一、工作井的定義與分類在頂管施工過程中，雖然無(wú)需開挖地面槽口，但必須在管道兩端挖掘若干個(gè)工作井。這些工作井可分為頂進(jìn)工作井和接收井兩類。頂進(jìn)工作井是頂管施工的核心區(qū)域，它不僅用于安放頂進(jìn)設(shè)備，還是頂管掘進(jìn)機(jī)或工具管的起始點(diǎn)，并承擔(dān)著主頂油缸反作用力的重任。而接收井則專為接收頂管掘進(jìn)機(jī)或工具管而設(shè)計(jì)。在尺寸和堅(jiān)固度上，頂進(jìn)工作井通常比接收井更為嚴(yán)格和龐大。二、工作井的形狀與選形工作井的形狀多種多樣，常見的有矩形、圓形、橢圓形以及多邊形等。在頂管施工過程中，選擇哪種形狀的工作井，需要根據(jù)具體的施工條件來(lái)確定。在直線頂管或兩段交角接近180°的折線頂管施工中，矩形工作井是常用的選擇。其短邊與長(zhǎng)邊之比通常為2：3，這種設(shè)計(jì)使得后座墻的布置更為便捷，同時(shí)井內(nèi)空間得到了充分利用，還能適應(yīng)不同覆土深淺的需求。當(dāng)兩段管道交角較小或需要在同一工作井內(nèi)向多個(gè)方向頂進(jìn)時(shí)，圓形工作井則更為合適。此外，在較深的工作井中，也常采用圓形設(shè)計(jì)，并配合沉井法施工。這種工作井占地面積小，受力分布合理，但后座墻需要適當(dāng)加強(qiáng)。沉井材料通常為鋼筋混凝土，工程結(jié)束后，沉井將作為管道的附屬構(gòu)筑物保留。橢圓形工作井的兩端為半圓形狀，長(zhǎng)邊為直線，常用于小口徑頂管中，且多采用成品鋼板構(gòu)筑。多邊形工作井的使用情況與圓形工作井相似，但在某些特定場(chǎng)合下也可能會(huì)有所不同。接收井的功能較為單一，主要用于接收頂管掘進(jìn)機(jī)或工具管。因此，在選形上，矩形和圓形接收井較為常見且方便實(shí)用。三、工作井的分類工作井，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以分為鋼筋混凝土井、鋼板樁井以及瓦楞鋼板井等類型。在土質(zhì)條件良好、頂管口徑較小且頂進(jìn)距離不長(zhǎng)的情境下，放坡開挖式工作井是一種常見的選擇。這類工作井中，需要澆筑一堵堅(jiān)固的后座墻，以提供穩(wěn)定的頂推支撐。此外，根據(jù)頂管施工的使用性質(zhì)，工作井可進(jìn)一步細(xì)分為頂進(jìn)井、接收井和中間工作井三類。頂進(jìn)井作為頂進(jìn)的起始點(diǎn)，承載著多項(xiàng)重要功能，包括垂直運(yùn)輸、設(shè)備安裝、水電供應(yīng)以及人員出入等。其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，修建工程量也較大，通常是我們所指的工作井的主要類型。接收井則是頂進(jìn)管道的終點(diǎn)，頂管掘進(jìn)機(jī)或工具管在此出土，標(biāo)志著頂進(jìn)工作的結(jié)束。而中間工作井，在調(diào)頭頂進(jìn)過程中，既充當(dāng)著段落的終點(diǎn)，又作為新頂管段的起點(diǎn)，兼具上述兩種工作井的特性。當(dāng)頂進(jìn)過程中遭遇障礙或誤差過大時(shí)，需要在頂進(jìn)中途開挖新工作井以重新開始頂進(jìn)，這類工作井即被稱為中間工作井。四、頂管施工的頂進(jìn)形式頂管施工的頂進(jìn)形式，在滿足實(shí)際需求與節(jié)約成本的前提下，呈現(xiàn)出多樣化特點(diǎn)。通常，我們根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，將其劃分為不同的頂進(jìn)形式。其中，一種常見的分類方法是按照施工中的頂進(jìn)方向進(jìn)行劃分，具體可分為以下四種：

1）單向頂進(jìn)：這是指在施工過程中，管道僅朝一個(gè)方向進(jìn)行頂進(jìn)。由于這種頂進(jìn)方式對(duì)工作井的利用率較低，因此它主要適用于那些需要穿越障礙物進(jìn)行的短距離頂進(jìn)作業(yè)。2）雙向?qū)禹斶M(jìn)：這種頂進(jìn)方式涉及從兩個(gè)不同的工作井出發(fā)，分別朝向中間相匯點(diǎn)進(jìn)行頂進(jìn)。通常，這種頂進(jìn)方式會(huì)先頂進(jìn)一頭，然后再頂進(jìn)另一頭，從而在地下實(shí)現(xiàn)管道的對(duì)口相接。它適用于長(zhǎng)距離的頂進(jìn)，或者在一端頂進(jìn)出現(xiàn)顯著誤差時(shí)使用。但請(qǐng)注意，這種頂進(jìn)方式的工作井利用率相對(duì)較低，因此在一般情況下并不推薦采用。3）調(diào)頭頂進(jìn)：在完成一個(gè)方向的管道頂進(jìn)后，通過調(diào)頭利用已頂入的管道作為后座墻，再向相對(duì)另一方向進(jìn)行管道頂進(jìn)。這種方式能有效地提高工作井的利用率，特別適用于長(zhǎng)距離的直線頂進(jìn)作業(yè)。4）多向頂進(jìn)：這種方式允許在一個(gè)工作井內(nèi)朝2至3個(gè)或更多方向進(jìn)行管道頂進(jìn)。由于它能有效地提高工作井的利用率，因此常用于管道拐彎處或分支管線連接處的管道頂進(jìn)作業(yè)，特別是在大型地下管網(wǎng)的建設(shè)中。

1）單排頂進(jìn)：在單一施工方向上，僅頂進(jìn)一排管道。這是管道頂進(jìn)的基本形式。

2）雙排頂進(jìn)：在同一施工方向上，同時(shí)頂進(jìn)兩排管道。這種形式常用于過水涵洞、引水管道以及雙排管道的施工。

3）多排頂進(jìn)：在特定施工方向上，頂進(jìn)超過兩排的管道。這主要適用于多排管道、過水涵管等短距離穿越式頂進(jìn)作業(yè)。五、工作井的布置要求在選定工作井位置時(shí)，需綜合考慮地面和地下環(huán)境。地面上的障礙物如高壓線、電話線等電線以及各類建筑物都應(yīng)避開。若工作井設(shè)置在交通繁忙的道路上，應(yīng)確保隔離裝置和醒目標(biāo)志的完備，夜間作業(yè)時(shí)還需提供良好照明和明顯識(shí)別標(biāo)志。地下環(huán)境中，應(yīng)遠(yuǎn)離地下管線和構(gòu)筑物，特別是上下水管，以防工作井位移導(dǎo)致水管破裂。同時(shí)，要防范地面明水對(duì)工作井周圍土體的沖刷造成的水土流失。工作井也應(yīng)遠(yuǎn)離河道、池塘及低洼地，特別是承受主頂油缸反力的后座墻一端，這些地形會(huì)影響工作井的后坐力。若無(wú)法避免，需對(duì)后座墻背土體進(jìn)行加固。工作井的布置分為地面和坑內(nèi)兩部分。地面布置涵蓋起吊設(shè)備、供電、供水等設(shè)備的安排，以及監(jiān)控點(diǎn)和地面軸線的設(shè)定?？觾?nèi)布置則涉及工作井尺寸、基坑導(dǎo)軌、洞口止水、后座、主頂油缸和頂進(jìn)設(shè)備的布局。在起吊設(shè)備的布置方面，通常采用行車或吊車。若選用行車，多采用龍門行車，其軌道與工作井縱向軸線平行，埋設(shè)于工作井兩側(cè)，便于堆放準(zhǔn)備頂進(jìn)的管道，從而降低頂進(jìn)過程中的地面荷載和頂進(jìn)阻力。

若采用吊車進(jìn)行作業(yè)，通常需要配備兩臺(tái)，其中一臺(tái)專為起吊管道使用，另一臺(tái)則用于吊土。這兩臺(tái)吊車的起重噸位需合理配置，以確保使用的便捷與經(jīng)濟(jì)性。它們大多會(huì)被布置在工作井的兩側(cè)，以方便管道和土方的起吊作業(yè)。接下來(lái)是供電設(shè)備的考慮。供電設(shè)備不僅為所有動(dòng)力電源提供支持，還需確保工作井內(nèi)外的照明需求。根據(jù)頂進(jìn)周期的長(zhǎng)短和用電量的多少，可以選擇專設(shè)配電間或在工作井邊安裝配電箱，甚至使用發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電。無(wú)論如何，都必須確保觸電和漏電保護(hù)裝置的完備性。此外，進(jìn)入管內(nèi)的電纜必須配備防水接頭，并應(yīng)懸掛在管內(nèi)的一側(cè)，以避免與油管、注漿及水管在同一側(cè)布置。管內(nèi)的照明應(yīng)采用12V或24V的低壓行燈，以確保安全。在供水方面，手掘式和土壓式的頂管施工由于供水量較小，一般只需接兩個(gè)直徑為12.5～25mm的自來(lái)水龍頭即可滿足需求。而對(duì)于泥水平衡頂管施工，由于其用水量較大，因此需要在工作井附近設(shè)置一個(gè)或多個(gè)泥漿池，或者將泥漿池分隔成幾個(gè)小池以應(yīng)對(duì)不同的排泥需求。此外，供漿設(shè)備也是頂管施工中不可或缺的一部分。

供漿設(shè)備在頂管施工中扮演著至關(guān)重要的角色，它主要包括拌漿桶和盛漿桶，其中盛漿桶與注漿泵相連通。由于現(xiàn)代施工多采用膨潤(rùn)土系列的潤(rùn)滑漿，因此需要確保足夠的浸泡和攪拌時(shí)間，以便膨潤(rùn)土顆粒能充分吸水、膨脹。

此外，供漿設(shè)備通常應(yīng)安置在雨棚下，以防止雨水對(duì)漿液的稀釋。同時(shí)，干膨潤(rùn)土需堆放在架子上并搭設(shè)雨棚，以確保其干燥。液壓設(shè)備方面，主頂油缸及中繼站油缸的壓力油由油泵提供。油泵可以置于地上或工作井內(nèi)后座墻上方臺(tái)子上，但一般不建議將油泵放置在工作井內(nèi)，因?yàn)橛捅霉ぷ鲿r(shí)產(chǎn)生的噪聲可能干擾指令傳達(dá)，且可能因工作井過于擁擠或增加不必要的成本而不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)采用氣壓頂管時(shí)，空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐及其附件必須放置在地面上，且空壓機(jī)應(yīng)遠(yuǎn)離井邊，因?yàn)槎鄶?shù)空壓機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大噪聲。工作井內(nèi)的具體布置可參考相關(guān)圖紙進(jìn)行。

工作井內(nèi)后座墻的合理布置至關(guān)重要。在過去的頂管施工中，有人采用木方橫豎交錯(cuò)疊起的方式構(gòu)建后座墻，這種做法既不科學(xué)也不合理。當(dāng)主頂油缸施加反作用力時(shí)，木方會(huì)產(chǎn)生顯著的彈性變形。這種變形在油缸回縮時(shí)會(huì)隨之恢復(fù)，導(dǎo)致主頂油缸推出1.5米后回縮時(shí)，實(shí)際可利用的間距僅為1.2米或更少。此外，隨著主頂油缸推力的增加，有效間距還會(huì)進(jìn)一步減小，從而浪費(fèi)了油缸的功，降低了機(jī)械效率和生產(chǎn)率。因此，這種布置方式并不推薦。六、人工頂管工作井的合理布置在人工頂管施工中，工作井內(nèi)的布置是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。為了確保施工的有序進(jìn)行，必須采取正確的布置方法。

①在由鋼板樁等構(gòu)筑的工作井內(nèi)，后座墻應(yīng)采用鋼筋混凝土進(jìn)行整體澆筑。其下部建議深入工作井底板以下0.5-1m，寬度則需與工作井內(nèi)凈尺寸相匹配。同時(shí)，應(yīng)確保后座墻平面與頂進(jìn)軸線保持垂直。②緊接著，需要安裝洞口止水圈。這種止水圈有多種類型可選，但關(guān)鍵是要保證其中心與所頂管道的中心軸線相重合。③接下來(lái)是安放基坑導(dǎo)軌的步驟。在安放時(shí)，導(dǎo)軌的前端應(yīng)盡可能地靠近洞口，并用槽鋼在左右兩側(cè)進(jìn)行支撐。若底板上已預(yù)埋鋼板，則導(dǎo)軌應(yīng)與預(yù)埋鋼板焊接，特別是在管徑較大的情況下，這一步驟尤為重要。導(dǎo)軌的水平狀態(tài)可按設(shè)計(jì)管道坡度進(jìn)行安裝，或在土質(zhì)較軟時(shí)選擇水平狀態(tài)并適當(dāng)提高導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)高程。④隨后是安放后靠背的環(huán)節(jié)。后靠背通常由鋼結(jié)構(gòu)件制成，其厚度約為300mm。需注意，普通厚鋼板作為后靠背可能不夠穩(wěn)固，特別是在管徑較大的情況下。⑤之后是安裝主頂油缸。主頂油缸一般安裝在主頂油缸架上。當(dāng)管徑較大時(shí)，需確保主頂油缸的合力中心低于管中心約5%的管內(nèi)徑。⑥最后，根據(jù)需要安裝測(cè)量?jī)x器。對(duì)于泥水式頂管，建議在安裝好基坑旁通、排泥泵及其管路后再進(jìn)行儀器安裝。在布置工作井的同時(shí)，地面上的拌漿和混凝土管接口止水圈的安裝等頂進(jìn)準(zhǔn)備工作也應(yīng)同步進(jìn)行。此外，工作井操作面的布置還需注意以下幾點(diǎn)：

①工作井的底層需先行平整，并澆筑厚度為30cm的C20混凝土。

②緊接著，鋪設(shè)兩層槽鋼以校正水平面。

③按照預(yù)定的頂進(jìn)軸線設(shè)置一組導(dǎo)軌，確保軌距控制在0.6-0.7D（管徑）范圍內(nèi)。導(dǎo)軌應(yīng)預(yù)先焊接在底板上，并采用特制螺栓進(jìn)行緊固，以防頂進(jìn)時(shí)的移動(dòng)。

④油缸需安裝在升降調(diào)節(jié)架上，通常對(duì)稱布置兩只或四只，中心距保持為30cm。

⑤當(dāng)頂進(jìn)管道為鋼管時(shí)，應(yīng)在工作井前端預(yù)留出人工焊接的作業(yè)高度，并設(shè)置集水井。此外，工作井的基本尺度要求包括平面尺寸和深度，這些尺度的確定需綜合考慮施工管道直徑、管節(jié)長(zhǎng)度、覆土厚度、頂進(jìn)方式以及施工方法等多重因素。同時(shí)，還需考慮土層性質(zhì)、地下水位等自然條件，以及設(shè)備布置、操作空間、工期長(zhǎng)短和挖掘泥土的運(yùn)輸方式等因素。根據(jù)規(guī)范GB50286-97第6.2節(jié)的規(guī)定，矩形工作井底部的尺寸可以通過公式進(jìn)行計(jì)算。工作井的深度則需滿足相關(guān)公式要求，以確保施工的安全與效率。七、工作井設(shè)計(jì)原則在遵循規(guī)范GB50286T7第6.2節(jié)的規(guī)定時(shí)，選擇頂管工作井的位置應(yīng)考慮以下條件：(1)確定管道井室的位置；

(2)利用坑壁土體作為后座墻；

(3)確保排水、出土和運(yùn)輸?shù)谋憬菪裕?/p>

(4)采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，以確保地上和地下建筑物、構(gòu)筑物的安全；

(5)靠近電源和水源，并保證交通的便利性；

(6)在單向頂進(jìn)時(shí)，工作井宜設(shè)置在下游一側(cè)。此外，還需注意以下問題：(1)盡量減少工作井的數(shù)量。在頂進(jìn)過程中，應(yīng)追求長(zhǎng)距離頂進(jìn)，以減少挖掘工作井的需求。對(duì)于直線頂管，工作井最好設(shè)在管道附屬構(gòu)筑物處，并在竣工后將其改建為永久性管道附屬構(gòu)筑物。當(dāng)長(zhǎng)距離頂進(jìn)直線管道時(shí)，可在檢查井處增設(shè)工作井，以方便掉頭頂進(jìn)。在管道轉(zhuǎn)彎或轉(zhuǎn)向檢查井處，應(yīng)盡量采用雙向頂進(jìn)，以提高工作井的利用率。若需多排或多向頂進(jìn)，應(yīng)盡可能利用一個(gè)工作井。(2)在地下水位以下進(jìn)行頂進(jìn)時(shí)，工作井應(yīng)設(shè)在管線下游，并逆管道坡度方向進(jìn)行頂進(jìn)，以確保管道排水順暢。(3)工作井的選址應(yīng)避免房屋、地下管線、池塘和架空電線等潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。這些區(qū)域可能給施工帶來(lái)諸多不便，如工作井和接收井過于靠近房屋或地下管線，可能會(huì)對(duì)施工造成干擾，增加保護(hù)措施的成本和工期延誤的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在河塘邊進(jìn)行施工也會(huì)增加頂管施工的難度和中繼站的數(shù)量，進(jìn)而提高施工成本。此外，在架空線尤其是高壓架空線下作業(yè)時(shí)，存在觸電或停電的風(fēng)險(xiǎn)，因此需特別謹(jǐn)慎。(4)在覆土層較薄的情況下，工作井后座墻的被動(dòng)土抗力會(huì)減小，從而限制了一次頂進(jìn)的長(zhǎng)度。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)必須全面考慮各種