华中路顶管施工专项方案.docx

安庆市华中路（宜城路-龙眠山路）改造工程

(顶管工程)

专
项
施
工
方
案

施工单位：安庆远征市政工程有限公司

编制日期：2014 年 02月21日

目 录
一、编制依据 3

二、工程施工主要内容、施工顺序及工期要求 3
三．施工组织措施 4
四、沉井施工 7
（一）、沉井主要施工方法 7
（二）、 沉井的主要分项工程施工 8
（三）、沉井下沉过程中几种问题的纠正 12
（四）、沉井封底及底板浇筑 12
（五）井点降水 13
五、顶管施工 13

（一）、顶力计算与后背力计算 14
（二）、顶进设备选型及安装 15
（三）、顶管施工技术措施 18
六、预防管路下沉及预防措施 23
七、顶管对道路构筑物的监测保护 23
八、通风照明措施 24
九、管材放置及出土布置 24
十、其他附属施工方法 25
十一、分项工程质量保证措施 25
十二、危险源辨析及应急预案 26

一、编制依据
本顶管专项施工方案编制时，主要根据本工程施工图纸、工程所在地现场情况、国家及有关部委颁发的现行地下工程的技术规范、规程及标准进行以及本公司有关施工、施工质量、安全生产、技术管理等文件：

二、工程施工主要内容、施工顺序及工期要求
1.工程名称：安庆市华中路（宜城路-龙眠山路）改造顶管工程；
工程地点：安庆市华中路（宜城路-龙眠山路）路段；
2.工程内容：
K0+24.327~K0+401.63为D800污水顶管，长度472.6米；K0+431.63~K1+737.976段为D1000污水顶管，长度1310.4米；K1+828~K2+094段为雨水顶管，长度265米。沉井31座。
3、施工顺序：
第一套顶管设备第一次施工在北污-2号井（k0+074）位置分别向两侧顶管；第二次施工在北污-4号井（k0+146.276）位置分别向两侧顶管。依次类推，逐步向前推进。
第二套顶管设备第一次施工在北污-10号井（k0+510）位置分别向两侧顶管；第二次施工在北污-12号井（k0+626）位置分别向两侧顶管；依次类推，逐步向前推进。
第三套顶管设备第一次施工在北污-20号井（k1+110）位置分别向两侧顶管；第二次施工在北污-22号井（k1+235）位置分别向两侧顶管；依次类推，逐步向前推进。
4、工期要求

本次顶管工程计划工期如下：
2014年2月15日—2014年 5月20日，工期90天。

三．施工组织措施

1、人员配备
本工程具有施工项目多、工期紧，新技术应用多的特点。为了优质高效完成本标段的施工任务，根据本工程的施工特点、工程量和施工强度，我项目部将合理配置劳动力资源。
沉井制作劳动力计划表 单位：人
工种
按工程施工阶段投入劳动力情况
第一月
第二月
第三个月
第四个月

瓦工
4
5
6

普工
10
10
10

电工
2
2
2

钢筋工
5
5
6

木工
5
8
4

顶管人员
10
10
20

小计
36
40
46

注：本计划表是以每班八小时工作制为基础编制的。
顶管施工人员配备及设备
由于本工程工期紧，任务量大，在具备顶管条件的情况下，陆续进入顶管设备2~3套，以保证工期的顺利完成。
现场顶管机组配备2-3个班组，每班12个小时， 24小时连续作业，每班配备10人，每台机组需20人。

每个班组具体分工如下表：
岗 位
人 数
职责
班 长
2
现场指挥、行车操作、安全监控
操作机手
2
顶管系统操作、纠偏
地面普工
4
地面循环系统、注浆、吊装等辅助工作
坑内普工
4
坑内管线拆装、吊装等辅助工作
小 计
12

整个项目根据劳动力计划，提前在公司内部的施工队伍和劳务基地中进行组织安排，保证劳动力能及时、有序地进场；
对所组织的劳动力进行考核、筛选，选拔有素质、技术熟练的工人进场。
对施工人员进行进场交底及技术、质量、安全教育，
重要工种和特殊工艺提前进培训，作到持证上岗。
根据不同时段的施工任务，调整各施工队的工种比例和人数，实行动态管理，建立劣汰制度和激励机制，使施工队伍始终保持较高素质和较强的战斗力，确保高效率、高质量完成本合同工程施工。

2、机械设备的配备
施工机械设备计划及其维护措施
结合工程施工内容和工期要求，按照施工组织设计中确定的施工方法、施工机械、设备的要求，编制施工机械设备需用量计划。
根据施工机械设备需用量计划，组织施工机具按计划、按期进场，确保工程施工顺利进行。
进场机械设备应保持较高的完好率，并按规定定期保养，以确保完好的机械设备服务于工程施工。部分机械设备、仪表、仪器，必须经质检机构鉴定后，提供鉴定报告后方可投入使用。
拟用于本工程项目的主要施工设备情况
表8
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
产地
制造年份
额定功率（KW）
完好率
用于施工部位
备注
1
掘进机
1000mm
套
2
安徽·淮南
2012 . 9
120
完好
顶 管

2
掘进机
1600mm
套
1
江苏·扬州
2012.10
120
完好
顶 管
3
汽车吊
25T
辆
2

2011.4
150
完好
吊 装
4
指挥车辆

辆
2

2011.5
150
完好
采购、交通
5
激光经纬仪
16~25T
台
3

2012.9

放样、监控
6
水准仪

台
3

2012．8

完好
放样、监控
7
潜水泵

台
6

2013.7

完好
排 水

8
双钢模具

套
3

2013．5

完好
制作沉井

9
长臂挖机
23m
台
1

2013．2

完好
沉 井

10
工程车

辆
6

2013.3

完好
备 用

四、沉井施工
（一）、沉井主要施工方法

1、沉井施工顺序
根据设计的工作井制作高度，拟采用就地制作，一次下沉方案，其施工顺序如下：
施工准备→开挖浅基坑→制作刃脚砖模→支设钢管脚手架→绑扎钢筋并预埋穿墙钢管→支设井壁模板→浇筑井壁砼→养护→拆除模板→人工挖土、下沉→碎石垫层干封底或片石压底水封→养护→绑扎底板钢筋→浇筑底板砼。
2、基坑测理放样
整平场地后，根据沉井设计图纸中心坐标定出沉井中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。施工放样结束后，须经监理工程师复核准确无误后方可开工。
3、基坑开挖
为了减少沉井立模支架的高度、下沉深度和便于施工，杂填土挖除后再挖深约1m的基槽。挖土采用1立方米的单斗挖掘机，并与人工配合操作。以方便垫层基础施工，开挖边坡1：1，四周设排水沟，通过水泵排水，保证基坑底干燥，便于施工需要。
4、刃脚垫层施工
刃脚垫层采用砂垫层和混凝土垫层共同受力。
（1）砂垫层厚度的确定
砂垫层厚度Ｈ可采用如下计算公式计算：
Ｎ／Ｂ＋γ砂Ｈ≤［σ］
根据计算结果，无论是工作井还是接收井，砂垫层厚度Ｈ均为 60（厘米）。
砂垫层采用加水分层夯实的办法施工，夯实工具为平板式振捣器。
（2）混凝土垫层厚度的确定
混凝土垫层厚度可按下式计算公式计算：
ｈ＝（Ｇ0／Ｒ－ｂ）／2
根据计算结果，混凝土垫层厚度ｈ为20厘米。
混凝土垫层表面应用水平仪进行校平，使之表面保持在同一水平面上。

5、 沉井下沉系数计算
根据本工程的设计情况、地质情况，沉井的下沉系数计算如下：
1、沉降系数：沉降系数=沉井自重/沉井下沉的阻力
以内径7米，外径8.4米的工作井沉井为例（井深5米，刃脚高0.5米，刃脚底宽0.1米），沉降系数计算如下：
（1）沉井自重
沉井自重=【3.14*（4.22-3.52）*5-3.14*（4.12-3.52）*0.5/2】*2.5=202T
（2）沉井下沉阻力
根据本工程地质情况及经验数据，井壁活动摩擦系数取值 为0.8t/m2 ,刃脚底部的正面阻力取值为20t/m2。
沉井下沉的阻力=8.4*3.14*5*0.8+3.14*（4.12-42）*20=156（T）
2、本工程的沉降系数
由以上计算可得，本工程的沉降系数=202/156=1.29
1.29≥1.15，故本工程的沉井下沉不必采用减阻措施。
（二）、 沉井的主要分项工程施工
1、浅基坑开挖及垫层制作
先进行测量放线，开挖面比工作井平面外围大于1m，垂直开挖，人工配合整平，开挖深度为2m左右，基本上没地下水，可干挖，然后基坑周边进行围护，形成基坑工作面。
在刃脚踏面下，采用砂垫层（厚0.2m）和铺素砼垫层（厚0.1m）。
2、钢筋绑扎、模板拼装及砼浇筑
A、立井筒内模和支架
由于顶管沉井高度达6米，因此，井身混凝土为一次性浇捣完成6米，井筒模板采用组合钢模与局部木模互相搭配，以保证内模的密封性。
刃脚踏脚部分的内模采用砖砌结构，宽度与刃脚同宽。井身内模支架采用空心钢管支撑。钢管支架必须架设稳固，如有必要，可采用对撑支架，增加内模的稳定性。
B、钢筋绑扎
钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、鳞锈等清理干净；钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋均应调直；预制构件中的主钢筋均采用对焊、焊接并按照有关规定抽样送检；钢筋接头应互相错开，并严格按照国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204—92）中的有关规定执行；现场钢筋绑扎时，其交叉点应用21＃铁丝绑扎结实，必要时用电焊焊牢。
钢筋规格、尺寸应符合要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定，保证钢筋设计间距。为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。
钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽验收。隐蔽验收合格后，方可进行立外模。
C、立外模和支架
钢筋绑扎验收后，应进行架立外模和支架。井壁内外模用串心螺丝固定，串心螺丝采用φ12的圆钢，中间设置止水片，两端设置铁片控制井壁厚度尺寸，圆钢两端头上铰成螺纹，用定制钢螺帽固定，拆模时拆去钢螺帽，割去外露部分即可。外模支架必须稳、牢、强，保证在浇捣混凝土时，模板不变形，不跑模。
D、沉井模板制作
一、根据本工程沉井施工的特点与要求，模板的工艺技术与施工方法作以下考虑
（1）模板的设计选型：井壁的内外模板全部采用钢模。钢模内外侧均用采用Ø48mm钢管与墙壁内的对拉丝连接加固。
（2）模板安装的工艺流程：位置、尺寸、标高复核与弹线 → 刃脚支模 → 井壁内模支设（配合钢筋安装）→ 井壁外模支设（配合完成钢筋隐检验收）→ 模板支撑加固 → 模板检查与验收。
（3）模板的制作尺寸要准确，表面平整无凹凸，边口整齐，拼缝严密。安装模板按自下而上的顺序进行。模板安装应做到位置准确，表面平整，支模要横平竖直不歪斜，几何尺寸要符合图纸要求。
（4）井壁侧模安装前，应先根据弹线位置，用Ø14短钢筋离底面50mm 处焊牢在两侧的主筋上（注意电焊时不伤主筋），作为控制截面尺寸的限位基准。一片侧模安装后应先采用临时支撑固定，然后再安装另一侧模板。两侧模板用限位钢筋控制截面尺寸，并用上下连杆及剪刀撑等控制模板的垂直度，确保稳定性。
（5）沉井的制作高度较高，混凝土浇筑时对模板所产生的侧向压力也相应较大。为了防止浇砼时发生胀模或爆模情况，井壁内外模板必须采用Ø16对拉螺栓紧固，对拉螺杆的长度(mm)=井壁厚度+250。对拉螺栓的纵横向间距均为450mm。对拉螺栓中间满焊100×100×3钢板止水片。底部第一道对拉螺栓的中心离地250mm。
（6）沉井制作时，井壁的制作为一次性制作，井壁外模仍按上述方法采用抛撑，井壁内模可采用井壁上预埋铁件，在铁件上搭设挑架与水平钢管支撑的方法进行加固。
（7）封模前，各种预埋件或插筋应按要求位置用电焊固定在主筋或箍筋上。预留套管或预留洞孔的钢框应与钢筋焊接牢固，并保证位置准确。
（8）模板安装前必须涂刷脱模剂，使沉井混凝土表面光滑，减小阻力便于下沉。

墙身模板荷载标准值计算  
        强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。 
        新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:                 
 F=0.22Yctβ1β2 V F=YcH            
 其中 Yc—— 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；
      t —— 新浇混凝土的初凝时间，为0时(表示无资料)取200/(T+15)，取5.714h；               
 T —— 混凝土的入模温度，取20.000℃；               
 V —— 混凝土的浇筑速度，取2.500m/h； 
 H —— 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取1.200m；             
β1—— 外加剂影响修正系数，取1.000； 
β2—— 混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。        
 根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=28.800kN/m2 
  考虑结构的重要性系数0.9，实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=0.9×50.000=45.000kN/m2 
 考虑结构的重要性系数0.9，倒混凝土时产生的荷载标准值 F2=0.9×6.000=5.400kN/m2。  

E、浇捣混凝土
模板和支架工序完成后，必须经监理工程师进行验收。验收合格后，方可进行混凝土的浇捣。为缩短施工周期和保证工程质量，采用泵送商品混凝土。泵送混凝土可将输送管的软管直接放入浇捣段，距离浇捣面1米左右，保证混凝土不离析。
混凝土浇捣前应严格检查各种预留孔、预留管和预埋件的位置和几何尺寸，严禁漏放和错放。
混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，振捣棒插入时应离开钢筋，但应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生。混凝土在捣振时应注意和随时检查模板受力和钢筋受力的情况，防止模板因混凝土
振捣的原因而跑模。
井身浇捣混凝土为一次性施工：
混凝土浇筑完毕后12小时内应采取养护措施，可对混凝土表面复盖和浇水养护，井壁侧模拆除后应悬挂草包并浇水养护，每天浇水次数应满足能保持混凝土处于湿润状态的要求。浇水养护时间的规定为：采用普通硅酸盐水泥时不得少于7天，当混凝土中掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求时不得少于14天。
E、养护及拆模
混凝土浇捣完成后应及时养护，养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法。在养护过程中，对混凝土表面需浇水湿润，严禁用水泵喷射而破坏混凝土。养护时应确保混凝土表面不发白，至少养护七天以上。养护期内，不得在混凝土表面加压、冲击及污染。
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。对于分段浇捣混凝土部位，应保留最后一排模板，利于向上接模。
F、封砌预留孔
严格按照设计图纸的要求，由于本工程地下土质流动性大，地下水丰富，所以设置和封砌各种预留孔，并保证在沉井下沉过程中，预留孔内不渗水。
工作井——总高度超过5米，一次性浇捣混凝土，待砼达到强度后，采用长臂挖机施工作业，一次性下沉至标高位置，然后再进行下一步封底工作。
接收井——总高度超过5米，一次性浇捣混凝土，待砼达到强度后，采用长臂挖机施工作业，一次性下沉至标高位置，然后再进行下一步封底工作。
3、沉井预制允许偏差
长、宽： ±0.5%。且不大于100mm
对角线： ±1%
井壁厚度： ±15mm
4、垫层砼的凿除
垫层砼凿除时要求均匀对称，以减少不均匀下沉，并要求速度要快，为此采用风镐同时对称进行，垫层凿除后，及时在踏面下回填砂。
5、沉井下沉测量检测要求
① 在凿除砼垫层前，须在井顶及井壁上画出沉井的纵、横中线。中线按井壁等分求得，并互相垂直，中线用于沉井垂直度与位移的监测。同时在井周围及路面作好沉降观测点。
② 在沉井四角，从刃脚踏面算起，画上相同的标尺，标尺用于监测下沉量，每天均需测量多次。
③ 凿除砼垫层要加强垂直度、下沉量测量，发现倾斜立即报告纠正。
④ 沉井初沉时，每开挖一层土均应作一次下沉量、垂直度测量。必要时甚至作跟踪测量。
⑤ 正常下沉时，视下沉速度每工班测1～2次。
⑥ 发现倾斜严重、快速下沉等异常现象时，要求随时监测。
⑦ 沉井沉至设计标高后，封底以前每2～4小时监测一次。
6、沉井下沉允许偏差
沉井下沉完毕后，标高、位移、倾斜度的允许偏差值如下：
① 刃脚平均高：±100mm
② 刃脚底面高差：两角距离L/100（L为两角距离）。
③ 水平位移：100mm以内。
④ 垂直度：1/100以内。
7、挖土下沉
沉井初沉是沉井下沉中最关键的工序，此时四壁无摩擦力，沉井全靠砂垫层承担，下沉系数很大，沉井又未入土，重心高，四壁无土体约束导向，开挖稍不
均匀，就可能倾斜、移位。由于地表有一层不透水层，为保证初沉质量，该层上部份可人工干挖。刃脚下砂堤与砂垫层要分层分段均匀开挖，每层厚度约200mm。挖出的土应远离沉井边缘堆放，以免井侧荷载过大造成土体向井内移动或井侧土压力不均匀使沉井倾斜，移位等。采用人工在井内挖土，装入2m3土斗中，用吊车垂直运输至地面临时堆放，夜间外运弃土。
（三）、沉井下沉过程中几种问题的纠正
1、倾斜处理
沉井挖土下沉要均匀进行，尽量避免倾斜发生。如果发生倾斜应在刃脚标高较高处多挖土，以减少该处阻力，使其多下沉一些，以达到纠偏目的。倾斜一般在初沉和入土不深时发生，纠偏也应在沉井入土不太深时完成。若入土一定深度后纠偏还未完成，沉井就会沿土中的“倾斜巷道”下沉而难以纠偏了。较大的偏差应采用千斤顶辅助纠偏等措施，必须专题会议研究制定方案。
2、水平位移过大的避免
水平位移是因向一个方向过分的、频繁的纠偏而造成的，避免水平位移的最好措施就是尽量保证沉井基本垂直下沉，尽量避免过多的纠偏。
3、沉井不沉的处理或超沉的预防
沉井不沉的原因有三种，一种是沉井倾斜严重，二是土质异常，三是下沉系数不足。沉井在下沉过程中，应严格监控，及时纠偏，确保沉井的正常下沉，防止倾斜严重而无法下沉。若遇土质异常，应分析具体原因，研究方案，采取措施，确保顺利下沉。当下沉系数不足时，可采取泥浆套减阻或加载下沉的措施。
当沉井下沉接近设计标高时，为防止超沉，应控制挖土速度和挖土量，以降
低下沉速度，距设计标高约0.3m时应暂停挖土，并采用加一定荷载下沉使之达
到设计标高。到达设计标高时，采用及时卸载的措施防止超沉，并尽快在井外壁注水泥（砂）浆置换泥浆套，使井外壁土体固结。
（四）、沉井封底及底板浇筑
当沉井下沉到位并稳定固结后，可根据情况采用干封底。
当井内地下水较小而容易抽干，或者抽取地下水时井外无流沙等现象发生，则可采用封底及井地板浇筑。
（五）井点降水
当沉井下沉到位并稳定固结后，井内地下水较多不容易抽干或者抽取地下水时井外有流沙等现象发生时应采用井点降水措施，降低井底水位，然后进行封底及井地板浇筑。
井点布置在沉井基坑两侧，井点管埋设前视沉井埋深，保证降低后的地下水位与井底的最小深度大于0.5m，来确定井点管的长度和井点间距。
井点施工程序为：
放线定位—冲孔—安装井点管—填砂砾滤料—铺设总管—联接管连接井点管与集水总管—与抽气设备连通—安装集水箱和排水管—开动真空泵排气—开动离心水泵抽水—观察地下水位变化。
井点设备采用真空泵组合，即每套设备由5.5KW真空泵1台，2.8KW离心式水泵1
台和1台气水分离器组成。每套井点设备有效抽水距离为60m，深度为地面以下6～8m。
为提高井点降水效果将井点管单排双侧布置，间距为0.8～1.0m，距离基坑边1m左右，井点管入土深度要比设计基坑底深0.9～1.2m。井点下端滤管长为1～1.5m，滤管上要先包一层细滤网，再包一层粗滤网，并用铁丝绑扎加以保护，滤水管必须埋入含水层内。
井管长度H（不包括滤管长度l）应符合下式要求：
H≥H1+h1+h2+iL
其中：H1为沟槽深度（m）；
h1为降低后的地下水位与槽底的最小深度，应大于0.5m；
i为地下水计算降落坡度，环状井点为1/10，线状井点为1/3～1/4；
L为井管至需要降低地下水位的水平距离，环状或双排井点为井管至沟槽中心的距离，单排井点为井管至沟槽对侧底的距离（m）；
h2为井管露出槽顶的高度，一般为0.2～0.3m。
当井点管入土完毕后再安装集水总管，安装时应沿抽水水流方向有0.25～0.5％的上仰坡度。最后集水总管与井点管、真空泵连接，所有连接管都必须密封防止漏气。
为保证井点连续不断地抽水，应配备双电源，以防断电，造成滤管堵塞。一般抽水3～5天后水位斗基本趋于稳定，正常出水规律为先大后小、先混后清。如不上水或水一直较混，或出现先清后又混等情况，应立即检查纠正。

五、顶管施工
（一）、顶力计算与后背力计算
本工程是将壁板加厚作为千斤顶的后背墙。
1、后背结构及抗力计算
后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和风度，且压缩变形要均匀。所以，应进行强度和稳定性计算。本工程采用组合钢结构后背，这种后背安装方便，安装时应满足下列要求：使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3。
（1）顶力计算
   推力的理论计算：（以Φ1000mm计算）
    F=F1+f2
 其中：F—总推力
    Fl一迎面阻力    F2—顶进阻力
  F1＝π/4×D2×P  (D—管外径1.2m  P—控制土压力)
    P＝Ko×γ×Ho
式中 Ko—静止土压力系数，一般取0.55
      Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值9m
      γ—土的湿重量，取1.9t/m3
    P＝0.55×1.9×9＝9.41t/m2
    F1=3.14/4×1.2×2×9.41＝17.73t
  F2＝πD×f×L
    式中f一管外表面平均综合摩阻力，取0.8t/m2
    D—管外径1.2m
    L—顶距，取最大值90m
    F2＝3.14×1.2×0.8×90＝271.29t
因此，总推力F=17.73+271.29=289.02t。
根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。主顶油缸选用2台300t(3000KN)级油缸。每只油缸顶力控制在250t以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力500t。因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。
2、后背的计算
后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形即象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。
后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则，千斤顶在余面后背上，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工案例，施工时应后背的强度和刚度计算。

后靠背受力计算公式

 式中：
R-总推力之反力（一般大于推力的1.2－1.6）
a－系数（取1.5－2.5之间）　，此处取2
B－后座墙的宽度（M）　此处取4米
γ－土的容重（KN/M3)　
H－后座墙的高度(m)　，此处取4.5米
Kp-被动土压系数　,此处取2.04

c-土的内聚力（kPa) 一般情况下取10　
h-地面到后座墙顶部土体的高度（M），此处取5米　
按上式计算，圆形工作井加护套后能承受1994.3T顶力＞实际顶力500T。完全能满足要求。
（二）、顶进设备选型及安装
顶管配套设备安装：顶管配套设备包括工作井内设备和地表辅助设备。
工作井内设备安装：基础和导轨、主导油缸、导向油缸、油缸、顶铁。
地表辅助设备安装：动力装置、泥水分离装置、泥土的输送装置、起重设备、浆液的搅拌和注入控制系统等。
本工程总体施工程序如下所示
顶管工程
：

顶管机出洞
顶管设备就位
机头刀盘运行
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
井施工
顶管井回填
顶管井施工

本工程顶管施工采用泥水平衡施工工艺顶管。由于顶管施工为不开挖敷管，在施工前需对顶进土层进行详细的地质调查和水文地质的研究，并且要对顶进经过的地下管线进行探查，以便在顶进中制定措施，防止原有管线遭到损坏。
施工时为确保工程能按时完成，拟根据施工进度计划前期安排两套顶管机械设备同时进场施工。
导轨安装：
根据施工图及实际施工中的要求，本工程的导轨选用钢质材料制作，将型钢导轨与工作井底板上的预埋钢板焊接成一个整体。在工作井底板基础施工时预埋钢板，预埋钢板的位置与基坑导轨相吻合，以便导轨与之焊接。预埋钢板上的锚固钢筋要焊牢并有足够的锚固强度，确保安装后的导轨要牢固，不得在使用中产生位移，并经常检查校核。
导轨的安装必须符合以下规定：
两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致；
导轨安装的允许偏差为：
轴线位置：3mm，
顶面高程：0-+3mm，
两轨内距：±2mm。
千斤顶的安装：
千斤顶安装应固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道中心的垂直线上。
根据最长顶进长度的最大总推力计算结果，按最大总推力配备主顶设备，每个工作井的主顶进设备一般有：4只等推力油缸，行程2.5米，每只推力为2300KN，总推力为8000KN。4只等推力油缸组装在油缸架内，安装后的4只油缸中心位置必须与设计图一致，以使顶进受力点和后座受力都保持良好状态。安装后的油缸中心误差应小于5mm。主顶液压动力机组由四台大流量斜轴向柱塞泵供油，采用大通径的电磁阀和系统管路，减小系统阻力，油缸为并联。主顶系统由PLC可编程序计算机控制并采用变频调速器实现流量的无级调速。主顶系统操作台设在地面控制室内，主顶和中继间实现串联。
泵站安装和运转必须符合下列规定：
泵站宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；
泵站应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；泵站安装完毕，应进行试运转；
顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；
顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。
顶铁的安装和使用应符合下列规定：
顶铁应有足够的刚度；
顶铁采用型钢焊接成型，焊缝不得高出表面，且不得脱焊；
安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污等；
顶铁的相邻面要互相垂直，同种规格的顶铁尺寸要相同；
顶铁上要有锁定装置，顶铁单块放置时要能保持稳定；
更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后应锁定；
顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，管端应加环形顶铁；
顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。
（三）、顶管施工技术措施
1、顶进前的准备工作：
顶进前要对顶管位置处进行实地探测，探测范围：工作井围护外边线外围3米及沿线的范围，探测的深度至管底或工作井底以下2米的范围。探测要求：探明现有地下管线的分布情况，包括管线的中心线位置、管线类型、埋深、管外径、现场所有管线检查井的位置。提供相关管线变形的警戒值，探明有无孤石等障碍物和临近建筑物的基础及其标高。
开始顶进前须检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进：
全部设备经过检查并经过试运转；
机头在导轨上的中心线、坡度和高程应符合规范规定；
防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施；
管子的下管就位：
检查管子：下管前先对管子进行外观检查，主要检查管子有无破损及纵向裂缝，端面要平直，管壁无坑陷或鼓包，管壁应光洁，检查合格的管子方可用起重设备吊到工作坑的导轨上就位。
检查起重设备：起重设备选项用16T--25T汽车吊，施工前须经检查、试吊，确认安全可靠后方可下管。下管时工作坑内严禁站人。
管子就位：第一节管子下到导轨上，要测量管子的中线及前端和后端的管底高程，确认合格后，方可顶进。第一节管子顶进方向的准确，是保证整段顶管质量的关键，对顶进方位要勤测量，勤检查，并细致操作，防止出现偏差。
进出洞口的措施：
2、顶管施工
顶管施工中进出洞口工作是一项很重要的工作，是以后顶进各节管的导向管，施工中应充分考虑到它的安全性和可靠性。故此，首先，用主顶油缸把机头放在安装牢固的基坑导轨上，机头与第一节F型砼管等后续管刚性联接。此时，应认真检测管子的中线和管前后端的管底高程，不调校至合乎规定不许将管子推前。管道的顶进速度为：0～50mm/min；用主顶油缸慢慢把机头切入土中，这时，同于机头未完全出洞，可以用水平尺在机头的顶部检测一下机头的水平状态是否与基坑保持一致。如相差太多，必须把机头退出来，重新再顶，同量检查不一致的原因。找到原因后把它纠正过来后才可再次顶进。当机头在导轨上是不可以用纠偏油缸来校正机头的方向的。
管道顶进连续作业，管道顶进过程中，遇到下列情况时，暂停顶进，并及时处理，做好管前塌方的防护措施。
机头前方遇到障碍；
后背墙变形严重；
顶铁发生扭曲现象；
管位偏差过大且校正无效；
顶力超过管端的允许顶力；
油泵、油路发生异常现象；
接缝中漏浆。
触变泥浆的应用：
在顶管中使用触变泥浆，可以起到滑润减阻和防止坍塌的作用。触变泥浆可灌注于所顶管子的四周，使其形成一个泥浆环。灌浆主要从顶管前端进行，顶进数米后，从后端及中间进行补浆。
应用触变泥浆顶管的设备：
泥浆封闭设备：包括前封闭管及后封闭圈，主要作用是防止泥浆从管端流出；
注浆设备：包括注浆泵、制浆机、输浆管等。
注浆孔的布置：
注浆孔的布置主要按管道直径的大小确定，每个断面设置3~4个；
相邻断面上的注浆孔可平行布置或交错布置。
触变泥浆的配合比如下表：
触变泥浆配合比（重量比）
膨润土
碱（碳酸钠）
化学添加剂
水

100
1.5~2
0．5
500~600

触变泥浆的拌和程序：
将定量的水放入搅拌罐内，并取其中一部分水溶化碱；
在搅拌过程中，将定量的膨润土徐徐加入搅拌罐内，搅拌均匀；
将溶化的碱水倒入搅拌罐内（碱水必须在膨润土搅拌均匀后加入），搅拌均匀制成基浆，然后再加入化学添加剂搅拌均匀即可使用。
触变泥浆的灌注要求：
注浆前，应通过注水检查注浆设备，确认设备正常后方可灌注；
注浆压力按不大于0.1Mpa开始加压，在注浆过程中的注浆流量、压力等施工参数，按减阻及控制地面变形的量测反馈资料调整；
每个注浆孔要安装阀门，注浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进。
注浆结束后要对全部注浆设备清洗干净。
顶管施工测量与纠偏
测量仪器配备与检验：
顶管施工需进行三维动态测理，必须采用精度高、性能优良的测量仪器，为此，特配备了激光经纬仪进行轴向控制，Leica7c2002型全站仪进行导线控制。水准仪进行水平高程控制。
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。
控制测量：
平面控制：
为确保两井间顶管贯通，横向、坚向误差小于100mm，在工作井与接收井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结建立平面控制网。
井上座标点向井下传递采用联系三角形方式，点位由Leica铅垂仪垂直投设。
井下控制顶进方向的基准点用钢架埋设成固点，采用激光经纬仪跟踪观测机头偏差方向。
高程控制：
利用施工区域附近的已有高程水准点，布设水准路面线路将高程引测到工作井附近，并设立施工高程控制点。
水准测量采用NA2型号带平行玻璃板测微器水准仪配合钢尺进行，往返观测。
地面高程传递到井下时，可用钢尺垂直悬挂，下系线锤至标准拉力，然后地面、井下两台水准仪同时观测。井下布设2-3个地下起始高程控制点。
顶管机头高程控制可用激光经纬仪随时观测，做到及时掌握机头姿态和发展趋势，以便及时纠偏。
地面沉降观察：
为确保地面房屋及道路的安全，避免沉降过大，顶管施工前建立地面沉降观察点。沉降观察点埋设在顶管轴线上及两侧30m范围内。每隔30m设一组观察点，每组2—3个点。观察点要设置在轴线上危房及可能影响最大处。
管道定向测量：
轴线控制点的建立：
以工作井穿墙管与接受井接收孔中心为依据，在地面建立实际管轴线控制点。
顶管定向：
从地面传递管轴线上的一个点至井下仪器平台，传递另一点至站标。该站标设置在穿墙管的上方井墙上。顶管施工时，在井下仪器平台上放置一台激光经纬仪，以短边推长边的方法定出顶进方向。
顶进过程中测量纠偏应把握勤测微纠的原则。
管道水准测量：
管内水准测量采用激光经纬仪确定高程偏差。
初期方向控制：
根据该工程的特点，特规定：
顶进方向只能按照设计轴线进行；
机头未完全进洞前，不要纠偏。进洞后，纠偏不能大起大落。
纠偏要求：
机头纠偏应在顶进过程中进行。
应绘制机头测点行进轨迹曲线指导纠偏。
管轴线偏差不允许大起大落。
纠偏要勤测微纠，一般情况每次纠编角度不大于0.50，以适当的曲率半径逐步的返回到轴线上来，做到精心施