頂管施工方案

沉井施工程式：

基坑測量放樣→基坑開挖→刃腳墊層施工→立井筒內模和支架→鋼筋綁紮→立外模和支架→澆搗混凝土→養護及拆模→封砌預留孔→井點安裝及降水→鑿除墊層、挖土下沉→沉降觀察→鋪設碎石及混凝土墊層→綁紮底板鋼筋、澆搗底板混凝土→混凝土養護→素土回填。

（一）基坑測量放樣

根據沉井設計圖紙和工程地質報告所揭示的地質情況，沉井基坑開挖深度取2 公尺，沉井刃腳外側面至基坑邊的工作距離取2公尺，基坑邊坡採用1:1。整平場地後，根據沉井的中心座標定出沉井中心樁、縱橫軸線控制樁及基坑開挖邊線。

施工放樣結束後，須經監理工程師複核準確無誤後方可開工。

工作井、接收井基坑布置示意見附圖。

（二）基坑開挖

經監理工程師認可的基坑開挖邊線確定後，即可進行挖土工序的施工。挖土採用1公尺3的單鬥挖掘機，並與人工配合操作。基坑底面的浮泥應清除乾淨並保持平整和乾燥，在底部四周設定排水溝與集水井相通，集水井內匯集的雨水及地下水及時用水幫浦抽除，防止積水而影響刃腳墊層的施工。

（三）刃腳墊層施工

刃腳墊層採用砂墊層和混凝土墊層共同受力。

1.砂墊層厚度的確定

砂墊層厚度ｈ可採用如下計算公式計算：

ｎ／ｂ＋γ砂ｈ≤［σ］

根據計算結果，無論是工作井還是接收井，砂墊層厚度ｈ均為 60（厘公尺）。

砂墊層採用加水分層夯實的辦法施工，夯實工具為平板式振搗器。

2.混凝土墊層厚度的確定

混凝土墊層厚度可按下式計算公式計算：

ｈ＝（ｇ0／ｒ－ｂ）／2

根據計算結果，混凝土墊層厚度ｈ為10～15cm）（工作井為15cm），接收井為10cm）。

混凝土墊層表面應用水平儀進行校平，使之表面保持在同一水平面上。

（四）立井筒內模和支架

井身混凝土分三節澆搗，內模同樣分三節按裝。井筒模板採用組合鋼模與區域性木模互相搭配，以保證內模的密封性。

刃腳踏腳部分的內模採用磚砌結構，寬度與刃腳同寬。井身內模支架採用空心鋼管支撐。鋼管支架必須架設穩固，如有必要，可採用對撐支架，增加內模的穩定性。

（五）鋼筋綁紮

鋼筋的表面應潔淨，使用前將表面油漬、鱗鏽等清理乾淨；鋼筋應平直，無區域性彎折，成盤的鋼筋均應調直；預製構件中的主鋼筋均採用對焊、焊接並按照有關規定抽樣送檢；鋼筋接頭應互相錯開，並嚴格按照國家標準《混凝土結構工程施工及驗收規範》（gb50204—92）中的有關規定執行；現場鋼筋綁紮時，其交叉點應用21＃鐵絲綁紮結實，必要時用電焊焊牢。

鋼筋規格、尺寸應符合設計圖紙要求和規定，綁紮鋼筋時應採用撐件將二層鋼筋位置固定，保證鋼筋設計間距。為了保證保護層的厚度，應在鋼筋與模板之間設定同強度標號的水泥砂漿墊塊，墊塊應與鋼筋紮緊並互相錯開。

鋼筋綁紮完成後，應上報監理工程師進行隱蔽驗收。隱蔽驗收合格後，方可進行立外模。

（六）立外模和支架

鋼筋綁紮驗收後，應進行架立外模和支架。井壁內外模用串心螺絲固定，串心螺絲採用φ16的圓鋼，中間設定止水片，兩端設定鐵片控制井壁厚度尺寸，圓鋼兩端頭上鉸成螺紋，用定製鋼螺帽固定，拆模時拆去鋼螺帽，割去外露部分，再用同標號防水砂漿二度抹平，確保不滲水。外模支架必須穩、牢、強，保證在澆搗混凝土時，模板不變形，不跑模。

（七）澆搗混凝土

模板和支架工序完成後，必須經監理工程師進行驗收。驗收合格後，方可進行混凝土的澆搗。為縮短施工週期和保證工程質量，採用幫浦送商品混凝土。

幫浦送混凝土可將輸送管的軟管直接放入澆搗段，距離澆搗面1公尺左右，保證混凝土不離析。

混凝土澆搗前應嚴格檢查各種預留孔、預留管和預埋件的位置和幾何尺寸，嚴禁漏放和錯放。

混凝土振搗採用插入式振搗器振搗，振搗棒插入時應離開鋼筋，但應防止混凝土振搗不勻和振搗過密而產生混凝土離析現象的發生。混凝土在搗振時應注意和隨時檢查模板受力和鋼筋受力的情況，防止模板因混凝土振搗的原因而跑模。

井身澆搗混凝土分三段施工，採用分段澆搗混凝土時，嚴格按規範要求做好施工縫。施工縫做成凸縫，並在後澆時將連線處的混凝土鑿毛，並用水清洗乾淨，澆搗時先用12%的uea砂漿座漿，然後輕倒第一層混凝土並振搗密實，以免形成蜂窩，影響沉井的質量。

在混凝土澆搗過程中，還應做好混凝土的試塊工作，保證質保資料的完善。

（八）養護及拆模

混凝土澆搗完成後應及時養護，養護方法可採用自然養護和塑料膜覆蓋法。在養護過程中，對混凝土表面需澆水濕潤，嚴禁用水幫浦噴射而破壞混凝土。養護時應確保混凝土表面不發白，至少養護七天以上。

養護期內，不得在混凝土表面加壓、衝擊及汙染。

在拆模時，應注意時間和順序。拆模時間控制在混凝土澆搗後的3～4天內進行，過早或過晚的拆模對混凝土的養護都是不利的；拆模順序一般是先上後下，小心謹慎，以免對混凝土表面造成破壞。對於分段澆搗混凝土部位，應保留最後一排模板，利於向上接模。

（九）封砌預留孔

嚴格按照設計圖紙的要求，設定和封砌各種預留孔，並保證在沉井下沉過程中，預留孔內不滲水。

（十）井點安裝及降水

為確保沉井平穩下沉，採用排水下沉法施工。用井點抽除地下水，降低地下水位，井點在基坑外周布置，並至少預抽七天後，方可開始挖土。

（十一）鑿除墊層、挖土下沉

沉井下沉需待混凝土強度達到設計要求後，方可開始挖土下沉。下沉時，應先鑿除刃腳下的混凝土墊層及磚砌內模。

挖土工具採用蟹鬥挖機挖土吊出井外。沉井挖土順序應中間稍低於四周，沉井內的挖土高差控制在1m以內，禁止深鍋底挖土，防止沉井突沉造成沉井傾斜的危險。

另外，井壁外的灌砂必須均勻充實，使沉井下沉時四周摩阻力相近，均勻下沉。沉井下沉時，應防止傾斜，發現問題及時糾偏，若沉井下沉有困難時應另外想辦法，不准大量挖深，造成突沉。

沉井挖土三班制連續作業，中途不停頓，確保沉井連續、安全地下沉就位。

當刃腳距離設計標高在1.5m時，沉井下沉速度應逐漸放緩，挖土高差控制在50cm內，當沉井接近標高時，應預先做好止沉措施。止沉措施可採用在刃腳四周間隔挖出設計標高的槽，填入方木，並應注意拋高係數，禁止超沉和超挖。

（十二）沉降觀察

沉井在下沉過程中，必須隨時測定沉井標高，確保均勻下沉，並做好沉井下沉記錄。

沉井下沉至設計標高（包括拋高）後，應先清除表面浮泥等雜物，超挖的土方必須用碎石夾砂填實，不得用土填，井內不得有積水，並確保井點的正常工作，不允許發生停幫浦，同時加強對水位的觀測，保證降水要求，地下水位必須距離墊層50cm以下。

底板與刃腳的接觸面，必須將表面混凝土全部鑿毛並露出石子，便於新老混凝土的結合。

當沉井在8h內的累計下沉量不大於10mm時，方可澆搗底板碎石墊層。

（十三）鋪設碎石層及c15素混凝土墊層

在鋪築碎石層時，應確保井底內無積水、無流砂、無翻漿等現象。20cm的碎石層應做到平整，無坑塘，必須時應用水平儀抄平，保證碎石層的水平。

碎石層鋪築完成後，即可在其上澆搗素混凝土墊層。在鋪築素混凝土墊層後，應保證表面平整，無地下水上冒現象。

（十四）綁紮底板鋼筋、澆搗底板混凝土

在素混凝土墊層完成後，就可在其上綁紮底板鋼筋。鋼筋在綁紮時，應保證刃腳鋼筋與底板鋼筋的連線、上下兩層鋼筋的間距，並將刃腳混凝土的表面鑿毛露出石子，便於刃腳混凝土與底板混凝土的結合。

底板混凝土澆搗完成後應及時養護，確保其表面不露白，並應防止陽光及溫差的劇烈變化，以免底板出現收縮裂縫，影響沉井的施工質量和使用功能。

（一）機頭選型：

根據地質報告，並結合本公司的施工經驗，頂管機頭決定採用氣壓平衡網格（水沖）式機頭進行施工。該機頭在頂進過程中，通過氣壓平衡正面土壓穩定機頭，減少外部土體對周圍地面的影響。

（二）頂進裝置及頂進工藝

1.主頂：

採用4臺200噸／臺千斤頂作為主頂，千斤頂行程為1.4公尺。千斤頂動力由油幫浦提供。

千斤頂後端用道木和分壓環將反力均勻作用於工作井，前端頂進分壓環，頂鐵將頂力傳至管節。分壓環製作具有足夠的剛性，與管端麵接觸相對平整，無變形。

2.中繼間：

在長距離頂進過程中，當頂進阻力超過容許總頂力時，無法一次達到頂進距離時，須設定中繼間分段接力頂進。本頂管工程在頂進長度超過100公尺時，考慮在機頭後設定乙隻中繼間，並採用觸變泥漿注漿工藝。

中繼間由前殼體、千斤頂及後殼體組成。前殼體與前接管連線，後殼體與後接管連線，前後殼體間為承插式連線，兩者間依靠橡膠止水帶密封，防止管道外水土和漿液倒流入管道內。

每只中繼間安裝10個、每個頂力為30t的千斤頂，千斤頂沿圓周均勻布置。千斤頂的行程為28cm，用扁鐵製成的緊韌體將其固定在前殼體上。鋼殼體結構進行精加工，保證其在使用過程中不發生變形。

中繼間殼體外徑與管節外徑相同，可減少土體擾動、地面沉降和頂進阻力。

當管道頂通以後，拆除千斤頂及各種輔件，外殼與管節內壁之間的間隙用細石混凝土填充。

3.介面：

管節介面主要由外套環（鋼套環）橡膠止水帶和軟土襯墊組成。鋼套環在加工處至現場運輸吊裝過程中不能變形，介面不損壞，以確保管節在對接過程中，橡膠帶不移位、不翻轉，確保管節的密封性。同時，鋼環套在進場前還必須做好防腐處理。

橡膠止水帶應保持清潔、無油汙，並存放在陰暗處，防止老化。施工中，將橡膠止水帶用強力膠水貼上於混凝土管口凹槽處，並貼上牢固，在管節對接前塗無腐蝕性潤滑油以減少摩阻，防止止水帶翻轉、移位和斷裂。

軟木襯墊採用多層膠合板（厚度1cm左右），將其夾於前後管節鋼套環間，以均勻管節間的相互作用力，減少介面損壞。管道頂通後，管道須作內介面處理，將管節間的膠合板鑿至同樣深度（深度2～3cm即可），並用瀝青彈性嵌縫膏或水泥砂漿抹平。

4.注漿工藝：

在長距離（大於100m）管道頂進過程中，必須採用注漿工藝，利用觸變泥漿套減少頂進過程中管壁與土體之間的磨擦力，並填充流失的土體，減少土體變形、沉降和隔水。

觸變泥漿由膨潤土和水攪拌而成，配合比為1:8。觸變泥漿經攪拌後存入儲漿箱，通過注漿機經管道輸送至混凝土管注漿孔，注入土體形成泥漿套。

（三）管道內輔助管道的輔設

混凝土管內的輔助管道設定於管道內壁，用鋼架將其有序地固定在混凝土管壁上。

1.通風設施：

由於管道頂進距離長，埋置深度深，管道內的空氣不新鮮，加上土體中會產生有害氣體，因此，必須設定供氣系統。通風設施用一台9公尺3的柴油空壓機將壓縮空氣輸入空氣濾清器，再進入儲氣桶，經過氣壓調節閥，將壓縮空氣傳輸至管道最前端，並將管道最前端的空氣排出，以此進行空氣迴圈。

2.電源布置：

在頂管過程中，主要的電源為動力用電和照明用電。

（1）動力用電

由於管道內的電機採用380v動力電，因此，進入管道的動力電必須做到二級保護和接地保護措施，動力電源線設定在操作人員不易接觸處，並在電源線外增設護套，保證用電安全。

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