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某顶管工程(顶管沉井 顶管工作坑 管道顶进)施工组织设计

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×××路位于×××。道路红线宽度为100米，为机非分流的城市快速路。污水

管位于道路中心线南侧15.5米，管径为Φ1200，平均埋深为6.5～7.0米。顶管

工程分二段，第一段从21#井开始，穿越×××向东，在35#井处向南折入泵站

至泵站进水闸门井，长度约632米；第二段从51#井开始至52#井结束室内燃气管道安装施工工艺标准（一），主要是

穿越×××，长度为120米。

顶管工程工作量：752米管道顶进（Φ1200）、6只顶管沉井、2只顶管工作坑。

基坑测量放样→基坑开挖→刃脚垫层施工>立井筒内模和支架→钢筋绑扎

>立外模和支架→浇捣混凝土→养护及拆模→封砌预留孔→井点安装及降水>

凿除垫层、挖土下沉→沉降观察→铺设碎石及混凝土垫层→绑扎底板钢筋、浇

捣底板混凝土>混凝土养护>素土回填。

根据沉并设计图纸和工程地质报告所揭示的地质情况，沉井基坑开挖深度取2

米，沉井刃脚外侧面至基坑边的工作距离取2米，基坑边坡采用1：1。整平场地

后，根据沉井的中心座标定出沉井中心桩、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。

工作井、接收井基坑布置示意见附图。

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经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。挖土采用

1米3的单斗挖掘机，并与人工配合操作。基坑底面的浮泥应清除干净并保持平

整和干燥，在底部四周设置排水沟与集水井相通，集水井内汇集的雨水及地下水

及时用水泵抽除，防止积水而影响刃脚垫层的施工。

刃脚垫层采用砂垫层和混凝土垫层共同受力。

1.3.1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+YH≤[o]

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。

1.3.2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：

根据计算结果，混凝土垫层厚度h为10～15厘米（工作井为15厘米，接收井为

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。

第四节立井筒内模和支架

由于顶管沉井高度达8米左右，因此，并身混凝土分三节浇揭，内模同样分三节

按装。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。并身内模支架采用空心钢

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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

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

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

高部弯折，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》（GB50204一92）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、尺寸应符合设计图纸要求和规定，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

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Φ16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，

再用同标号防水砂浆二度抹平，确保不渗水。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。

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，

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混凝土浇捣前应严格检查各种预留孔、预留管和预理件的位置和几何尺寸，严禁

混凝土振捣采用插入式振揭器振揭，振捣棒插入时应离开钢筋，但应防正混凝土

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，防正模板因混凝土振揭的原因而跑模。

井身浇捣混凝土分三段施工：

工作井一一总高度为8.43米，分三次浇捣完成，一次下沉。第一次浇捣刃脚部

分，高度2.4米，标高一5.73~一3.33米；第二次浇捣高度3米，标高一3.33~

接收井一—总高度为7.85米，分三次浇捣完成，一次下沉。第一次浇捣刃脚部

分，高度2.0米，标高一5.15~一3.15米；第二次浇揭高度2.9米，标高一3.15

采用分段浇捣混凝土时，严格按规范要求做好施工缝。施工缝做成凸缝，并在后

浇时将连接处的混凝土凿毛，并用水清洗干净，浇捣时先用12%的UEA砂浆座浆

然后轻倒第一层混凝土并振捣密实，以免形成蜂窝，影响沉并的质量。

在混凝土浇捣过程中，还应做好混凝土的试块工作，保证质保资料的完善。

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，

在拆模时，应注意时间和顺序。拆模时间控制在混凝土浇揭后的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。

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严格按照设计图纸的要求，设置和封砌各种预留孔，并保证在沉并下沉过程

中，预留孔内不渗水。

为确保沉井平稳下沉，采用排水下沉法施工。用并点抽除地下水，降低地下

水位，井点在基坑外周布置，并至少预抽七天后，方可开始挖土。

第十一节凿除垫层、挖土下沉

沉井下沉需待混凝土强度达到设计要求后，方可开始挖土下沉。下沉时，应先凿

除刃脚下的混凝土垫层及砖砌内模。

挖土工具采用蟹斗挖机挖土吊出井外。沉井挖土顺序应中间稍低于四周，沉井内

的挖土高差控制在1米以内，禁止深锅底挖土，防止沉井突沉造成沉井倾斜的危

另外，井壁外的灌砂必须均匀充实，使沉井下沉时四周摩阻力相近，均匀下沉

沉井下沉时，应防正倾斜，发现问题及时纠偏，若沉并下沉有困难时应另外想办

法，不准大量挖深，造成突沉。

沉井挖土三班制连续作业，中途不停顿，确保沉井连续、安全地下沉就位。

当刃脚距离设计标高在1.5米时，沉井下沉速度应逐渐放缓，挖土高差控制在

50cm内，当沉并接近标高时，应预先做好正沉措施。正沉措施可采用在刃脚四

周间隔挖出设计标高的槽，填入方木，并应注意抛高系数，禁止超沉和超挖，

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沉井在下沉过程中，必须随时测定沉并标高，确保均匀下沉，并做好沉并下沉记

沉井下沉至设计标高（包括抛高）后，应先清除表面浮泥等杂物，超挖的土方必

须用碎石夹砂填实，不得用土填，并内不得有积水，并确保并点的正常工作，不

充许发生停泵，同时加强对水位的观测，保证降水要求，地下水位必须距离垫层

底板与刃脚的接触面，必须将表面混凝土全部凿毛并露出石子，便于新老混凝土

当沉井在8小时内的累计下沉量不大于10mm时，方可浇捣底板碎石垫层。

第十三节铺设碎石层及C15素混凝土垫层

在铺筑碎石层时，应确保井底内无积水、无流砂、无翻浆等现象。20cm的碎石

层应做到平整，无坑塘，必须时应用水平仪抄平，保证碎石层的水平。

碎石层铺筑完成后，即可在其上浇捣素混凝土垫层。在铺筑素混凝土垫层后，应

保证表面平整，无地下水上冒现象。

第十四节绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土

在素混凝土垫层完成后，就可在其上绑扎底板钢筋。钢筋在绑扎时，应保证刃脚

钢筋与底板钢筋的连接、上下两层钢筋的间距，并将刃脚混凝土的表面凿毛露出

石子，便于刃脚混凝土与底板混凝土的结合。

底板混凝土浇捣完成后应及时养护，确保其表面不露白，并应防正阳光及温差的

剧烈变化，以免底板出现收缩裂缝，影响沉井的施工质量和使用功能。

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根据地质报告，并结合本公司的施工经验，顶管机头决定采用气压平衡网格（水

冲）式机头进行施工。该机头在顶进过程中，通过气压平衡正面土压稳定机头，

减少外部土体对周围地面的影响

采用4台200吨／台千斤顶作为主顶，千斤顶行程为1.4米。千斤顶动力由油泵

提供。干斤顶后端用道未和分压环将反力均匀作用于工作井，前端顶进分压环，

顶铁将顶力传至管节。分压环制作具有足够的刚性，与管端面接触相对平整，无

在长距离顶进过程中，当顶进阻力超过容许总顶力时，无法一次达到顶进距离时

须设置中继间分段接力顶进。本顶管工程在顶进长度超过100米时，考虑在机头

后设置一只中继间，并采用触变泥浆注浆工艺。

中继间由前壳体、千斤顶及后壳体组成。前壳体与前接管连接，后壳体与后接管

连接，前后壳体间为承插式连接，两者间依靠橡胶止水带密封，防正管道外水土

和浆液倒流入管道内。

每只中继间安装10个、每个顶力为30吨的干斤顶，千斤顶沿圆周均匀布置。千

斤顶的行程为28厘米，用扁铁制成的紧固件将其固定在前壳体上。钢壳体结构

进行精加工，保证其在使用过程中不发生变形。中继间壳体外径与管节外径相同

可减少土体扰动、地面沉降和顶进阻力。

当管道顶通以后，拆除千斤顶及各种辅件，外壳与管节内壁之间的间隙用细石混

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管节接口主要由外套环（钢套环）橡胶止水带和软土衬垫组成。钢套环在加工处

至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中，橡胶

带不移位、不翻转，确保管节的密封性。同时，钢环套在进场前还必须做好防腐

橡胶止水带应保持清洁、无油污，并存放在阴暗处，防止老化。施工中，将橡胶

正水带用强力胶水粘贴于混凝土管口凹槽处，并粘贴牢固，在管节对接前涂无腐

蚀性润滑油以减少摩阻，防止止水带翻转、移位和断裂。

软木衬垫采用多层胶合板（厚度1cm左右），将其夹于前后管节钢套环间，以均

匀管节间的相互作用力，减少接口损坏。管道顶通后，管道须作内接口处理，将

管节间的胶合板凿至同样深度（深度2~3cm即可），并用沥青弹性嵌缝膏或水泥

在长距离（大于100米）管道顶进过程中，必须采用注浆工艺，利用触变泥

浆套减少顶进过程中管壁与土体之间的磨擦力，并填充流失的土体，减少土体变

触变泥浆由膨润土和水搅拌而成，配合比为1：8。触变泥浆经搅拌后存入储浆

箱，通过注浆机经管道输送至混凝土管注浆孔，注入土体形成泥浆套。

第三节管道内辅助管道的辅设

混凝土管内的辅助管道设置于管道内壁，用钢架将其有序地固定在混凝土管壁

由于管道顶进距离长，理置深度深，管道内的空气不新鲜，加上土体中会产生有

害气体，因此，必须设置供气系统。通风设施用一台9米3的柴油空压机将压缩

空气输入空气滤清器，再进入储气桶，经过气压调节阀，将压缩空气传输至管道

最前端，并将管道最前端的空气排出，以此进行空气循环

在顶管过程中，主要的电源为动力用电和照明用电，

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由于管道内的电机采用380V动力电，因此，进入管道的动力电必须做到二级保

护和接地保护措施，动力电源线设置在操作人员不易接触处，并在电源线外增设

由于管道内的空气湿度较大，因此，采用36V低压照明电，低压电须通过变

压器降压。灯具采用防水防爆灯具，

3.2.3施工用电：150KW/h。

3.2.3施工用电：150KW/h

1.1建立质量管理体系

1.2完善质检制度，严把质检关

在施工过程中实行三级检验和交接班质量签证制度。由各班组的质量员对上一班

的工程质量进行逐步验收，合乎要求后，签字接收。

二个不同工种之间的交接亦需要各工种质量员进行检验，如浇捣混凝土时，应对

1.1建立质量管理体系

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各工种质量员需对本工种的每道工序检查签证，并上报项目经理，经复验合格后

公司的质量主管部门对工程质量进行不定期的抽查，并实现质量奖罚制度。

1.3切实做好施工交底工作

整个工程的施工过程，每个工序的施工方法、要求和注意事项，都使每个职工心

中有数，并积极动员和发挥全体职工的经验，定期召开小组会互相交流，对施工

过程中的操作方法，就有关质量、安全、工程进度等方面提出合理的建议。

开展劳动竞赛活动，比质量、比技术、比文明施工、比安全，并由公司实现奖励

1.4认真做好测试工作

原材料的测试结果必须符合设计要求。对钢材、管材、水泥、砂石等材料进行必

要测试。凡尺寸不符、质量不符、型号不符及测试结果不合格者，严禁进场和使

对在施工中的加工质量，如钢筋对焊、调直及弯曲、混凝土及砂浆试块等也进行

及时测试，其结果必须符合设计要求。

对在施工过程中的工后效果也应进行测试，如沉井的工后沉降、顶管管道的沉降、

管道轴线的位移等进行测试，其结果应满足验收要求。

在测试工作中发现问题应及时追究原因，进行改进，不能让不合格的材料用于工

1.3切实做好施工交底工作

1.4认真做好测试工作

原材料的测试结果必须符合设计要求。对钢材、管材、水泥、砂石等材料进行必

要测试。凡尺寸不符、质量不符、型号不符及测试结果不合格者GB／T 23137-2020标准下载，严禁进场和使

对在施工中的加工质量，如钢筋对焊、调直及弯曲、混凝土及砂浆试块等也进行

及时测试，其结果必须符合设计要求。

对在施工过程中的工后效果也应进行测试，如沉并的工后沉降、顶管管道的沉降、

管道轴线的位移等进行测试，其结果应满足验收要求。

在测试工作中发现问题应及时追究原因，进行改进，不能让不合格的材料用于工

1.5各类专职人员持证上岗

各类专职及特殊工种人员必须持证上岗GB T51232-2016标准下载，并经常进行技术教育和专业知识再教

育，使职工从实践中提高业务水平，为在施工中保证安全、保证质量、保证工程