第一节机械顶管施工技术措施一、 工程概况根据图纸及现场条件需要,本标段YK0 + 350〜YK0 + 500截污管 道采用机械顶管方法施工顶管施工采用的管材管径为①1600mm钢 套管，长度为150m我司将采用地面遥控的泥水平衡式顶管机进行 施工泥水平衡式顶管施工的优点：1、 适用地质范围较广，在地下水位较高以及地质变化范围大的土 质条件，效果尤其突出2、 可保持挖掘面的相对稳定，对周围土层的影响较小，施工后 地面沉降最小3、 与其他类型的机种相比，泥水顶管的推力较小，适宜于长距离 顶管.4、 工作坑内作业环境较好，作业比较安全由于采用泥水输送弃 土直至地面，搬运土方更为方便5、 由于采用地面遥控操作，施工更加文明安全6、 由于连续出土，大大提高了推进速度.采用了方向引导装置， 使得顶进速度快、精度高二、 顶管设备选型（一）顶管机选型：针对①1600 口径较大，顶管出泥量大，施工人员在管道内操作 不便，不安全等缺点，结合特有的施工条件和土质情况，我们选用地 面遥控操作的泥水平衡式顶管机顶管机主要参数详见下表：顶管机主要参数表顶管机主要参数管径规格①16 00mm外形尺寸① 1620 X 2592mm重 量5.8t纠偏角度 上下1.7 °左右1.2 °可破碎砾石最大直径320mm进排泥管直径中 80mm（二）泥水平衡顶管机原理：泥水平衡式顶管机是利用加压的泥水及刀盘推动切削刀进行挖 掘施工的。
压力泥水在挖掘面泥土的表面形成一层泥膜，同时通过压 力的作用与挖掘面的土压和地下水压力保持动态平衡,有效的稳定挖 掘面,将顶管施工对地面的影响即地面沉降减少到最小当掘进机正 常工作时，进排泥阀均打开，机内旁通阀关闭泥水从进泥管经过进 泥阀进入顶管机挖掘面的泥水仓里，挖掘的泥砂经同泥水搅拌后，通 过排泥管和排泥泵送到地面的泥水分离装置.泥水分离装置将泥砂和 水分离以后，泥水再次送入刀盘循环使用这些工序完全由中央操作 盘进行遥控详见附图《泥水平衡顶管法系统图》（V— 04）.（三）配套设备：1、 进排泥泵：选用不仅能泵送清水，而且泵送r=13以下泥砂 的离心泵作为进排泥泵2、 基坑旁通：用于改变泥水循环方向，防止管内堵塞3、 泥水管路系统：包括泥水钢管、泥水软管、旁通阀组、流量 系统、隔膜式压力表等4、 千斤顶：采用2台300t液压千斤顶，行程800mm5、 高压油泵：选用额定压力为31.5Mpa的柱塞泵，经分配器、 控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活 塞的出力和行程一致.6、 顶铁：顶铁是传递和分散顶力的设备采用钢结构焊接而成， 长度为700mm三、施工方法及工艺（一）顶管施工工艺流程图放样、复核（二）工作井、接 根据本标段地层情况工作井顶进方向1工因素，本工程工作井采用顶管设备就位顶管机进洞一进洞密封器安装 方井（6X8m）,接收井采用圆井（R=4m），接收井无需施工底板、后 座及导轨。
施工中使用到的砼均采用商品混凝土 ,标号为C501、 工作井、接收井的布置工作井、接收井是顶管施工的工作场所，施工条件优劣直接影 响到顶管施工的成败，工作井必须尽可能保证顶管作业要求且必须安 全可靠，以保证工程质量本标段工作井、接收井布置情况详见“施 工总平面图布置图”2、 工作井、接收井坑的尺寸工作坑应有足够的空间和工作面，保证下管、安装顶进设备和 操作间距，坑底长、宽尺寸可按如下公式：底宽：W=D+（20~3.2）式中：W 工作坑底宽度（m）D 被顶进管子外径（m），本工程为1620m底长：L=L1+L2+L3+L4+L5式中：L 工作坑底长（m）L1 管子顶进后，尾端压在导轨上的最少长度，混凝土一般留03 m，钢管留0.6mL2 每节管子长度；本工程为2mL3 出土工作间隙，根据出土工具确定，一般为1.0 〜15L4 千斤顶长度（m）L5——后背所占工作坑厚度（m）本工程工作井净空确定为6X8m，井内设集水坑.接收井采用6 8000mm，人工挖井形成3、 顶管井坑支护顶管工作井为方形井、接收井为圆井，开挖深度较大，为8.12m, 基坑开挖过程中必须有可靠的防水和挡土措施（采用类似人工挖孔桩法施工）。
4、工作坑导轨设置及基础加固工作坑底可根据土质、砼管重量及地下水情况，做好基础，以 防止工作坑底下沉，导致砼管顶进位置的偏差1） 导轨作用是引导砼管按设计的中心线和坡度顶进，保证砼 管在进洞之前位置正确导轨安装是否牢固与准确对砼管的顶进质量 影响较大，因此，安装导轨必须符合排水管的轴线、标高以及坡度的 要求本工程采用32KG钢轨作导轨2） 基础底板：导轨放好后，在基底铺一层400mm厚的混凝土 地板，配筋为单层纵横双向钢筋6 25@200mm本工程砼采用商品混凝 土，标号为C50,混凝土面应低于导轨面1~ 2cm5、工作井、接收井施工工艺流程图：测量放线6、工作井、接收井成孔施工工艺（1）工作井、接收井采施工现场准备进行施工，挖土按一次性完成 一节护壁的挖土，后一次性绑扎钢筋支模板浇混凝土的施工顺序进行.人工挖孔护壁原则 上每一节护壁深土方开挖0mm,砂层地带就调整为500mm层人工在井内挖土，，挖孔土方由人工装进吊斗、采用手绞架吊出井内、提升上地改场后装车外运2 )井配筋形式壁每节深度 一放置钢筋 为单层钢筋，横向为了600mm, 最 薄处 550mm ；爬梯制作25 @ 150mm ，纵向配筋为①20 @150mm，卜层护壁的竖向钢筋插入1模层护壁500mm （即搭接长度）。
① 护壁钢筋绑扎：将已经力加工好的钢筋吊入井下绑扎，用砼块作钢筋保护层垫块垫层节护壁、钢后座笼傅入下集水井施工钢筋的搭接长度必 须满足要求 ]② 安装护壁模板：模板支撑要奔固，用钢管作为对撑及圆杂木 作为斜撑对模板进行支护，同时可在孔底下插入钢钎将模板脚固定，防 止整套模板移动③ 护壁砼浇注：挖孔护壁砼采用商品混凝土，用吊斗将砼均匀 地沿模板的各个方向浇注，混凝土采用人工捣插，防止混凝土受振而 偏移3 ）井壁施工至工作井井底后，施工一堵后座墙，后座墙锚入底 部1.5m，后座墙尺寸4.5 X 3.5m X 08m，配筋为纵横向钢筋①20@ 200mm4）后座墙施工完毕后，在顶进的方向放置基坑道轨（路轨钢 制作），作为顶管道向用在基坑的一角设一 0.7 X 07m X 05m的 集水井,导轨放好后,在基底辅一层100mm厚的垫层封底，然后浇注 300mm厚的混凝土底板，底板砼用振动棒振捣密实.（三）顶管施工工艺1、推力计算F=F1+F2 （ F一总推力 F1 —迎面阻力 F2—顶进阻力）F1= n/4xD2xP （ D-管外径 P —控制土压力）P=Ko ・ r - Ho式中：Ko —静止土压系数，一般取0。
55Ho 一地面至掘进机中心的厚度，取值55mr - 土的重量，取18t/m 3P=055x18x 5.5=545t/m 3F1=3.14/4x 1.62 2x5.45=1123tF2= n D - f - L式中:f 一管外表面综合磨擦阻力，取0.4t/m 2 D 一管外径L-顶距F2=314x1 o 62x 0.4x 150=305.21tF=F1+F2=1123+305.21=316.44t顶管工作井允许最大顶进力400t，安全系数取125，最大控制顶 力为350t因此，无须加设中继间接力顶进.考虑地下工程复杂性及 不可预见因素，顶管设备取2倍能力储备，设备顶进能力应达到700t， 采用2个350t的千斤顶可满足要求.2、管材与接口该段顶管管材采用①1620焊接口管材选用优良管材并处理好管节接口对顶管施工是十分重要的.要按有关规范对管材作现场检查 验收，如发现不合格坚决予以退回顶管管节的第一节和最后一节进 行特殊处理3、 顶管测量与控制顶管工程的测量工作是整个顶管工程质量的关键，测量工作的准 确性将直接影响到管线实际轴线的平顺，甚至影响到顶管的顺利贯 通，因此需精心实施，确保无误。
1) 本工程测量包括高程测量和左右偏差测量两部分2) 在地面上把永久性水准引测至井下，设临时基准点，再在井 底架设激光经维仪，将激光投射到机头的标靶上，由机头内的摄像机 将信号传到地面遥控操作台的显示屏上，机头高程和左右偏差一目了 然4、 顶管机进出洞口技术方案(1) 对进出洞口土体采用压密注浆进行加固，加固的范围：在深 度方向，洞口上2m，下2m，左右各2m ；在长度方向为6m2) 为使进出洞口顶进过程中不发生泥水流失，在进出洞口里安 装橡胶止水法兰.(3) 进出洞措施：① 作好进洞前的准备工作，包括人员设备；② 机头出洞后，及时将与机头连接的管子分离，机头及时吊出 井外；并抓紧处理井内泥浆和进行洞口封门止水③ 机头进洞后止水工作抓紧做好，就可避免洞口处土体流失、 管子沉降等现象，从而确保顶管质量5、 顶管注浆注浆是最大限度降低顶进阻力的关键注浆使管周外壁形成泥浆 润滑套，从而降低了顶进摩擦阻力，注浆时要满足以下几点要求：(1)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、失水量的动塑比2）在砼管上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成.（3）膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间按照规范进行。
4）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5）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6）注浆泵的流量与顶进速度相匹配6、 顶进顶进利用千斤顶出镐在后背不动的情况下将被顶进管子推向前 进，其操作过程如下：（1）安装好顶铁并挤牢，管前端已入土一定长度后，启动油泵, 千斤顶过油，活塞伸出一个工作行程,将管子推向一定距离2）停止油泵,打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩.（3） 添加顶铁，重复上述操作，直至安装下一节管子为止4） 卸下顶铁，下管，用钢套环连接混凝土管，在混凝土管接口 处放一圈麻绳，以保证接口缝隙密封和受力均匀，并采用其他防渗漏 措施，保证管与管之间的连接安全5） 重新装好顶铁，重复上述操作.顶进注意事项：（1） 首节管子顶进的方向和高程，关系到整段顶进质量,应勤测 量，勤检查及时校正偏差2） 安装顶铁应平顺无歪斜扭现象，每次收回活塞加放顶铁时, 应换用可能安放的最长顶铁，使连接的顶铁数目为最少3） 顶进过程中，发现管前土方坍塌、后背倾斜，偏差过大或油泵 压力表指针骤增等情况，应停止顶进，查明原因，排除故障后，再继 续顶进7、 顶管跟踪注浆与顶管结束后补浆控制沉降为防止顶管顶进过程中地面沉降的发生，在原配浆的基础上,将水 的参量降低6% ,来提高触壁泥浆的稠度,起到控制触壁泥浆的流失,可 防止地面沉降的发生。
8、顶管施工质量控制顶管施工质量控制项目允许偏差钢筋砼管最大偏角05°管线轴线偏差L W 100m50mm标高偏差L W 100m+30 〜-40相邻管节错口W 15mm无碎裂接口抗渗试验应达0.11MPa1内腰箍不渗漏，橡胶止水圈不脱出顶进过程中地面沉降控制范围项 目允许变化范围(mm)地。