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芜湖市某路改造工程顶管施工方案

在拆模时，应注意时间和顺序。拆模时间控制在混凝土浇捣后的3～4天内进行，过早或过晚的拆模对混凝土的养护都是不利的；拆模顺序一般是先上后下，小心谨慎，以免对混凝土表面造成破坏。

按照设计图纸的要求，设置和封砌各种预留孔，井壁预留洞采用砖墙封闭，1：2水泥防水砂浆抹面，厚度20mm；，并保证在沉井下沉过程中，预留孔内不渗水。

10、砖砌体及立柱、圈梁施工

下部井壁混凝土初凝后T／CECS 834-2021 既有建筑外墙饰面砖工程质量评估与改造技术规程(完整正版、清晰无水印).pdf，就可进行上部砖砌墙井壁的施工。按照M12.5水泥砂浆的配合比拌制水泥砂浆，砖在砌筑前用水润湿。砖墙砌筑时上下要顺直，上下错缝，砖缝水泥砂浆要饱满，并随砌随勾缝。在砌筑的同时，根据设计要求，在立柱预留位置和圈梁位置绑扎钢筋，砖墙砌至一段高度后，立柱和圈梁侧模浇筑混凝土。砖墙井壁分段施工，沉井先下沉一段高度后，再进行下一段砖墙的施工和柱混凝土的浇筑。

沉井下部井壁混凝土强度达到70%，即可下沉。砼垫层可用风镐凿除刃脚踏面以外的部分，保留踏面以下的分部，完成沉井搁置于垫层基础上和搁置于原土壤上的转换过程。

凿除砼垫层时，一定要注意对称、同步、均匀，防止沉井因各个方向基础承载力不同产生倾斜、偏移。

2、挖土方法及设备配置

（1）沉井采用排水下沉，人工取土，吊车装土方式。井壁外侧砼垫层破除后，在井壁外侧基坑内充填黄砂，在井壁外侧对井体施加支撑，防止井体倾斜。

（2）在沉井下沉过程中，取土应均匀、对称、逐层进行，先挖取井底中

部的土体，然后对称地挖取刃脚底部土。

（3）在下沉中，必须加强观测，防止井体中心位移过大，注意纠偏，每

次纠偏不宜过大，防止井体倾斜。

（4）沉井下沉至三分之一深度时，如土质变化为淤泥土，放慢取土速度，控制下沉速度，注意观察下沉速度，不能过快；下沉距设计标高1m时，停止取土，作好测量观测记录。如遇到下沉过快，可重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖；在沉井外壁间填粗糙材料，或见井筒外的土夯实，增大摩阻力。

3、沉井倾斜紧急处理措施

因地质原因，在沉井下沉时发生位移、倾斜、偏转或沉井不沉的情况时，应分析原因，用下述一种或几种方法及时处理。

当沉井入土较浅，纠正倾斜时，可采取在沉井刃脚高的一侧进行挖

土，以减小刃脚下的正面阻力，增加在沉井低的一侧的阻力，使偏差在下沉过程中逐步纠正。纠正位移时，可有意使沉井向偏位方向倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至沉井底面中轴线的位置相重合或接近时，再将倾斜纠正，使沉井的倾斜和位移都在允许范围内。

（2）增加偏土压重或偏心压重纠偏法：

在沉井倾斜低的一侧回填砂或土，使低侧产生的土压力大于高

侧的土压力，也可在沉井高侧压重使该侧刃脚下的应力增大，从而达到纠偏的作用。

（3）加设支撑和偏挖土同时进行法：

在遇到井体倾斜过大的情况下，单靠改变取土也不能将井体纠正，

可以在发生倾斜一侧加设支撑，利用千斤顶将井体纠正。在利用千斤顶的同时，在井体倾斜的另一侧井内壁刃脚处同时取土。

（4）沉井位置扭转时的纠正方法：

沉井位置如发生扭转，可在沉井的A、C两角偏除土，借助于刃脚下不相等的土压力所产生的扭矩，使沉井在下沉过程中逐步纠正其位置。

沉井内泥土已挖到刃脚以下而沉井不沉，则可能是地质情况的变化或刃脚遇到了障碍，应采取井顶压载增加下沉重量，井外壁注入膨润土泥浆等措施。采用井顶压载、井壁外注膨润土泥浆等措施时，要逐步实施，不可一次加载、注浆过多过猛。

4、沉井下沉时的测量控制要求及质量标准

沉井拆除垫层前，先在互相垂直的两个方向上放出井的竖直中心线，以控制井的垂直度；以刃脚底面为±0标高，在中心线旁画出标高刻度，以随时显示沉井下沉深度。

拆除垫层与初沉时，井的垂直度应跟踪测量，随时报告沉井倾斜数据，以

当井下沉一定深度，嵌入土中开始正常下沉后，垂直度与下沉量监测每班应进行两次，并作好原始记录和及时通报给现场。

沉井下沉到位并稳定后，经验收合格后，进行混凝土底板的施工。首先将底部积水排除，先铺设一层碎石垫层。根据设计图纸和规范要求绑扎工作井底板钢筋，浇筑工作井和接收井底板C20混凝土。混凝土采用振动振捣，面板用插入式振动器振捣后，再用平板式振动器振动找平。工作井底板混凝土浇筑前根据顶管轴线方向线放置相应的预埋件。

底板砼表面平整度控制：测出顶面标高，误差控制在±5mm以内，拉线控制，确保表面平整度。表面抹平不少于三次，如表面出现龟裂则应再次搓毛。

顶管管道主要穿越地质为低液限粉质粘土，根据我单位长期施工的经验和各种顶管机头的优劣来分析，泥水平衡法顶管适用土质范围较广，比较适合DN1350mm管径以下的顶管施工，泥水需要进行分离，用运泥车运出施工现场；土压平衡法顶管适用土质范围广，施工占用场地面积较小，但受到管道尺寸的局限，设备安装维修不方便，对小管径的管道来说不适用。根据以上比较，本工程管道宜采用泥水平衡顶管工艺。

正常顶管时，顶管机及管道内的操作均由地面操作者完成，所有的操作元件均由电缆、油管集中至地面操作室进行控制，所有运行数据由电缆传输信号至地面操作室以便操作者监控并发出操作指令。顶管机能持续自动地记录其各种状态及管道线路的位置等数据。自动记录系统包括泥土和地下水压力，机头倾斜、旋转，纠偏状态，前进速度，顶进长度，泥水压力、刀盘扭矩，顶进负荷，及中继间运作等。此系统在自动系统出现故障时能手动监测，以保证管道在自动系统的修复过程中能继续前进。

技术特点:1、适用土质范围广，软土、粘土、砂土、砂砾土、硬土均可适用。2、破碎能力强，破碎粒径大，个数多。3、具有独立注水、注浆系统、刀盘清洗装置。尤其适合N值较大的硬土。4、顶进速度快，最快顶进速度每分钟120mm。5、施工精度高，上、下、左、右可纠偏，最大纠偏角度达2.5°。6、采用地面操作系统，安全、直观、方便。7、结构紧凑，使用、维修、保养简单，在工作坑、接收坑中便于拆除。

设备质量优良可靠，操作方便，工作效率高。

设备的能力要留有充分富余，即使用时的保险系数要大。

主顶站的顶力要留有充分的富余系数，本工程主顶站顶力按工作井允许顶进压力控制，用压力表控制顶力值。

扭矩：46kN.m(50Hz)

最大转数：3.2rpm

额定油压:31.5Mpa

（三）顶管主要的施工方法

（1）测量控制网及井下测量平台的建立。

根据业主提供的测量控制点布置整个工程的控制网，在沉井周围布设一个高精度的控制网，用以测放、检查和修正工作井井区和井下的测量点，如轴线点、井下的测量起始点和后视点等。

（2）顶管轴线与标高控制

本工程顶管测量距离均在300m以内，顶管方向与高程控制可直接用置于井下测量平台起始点上的激光经纬仪对顶管机上方的光靶即可。

随着顶管进尺的增加，激光发射距离的增长，激光会发生散射，即打在光靶上的激光点会扩大，影响目视精度。此时顶管轴线采用支导线法控制，标高采用支水准线路控制。

（3）顶管测量注意事项：

由于顶管的部分操作在工作井内进行，顶管过程中起始点和后视点发生位移是完全可能的，故每周均需对其进行检查校核，发现偏移过大需查明原因并及时修正。

地面测量控制网上的部分点在顶管轴线上或工作井附近，可能因地面沉降等原因而移动，故也需不定期进行校核检查。

顶管测量计算全部用自编程序在计算机上计算、分析，速度快，精度高。本公司在此应用方面积累了较丰富的实践经验。

每段顶完后，应重新进行一次管道的中心和高程的测量，每个接口一点，错口处测两点。

2、顶管出洞、进洞技术

顶管出洞是指顶管机和第一节管从工作井中破出洞口封门进入土中，开始正常顶管前的过程，是顶管的关键工序，也是容易发生事故的工序。

顶管出洞前在洞口内壁安装止水环，止水环由内径略小于管节外径的橡胶密封圈和内径略大于管节外径的钢法兰组成。必要时，还可在洞口外侧50cm范围内打入一排钢板桩，以支护土体。

顶管机头在井内管床就位，调试完毕，作好出洞的一切准备后，便可用气割割除洞口内的钢封门，将机头穿进橡胶密封圈顶入土中，同时在机头与洞口的缝隙中注满膨润土泥浆，以润滑管道，支护土体。如果洞口外侧有钢板桩，则应在顶管机进入止水环后方可拔出。

顶管出洞对操作者要求也很高，这是因为出洞时顶管机未被土体包裹，处自由状态，而使顶头出洞的主千斤顶顶力是巨大的，因此，控制操作哪怕出现少量不均匀或土质不均匀，使各千斤顶的行程不等，也足以使顶头和第一节管子偏离设计轴线。此时的土体难以对机头产生较大反力，难以对机头起到导向约束作用，故此时产生的偏差很难纠正，甚至是纠不过来的。因此，出洞顶进时一定要注意，用激光经纬仪随时测量监控，保证顶头和第一节管子位置正确。

采用上述洞口结构和周密的操作技巧，可避免出洞这一关键工序中可能出现的诸多问题，确保顶管出洞万无一失。顶管机下方两侧设有止退插销，在顶管机出洞时，当千斤顶松开时应插入止退插销，防止顶管机被土压力向后推回。

顶管进洞，是指一段管道顶完，顶管机破进洞口封门进入接收井，并作好顶管机后一节管与进洞口的密封联接的过程。

顶管机进洞前也应对洞口外土体进行防渗注浆，并留有足够的固化时间。顶管机进入加固土体并到达洞口外侧时，割除钢封门，将顶管机顶入接收井。

3、膨润土泥浆减阻及置换

优质膨润土泥浆具有良好的触变性与润滑性，将其压到管外壁，包裹住管子，可大大减小管外壁与土壤间的摩阻力。压浆技术得当，压浆管分布合理，膨润土质量好，摩阻力可大为降低。我们在注浆时做到以下几点：

（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、失水量的动塑比。

（2）在管节上预设压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。

（3）膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，按照规范进行。

（4）压浆以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆套形成情况。

（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。

（6）注浆量应与顶进速度相匹配。

注浆孔应合理分布，机头及其后面10节管每节都设有注浆孔，使泥浆及时填充管壁与土间的全部空隙（机头外径比管节外径大20mm，故有空隙），其后逐步过渡到每3节管加设一节带有注浆孔的管节，及时补浆，使全线管壁都包裹在泥浆套中。注浆管节分为四孔出浆的A型管和三孔出浆的B型管两种，间隔布置。

顶力在控制值之内十分重要。若顶力过大，会带来一系列问题，各方面的控制都会困难，故膨润土泥浆压浆绝不可轻视。

泥水平衡顶管机前部土体通过切削刀头切削土体，通过压力水进行充分搅拌后，变为泥水，泥水通过泥水软管依靠污泥泵的强大动力输送至工作井上部泥水沉淀池内。泥水经沉淀后，再通过高压水泵进入顶管机前部，完成一个循环。沉淀池内沉淀的泥浆采用轮式反铲挖掘机挖掘，装入全封闭的泥水运输车，运至堆场。

井下设备安装包括出口器安装、导轨安装、千斤顶安装、后背墙安装及顶管机井下就位等，其中出口器安装在“顶管出洞”已作介绍。

（1）导轨安装:导轨用型钢和P38以上钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用螺栓紧固于钢横梁上，以便装拆。钢横梁置于工作井底板上，并与底板上的预埋铁板焊接，使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的、牢固的整体。

导轨安装在顶管中至关重要，其安装精度甚至决定管道是否可顶好，故须达到如下要求：　　①两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致

某人民卫生院病房综合楼工程施工组织设计②导轨轴线偏差≤3mm；顶面高差0～＋3mm；两轨间距±2mm。

（2）千斤顶安装:主顶站千斤顶选用2台，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底的横梁上，千斤顶着力点应在与水平直径成45°的顶管圆周上，即与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道圆心上。每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。

（3）后背墙安装:因工作井均为双向工作井，故选用周转使用的装配式后背墙。后背墙用20号工字钢焊成一堵墙，为顶管的反力提供一个垂直的受力面，正面焊一块4cm厚钢板，使各工字钢受力更均匀。工字钢墙的空隙中灌满自密砼，形成一道由厚钢板、工字钢和砼组成的、牢固的、刚度很大的复合后背墙，承受千斤顶传来的顶进反力。后背墙安装无误后，在后背墙与圆弧形井壁间浇筑砼，并垫一层8cm厚的木板，以使井壁受力均匀。

（4）顶管机下井:井下设备安装完后，用16t汽车将重约6t的经保养、检查、调试好的顶管机吊下工作井，置于涂满润滑黄油的导轨上。因导轨安装精度是严格控制的，故顶管机座上导轨就已准确定位。

井下设备和顶管机安装完毕后，启动油泵，伸缩千斤顶，检查千斤顶与后背墙的配合，顶管机与止水环及分压环的间隙等，准确无误后即可开始出洞顶进。

DB14／T 2314-2021 绿色公路评价标准.pdf6、泥水平衡顶管机操作注意事项

①顶管机运抵施工现场后，应该首先检查油箱的液压油。如果液压油不够应该用电动滤油机加油，按照要求加到指定的标尺刻度。加完油后必须用滤油机反复的对油箱内的液压油进行循环过滤，一般整箱液压油过滤时间不应该少于24小时。另外每顶完一段管线后，要求对液压油箱进行不少于12小时的循环过滤。

②顶管机在第一次运转前，应该熟读生产厂家提供的使用说明书，做到对主要组件的布置、性能、用途明确；要求仔细检查刀盘、减速机机油和齿轮箱内的齿轮油，严格按照说明书要求的规格型号加注润滑油并定时进行更换。