶管法施工中，隧道要整体向前顶进。但一旦隧道出现局部的上浮，隧道轴线将成蛇曲线，以致后顶的分力过大，顶进压力过高，给正常施工带来影响。14.5.1 隧道上浮的原因由于在顶进过程中土体的扰动，使土体和顶管机的周边握裹力减弱，以致造成机头正面的循环泥水在压力作用下后窜，导致顶管机在浮力作用下上浮。由于压注润滑泥浆方法欠佳或局部注浆过量，浆液不能形成环箍，而在隧道底部不断积聚，造成隧道上浮。在顶进时，由于切口水压设定值过低或泥水指标管理不当等原因，造成超挖土，扩大了机头正面的130、建筑空隙。14.5.2 隧道抗浮措施加强润滑泥浆的管理，确保注浆和顶管机顶进的同步性，使浆液能及时填充顶进时出现的建筑空隙。顶进过程中，补压浆要遵守全线、平均的原则，使管节周围能均匀地形成泥浆套，尽量避免单节或某段的注浆严重超量。十一、顶管遇障碍物施工措施顶管施工过程中可能遭遇障碍物从而导致无法顶进时采用FCEC全回转清障机施工。1. FCEC全回转清障机清障的优点在于：1.1 驱动钢套管快速旋转钻进、切割、切削、分离减摩，施工速度快，安全性能好，无噪音、无振动、对四周无扰动、无影响、既安全又环保，满足了城市对环保的高要求。1.2 由于地下障碍物具有不可预见性，无法完全准确探明。在清障的过程中131、随时会遇到不明障碍物（如钢砼、块石等）。只有具备将上述障碍物切割破碎的功能机械，才能保证清障的施工质量、安全和效率。FCEC旋转驱动装置带动轴回转，回转力推动外钢套管旋转切割推进，外钢套管底端镶嵌钛合金钻头，具有强大的切割破碎能力。钢套管边回转边切削边推进压入，使周边物体土体分离，使摩阻力大大减少。障碍物清除后，进行回填，回填时要保证回填材料的密实度符合要求，确保障碍物清除后回填的稳定性和安全性。1.3 钢套管旋转切割、切削，将障碍物及土体分离减摩，对周边土体无扰动、无影响，保证施工质量、工期和安全。1.4 FCEC清障机配置履带行走，移动便捷；钢套管可以通过多节连接，满足不同长度、规格的障碍132、物清除需要，灵活可变，最深可达70m、最大直径可达2m。1.5 障碍物周围切削分离减摩，可准确地对桩进行定位，保证桩身的完整性，便于一次性清障完成，大大提高了清障的质量和工作效率。1.6 FCEC清障机外钢套管旋转切削土体分离沉入法的清障备有预案措施，当在清障过程中发生障碍物未完全清除情况下，可以用外钢套管逆向钻进、内螺旋钻正转正逆同步旋转相绞对障碍物切削绞碎，外钢套管、内螺旋钻底端均镶嵌钛合金钻头，具有很强的挖掘力和破坏力，能将地下钢砼进行切割破碎，从而达到清除的目的。2. 桩位布置布桩要求：桩径1.5米，纵横向间距1米，钻孔深度在顶管底以下0.5米。根据现场实际情况进行定位放样，桩位用水泥133、钉直接打入路面，并用红油漆做好标记。3. 施工方法FCEC全回转清障机配置钢套管快速旋转切割切削沉入桩底（清障标高），通过专用设备将障碍物抓出钢套管外，然后在套管内回填粘性土（粘性土中掺入37%水泥），在回填过程中同时缓慢拔除钢套管，回填土必须夯实。4. 路面沉降观测在FCEC全回转清障机清障过程中，做好沉降观测记录，测量频率为34小时一次，测量成果每次均上报监理、业主单位。路面沉降允许6cm，报警值为4cm，达到报警值后应立即停止施工，并通知监理、业主、设计单位商议处理方案。布点方法：顺顶管轴线方向每5米设两个沉降观测点（横向距离轴线每边各2.5米），点位用水泥、钢筋直接打入地面，并用红油漆134、做好标志。十二、顶管施工测量和方向控制1. 测量及控制指标为了保证顶进轴线控制在设计轴线允许偏差范围内，在顶进过程中要密切注意激光点的偏向。轴线测量的控制系统设在工作基坑内液压主顶装置中间。施工中需经常对控制台进行复测，以保证测量精度，控制台基础应用混凝土浇筑在基坑底板上。按独立坐标系放样后用测量控制台使它精确地移动至顶管轴线上，用它正确指挥顶管的施工方向。2. 测量仪器配备与检验顶管施工需进行三维动态测量，其精度要求特别高，必须采用精度高，性能优良的测量仪器。为此，特配备了Leica TC2002型全站仪（测角+1”，量距1+1ppm），Leica T2经纬仪，Leica 铅垂仪（精度1/4135、0000），NA2 水准仪等一系列精密高档仪器。顶管施工测量所使用的仪器、附件须及时送质检单位检验，做全面鉴定，并在使用过程中经常进行检查。3. 控制测量3.1 平面控制为确保两基坑间顶管贯通，横向、竖向误差小于100mm，在两端头基坑附近埋设地面导线点，利用空导点和地面导线点，以导线测量形式，将平面控制成果引测到施工现场。利用空导点和地面导线点建立平面控制网。导线测量采用TC2002全站仪，方向观测6测回，测角精度+1”,测距6测回，双向观测，测距相对误差1，当沉井井壁接高时，下沉稳定系数K2必须小于1，这时对沉井的下沉稳定系数进行计算，如沉井下沉稳定系数满足K21，则认为地基是稳定的，沉井136、不会发生自行下沉或倾斜，如沉井下沉稳定系数不满足K21的条件，则需要在井内填土和灌水等临时措施，来保证沉井接高时的地基稳定。由于沉井第一次下沉时K20.45，第二次下沉时K20.61，均小于1，因此，沉井不会发生自行下沉。五、模板、支撑强度验算1. 设计计算指标采用值1.1 竹胶板1.1.1 厚度：15mm1.1.2 模板自重：0.15KN/m21.1.3 力学性能指标竹胶模板的有关力学性能指标按竹编胶合板（GB13123-2003）规定的类一等品的下限值取：E=9800MPa；假定每块拼版宽100mm；W=1/6bh2=1/6100152=3750mm3I=1/12bh3=1/1210015137、3=28125mm41.2 50100mm方木1.2.1 截面尺寸：50100mm1.2.2 力学性能指标方木的力学性能指标按公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ02586）中的A3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值：E=9500MPa。W=1/6bh2=1/6501002=83333mm3I=1/12bh3=1/12501003=4166667mm41.3 100100mm方木1.3.1 截面尺寸：100100mm1.3.2 力学性能指标方木的力学性能指标按公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ02586）中的A3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值：E=9500MPa。W=1/6bh2138、=1/61001002=166667mm3I=1/12bh3=1/121001003=8333333mm41.4 483.5mm钢管1.4.1 截面尺寸：483.5mm1.4.2 力学性能指标考虑到钢管锈蚀等折减系数，钢管实际按482.75mm计算，钢管的力学性能指标按钢结构设计规范（GB500172003）取值：E=210000MPa。面积A=390mm2；W=4184mm3；I=100427mm4；ix=15.9mm。2. 沉井刃脚模板、支撑强度验算本工程刃脚浇筑高度3.35m，井壁浇筑高度1.75+2.75m，以刃脚浇筑为例验算。面板采用15mm竹胶板，次楞采用50100mm方木，中心间139、距250mm，主楞采用双拼483.5mm钢管，螺杆采用14mm，间距5050cm。F=0.22t0K1K2v1/2F=H二者取小值；F新浇混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）混凝土容重（KN/m3）；v混凝土浇筑速度，取2m/h；t0新浇混凝土初凝时间，取4小时；K1外加剂影响修正系数，取1.2；K2混凝土塌落度影响修正系数，取1.15；H混凝土浇筑层的高度（m）；混凝土侧压力的计算分布图形如下图所示：则新浇混凝土对侧模的最大侧压力为：F1=0.22t0K1K2v1/2=0.222441.21.1521/2=41.2KN/m2F2=H=243.35=80.4KN/m2（沉井第一次浇筑高度3.140、35m）因此，新浇筑混凝土对侧模的最大侧压力F=41.2KN/m2振捣混凝土对侧模产生的侧压力为4KN/m2，侧压力设计值：P1=1.241.2+1.44=55.04KN/m2（用于计算承载力）P2=41.2+4=45.2KN/m2（用于计算挠度）2.1 对拉螺杆强度验算对拉螺杆采用14mm，容许拉力为17.8KN。拉杆按间距统一50cm50cm布置，则拉杆受力：T=P0.50.5=13.76KN17.8KN因此满足要求。2.2 面板强度、刚度验算取侧模竖向30cm宽为一个单元进行验算。按2等跨连续梁、均布荷载简化计算，计算简图如下：模板背肋间距L=250mmQ1=P10.25=55.040.141、25=13.76KN/m=13.76N/mm（用于计算承载力）Q2=P20.25=45.20.25=11.3KN/m=11.3N/mm（用于计算挠度）侧模竹胶板材料力学特性：截面积A=4500mm2，截面惯性矩I=84375 mm4，截面抵抗矩W=11250mm3；弹性模量E=7800N/mm2，容许弯应力=14N/mm2，容许剪应力 =1.5N/mm2。最大弯曲应力max=0.107qL2/W =0.10713.762502/11250 =8.2N/mm2 =30N/mm2最大剪切应力max=0.607qL3/（2A）=0.60713.76250324500 = 0.7N/mm2=1.5N/142、mm2 最大挠度fmax=0.632qL4/（100EI）=0.63211.32504/（100780084375） =0.42mmf=L/400=0.625mm因此侧模的强度、刚度满足要求。2.3 50100mm方木背肋的强度、刚度验算背肋方木的间距a=250mm，跨度L=500mm。按2等跨连续梁、均布荷载简化计算，计算简图如下：Q1=P10.25=55.040.25=13.76KN/m=13.76N/mm（用于计算承载力）Q2=P20.25=45.20.25=11.3KN/m=11.3N/mm（用于计算挠度）50100mm方木材料力学特性：截面积A=5000mm2，截面惯性矩I=4166143、666.7 mm4，截面抵抗矩W=83333.3mm3；弹性模量E=9000N/mm2，容许弯应力=14N/mm2，容许剪应力 =1.5N/mm2。最大弯曲应力max=0.107qL2/W =0.10713.765002/83333.3 =4.42N/mm2 =14N/mm2最大剪力w=qL =13.760.5 =6.88KN =2.0N/mm250100=10KN最大剪切应力max=0.607qL3/（2A）=0.60713.76500325000 = 1.25N/mm2=1.5N/mm2 最大挠度fmax=0.632qL4/（100EI）=0.63211.35004/（1009000416144、6666.7） =0.12mmf=L/400=1.25mm因此背肋方木的强度、刚度满足要求。2.4 横向双拼483.5mm钢管验算钢管采用双根并列布置,竖向中心间距为50cm，拉杆竖直向间距均按50cm布置，水平向间距也按50cm布置。钢管间距a=500mm，跨度L=500mm。按2等跨连续梁、均布荷载简化计算，计算简图如下：Q1=P10.25=55.040.25=13.76KN/m=13.76N/mm（用于计算承载力）Q2=P20.25=45.20.25=11.3KN/m=11.3N/mm（用于计算挠度）钢管：截面尺寸：483.5mm力学性能指标考虑到钢管锈蚀等折减系数，钢管实际按482.7145、5mm计算，钢管的力学性能指标按钢结构设计规范（GB500172003）取值：E=210000MPa。面积A=390mm2；W=4184mm3；I=100427mm4；ix=15.9mm。最大弯曲应力max=0.107qL2/W =0.10713.765002/4184 =87.97N/mm2 =205N/mm2最大剪切应力max=0.607qL3/（2A）=0.60713.7650032390 = 16.06N/mm2=125N/mm2 最大挠度fmax=0.632qL4/（100EI）=0.63211.35004/（100210000100427） =0.21mmf=L/400=1.25m146、m说明：钢筋拉杆竖向、水平向中心间距均为50cm，横向钢管为双根，中心间距50cm，竖向楞木中心间距250cm，施工时需认真执行，不可随意加大，虽然次楞与拉杆受力均有富余，但模板受力比较接近允许荷载。刃脚施工时，在刃脚斜面应采用钢管对撑，形成三角形（几何不变体系），保证刃脚浇筑时斜面模板不发生胀模、跑模等现象。3. 沉井顶板模板、支撑强度验算沉井现浇顶板按照500mm厚顶板计算。面板采用15mm竹胶板，次楞采用50100mm方木，中心间距300mm，主楞采用双拼483.5mm钢管，间距随立杆间距，下设483.5mm扣件式满堂脚手架，横纵间距900900mm，步距1200mm。3.1 竖向荷载计147、算3.1.1 模板自重，取0.15KN/m2；3.1.2 结构自重，钢筋混凝土取25KN/m30.5m=12.5KN/m2；3.1.3 施工荷载，取2.5KN/m2；3.2 板底模验算3.2.1 荷载计算底模采用15mm厚竹胶板，取100mm验算，次楞为50100mm方木，间距300mm，按两跨连续梁计算。Q1=1.2（12.5+0.15）+1.42.50.1=1.868KN/m（用于计算承载力）Q2=（12.5+0.15）+2.50.1=1.515KN/m（用于计算挠度）强度验算=ql2/(10W)=1.868300300/(103750)=4.48MPa35MPa，符合要求。挠度验算f=0148、.677ql4/（100EI）=0.6771.5153004/(100980028125)=0.30mmL/400=0.75mm，符合要求。3.3 次楞检算次楞为50100mm方木，中心间距300mm，主楞采用采用双拼483.5mm钢管，中心间距900mm，按两跨连续梁检算。3.3.1 荷载计算方木间距300mm，跨距900mm，则Q1=1.2（12.5+0.35）+1.42.50.3=5.68KN/m（用于计算承载力）Q2=（12.5+0.35）+2.50.3=4.61KN/m（用于计算挠度）3.3.2 强度验算=ql2/(10W)=5.68900900/(1083333)=5.53MPa1149、4.5MPa，符合要求。3.3.3 剪力验算w=qL =5.680.3=1.70KN =2.0N/mm250100=10KN3.3.4 挠度验算f=0.677ql4/（100EI）=0.6774.619004/(10095004166667)=0.52mmL/400=2.25mm，符合要求。3.4 主楞检算主楞采用双拼483.5mm钢管，中心间距900mm，按简支梁检算。考虑到钢管锈蚀等折减系数，钢管实际按482.75mm计算，钢管的力学性能指标按钢结构设计规范（GB500172003）取值：E=210000MPa。面积A=390mm2；W=4184mm3；I=100427mm4；ix=15.150、9mm。3.4.1 荷载计算钢管间距900mm，跨距900mm，则Q1=1.2（12.5+0.5）+1.42.50.90.5=8.60KN/m（用于计算承载力）Q2=（12.5+0.5）+2.50.90.5=6.98KN/m（用于计算挠度）3.4.2 强度验算=ql2/(10W)=8.60900900/(104184)=166.5MPa205MPa，符合要求。3.4.3 挠度验算f=0.677ql4/（100EI）=0.6776.989004/(100210000100427)=1.47mmL/400=2.25mm，符合要求。3.5 立杆验算立杆间距900mm900mm，则3.5.1 荷载计算151、钢管间距900mm，跨距900mm，则q=1.2（12.5+2）+1.42.5=20.9KN/m23.5.2 强度验算单根立杆承载力=20.90.90.90.5=8.46KN28.6KN（483.5mm钢管对接立杆容许值35.7KN，钢管壁厚2.75mm，折减系数取0.8），符合要求。3.5.3 稳定性验算满堂支撑架立杆的计算长度：L0=khK满堂支撑架立杆计算长度附加系数，取1.155考虑满堂支撑架稳定因素的单杆计算长度，取1.1h步距1200mm立杆回转半径i=15.9mm，钢管计算长度取L0=1524.6mm，长细比=L0/i=96，查钢结构设计规范，得稳定系数=0.618，因此，f=N152、/(A)=8460/(0.618390)=35.1N/mm2205N/mm2，符合要求。3.6 扣件抗滑验算钢管立柱纵横向间距0.90.9m，因此，小横杆在顺向单位长度内混凝土重量：g1=纵向间距板厚=0.90.525=11.25KN/m倾倒混凝土和振捣混凝土产生的荷载按2.0KN/m2计算，因此，横向作用在小横杆上的均布荷载为：g=g1+22.00.9=14.85KN/m由小横杆传递到大横杆的集中力F=14.850.9=13.37KN6.4KN（直角扣件、旋转扣件抗滑承载力8KN，取扣件的抗滑折减系数0.8，抗滑值为6.4KN），不满足要求。因此，横杆与立杆之间必须保证不少于2个直角或旋转扣153、件扣牢。六、后靠背强度、稳定性验算1. 强度验算顶管后靠背采用设计长4m，高2m，0.5m厚C30钢筋混凝土，并覆3cm厚钢板。此处只需验算混凝土的抗压强度。单个千斤顶底座接触面面积为S=r2=3.140.152=0.07065m2单个千斤顶最大顶力P=2456/4=614KN,则后靠背受压强度=P/S=614/0.07065=8691kPa=8.69MPa22.5Mpa（C30砼抗压强度，取0.75折减系数）因此，后靠背强度满足要求。2. 稳定性验算顶力是通过后靠背均匀的作用在工作井后的土体上，计算后靠背强度时，还应验算后靠背土体的稳定性。Rc=KrBH(h+H/2)KpRc后靠背土体的承载能力（KN）Kr后靠背的土抗力系数（按最不利取Kr=1.5）B后靠背的宽度（m）h地面到后靠背顶部的土体高度（m）H后靠背的高度（m）土的天然重度（KN/m3）,取地质报告中的最不利的淤泥层Kp被动土压力系数Kp=tg2(/4+/2)=1.31(本工程顶管主要穿越淤泥质黏土层、黏土层和淤泥层，从地质报告中可看出淤泥的内摩擦角最小，取该值进行最不利状态计算)Rc=1.542（2.86+4/2）16.61.31=1268KNP=614KN，因此，后靠背土体的稳定性满足要求。