顶管施工组织设计

上海虹上海虹桥桥商商务务核心区（一期）区域供能核心区（一期）区域供能 顶顶管工程管工程 顶顶 管管 工工 程程 施施 工工 组组 织织 设设 计计 上海机械施工有限公司上海机械施工有限公司 二二一一年九月一一年九月 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能 顶管工程施工组织设计 编制： 审核： 审定： 二二一一年九月一一年九月 - 3 - 目目 录录 编编 制制 依依 据据.- - 5 5 - - 一、工程概述一、工程概述.- 1 - 二、工程目标二、工程目标.- 4 - 1、工期目标.- 4 - 2、质量目标.- 4 - 3、安全管理目标、文明施工目标.- 4 - 三、工程特点三、工程特点.- 4 - 1、工程沿线地面情况.- 4 - 2、工程沿线管线情况.- 5 - 3、工程水文地质情况.- 5 - 四、施工现场总平面布置四、施工现场总平面布置.- 6 - 五、施工工程量及机械、劳动力准备五、施工工程量及机械、劳动力准备.- 6 - 1、施工工程量.- 6 - 2、主要施工设备机械.- 7 - 3、顶管管节安排情况.- 7 - 4、施工人员.- 7 - 六、顶管施工技术方案六、顶管施工技术方案.- 7 - 1、土压平衡顶管机.- 7 - 1.1 顶管机的选型.- 7 - 1.2 顶管机的结构组成.- 8 - 1.3 土压平衡顶管机性能和技术参数.- 8 - 1.4 主顶力配置.- 8 - 2、钢砼顶管施工.- 9 - 2.1 顶管施工工艺.- 9 - 2.2 施工准备.- 10 - 2.3 顶管施工测量.- 12 - 2.4 施工参数控制措施.- 15 - 2.5 顶进施工技术.- 16 - 2.6 顶管施工注意事项.- 19 - 2.7 顶管初始顶进(10 米试顶进).- 19 - 2.8 顶管正式顶进施工.- 21 - 2.9 钢管现场拼接及防腐.- 21 - 2.10 信息化管理施工.- 22 - 2.11 地下有害气体防治及管内通风.- 22 - 七、进出洞方案七、进出洞方案.- 23 - 7.1、出洞施工步骤.- 23 - 7.2、进出洞土体加固.- 23 - 7.3、出洞防塌方的措施.- 24 - 7.4、洞门止水装置安装.- 25 - 7.5、进洞.- 25 - 7.6、进出洞阶段应急措施.- 26 - 八、施工难点八、施工难点.- 27 - 8.1、顶管穿越高架承台桩基.- 27 - - 4 - 8.2、顶管穿越新角浦河.- 27 - 九、质量措施九、质量措施.- 27 - 9.1、工程质量目标.- 27 - 9.2、质量保证体系.- 28 - 9.3、质量保证总体措施.- 28 - 9.4、质量保证具体措施.- 29 - 十、安全与文明施工技术措施十、安全与文明施工技术措施.- 30 - 10.1、安全技术措施.- 30 - 10.2、文明施工保证措施.- 32 - 十一、应急预案十一、应急预案.- 34 - 十二、附图十二、附图.- 40 - - 5 - 编编 制制 依依 据据 （1）本工程施工图资料； （2） 建筑地基基础工程施工质量验收规范 （GB50202-2002） ； （3） 混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB50204-2002） ； （4） 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002） ； （5） 建筑工地施工现场供电安全规范 （GB50194-93） ； （6） 施工现场临时用电安全技术规范 （JGJ46-2005） ； （7） 钢筋焊接及验收规范 （JGJ18-2003） ； （8） 地下防水工程施工及验收规范 （GB50208-2002） ； （9） 钢结构工程施工质量验收规范 （GB50205-2001） ； （10） 建筑钢结构焊接技术规程 （JGJ81-2002；J218-2002） ； （11） 顶管施工法钢筋混凝土排水管 （JC/T640） ； （12） 顶管工程施工规程 （上海市工程建设规范） （DG/TJ02-2004- 2008） 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 1 - 一、工程概述一、工程概述 本工程位于上海市虹桥机场北虹桥商务区，我公司承建虹桥商务区核心区 （一期）区域供能管沟工程，该工程构筑拟采用明挖法和暗挖法（顶管工艺） 施工，穿越虹桥商务区申滨路、舟虹路、绍虹路等 7 条路。顶管工艺选用钢和 砼两种材质实施，本工程砼顶管为 3 根砼顶管，管径内径为 4000mm、外径为 4640mm，壁厚为 320mm、节长 2.5m。钢顶管为 5 根，管径内径为 4200mm、外径 为 4280mm，壁厚为 40mm、节长 6m。洞口处在第层淤泥质粉质粘土和1a 层 粘土，洞口底标高约-4.18m-7.54m，地面标高+4.60m。顶管分布如下表所示。 类 型位 置顶进长度（m） 申滨路舟虹路39 南区 申滨路绍虹路71砼顶管 北区申虹路锡虹路129.7 申滨路甬虹路31 南区 过新角浦河段98.6 申滨路锡虹路96.3 进北能源站段148.2 钢顶管 北区 过新角浦河段102 本工程各工作井或始发井围护结构大都采用钻孔灌注桩或 SMW 工法桩， 后靠墙及进出洞加固采用水泥搅拌桩，具体详见下表： 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 2 - 编 号 工作井/接收井 位置 围护结构 形式 后靠加固形式进出洞加固 情况 备注 1申滨路甬虹路 工作井 1（兼 作接收井） 1000115 0 钻孔灌注桩 850 水泥搅拌 桩，加固长度 3250 850 水泥搅 拌桩，加固 长度 3250 申滨路 西侧 2申滨路甬虹路 工作井 2 1000SMW 工法桩 850 水泥搅拌 桩，加固长度 3250 850 水泥搅 拌桩，加固 长度 3250 申滨路 东侧 3申滨路绍虹路 工作井 850SMW 工法桩 850 水泥搅拌 桩，加固长度 4000 850 水泥搅 拌桩，加固 长度 3000 4申滨路绍虹路 接收井 850SMW 工法桩 850 水泥搅 拌桩，加固 长度 3000 5申滨路舟虹路 工作井 850SMW 工法桩 850 水泥搅拌 桩，加固长度 4000 高压旋喷加 固，加固长 度 3000 6申滨路舟虹路 接收井 850SMW 工法桩 850 水泥搅 拌桩，加固 长度 3000 7注：以上为南区部分，北区因设计图纸尚未收到，具体以今后设计蓝图为 准。加固参数要求详见设计蓝图。 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 3 - 管沟工程总平面图管沟工程总平面图 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 4 - 二、工程目标二、工程目标 1、工期目标 顶管施工计划 序工区顶管长度（m）顶管计划 4000 砼管 1 南区 392012.3.6-2012.3.27 2 南区 712012.2.1-2012.3.1 3 北区 129.72012.5.8-2012.6.21 4200 钢管 1 南区 98.62011.10.16-2011.11.27 2 南区 312012.2.1-2012.2.22 3 北区 96.32012.4.28-2012.6.3 4 北区 148.22012.6.5-2012.7.26 5 北区 1022012.3.16-2012.4.22 2、质量目标 以 ISO9002 质量管理体系为纲，实行全面质量管理，强化过程控制管理特 别是针对顶管顶进的通病：渗漏，地面沉降控制、顶进轴线控制等制定详细方 案。工程质量确保达到合格，争创上海市优质工程。 3、安全管理目标、文明施工目标 安全管理目标：通过上海市标准 DBJ089032003施工现场安全生产保 证体系标准安全贯标的认证。重大事故为零，争创安全质量标准化优良工地。 文明施工目标：本管沟工程创市级文明工地、市标准化管理合格工地；安 全第一、预防为主，从严强化安全生产,确保无工程事故、管线事故、火灾事故 和重大人身安全事故。 三、工程特点三、工程特点 1、工程沿线地面情况 管沟工程为核心区(一期)区域提供能项目的配套工程。管沟从南北能源站 接出需穿越已建高架桩基础桥墩以及新角浦河。区域内申滨路、申长路以及申 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 5 - 虹路及东侧的锡虹路为已建道路。管沟涉及到的其他地段为规划道路的空旷场 地。根据能源中心选址、区域已建重大市政设施布局、区域规划情况，将供能 管路布置在规划绿带(申滨路西侧规划绿带)及尚未实施的市政道路(锡虹路、申 武路、苏虹路、绍虹路、舟虹路、涌虹路等的人行道下，尽量减少对已建道路 和绿化的影响。 2、工程沿线管线情况 本管沟工程范围内，管线情况主要为信号灯、路灯、电力、雨水、上水、 煤气、污水、信息等管线。但根据目前资料，顶管工程穿越地段尚未发现重要 管线。 3、工程水文地质情况 本工程所在地为第四纪全新世和上更新世的海相、冲海相、河湖相等松散 堆积层，根据其地质时代、成因类型、埋藏深度、空间分布发育规律及工程地 质特征，影响本工程施工的地基土层，自上而下各地基土层的特征分述如下： 地基土层特征说明备注 1 杂填土杂色，湿饱和，松散厚度 1.01m 2 素填土 灰黄灰色，湿饱和，可塑偏软软 塑，土质不均匀， 厚度 1.2m 褐色 -灰黄色粉质粘土粘 土 褐黄灰黄色，饱和，可塑厚度 1.6m 淤泥 质粉质 粘土灰色，饱和，流塑软塑厚度 2.02m 灰色淤泥质粘土灰色，饱和，流塑厚度 10.6m 1a 灰色粘土灰色，饱和，软塑可塑厚度 2.6m 1b灰色粉质粘土粉砂灰色，饱和，软塑可塑厚度 7.68m 管道穿行的地层主要为和1a 层。由于在不同土层中顶进，注意地层特 性的差异对顶管施工的影响。 以接入南能源段钢顶管为例，地质剖面图如下： 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 6 - 4.244.094.324.20 f f f f f f f f f f 1 1a 1b 四、施工现场总平面布置四、施工现场总平面布置 根据本工程的地理位置、交通条件，结合工程规模及材料来源等实际情况， 本着因地制宜、便于施工、少占用地、节约用地的原则，综合考虑经济性、合 理性进行施工总体平面布置。 本工程共有 8 只始发井，因场布基本类似，故本施组仅对接入南能源站始 发井作场布。详见详见接入南能源站始发井施工平面布置图接入南能源站始发井施工平面布置图 五、施工工程量及机械、劳动力准备五、施工工程量及机械、劳动力准备 1、施工工程量 序号施工名称口径长度工程量 1 砼顶管 4000239.7 96 节 2 钢顶管 4200476.1 80 节 备注：根据施工图纸进行相应调整。 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 7 - 2、主要施工设备机械 序号施工名称主要施工设备 1 4000 砼顶管 150T 履带吊、4680 工具头设备一套、电焊 机若干台、泥浆系统、泥浆设备 2 4200 钢顶管 150T 履带吊、4320 工具头设备一套、电焊 机若干台、泥浆系统、泥浆设备 注：工具头吊放至工作井内需 450T 汽车吊（接收井工具头吊出使用 450T 汽 车吊） 。 3、顶管管节安排情况 本工程共有顶管通道 8 条，其中钢顶管 5 条，混凝土顶管 3 条。 根据不同规格顶管情况，我司拟投入二台顶管机实施本工程，一台 4320 工具头施工钢顶管，一台 4680 工具头施工混凝土顶管，施工时砼管与钢管由 南区往北区顶进。 4、施工人员 砼顶管人员：二班，每班 12 名，共计 24 名。 钢顶管人员：一班，22 名。 现场施工管理人员：12 名。 六、顶管施工技术六、顶管施工技术方案方案 1、土压平衡顶管机 1.1 顶管机的选型 根据本工程地质特点，我们认为选用土压平衡顶管机为好，理由如下： 1) 因为土压平衡顶管机的适应性强，适用的土质范围广。 2)土压平衡顶管机适用于各类粘土、粉土和砂性土及砾径100mm 的各类 土质。 3)土压平衡顶管机的施工控制要比泥水平衡顶管机容易许多。 4)土压平衡顶管机最大的特点就是能较好地控制地表沉降。根据实地情况 事先设定好土压力，推进时按照土压传感器的数值改变螺旋机的出土量，从而 始终使刀盘正面土压一直处于正常状态，这样可以最有效的控制地面沉降的问 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 8 - 题。 1.2 顶管机的结构组成 土压平衡顶管机是由多刀盘（6+1） 、前后壳体、螺旋机、周边支承齿轮箱、 中心回转装置、纠偏系统、密封系统、注油系统、液压系统、电器动力系统、 电器控制系统等大部件组成。顶管机构造结构详见附图顶管机构造结构详见附图。 1.3 土压平衡顶管机性能和技术参数 序号项目参数附注 1刀盘转速5.25r/min 2刀盘扭矩 68kNm 3截割功率 737KW 4纠偏推力 12008=9600KN 5纠偏角度 2.5 6刀盘形式多刀盘 7螺旋机转速012r/min 8螺旋机功率30KW 9出土量045m3/h 1.4 主顶力配置 本工程后座设置 6 只 4000KN 千斤顶，其中中间两只为备用油缸。由于后座 墙设计允许值为 16000KN，主顶考虑 4 只 4000KN 千斤顶，40004=16000KN 可 对油缸采取限压控制原则 160000.8=12800KN 来满足设计，同时也考虑采用后 背墙，布设 80mm 钢板，扩大后背墙扩散面积等方式加以解决。4 只千斤顶合力 中心考虑为管中心轴下 470mm。 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 9 - 合力点 4641856 2261 1775 60 348 200010002000 1250125012501250 3150 1792 1792 8004001550 190 3100 2400 后顶油缸布置示意图后顶油缸布置示意图 2、钢砼顶管施工 2.1 顶管施工工艺 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 10 - 测量放样 安装机架、后靠、主顶装置 设备调试 出洞 顶管机顶进，吊放第一节管节 顶进 顶完一节管节，吊放下一节管节 管节拼装（焊接） ，测量 吊放中继顶 继续顶进直至完成 顶进至终点，管道清理，接头处理，拆除管内设备等 2.2 施工准备 2.2.1 概况 本工程有两种不同材质的管道，分别为钢管道和砼管道。具体见下表： 管道 类型 数 量 内径 （mm） 外径 （mm） 壁厚 （mm ） 节长 （mm ） 南区 总长 （m） 北区 总长 （m） 工具头尺寸 （mm） 砼 管道 3400046403202500110.0129.74680*5430 钢 管道 542004280404000129.6346.546805430 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 11 - 2.2.2 顶管出洞前准备工作 出洞口及后靠土体加固出洞口及后靠土体加固 顶管出洞前必须对洞口及后靠土体进行加固，加固土体强度等满足设计要求。 工具头应满足以下条件工具头应满足以下条件 1) 环形止水试验合格，试验压力为 2kg/cm2。 2) 纠偏液压系统试验无误，不漏油，液压锁紧锁，试验压力为 250kg/cm2 (不允许超压试验)。 3) 确保千斤顶管路不泄露，管路完好。 4) 工具头测角表，调零无误。 5) 触变泥浆系统试验合格，试验压力为 4kg/cm2。 6) 压缩空气管路接通，并经空运转无误，管路密闭试验压力为 2 kg/cm2。 7) 工作井顶进系统安装，顶进轨道，千斤顶架子，后座扩散板布置。 8) 安装后座时，必须保证使其平面与顶管轴线垂直，倾斜允许误差 5mm。 9) 千斤顶应安装在有一定刚度的钢支架上，其支架应与底板固定，防止位 移，千斤顶后盖必须与后座平行，并贴紧。 10) 应用仪器校验千斤顶安装标高及位置，使其轴线与顶进管道轴线平行。 11) 导轨安装前，首先用经纬仪在井内放出管道中心线的延长线，并在工 作井两端适当位置设置标记，作为导轨安装中心线和管道顶进时测量基线。 12) 按照管道两端高差放出轨道坡度，轨道固定在底板预埋的钢板上。 顶进设备安装顶进设备安装 1) 设备安装前，工作井结构必须通过验收，结构强度达到 100%。 2) 把地面上的测量控制网络引放至工作井内，并建立相应的地面控制点， 便于顶进施工时进行复测。工作井内测量放样，精确测放出顶进轴线。 3)安装顶进后靠，顶进后靠的平面应垂直于顶进轴线，后靠与井壁结构砼 之间的空隙要用碎石砼充填密实。 4)安装主顶装置和导轨。先将它们大致固定，然后在测量人员的监视下， 精确调整它们的位置，直至满足要求为止，随即将它们固定牢靠。 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 12 - 5)工作井内的平面布置。搭建井内工作平台、安装配电箱、主顶动力箱， 控制台等，敷设各种电缆、管线、油路等。井内平面布置要求布局合理，保证 安全。 6)地面辅助设备的安装及平面布置。辅助设备主要有拌浆系统、供电系统、 通风设施等安装及调试，此外还有管节堆场、堆土场、履带吊停机位置以及安 全护栏等的布置。 7)地面辅助工作及井内安装结束后，吊放顶管机，接通电气、监控、液压 等系统，进行出洞前的总调试。 2.3 顶管施工测量 2.3.1 顶管控制测量 为了确保工程的测量成果完全符合设计和施工规范要求，顶进前有诸多工 作需要认真准备，包括发射架的定位，地面控制网的建立，竖井联系测量和顶 进中测量控制等测量工作 （1）顶进前控制测量 顶进前测量控制包括地面平面和高程控制网的布设和测量。 1）地面控制网的布设和测量 由于顶管工作井较小，所以测量时只能用短边控制长距离，随着距离的加 长，平面贯通误差不断扩大，所以对测量起始边的精度要求比较高。而测量起 始边的精度主要取决于地面控制网的精度，根据业主提供的平面控制点在工作 井和接收井间布设一条附合导线，附合导线方位角闭合差为: f= 终- 起+ 左-180*n (上式中 f 为方位角闭合差， 终终点边方位角， 起为起始边方位角， 左为推算路线前进方向左传递角；n 为传递角个数) 地面高程控制依据业主提供的精密高程控制点在工作井和接收井间布设 一条二等水准路线，水准测量闭合差 M 高=4L（L 为闭合水准路线长度公里 数） ，在工作井和接收井附近各布设两个高程控制点，以便相互校核。 2）竖井联系测量 竖井联系测量既把地面测量和地下测量相联系，是整个测量过程中比较关 键的环节，也是测量的重点。 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 13 - 3）竖井平面联系测量： 竖井联系测量有铅垂仪投点法、导线直接传递法和吊钢丝联系三角形法多 种，根据我公司多年的施工经验，导线直接传递法不但精度能够保证，而且简 便、快捷。根据业主提供的地面平面控制点直接用全站仪投测到洞口，用导线 法传递坐标（垂直角30）和方位角。在井口和井下适当位置砌造固定观测 墩，直接测出其坐标，作为顶管掘进的起始导线边。 4）竖井高程联系测量 根据业主提供的地面高程控制点引测到工作井边，为提高检核高程传递精 度，在由地面向井下水准点传递时，采用两次仪器测量进行观测，由不同的仪 器高度所求得的井下水准点高程的不符值不超过5 mm 时取平均值高程传递 采用悬挂钢尺法，即在井中悬挂一把 50 m 钢尺，钢尺零段放人井中，并在该段 挂一个 15 kg 重锤在地面和井下各安置一台水准仪和水准尺观测 3 次，为了 减少误差提高精度每次在同一时刻在钢尺上读数，同时量取地面及井下的温度 对其进行温度改正。井下必须埋设二个以上的高程控制点，以便相互检核。 （2）顶进中测量控制 为了使顶进轴线和设计轴线相吻合，在顶进过程中，要经常对顶进轴线进 行测量，在穿越新角浦河及高架承台桩基时，加强地面监测。在正常情况下， 每顶进一定距离（不大于 1m） ，在出洞、纠偏、到达终点前，适当增加测量次 数。施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。 顶管出洞后，利用激光经纬仪置于顶进轴线上，跟踪顶管机内光靶测尺， 顶进时，施工人员随即可以直观地看出顶管机偏差情况及趋势方向。 随着顶进距离不断增长，管道内的可视度减弱，可利用全站仪进行测量， 并根据施工实际情况设置若干个接站测量。 高程偏差测量采用水准接站测量，测得顶管机中心标高，再与设计高程比 较，即可算出高程偏差值。 另外，指示轴线在顶进工程中，必须定期进行复测，以保证整个顶进轴线 的一致性。 （3）测量方法和测量技术指标的规定 1）地面精密导线测量 测角中误差要求2.5 方位角闭合差要求5 n 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 14 - 测距相对中误差1/80000,全长相对闭合差1/35000，采用 Leica TCA2003 (0.5，1mm+1ppm)，测角 4 测回，其中左、右角各两测回，测距往 返测各两次，并设定温度、气压进行改正。为减小视差，每方向读数三次。 2）地面二等水准测量 每公里高差全中误差2mm，附合水准闭合限差4mm（L 以公里为单位） L ，采用 Leica NA2 配平板测微器、铟瓦水准尺，往返观测。 3）地下施工控制导线测量精度要求同地上精密导线的测量要求，随着顶管 的顶进，要定期从地面平面控制点全面复测。 4）地下施工水准点的测量采用 S3 水准仪配合经鉴定合格的水准尺，往返 测高差闭合差20mm（L 以 Km 为单位） 。 2.3.2 顶进轴线及方向控制 （1) 顶进中顶管机前进趋势的测定 为了能较好地解决测量用时问题，一方面通过尽可能减少接站数，转站处 利用特殊发光源作为目标，在利用放大倍率较大的经纬仪观测；另一方面测定 顶管机前进趋势，同样能达到减少测量时间的目的。顶进中施工人员对顶管机 的纠偏，需要及时了解顶管机走势，如果轴线偏差较小，且走势较好(沿设计方 位)，有时就可省去不必要的轴线偏差测量，提供更多的顶进时间，如轴线偏差 较小但顶管机前进趋势背离设计轴线方向，施工人员也能够及时进行有效的纠 偏，使顶管机不致偏离较大。可见掌握了顶管机的走势好处是显而易见，为此 我们设置了顶管机前进趋势测量及计算方法。通过观察顶管机的行进趋势来指 导纠偏。 管道顶进方向控制(纠偏)，采用勤测勤纠原则进行精心施工。 纠偏原则: 1) 勤测勤纠：每顶进一定距离(不大于 1m)，测量一次工具头轴线及标高 偏差情况。用电话通知工具头纠偏人员。纠偏人员依据工具头存在的偏差角度， 前几个冲程的偏差数据等资料可输入微机，由微机进行综合分析后，由纠偏程 序给出各油缸纠偏力大小，进行纠偏。 2) 角度纠偏：每次纠偏角度要小，一般情况每次纠偏角度宜为 10-20 ， 不得大于 0.50 度。 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 15 - 3)纠偏操作中不能大起大落。如果在某处已经出现了较大的偏差，这时也 要保持管道以适当的曲率半径回到轴线上来。避免管道产生过大的弯曲应力。 必要时可就地采取措施，将工具头纠正后再行顶进。 4) 方向初期控制： 工具头出洞时偏差大小直接影响到顶管的质量，所以工具头出洞时应特别 注意，防止工具头下磕。开始顶进时要加强观测，防止出土过多或者产生流沙， 确保顶进方向精确。工具头在出洞时，有意识地将工具头头部略抬高 0.5cm 左 右。 （2）实用纠偏技术 在施工过程中，要根据测量报表，直接反映顶进轴线的偏差情况，使操作 人员及时了解纠偏的方向，保证顶管机处于良好的工作状态。 在实际顶进中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因此要采取纠偏措施， 减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值，使之尽量趋于一致。在施工过程中，应 贯彻“勤测、勤纠、缓纠”的原则，不能剧烈纠偏，以免对管节和顶进施工造 成不利影响。 本工程测量所用的仪器有全站仪、激光经纬仪和高精度的水准仪。顶管机 内设有坡度板和光靶，坡度板用于读取顶管机的坡度和转角，光靶用于激光经 纬仪进行轴线的跟踪测量。 （3) 止转措施 由于采用多刀盘土压平衡顶管机施工，不可避免会引起顶管机旋转，继而 带动管节旋转，影响施工，在顶进工程中通过刀盘的反向旋转以及在特殊管两 侧配置平衡块克服管节的旋转。 （4）工具管纠扭 工具管尾部上口设置扭转指示标志。当工具管出现扭转后会给施工操作造 成困难。顶管施工中必须保持原有方位，一般应控制扭转角1.5 度以下，为 达到此目的，用压重法来纠正。 纠扭办法：在靠近工具管尾部的管段内两侧，焊接安装用角铁制成的架子。 如工具管往左扭、则在管段右侧的架子上堆上一定数量的铁块，反之亦然。 2.4 施工参数控制措施 1) 初始顶进 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 16 - a、土压力设定 实际上压力的设定值介于上限值与下限值之间，为了有效地控制轴线，初 出洞时，宜将土压力值适当提高，同时加强动态管理，及时调整。 b、顶进速度 初始顶进速度不宜过快，一般控制在 10mm/min 左右。 C、出土量 加固区一般控制在 105%左右，非加固区一般控制在 95%左右。 2) 正常顶进 a、土压力设定 结合实际施工经验，实际土压力的设定值应介于上限值与下限值之间。 b、顶进速度 一般情况下，顶进速度控制在 2030mm/min，如遇正面障碍物，应控制在 10mm/min 以内。 C、出土量 严格控制出土量，防止超挖及欠挖，正常情况下出土量控制在理论出土量 的 98%100%。 2.5 顶进施工技术 2.5.1 钢、砼顶管顶力计算 例 1：北区 148.2m 过河段钢顶管段 F= F1+ F2 F1=/4 D2RH =0.7854.32215.812 =2777.637KN F2=DPL =3.144.284148.2 =7966.75776KN F=2777.637+7966.75776=10744.3947KN 例 2：北区 129.7m 砼顶管段 F= F1+ F2 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 17 - F1=/4 D2RH =0.7854.68215.810 =2716.5547KN F2=DPL =3.144.645129.7 =9448.39KN F=2716.5547+9448.39=12164.9447KN 注：注：F F1 1为工具头正面阻力；为工具头正面阻力； F F2 2为管外面阻力；为管外面阻力；F F 为总阻力为总阻力 2.5.2 减阻泥浆的运用 顶进施工中，减阻泥浆的应用是减小顶进阻力的重要措施。顶进时通过顶 管机铰接处及管节上预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管 道四周外围形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进 时的顶力，避免发生背土（带土）现象。泥浆套形成的好坏，直接关系到顶力 大小及地表沉降。 2.5.3 压浆及补浆 采用工具头压浆和中继环后面管段补浆两种方式。压浆时间应是边顶进边 压浆为宜。 为了做好压浆工作，在顶管机尾部环向均匀地布置了 4 只压浆孔，顶进时 及时进行跟踪注浆。顶管机后面的三节砼管节上都设有 4 只压浆孔（钢管节为 每 6M 设置 4 只压浆孔） ，呈 90 度环向交叉布置，其后每隔一节设置一节有压浆 孔的管节。压浆总管用 2”白铁管，除顶管机及随后的第一节管节外，压浆总 管上每隔 6m 装一只三通，再用压浆软管接至压浆孔处。顶进时，顶管机尾部的 压浆孔要及时有效地跟踪压浆，确保形成完整有效的泥浆套。管节上的压浆孔 是供补压浆用的，补压浆的次数及压浆量根据施工时的具体情况确定。 减阻泥浆的性能要稳定，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结，既 要有良好的流动性，又要有一定的稠度。顶进施工前要做泥浆配合比试验，找 出适合于施工的最佳泥浆配合比。 减阻泥浆的拌制要严格按操作规程进行。催化剂、化学添加剂等要搅拌均 匀，使之均匀地化开，膨润土加入后要充分搅拌，使其充分水化。泥浆拌好后， 上海虹桥商务核心区（一期）区域供能顶管工程 顶管施工组织设计 - 18 - 应放置一定的时间才能使用。压浆是通过储浆池处的压浆泵将泥浆压至管道内 的总管，然后经由压浆孔压至管壁外。施工中，在压浆泵，顶管机尾部等处装 有压力表，便于观察、控制和调整压浆的压力。 顶进施工中，减阻泥浆的用量主要取决于管道周围的空隙的大小及周围土 层的特性，由于泥浆的流失及地下水等的作用，泥浆的实际用量要比理论用量 大得多，一般可达到理论值的 45 倍，但在施工中还要根据土质情况、顶进状 况、地面沉降的要求等做适当的调整。 为确保减小管道外壁的摩阻力,，需要有切实可行的技术措施来保证： a.保证泥浆的稳定，在施工期间不失水、不沉淀、不固结。 b.合理布置压浆环管。在管节断面一侧安装 2压浆总管，每 6m 安装 1环 管并接三通阀至管节注浆孔，总管与阀门用软管连接。 c.制定合理的压浆工艺，严格按压浆操作规程进行。为使顶进时形成的间 隙及时用泥浆所填补，形成泥浆套，达到减少摩阻力及地面沉降。压浆时必须 坚持“先压后顶，随顶随压，及时补浆”的原则。 压浆顺序： 地面搅拌总管阀门打开管节阀门打开启动压浆泵送浆（顶进开始） 管节阀门关闭（顶进停止）总管阀门关闭 井内快速接头拆开下管节 接 2 寸总管循环复始。 减阻泥浆有关技术参数： 视粘度失水量泥浆PH 值比重动切力静切力胶体率状态 Mpa.sM1mmg/cm3papa% 1