碧沙北路道路工程顶管专项施工方案11彭.docx
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碧沙北路道路工程顶管专项施工方案11彭
碧沙北路道路工程
顶管专项施工方案
编制:
审核:
审批:
四川永志建设有限责任公司
二〇一五年五月二十五日
1编制依据
1.1编制依据
1.1.1相关规范
1业主及设计院提供的相关资料。
2《地下工程防水技术规范》GB50108-2008。
3《顶进施工技术及验收规范》(试行)2007.3。
4《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》(JC/T640-2010)。
5《给水排水工程顶管技术规程》(CECS246:
2008)。
6《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008)。
7《沉井与气压沉箱施工技术规程》(DG/TJ08-2084-2011)。
1.1.2其它相关资料
1、建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质【2009】87号)。
2、粤建质(2011)13号-广东省住房和城乡建设厅关于《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的实施细则。
3、深建协字(2009)第042号文件《关于进一步完善深圳市建设工程中危险性较大工程安全专项施工方案编制、论证工作的通知》。
4、深圳市建设工程中危险性较大工程安全专项施工方案论证及编制指南。
1.2参建各方
建设单位
深圳市交通公用设施建设中心
设计单位
深圳市新城市规划建筑设计有限公司
监理单位
深圳市合创建设工程顾问有限公司
施工单位
四川永志建设有限责任公司
安监单位
深圳市交通工程施工安全监督站
2工程概况
2.1工程概况
由深圳市交通公用设施建设中心作为业主组织建设,四川永志建设有限责任公司负责施工的碧沙北路道路工程现已进入施工阶段。
该道路是坪山新区碧岭、沙湖片区规划路网中一条重要的主干路,路线呈南北走向,道路南起科环路,北至旧横坪公路,沿线依次与沙陂路、同裕路、中山大道(新横坪路)等道路相交,并跨越坪山河,施工里程桩号K0+453.744~K1+933.307,全长1.48km。
2.2顶管设计
2.2.1顶管设计
本项目给排水工程中,在横过中山大道时,设计了两段顶管:
1、雨水管道Yw26~Yw27间为39.5m顶管施工,管径Φ1800mm,顶管工作井直径Φ7000mm,接收井直径Φ4000mm。
2、给水Je28~Je29间为39.3m顶管施工,管径Φ800mm,顶管工作井直径Φ5500mm,接收井直径Φ4000mm。
由于Yw26工作井占据中山大道整条辅道和人行道,影响过往车辆通行;且人行道位置上分布有4条长途通信光缆;短期内迁改难度大;加之Yw25~Yw26间分布有现况管线包括Φ800给水管,高压电缆等,按设计采用放坡开挖也难以实施,考虑这些因素,并经业主和设计单位同意,在正式施工前,将Yw25~Yw26间采用明挖开槽施工的DN1800雨水管也改为顶管施工,并将工作井移至Yw25雨水井位置,这样顶管总长度变更为52.9米。
顶管位置见下图示。
2.2.2工作井设计
1、给水管工作井
2、排水管工作井
2.2.3接收井设计
1、给水管接收井
2、排水管接收井
2.3工程条件
2.3.1工程周边条件
1、Yw26工作井占据中山大道整条辅道和人行道,影响过往车辆通行;且人行道位置上分布有4条长途通信光缆。
2、Yw25~Yw26间分布有现况管线包括Φ800给水管,高压电缆等。
3、两处顶管均穿越中山大道,顶管埋深2米以上。
2.3.2工程地质条件
施工场地的工程地质结构情况为:
1)工作井处(DK15钻孔位):
素填土:
杂色、松散,主要由粘性土组成,局部夹少量碎石,块径2~5cm,土层厚度2.8m;
含有机质粉质粘土:
灰黑色,软塑-可塑状态,含大量腐木、腐叶等,干强度高,韧性好,土层厚度1.2m;
粘土:
褐黄色,可塑,切面稍光滑,干强度中等,韧性中等,无摇震反应,含约10%细砂,土层厚度2m;
砾砂:
褐黄色,稍密,饱和,主要成分为石英、长石,颗粒级配一般,分选性一般,局部含少量卵石,含约20%粘性土,土层厚度2.5m;
2)接收井处(DK16钻孔位):
(1)素填土:
杂色、松散,主要由粘性土组成,局部夹少量碎石,块径2~5cm,土层厚度2m;
(2)粘土:
褐黄色,灰黑色,软塑,切面稍光滑,干强度中等,韧性中等,无摇震反应,含约10%细砂,土层厚度2.6m;
(3)含有机质细砂:
灰黑色,局部夹淤泥质粘土,呈松散状态,颗粒级配一般,分选性一般,土层厚度3.9m。
2.3.3地下水位
顶管施工区域地形地貌为坪山河河床及一级阶地地貌,地势低洼平坦。
地质勘察报告资料提供的两个勘孔,工作井处地下水稳定水位3.5m.,接收井处地下稳定水位4.8m。
3施工部署
3.1施工总体部署
3.1.1顶管结构
1、本项目有工作井两个(直径分别为Φ7000mm及Φ5500mm)及两个接收进(Φ4000mm),均按沉井法设计。
2、原设计为泥水平衡法,它对于现场条件要求比较高,考虑到现场地下水位比较小,同时场地限制,故拟采取土压力平衡手掘式顶管施工。
3.1.2施工顺序安排
1、从工期考虑,拟先施工排水管道工作井与接收井,待完成后,再施工给水管的工作井与接收井;
2、排水管工作井及接收井分二节施工,分二次下沉,给水管工作井及接收井分一次浇筑混凝土下沉;
3、排水管井完成后,及时安装顶管设备及掘进,完成排水管后再行施工给水管;
4、顶管完成后,及时将井更改为检查井,以完成道路交叉口的路面恢复。
3.2施工管理
3.2.1施工组织机构
项目部是我公司对本工程项目实施管理的机构,代表公司履行合同,组织实施本工程;项目经理代表公司对本项目合同的安全、质量、进度等全面负责。
公司按合同要求和项目部的计划配置实施本项目工程所需的生产要素和资源。
项目经理部设五个部门即工程部、技术部、质安部、材料物质部、合约部。
项目领导班子由项目经理、副经理、总工程师组成。
项目部组织机构图见图3.2.1-1。
图3.2.1-1:
施工组织机构图
3.2.2施工管理目标
1、工程质量目标
分项、分部工程一次验收合格率达到100%,单位工程(子单位工程)达到优良等级,项目工程创深圳“优良样板工程”。
2、安全生产目标
实现“五杜绝”:
杜绝重大死亡事故,杜绝多人伤亡事故,杜绝重大机械事故,杜绝重大交通事故,杜绝重大火灾事故;年重伤率控制在0.5‰以下,轻伤率控制在5‰以下;实现零事故工程。
创深圳市“安全文明施工样板工地”。
3、文明施工与环境保护目标
工程弃碴、污水排放、粉尘污染、机械噪音控制及生活建筑垃圾处理等均严格按照国家、广东省、深圳市及业主的文明施工及环境保护要求及规定执行。
创深圳市“文明施工样板工地”。
3.2.3管理职责
1、项目经理职责
(1)主持项目部全面工作,对本工程的合同履约,并负责组织和实施。
(2)负责项目部的组建和协调管理,调动项目部全体成员的积极性。
作为本工程的质量、工期、安全、防火等第一责任人或领导责任人对工程质量、工程进度、安全生产、文明施工、成本核算负完全责任。
(3)协调内外关系,处理好与业主、监理、设计、政府各管理部门、当地居民和其它施工单位的关系。
2、项目技术负责职责
(1)主管施工技术、质检、测量、试验等业务部门的工作;
(2)主持编制实施性施工组织设计、优化方案,确定施工进度计划、工艺标准、质量目标,对施工全过程实施全面管理和质量监控;
(3)主持各种业务学习和技术交流会,代表性工程施工方案,批准质量计划和作业指导书;
(4)对施工质量全面负责,并接受监理的监督、检查和评审;
(5)组织工程质量的分析、安全事故分析及制定处理方案。
3、项目副经理职责
(1)项目施工生产计划、进度控制及统计工作;
(2)各工种专业、各工序、各施工班组的协调管理;
(3)严格按施工方案及施工规范组织施工;
(4)配合做好质量、安全事故的分析及处理。
4、工程技术部职责
(1)负责实施性施工组织设计的编制。
(2)负责施工过程中的技术交底、技术指导、质量监督和技术资料的整理工作。
(3)负责施工测量和试验工作,并对检验、测量和试验仪器做好送检工作,确保仪器的有效性。
(4)负责与设计、图纸会审、设计修改、施工方案、技术措施有关的所有资料的管理
(5)成立相应的技术专业小组,以防水及施工监测等专业小组,专门负责解决相应的技术问题,落实到施工当中。
(6)负责与图纸有关的竣工资料的整理
5、质安环保部职责
(1)严格执行ISO9001质量体系程序文件的有关要求。
(2)负责施工质量的监督检查工作,组织工程质量的自检和复检,
(3)积极推行全面质量管理,开展创优,报优活动,开展QC小组活动。
(4)负责验收资料的整理和归档,牵头组织竣工资料的整理和归档。
(5)负责优良样板工程的申报、资料整理和评定会的组织。
(6)建立健全安全生产责任制并负责落实,在项目经理领导下对项目部的安全生产、防火和文明施工承担直接管理责任。
(7)每一个分项工程开工前进行安全生产和文明施工的交底。
(8)建立健全安全检查和文明施工检查评比制度。
定期组织安全生产和文明施工的检查评定工作,根据评定结果按规定进行奖罚。
(9)定期召开安全生产和文明施工会议,深化教育,强化意识,发现隐患及时处理。
6、合约预算部职责
(1)进行工程量核算,确保数据资料的有效性。
(2)全面负责合同管理和预结算工作,每月向监理工程师汇报完成工作量情况和进度计划,并申请进度款。
(3)组织制定内部经营承包方案和签订劳务费包干合同,对计划和统计工作负责,对工程计价和结算工作负责。
(4)材料供销合同、分包合同审批管理。
7、综合办公室职责
(1)负责职工生活和各项后勤保障管理工作;组织员工参加培训和各项有益活动。
(2)负责来往文件统一归档及上传下达。
(3)负责各项办公设备和办公用品的管理等,加强完善项目部安排的其他事项。
3.3施工资源配置
3.3.1施工队伍及劳动力安排
1施工队伍安排
本工程工程量比较少,拟安排一个专业沉井施工班组、一个顶管施工班组及一个土石方班组。
2劳动力安排
根据工程量,拟配备劳动力如下表3.3.1-1示。
表3.3.1-1:
劳动力安排表
工种
人数
工种
人数
千斤顶操作工
6人
土方工
8人
测量工
3人
吊车司机
2人
电工
2人
修理工
2人
试验工
2人
电焊工
1人
起重工
2
挖掘机司机
4
杂工
5
合计
37人
3.3.2机械设备安排
1机械设备安排
拟安排本项目机械设备见下表3.3.2-1及3.3.2-1示。
表3.3.2-1 主要施工机械设备表
序
设备名称
规格型号
数量
主要工作性能指标
1
吊车
QY25K
1
25T
2
反铲挖掘机
PC120/200
1
16/4
3
长臂挖机
12m
1
4
自卸汽车
12T
1
外运土方
5
自卸汽车
4.5T
2
场内倒运
6
千斤顶
200t
4
7
电动桩架
0.5t
4
出土用
8
潜水泵
吸型(20m扬程)
口径Ø75
8
9
空压机
3.6m3/min
4
10
风镐
G10
4
11
小型鼓风机
4
表3.3.2-2 主要测绘仪器表
序号
机械设
备名称
型号
规格
数
量
国别
产地
额定功率(KW)
备注
1
全站仪
RED21型
1套
瑞士
2
水准仪
S3
2套
中国南京
3
对讲机
10
中国广州
4
对准针
1
2、机械设备管理
1)、机械管理及维护保养机构
由项目副经理及每作业段段长、电工组成管理小组,负责对现场所有机械的使用、保养的管理。
2)、机械管理及维护保养制度
①、定机定人,严禁非本机操作人员操作本机械,并在每台机械上标识本机管理人员姓名,建立每台机械的档案。
②、机械使用前、使用后均由操作员进行检查,检查内容包括传动系统、电控系统及运转的稳定性等,发现异常情况要立即停止使用,直至找出原因,修复正常为止才可重新使用。
严禁施工机械带病作业。
③、按机械的使用特性定期对机械进行大、中维修。
④、每月由保养维修人员对机械每月进行一次保养;在保养维修过程中,本机械的操作人员应参与保养维修工作。
⑤、每次检验、保养均作记录,并由相关人员签名,归入该机械的使用档案。
⑥、经拆卸的机械应及时保养并涂上防锈漆。
3.3.3材料及周转材料安排
表3.3.3-1:
施工用材料表
序
材料名称
规格型号
单位
数量
备注
1
Ⅱ级承插式钢筋混凝土管
DN1800
m
52.9
2
钢管
DN800
m
39.3
3
沉井(工作井)
φ5500
m
4.38
给水管用
4
沉井(工作井)
φ7000
m
5.2
排水管用
5
沉井(接收井)
φ4000
m
4.25
给水管用
6
沉井(接收井)
φ4000
m
5.3
排水管用
7
钢管
48.3*3.6
m
500
8
方木
10*10
条
200
9
木模
18mm
m2
300
沉井护壁用
10
对拉螺杆
φ14
根
122
4主要项目施工方法
4.1工作井及接收井施工
4.1.1工艺流程
4.1.2测量放线
根据已知的控制网,用全站仪测放工作井中心轴线,进行定位放线,作为沉井制作与下沉的依据。
4.1.3垫层施工
沉井制作时,应根据沉井制作高度、结构自重、地基承载力确定沉井制作,采取有承垫木或无承垫木施工方法。
本工程采用无承垫木施工,采用C15混凝土垫层,垫层厚度15cm、直径6.6米。
4.1.4刃脚支设
沉井下部刃脚的支设,可视沉井的重量、施工载荷和地基承载力情况而定,一般采用土模、砖胎模、枕木垫架法,本工程采用砖胎模。
其作用是:
使地基均匀承受沉井重量,避免刃脚在混凝土浇灌过程中突然下沉而破坏;保持沉井位置不倾斜,便于下沉调整。
刃脚的支设刚度,要根据沉井一次浇筑高度和地基承载力,经验算而定。
4.1.5井壁制作
本工程沉井制作采用一次制作一次下沉。
4.1.6井壁模板支设
井壁模板采用钢组合式定型模板或大模板组装而成,内外脚手架与模板系统要分离,各自成系统,以免由于下沉造成破坏。
模板加固采用Φ16mm对拉螺栓@1000mm紧固加焊止水片。
混凝土壁施工缝埋设钢板止水带,井壁模板在支设过程中要注意收口,以免上大下小。
沉井壁上设有预留洞,制作时在洞口预埋穿墙管,穿墙管内事先填埋经夯实的粘土。
4.1.7井壁钢筋绑扎
沉井水平钢筋采用帮条焊接,竖向钢筋采用竖向电渣压力焊,接头按设计或规范要求错开,内外钢筋要设钢筋支撑,每1.5m不少于一个。
井壁预埋插筋要有加固措施。
4.1.8井壁混凝土浇筑
1、沉井刃脚及筒身混凝土的浇筑应分段、对称均匀、连续进行。
以免造成地基不均匀下沉而导致沉井倾斜、裂缝。
2、浇筑的筒身混凝土应密实,外表面平整、光滑。
有防水要求时,支设模板穿墙螺栓应在其中间加焊止水环;筒身在水平施工缝处应设凸缝或设钢板止水带,突出筒壁部分应拆模后铲平以防水。
4.1.9沉井开挖与下沉
沉井下沉前应进行结构外观检查,检查混凝土强度及抗渗等级,根据勘测报告计算极限承载力、分段摩阻力及下沉系数,作为判断各阶段是否出现突沉以及确定下沉方法和采取相应措施的依据。
下沉前应分区分组依次对称同步的抽除(拆除)刃脚下的承垫木和砖垫座,每抽出一根垫木后,在刃脚下立即用砂、卵石或砾砂填实。
沉井下沉时采用机械开挖,人工辅助配合,卷扬机吊运施工,将挖出的土用载重汽车随挖随运至指定地点。
小型沉井,挖土多采用挖机;大型沉井,在井内用小型反铲挖土机挖掘。
挖土须分层、对称、均匀地进行,由沉井中间开始逐渐挖向四周,每层高0.4~0.5m,沿刃脚周围保留0.5~1.5m宽的土堤,然后沿沉井井壁,每2~3m一段向刃脚方向逐层全面、对称均匀的削薄土层,每次削5~10cm,当土层经不住刃脚的挤压而破裂,沉井便在自重作用下均匀垂直挤土下沉,使不产生过大倾斜。
各仓土面高差应在50cm以内。
沉井下沉采用排水挖土下沉:
设明沟、集水井排水,在沉井内离刃脚2~3m挖一圈排水明沟,设3~4个集水井,深度比开挖面低1.0~1.5m,沟和井底深度随沉井挖土而不断加深。
在井壁上设离心式水泵或井内设潜水泵,将地下水排出井外。
筒壁下沉时,外侧土会随之出现下陷,与筒壁间形成空隙,一般于筒壁外侧填砂,保持不少于30cm高,随下沉灌入空隙中,以减少下沉的摩阻力,并减少了以后的清淤工作。
沉井下沉出现倾斜,如调整挖土仍不能纠正时,可加荷调整,但若一侧已到设计标高,宜采用旋转喷射高压水的方法,协助下沉进行纠偏。
在沉井外壁周围弹出水平线,四角作出轴线标志,在下沉过程中每班观测三次,随时掌握分析观测数据,提供纠偏数据。
沉井下沉接近设计标高时,应加强观测,每二小时一次;为防止超沉,可在四角或筒壁与底梁交接处砌砖墩或垫枕木垛,使沉井压在砖墩或枕木垛上,使沉井稳定。
4.1.10沉井封底
沉井下沉至设计标高,再经2~3天下沉稳定,或经观测在8h内累计下沉量不大于10mm,即可进行封底。
封底前应先将刃脚处新旧混凝土接触面冲洗干净和打毛,对井底进行修整使之成锅底形,由刃脚向中心挖放射形排水沟,填以卵石作成滤水盲沟,在中部设1个集水井与盲沟连通,使井底地下水汇集于集水井中用潜水电泵排出,保持水位低于基底面0.5m以下。
封底一般铺一层150~500mm厚卵石或砂石层,再在其上浇底板混凝土垫层,在刃脚下切实填严,振捣密实,以保证沉井的最后稳定,达到50%强度后,在垫层上铺卷材防水层,绑钢筋,两端伸入刃脚或凹槽内,浇筑底板混凝土。
4.1.11沉井的成品保护
沉井下沉第一节混凝土应达到设计强度的100%,其上各节达到70%以后方可开始下沉。
所有预埋插筋要满足设计要求,钢筋弯折应以大弧度完成。
对沉井沉降观测点,下沉前做好上移工作,对水准控制点,坐标控制点做好保护工作。
沉井垫架拆除、下沉系数、封底厚度和封底后的抗浮稳定性,均应通过施工验算,满足设计要求,避免使沉井出现裂缝、不能下沉或上浮。
沉至接近设计标高应加强测量观测、校核分析工作,下沉至一定深度,停止挖土和井内抽水,使其完全靠自重下沉至设计标高或接近设计标高。
4.1.12接收井、检查井
接受井做法同工作井,具体施工详见设计变更图。
工作井与接收井均为临时措施井,施工完毕后,在中间砌筑圆形检查井,具体做法详见国标图集02S515-28。
检查井与工作井(及接收井)之间的空隙用石粉渣分层回填夯实。
4.2顶管施工
4.2.1施工工艺流程
施工顺序为:
工作井施工→顶进设备安装调试→吊装砼管到轨道上→连接好工具管→装顶铁→开启油泵顶进→出泥→管道贯通→拆工具管→砌检查井。
4.2.2顶管工作井内设备安装
1导轨安装。
严格控制导轨的中心位置和高程,确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。
1)、由于工作井底板浇注了20cm的砼,地基稳定,导轨直接放置在工作井的底板上。
2)、严格控制导轨顶面的高程,其纵坡与管道纵坡一致。
3)、导轨采用浇注砼予以固定,导轨长度采用2~3m,间距设置为60cm。
4)、导轨必须直顺。
严格控制导轨的高程和中心。
2下管、顶进、出土和挖土设备:
1)采用电动卷扬机下管,用千斤顶、高压油泵作为顶进设备,用斗车、垂直牵引的卷
2)扬机作为出土设备,用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。
3照明设备:
井内使用电压不大于12V的低压照明。
4通风设备:
人工挖土前和挖土过程中,采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。
4.2.3机械顶管后背
(1)机械顶管后背结构为:
锚喷墙+混凝土+后背铁。
(2)在锚喷墙壁前垂直地面放置后背铁,后背铁与锚喷墙面之间的空隙以C20素混凝土浇灌填充。
(3)顶进坑后背要有足够的强度,在顶进过程中能承受千斤顶的最大作用力;
(4)后背墙表面要平顺,并且垂直于顶进管道的轴线,避免产生偏心受压。
4.2.4下管就位
1、检查管材:
下管前应对管材外观进行检查,管材应无破损及纵向裂缝,端面要平直,管壁无井陷或鼓包,管壁应光洁。
检查合格的管材方可用起重设备吊到工作井的导轨上就位。
2、检查起重设备:
本工程使用汽车吊,施工时应经检查、试吊,确认安全可靠方可下管,下管时工作井内严禁站人。
当距导轨小于50cm时,操作人员方可进前工作。
3、管子就位:
第一节管子下到导轨上,测量管子中心及前端和后端的管底高程,确认安装合格后方中顶进。
第一节管为工具管,顶进方向与高程的准确,是保证整段顶管质量的关键。
4.2.5挖土
管前挖土是控制管节顶时方向和高程,减少偏差的重要作业,是保证顶管质量及管上构筑物安全的关键,因此管前挖土有如下要求:
1、管前挖土的长度:
在一般顶管地段,土质良好,可超越前端30~50cm;上面为现况管线和中山大道地段,不得超越前端以外15cm,随挖随顶,在构筑物下方外附近,不得超过1.5cm。
2、管子周围的超挖:
在不允许土下沉的顶管地段(如上面有重要构筑物或其它管道),管子周围一律不得超挖。
在一般顶管地段,上面允许超挖1.5cm,但在下面135°范围内不得超挖,一定要保持管壁与土基表面吻合。
4.2.6穿墙
1.从打开穿墙管闷板,将工具管顶出井外,到安装好穿墙止水,这一过程中叫穿墙。
2.穿墙是顶管中一道重要工序,因为穿墙后工具管方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管道的拼装工作带来影响。
穿墙时,首先要防止并外泥水大量涌入井内,严防塌方、流砂和流泥,其次要使管道不偏离轴线,顶进方向正确。
3.穿墙塌方时有发生,特别是深工作井处,水柱压力高,更容易发生。
为了避免地下水和泥砂大量涌入工作井造成塌方,拟采取下列措施:
1)穿墙孔应昼置于粘性土内,并要求该土层有一定的强度,土体基本稳定,
2)在流塑状态的淤泥中穿墙林防止管道回弹。
因为穿墙时,工具管下面阻力较大,管壁四周的摩阻力很小。
流塑状态的淤泥,可以促使工具管回弹,严惩时主油缸回缩,管道同时回缩,以致造成正面大量塌方,无法正常施工。
3)在砂性土中穿墙,则需要对穿墙管外地基局部加固或降低地下水位。
地基加固方法有深层搅拌,旋喷加固等。
采用深层搅拌机和旋喷加固土体时,在井壁附近必然存在盲区,自穿墙壁管管口开始应等于或大于工具管的长度,但不小于3m,如采用降水固结土体,应降至管底。
4)穿墙管内应充填填充物,起临时止不和挡土的作用于。
4.穿墙时防止塌方是保证管道按设计轴线面进首要条件,为了使管道顶进方向不偏离轴线,除采用防止塌方的措施外,还应采取如下措施:
1)工具管要严格调零。
工具管外形在轴线上要调正成一条直线时,此时仪表反映的角度应该零。
调零后应将油缸锁住,不再让工具管纠偏角变动。
2)要防止工具管穿墙时下跌,管道下偏。
工具管下跌的原因,并非因为工具管太重,工具管比同体积的土相比要轻,入土垢管底的地基应力只会减少,所以不会因工具管的自重而下沉。
但在穿墙的初期,因入土较小,工具管的自重仅
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