玻璃砂顶管专项施工方案.doc

合肥市十五里河污水处理厂污水管道 及污水提升泵站工程Ⅱ标段

顶
管
施
工
专
项
方
案

编 制：
审 核：
批 准：

施工单位： 上海水利工程集团有限公司
编制日期： 2011年7月 18日

目 录

一、工程概况 ·····················································4
二、地质资料 ·····················································4
三、施工准备工作····················································6
3.1生产准备························································6
3.2技术准备························································7
四、泥水平衡式顶管工作原理··········································7
五、泥水平衡式顶管施工优点·········································7
六、泥水平衡式顶管施工工艺···········································8
6.1顶管机头、配套设备选择············································8
6.2施工工艺概述····················································9
七、主要技术措施····················································13
7.1工作井布置····················································13
7.2后靠背稳定计算 ············································14
7.3顶管顶力计算··················································15
7.4减阻泥浆······················································16
7.5测量及轴线控制················································17
7.6纠旋转技术措施··············································17
7.7水力机械化施工················································17
八、人工顶管······················································18
8.1工作井基坑施工方案··············································18
8.2顶管工作井内设备安装············································27
8.3引入测量轴线及水准点············································27
8.4顶进施工中重点工序············································28
8.5工作井内管道施工·························································29
九、沉降、变形观测·······················································29
十、闭水试验·······························································29
十一、顶管施工中要注意问题·······································29
十二、质量控制措施························································30
十三、安全文明施工措施 ·················································31
十四、附图·························································32

一、工程概况
合肥市十五里河污水处理厂污水管道及污水提升泵站工程Ⅱ标段，分为污水管道施工和污水提升泵站施工两个部分，污水主管道施工采用泥水平衡顶管施工，顶管施工长度为万泉河路1027米和天津路1762米,合计2789米。
1、万泉河路（上海路—天津路）段，污水主管工程为滨湖新区十五里河污水系统中主干管，污水自西向东汇入天津路污水管后向北排出，最终进入十五里河污水处理厂。万泉河路段主干管管径DN1400mm，底坡i=0.0008，总顶进长度1027米，采用机械顶管（泥水平衡法）施工，管材采用离心浇铸玻璃钢夹砂管，“F”型接口。本段施工范围共设4个工作井，5个接收井，平均顶距120米。
2、天津路（万泉河路—石家庄路）段，污水主管工程为滨湖新区十五里河污水系统中主干管，东侧污水管自南向北汇入天津路污水提升泵站后排至现d 2000污水厂进厂管，西侧污水管为传输锦绣大道污水主管服务，该系统最终均进入十五里河污水处理厂。天津路段主干管管径为DN1000mm、DN1200mm、DN1400mm、DN1500mm四种，底坡i=0.0008，总顶进长度1762米。采用机械顶管（泥水平衡法）施工，管材采用离心浇铸玻璃钢夹砂管，“F”型接口。本段施工范围共设8个工作井，8个接收井，平均顶距120米。
顶管工作井及接收井均采用圆形钢筋砼沉井。

二、地质资料
1．万泉河呈东西走向，从上海路到天津路，路场地地层以粘性土为主，按自上而下顺序分述如下：
①层素填土(Q4al)：灰褐色，松散，以粘性土为主。厚度1.20米～2.30米，层底标高7.30米～13.90米，层底埋深1.20米～2.30米。
②层粉质粘土(Q4al+Pl)：灰黄色，硬塑，土质均匀致密，含黑色铁锰结核颗粒，充填灰色粘土，稍有光泽、干强度高，韧性高，沿线分布广泛。厚度2.40米～4.00米，层底标高3.50米～11.30米，层底埋深3.7米～5.50米。
③层粘土(Q4al+p1)：黄色～棕黄色，硬塑～坚硬，土质坚实，含黑色铁锰结核颗粒，有光泽，干强度高，韧性高；分布广泛。该层未揭穿，最大揭露厚度10．30米。

2．天津路经本次勘察揭露，拟建场地地基土构成层序自上而下依次为：
①层耕土(Qml)—层厚0.60～1.40米，层底标高9.43～13.01米。灰褐色，湿，松散一稍密状态，主要由粘性土组成，含植物根茎、有机质等。此层土属于高压缩性土。
②层粉质粘土(Q4al+pi)～层厚0．60～1．70米，层底标高8.03～11.99米。灰、灰黄色，湿，可塑状态，含粉质及氧化铁，无摇震反 应，切面稍光滑，干强度中等，韧性低。其静探比贯入阻力Ps值一般为1.701～1.767MPa，平均为1.748MPa。此层土属于中等压缩性土。
③层粘土(Q3al+p1)—此层未钻穿，最大钻遇厚度为16.40米。 褐黄、黄褐色，湿，硬塑一坚硬状态，含高岭土、铁锰质氧化物、铁锰质结核等，局部夹粉质粘土，无摇震反应，切面光滑，干强度高，韧性高。其静探比贯入阻力Ps值一般为小775—5．016MPa，平均为4.926MPa。实测标准贯入试验锤击数为11～22击／30cm，平均为16.4击／30cm。此层土属于中等偏低压缩性土。

3.地下水条件
万泉河路根据区域水质环境资料，道路所穿越池塘、沟渠中地表水发育。勘察钻孔深度14.2m范围内未见地下水。
天津路场地地下水类型主要为分布于耕土中上层滞水，水量及地 势高低有较大关系，主要由大气降水、地表水渗入补给，场地无统一 地下水位，地下水排泄途径主要是蒸发及渗入低洼处为主。勘探期间测得钻孔内静止水位埋深0.50—1.00米，水位标高9.63～10.87米。拟建场地地下水位年变化幅度在1.50米左右。
根据环境水文地质资料及参考附近水质分析报告，拟建场地及附 近水和土对砼有微腐蚀性，对钢筋砼结构中钢筋有微腐蚀性。地下水位以上土对建筑材料有微腐蚀性。

各土层渗透系数K值（经验值）见下表：
层序
土层名称
K(cm/s)
备注
①层
素填土
6×10-5

②层
粉质粘土
1×10-6

③层
黏土层
1×10-7

4.地基土有关设计参数
拟建场地地基土承载力特征值、压缩模量Es1-2(MPa)等设计参数可按表2取用：
序号
名称
承载力特征值（kpa）

压缩模量（Mpa）
②层
粉质粘土
190
9.00
②1层
粉质粘土
230
11.00
③层
粘 土
260
13.00

三、施工准备工作
3.1生产准备
1、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树木及附近房屋等准确位置。
2、修建临时设施，场内临时施工道路用地在满足施工要求前提下，结合现场具体情况进行修筑。临时施工道路直接采用挖掘机清除表面腐蚀土后，进行平整压实。局部土质不好部位采用挖除换填方法进行处理。同时施工过程中加强道路管理和维护，以保证施工道路畅通。安装临时水、电线路，并试水、试电。
3、根据顶进长度，准备好各类管线和所需辅助物（固定架等）。
4、根据材料计划，分期分批组织材料进场，材料进场前必须按程序进行检验、验收合格，并报经监理工程师审批。
5、按需、按批组织顶管施工设备、人员进场，同时报经监理工程师审批。
3.2技术准备
1、熟悉施工图纸，进行图纸会审，编制施工方案并经审批，对有关施工人员进行技术交底。
2、组织有关人员现场勘察地形、地貌，实地了解施工现场及周围情况。
3、进行施工测量和现场放线工作。组织测量人员进行桩位交接验收及复测工作，测设土方开挖及顶管工程控制点。
四、泥水平衡式顶管工作原理
泥水平衡式顶管施工管道摩阻力及管道长度成正比，顶进长度增加必须加大顶力，当顶进长度达到一定距离时，顶力加大会使管体或后背损坏，长距离泥水平衡式顶管就是通过润滑剂减阻和中继接力，减少顶进过程中阻力，中继接力顶进，从而完成顶管施工。
4.1泥浆形成机理：
泥水平衡顶管中，刀盘及主轴之间有一个偏心距E，而中心刀刀排、切削刀及主轴是同心。所以假设刀头切削下来泥块颗粒较大，不会直接进入泥浆仓，大颗粒泥块在破碎腔内被破碎成比格栅孔小颗粒，才能通过格栅进入泥浆仓，这样使排泥管不会被堵塞。利用高压水枪，将土层强度降低，含水量增大，以利用旋转刀盘上刀片将土层切割成泥浆。
4.2泥水平衡工作原理：.
泥水平衡施工以泥水平衡原理为基本，通过改变泥水仓送、排泥水量和顶进速度来控制排泥量，使泥水仓内泥水压力值稳定并控制在所设定范围内，从而达到开挖面稳定。
4.3触变泥浆减阻原理：
通过在管壁处压注触变泥浆，形成一定厚度泥浆套，使顶管在泥浆套中顶进，以减少阻力。
五、泥水平衡式顶管施工优点
在泥水式顶管施工中，为使挖掘面上保持稳定，必须在泥水仓中充满一定压力泥水，泥水在挖掘面上可以形成一层不透水泥膜，它可以阻止泥水向挖掘面里面渗透。同时该泥水本身又有一定压力，可以用来平衡地下水压力和土压力，从而保证周围地层和建筑物稳定及安全。
泥水式顶管施工有以下优点：
①适用土质范围比较广，如在地下水压力很高以及变化范围较大条件下，它也能适用。
②可有效地保持挖掘面稳定、对所顶管子周围土体扰动比较小。因此采用泥水平衡式顶管施工引起地面沉降也比较小。
③及其他类型顶管比较，泥水顶管施工时总阻力比较小，尤其是在粘土层表现得更为突出。所以它适宜于长距离顶管。
④工作坑内作业环境比较好，作业也比较安全。由于它采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、搬运土方等容易发生危险作业。它可以在大气常压下作业，也不存在采用气压顶管带来各种问题及危及作业人员健康等问题。
⑤由于泥水输送弃土作业是连续不断地进行，所以它作业时进度比较快。

六、泥水平衡式顶管施工工艺
6.1顶管机头、配套设备选择
根据工程区土质情况，我公司采用PSD型刀盘可伸缩式泥水平衡顶管掘进机施工，该机主要结构为无铰式结构，对称分布4只500kN单作用油缸，既起连接两端机头作用，又起纠偏作用，机头前端一次组装有刀盘、泥浆仓、胸板、机头倾斜仪传感器、变速箱、电动机等液压控制柜及操纵平台安装在机头后管节中，机头空间设计合理。
配套设备主要有：
①进排泥泵：我们选用功率18Kw∕h离心泵作为进排泥泵，不仅能泵送清水，而且可泵送泥浆。
②基坑旁通：基坑旁通可改变泥水循环方向，防止管内堵塞。
③泥水管路系统：包括泥水钢管、泥水软管、手动明杆式闸阀、流量系统、隔膜式压力表等。
④顶管动力及照明配套：按其配套动力负载功率选择电缆规格，供电采用TN-S方式，三相五线制移动电缆。电缆接头采用电缆接头箱。
该机械施工特点：机头前端挖掘装置由自动伸缩全断面刀盘及随动刀架组成。掘进时预调刀盘推力后，刀盘随土壤变化而前后移动，刀盘、刀夹相互配合自动调节切土口大小，保持预定推力不变，达到自动平衡正面土体压力目，机头前部还有及动力装置密封隔离泥仓，调节泥仓内泥浆压力即可平衡地下水。该设备是一种具有自动平衡作用顶管机头，是目前对土体扰动最小机种。
6.2施工工艺概述
①液压千斤顶及油泵选择应根据每个工作坑顶进长度、土内磨擦角、管道直径，管道重量进行计算，合理选用千斤顶及油泵。本工程顶管最大顶力为2657KN，采用200t液压千斤顶六台为一组。液压千斤顶应对称布置，顶力中心应在管底以上1/3管径位置，其方向必须及管道顶进方向平行，千斤顶底部支承平台要搭设牢固，确保千斤顶稳定性。工作坑内设备安装完毕后如图：

顶铁选择应小于液压千斤顶行程，并考虑适当安装间隙。工作坑集水井内设φ100排水泵一台，并备用一台，确保工作坑内不间断抽水。顶管工作坑内应设置低压照明设施，其电压不超过12V安全电压。导轨和后背安装完毕必须经项目部自检，自检合格后报验监理合格后方能开始顶进工作。

②管道进、出洞措施
顶管工作中管道进、出洞口工作是一项很重要工作，施工中要充分考虑到它安全性和可靠性，要派专职安全员负责整个开洞安全工作。进出洞成功是整个顶管工程顺利完工关键。预留管道进出洞口直径应比管外壁大150mm，预留洞口处应预埋环形钢板，环形钢板上焊接螺栓，在管道进出洞前安装止水橡胶板。
③管道顶进施工准备：顶管前要先将设备安装调试，安装好泥浆池，按泥浆配制方式调配泥浆，检验注浆设备。检查施工材料备料情况（包括管封、胶圈、澎润土，烧碱）和供电电压，备好泥土外运设施。主要设备选择：采用PSD-1350和PSD-1500泥水平衡顶管机，配套4×1000KN千斤顶、32Mpa油泵做为主顶设备，50L/min注浆泵，3KW砂浆搅拌机。
④设备安装
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，安装分为井内、井外两部分。
设 备 安 装 工 艺 流 程 图
⑤顶管正向压力控制：管道顶进时，机头正向压力大小要根据土质情况进行有效控制。当土壤较硬时，正向压力可以相应减小，以免道路突起；当土质较松软或有流动性时，要加大正向顶力，否则容易造成路面下沉或临近房屋下沉。正向顶力大小根据机头前安装膜式牛油压力表显示，正常情况下正向压力压强应控制在4KN/m2左右，当遇淤泥时正向压力压强应不小于6KN/m2 ~8KN/m2。管道顶进中，应采取注浆减阻措施，浆液采用膨润土触变泥浆，配置应符合设计要求。机头后第一节管道应留有注浆孔，以后每隔两节管子放一节留有注浆孔管子。注浆压力不宜过大，以防浆液流失而管道外难以形成浆套。管道顶进过程中应根据前方机头仓内泥浆情况，适时进行补泥浆和补水，该系统泥水平衡顶管系统中自备。
每个工作井边应设置一个泥浆池，以便泥浆沉淀，沉淀出泥浆应用封闭完好罐车运至指定地点。
管道顶进施工工艺流程（见下图）

顶进施工工艺流程图

  七、主要技术措施
7.1工作井布置
1、结构设计
工作井采用φ7500mm圆形沉井法施工，在沉井下沉到位后浇筑素混凝土封底和500mm钢筋混凝土底板，按轴线和高程埋设导轨预埋件等砼达到一定强度后，安装导轨，浇筑3m*3m钢筋混凝土后座墙，厚度为500mm。基坑支护施工做到宽度、长度满足要求，后背垂直偏差小于0.1%H（H为后背高度），即小于3mm，轨道高程偏差在0~+3mm，中心线位移偏差±3mm之内。
2、工作井最小内径
按照下井管节长度（玻璃钢夹砂管3米/节）来确定工作井内径大小：
L≥L1+L2+L3+K=3.0+2.5+0.5+1.6=7.5米
L1-----下井管节长度（米）,3.0米
L2-----千斤顶长度（米）,2.5米
L3-----留在井内管道最小长度（米）,0.4米
K-----后座和顶铁最小厚度及安装富余量，可取1.6米
则，取L=7.5米。

7.2 后靠背稳定计算
后背作为千斤顶支撑结构, 后背墙是承受和传递全部顶力基础，必须要有足够强度和刚度，且压缩变形要均匀。本工程施工工作井后座墙是和侧壁混凝土墙整体浇筑，工作井为刚性体，所以工作井能够承受最大顶推反力R由基坑侧壁摩擦力、基坑底板之间摩擦力R1及后座墙反力R2组成。计算过程中忽略基坑侧壁摩擦力及基坑底板之间摩擦力，而假设顶进支架推力是通过后座墙而均匀作用在工作井后方土体上面。主要考虑后背土体反力计算，后靠背计算图示如下图所示：

反力应为总推力F1.2～1.6倍，以确保安全

式中：Ｒ2－后座墙之反力；
　　　 a－系数（取1.5～2.5之间），计算保守取1.5；
　　 　B－后座墙宽度（ｍ），取3.0米计算；
　　 　g－土湿重量，取1.9t/m3计算；
　　　 H－后座墙高度，取3.0米计算；
　　 　Ｋｐ－被动区土压系数〔为tg2(450+f/2)〕=1.894；
h－地面到后座墙顶部土体高度（取h＝6.0米）；
　　 ｃ－土内聚力,取70.9Kpa进行计算。
R2=5079.08t
7.3顶管顶力计算：
1).控制土压力值P
P=K0γh
K0—静土压系数，按土质取0.55
γ—土容重
h—复土深度(实测覆土深度9.5~12.5m)
P=0.55×1.9×12.5
= 13.1KPa
2).顶管机初始推力FO
FO=PπR2
R—玻璃钢夹砂管有效半径
FO=13.1×3.14×（0.735）2
=22.2t
3).一次顶进管子阻力
PO=fπDL
f—摩阻系数，按土质取0.32t/m2
D—管外径
L—顶进长度
PO =0.32×3.14×1.47×120
=177.2t
4).一次顶进总推力F1
F1= FO + PO
F1=22.2t+177.2t
=199.4t
5).考虑注浆减摩效果后实际总推力F
F=αF1
α—减摩系数0.8
F=0.8×199.4
=159.52t
6).每延米推力为159.52t/120m≈1.33t/m
由于DN1400玻璃钢夹砂管能承受最大顶力为2930KN即298.98t（根据GB/T21492-2008），工作井主顶推力可设计为3000KN，即300t。100t主顶油缸4台，120m需要总推力为159.52t。满足顶管设计要求，所以不必添加中继间。
7.4减阻泥浆
    顶进施工中，减阻泥浆应用是减小顶进阻力重要措施。顶进时，通过工具管及管节上预留注浆孔，向管道外壁压入一定量减阻泥浆，在管道外围形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间摩阻力，从而减小顶进时顶力。泥浆套形成好坏，直接关系到减阻效果。为了保证压浆效果，在工具管尾部环向均匀地布置了3只压浆孔，顶进时及时进行压浆。工具管后面3节管节上都有压浆孔，以后每隔2节设置1节有压浆孔管节。管节上压浆孔有3只，呈120°环向交叉布置。压浆总管用φ50mm白铁管，除工具管及随后3节混凝土管节外，压浆总管上每隔6m装1只三通，再用压浆软管接至压浆孔处。
    顶进时，工具管尾部压浆要及时，确保形成完整、有效泥浆套。混凝土管节上压浆孔供补压浆用，补压浆次数及压浆量需根据施工时具体情况而确定。
    减阻泥浆性能要稳定，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结，既要有良好流动性，又要有一定稠度。顶进施工前要做泥浆配合比试验，找出适合于施工最佳泥浆配合比。 
    拌制减阻泥浆要严格按操作规程进行，催化剂、化学添加剂等要搅拌均匀，使之均匀地化开，膨润土加入后要充分搅拌，使其充分水化。泥浆拌好后，应放置一定时间才能使用。通过储浆池处压浆泵将泥浆压至管道内总管，然后经压浆孔压至管壁外。施工中，在压浆泵、工具管尾部等处均装有压力表，便于观察，从而控制和调整压浆压力。
  顶进施工中，减阻泥浆用量主要取决于管道周围空隙大小及周围土层特性，由于泥浆流失及地下水等作用，泥浆实际用量要比理论用量大得多，一般可达到理论值4～5倍，但施工中还需根据土质情况、顶进状况及地面沉降要求等做适当调整。
7.5 测量及轴线控制
    在顶进过程中，经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进1节管节（即3m）测量1次，同时施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量精度。
   在顶进工程中，必须利用联系三角形法定期进行复测，以保证整个顶进轴线一致性。
    为了较好地解决测量用时问题，要尽可能减少测量接站数，在转站处利用特殊发光源作为目标，再利用放大倍率较大T2经纬仪观测；测定工具管前进趋势，同样能达到减少测量时间目。
    在实际顶进中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因此要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间偏差值，使之尽量趋于一致。顶进轴线发生偏差时，通过调节纠偏千斤顶伸缩量，使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置。
    施工过程中，及时了解工具管趋势对纠偏十分有利。如果轴线偏差较小，且趋势较好(沿设计方位)，可省去不必要测量和纠偏，提供更多顶进时间；如轴线偏差较小，但工具管前进趋势背离设计轴线方向，则要及时进行有效纠偏，使工具管不致偏离较大。测量采用高精度全站仪，激光经纬仪和水准仪。工具管内设有坡度板和光靶，坡度板用于读取工具管坡度和转角，光靶用于激光经纬仪进行轴线跟踪测量。
7.6 纠旋转技术措施
    为了减小管节之间相互转动，机头及机头管采用螺杆连接，通过连接螺杆将机头及管道连接成一个整体，从而减小整段管道在顶进过程中旋转。
7.7 水力机械化施工
   泥水系统配置根据本工程特点布置了泥水系统。沉淀池利用现场空地开挖，留有足够容量，并用φ300钢管连通泄水。在清水池旁设置2台5级泵，向管路供水，进水管路采用φ100无缝钢管、卡箍式活络接头，。
    排泥采用φ100无缝钢管、卡箍式活络接头，。废弃泥浆用管道泵串联水平输送，管道内每隔200m左右设置1台。工作井内设置1台大功率管道泵，用于泥浆在工作井内垂直输送。

八、人工顶管
根据施工条件，天津路西污5井~西污6井新、老管道接头位置需采用人工顶管。
8.1、工作井施工方案
1、工作井位置选定
根据设计图纸井位设置，工作井深度约9.0m，接头老管道检查井处设为接收井。顶距为95m。
2、工作井结构设计
根据设计，工作坑采用内直径Φ6000mm砖砌圆形倒挂井支护结构，底部设高3m钢筋混凝土圈墙加固。顶管工作坑深度9米，基坑上部2.5m深土方采用挖掘机开挖，人工修整护壁土方后,砌筑砖砌井,并及时填充砖墙及土壁孔隙,保证坑壁稳定,然后在坑上架桁车，就位后用人工开挖工作坑下部土方，并砌筑下面倒挂井直至设计坑底高程，每次人工开挖高度为3m，工作坑四周用钢管式防护栏杆围护，并设置施工标志，安全警示标牌及夜间照明设备。
工作坑基础采用20cm厚碎石垫层，30cm厚C25混凝土,底板砼施工时同时设临时性水准点、基坑集水井、按轴线和高程埋设导轨预埋件,等砼达到一定强度后,安装轨道,浇筑砼后背。基坑支护施工做到宽度、长度满足要求，后背垂直偏差小于0.1％H（H为后背高度）,轨道高程偏差控制在0～＋3mm,中线位移偏差±3mm之内。

1）工作井深基坑管道方向长度A
A≥L1+L2+L3+L4+L5+L6=2.0+1.5+0.3+0+0.5+0.4+0.3=6米
L1-----管道长度（米）,3.0米
L2-----千斤顶长度（米）,1.5米
L3-----后背厚度（米）,靠背0.3米
L4-----顶进管节预留在导轨上最小长度（米）,由于工作坑采用圆形结构，取0米
L5-----管内出土操作时管尾预留空间（米）取0.5米
L6-----刚性顶铁长度（米），0.4米
L7-----操作空间（米），0.3米
则，取L=6米。
2）工作井深基坑垂直管道方向长度B
B=D+2B1+2B2=1.5+2×1.2+0.3=4.0米
D--------管外径（米），1.5米
B1-------深基坑管道两侧工作宽度，当D＞1米时取1.5米
B2-------支撑材料厚度,本工程取0.30米
根据以上计算比较，考虑施工操作空间，故选用直径Φ5500mm砖砌圆形倒挂井内衬3米钢筋混凝土圈墙满足施工要求。接收井选用Φ3000mm砖砌圆形倒挂井。
3、工作井支护结构设计
根据地质报告, 地表埋藏有上层滞水型地下水，地下水量不大,顶管基坑采用倒挂法砖砌井施工,井内径5500㎜, 深基坑中深度在6米以内部分，墙体采用240㎜厚,M10水泥砂浆、Mu10机砖砌筑，每两米设置圈梁一道；深度超过6米部分墙体采用370㎜厚，M10水泥砂浆、Mu10红砖砌筑，最后浇筑3米高，250mm厚钢筋混凝土圈墙。接收井4m以上采用240mm厚，4m以下采用370㎜厚，M10水泥砂浆、Mu10红砖砌筑。顶镐后背采用浇筑C25钢筋砼墙，尺寸为2.0×2.0×0.30米，布Ø16@200双向钢筋网片,其余工作坑及接收井结构形式同以上部分。深基坑基础采用200mm厚碎石垫层，上铺300mm厚C25砼，深基坑边设深500mm集水井，以便雨水及地下渗水抽排，深基坑底板上设一个临时高程点。

4、基坑支护结构力学验算

如下：受力计算简图
H
ho

t D t

受力计算简图

1）砖砌井外侧土主动土压力验算
根据现场实测管道埋置深度9米。
（1）工作井
由于本工程勘测无地下水，为简化计算且偏于安全，本次验算不考虑土内聚力（c=0）影响。因该项目工程地质报告土容重、土壤内摩擦角等计算数据不明确，故根据相关经验及《简明施工计算手册》对计算参数进行适当取值。根据图纸，该工作井位置管道埋深H=9.0m。①层土容重γ1=18 KN/m3，Φ1=10~30，取Φ1=20，h1=1.2m，层土容重γ2=19.9 KN/m3，Φ2=20，h2=7.8m,γw=10KN/m3,h0=0.4m,D=5500㎜，t取值分两种情况，0~6m深取t=240㎜,6m深以下取t=370mm。
取①层土底部砖砌井外侧受土压力：
P=γ1h1 tg2（45。-Φ/2）+（γ1- γw）（h1- h0）tg2（45。-Φ/2）+（h1- h0）γw
=18.0×1.2×tg2（45。- 20。/2）+（18-10）（1.2-0.4）tg2（45。- 20。/2）+（1.2-0.4）×10
=(10.59+3.13+6.4) KN/m2
=0.0201 N/mm2
砖砌井所受环向应力:
Ón=P（D+2t）/2t =0.0201×5980/（2×240）
=0.25N/㎜2 ＜f = 1.89 N/㎜2
由以上验算知,环向应力Ón小于允许应力f,故满足要求。
取地下6m深处，即370㎜砖墙最深处验算：
此时H=6m，h0=0.4m，D=5500㎜，t=370㎜。
h`=h*γ1/γ2=1.2*18/19.9=1.08 m
H1 =h2+ h`=6-1.2+1.08=5.88m
P=γh` tg2（45。- Ø/2）+（γ2- γw）（H1-h0）tg2（45。- Ø/2）+（H1- h0）γw
=19.9×1.08×tg2（45。-20。/2）+（19.9-10）（5.88-0.4）tg2（45。- 20。/2）+（5.88-04）×10
=（10.54+26.60+54.8） KN/m2
=0.0919N/mm2
砖砌工作井所受环向应力
Ón= P（D+2t）/2t
=0.0919×6240/（2×370）
=0.77N/㎜2＜f =1.89 N/㎜2
由以上验算知,环向应力Ón小于允许应力f故满足要求。
取该位置最深处砖砌井外侧受土压力：
h`=h*γ1/γ2=1.2*18/19.9=1.08m
H1 =h2+ h`=7.8+1.08=8.88m
P=γ2h` tg2（45。-Φ/2）+（γ2- γw）（H1- h0）tg2（45。-Φ/2）+（H1- h0）γw
=19.9×1.08×tg2（45。- 20。/2）+（19.9-10）（8.88-0.4）tg2（45。- 20。/2）+（8.88-0.4）×10
=(10.54+41.16+84.8) KN/m2
=136.5KN/m2
=0.136N/㎜2
砖砌井所受环向应力:
Ón=P（D+2t）/2t =0.136×6240/（2×370）
=1.15N/㎜2 ＜f = 1.89 N/㎜2
由以上验算知,环向应力Ón小于允许应力f,故满足要求。
砖砌井所受径向应力:
Óa＝P/2 =0.136/2＝0.068N/㎜2＜fv = 0.18 N/㎜2
由以上验算知,环向应力Óa小于允许应力fv,故满足要求。
（2）接收井
管线接收井土质情况基本一致，其中深度约为8.0m。
由于本工程地质勘测无地下水，同时为保证安全，简化计算，本次验算不考虑土内聚力（c=0）影响。因该项目工程地质报告土容重、土壤内摩擦角等计算数据不明确，故根据相关经验及《简明施工计算手册》对计算参数进行取值，①层土容重γ1=18 KN/m3，Φ1=20，h1=1.2m，取土容重γ2=19.9KN/m3，γw=10KN/m3，Φ=20。，c=0。最大深度H=8.0m，h0=0.4m，D=3000㎜，H1=8.0-1.2+1.08=7.88,4m以上时壁厚t=240㎜，4m以下时壁厚t=370㎜。
取最深处砖砌井外侧承受土压力：
P=γ2 h`tg2（45。-Φ/2）+（γ2- γw）（H1- h0）tg2（45。-Φ/2）+（H1- h0）γw
=19.9×1.08×tg2（45。- 20。/2）+（19.9-10）（7.88-0.4）tg2（45。- 20。/2）+（7.88-0.4）×10
=(10.54+36.31+74.8) KN/m2
=0.122N/mm2
砖砌井所受环向应力:
Ón=P（D+2t）/2t =0.122×3740/（2×370）
=0.62N/㎜2 ＜f = 1.89 N/㎜2
由以上验算知,环向应力Ón小于允许应力f=1.89 N/㎜2,故满足要求。
砖砌井所受径向应力:
Óa＝P/2 =0.122/2＝0.061 N/㎜2<fv = 0.18 N/㎜2
由以上验算知,环向应力Óa小于允许应力fv,故满足要求。
取地下4m深处，即240㎜砖墙最深处验算：
此时H1=4m，h0=0.4m，D=3000㎜，t=240㎜。
h`=h*γ1/γ2=1.2*18/19.9=1.08m
H1=4-1.2+1.08=3.88m
P=γ2 h` tg2（45。- Ø/2）+（γ2- γw）（H1- h0）tg（45。- Ø/2）+（H1- h0）γw
=19.9×1.08×tg2（45。-20。/2）+（19.9-10）（3.88-0.4）tg2（45。- 20。/2）+（3.88-0.4）×10
=(10.54+16.89+34.8)KN/m2
=0.0622N/m2
砖砌工作井所受环向应力
Ón= P（D+2t）/2t
=0.0622×3480/（2×240）
=0.45N/㎜2＜f =1.89 N/㎜2
由以上验算知,环向应力Ón小于允许应力f故满足要求.

2)顶进时后背墙后土被动压力验算
在本工程中,设计最大推顶力T=265.73t,后背均选用C25钢筋砼,尺寸为2.0×2.0×0.30 m,深度在底板下50㎝,布Ø16@200双向钢筋网片，因该项目工程地质报告土容重、土壤内摩擦角等计算数据不明确，故根据相关经验及《简明施工计算手册》对计算参数进行取值。取最深处验算，后背中心处深度为H1=9.0-0.75=8.25米，V=19.9 KN/m3，Ø=20。，c=60.2 KN/m2。
后背中心处被动土压力：
P=γH 1tg2（45。+ Ø/2）+2 c*tg（45。+ Ø/2）
=19.9×8.25×tg2（45+20。/2）+2×60.2×tg（45。+20。/2）
=223.21KN/m2
后背总被动力压力:
EP=Pbh
=223.21×2.0×2.0
=892.84KN
=892.84t＞设计最大推动顶力T=265.73t
故后背能够承受最大推顶力，满足施工要求。
5、顶进力计算
1.本工程顶进管管道位于粘土层,按粘性土土质考虑,管外壁人工涂改性石蜡、注触变泥浆，管外径DH=1500mm，最大顶进长度=110米。
A=∏×DH×110=518.1 m2
取f=8～12 KN/m2
最大顶进阻力F=A×f=4144.8～5898 KN
工作坑配备2台300t千斤顶。

2.由土压力，轴向阻力计算顶进力
1).控制土压力值P
P=K0γh
K0—静土压系数，按土质取0.55
γ—土容重
h—复土深度(实测覆土深度5.5~8.0m)