土压平衡顶管施工方案

1、第 1 章 编制依据1.1 业主提供的招标文件1* 热电厂天然气管线工程平面图；2* 热电厂天然气管线工程岩土工程勘察报告。1.2 工程应用的主要法规1中华人民共和国环境保护法；2建设项目环境管理条例，国务院令 253号；3石油天然气管道保护条例，国务院（ 2001）；4建设工程管理方法， GBT/50326-2001；5市政基础设施工程资料管理规程， DBJ01-71-2003； 6关于印发北京市城市道路与公用管线工程项目管理与施工配合实施办法 的通知，京计基础字【 2001】356号。1.3 工程有关规范、技术规程和质量评定标准1工程测量规范， GB 50026-97；2混凝土结构工程施工

2、及验收规范， GB 50204-2002； 3混凝土强度检验评定标准， GB 107-87； 4北京市给水排水管道工程施工技术规程， DBJ 01-47-2000； 5北京市市政工程安全操作技术规程， DBJ-056-2000； 6本工程设计图纸及说明。1.4 企业标准1中宣公司质量、环境、职业健康安全管理手册； 2中宣公司资料、安全手册。第2章 工程概况2.1 工程简介2.1.1 北京市* 热电厂天然气管道工程 （北四环 -北五环段）位于 北京京承高速公路东侧，北五环至北四环之间，近南北走向。2.1.2 拟建管线长度 5000米，管径 500毫米，大部分为开槽施工，管 线埋深在 1.5米至

3、2.0米之间；局部地段为顶管施工，管道埋深在 6.0米之 下。2.1.3 顶管施工：本工程在穿越北五环与京承高速公路交点的匝道 时，设计使用机械顶管施工法铺设套管， 套管采用 DN2000、接口为钢承 口F型。2.1.4 穿越北五环匝道的顶管， 位于本标段的桩号是？， 穿越长 度为112.0米。2.1.5 本工程建设单位为 * 有限责任公司，地质勘察单位为 * 有限公司，管线施工单位是 * 公司，顶管施工单位为 * 工程有限公司机械顶管分公司。2.1.6 本工程的质量要求为合格。2.2 主要工程量顶管穿越匝道顶进坑接收坑112米（ DN2200）1座1座2.3 现场施工环境2.3.1 现场地上

4、情况本工程为顶管穿越北五环高速公路匝道，位于京承高速公路与北五 环高速公路交会处，机械顶管工作坑处于高速公路两侧的绿化带内，主 要为杨树、松树，树木需要伐移及保护。顶管工作坑有道路通达， 交通便利， 为施工运输提供了条件， 但是， 公路上车流量大，需注意交通安全。现场附近的场地条件较好，可以较为容易地解决临设、材料堆放、 加工场地等用地问题。2.3.2 现场地下情况 机械顶管穿越施工时，地下管线对施工的影响较大，目前尚不了解 其它管线在施工处通过的具体情况，施工前需要进行物探、坑探，确保 现况管线的安全。2.4 工程地质、水文情况 施工沿线场地地形基本平坦，高差较小，地面标高在 36.7641

5、.63 米之间。2.4.1 地质情况 图2-1 根据地质勘探资料，本区地层划分为 5大层，分别是： 人工填土层： 土质较复杂， 有粘质粉土、 粉质粘土、 房渣土、 卵石层等，中密、湿 -稍湿，可塑 -硬塑，夹砂、砖块、灰渣 等，厚度为 1.10-7.90米。 粉质粘土层：褐黄 -灰色，中密、湿 -饱和，可塑 -硬塑，含有 云母、氧化铁、蚌壳、有机质等，夹有砂质粉土 - 粘质粉土 层。 粘质粉土、砂质粉土层：褐黄色，稍密，湿 - 饱和，硬塑 -可 塑，土体中含云母、氧化铁、姜石等，夹粘土、粉砂薄层。 粉质粘土、粘质粉土层。 粉质粘土、粘质粉土层。图 2-1 地质剖面图2.4.2 地下水情况本区有

6、三层地下水， 第一层属台地潜水， 静止水位埋深为 1.70 5.20 米，水位标高为 33.0238.41米；第二层潜水类型， 水体埋深为 6.308.90 米，水位标高为 30.2133.02米；第二层也属潜水类型， 水面距地面距离 为 17.30米，水面标高为 21.85米；局部地段存在上层滞水。第一层地下水水质对混凝土结构有弱腐蚀性，在干湿交替作用条件 下，对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性，对钢结构具中腐蚀性。2.5 施工工期工期控制在 60日历天2.5.1 施工准备 5 历天，主要事项如下：(1) 生活区、办公区临时设施的建设，施工用水、用电电源的安 装与架设；(2) 测量交桩，测量

7、放线及复测、审核报验；(3) 设计图纸会审与设计交底，施工组织设计的编制、上报和审 批；(4) 修建施工运输的临时道路；(5) 主要材料计划、采购、进场；(6) 选择弃土与暂存土地点；(7) 配合业主做好工程的各项协调工作。2.5.2 工作坑降水 10历天，完成顶进坑与接收坑的降水井施工。2.5.3 顶管坑开挖 20历天，完成顶进工作坑施工。2.5.4 接收坑制作 16历天，完成接收工作坑施工。2.5.5 顶管施工 20历天 安装顶管机械设施， 3 天； 顶管机入洞顶进调试， 2 天 完成顶进施工， 12天。顶管设备拆除， 3天2.5.6 收尾交验 5历天 管缝处理，换浆处理， 雷达检测，竣工

8、测量。2.5.7 清场 1历天 清理场地，退场2.6 工期保证措施2.6.1 落实施工组织、施工队伍、施工机具设备 选派资历丰富的各类管理人员组成项目部， 加强施工组织， 提前落实施工队伍。同时根据本工程的特点，配备充足的施工 机具设备。2.6.2 尽快创造现场施工条件 积极主动地配合建设单位、监理、设计等部门作好开工前 的准备工作 ,创造和提供便利条件 ,按时报送各种文件资料及开工前的各项手续。 做好交接桩等工作， 积极创造现场开工条件2.6.3 技术保证依靠科技进步， 采用新技术、新工艺， 按照施工现场条件、 地质条件，采用先进的土压平衡顶管机顶进施工工艺，能大大 提高顶进速度，平均达到每

9、天顶进 10 米以上。2.6.4 设备与材料供应的保证 提前作好施工设备的调研及有关技术准备工作，及时维护 好顶管设备及辅助配套机具设备，确保按时进场。落实管材等 材料的加工定货，确保质量与供应满足施工要求，有关检验试 验工作提前进行。现场积极创造运输、存放条件，确保管材等 主要材料提前进场，保证材料供应。2.6.5 加强施工管理，合理组织调度 加强施工中的动态管理，利用计算机网络技术和网络进度 计划技术进行施工过程的管理，突出重点，抓住主要矛盾，占 满时间和空间，各工序尽快形成流水作业，及时做好现场组织 调度，确保关键工期的实现。2.6.6 加强作业层管理，确保各项措施的落实 在施工中加强对

10、作业层的管理，作好技术交底工作，监督 各项技术保证措施的落实，确保工程质量和施工进度。第3章 顶管施工3.1 设计概况天然气管线在穿越北五环高速公路匝道时，外加钢筋混凝土套管从 现况道路的地下穿越，其内径为 2000毫米。为不破坏原土层应力，确保 道路的正常运营，根据现场情况及土质特征，采用土压平衡机械顶管施 工方法进行穿越施工。图 3-1 机械顶管穿越北五环匝道南段工程平面图3.2 顶管穿越位置本工程是机械顶管穿越北五环高速公路匝道，管线桩号为？， 管线节点编号为？ -？，穿越长度为 112 米。顶进坑设在道路东南侧，接 收坑设于西北侧，套管位于高速公路的路面之下，管内径为 2000 毫米，

11、 管外径为 2640毫米，管道坡度为 0o，管顶距路面 6.0 米，见图 3-1。3.3 施工准备3.3.1 组织准备（1）根据本工程特点和技术要求， 我公司选派施工经验丰富、 责任 心强、曾多次承接机械顶管施工的人员出任项目经理， 并配备 技术过硬、 具有丰富施工经验的技术、 测量、施工、质控人员。（2）组织有关部门的技术、 业务能手到本工程部， 在项目经理、 总 工的领导下，各尽其职。（3）集中选拔操作水平高的整编制施工队伍， 组建竖井、机械顶管、 降水等专业施工队伍，确保本工程保质、保量、按期完成。（4）本项目部组织机构由项目经理、 总工程师及“四部一室” （即： 工程部、技质部、材料设

12、备部、商务部及办公室 ） 组成，下设 3 个专业施工队、 1 个文明施工环保队（见图 3-2 项目经理部 组织机构图）。（ 5）项目部人员构成（见图 3-3 项目部人员构成图）。图 3-2 项目部组织机构图 3-3 项目部人员构成3.3.2 技术准备 完成项目部组建，完成施工组织设计方案的编制与审批； 完成现场调查，特别是顶管工作坑范围及可能与管线矛盾的现 况管线的调查，在此基础上及时与监理、设计配合，确定处理 方案和各方配合措施； 完成测量桩位交接及控制网点的布设工作；3.3.3 人员准备计划人员详情参见表 3-1表 3-1工程施工人员计划表劳动力分配计划人数劳动力分配计划人数工长1人机械顶

13、管4人测量员2人井坑施工40人材料员1人焊工6人质控员1人杂工20人安保文明员2人管理人员2人电工1人降水施工10人合计90人3.3.4 生产准备（1）临时设施 临时生活区建设：现场搭设帐篷，供施工人员居住。 临时办公室建设：施工现场附近租赁民房，作为临时办公用 房，如果附近缺少适当民房，在施工现场搭设帐篷作为临时 顶管指挥部用房。（2）用水、用电 根据现场的具体情况确定。 临时用水：生活用水从附近解决，施工用水由现场降水井抽 取的地下水提供。临时用电：本工程生活用电根据甲方现场提供的位置临时搭 接，顶管机施工用电由甲方协助提供，建立临时供电系统， 要求供电能力为 200KW 。（3）临时通讯

14、 施工工地安装对讲机和视频监控设备； 与公司总部的联系，使用移动通信设施； 数据往来采用公司网上交流的方式。（4）临时道路 施工前先修建设备和材料进场的临时通道。（5）临时场地 选好弃土暂存场地及施工配套设施的安装场地； 确定配浆工作区、管材暂放区及顶管辅助设施排放位置； 顶进坑布置见图 3-4所示。降水井顶进坑发电机控制室 堆土区存管区办公室注浆泵 配浆区操作人员宿舍电闸箱门图3-4 顶进坑平面布置示意图吊车3.3.5 材料准备 根据工程实际需要提出材料计划，选择供货厂家，为材料及时 进场做好前期准备。材料计划见表 3-3。管材：埋深在 6米 9米之间，按国家标准，管材需要 III 级管，

15、总计 38节，总长度 112米，其中机头管 2节，普通管 36节，见表 3-3 对各种材料的进场时间及数量等根据工程进展情况提前做好 安排计划，分期、分批进场，并派专人看守。进场材料均需进行质量检查验收，不合格材料不允许进场使 用，所有材料均需有质量合格证。3.3.6 机械设备 本工程所投入的主要机械为土压平衡机械顶管机及其辅助机具 设备，主要施工机械设备用量，详见表 3-2。序号机械设备名称规格单位数量备注1土压平衡顶管机2200套12电焊机22KW台23注浆泵台14灰浆搅拌机台15主顶泵站台16主顶油缸2.4个47经纬仪台18水准仪台19吊车25T（50T）台210运土车辆111空压机台1

16、12水泵台16降水井13水泵台3井坑顶管施工主要机械设备表表3-2表3-3顶管施工所需管材表序号管材种类规格单位数量备注1机头管III级节22普通管III级节36机械顶管施工主要物资材料计划表表3-3序号品名规格单位数量备注1顶铁1.5米块12顶铁0.6米块13后背铁2×3.5×0.4米块24护口铁2200×200套15机头道轨6×2米套16机头道轨2×2米套17管内道轨6米米1208土车个29土斗个210洞口止水圈压圈2200块111洞口止水圈底圈2200套112橡胶止水圈2200套113止水圈螺栓M16×50套2014油缸支架22

17、00套115经纬仪支架2200套116搅浆罐1200×1500套117储浆池600×900218注浆泵挤压式台119注浆钢管DN32×6000根3020高压橡胶管DN32×20000根221塑料管DN25米3022三通DN25个3023弯头DN25个3024球阀DN25个3025外丝接头DN25个3026涨栓M16×80根3027空油桶（浆）个128低压变压器台129铝塑线米20030电闸箱套131机头闸箱个132低压铝线210mm米20033低压灯泡36v,60w个5034碘钨灯1000W个1035电缆线70mm2米20036电缆线16mm2

18、米20037电缆线24mm米20038架子管6000根1039架子管2000根2040架子管1000根2041铅丝8#KG542围档块6043十字扣卡个4044挂勾个245钢丝绳16×4000根446集箱箱房套147帐篷套148监视器套149视频线米20050电话机台451电话线米12052方木根2053工字钢30#米60（井坑）54掘井机刀头套1消耗55机头管2200节2消耗56混凝土管2200节36消耗57混凝土管止水环个38消耗58管间橡胶垫个38消耗59钢板20mm块260膨润土吨10消耗61碱KG200消耗62液压油桶2消耗63水泥吨60消耗64粉煤灰吨50消耗65风镐个2

19、3.4 测量3.4.1 对建设单位提供的施工区内的导线网与水准网及其控制点进 行复测，经核对无误后方可使用。测量工作从外业到内业必 须做到步步校核。3.4.2 平面测量控制 施工测量按城市测量规范 CJJ8-99、工程测量规范 GB5002697的有关规定执行。根据施工需要，引测三个导 线点至顶管工作坑附近，布设三级导线平面控制网（即采用 原有控制网作为平面控制网） ，形成闭合导线网。 为保证测量精度，对于钢尺测量的边长，需加入相应的修正， 测量的平面导线需进行平差计算，测量角度精确至 0.1o，坐标 及高程精确到 1毫米。3.4.3 高程测量 高程控制采用城市四等水准测量的技术施测，使用 D

20、S3水准 仪进行观测，往返各一次。高程闭合差在 20 L 之内（ L为水 准跨线长度，以千米计）为合格。 井坑内的高程控制点采用长钢尺导入法将高程传入，向井坑 内传递高程与坐标传递同步进行。先做趋近水准测量，再做 竖井高程传递。竖井传递高程采用悬吊钢尺法，井上和井下 两台水准仪同时观测读数， 每次错动钢尺 3-5厘米，施测三次， 高差相差不大于 3毫米时取平均值使用。 高程控制点的布设：可利用平面控制点的埋石作为高程控制 点，也可单独设置，如特殊需要时可进行加密。加密的水准 点精度不低于高程控制点的精度，其布设形式为附合水准路 线。3.4.4 顶管施工测量顶管施工采用连续测量与间断测量结合的方

21、式。连续测量：在顶进坑后方安放一台激光经纬仪，激光经纬仪 按照设计顶进轴线方向发出一束激光，照射到掘进机的光靶上， 机手按照激光指示路线操控机械顶进。间断测量：每顶进一节管后，测量人员对激光经纬仪进行校 核，并且采用水准仪， 测量已顶进管道高程偏差情况； 采用水平 尺测量管道水平偏差情况。测量结果填表上报到项目部。3.4.5 测量要求 对于坐标点、 水准点现场需采取可靠的保护措施， 需设立明显 的标志；施工过程中要注意对测量控制点的保护， 并定期进行 校测。 施工过程中要严格执行测量复核制度，特别是对中心线和高 程、管线起终点、控制桩位、交叉点等更要严格控制，要提前 做好内业，然后现场实施放样

22、。 竣工测量： 竣工测量在已有的施工控制点上进行， 测量人员认 真做好原始记录，及时进行资料的整理、归档工作。3.5 施工降水本区域地下水较丰富，埋藏较浅，在顶管工作坑开挖时需进行降 水处理。拟定采取以大口井井点降水为主、辅以工作坑内集水井明排 的降、排水措施。在顶管工作坑四周布置八口降水井，降水井平面位置在工作坑外边缘以外 2m，井深 22m。使用反循环钻机成孔，钻孔孔径 600，井管使用外径 DN400、内径 DN300的无砂混凝土管，滤料使用 3mm的豆 石或石屑。在工作坑施作过程中，如果降水效果不好，工作面有渗水的现象 时，可在工作坑内设立一个集水坑，采用集水坑排水，排水与开挖同时进行

23、降水施工工艺流程：场地平整井点放样钻机对位成孔下放 井管填充滤料洗井下放水泵抽水降水施工在工作坑开挖前 5天进行，降水工作持续整个工作的全过 程，包括工作坑开挖、顶管、直到穿管结束。降水施工方法为：3.5.1 打孔 采用 QJ150型钻机成孔，使用泥浆护壁。孔深比设计井 深多 2米，井底填入 0.5米厚的碎石过滤层。3.5.2 下管 井壁使用无砂混凝土滤管， 直径400毫米，每节管长 1米 成孔后，立即开始下管，下管前在地面上打设木桩，将承牵 绳一端栓于木桩上，另一端放入管堵底部与两侧的凹槽里， 管堵用混凝土制成。将首根无砂滤管放入管堵上，然后松动承牵绳进行下管。 下到一半处将 3 6根竹条用

24、 6#铅丝绑在滤管外壁上，将下一 根滤管对接并用竹条固定后下管，如此至井底，然后将承牵 绳抽出，下管过程见图 3-5。图 3-5 降水下管示意图木桩孔壁承牵绳接头无砂混凝土管管堵3.5.3 填滤料 在滤管外和孔壁之间回填砾石滤料， 砾石粒径为 1030毫米，杂质含量小于 3%。人工用铁锹沿井口周边均匀倾倒， 分层填充，连续完成，从底部填到井口下 1米，上部采用粘土 分层回填，地表夯实。3.5.4 洗井 滤料填充完成后， 立即进行洗井， 清除停留在孔内和透 水层中的泥浆与孔壁的泥浆，疏通透水层。采用压缩空气和清 水洗井，洗井后井内沉渣基本不上升为合格，3.5.5 装泵 每口井内设置 l台 25m

25、m、扬程为 20米的潜水泵，用绳 将潜水泵吊入井底，接好保护开关后可以开始正式抽水。3.5.6 降水后的水位要在工作坑底面下 l 米。若出现降水井不能完全 有效降水的情况，为保证工作坑顺利开挖和支护稳定，应在工 作坑内设置集水井，及时排除开挖过程中的渗透水。3.5.7 降水监测 降水监测与维护期间要对各降水井和观测孔的水 位、水量进行同步监测。降水井和观测孔的水位、水量和水质 的检测要符合下列要求：1）降水勘察期和降水检验前要统测一次自然水位；2）抽水开始后，在水位未达到设计降水深度以前，每天三次观 测水位、水量；3）当水位已达到设计降水深度，且趋于稳定时，可每天观测一 次；4）在受地表水体补

26、给影响的地区或在雨季时，观测次数宜每日 23次；5）水位、水量观测精度要求要与降水工程勘察的抽水试验相同；6）对水位、水量监测记录要及时整理，绘制水量 Q与时间 t和水 位降深值 s与时间 t过程曲线图，分析水位水量下降趋势，预 测设计降水深度要求所需时间；7）根据水位、水量观测记录，查明降水过程中的不正常状况及其产生的原因， 及时提出调整补充措施， 确保达到降水深度；8）在开挖过程中，要随时观测侧壁、底部的渗水现象，并要查 明原因，及时采取工程措施。3.5.8 降水维护降水期间要对抽水设备和运行状况进行维护检查 ,每天检查不 少于3次,并要观测记录水泵的工作压力、电动机、水泵温度，电流、 电

27、压、出水等情况，发现问题及时处理，使抽水设备始终处在正常 运行状态。抽水设备要进行定期保养，降水期间不得随意停抽。注 意保护井口，防止杂物掉入井内， 经常检查排水管、 沟，防止渗漏。3.5.9 排水在地面上设置 D100 PVC排水干管，将抽出的地下水排入现况排 水系统中。图 3-6 机械顶管工艺流程图3.6 工作坑占地机械顶管需开挖工作坑，工作坑分为顶进坑与接收坑。3.6.1 顶进坑：占地面积为 40米× 30米。3.6.2 接收坑：占地面积为 30米× 20米。3.7 顶管施工方法和技术措施土压平衡机械顶管施工工艺流程见图 3-6。3.7.2 顶管方式根据此次施工所穿越

28、的土质， 确定采用土压平衡机械顶管方法施 工。土压平衡机械顶管施工是市政管道铺设的一项新技术， 它省却了 全线降水（仅工作坑位置降水） ，地面沉降小，对地面构筑物的稳定 性影响小，施工不影响地面交通，顶进速度快（平均顶进速度 10米/ 天），适应的土质广，我公司在北京市是最早使用土压平衡机械顶管 施工的企业之一，曾穿越过河流、立交桥、高速公路等多种建筑物； 曾顶进过钢管、混凝土管等多种管材； 曾铺设过自来水、 污水、热力、 电力、燃气、通讯等多种管线， 对此施工方法已积累了丰富的施工经 验。顶力计算 通常确定机械顶管总顶力，使用经验计算公式：P NGL其中：G 单位长度管体自重（ KN/m ）

29、N 土质系数，本工程土质取 2.5P 总顶力L 最长顶距按顶距最长的顶进段， 计算顶力： 长度L112米，DN2000毫米的混 凝土管每节长为 3米，管重为 10800千克 /节。则预测总顶力为：P = 2.5×112×10800/3×9.8= 9878（KN ）约需1008吨的顶力推动。 中继间的选用：施工时使用 4台 200吨顶镐，共计仅有 800吨顶推力， 在顶进中需使用中继间，根据施工经验中继间可加在第 12节管后，中继 间以后的管道因为仅有摩擦阻力，没有机头的迎面阻力，相对所需的推 力较小，可以仅使用一个中继间。3.7.3 工作坑尺寸顶管需开挖工作坑，

30、工作坑分为顶进坑与接收坑， 其深度由设计 管底高程决定， 顶进坑底部需做 30厘米厚的混凝土底板， 接收坑底部 不做混凝土底板。 管外底高程加上机坑轨道及底板厚度， 就是顶进坑 的坑底标高， 接收坑标高与管外底标高相等。 综合顶管机具的尺寸及 作业要求，确定顶进坑及接收坑的净空尺寸：顶进坑： 8.5米（长）× 5米（宽）× 10.0米（深）接收坑： 6米（长）× 5米（宽）× 10.0米（深）3.7.4 顶管工作坑做法机械顶管需做两个工作坑， 一个是顶进坑， 一个是接收坑。 顶进 坑与接收坑的做法基本相同， 不同之处是： 顶进坑底板采用钢筋混凝 土施做，

31、接收坑底板只需保留原状土即可。做法如下：参见图 3-8，图 3-9，图3-10（1）管线调查：工作坑施工前需进行地下管线的调查，提出对原 有管线的保护方案，施工中不得损坏原有管线。（2）探槽：工作坑施工须先开挖探槽，开挖相互垂直的二条探槽， 分别平行于工作坑的两边，其长度须大于工作坑开挖范围 1米， 深度的确定须配合地下管线调查资料，通常在 2米左右。3）工作坑上口采用混凝土地圈梁、墙壁采用锚杆固着混凝土锚 喷支护。4）土方开挖：上部采用机械与人工配合，下部土方在锚喷施作 的同时人工挖土，垂直运输采使用吊车和土斗。5）地圈梁的施工：地圈梁尺寸为宽×高 1000mm× 500

32、mm， 其顶面标高为从自然地面下反 0.5米。地圈梁内侧采用钢模， 混凝土标号为 C25。6）锚杆：锚杆使用 22的罗纹钢，长度为 1.5米，与每层钢格 栅连接，同层钢格栅的锚杆间距 1米，向下倾斜 15度。7）支撑：选用 30#工字钢做支撑，与钢格栅焊接在一起，每道 支撑分步采用盘撑、角撑、直撑，角撑在四个方角内侧，长 度为 1.5米。垂直的两道支撑间距不大于 2米，最后一道支撑， 距坑底 3.2米。为便于吊装顶管掘进机， 要求顶进坑的横支撑， 平面上距后背墙不大于 2.8米。8）墙壁锚喷：用钢筋与混凝土地圈梁下部的骨架连接，在地圈 梁底部安放、焊接第一层钢格栅，钢格栅使用 22的罗纹钢 制

33、作。作业时依次向下逐层施工，同层须分部位间隔挖土、 安装钢格栅、钢筋网片，并锚喷混凝土。要求钢格栅的垂直 间距：深度 5米以上为 1米， 5米以下为 0.5米；网片钢筋采用 6100×100，双层；混凝土强度等级为 C20，材料为水泥、 中粗砂、豆石（粒径在 0.51.0 cm），配合比为水泥：砂子： 石子 1：1.8 : 1.9，并加入速凝剂，速凝剂为水泥重量的 3 5%。锚喷混凝土厚度为 30厘米。为了保证安全，严禁同层贯 通挖土，每层钢格栅需用竖向连接筋相互焊接，连接筋使用 12罗纹钢，间距1.5米，若单面焊接， 其搭接长度应大于 20 厘米。（9）顶进坑底板：在挖深达到顶进坑

34、底标高后施作底板，底板现 浇30厘米厚的 C20混凝土，使用 20双层罗纹钢，间距 200 ×200。底板预留 500×500× 500毫米集水坑一个。3.7.5 机械顶管后背（1）机械顶管后背结构为：锚喷墙 +混凝土 +后背铁。（2）在锚喷墙壁前垂直地面放置后背铁，后背铁与锚喷墙面之间 的空隙以 C20素混凝土浇灌填充。（3）顶进坑后背要有足够的强度，在顶进过程中能承受千斤顶的 最大作用力；（4）后背墙表面要平顺，并且垂直于顶进管道的轴线，避免产生 偏心受压。3.7.6 导轨安装 导轨安装是顶管施工中一项重要的工作， 安装的准确与否直接影 响管道的顶进质量，其安

35、装要求如下： 两导轨要平行、等高，或略高于管道设计高程的 2 厘米左右， 其坡度与管道坡度一致； 安装后导轨要牢固，不得在使用中产生位移，且需设专人经 常进行检查； 将机械顶管导轨安放在工作坑底板上，导轨两侧牢固地焊接 工字钢，工字钢须另一端须牢牢抵在侧墙上。3.7.7 止水环安装 为防止掘进机入洞时地下水涌入工作坑，在顶进方向的墙壁上 安装止水环。首先，进行测量，确定止水环安装的位置；其次，将 止水环底圈固定到墙壁上，用混凝土封闭底圈与墙壁之间的缝隙；然后，在底圈上固定防水橡胶板；最后，安装止水圈压板。在掘进 机入洞之前才允许将止水环内的墙壁凿除。1、机坑导轨4、后背铁7、止水圈10、光靶2

36、、顶镐 3、激光经纬仪5、顶铁 6、砼管8、土车 9、操作台11、机头63.7.8 顶管机就位 用50吨吊车吊装顶管机，将顶管机放入顶进坑内的导轨上，顶 管机前端距井壁约 300毫米。就位后先检查顶管机的轴线是否与机 坑轴线、导轨轴线以及主顶油缸的轴线保持一致，发现偏差立即调 整。无误后再进行顶管机电路、油路、注浆系统的安装调试。图 3-7 土压平衡顶进示意图3.7.9 机头入洞 先将洞口处的墙壁凿除， 洞口处，人工向前挖土 500800 mm， 再将机头徐徐推进洞口里，待刀盘全部进洞，调整止水圈位置，使 其完全封闭地下水。 然后开动顶管机刀盘， 待土仓压力升到 0.1 MPa 时，这时螺旋输

37、送机的土压也上升到 0.07 MPa左右。掘进机开始入 土时，机头外露，只存在轨道对机头的摩擦力，机头易发生旋转， 故在入土前两米顶进时， 顶进速度控制在 5毫米 /分钟以下，以防机 头整体旋转，并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调整。倾角 的变化用纠偏千斤顶调正，旋转角大于 ±30度时，可使用刀盘反转调正，顶进 2米以后在机头不旋转的情况下可逐渐加大顶进速度。 机头完全入土后，土仓压力控制在 50 80KPa，下第一节混凝土管 做反封闭。正常顶进1）土仓压力的设定： 按计算表数值设定，施工时设备自控可 保证 10%的土仓压力：遇有砂层、砂砾石层、下穿道路、离构 筑物较近时， 土仓

38、压力设定适当加大 30%左右，以提高安全系 数。2）触变泥浆减阻：顶管过程中，须同步注入减阻泥浆，它是减 少顶进阻力、提高顶进速度的重要一环，减阻泥浆采用膨润 土配制而成。膨润土一般要求胶质价在 80以上。膨润土进场 后，先测定其胶质价，根据胶质价确定配合比，见下表（重 量比）：膨润土泥浆重量配合比膨润土胶质价膨润土水碱60701005242370801005241.52809010061423901001006141.52膨润土泥浆的拌和时间一般为 20至30分钟。泥浆制备后， 须静置 24小时方可使用，使其充分吸水，膨润成胶体，使用 比重计测其比重，掌握在 1.15g/cm3为宜。在机头尾

39、部设置有触变泥浆注浆孔，顶进施工的同步注 入触变泥浆，以形成原始浆套；每节混凝土管均有三个注浆 孔，顶进过程中，通过注浆孔持续补浆。注浆使用挤压式注 浆泵，注浆口压力控制在 0.130.22 MPa。视储浆池内触变泥 浆下降的速度及顶镐压力表读数调节注浆压力。3）顶进测量： 初始顶进每 1米测量一次，并做记录。正常顶进 时，每顶进 3米测量一次，遇有纠偏每 1米测量一次，测量时 要注意照射到机头激光靶上的激光点和管道中心轴线的一致 性，若出现偏差通知机手及时调整。测量人员分别绘制出管 道中心及高程曲线图，随时预测机头的前进趋势。4）顶进纠偏：不断地观察光靶上激光点的行走轨迹，如发生偏 移大于

40、20毫米，预测机头又有向偏差大的方向发展的趋势时， 要采取纠偏措施。纠偏时开动纠偏千斤顶。纠偏时每 1米测量 一次，并做机头和机尾的数据比较，有回归趋势时，保持一 段顶进距离后，要停止纠偏，防止左右摆动。纠偏的原则是 勤纠、微纠，每次纠偏量不要过大，而且要注意发展趋势， 当上下、左右均发生偏差时，先纠上下、后纠左右。5）顶进速度：顶进速度控制在 30毫米 50毫米 /分钟，人洞后的 前 10米以及纠偏时用较低速度，以后视出土情况、刀盘扭矩 情况适当加快顶进速度。6）出土外运： 掘进机刀盘切削破碎土体，由螺旋输送机将泥土 输入到管道内部，使用土车通过管道将泥土运入顶进坑中， 再使用吊车运到地面，

41、倒入泥土暂存区，定期外运。7）安装管节： 管节下坑前先进行外观检查，包括管端面是否平 直、管壁表面是否光洁、管体上有无裂缝等等，检查合格的 管子用吊车放到顶进坑内的导轨上，进行顶进。8）下管时，机头在停止顶进的状态下，刀盘转 35分钟，在停 机和同时螺旋输送机出土的情况下，排土液压门关闭，并断 电以保证土压仓土压达到平衡。下管工序完成后，再顶进时， 应先开刀盘，再依次开螺旋输送机、推进系统。9）机头出洞：机头推进到距接收坑约 2米处，拆除接收坑洞口处的墙壁，从接收洞口中心部位打进一根钢钎寻找机头，洞口处的土体开裂并向外凸出，仔细测量机头上、下、左、右的四个方向，与出洞口的大小、位置合适时，启动

42、主顶油缸继续推进，至中心刀露出时，停止推进。安置机头接收托架， 然后，慢慢将机头推入接收坑内。10）使用吊车将机头吊运出坑。泥浆置换顶管完成后及时对管道外壁进行充填加固， 把原注入的膨润土浆 置换掉。使用的泥浆置换材料为水泥加粉煤灰浆， 其配比为水： 水泥：粉 煤灰=5：1：3。通过管道内部的压浆孔压注，注浆次数不少于三次， 两次间隔时间不大于 24小时。每二节混凝土管编为一组， 分为注浆孔与排浆孔。 将注浆泵清洗 干净，吸浆龙头放入灰浆池内，开启注浆泵，打开第一组注浆孔， 当 第一组排浆孔冒出灰浆后，关闭阀门， 再打开第二组，以此类推，直 到全线完成。再关闭所有阀门，保压三十分钟，保压时注浆

43、压力为 1 MPa。泥浆置换完成后，应拆除主通道浆管和管内弧形浆管就地清洗， 以免浆液凝固堵塞。雷达检测 泥浆置换完成后，需进行雷达检测，对雷达检测出的空洞地方， 须再补注水泥 +粉煤灰浆充填。设施拆除 套管顶进、换浆、检测全部完成后，拆除顶镐、后背铁等顶管设备。连接筋C25钢筋混凝土锁口圈梁1000mm×500mm地面以下 5m内钢筋混凝土圈梁间 距 1.0m， 5m以下间距 0.5m挂网喷C25混凝土, 厚度为300mm。底板标高比混凝土管内底低 400mmC25混凝土底板 300mm，双层直径20020×200与侧墙钢筋连接牢固图 3-8 顶管工作坑支护示意图4/20

44、10/2018200100018200181000 在锁口圈梁内锚固长度 350图3-9 地圈梁配筋图181000*1000 6100*100×图 3-10 网片大样图第 4 章 顶管施工常见病害的防治4.1 管道轴线偏差过大4.1.1 偏差结果 管道轴线与设计轴线偏差过大，使管道发生弯曲，甚至造成管节 损坏，接口渗漏。4.1.2 预防措施1) 顶管施工前对管道通过地带的地质情况认真调查， 指导纠偏 纠偏按照“勤测量、勤纠偏、小量纠”的操作方法进行。2) 采用同种规格的千斤顶，使其顶力、行程、顶速相一致，保 持顶力合力线与管道中心线相重合。3) 加强顶管后背施工质量的控制，确保后背不

45、发生位移，并使 后背平整，以保证顶进设备的安装精度。4) 顶进过程中随时绘制顶进曲线，以利指导顶进纠偏工作。4.2 地面沉降与隆起4.2.1 沉降、隆起结果 顶管施工过程中或施工后，在管道轴线两侧一定范围内发生地面 沉降或隆起，使管道周围道路交通受到影响，甚至危及到正常使用和 安全。1) 严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操 作方法。2) 在顶进过程中及时足量地注入符合技术标准的润滑支承介质 填充管道外围环形空隙。施工结束及时用水泥或粉煤灰等置 换润滑泥浆。3) 严格控制管道接口的密封质量，防止渗漏。4.3 顶力突然增大4.3.1 增大现象在顶进过程压力表指针突然增大。4.3.

46、2 防治措施1) 按不同地质条件配制适宜的泥浆，并采取同步注浆的方法， 并及时足量的沿线补浆，经常检查膨润土质量，特别是不得 含砂2) 顶进施工前对顶进设备进行认真的检修保养。3) 停顶时间不能过久，发生故障及时加以排除。4.4 管道接口渗漏4.4.1 渗漏现象管道接口渗水、漏水。严格执行管节和接口密封材料的验收制度，严禁使用不合格产品。严格控制管道轴线，必须按“勤纠” 、“小纠”的原则进行， 以避免接口不匀而使胶圈减小止水作用。下管时，要在钢丝绳与管口之间加橡胶垫，保护管口。采用F型插口管材， 并选用相匹配的橡胶圈， 事先检查橡胶圈的质量，临下管前抹好润滑剂，安装要正确。4.5 钢筋混凝土管

47、节裂缝4.5.1 裂缝现象 管节纵向和环向有明显裂缝，造成管道渗水、漏水。4.5.2 预防措施1) 管材进场后要进行质量验收，验收不合格要及时退货。2) 顶进时严格控制管道轴线偏差，控制顶力在管节允许的承压 范围以内。3) 在管节运输过程中采取管垫等保护措施，并做到吊(支)点 正确，轻装轻卸。4.6 顶管前端正面土体坍塌4.6.1 坍塌现象 顶管施工中实际出土量远远大于理论出土量，且地面有明显 塌陷。4.6.2 预防措施 顶进施工中采取短开挖、勤顶进的方法，并随时注意到土质 的变化情况， 向土仓内加泥浆， 使出土量与顶进量基本一致， 保持 土仓压力平衡。第 5 章 安全防护施工措施5.1 安全

48、技术保证体系 为了保证本工程施工中的安全保证，公司、项目部及班组三级分别 成立安全小组，以便加强安全管理工作。现场施工的安全保证体系见图 5-1。图 5-1 安全保证体系顶管专项经理刘绍海专项总工 武志国安全员 于晓磊施工员 李震技术员 张青机械员 苏利国5.2 安全管理目标积极开展安全达标工作， 切实贯彻安全生产责任制， 强化安全意识， 本工程杜绝重伤和死亡事故，轻伤事故频率控制在 1以下。5.3 安全岗位职责为确保现场文明安全工作目标明确、职责明确，顶管部从项目经理 到施工员、作业队层层落实岗位安全责任制。1）认真执行国家、北京市、本公司安全生产、劳动保护的法规及 规章制度。对本单位在生产

49、经营活动中的安全健康负全面领导 责任。2）建立、健全安全生产保证体系，领导组织实施本单位安全生产 工作目标，督促、检查各职能部门人员执行安全生产责任制。3）落实施工组织设计、施工方案中各项安全技术要求，严格执行 安全技术措施审批制度及设备、设施交验、验收、使用制度， 保证安全技措及劳动保护用品经费的落实。4）随时掌握安全生产动态，监督并保证安全生产保障体系的正常 运转，认真执行 ISO9001“安全生产管理程序” ，开展定期和不 定期地组织安全生产检查，及时消除事故隐患与不安全因素， 制止违章指挥和违章作业。严禁职工在工作中间休息或就餐时 饮酒。5）严格遵守特殊工种的安全管理规定，组织职工的各

50、项安全生产 教育。6）发生因工伤亡及重大未遂事故，要做好抢救伤员、保护现场、 及时上报的工作，并协助事故调查组参加事故的调查处理，制 定、落实各项防范措施，认真吸取教训，对事故责任者提出处 理意见，报上级审批。1）组织有关人员认真学习和贯彻执行安全生产和安全技术管理规定，对顶管项目工程生产经营中的技术工作负安全责任。2）主持制定、审批、上报安全技术措施，并监督落实。及时解 决施工生产中的安全生产技术问题。对执行中发现的问题及 时予以纠正。3）在组织编制和报批施工组织设计、施工方案或专业工程项目 施工方案以及大型临时设施、特殊施工设施、自制生产机具 的施工或设计方案时，要把安全措施渗透到各个环节

51、中去， 使方案、措施成为科学地全面地指导施工的依据，确定后的 方案如有变更，要及时修订、上报。4）负责领导安全技术方面的宣传、教育、培训工作，参加安全 检查，对检查出的隐患要从技术措施方面提出改进办法。5）主持制定采用新技术、新工艺、新设备、新材料的安全技术 措施和安全操作方法，报上级审批后负责实施。6）主持重要、特殊工程部位的安全技术交底，领导安全技术攻 关活动。7）参加本单位职工因工伤事故及重大未遂事故的调查分析，从 技术上分析事故的原因，提出防范措施。1）负责编制审查施工组织设计和施工方案， 认真贯彻执行有关安全、文明生产技术及安全、文明生产操作规程。2）在编制生产计划时，组织保证安全、

52、文明工作与生产任务协 调一致。3）贯彻执行涉及企业安全工作的有关法规及规定， 协助项目副 经理负责工程施工、生产安全管理，负责安全检查工作，制 定项目部安全管理规定。4）组织安全生产活动，组织系统进行安全检查。参加施工组织 设计中有关安全技术措施的制订，并对执行情况进行检查。5）组织特殊工种培训、考核和管理。负责对参与顶管施工的全 体职工进行安全教育、考核。6）负责职工劳保管理及工程事故的调查处理。7）在建设单位统一领导下，做好施工现场及临时生活区、办公 区的治安保卫工作。1）在经理的领导下，认真贯彻执行有关的各项安全、文明生产 法规、规程、措施方案。2）在布置生产任务的同时，必须下达书面的安

53、全技术交底。1）组长是本组安全、文明生产第一责任人，认真贯彻执行有关 的安全、 文明生产管理制度、 安全技术交底、 安全操作规程。 做好本组安全、 文明教育，不违章指挥， 坚决制止违章作业。2）作业工人自觉执行各项安全、 文明生产操作规程、 安全交底、 安全、文明劳动纪律。不违章作业，服从安全人员的管理。 有权拒绝违章指挥。5.4 安全作业措施1）起吊前应检查吊车是否完好，吊车的吊装不能超载，吊具强度能够满足吊装重量的要求；2）吊车作业要有专人指挥，使用通用信号和手势；3）作业场地应坚实，车体应平整，汽车吊支撑腿伸展应适当，支撑坚实有力；4）超重臂下严禁有人，作业区上方应明朗开阔，不准在输电线 路下作业；5）作业时必须起吊平稳，慢速均匀升降，不得在