顶管工程监理实施细则.docx
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顶管工程监理实施细则.docx
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顶管工程监理实施细则
湖北鸿泰阳汽车工业有限公司
汽车冲压件及动力总成产业基地项目
顶管工程
监理实施细则
编制人:
审核人:
湖北公力工程咨询服务有限公司
鸿泰阳汽车工业有限公司
汽车冲压件及动力总成产业基地项目监理部
2017年06月
第1章
编制依据
2
第2章
专业工程特点
2
第3章
监理工作流程
2
第4章
监理工作要点
8
第5章
监理工作方法及措施
37
第6章
监理工作目标值
71
第7章
工程质量通病及预控措施
71
第1章编制依据
1、监理规划;
2、工程建设标准;
3、工程设计文件;
4、施工组织设计;
5、专项施工方案。
第2章专业工程特点
本项目由多栋工业与民用建筑组成,工期紧、任务重,顶管工程线路长、地质情况复杂、要求精度高是本工程的特点。
第3章监理工作流程
质量控制程序图
参加图纸会审、设计交底
审查:
施工组织设计、施工方案、分包单位资质等。
审签:
原材料、
半成品、构配件、设备等质量。
参加工程质量检查及验收,签认认可文件。
参加隐蔽工程质量验收,签发验收认可文件。
参加分部(子分部)、分项工程质量验收,签发验收认文件。
签认后进行下道工序施工
组织分部(子分部)工程验收
参加单位工程竣工验收
评估工程质量
签发《竣工移交证书》
进入工程保修
隐蔽工程质量控制程序
不合格
合格
工序质量控制程序框图
不合格
原材料质量控制程序
合格
质量事故处理程序框图
必要
可不处理
第4章监理工作要点
1、管材选用及管件构造要求
项目
监控要点
管材
选用
1、顶管材质应根据管道用途、管材特性及当地具体情况确定。
2、给水工程管道宜选用钢管或玻璃纤维增强塑料夹砂管。
3、排水工程管道宜选用玻璃纤维增强塑料夹砂管或钢筋混凝土管。
4、输送腐蚀性水体及管外水土有腐蚀性时,应优先选用玻璃纤维增强塑料夹砂管。
钢管
1、顶管用钢材宜选用Q235B。
2、顶管钢材的规格和性能应符合现行国家标准《碳素结构钢》中的要求。
3、管壁厚度应采用计算厚度加腐蚀量厚度,腐蚀量厚度应根据使用年限及环境条件确定,且不应小于2mm。
钢管年腐蚀量标准可按表1确定。
4、卷制钢管的长度一般为钢板宽度,同一横断面内宜采用一条纵向焊缝。
若采用两条纵向焊缝,对大直径管焊缝间距应大于300mm;小直径管纵向焊缝间距应大于100mm。
5、卷制钢管接长时,管口对接应平整,当采用300mm的直尺在接口外纵向贴靠检查时,相邻管壁的错位允许偏差为0.2倍壁厚,且不大于2mm。
相邻管段对接时,纵向焊缝位置错开的距离应大于300mm。
6、下井管段的长度应为卷制管段的倍数。
管段长度不宜小于6m,长距离顶管管段长度可适当增长。
7、下井管件几何尺寸的制作允许偏差应符合表2的规定。
8、小直径管道焊缝宜采用V形坡口,大直径管道宜采用K形坡口。
不论采用何种坡口形式,同顶铁的接触面应为坡口的平端。
9、钢管焊缝质量检验,非压力管不应低于焊缝质量分级的Ⅲ级标准;压力管不应低于焊缝质量分级的Ⅱ级标准。
10、钢管内外应做防腐处理。
下井管段两端各100mm范围应在井下焊缝检查合格后再涂快干型涂料防腐。
给水管道的内壁防腐可采用涂料或水泥砂浆,所用防腐涂料应具有相应的卫生检验合格证书。
管道的外壁防腐可采用环氧玻璃鳞片或环氧沥青。
11、水泥砂浆内防腐层厚度可根据钢管直径在15~20mm范围内选择。
水泥砂浆内宜掺入无毒纤维材料,加强抗裂性能,水泥砂浆的抗压强度标准值不应小于30N/mm2。
12、当顶管两端设有工作井和接收井,并且管道长度在100m以上时,两井中应有一口井的穿墙管可让管道伸缩;长度超过600m时,两井墙的穿墙管、接收孔均应让管道伸缩;长度超过1000m时,每500m宜设一只伸缩接头。
13、钢管与工作井、接收井的井墙均采用刚性连接时,必须验算温差作用下的井墙受力和管道的连接强度。
钢筋
混凝土管
1、钢筋混凝土顶管的混凝土强度等级不宜低于C50,抗渗等级不应低于S8。
2、当地下水或管内贮水对混凝土和钢筋具有腐蚀性时,应对钢筋混凝土管内外壁做相应的防腐处理。
3、混凝土骨料的碱含量最大限值应符合现行协会标准《混凝土碱含量限值标准》中的规定,在含碱环境中使用时应选用非活性骨料。
4、采用外加剂时应符合现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》中的规定。
5、钢筋应选用HPB235、HRB335和HRB400钢筋,宜优先选用变形钢筋。
6、混凝土及钢筋的力学性能指标,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》中的规定采用。
7、钢筋混凝土顶管管节长度应根据使用条件和起吊能力确定。
8、钢筋混凝土管管节几何尺寸制作允许误差应符合现行行业标准《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》的规定。
9、混凝土管接头可按下列原则选用:
9.1、混凝土管接头宜使用钢承口和双插口接头。
(见图1、图2)
9.2、双插口管接头应使用钢套环或不锈钢套环。
9.3、应优先选用钢承口接头。
9.3、接头的允许偏转角应大于0.5°。
10、混凝土管传力面上均应设置环形木垫圈,并用胶粘剂粘在传力面上。
11、钢承口接头的钢套管与混凝土的接缝应采用弹性密封填料勾缝。
12、接头钢套管必须有良好的防腐措施。
玻璃纤维增强塑料夹砂管
1、玻璃纤维增强塑料夹砂管质量应符合现行国家标准《玻璃纤维增强塑料夹砂管》中的要求。
2、缠绕管管体受压设计强度不应小于75MPa,管端受压设计强度不应小于105MPa;离心管管体受压设计强度不应小于90MPa。
3、顶管的刚度等级不应小于15000Pa。
4、玻璃纤维增强塑料夹砂管接头,包括无内水压顶管接头(见图3)、有内水压顶管接头(见图4)、承插口接头(见图5),可使用双插口接头或承插口接头。
5、玻璃纤维增强塑料夹砂管可不做防腐处理。
6、管道内表面应光滑、无缺陷和损伤。
管道外表面平直度应小于3mm。
顶管段长度由设计确定,一般不宜超过6m。
7、管道长度允许误差应符合表3中的规定。
8、管径允许误差应符合现行国家标准《玻璃纤维增强塑料夹砂管》中的规定。
9、管端垂直度误差应符合表4中的规定。
10、用于输送饮用水的顶管,管内涂层树脂必须达到食品级标准。
11、双插口接头的玻璃纤维增强塑料夹砂管在顶进时,应在与顶铁及中继间接触面加设木垫圈;承插式接头的玻璃纤维增强塑料夹砂管在顶进时,应在每根管节头处加设木垫圈。
橡胶
密封圈
1、无压排水管接头用的橡胶密封圈可使用单胶圈。
2、有压水管接头用橡胶密封圈应使用双胶圈。
3、双插口管接头的密封圈宜采用L形、齿形及半圆半方形密封圈。
密封圈材料应符合现行行业标准《橡胶密封件给、排水管及污水管道用接口密封圈材料规范》中的要求。
4、接头用的密封圈在遇有含油地下水的地方,宜选用丁腈橡胶;在含有弱酸弱碱地下水时宜选用氯丁橡胶;遇霉菌侵蚀时宜选用防霉等级达二级及二级以上的橡胶;在平均气温低的地方,宜选用三元乙丙橡胶。
木垫圈
1、木垫圈应选用质地均匀富有弹性的木、杉木或胶合板。
2、木垫圈的压缩模量不应大于140MPa。
3、木垫圈厚度通常为10~30mm。
木垫圈厚度应根据管道直径和曲率半径确定。
4、混凝土管木垫圈外径应与橡胶密封圈槽口齐平,内径应比管道内径大20mm。
5、玻璃纤维增强塑料夹砂管木垫圈应等于接头的最小外径,内径宜比管道内径大2mm。
2、管材选用及管件构造要求中的附表及附图
2.1、表1:
钢管年腐蚀量(单面)标准
腐蚀环境
低于地下水位区
地下水位变化区
高于地下水位区
海水
淡水
海水
淡水
腐蚀量(mm/年)
0.03
0.02
0.06
0.04
0.03
2.2、表2:
钢管管件几何尺寸允许偏差
项目
允许偏差
周长
D1≤600
±2.0
D1>600
±0.0033D1
椭圆度
管端部位0.005D1;其它部位0.001D1
端面垂直度
0.001D1,且不大于1.5
弧长
用弧长л×D1/6的弧形板量量测于管内壁或外壁纵缝处形成的间隙,其间隙不大于0.1t+2,且不大于4;距管端200mm纵缝处的间隙不应大于2。
注:
1、D1为管道外径(mm),t为壁厚(mm)。
2、椭圆度为同一横剖面上互相垂直的最大直径与最小直径之差。
2.3、图1:
钢承口接头
2.4、图2:
双插口接头
2.5、图3:
无内水压双插口接头
2.6、图4:
无内水压双插口接头
2.7、图5:
有内水压承插口接头
2.8、表3:
管道长度允许误差(mm)
管道长度
2500
3000
4000
5000
允许误差
±12
±15
±20
±30
2.9、表4:
管道垂直度允许误差(mm)
分称直径DN
管端直垂直偏差
800≤DN<1600
≤2.0
DN≥1600
≤2.5
3、顶管勘察规定
项目
监控要点
一般规定
1、顶管工程勘察时,应查明沿线各地段的地质、地貌、地层结构特征、各类土层的性质、空间分布。
2、当顶管工程地段有暗埋的河、湖、沟、坑时,应查明分布范围、埋置深度,提供覆盖层的工程地质特性。
3、应查明沿线各地段可能产生潜蚀、流沙、管涌和地震液化地层的分布范围、埋深、厚度及其工程地质特性。
4、当有地下障碍物时,应查明地下障碍物及邻近地段地下埋设物的分布范围、埋置深度和特性。
5、当顶管管线范围内存在对人有害气体和其他有害物质时,应查明分布位置。
6、当在化工区内顶管时,应查明地下受工业污染的程度和分布范围。
地下水
勘察
1、当进行地下水勘察时,应调查地下水历史上的最高水位和最低水位。
2、在有地下水地区,应测定地下水的水温随深度的变化;无地下水时应测定土体温度随埋深的变化。
3、在地下水有污染的场地,应测定地下水的pH值、氯离子、钙离子和硫酸根离子等的含量以及对混凝土、钢、铸铁及橡胶的腐蚀程度。
4、当地下有承压水分布时,应测定承压水的压力,并评价对顶管施工的影响。
布孔要求
1、顶管勘探孔应布置在管道设计轴线的两侧,陆上各10m、水上各20m范围内,但不宜布置在顶管管体范围。
管道穿越小河道或主要道路时,应在河道两岸和道路两侧及绿化带内布置勘探孔。
2、矩形工作井和接收井勘探孔应布置在四角,圆形井勘探孔沿周边均匀布置。
3、顶管勘察的勘探孔间距应符合表5的规定。
3.1、在管道穿越暗埋的河、湖、沟、坑地段和可能产生流沙及地震液化的地段,勘探孔应适当予以加密。
3.2、在管道穿越铁道、公路和河谷的地段,勘探孔间距以能控制地层土质变化为原则,宜采用30~100m,但在穿越铁道、公路地段时,不宜少于2个勘探孔;在穿越河谷的地段时,不应少于3个勘探孔。
4、工作井和接收井勘探孔的间距不宜超过30m。
孔的数量不宜少于2个。
5、顶管的勘探孔深度在一般情况下应达到管底设计标高以下3~5m;遇有下列情况之一时,应适当增加勘探孔深度:
5.1、当管道穿越河道时,勘探孔深度应达到河床最大冲刷深度以下4~6m,并应满足管底勘探深度
要求。
5.2、当基底下存在松软土层或未经固结的回填土时,勘探孔深度应适当增加。
5.3、当基底下存在可能产生流沙、潜蚀、管涌或地震液化地层时,应予以钻穿。
5.4、当采取降低地下水位施工时,勘探孔深度应钻至管底以下5~10m。
5.5、当已有资料证明,或勘探过程中发现粘性土层下存在承压含水层,且其水压较大,需要降水施工时,勘探孔应适当加深,并应测量其水压。
6、工作井和接收井的勘探孔深度可取井底下5m,特殊情况应适当加深。
勘察报告
1、勘察报告由文字和图表构成,应满足相应设计阶段的技术要求。
工程地质条件简单和勘察工作量小的工程,可适当简化勘察报告的内容。
2、初步勘察报告,应阐述场地工程地质条件、评价场地稳定性和适应性,为合理确定平面布置、选择顶进标高,防治不良地质现象提供依据。
3、详细勘察报告,应提供顶管段和工作井、接收井设计和施工所需的各土层物理力学性质设计参数,以及地下水和环境资料,并作出针对性的分析评价、结论和建议。
4、施工勘察报告,应满足设计、施工的具体要求,提供相应的资料,并作出结论和建议。
5、勘察报告文字部分应包括下列内容:
5.1、勘察目的和任务要求;
5.2、拟建顶管工程的基本特性;
5.3、勘察方法和工作布置说明;
5.4、场地地形、地质(地层、地质构造)、地貌、岩土性质、地下水及不良地质现象的阐述和评价;
5.5、地基与斜坡上土的稳定性评价;
5.6、岩土参数的分析及选用;
5.7、建议地基处理方案;
5.8、工程施工及使用期间可能发生的岩土工程问题的预测及监控、防治措施的建议;有关顶管工程设计及施工措施的建议。
6、勘察报告图表部分应包括以下内容:
6.1、勘探点平面布置图;
6.2、工程地质柱状图;
6.3、工程地质剖面图;
6.4、原位测试成果图表;
6.5、室内试验成果图表;
6.6、岩土工程计算简图及计算成果图表;
6.7、建议地基处理方案的图表。
必要时,可附特殊性岩土分布图、综合工程地质图,或工程地质分区(段)图、地下
水等水位线图、素描及照片等。
提供岩土物理力学指标的基本规定
1、岩石和土的物理力学性质指标,应按工程地质区(段)及层位分别统计,当同层
土指标差别较大时,应进一步划分土质单元,并分别进行统计。
2、在勘察报告中,应提供岩土参数的平均值、最大值、最小值、子样数、均方差和变异系数。
3、土层物理力学性质参数表必须具有下列内容:
土的颗粒分析、密实度、垂直和水平渗透系数、粘聚力、内摩擦角、土与混凝土、钢和玻璃钢等材料的摩擦系数、
4、土的变形模量、泊桑比、地基承载力及其他必需的常规参数。
4、顶管勘察规定中的附表
4.1、表5:
顶管勘察勘探孔间距(m)
场地类别
Ⅰ类场地
Ⅱ类场地
Ⅲ类场地
勘探孔间距
30-50
50-100
100-150
5、顶管设计规定
项目
监控要点
顶管管位
选择
1、顶管位置应避开地下障碍物。
2、顶管管线不应在活动性地震断裂带通过。
3、顶管穿越河道时的埋置深度,应满足河道的规划要求,并应布置在河床的冲刷线以下。
顶进土层选择
1、顶管可在淤泥质粘土、粘土、粉土及砂土中顶进。
2、下列情况不宜采用顶管施工:
2.1、土体承载力ƒd小于30kPa。
2.2、岩体强度大于15MPa。
2.3、土层中砾石含量大于30%或粒径大于200mm的砾石含量大于5%。
2.4、江河中覆土层渗透系数K大于或等于10-2cm/s。
2.5、长距离顶管不宜在土层软硬明显的界面上顶进。
顶管间距
1、互相平行的管道水平净距应根据土层性质、管道直径和管道埋置深度等因素确定,一般情况下宜大于1倍的管道外径。
2、空间交叉管道的净间距,钢管不宜小于0.5倍管道外径,且不应小于1.0m;钢筋混凝土管和玻璃纤维增强塑料夹砂管不宜小于1倍管道外径,且不应小于2m。
3、顶管底与建筑物基础底面相平时,直径小于1.5m的管道宜保持2倍管径净距;直径大于1.5m的管道宜保持3m净距。
4、顶管底低于建筑基础底标高时,顶管间距除应满足本规程第3条要求外,尚应考虑基底土体稳定。
管顶覆盖层厚度
1、管顶覆盖层厚度在不稳定土层中宜大于管道外径的1.5倍,并应大于1.5m。
2、穿越江河水底时,覆盖层最小厚度不宜小于外径的1.5倍,且不宜小于2.5m。
3、在有地下水地区及穿越江河时,管顶覆盖层的厚度尚应满足管道抗浮要求。
曲线顶管
1、设有中继间的曲线顶管最小管径不宜小于DN1400。
2、曲线顶管宜选用较短的管节。
3、曲率半径小的曲线顶管应选用较厚的和弹性模量较小的木垫圈。
4、预制管节顶管的曲率半径应按条件进行估算。
5、焊接钢管不宜用于曲线顶管。
结构基本设计规定
1、应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,以可靠指标度量管道结构的可靠度,除管道的稳定验算外,均应采用分项系数的设计表达式进行设计。
2、钢管及玻璃纤维增强塑料夹砂管应按柔性管计算;钢筋混凝土管应按刚性管计算。
3、管道结构设计应计算下列两种极限状态:
3.1、承载能力极限状态:
顶管结构纵向超过最大顶力破坏,管壁因材料强度被超过而破坏;柔性管道管壁截面丧失稳定;管道的管段接头因顶力超过材料强度破坏。
3.2、正常使用极限状态:
柔性管道的竖向变形超过规定限值;钢筋混凝土管道裂缝宽度超过规定限值。
4、管道结构的内力分析,均应按弹性体系计算,不考虑由非弹性变形所引起的塑性内力重分布。
承载能力极限状态计算规定
1、管道结构按承载能力极限状态进行强度计算时,结构上的各项作用均应采用设计值。
作用设计值,应为作用代表值与作用分项系数的乘积。
2、管道按强度计算时,应采用极限状态计算表达式。
3、作用效应的组合设计值,应按组合值计算。
4、承载能力极限状态强度计算的作用组合,应根据顶管实际条件按表6的规定采用。
5、对柔性钢管管壁截面进行稳定验算时,各项作用应取标准值,并应满足稳定系数不低于2.0,作用组合应按表7规定采用。
6、施工期间管道纵向尚应对允许顶力进行验算。
正常使用极限状态验算规定
1、管道结构按正常使用极限状态进行验算时,各项作用效应均应采用作用代表值。
2、当验算构件截面的最大裂缝开展宽度时,应按准永久组合作用计算。
3、正常使用极限状态验算时,作用组合工况可按本规程表6的规定采用。
4、柔性管道在准永久组合作用下长期竖向变形允许值,应符合下列要求:
4.1、内防腐为水泥砂浆的钢管,先抹水泥砂浆后顶管时,最大竖向变形不应超过0.02D0;顶管后再抹水泥砂浆时,最大竖向变形不应超过0.03D0。
4.2、内防腐为延性良好的涂料的钢管,其最大竖向变形不应超过0.03D0。
4.3、玻璃纤维增强塑料夹砂管最大竖向变形不应超过0.05D0。
5、钢筋混凝土管道在准永久组合作用下,最大裂缝宽度不应大于0.2mm。
6、顶管设计规定中的附表
6.1、表6:
承载能力极限状态强度计算的作用组合表
管材
计算工况
永久作用
可变作用
管自重G1
竖向和水平土压力FSV
管内水重
GW
管内水压
FWd
地面车辆荷载或堆载QV,QIN
温度作用
FI
钢管
空管期间
√
√
√
√
管内满水
√
√
√
√
√
使用期间
√
√
√
√
√
√
混凝土管
空管期间
√
√
√
管内满水
√
√
√
√
使用期间
√
√
√
√
√
6.2、表7:
管壁稳定验算作用组合表
永久作用
可变作用
竖向土压力
地面车辆或堆积荷载
真空压力
地下水
√
√
√
√
7、顶管结构上的作用
项目
监控要点
作用的分类和作用代表值
1、顶管结构上的作用,可分为永久作用和可变作用两类:
1.1、永久作用应包括管道结构自重、竖向土压力、侧向土压力、管道内水重和顶管轴线偏差引起的纵向作用。
1.2、可变作用应包括管道内的水压力、管道真空压力、地面堆积荷载、地面车辆荷载、地下水作用、温度变化作用和顶力作用。
2、顶管结构设计时,对不同性质的作用应采用不同的代表值:
2.1、对永久作用,应采用标准值作为代表值。
2.2、对可变作用,应根据设计要求采用标准值、组合值或准永久值作为代表值。
2.3、可变作用组合值应为可变作用标准值乘以作用组合系数;可变作用准永久值
应为可变作用标准值乘以作用的准永久值系数。
3、当顶管结构承受两种或两种以上可变作用时,承载能力极限状态设计或正常使
用极限状态按短期效应的标准组合设计中,对可变作用应采用组合值作为代表值。
4、正常使用极限状态应按长期效应组合设计,可变作用应采用准永久值作为代表
值。
永久作用标准值
1、管道结构自重标准值可按照公式进行计算。
2、作用在管道上的竖向土压力,其标准值应按覆盖层厚度和力学指标确定。
2.1、当管顶覆盖层厚度小于或等于1倍管外径或覆盖层均为淤泥土时,管顶上部竖向土压力标准值可按照公式进行计算。
2.2、当管顶覆盖层厚度小于或等于1倍管外径或覆盖层均为淤泥土时,管顶上部竖向土压力标准值可按照公式进行计算。
2.3、当管道位于地下水位以下时,尚应计入地下水作用在管道上的压力。
3、作用在混凝土管道上的侧向土压力,标准值可按下列几种条件分别计算:
3.1、当管道处于地下水位以上时,侧向土压力标准值可按按照公式进行计算主动土压力:
3.2、当管道处于地下水位以下时,侧向水土压力标准值应采用水土分算,土的侧压力按照公式进行计算,重度取有效重度;地下水压力按静水压力计算,水的重度可取10kN/m3。
4、管道内水重的标准值,可按不同水质的重度计算。
可变作用标准值及其准永久值系数
1、管道设计水压力的标准值,可按表8采用。
准永久值系数可取0.7,但不得小于工作压力。
1.1、工业企业中低压运行的管道,其设计内水压力可取工作压力的1.25倍,但不得小于0.4MPa;
1.2、混凝土管包括钢筋混凝土管、预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管;
1.3、当管线上设有可靠的调压装置时,设计内水压力可按具体情况确定。
2、管道在运行过程中可能产生的真空压力,其标准值可取0.05MPa计算,其准永久值系数可取ψq=0。
3、地面堆积荷载传递到管顶处竖向压力标准值qmk,可按10kN/m2计算,其准永久值系数可取ψq=0.5。
4、地面车辆轮压传递到管顶处的竖向压力标准值qvk可按规程确定值确定,其准永久值系数应取ψq=0.5。
当埋深大于2m时可不计冲击系数。
地面堆积荷载与地面车辆轮压可不考虑同时作用。
5、温度作用标准值,可按温差±20℃计算,其准永久值系数可取ψq=1.0。
8、顶管结构上的作用中的附表
8.1、表8:
压力管道内设计水压力标准值
管材类型
工作压力
设计水压力(MPa)
焊接管道
FWK
FWK+0.5≥0.9
混凝土管
FWK
(1.4-1.5)FWK
玻璃纤维增强塑料夹砂管
FWK
(1.4-1.5)FWK
9、工作井
项目
监控要点
工作井
选址
1、工作井的位置应按以下因素确定:
1.1、应利用管线上的工艺井;
1.2、应考虑排水、出土和运输方便;
1.3、应靠近电源和水源;
1.4、应远离居民区和高压线;
1.5、应避免对周围建、构筑物和设施产生不利的影响;
1.6、当管线坡度较大时,工作井宜设置在管线埋置较深一端;
1.7、在有曲线又有直线的顶管中,工作井宜设在直线段的一端。
工作井
结构型式
1、工作井结构形式可采用钢板桩、沉井、地下连续墙、灌注桩或SMW(水泥土搅拌桩墙)工法。
2、当工作井埋置较浅、地下水位较低、顶进距离较短时,宜选用钢板桩或SMW工法。
工作井内水平支撑
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