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1、目录一、工程程概况22二、工程程地质及及管位44三、工艺艺选择55四、顶管管工艺77五、顶管管施工关关键参数数计算99六、主要要关键技技术122七、顶管管施工质质量控制制措施227八、预案案29九、建议议29一、工程程概况汕头市南南区污水水处理濠濠江分厂厂厂外收收集系统统中穿过濠江江管道，采采用先顶顶一根DD26000钢管管，而后后在大管管内敷设设两根DD8200钢管的的污水传传输方案案。顶管管管线长长5211m，一次顶顶进，属属长距离离水下顶顶管施工工。（1）顶顶管管道道：设计计管中心心标高为为111.466m，管管道坡度度为0；最深管管顶覆土土在工作作井和接接收井处处约122.466m，最
2、最浅管顶顶覆土在在濠江底底约为66.0mm。(2)工工作井：工作井井为14mm圆井，井深155m，沉沉井刃脚脚深约220m，采采用沉井井施工。沉井采采用排水水下沉，干干封底，井井体分两两次制作作，两次次下沉，采用旋旋喷桩止止水；根根据工艺艺要求工工作井布布置在濠濠江左岸岸。(3)接接收井：接收井井为6m的圆圆井，深深度与工工作井等等同。接接收井施施工方式式、平面面布置、平平面形状状、材料料与工作作井一致致。接收收井布置置在濠江江右岸。管道纵剖面图如下：二、工程程地质及及管位1）本段段工程勘勘察报告告由“汕头市市建筑设设计院”提供，ZZK166ZKK29共共计钻孔孔14个个，控制制性钻孔孔7个，
3、孔孔深255m，一般般性钻孔孔7个，孔孔深20m，钻孔孔间距440m。层淤泥泥、淤泥泥混砂、淤淤泥质土土：沿管管线全程程分布，层层厚3.0-99.6mm，饱和和，流塑塑状态，地地基承载载力特征征值faak=330-440kPPa；层淤泥泥质粘土土、灰色色粘土：沿管线线全程分分布，层层厚3.0-112.99m，以以流塑淤淤泥质粘粘土为主主，有机机质含量量较高，根根据现场场土层特特征及沉沉积环境境分析，宜宜作淤泥泥质粘土土处理，地地基承载载力特征征值faak=550-660kPPa。多年平均均高潮位位、平均均低潮位位分别为为0.9978mm、-0.0422m(885国家家高程基基准)。2)管位位和
4、顶进进土层设计管底底标高-12.46m，管位位基本处处于第层淤泥泥、淤泥泥混砂、淤淤泥质土土层及第第层淤泥泥质土层层中。管管道穿过过土层的的纵剖面面如下：三、 工艺选择择（一）根根据地质质资料及及现场勘勘查，本本工程具具有以下下特点、难难点：1、管道道分别穿穿越濠江江左右岸岸提防，施施工易影影响提防防安全。2、受涨涨退潮影影响，水水位变化化大，涨涨潮时水水位高，水压大。3、管顶顶覆土厚厚度变化化大，最最大覆土土厚度112.446m，最小小6m。4、管径径大，顶顶距长，属属大口径径长距离离顶管。5、可能能会碰到到地下孤孤石。（二）根根据本工工程的特特点，拟拟采取以以下对策策：1、在顶顶管顶进进过
5、程中中采用管管外壁注注触变泥泥浆的措措施从而而降低顶顶进时的的摩阻力力，施工工工程中中严格控控制膨润润土的浓浓度来达达到最好好的减阻阻效果。2、在顶顶进过程程中设置置中继间间，将整整段管道道分段推推进，减减少主推推顶力。3、对提提防高程程变化进进行跟踪踪监测，一一旦发现现变形超超过要求求，马上上停工，采采取补救救措施；4、根据据覆土厚厚度的不不同及水水位的变变化，控控制进排排浆系统统，确保保泥水平平衡。5、对可可能遇到到的地下下孤石头头编制预案案，并严严格执行行施工方方案的审审批制度度。三、基于于以上特特点和对对策，通通过对多多种顶管管机进行行比较，本工程顶管工艺拟采用泥水平衡式顶管，它具有以
6、下优点：图4-2泥水平衡式工具头顶管施工形象示意图1）本工工程选用用的是一一种具有有破碎能能力的泥泥水平衡衡的顶管管机，切切削下来来的泥土土在泥土土仓内形形成塑性性体，以以平衡土土压力，而而在泥水水仓内建建立高于于地下水水压力11020KKPa的的泥水、泥泥浆，以以平衡地地下水压压力。通通过把进进水添加加粘土等等成份的的比重调调整到一一定范围围内，即即使挖掘掘面是砂砂的土质质，也可可形成一一层结实实的不透透水泥膜膜，同时时平衡地地下水压压力和土土压力。2）顶管管机的刀刀盘前面面切割面面安装有有合金固固定刮刀刀，刀座座和刀盘盘焊接采采用耐磨磨焊条。刮刮刀在刀刀盘的44把刀杆杆上的布布置是全全段面
7、切切割布置置，刀盘盘每转动动一周，滚滚刀和刮刮刀对前前面土体体是全段段面的刮刮动。顶顶管机在在主顶装装置的推推动下，使使到坚硬硬的土体体破裂；刮刀对对破裂的的土体进进行切割割，掏空空前方土土体，顶顶管机向向前推进进。3）顶管管机的刀刀盘和泥泥土仓是是个多棱棱体，且且刀盘是是围绕主主轴作偏偏心转动动，经过过刀盘对对前方土土体切割割，当有有大块土土体或小小块石进进入顶管管机泥土土仓，经经刀盘转转动时就就会被轧轧碎，碎碎块泥土土小于顶顶管机的的隔栅孔孔就进入入泥水仓仓被泥水水循环管管输送走走。四、 顶管工艺艺（一）泥泥水平衡衡顶管施施工的基基本原理理顶管施工工是从地地面开挖挖两个基基坑井，然然后管节
8、节从工作作井安放放，通过过主顶千千斤顶或或中继间间的顶推推机械的的顶进，推推动管节节从工作作井预留留口穿出出，穿越越土层到到达接收收井的预预留口边边，然后后通过接接收井的的预留口口穿出，形形成管道道的施工工。顶管施工工时，通通过后座座主顶油油泵和主主顶千斤斤顶产生生推力，推推动管道道向前推推进。在在管节推推进的同同时，顶顶管掘进进机大刀刀盘切削削前方土土体，切切削下来来的土体体进入顶顶管掘进进机的泥泥土仓内内，经刀刀盘的搅搅拌与进进浆管送送入的泥泥浆搅拌拌成浓的的泥浆，再再通过排排浆管道道将浓泥泥浆排出出机头。通通过管节节一节一一节向前前推进，顶顶管掘进进机不断断推进最最后到达达接收井井，形成
9、成整段管管道。通通过调整整进排泥泥水量，或或调整顶顶进速度度，调整整顶管掘掘进机泥泥水仓的的泥水压压力，从从而保持持了挖掘掘面的稳稳定。顶管施工工前需先先在地面面上的泥泥浆池内内搅拌一一定量的的比重11.11.22左右的的泥浆。顶顶管施工工时打开开泥浆池池的阀门门，泥浆浆通过进进泥泵加加压，经经进浆管管进入到到顶管掘掘进机的的泥水仓仓；泥水水仓的泥泥浆在工工作井内内的排泥泥泵抽排排作用下下，泥浆浆经排泥泥管排到到地面泥泥水分离离器处理理，泥渣渣分离外外运，泥泥浆留在在泥浆池池内，形形成了泥泥水循环环系统。顶管施工工艺示意图（二）顶顶管施工工工艺流流程图顶管施工开始测量、放样监理复测工作井布置顶
10、管机井下调试出洞准备工作顶管机出洞初始顶进正常顶进顶管、排土偏差纠正下管、接口处理进洞、中继间合拢取顶管机拆除管内设备YESNO地面设备及设施：供电、起吊、排土等安装，安全护栏、名牌顶进用管材准备注浆材料设备准备偏差测量校核及纪录泥水压力管理注浆控制、管理偏差测量校核及纪录距出洞50米须复测中继间启用、顶进顶管施工结束焊接、外防腐、探伤五、 顶管施工工关键参参数计算算以下的顶顶管机主主要性能能参数的的计算主主要是根根据本工工程地质质勘察报报告和水水文地质质资料选选取适当当参数，根据规范及有关资料进行计算。（一）顶顶力计算算：顶管管过程是是一个复复杂的力力学过程程，它涉涉及材料料力学、岩岩土力学
11、学、流体体力学、弹弹塑性力力学等诸诸多学科科。但顶顶管计算算的根本本问题是是要估计计顶管的的顶力。顶顶管的顶顶力就是是顶管过过程管道道受的阻阻力，包包括工具具头正面面泥水压压力、管管壁摩擦擦阻力。1、 管管材受力力分析（钢钢管d22600026）钢管顶管管传力面面允许的的最大顶顶力按下下式计算算：Fds=fsAp式中 Fds 钢管管管道允允许顶力力设计值值（KNN）1钢钢材受压压强度折折减系数数，可取取1.0003钢钢材脆性性系数，可可取1.004钢钢管顶管管稳定系系数，可可取0.36：当顶进进长度3000m时，穿穿越土层层又均匀匀时，可可取0.45,：本式式取0.36Qd顶力分分项系数数，可
12、取取1.33Ap管管道的最最小有效效传力面面积（mmm2）计算算得21101441fs钢钢材受压压强度设设计值（NN/mmm2）205 NN/mmm2由上式可可得钢管管顶管传传力面允允许的最最大顶力力116630KKN。2、顶管管段，约约长5221m，管顶顶覆土取取最大13.776m式中： F总推力力（kNN）F0初始推推力（kkN） f0每米管管子与土土层之间间的综合合摩擦阻阻力（kkN/mm）式中： Bc管外外径，取取2.66mPe挖掘面面前土压压力（取取Pe1500kPaa）Pw地下水水压力（kkPa）P附加压压力（一一般取220kPPa）Pw=wh11012.441244.4kkPa式
13、中：w水的的密度（kkg/mm3）h 地下水水位到挖挖掘机中中心深度度，取最最大122.444m得：F00（1150+1244.4+20）3.142.62.6 / 41562（kN）式中： R综合摩摩擦阻力力（kPPa），采用触变泥浆注浆后取4（kN/m2）S管管外周长长（m），得得S33.1442.668.1164（mm）W每每米管子子的重力力（kNN/m），计计算得到到每米重重量为116500kgW166509.88/10000=16.17（kkN/mm）f 管子重重力在土土中的摩摩擦系数数，取00.2。得： ff048.1164+16.170.22355.899（kNN/m）总推力FF1
14、5562+35.895211202261（kkN）。经计算得得知总推推力F=202261（kkN），大大于钢管管顶管传传力面允允许的最最大顶力力119930KKN，估算总顶顶力大于于管节允允许顶力力设计值值或工作作井允许许顶力设设计值时时，应设设置中继继间。3、设计计阶段中中继间的的数量按按下式计计算：n=-11式中 n中继间间数量（取取整数）D1管管外径22.6mmk管管外表面面平均综综合摩阻阻力，取取4kn/mm20中中继间设设计允许许顶力（KKN）550000knL顶管管长度5521mm由上式可可得n=4.33,取整数数为5个中继继间4、中继继环安装装验算因为掘进进机在推推进过程程中推力力的变化化会因土土质条件件的变化化而有较较大的变变化。所所以，当当总推力力达到中中继环总总推力44060时，就就应安放放第一只只中继环环，以后后，每当当达到中中继环总总推力的的70800时，安安放一只只中继环环，中继继环在管管道上的的分段安安放位置置，可通通过顶进进阻力计计算确定定。每个中继继环的额额定顶力力Fz2500(KNN/个)20(个)50000(KN)第一个中中继环放放置距离离L1：60%FZ=F0+f0L1L1440.11m第二个及及以后的的中继环环放置距距离L22：700%FZZ= ff0L2L2997.55mL3997.55m、LL4997
