泥水平衡机械顶管施工专项方案设计

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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 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

2、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 GB50204-2011 ；4 、给水排水管道工程施工及验收规 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 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 JGJ130-2011 ；9、湿陷性黄土地区

3、建筑规10 、混凝土管道基础及接口11 、建筑地基基础设计规12 、建筑地基处理技术规(GB50025 2004 )； 04S531 、06MS201 ； GB50007 2011 ； JGJ792012 ；13 、混凝土结构设计规 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 JGJ46-2012 ；16 、建筑基坑工程监测技术规 GB50497-2009 ；17 、顶管施工技术及验收规 ；第二章 工程概况一、工程概况工程地点位于*，合同工期为 * 日历天本次施工围为：1、A段，顶管管道采用d3000mm皿级钢承

4、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皿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 ，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

5、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 C, 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。区年平均相对湿度 71%， 年日照 2015.2 小时。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

6、幅度为 2.0m 左右，本次勘察，勘探点在勘察 深度均未见地下水位。三、工程地质根据地勘钻孔揭露，拟建工程场地勘探深度围地层主要为第四系 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（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

7、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项目承载力基本容许值（kPa）压缩（变形）模量Es（ MPa）基底摩擦系数（卩）素填土11010.00.25黄土状粉质黏土13010.60.30-1粉土8.20.30细砂16025.00.35中砂18030.00.40四、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，

8、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置如下图所示。操作平台由于施工场地有限，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X2m宽xi.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

9、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T土方开挖T钢筋制作T模板制作T第一段井体浇筑、 拆模 T第二段井体开挖、钢筋绑扎、支模、浇筑、拆模T第三段井体开挖、 钢筋绑扎、支模、浇筑、拆模T第四段井体开挖、钢筋绑扎、支模、 浇筑、拆模T圭寸底。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，使一定围的土体结构破坏，并与土体搅拌混合并强制与 固化浆液混

10、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，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T贯入注

11、浆管T试喷射T喷 射注浆T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 xq（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 ；B浆液损失系数，一般取0.10.2，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 1 0% 2

12、5%之间。对需要扩大加固 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 围，旋

13、转速度宜控制在 2028r/min 围。其中在顶部 1m 应选用较慢的转速和提升速度。 一 般为 2025cm/min 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 。600mm旋喷桩项目技术参数水泥浆压力（MPa）25 28流量（L/min）50 80水灰比1:1提升速度(cm/min )20 25旋转速度(r/min )20 28桩间距（

14、mm）400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、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量

15、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/mi n 。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。 施工中经常检查施工参数（压力、水泥浆量、提升速度

16、、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、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。序号项目名称技术标准检查方法1钻孔垂直度允许偏差马/200实测或经纬仪测钻杆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桩体直径允许偏差豆50mm开挖

17、后尺量5桩身中心允许偏差勺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 )三1.2MPa试验检验高压旋喷桩施工技术检查表设备计划序号设备名称型号数量备注1旋喷机XL-5042挖掘机EX22023拌浆机WJG-8044水泥注浆机3D2-5Z栓塞泵45发电机20KW42、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;第二次及以后向下挖土，每次只能先开

18、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。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米围严禁堆载。井施工至设计底标咼后，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

19、 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 X500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、

20、强度等级C30等级。3）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钢尺量连续一档，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，

21、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 1.2m X2.4m(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咼5水准仪或拉线、尺量检查截面部尺寸基础10尺量检查柱、墙、梁+4,-5尺量检查层高垂直度不大于5m6经纬仪

22、或吊线、尺量检查大于5m8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52m靠尺和塞尺检杳(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，

23、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伽的无缝钢管做为满堂 支架，间隔0.6 xo.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

24、 施工中采取二次振捣，即第一次振捣后，稍停3060min，在混凝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（mm）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预埋中心线位置2螺栓外露长度+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

25、方法，遵循先支后拆，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，工作坑每层护壁都采取分层浇筑

26、混凝土， 为方便浇 筑砼设置跳脚（跳脚不得设置在高 1米围）；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2004.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

27、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尺量检杳垂直度梁墙层 Wm8经纬仪或吊线、尺量检查高510经纬仪或吊线、尺量检查m全高（H）H/1000 且角0经纬仪及尺量检查标咼层咼10水准仪或拉线、尺量检查全高30水准仪或拉线、尺量检查截面尺寸+8 , -5尺量检杳电梯井中心位置10尺量检杳长、宽尺寸+25,0尺量检杳全咼（H）垂直度H/

28、1000 且角0经纬仪及尺量检查表面平整度82米靠尺和塞尺检查预埋件预埋板10尺量检杳中心位置预埋螺栓5尺量检杳预埋管5尺量检杳其他10尺量检杳预留洞、孔中心线位置15尺量检杳注：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1000 1650mm1500 3000mm200 4700mm一次施工距离一般60m左

29、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）4m 6m/d10m 15m/d15m 30m/d人工测量，且受作激光定位，机头纠偏（绝激光定位，机头纠偏施工精度业队伍素质影响对偏差；上下土 50mm ，（绝对偏差；上下土 50m大、质量不稳定左右土 30mm以）m，左右土 30mm 以）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

30、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咼较咼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T导轨安装T顶管设备安装T设备试运行T初始顶进T顶进T下、安装T测量、纠偏T中继间顶进T注浆减摩T机头进洞T接口处理T设备拆除一工作井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

31、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 v(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

32、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

33、管机头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。通风设备结合管的工作环境条件选定，保证管有足够的氧气。4、设备试运行设备试运行之前，

34、 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。主要包括以下容：、不加载的情况下，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 定的围调节。、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

35、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

36、钮，并使后方动力站运行（运行前检查油箱油量是否充足，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 退回，反复操作 1-2 次进行排气；关闭后方动力站，打开机动力站， 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； 关闭机动力站，待机 10-15 分钟，观察掘进机破碎锥体有无油滴滴下 ，若有少量渗出无滴下， 可视为合格，停止刀盘运转， TV 及动力

37、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， 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

38、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。

39、（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， 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

40、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

41、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，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

42、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

43、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

44、密度等管理。 流速和流量流速太小泥砂就会在管沉淀， 引起管道的堵塞， 排水泥砂中含有 较大的颗粒， 当粒径大于排泥管径 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 ，而流量 Q 为：Q=V*S=(105.3/2*10 -3) 2* n*(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二L1+L2+ 红+H 1+H

45、2L:排泥管最大长度Li :推进最大距离L2 :基坑到沉淀池距离L：由阀，弯头引起损失折算成的长度，一般取 1020M。H 1:基坑深度H 2:沉淀池排泥口到地面高度扬程损失: HF2=L* HF2Hf2 :每米扬程损失，取 0.0.106。损失压力： P= pgHF2其中p：泥水密度 g:重力加速度泥水压力：P=Pw+仲+ (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

46、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， 泥水平衡顶管应采用激光导向进行 监控。 宜以激光测量数据作为顶进过程中判断前端顶管机高程及中 线误差的主要依据。 在施工经验不足的

47、情况下， 应使用水准仪和经纬 仪进行高程和中线误差的校验测量； 这种测量方法还用于对顶进管段 高程及中线误差的测量。 使用水准仪和经纬仪对顶管机进行测量应安排在工作间隙进 行，在纠偏过程中应增加测量次数， 反之在顶进正常情况下可减少测 量次数。 .每完成一节管子的顶进，应测量一次管中心线和高程；每个 接口应测一点，有错口时测两点，并形成文件。 .工作井与接收井贯通后，应进行管道最终验收测量。确定管道的中心线与管底高程、井位位置顶管允许偏差序号项 目允许偏差(mm )检查频率检验方法围点数1中线位移50每节管1测量并查阅测量记录2管底 高程D V1500MM+30-40每节管1用水准仪测量D 1

48、500MM+40-50每节管3相邻管间错口15%管壁厚且不大于20每个接口1用尺量4顶管时管子错口50对顶接口1用尺量、地面隆沉情况监控对顶管施工中地面隆起情况进行监控，监控应符合下列要求： .监控基准点应设在施工影响区域外， 并具有良好通视与防干扰条件。 .隆沉观测点应沿顶管机前进轴线方向对称安排布置，具体布设尺寸应结合初始顶进试验，由施工设计确定。 .对需要保护的建筑物、构筑物等应设监控点。 .对已完成的管段应继续进行隆沉观测， 观测间隔时间按控制 测量方案确定。、数据记录与反馈准确填写顶管施工过程中每次及最终测量数据， 形成完整的测量 记录。每次测量、监控的轴线误差与地面隆沉数据，并及时

49、进行纠偏。9、纠偏、顶进过程中的纠偏是顶管作业质量好坏的关键， 若操作不当， 可能造成顶力骤升、管接口破损，严重时可能造成管道无法顶进，引 发严重的安全、质量事故和重大经济损失，尤其是在砂层中顶进，管 道极易因为泥水过度冲刷造成顶管机机头下沉， 因此，对于顶进过程 的纠偏显得尤为重要。、当监视器中光点发生显著变化时，应停止顶进，测量人员须 下坑对经纬仪进行重新校正复核，查找是否属仪器被触碰或震动所 致；若不是，须进行原因分析，并会商处理办法。、顶进工程中，操作人员应随时监测监视器各项数据的变化，并及时记录，在分析记录数据的基础上进行纠偏。10 、顶管后背结构及抗力计算后背作为千斤顶的支撑结构，

50、 要有足够的强度和刚度， 且压缩变 形均匀。本工程采用钢筋砼现浇后背，这种后背坚固可靠，安装时应 满足下列要求 :使用干斤顶的着力中心高度不小于后背高度的 1/3 。（ 1）后背设置（按 D3000mm 顶管计算）为满足本工程顶管的要求，后背设计长 4000 mm、高4000 mm、 厚600 m的钢筋砼现浇结构。（2）顶力计算根据给水排水管道工程施工及验收规（GB 50268-2008 ） P78 , 顶管顶力可按以下经验公式计算：F p =nXD XLXfk+N F式中F p 顶进阻力（KN ）D管道外径（M ）L顶进长度（M ）fk 管道外壁与土的单位平均摩阻力，沙层取13 （KN/ m

51、2）N F=兀/4 XD2 PD 管外径3.55米；P控制土压力300500KN/ m，取400 KN/m故 F p =nXD XLXfk+N F=17479.388 KN主顶采用 6 台 320T 千斤顶，总推力达到 1920T=18816KN后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。 当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形现象是正 常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。 否则，造成顶进偏差。 为了保证顶进质量和施工安全，施工时应有后背的强度和刚度计算。后背设计长4000 mm、高4000 mm、厚600 mm的

52、砼长方体现浇块。后背土体稳定计算式：PWFP/ KFP 工作井后壁被动土压力强度P 后靠背最大承受压强K 工作井稳定系数（取 1.2 ）FP=1 2rH2KP+2CHKP=tg2（45 + 0/2）r 土的天然重度 （取 18.5 KN m3 ）KP 被动土压系数H 工作井高度C 土的粘聚力（取 16.3 Kpa ）X- 土的摩擦角（取16 ）则：顶管工作井，井深 10 米FP=1 /2 X18.5 X100 Xtg2 （ 45 + / 2）+ 2 X16.3 X9=3248 （Kpa ）FPK=3248 1.2=2706（Kpa）顶进后背压强计算P=17479.388 （3.0X3.0）=1

53、942.154 Kpa由以上计算得知：P=1942.154Kpa WFP/ K=2706 Kpa，满足后背土体稳定性 验算条件。按上式计算，工作井加固后土体稳定性能承受受力实际顶力能 满期足要求。11 、注浆减摩注浆减摩是长距离顶管施工中的一个重要环节， 由于随着管子的 不断推进， 推力会随之增加， 而降低顶进阻力最有效的方法是注入膨 润土泥浆，使之在管外壁与土层之间形成一个完整的环状泥浆润滑 套，变原来的干摩擦状态为液体摩擦状态， 这样就可以大大地减少顶 进阻力，减小地面沉降。、在正常顶进时，只对第一注浆环的三个注浆孔注浆，其余注 浆阀门关闭。补浆时，从工作井开始向机具方向，逐道注浆环进行补

54、 浆，在每道注浆环补浆时，依次开启三个阀门进行补浆，每补完一个 孔即关闭球阀，然后打开下一个。开启注浆孔阀门时，一手握住注浆 软管，开启后即可感觉到注浆流动，大约1分钟即可完成，根据手感 判定。在100米围，每顶进2米，补浆一次。在100米以后每顶进 8米补一次浆。中继站及管道弯折处加强补浆。补浆必须在顶进的同 时进行。我们在注浆时做到以下几点： .选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为 造浆率、失水量和动塑比。 .膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供应商的建议，但都必须按照规进行。一般性能见下表：膨润土纯碱掺加药剂漏斗粘度视粘度CP失水量ml终应力比重稳定性8%4 %

55、oCmc1 19 22112.6801.00.001、PHP .压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要 经常检查各推进段的浆液形成情况。 .注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能 在注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆 孔，从而影响注浆效果。 .注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。、顶进中应绘制顶力曲线图，根据顶力增加情况分析注浆效果， 当发现顶力不正常变化， 立即逐个注浆孔进行检查。 关闭注浆支管上 的球阀，挨个注浆孔拆下注浆管检查， 发现泻出浆液无压力或无浆液 泻出，即可断定该注浆环处浆套已破坏。 修复时利用同一注浆环的另 外两个注浆孔压浆修

56、复，同时后顶配合顶进及收镐。12 、施工期间的复检、管道施工的监测施工前对管子接头的槽口尺寸进行检查， 橡胶圈和衬垫板的外观 和质地。确认合格再在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无侵蚀性的 润滑材料以减少摩阻力。 承插接管时加力要均匀， 应保证橡胶圈不移 位，不反转，不露出管外。顶进过程中加强管道中线、 高程的测量复核， 及时纠正管道的高 程、中线，以降低后方顶力。、周边构筑物的监测管道顶进前，沿管道走向，在地面上布设路面沉降观测点，测出 初始数据；在管道顶进过程中每天早、中、晚定时对管道穿过的路面 沉降进行观测； 最后注射水泥浆完成再对路面进行一次观测。 在顶进 过程中如若发现路面沉降超过规定

57、值， 应立即停止顶进， 并及时采取 措施进行处理，以免造成安全及质量事故。、管周围泥浆置换在顶管结束后， 管周围泥浆套需采用水泥浆置换； 管道顶进结束 后，由管节顶部注浆孔向注射水泥浆，将泥浆由侧面两个注浆孔挤出， 以达到密实管周围孔隙。避免在管道使用过程中，因泥浆流失造成的 管顶土方塌方。因本次施工两段顶管均为地下过路管道，为防止路面沉陷，建议 管注浆后进行地质雷达探测，若管顶及管两侧仍有地下空洞，则进行 地面注浆。13、顶管动力及临时用电设计（1）顶管动力配套序号设备名称数量总功率（kw/h）1刀盘电机2602纠偏油泵电机193主顶油泵车功率1604注浆泵电机1155进水泵1306排泥泵2

58、1047电焊机130合计：313动力电缆设置：管设置二路电缆，按其配套动力负载功率，利用供电系统市电或地面发电机组给顶管设备单独供电，采用TN-S方式 120mm 2 动力电缆，三相五线制移动电缆接头对接；三相五线制移 动电缆接头对接。（2）管照明泥水平衡顶管施工管临时照明一般采用移动电源， 电压要求小于 12V 的安全电压。（3）自备发电机组的使用与安全防措施根据泥水平衡顶管机械所需动力， 在地面设置一台 400KW 的发 电机组单独供电，采用 250mm2 三相五线制 TN-S 方式动力电缆输 送到顶管设备的总动力电箱； 为了确保顶管工程正常用电， 安排专人 进行开机，做到定期检查、定期保养。考虑到是户外施工，我们将采 用箱柜式的发电机组进行供电。（4）临时用电如果采用发电机供电， 考虑到长期使用 400KW 发电机组的成本 较高，在平时没有顶进的时候所需要的电源将另外备用一台 50KW 的发电机组进行供电。第六章 质量保证措施一、质量目标工程质量目标：合格工程。质量是企业的生命、 是施工企业的立足之本， 我们将始终不渝地 牢固树立“百年大计、质量第一”的指导思想，在本工程的实施中， 我们将一如既往的继续保持和发扬优良传统， 抱着对企业高度负责的 态度，采用先进的技术、工艺、设备，从组织机构、管理手段、检测 设施抓起，实行全