泥水平衡机械顶管施工专项方案.pdf

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1、. . * 顶管施工专项方案 编制： 审核： 审批： * 年月日 . . 目录 第一章、编制依据 .3 第二章、工程概况 .4 一、 工程概况 .4 二、 气象水文 .5 三、 工程地质 .5 四、 地下管线调查 .6 第三章、现场平面布置 .9 一、 施工总平面布置原则 .9 二、 施工总平面布置 .9 第四章、工作井施工方案 11 一、 施工工艺流程 11 二、 施工方法 11 第五章、顶管施工方案 26 一、 顶管工艺的选择 26 二、 泥水平衡顶管施工 27 第六章、质量保证措施 45 一、 质量目标 45 二、 质量保证体系 45 三、 顶管质量控制措施 45 第七章、安全保证措施

2、47 一、 安全管理体系 47 二、 安全管理措施 47 第八章、施工安全用电方案.53 第九章、应急预案 55 一、应急预案原则 55 二、 应急救援小组 55 三、 应急救援 55 第十章、施工进度计划 62 . . 第十一章、文明施工及环保措 63 一、 文明施工措施 63 二、 环保措施 63 . . 第一章 编制依据 1、施工图设计； 2、岩土工程勘察报告； 3、混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2011 ； 4、 给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008 ； 5、 给水排水工程顶管技术规程CECS246:2008 ； 6、 建筑基坑支护技术规程JGJ120

3、 2012； 7、湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程JGJ167 2009； 8、 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011； 9、 湿陷性黄土地区建筑规范 （GB50025 2004） ； 10、 混凝土管道基础及接口04S531 、06MS201 ； 11、 建筑地基基础设计规范GB50007 2011； 12、 建筑地基处理技术规范JGJ792012； 13、 混凝土结构设计规范 GB50010 2010； 14、 地下建筑工程逆作法技术规程JGJ165 2010； 15、 施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2012； 16、 建筑基坑工程监测技术规范GB50

4、497-2009 ； 17、 顶管施工技术及验收规范 ； . . 第二章 工程概况 一、工程概况 工程地点位于 *，合同工期为 * 日历天。 本次施工范围为： 1、A段，顶管管道采用 d3000mm 级钢承口钢筋混凝土管， 钢承 F型接口，橡胶圈止水，顶管长度为90 米。D3000mm 顶管管顶平均高 程为369.585 ，设计地面平均高程为375.662 ，管顶平均覆土厚 度,6.077 米。顶管工作井、接收井均采用逆作法施工。 2、B段，顶管管道采用 d2800mm 级钢承口钢筋混凝土管， 钢承 F型接口，橡胶圈止水，顶管长度为88 米。D2800mm 顶管管顶平均高 程为371.395

5、，设计地面平均高程为378.630 ，管顶平均覆土厚 度,7.235 米。顶管工作井、接收井均采用逆作法施工。 3、顶管工作井、接收井待管道顶进完成后留作检查井使用，为 永久性构筑物。 本工程结构的安全等级为一级。 本工程基坑支护等级为一级。 构筑物地基基础设计等级：乙级。 顶管井及检查井结构设计使用年限50 年。 混凝土环境类别：二b 类。 二、气象水文 勘查区属暖温带半湿润大陆性气候，四季冷暖分明。年均气温 14.5，7 月份最热， 1 月份最冷，年平均降水量609.5mm ，7-9 月为 . . 丰水期，降水量占全年的50% 以上。区内年平均相对湿度71% ，年日 照 2015.2 小时

6、。 根据区域水文地质资料， 拟建场地地下水属潜水类型， 赋存于第 四系地层空隙中。 主要以大气降水和地下径流补给为主，以地下径流 形式向下游排泄为主。潜水流向由北向南，经调查，场地地下水位埋 深 15m左右，年变化幅度为2.0m 左右，本次勘察，勘探点在勘察深 度内均未见地下水位。 三、工程地质 根据地勘钻孔揭露， 拟建工程场地勘探深度范围内地层主要为第 四系松散堆积层，即由全新统人工素填土、 冲洪积砂土和黏性土组成。 拟建工程场地的地层分布及埋藏情况参考临近地勘钻孔，见附图（工 程地质平面图、纵断面图） 。 拟建工程场地及其附近无地裂缝、滑坡等不良地质作用。 场地地 形相对较平坦，地层分布连

7、续、稳定，场地稳定性较好，适宜本工程 建设。场地环境作用等级为B级，腐蚀程度为轻度腐蚀；根据岩土 工程勘察规范（GB50021-2001 ） ，不考虑地下水对混凝土结构及混凝 土结构中的钢筋的腐蚀性， 土对混凝土结构及混凝土结构中的钢筋具 微腐蚀性。场地季节性冻土标准冻结深度为0.60m。 岩土承载力基本容许值和主要岩土参数建议值 土层 编号及名称 承载力基 本容许值 （kPa） 压缩（变形） 模量 Es（MPa ） 基底摩 擦系数 （） . . 项 目 素填土110 10.0 0.25 黄土状粉质黏土130 10.6 0.30 -1 粉土135 8.2 0.30 细砂160 25.0 0.3

8、5 中砂180 30.0 0.40 四、地下管线调查 经现场实测，本次施工顶管周边其他管线均与设计图纸断面标注 相符，不影响施工。 . . 第三章 现场平面布置 一、施工总平面布置原则 1、各顶管井均紧邻市政道路确保运输畅通，施工临时用水、用电， 应满足所需机械设备及办公设施、临建设施施工需要， 按规划要求做 到场地的平整工作，做好“三通一平” 。 2、材料和半成品等堆场和仓库，应尽量布置靠近使用地点附近，以 减少工地内部二次倒运。 3、在满足生产和生活需要前提下，合理安排临建设施。 二、施工总平面布置 根据现场施工条件及基坑支护安全要求，本着安全、经济、合理 的原则，每个顶管工作井现场平面布

9、置如下图所示。 吊车区域 管 材 堆 放 区 工作井 出土口 操 作 平 台 管道走向 钢 板 池 . . 由于施工场地有限， 无法现场开挖泥浆池， 故采用钢板泥浆池， 钢板泥浆池尺寸为6m 长2m 宽1.8m 高。 各工作井均紧邻市政道路， 故对工作井周边施工区域采用彩钢板 进行全封闭围挡，并悬挂夜间警示闪灯。 两段顶管均下穿于市政道路， 管道顶进施工中， 为防止动荷载引发塌方， 在管道上方机动车道上铺 设 30mm 厚钢板。 . . 第四章工作井施工方案 一、施工工艺流程 本工程逆作法钢筋砼支护采用如下施工顺序进行施工：高压旋喷 桩预支护土方开挖钢筋制作模板制作第一段井体浇筑、拆模 第二段

10、井体开挖、 钢筋绑扎、支模、浇筑、拆模第三段井体开挖、 钢筋绑扎、支模、浇筑、拆模第四段井体开挖、钢筋绑扎、支模、 浇筑、拆模封底。 二、施工方法 1、高压旋喷桩施工 、高压旋喷桩原理 高压旋喷浆属于深层搅拌法中的一种，原理是利用工程钻机钻孔 至设计深度后， 用高压旋喷机把安有水平喷咀的注浆管下到孔底，利 用高压设备使喷咀以 20MPa 的压力把浆液喷射出去，高压射流冲击 切割土体，使一定范围内的土体结构破坏，并与土体搅拌混合并强制 与固化浆液混合， 随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱形桩体，凝固 后便在土体中形成圆柱形状、 有一定强度、 相邻桩体相互咬合成一体 的固结体。旋喷桩主要用于加固地基

11、，提高地基的抗剪强度，改善地 基土的变形性能， 使其在上部结构荷载作用下， 不至破坏或产生过大 的变形。 、旋喷桩施工工艺流程 . . 、施工要点 施工前先进行场地平整，挖好排浆沟，做好钻机定位。要求钻机安 放保持水平，钻杆保持垂直，其倾斜度不得大于1% 。施工过程中应 对附近构筑物或建筑物（如防洪墙、铁塔、房屋、路面等）的标高进 行监测，当标高的变化值大于(10mm) 时，暂停施工，根据实际情况 调整压力参数后，再行施工。 高压喷射注浆的施工程序为： 机具就位贯入注浆管试喷射喷 射注浆拔管及冲洗等。喷射时，先达到预定的喷射压力，喷浆适量 后再逐渐提升注浆管。中间发生故障时，停止提升和旋喷，以

12、防桩柱 中断，同时立即进行检查，排除故障；如发现有浆液喷射不足，影响 桩体的设计直径时，立即进行复核。 . . 桩喷浆量 Q （L/ 根）可按下式计算： Q=H/V q(1+) 式中： H 旋喷长度（ m ） ； v 旋喷管提升速度（ m/min） ，本工程取 0.25m/min； q 泵的排浆量（ L/min ） ，本工程取 50L/min ； 浆液损失系数，一般取0.1 0.2，本工程取 0.15。 每座顶管井旋喷桩施工前经计算确定喷浆量。 旋喷过程中，冒浆量控制在10% 25% 之间。对需要扩大加固范 围或提高强度的地段采取复喷措施，即先喷一遍清水， 再喷一遍或两 遍水泥浆。 喷到桩高后

13、迅速拔出浆管，用清水冲洗管路，防止凝固堵塞。 相邻两桩施工间隔时间应不小于48h，因本工程旋喷桩为满布， 所以施工采用跳位施工的方式进行，每次间距不小于46m 。 1）压力参数的确定 一般情况下采用加大泵压力来增加其流量及流速，进而增大喷射 力。根据以往经验，本工程压力选择为25Mpa 。 2）旋转提升参数的确定 旋转、提升的速度与喷流半径有关， 而有效半径与喷嘴的几何尺 寸和喷射角度有相互联系，并直接影响喷流的特性。根据施工经验， 旋喷提升速度宜控制在2025cm/min范围内，旋转速度宜控制在 2028r/min 范围内。其中在顶部1m应选用较慢的转速和提升速度。 一般为 2025cm/m

14、in速度提升， 20r/min 旋转。 . . 3）喷嘴直径 喷嘴安装在钻头侧面， 是旋喷注浆的关键部分， 喷嘴直径大小对 喷射流速度影响很大。一般单管注浆中喷嘴直径选用2.03.2mm 。 4）布孔形式 根据本工程施工图设计，沿逆作法护壁外侧矩形布孔。桩径 600mm ，两桩之间咬合 200mm ，桩间距 400mm 。 200mm 600mm 旋喷桩 钢筋混凝土护壁 井 中 线 旋喷桩施工主要技术参数参考表 项目技术参数 水泥浆 压力 （MPa ） 2528 流量 （L/min ） 5080 水灰比1:1 提升速度（ cm/min）2025 旋转速度（ r/min ）2028 桩间距 (m

15、m) 400 . . 项目技术参数 桩数量（根） 88 根（ 9.4*7.9m ） 72 根（7.2*6.7m ） 桩长（m ）10-11.75 桩径（mm ）600 、质量控制 施工前检查水泥、外掺剂等的质量，桩位、压力表、流量 表的精度和灵敏度、高压喷射设备的性能等。 旋喷施工时间隔两孔施工，防止相邻旋喷孔施工时串浆。 相邻的旋喷桩施工时间间隔不少于48 小时。 采用 P.O 42.5普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场 必须出具合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投 入使用。施工中所有计量工具均应进行鉴定, 水泥进场后，应 垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。 浆液水灰比

16、、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量等参数均以 现场试桩情况为准。 施工现场配备比重计， 每天量测浆液比重， 严格控制水泥用量 ,确保浆液配比的正确性。灰浆搅拌应均匀， 并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。 严格控制喷浆提升速度， 其提升速度应小于0.25m/min 。喷浆 过程应连续均匀，若喷浆过程中出压力骤然上升或下降，大量 冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复 喷接桩时应加深0.4 米重复喷射接桩，防止出现断桩。 高喷孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回 灌，防止因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降，以保证桩顶 标高满足设计要求。 . . 施工中经常

17、检查施工参数（压力、水泥浆量、提升速度、旋 转速度等）的应用情况及施工程序。 旋喷深度、直径、抗压强度和透水性应符合设计要求。 高压喷射注浆可采用开挖检查、钻空取芯、标准贯入、载荷 试验或压水试验等方法进行检验。 检验点的数量为施工注浆孔数的2% 5% ；对本工程，每个工 作井至少应检验 2 个点，不合格者应进行补喷。 质量检验应在高压喷 射注浆结束四周后进行。 11 施工结束后 28d，对施工质量及承载力进行检验、内容为桩 体强度、承载力、平均直径、桩体中心位置、桩体均匀性等。 高压旋喷桩施工技术检查表 序号项目名称技术标准检查方法 1 钻孔垂直度允许偏 差 1/200 实测或经纬仪测钻杆

18、2 钻孔位置允许偏差50mm 尺量 3 钻孔深度允许偏差200mm 尺量 4 桩体直径允许偏差50mm 开挖后尺量 5 桩身中心允许偏差0.2D（D= 桩径）开挖桩顶下 50cm用尺量 6 水泥浆液初凝时间不超过 20 小时 7 水泥土强度Qu （28t ） 1.2MPa 试验检验 . . 设备计划 2、土方开挖 土方开挖根据开挖深度分别采用机械挖土和人工配合。第一次开 挖按照设计图示尺寸全面下挖到一定深度，人工修整旋喷桩身， 绑扎 第一板护壁及旋喷桩顶环梁钢筋，支模、浇筑第一板护壁及环梁混凝 土，待混凝土强度 80% 设计强度后，方可进行下一次开挖； 设计井顶标高 设计井底标高 环梁 挡水墙

19、 护壁 600mm 旋喷桩 序号设备名称型号数量备注 1 旋喷机XL-50 4 2 挖掘机EX220 2 3 拌浆机WJG-80 4 4 水泥注浆机 3D2-5Z栓塞 泵 4 5 发电机20KW 4 . . 第二次及以后向下挖土， 每次只能先开挖一侧， 待此侧混凝土强 度都达到 80% 设计强度后再开挖另一侧，循序渐进以防井壁向下突然 沉降。每侧井壁的施工紧密组织， 从开始挖土到浇筑完混凝土所用时 间严格控制在 5 天内。 开挖过程中，无地下水且土质良好时，每板开挖深度不大于2m ， 如发现地下水且土质较差时，严格按每板不大于1.0m 下挖，严禁超 挖。基坑开挖 5 米范围内严禁堆载。 井施工

20、至设计底标高后， 应避免基坑底面暴漏时间过长，加快施 工进度尽快将底板砼施工完毕。 3、钢筋工程 1）第一节井壁的钢筋制作时，预留第二段井壁钢筋，其长度满 足施工技术规程的要求， 受力钢筋的连接采用焊接。 同一断面焊接的 数量 50% ，两个焊接断面间距 30cm ，接头设置在构件受力较小处, 预留出的钢筋均插入土中，并确保垂直。为了防止壁板下沉，第一节 壁板顶端向外伸出1.2m与壁板钢筋相连浇筑50cmC30 混凝土。 2）构筑物施工时采用的拉筋，护壁配筋中竖向筋采用14、 16、18、20、22 HRB400螺纹钢筋，间距150mm ，横向筋采用 14、16、18、22 HRB400螺纹钢

21、筋，间距150mm ，底板采用 22 HRB400 螺纹钢筋，间距 150mm ，上下两层布置；护壁钢筋按双 层网格布置，并进行护角加强；墙板、底板用螺纹12 号钢筋 500 500布置马登筋，不允许埋有露头钢筋，以免造成井体的渗漏。垫层 采用 C15混凝土，墙身砼采用抗渗等级P6，抗冻等级 F150、强度等 . . 级 C30等级。 3）内外钢筋之间要加设 14 钢筋架，每 1.5m 不少于一个。 4）用水泥砂浆垫块控制保护层。 5） 钢筋遇直径不大于300mm 的孔洞时可绕过，遇直径大于 300mm 的孔洞时应切断，同时配置加强钢筋。 6）在底板钢筋制作时，预留井壁的钢筋。 钢筋加工的允许

22、偏差 项目允许偏差（ mm ） 受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸10 弯起钢筋的弯折位置20 箍筋内净尺寸5 钢筋安装位置的允许偏差和检验方法 项目允许偏差（ mm ）检验方法 绑扎钢筋网 长、宽10 尺量检查 网眼尺寸20 钢尺量连续三档， 取偏差 绝对值最大处 绑扎钢筋骨架 长10 尺量检查 宽、高5 尺量检查 纵向受力钢筋 锚固长度负偏差不大于 20 尺量检查 间距10 钢尺量两端，中间各一 点，取偏差绝对值最大处排拒5 . . 纵向受力钢筋及 箍筋保护层厚度 基础10 尺量检查 其他5 尺量检查 绑扎钢筋、纵向钢筋间距20 钢尺量连续三档， 取偏差 绝对值最大处 钢筋弯起点位置20 尺量

23、检查 预埋件 中心线位置5 尺量检查 水平高差+3,0 钢尺和塞尺检查 4、模板工程 （1）本工程工作坑护壁均采用竹胶板，尺寸为1.2m2.4m。 （2）按图纸尺寸配好模板，立模前要做好模板的定位控制工作， 以便于模板安装和校正。 现浇结构模板安装的允许偏差及检验方法 项目允许偏差（ mm ）检验方法 轴线位置5 尺量检查 底面上表面标高5 水准仪或拉线、尺量检查 截 面 内 部尺寸 基础10 尺量检查 柱、墙、梁+4,-5 尺量检查 层 高 垂 直度 不大于 5m 6 经纬仪或吊线、尺量检查 大于 5m 8 经纬仪或吊线、尺量检查 相邻两板表面高低差2 尺量检查 表面平整度5 2m靠尺和塞尺

24、检查 . . （3）做好找平工作，模板承垫底部应预先找平，以保证模板的位置 正确。加强模板垂直度控制，减少垂直度校正的工作量。防止模板底 部漏浆。 （4）设置模板定位装置，定位装置采用钢筋，直径不小于12， 点焊在墙筋上，上中下设三道，以保证模板位置的准确。 （5）模板接缝贴海绵胶带，防止漏浆。模板每次使用均要涂刷脱 模剂，脱模剂采用水乳型， 不得使用油漆型，脱模剂不得污染钢筋及 砼接槎处。 （6）工作坑支护采用钢管架满堂支护，注意预拱度控制；注意支 撑点密度要足够，严防跑模；注意钢筋保护层垫块的设置，保证钢筋 保护层尺寸符合要求。 模板支护确定采用48mm ，壁厚 2.4 的无缝钢管做为满堂

25、支 架，间隔 0.6 0.6m ，每间隔 0.6m设纵横向钢管。同时在支架底部 及顶部设剪刀撑， 并在底部增设纵横向扫地撑， 以保证满堂支架的整 体稳定性。 第一、二、三节护壁：按照设计图纸参数基坑开挖至相应标高， 依次进行三节护壁模板的制作； 。为了保证上节井段的预留钢筋与下 节井钢筋连接质量， 把底模按配筋图要求进行打孔。因此时上部砼已 浇筑完毕，所以需对上下接缝做特殊处理，为方便混合料投入，在接 缝处侧模上口设一杯型投料口，高出上下段接缝30cm ，宽出井内壁 25cm ，混凝土浇筑从投料口入料。为使连接处有良好的密实度，在施 工中采取二次振捣，即第一次振捣后，稍停3060min，在混凝

26、土初 . . 凝前再进行第二次振捣。 第三侧模以及与第二段接缝处处理与前二段基本相同，底模直接 利用底板砼，减少了底模安装。 砼结构预埋件预留洞口允许偏差 项目允许偏差（） 预留钢板中心线位置 3 预埋管预留孔中心线位置 3 插 筋中心线位置 5 外露长度 +10 预 埋 螺栓 中心线位置 2 外露长度 +10 预 留 洞 中心线位置 10 尺寸 +10 （7）模板拆除 模板拆除前在每块模板上用漆编号，以免周转使用出现模板 混乱，二次支模时损坏量大，影响砼表面的光洁度。 模板拆除在混凝土7 天抗压强度能达到设计强度的70% 左右 且保证砼表面及棱角不受损坏时方可拆除。 模板拆除的顺序和方法，遵

27、循先支后拆，以及自上而下的原 则。拆模时，严禁用大锺和撬棍硬砸硬撬。 拆模时，操作人员应站在安全处，以免发生安全事故，拆下 的模板配件等，严禁执扔，要有人接应传递，按指定地点推放，并做 . . 到及时清理，分类堆放整齐，以备使用。 模板拆除后混凝土孔、眼的处理：用水冲洗，砼表面湿润后 用拌好的石棉及膨胀水泥砂浆堵实，与砼表面压平、压光。 4、砼工程 （1）砼拌和运输 为了保证护壁的浇筑质量， 护壁混凝土采用商品混凝土， 利用专 用砼运输车运输进场，并采用混凝土泵送车或导流筒进行护壁浇筑。 （2） 砼浇筑 井体结构砼等级为C30 ，抗渗等级为P6，抗冻等级 F150。由于 采用逆作法施工， 工作

28、坑每层护壁都采取分层浇筑混凝土，为方便浇 筑砼设置跳脚（跳脚不得设置在高1 米范围内）；上两层钢筋的竖筋 每层向下预留6570 厘米和下一层连接，预留的钢筋端部不应在同 一截面，使混凝土护壁形成一个整体。 前一次施工 范围 4 0 0 200 5 0 . . 混凝土浇筑及间歇的全部时间不得超过混凝土的初凝时间，同一 井段的混凝土连续浇注， 并在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇 注完毕。在下次砼浇筑前，先对已浇砼表面进行凿毛、冲洗干净、保 持湿润，浇筑下部墙体时， 在施工缝处先铺一层厚度为1530 mm 的 砼配比相同的水泥砂浆、浇筑细致捣实，使新旧砼紧密结合（因雨、 或者商砼等原因不能连续施

29、工） 。 （3） 砼养护 混凝土采用自然养护法， 现场制作三组试块。 根据以往的施工经 验，混凝土 7 天抗压强度能达到设计强度的70% 左右，为加快施工进 度，在第七天进行一组试块试压，看其是否达到设计强度的70% ，如 达到则进行下一板墙浇筑。 现浇结构位置和尺寸允许偏差和检查方法 项目允许偏差（ mm ）检验方法 轴线位置整体基础15 经纬仪及尺量检查 独立基础10 经纬仪及尺量检查 柱、墙、梁8 尺量检查 垂直度梁墙层 高 5m 8 经纬仪或吊线、尺量检查 5m 10 经纬仪或吊线、尺量检查 全高（ H）H/1000 且30 经纬仪及尺量检查 标高层高10 水准仪或拉线、尺量检查 全高

30、30 水准仪或拉线、尺量检查 截面尺寸+8，-5 尺量检查 电梯井中心位置10 尺量检查 长、宽尺寸+25,0 尺量检查 全高（ H）垂直度 H/1000 且30 经纬仪及尺量检查 . . 表面平整度8 2 米靠尺和塞尺检查 预埋件预埋板10 尺量检查 中心位置预埋螺栓5 尺量检查 预埋管5 尺量检查 其他10 尺量检查 预留洞、孔中心线位置15 尺量检查 注：检查轴线、中心线位置时，应沿纵、横两个方向测量，并取其中偏差的较大 值。 . . 第五章 顶管施工方案 一、顶管工艺的选择 目前在顶管施工的实际应用中，成熟的顶管方法有人工顶管、 土压平衡顶管、 泥水平衡顶管三种， 将三种方法的特点做具

31、体比较如 下： 比较项目人 工 顶 管土压平衡顶管泥水平衡顶管 管材 钢筋砼管、玻璃钢 管 钢筋砼管、玻璃钢管钢筋砼管、钢管、PE管 管径10001650mm 15003000mm 2004700mm 一次施工距离一般 60m左右 一般 100 米左右、 加中继 间可达 1Km以上 一般 100 米以上、加中 继间可达1Km以上 适用土质 一般土，在流沙、 岩层中困难 粘土、 砂砾至岩层全土质 均可 粘土、砂砾至岩层全土 质均可 平衡地下水困难一般好( 且不用井点降水) 控制地面沉隆较差好( 顶进面有压力管理) 好( 顶进面有压力管理) 施工速度 ( 同 土质比 ) 4m6m/d 10m 15

32、m/d 15m 30m/d 施工精度 人工测量，且受作 业队伍素质影响 大、质量不稳定 激光定位，机头纠偏 ( 绝 对偏差；上下 50mm ，左 右30mm以内 ) 激光定位，机头纠偏 ( 绝对偏差；上下 50m m ，左右 30mm以内 ) 占地面积较小 管线两头需分别设置工作 井和接收井 管线两头需分别设置工 作井和接收井、现场需 布置泥水处理设施 用途雨污水、自来水管 所有管线包括重力流的雨 水、污水 所有管线包括重力流的 雨水、污水 安全性安全隐患大安全性高安全性高 顶进成本低较高较高 . . 根据本工程设计及地质条件，结合工期要求， 我公司拟采用泥水 平衡顶管方法， 在保证安全、 质

33、量的前提下， 多开工作面， 以期按期、 保质保量的完成施工任务。 二、泥水平衡顶管施工 施工准备导轨安装顶管设备安装设备试运行初始顶进 顶进下、 安装测量、 纠偏中继间顶进注浆减摩机头进洞 接口处理设备拆除。 泥水平衡顶管施工示意图 1、施工准备 工作井施工结束后，进行顶管材料的进场、验收，对各作业人员 进行施工安全技术交底；对特殊工种进行持证上岗，备案。 2、导轨安装 、导轨宜选用钢质材料制作，并应有足够的刚度，一般采用重 型钢轨，长度以管材长度1.5-2倍为宜；两导轨距离控制在管径的 . . 0.45-0.6倍之间，安装导轨时，应首先利用垂球和直尺确定导轨间 距和平面位置，然后根据放样高程

34、调整导轨高程，两导轨应顺直、平 行、等高， ，其纵坡与管道设计坡度相一致；安装后的导轨应当牢固， 不得在使用中产生位移，并经常检查校核。 、两导轨间距可按照下式计算： A=2(D-h+e)(h-e) 式中：D-管外径 (mm) h- 导轨高度 (mm) e- 管外底距基础的距离 （一般为 10-25mm ） 3、顶管设备安装 设备安装前，根据设备的操作要求及施工方便的原则确定各设备 的安装位置、各种管线和电缆的铺设位置及走向等。对设备的吊运、 安装顺序进行计划和安排。 、 主顶设备底盘的安装应支撑牢固， 防止产生受力变形或位移。 底盘的调整的定位宜在将顶管机吊运至底盘导轨上后进行。 、主顶设备

35、液压系统宜设置在主顶设备附近以便于操作，液压 软管接头连接清洁无污染。 、吊运完成后，调整底盘及顶管机机头的位置、高程、中线、 仰俯角、旋转角等。 、工作井总电源闸箱及用电设备必须执行三相五线制，且安装 漏电保护装置， 工作井及管内使用36V以下的照明设备； 总电源的匹 配大于顶管施工过程中需同时运行的全部设备功耗之和；长距离顶管 时须考虑电缆的电压降。 顶管机头内应设有应急照明电源，顶管机机 . . 头、工作井及地面设备之间设置通讯联络设备。 、工作井内测量仪器的基座不能固定在主顶装置底盘、工作井 后背或其他可能在顶进受力时产生变形或位移的基础上，应安装在独 立的固定基座上， 以减少重复移动

36、和调整次数；宜使用激光经纬仪或 激光指向仪与安装在顶管机内的激光目标靶共同组成方位误差测量 系统，对顶进的高程的轴线误差进行全过程的监控。 、泥水处理系统及注浆系统应安装在地面上适当的位置，符合 便投料和排放所需落差的工艺要求。 、顶进时应根据所顶管道的管径确定安装通风设备的位置的长 度。 通风设备结合管内的工作环境条件选定，保证管内有足够的氧气。 4、设备试运行 设备试运行之前， 应对设备的安装，各种管线、电缆的连接进行 检查，确认安装和连接无误后方可接通电源。 设备的试运行应遵照设备说明书进行。通过试运转查找和消除设 备可能存在的所有问题，确认其处于完好状态。主要包括以下内容： 、不加载的

37、情况下，电源电路开关的接通、切断工况试验的检 查。 、液压系统控制阀件的动作灵敏、正确，特别注意有无控制电 路反接的现象、操作台显示动作与实际动作是否一致。 、设备润滑和密封系统供油正常，油路畅通，供油压力可在设 定的范围内调节。 、刀盘正反旋转动作正确，无异常响声。 . . 、纠偏千斤顶的伸缩动作正常，编组动作与操作台显示一致。 试查完毕将千斤顶回缩到工作零位。 、顶进千斤顶伸缩动作正常， 试查完毕将千斤顶回缩到工作零 位。 、泥水处理系统、 注浆系统输送泵的试运转符合设备说明书的 规定。 、对注浆管路进行加压试验和检查，保证管路畅通、无泄漏。 其调试顺序为：将操作台输出电缆分别与对应的接口

38、接好以后， 逐步送电，观察各仪表电压值是否正常； 然后依次送电检查各设备运 行状态，送水泵、排泥泵、抽水泵以及搅拌筒电机旋转方向，排泥泵 的调速系统是否正常， 若旋转方向相反则调换该电机两相电源线，若 发生异常声音或气味，立刻停电检查故障原因，尽快排除；注浆泵一 般采用螺杆泵， 不能在无浆液下运行， 在调试或运行之前先用管钳扭 动转轴，待灵活以后可加水运转，看泵的旋转方向与出口压力；将掘 进机各电缆接好， 开启操作按钮、动力按钮，并使后方动力站运行 （运 行前检查油箱内油量是否充足，有无污染）；调速旋钮拨至10 位, 千 斤顶切换成伸出， 逐渐将调速器拨至0 位使全速运行， 全部伸出以后 再退

39、回，反复操作 1-2 次进行排气；关闭后方动力站，打开机内动力 站，刀盘运行， TV开，看刀盘旋转方向是否正确，转矩仪是否正常， 将转矩仪设定于 0 位，看报警系统是否正常，倾斜仪指示情况，开、 关旁通阀和止水阀，动作是否灵活，操作纠偏控制旋钮，观察纠偏指 针在光靶上移动的情况，能否达到最大位置；关闭机内动力站，待机 . . 10-15 分钟，观察掘进机破碎锥体内有无油滴滴下，若有少量渗出 无滴下，可视为合格，停止刀盘运转，TV 及动力回路操作回路；拆 除掘进机电缆线，可以吊装掘进机于导轨之上，准备顶进。 5、洞口加固及顶管进出洞措施 （1）为防止工作井、 接收井洞口上部土体沉降以及处理洞口时

40、人 员的安全，应对洞口进行临时加固，采用弧形钢板加固，将止水带压 在弧形钢板和墙体之间后， 将弧形钢板焊接在洞口处， 保证在不伤止 水带情况下，焊接严密，安全，不透水透浆。除了在工作井预留孔处 安装橡胶止水圈外， 还要在洞口外侧根据地质情况进行技术处理，避 免打开洞口以后， 泥土拥挤到井内， 当泥水平衡顶管机推进至距接收 坑井壁预支护旋喷桩约20cm处时，暂停推进，调整好姿态后，再由 泥水平衡顶管机头的刀盘对预支护旋喷桩进行切削，穿透旋喷桩后再 缓慢出洞。 （2）为防止泥水平衡顶管机出洞以后发生“磕”头现象，可以在 底部安装延伸导轨，并将前2 节混凝土管与机头做成可调节钢性联 接。 （3）当泥

41、水平衡顶管机推进完毕，安放第一节管节时，应将泥水 平衡顶管机与导轨进行临时焊接处理，以防止主顶缩回以后， 由于正 面土压力的影响使泥水平衡顶管机弹回。 （4）另外为了减小泥水平衡顶管机机头及管子出洞时的阻力，我 们在洞口设置注浆管， 以供正常顶管施工时注入触变减阻泥浆，从而 减小管子与土体之间的摩阻力。 （5）对工作井顶管前最后一节护壁进行回填，以防止机头下沉， 对接收坑机头出洞时采取 “沙箱法”处理，并对接收井进行安全支护。 . . （6）在工作井、接受井回填时对井周围进行压浆处理。 （7）机头进入接收井后，及时将与机头连接的管子分离，吊起泥 水平衡顶管机以后， 立即将预留孔和管壁之间的空隙

42、用水泥砂浆填充 密实。 6、初始顶进 把机头从出洞一直到第三节工具管推进入土中的过程称之为初 始顶进。在顶管施工中，初始顶进是一个至关重要的阶段，它的成败 将取决于整个顶管过程的成败。 初始顶进分为以下几步： 、在出洞之前，在洞口设置一圈双层橡胶止水圈，固定牢靠， 避免机头出洞后及顶进过程中，砂层及浆液流进工作井内， 造成管道 上方的土体塌方。 、当机头出洞之后，方可启动顶管机刀盘，用主顶油缸徐徐把 顶管机推入土中。 这一过程中应注意防止刀盘嵌入砂土中不转而顶管 机壳体旋转，在启动刀盘时，应密切注意刀盘及土压力表，当这两个 数据过大时，应停止启动刀盘，先启动排泥设备，将机头前方的砂层 排出一部

43、分，然后再启动刀盘，刀盘及土压力表数值降到正常值时， 方可正常启动刀盘顶进。 、当机头出洞后，首先安装机头后方的两根工具管，工具管与 机头采用钢筋焊接连接， 形成一个整体， 增加前方机头的自重来防止 机头在顶进过程中的倾斜。 当工具管完全出洞后， 初始推进工作完成， 此时应停下来进行一次全面的测量，并把测量数据绘成曲线， 便于分 . . 析。 同时，在初始顶进中还需注意， 应在初始顶进的后期方可以进行 正常的方向校正工作， 这是因为如果当第一节砼管尚未与顶管机后壳 体联接时进行纠偏， 这时顶管机的前壳体已在土中，后壳体沿在导轨 上，纠偏时前壳体不动，后壳体则有可能偏离导轨，不仅起不到纠偏 作用

44、，反而会带来更多的麻烦。在初始顶进阶段若非要纠偏不可，这 时也只能用纠偏油缸推出（即用纠偏油缸伸出），而不能用纠偏油缸 拉（即不能用纠偏油缸缩回） 。 7、顶进 初始顶进将所有前期调整工作做完后，就进入了正常顶进程序。 正常顶进主要控制以下几点： 、顶管机刀盘转速和扭矩控制和调整。 在顶进过程中， 根据土质情况和顶进效果进行刀盘转速和扭 矩的控制和调整。 正常顶进情况下刀盘应调至高转速、中低扭矩的状态工作， 以获得较好的泥水分离效果。 在施工中需停止刀盘回转时， 应先停止 顶进，让刀盘回转一段时间，观察到刀盘工作电流（或工作油压）开 始回落后方可停止刀盘回转。 在顶进过程中发现刀盘工作电流（或

45、油 压）异常上升时， 应降低顶进速度或停止顶进， 待刀盘电流（或油压） 平稳后再按正常速度顶进。 当顶管机头发生自转时， 应将刀盘回转方向调至与顶管机头 自转相同方向进行顶管机头的旋转偏移纠正。 . . 刀盘的重新起动应采取一切可能的措施降低起动阻力，在确 认不会对设备造成破坏或进一步加大顶进困难后，方可加大扭矩起动 刀盘。 、顶进设备操作 顶进设备的操作应按前方顶进反馈的控制信息要求实施。 初始顶进或中途停机重新顶进时，都应遵循从低速到高速的 控制原则。 顶进速度应尽量控制平稳， 尤其要避免顶速突然加大的现象。 对顶进过程中出现的任何工作油压波动都应及时分析原因并 采取相应措施。 遇到下列情

46、况时应立即停止顶进，及时分析原因并采取相应 措施，处理完善后再继续顶进： A、顶进顶力骤升或顶力达最大值时； B、后背发生位移或后背开裂时； C、千斤顶油管不通或油泵工作不正常时； D、进水排泥管路不畅时； E、监视器工作不正常时； F、激光经纬仪工作不正常时； G 、砼管出现裂缝或破损时； H、洞口止水圈漏水时； I 、电路发生故障时。 、泥水控制 . . 在泥水平衡顶管中， 泥水管理尤其重要， 在正式开始顶进前需做 必要的计算，来确定泥水的主要技术参数。泥水管理问题包括流量、 流速、压力、相对密度等管理。 流速和流量 流速太小泥砂就会在管内沉淀，引起管道的堵塞， 排水泥砂中含 有较大的颗粒

47、，当粒径大于排泥管内径1/3 时，排出有困难。为了不 引起管道堵塞，流速必须大于一定值，该定值为临界流速，当排泥管 公称直径为 100MM 时，其临界流速为2.2-2.4M/S ，而流量 Q为： Q=V*S =（105.3/2*10 -3 ） 2*(2.22.4) 0.0190.021M 3/s =1.151.25m 3/min （105.3 为公称直径 100MM 管的实际内径） 为了保险，而实际流速大于临界流速，取Q 1.4M 3/min 泥水压力： 由排泥管总长度和挖掘面地下水压力决定。 L=L1+L2+L+H1+H2 L：排泥管最大长度 L1：推进最大距离 L2：基坑到沉淀池距离 L：

48、由阀，弯头引起损失折算成的长度，一般取1020M 。 H1：基坑深度 H2：沉淀池排泥口到地面高度 . . 扬程损失： HF2=L*HF2 HF2：每米扬程损失，取0.0750.106 。 损失压力： P= gHF2其中：泥水密度 g: 重力加速度 泥水压力： P=P W+P+（0.10.2 ） PW：地下水压力 覆土浅取 0.1，覆土深，地下水位高取0.2 泥水浓度： 根据地勘报告，本次顶管区域属于黄土状土、中砂、细中砂，泥 水比重在施工过程中根据具体地层土质情况进行调整，在黄土状土质 地段泥水比重控制在1.051.10 之间；在砂层地段，因渗透系数大， 泥水的浓度适当增加， 泥水比重控制在 1.101.15 之间，在挖掘面上 使泥膜快速形成，从而使泥水压力有效控制挖掘面保持正常稳定状 态，而泥水循环利用会损失一些粘土，这时要不断地向循环水中加粘 土或膨润土来补充。 8、测量、监控 、高程及中线误差监测 泥水平衡顶管施工测量应建立地面及地下测量控制系统，控 制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。 为了实现对前端顶管机偏离轴线的动态监测、提高施工测量 效率并与机械化顶管技术相适应， 泥