3泥水平衡顶管施工方案要点完整

1、3泥水平衡顶管施工方案要点完整（完整版资料，可直接使用可编辑，推荐下载）C 3000泥水平衡顶管施工方案工作井施工完成后 ,开始顶管施工 , 针对施工地区的土质情况 , 我方计划采用泥水平衡顶管施工方案。1、泥水平衡顶管施工工艺一、泥水平衡式顶管 微型掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土 层到达接收井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进 入土层。挖掘的土质 ,石块等在转动的切削刀盘内被粉碎 ,然后进入泥 水舱，在那里与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输 送至地面上。在挖掘过程中，采用复杂的泥水平衡装置来维持水土 平衡 ,以至始终处于主动与被动土压之间 ,达到

2、消除地面的沉降和隆 起的效果。掘进机完全进入土层以后，电缆、泥浆管被拆除，吊下 第一节顶进管，它被推到掘进机的尾套处，与掘进头连接管顶进以 后,挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管道又吊入井内，套在第一节 管道后方，连接在一起 ,重新顶进，这个过程不断重复，直到所有管 道被顶入土层完毕，完成一条永久性的地下管道。掘进机在掘进过程中 ,采用了激光导向控制系统。位于工作后方 的激光经纬仪发出激光束，调整好所需的标高及方向位置后，对准 掘进机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像 内，并输送到挖掘系统的电脑显示屏内 .操作者可以根据需要开启位 于掘进机内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目的

3、,调整切削部分头 部上下左右高度。在整个掘进过程中，甚至可以获得控制整个管道 水平、垂直向5cm内的偏离精度。Lft站内沁水於涌珮统丰千斤朋錮力诂诲屮介赔袈群排漁汆注人俺左卩斤E当工作井完成以后，经调试完毕的液压系统，顶管掘进机便通过 运输至工地，并安装就位至导轨上，微型掘进设备还包括，操纵室和遥 控台、液压动力站、后方主顶、泥水循环装置，激光定位装置，减摩 剂搅拌注入装置，泥水处理装置；其他辅助装置包括起重机，发电 机、卡车、电焊机等。随后，微型掘进装置上。泥水平衡式顶管突出的优点：(1) 适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化范 围很大的条件下，它都适用。(2) 可有效地保持挖

4、掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动 比较小，因而由顶管引起的地面沉降较小。(3 )与其他类型的顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小， 尤其在粘土层这种表现得更为突出，所以特别适用于长距离顶管。(4)工作坑内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道，输送弃土，不存在吊土，搬运等危险的作业。(5)泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。ecLqJ 匚 _/ 10厂 口36顶管系统总体布置图1顶铁2油缸架3油缸4-测量系统5后靠背6导轨7止水胶板8管道9掘进机10-油泵11 汽车吊12-泥浆池13-通风机14-管材15-泥浆外运车二、施工工艺流程：测量引点一工作井施工一测量放样-井下导轨

5、机架、液压系统、止水圈等设备安装一地面辅助设施安装一顶管掘进机吊装就位一激光经纬仪安装一掘进 机出工作坑一正常顶进一顶管机进接收坑，如下图所示。顶管井回填三、地面准备工作 在顶管顶进施工前，按要求进行施工用电，用水，通道，排水 及照明等设备的安装.施工用电每台套采用150KW的发电机组。水需 从外拖运，要修进场简易便车道，保证施工管材料、设备及机具进 场。还需铺毛渣石的场平 . 现场设备摆放空间至少需长 45米，宽 55 米的平整封闭场平区域。 施工材料，设备及机具必须备齐，以满足本工程的施工要求 . 管节等准备要有足够的余量（3040m）。 井上，井下建立测量控制网，并经复核报验监理认可。三

6、 、井下准备工作及井内布置 工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、 钢制扶梯等。顶管基座为钢结构预制构件，顶管基座位置按管道设 计轴线准确进行放样 , 安装时按照测量放样的基线， 吊入井下就位安 装固定。基座上的导轨按照顶管设计轴线并按实测洞门中心居中放 置，并设置支撑加固，保证基座稳定不变形。四、技术交底，岗位培训在顶管施工前 , 对参加施工的全体人员分阶段进行详细的技术 交底, 对各技术工种进行岗位培训，经考核合格后 , 才能上岗 .3、后座墙后座墙是顶进管道时为千斤顶提供反作用力的一种结构，有时 也称为后座、后背或者后背墙等。在施工中，要求后座墙必须保持 稳定，一旦后座

7、墙遭到破坏，顶进工程就要停顿。后座墙设计要通 过详细计算，其重要程度不亚于顶进力的预测计算。1 后座墙主要有功能是在顶进过程自始至终地承担主顶工作站 顶管前进时的后坐力。后座墙的最低强度应保证在设计顶进力的作 用下不被破坏 , 要求其本身的压缩回弹量为最小， 以利于充分发挥主 顶工作站的顶进效率。在设计和安装后座墙时，应使其满足如下要求。（1 ）、要有充分的强度 在顶管施工中能承受主顶工作站千斤顶的最大反作用力而不至 破坏.（2）、要有足够的刚度 当受到主顶工作站的反作用力时，后座墙材料受压缩而产生变 形, 卸荷后要恢复原状。如压缩回弹量大，会导致大量行程消耗在后 座墙压缩变形土，从而大在降低

8、千斤顶的有效冲程 , 使顶进效率降 低。故后座墙必须具有足够的刚度。（3）、后座墙表面要平直 后座墙表面应平直，并垂直于顶进管道的轴线，以免产生偏心 受压, 使顶力损失和发生质量、安全事故。（4 ）、材质要均匀 后座墙材料的材质要均匀一致，以免承受较大的后座力时造成 后座墙材料压缩不匀 , 出现倾斜现象。4、泥水系统、水压控制、注浆量的计算一、泥水系统泥浆系统有二个作用 : 送走被挖掘机的渣土和平衡地下水 . 泥浆 系统是由密封的管道组成 , 通过机头循环，形成泥浆混合物，由排泥 管送走，最后沉淀在地面上的泥浆池内，泥浆通过众多的排泥泵被 排出.再由进水泵进水送入机头，排泥由变速的排泥泵进行控

9、制。机 坑旁通装置可控制进排泥浆的速度、方向，以防止泥渣堵塞管道， 淤积现场 . 当挖粘土时，可能使普通粘土，有一定的粘合度，可以直 接将泥浆排入泥浆池内， 但是当挖沙土时 , 泥浆中必须添加一定的粘 合剂（诸如膨润土等）以增加泥浆粘度 , 以达到排渣的最终目的。进排泥水系统起着第二个作用： 在有地下水存在的地方 , 掘进机 表面的压力可以降低到小于水中的压力 . 这样避免了抽地下水的需 要。进排泥水系统中的压力感应器可测出地下水的压力。机内泥水 循环系统，电磁阀 , 旁通装置及载水阀可以起到调节水压的作用。机 内电磁阀和旁通系统 , 可以阻止水压的变化， 保持水压，在加管道时， 不至于减小机

10、头的水压，保证内部压力平衡。二、注浆量的计算21注浆量计算本工程每 1米注浆量计算如下 :V=n DwT= 3.14 X 2。6X 0。1 X 1= 0。816 m3(1) 按照地质条件.一般压浆量为计算的150%200%，本工程在 粉砂土顶进，按照 200进行注浆量控制。( 2)为防止路面沉陷和地上、地下构筑物不受扰动 , 顶管结束后， 应及时对管体四周的缝隙充填水泥浆，使其密实坚固，填充水泥所 用设备与触变泥浆设备相同。逐孔注浆，水泥浆液需搅拌均匀，无 结块，无杂物，注浆结束后，要及时清理注浆设备，以防堵塞 .(3)注浆压力根据管道深度H和土的天然重度丫而定，经验为23 丫 H,本工程注浆

11、压力为0。20。3MPa( 4)压浆填充材料：在管顶间隙较小管段，采用管内注浆，压浆材 料为水泥粉煤灰浆 , 配比为，水泥：粉煤灰= 1：3( 5)注浆顺序：每段注浆从第一孔开始，直注至下一孔出浆，依次 注完。每段注浆后，静止 6 8小时后进行第二次注浆 . 第二次注浆压 力不变，直至压不进为止 .根据本工程特点，初步设计每 3 节管(每节 2 米长)布设 1 节 注浆管，依次调整注浆孔的位置，确保每个方向都能注浆润滑。总注浆量应不小于管外环形空间体积的 2 倍, 考虑到泥浆的漏 失，必须经常性地连续补浆，确保泥浆套的完整 .注浆减磨要点：(1) 选择优质的触变泥浆材料 , 对膨润土取样测试

12、. 主要指标 为造浆率、失水量和动塑比。( 2) 在管子上预埋压浆孔 , 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，听取供应 商的建议但都必须按照规范进行 , 使用前必须先进行试验 .(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桨液形成情况。( 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。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。(6 ) 注浆工艺由专人负责，质量员定期检查 .(7 ) 注浆泵选择脉动小的柱塞液压，流量与顶进速度相应配。(8) 由于

13、顶管线路长 , 为使全程注浆压力不致相差过大 ,在中 间还将每隔150m增设压浆泵以增大压力。5、操作控制系统由一名受过高度训练的操作人员 , 在地面控制室外内操作并仔 细检测着整个操作系统、观察掘进机内的土压、油压、激光束位置。 控制台提供操作数据和控制整套系统的电子按钮。控制板可以是人 工控制方向和数据记录，或者是全自动控计算机控制方向和记录， 其他的工作人员则负责井内管道和顶铁的更换以及进行、进排泥管 和电缆的连接。当掘进机到达接收井时，挖掘会暂时中断 , 如果遇到 有地下水或软土层时，还需有洞口止水圈安装在接收口墙上。最后 , 掘进机头从土层出来进接收井，就完成整个管道的铺装。这以后，

14、 掘进机被撤走，建造人工出口，接收井被关闭。一个工程常常有几 个掘进段组成，这时 , 在工作井内的顶进设备变换方向，重新开始另 一方的顶进工作，这个过程每过一个工作井重复二次，最后铺设成 了整个下水道或输送管道 .6、进出洞口的措施及管道顶进顶管和微型隧道施工中的进出洞口作业是一项很重要的工作 , 施工中应充分考虑到它的安全性和可靠性 . 尤其是从工作坑中的出 洞开始顶管，如果出洞安全、可靠又顺利，那么可以说顶管施工已 成功了一半。许多顶管工程就是失败在进出洞口这两个环节上 .顶进前，首先对洞口 6 米处土体进行土体加固 ,其次, 为防止洞 口处的水土沿工具管外壁与洞门的间隙涌入工作井 , 在

15、工作井内洞 口处安装一道环形橡胶止水圈。在顶进施工过程中又可防止减摩浆 从此处流失，保证泥浆套的完整，以达到减小顶进阻力的效果。工程技术人员、施工人员应了解施工现场情况和熟悉洞口附近的 地质情况。分析可能出现洞口漏泥、水情况，井内布置一台排污泵， 并制定相应的措施。在机头进洞时因土体是流沙，地下水位高 ,土体松软 ,地基承载 力差，虽然经过地基处理，但为了机头顶进安全，机头不下沉，还 应有机头加固措施。机头进洞时将机头与后面的五节管用拉杆连接 起来，使之成为一个整体，并在导轨上用两个手拉葫芦间隔一米拉 紧，从而使机头沿着导轨方向顺利顶进，同时提前一个星期进行降 水施工，降低机头进洞时的水压力，

16、防止机头进洞引起土体流失、 坍塌.机头吊运后及时进行洞口四周的封堵工作。掘进机头顶进到位后 , 吊放第一管节，拼接完毕，然后在工具管 后管节内安装工具管辅助设备。1、管节运输根据本工程施工场地情况，管节由 25T 吊车卸到指定位置后，再 由吊车将地面管节吊运至井下。2、管节顶进顶管管节采购成品管 , 对成品管生产制造厂家制造管子的资质 和能力进行考查。生产过程中派专人检验 , 检验质量必须在外观质 量、尺寸及允许偏差都检验合格后方可送至工地。运至工地后根据 标书要求进行抽验，合格后才能送至工作面使用。掘进机头进洞后的轴线方向与姿态的正确与否，对以后管节的 顶进将起关键的作用，因此在刚开始顶进时

17、，做好顶进轴线偏差的 控制和纠偏量的控制是关键。根据控制台显示屏激光点及时调节纠 偏油缸，使其能持续控制在轴线范围内 . 要严格按实际情况和操作规 程进行,勤出报表、勤纠偏，每项纠偏角度应保持1020',不得 大于 1 °。严格控制机头大幅度纠偏造成顶进困难、 管节碎裂。 在穿 越河道时,应放慢顶速,并严格控制注浆压力 , 防止贯通河床。3、顶管顶进与地层形变控制 顶管引起地层形变的主要因素有：掘进机头开挖面引起的地层损失,机头纠偏引起的地层损失 , 机头后面管道外周空隙因注浆填充 不足引起的地面损失, 管道在顶进中与地层摩擦而引起的地层扰动, 管道接缝及中继间渗漏而引起的地

18、层损失 . 所以在顶管施工中要根 据不同土质、覆土深度和地面沉降的情况 , 配合测量报表的分析 , 及 时调整泥水与土压平衡值,同时要求坡度保持相对的平稳,控制纠 偏量 , 减少对土体的扰动。根据顶进速度 , 控制排泥量和地层变形的 信息数据,及时调整注浆压力和注浆量,从而将轴线和地层变形控 制在最佳的状态。4、触变泥浆减摩是顶管施工中减少顶力的一项重要技术措施, 在顶进过程中,通过顶管机尾部的同步注浆与管道上的预留孔向管 节外壁压注一定数量的减摩泥浆,采用多点对称压注使泥浆均匀地 填充在管节外壁和周围土体的空隙来减小管节外壁和土体间摩阻 力,起到降低顶进时阻力的效果 . 在管节外壁能否形成完

19、整的泥浆套 将直接影响到泥浆的减摩效果。减摩泥浆采用触变泥浆,该浆液性 能稳定,且有良好的触变性,又有一定的稠度 （ 浆液配比见下表）。 施工过程中,泥浆应保证不失水、不沉淀、不固结 , 泥浆的配比应根 据不同的地质情况作相应的调整，使泥浆适应土层的特性，起到预 期的减摩效果.施工过程中还可配制特殊的泥浆以满足顶进施工中 特殊适应土层的特性，起到预期的减摩效果。施工过程中还可配制 特殊的泥浆以满足顶进施工中特殊要求。浆液配比(重量比)表3膨润土水纯碱CMS400适量(6)(2.5 )浆液质量指标：a、稠度12 14cmb、PH 9 10c、析水率 V 2%压浆时，储浆池内的触变泥浆由地面上的压

20、浆泵通过管路压送 至管道内的压浆总管，并到达连通各压浆孔的软管内，通过控制压 浆孔球阀来控制压浆.5、顶管进接收坑(1) 顶管机进洞前洞口土体加固根据顶管进展情况，为保证掘进机能顺利进入接收井，防止掘 进机出洞后水土沿工具管与井圈之间的建筑空隙涌入接收井内，保 证井内接头能顺利施工。如果发现地质较差，在掘进机到达接收井前，可对洞口土体进行深搅桩或旋喷桩加固，加固范围洞口前5m范 围内，洞口四周距管道外侧23m(2) 顶管机状态的复核测量掘进机进入接收井前的复核应测量顶管机所处的方位，是确认 顶管状态、评估掘进机出洞时状态和拟定施工轴线及施工方案等的 重要依据,使掘进机在此阶段的施工中始终按预定

21、的方案实施，以良好的状态、准确无误地进入接收井内。(3) 顶管机进接收坑在接收井砖墙圭寸门破坏后掘进机头应迅速、连续顶进管节，尽快缩短出洞时间。掘进机整体进洞后应尽快把机头和混凝土管节分 离，并把管节和接收井的接头按设计要求进行处理，减少水土流失。7、项管施工过程中应注意的问题1 当掘进机停止工作时，一定要防止泥水从土层或洞口及其它 地方流失。不然，挖掘面就会失稳 , 尤其是在进洞这一段时间内更应 防止洞口止水圈漏水。2 在掘进过程中 , 应注意观察地下水压力、泥水仓水压力的变 化，并及时采取相应的措施和对策，只有这样才能保持挖掘面的平 衡稳定。3 在顶进过程中，随时要注意挖掘面是否稳定，要不

22、时检查泥 水的浓度和相对密度是否正常 , 还要注意进排泥泵的流量及压力是 否正常。应防止排泥泵的排量过小而造成排泥管的淤泥和堵塞现象。4 压浆孔的处理，顶管顶进完成后，对管节上的压浆孔进行封 堵措施.8、顶管施工测量和方向控制1 测量及控制指标为了保证顶进轴线控制在设计轴线允许偏差范围内， 在顶进过 程中要密切注意激光点的偏向。 轴线测量的控制系统设在工作井内 液压主顶装置中间。 施工中需经常对控制台进行复测， 以保证测量 精度 , 控制台基础应用混凝土浇筑在沉井底板上。按独立坐标系放样后用测量控制台使它精确地移动至顶管轴 线上，用它正确指挥顶管的施工方向。2 施工顶管测量和方向控制在后顶观察

23、台架设 J2 型激光经纬仪一台，通过后视测机头的 光靶及后标点的水平角和竖直角各一测回， 编排程序计算顶管的头 部及尾部的平面及高程 .测量与方向控制要点（1）有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须 遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员T项目管 理部T监理工程师，确保测量万无一失.（2）布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。（3 ）顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10'20'不得大于 0.5 °. 并设置偏差警戒线 .（4 ）初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此 , 一方面 要减慢主顶推进速度

24、，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。（5） 开始顶进前必须制定坡度计划， 对每一米、每节管的位置、 标高需事先计算， 确保顶进时正确， 以最终符合设计坡度要求和质 量标准为原则3 注意问题顶管施工初次放样及顶进尤为重要， 另外由于顶管后靠顶进中要产生变化， 后台的布置应保持始终不变形、 移位来确保顶管施工 测量的正确性。工作井宽为 6 米，长为 8 米，为钢板桩井，井深需要具体的图纸确C 3000泥水平衡顶管施工方案工作井施工完成后， 开始顶管施工 , 针对施工地区的土质情况， 我方计划采用泥水平衡顶管施工方案。1、泥水平衡顶管施工工艺一、泥水平衡式顶管微型掘进机被主顶油缸向前推进， 掘进

25、机头进入止水圈 ,穿过土层 到达接收井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入 土层。挖掘的土质，石块等在转动的切削刀盘内被粉碎 ,然后进入泥 水舱，在那里与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输 送至地面上。在挖掘过程中 ,采用复杂的泥水平衡装置来维持水土平 衡，以至始终处于主动与被动土压之间 ,达到消除地面的沉降和隆起 的效果。掘进机完全进入土层以后，电缆、泥浆管被拆除 ,吊下第一 节顶进管，它被推到掘进机的尾套处，与掘进头连接管顶进以后， 挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管道又吊入井内，套在第一节管 道后方，连接在一起，重新顶进 ,这个过程不断重复 ,直到所有管道被 顶入土层

26、完毕 ,完成一条永久性的地下管道 .掘进机在掘进过程中，采用了激光导向控制系统。位于工作后 方的激光经纬仪发出激光束 ,调整好所需的标高及方向位置后 ,对准 掘进机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像 内，并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。操作者可以根据需要开启 位于掘进机内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目的，调整切削部 分头部上下左右高度。在整个掘进过程中，甚至可以获得控制整个 管道水平、垂直向5cm内的偏离精度.Lft站内沁水於涌珮统丰千斤朋錮力诂诲屮介赔袈群排漁汆注人俺左卩斤E当工作井完成以后，经调试完毕的液压系统，顶管掘进机便通 过运输至工地，并安装就位至导轨上，微型掘进

27、设备还包括，操纵室和 遥控台、液压动力站、后方主顶、泥水循环装置，激光定位装置，减摩剂搅拌注入装置，泥水处理装置；其他辅助装置包括起重机，发电 机、卡车、电焊机等。随后，微型掘进装置上。泥水平衡式顶管突出的优点：(1) 适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化 范围很大的条件下，它都适用。(2) 可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比 较小，因而由顶管引起的地面沉降较小。(3) 与其他类型的顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小， 尤其在粘土层这种表现得更为突出，所以特别适用于长距离顶管。(4) 工作坑内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道,输送弃土，不存在

28、吊土，搬运等危险的作业(5) 泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快cd Q I/ 10厂 口36顶管系统总体布置图2顶铁2油缸架3油缸4-测量系统5后靠背6导轨7止水胶板8管道9掘进机10-油泵11 汽车吊12-泥浆池13-通风机14-管材15-泥浆外运车二、施工工艺流程：测量引点一工作井施工一测量放样-井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装一地面辅助设施安装一顶管掘进机吊装就位一激光经纬仪安装一掘进 机出工作坑一正常顶进一顶管机进接收坑，如下图所示。顶管井回填三、地面准备工作 在顶管顶进施工前 ,按要求进行施工用电 , 用水，通道, 排水及 照明等设备的安装。施工用电每台套采用150KW

29、的发电机组。水需从外拖运，要修进场简易便车道，保证施工管材料、设备及机具进 场.还需铺毛渣石的场平。现场设备摆放空间至少需长45 米, 宽 55米的平整封闭场平区域 . 施工材料 ,设备及机具必须备齐 , 以满足本工程的施工要求 . 管节等准备要有足够的余量（3040m）。 井上，井下建立测量控制网，并经复核报验监理认可。三 、井下准备工作及井内布置 工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、 钢制扶梯等 . 顶管基座为钢结构预制构件， 顶管基座位置按管道设计 轴线准确进行放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位安 装固定。基座上的导轨按照顶管设计轴线并按实测洞门中心居中放

30、置 , 并设置支撑加固，保证基座稳定不变形。四、技术交底 , 岗位培训 在顶管施工前，对参加施工的全体人员分阶段进行详细的技术 交底，对各技术工种进行岗位培训，经考核合格后，才能上岗。3、后座墙后座墙是顶进管道时为千斤顶提供反作用力的一种结构 , 有时 也称为后座、后背或者后背墙等 . 在施工中，要求后座墙必须保持稳 定，一旦后座墙遭到破坏，顶进工程就要停顿。后座墙设计要通过 详细计算，其重要程度不亚于顶进力的预测计算。1 后座墙主要有功能是在顶进过程自始至终地承担主顶工作站 顶管前进时的后坐力。后座墙的最低强度应保证在设计顶进力的作 用下不被破坏， 要求其本身的压缩回弹量为最小 , 以利于充

31、分发挥主 顶工作站的顶进效率。在设计和安装后座墙时 , 应使其满足如下要求。（1）、要有充分的强度 在顶管施工中能承受主顶工作站千斤顶的最大反作用力而不至 破坏。（2）、要有足够的刚度当受到主顶工作站的反作用力时 , 后座墙材料受压缩而产生变 形，卸荷后要恢复原状 . 如压缩回弹量大，会导致大量行程消耗在后 座墙压缩变形土，从而大在降低千斤顶的有效冲程，使顶进效率降 低. 故后座墙必须具有足够的刚度。（3）、后座墙表面要平直 后座墙表面应平直，并垂直于顶进管道的轴线，以免产生偏心 受压，使顶力损失和发生质量、安全事故。（4 ）、材质要均匀后座墙材料的材质要均匀一致 , 以免承受较大的后座力时造

32、成 后座墙材料压缩不匀，出现倾斜现象。4、泥水系统、水压控制、注浆量的计算一、泥水系统泥浆系统有二个作用：送走被挖掘机的渣土和平衡地下水。泥 浆系统是由密封的管道组成，通过机头循环，形成泥浆混合物，由 排泥管送走，最后沉淀在地面上的泥浆池内，泥浆通过众多的排泥 泵被排出。再由进水泵进水送入机头 , 排泥由变速的排泥泵进行控 制。机坑旁通装置可控制进排泥浆的速度、方向，以防止泥渣堵塞 管道，淤积现场 . 当挖粘土时，可能使普通粘土，有一定的粘合度， 可以直接将泥浆排入泥浆池内 ,但是当挖沙土时， 泥浆中必须添加一 定的粘合剂 （ 诸如膨润土等）以增加泥浆粘度，以达到排渣的最终目 的。进排泥水系统

33、起着第二个作用：在有地下水存在的地方，掘进 机表面的压力可以降低到小于水中的压力 . 这样避免了抽地下水的 需要.进排泥水系统中的压力感应器可测出地下水的压力 . 机内泥水 循环系统，电磁阀，旁通装置及载水阀可以起到调节水压的作用 . 机 内电磁阀和旁通系统，可以阻止水压的变化，保持水压，在加管道 时，不至于减小机头的水压，保证内部压力平衡 . 二、注浆量的计算21注浆量计算本工程每 1米注浆量计算如下 :V=n DwT= 3.14 X 2.6 X 0。1 X 1 = 0。816 m3(1) 按照地质条件。一般压浆量为计算的150%-200%，本工程在 粉砂土顶进，按照 200进行注浆量控制

34、.(2) 为防止路面沉陷和地上、地下构筑物不受扰动，顶管结束后， 应及时对管体四周的缝隙充填水泥浆 , 使其密实坚固， 填充水泥所用 设备与触变泥浆设备相同。逐孔注浆，水泥浆液需搅拌均匀，无结 块，无杂物，注浆结束后，要及时清理注浆设备，以防堵塞。(3) 注浆压力根据管道深度H和土的天然重度丫而定，经验为23丫 H,本工程注浆压力为0。20。3MPa( 4)压浆填充材料：在管顶间隙较小管段，采用管内注浆，压浆材 料为水泥粉煤灰浆 , 配比为，水泥：粉煤灰= 1 ：3( 5)注浆顺序：每段注浆从第一孔开始，直注至下一孔出浆 , 依次 注完。每段注浆后，静止 6 8小时后进行第二次注浆。第二次注浆

35、 压力不变,直至压不进为止。根据本工程特点 , 初步设计每 3 节管(每节 2 米长)布设 1 节注 浆管,依次调整注浆孔的位置，确保每个方向都能注浆润滑。总注浆量应不小于管外环形空间体积的 2 倍，考虑到泥浆的漏 失，必须经常性地连续补浆，确保泥浆套的完整 .注浆减磨要点：(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、失水量和动塑比。( 2) 在管子上预埋压浆孔 , 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，听取供应 商的建议但都必须按照规范进行，使用前必须先进行试验。(4) 压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅 . 在顶进过

36、程中， 要经常检查各推进段的桨液形成情况。( 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. 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。(6) 注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。 (7 ) 注浆泵选择脉动小的柱塞液压，流量与顶进速度相应配。 (8 ) 由于顶管线路长，为使全程注浆压力不致相差过大，在 中间还将每隔150m增设压浆泵以增大压力.5、操作控制系统 由一名受过高度训练的操作人员，在地面控制室外内操作并仔 细检测着整个操作系统、观察掘进机内的土压、油压、激光束位置。 控制台提供操作数据和控制整套系统的电子按钮。控制板可以是

37、人 工控制方向和数据记录 , 或者是全自动控计算机控制方向和记录， 其 他的工作人员则负责井内管道和顶铁的更换以及进行、进排泥管和 电缆的连接。当掘进机到达接收井时，挖掘会暂时中断，如果遇到 有地下水或软土层时，还需有洞口止水圈安装在接收口墙上。最后， 掘进机头从土层出来进接收井，就完成整个管道的铺装。这以后， 掘进机被撤走 , 建造人工出口，接收井被关闭 . 一个工程常常有几个 掘进段组成，这时，在工作井内的顶进设备变换方向 , 重新开始另一 方的顶进工作，这个过程每过一个工作井重复二次，最后铺设成了整个下水道或输送管道。6、进出洞口的措施及管道顶进顶管和微型隧道施工中的进出洞口作业是一项很

38、重要的工作， 施工中应充分考虑到它的安全性和可靠性 . 尤其是从工作坑中的出 洞开始顶管，如果出洞安全、可靠又顺利，那么可以说顶管施工已 成功了一半。许多顶管工程就是失败在进出洞口这两个环节上。顶进前, 首先对洞口 6米处土体进行土体加固，其次，为防止洞 口处的水土沿工具管外壁与洞门的间隙涌入工作井 , 在工作井内洞 口处安装一道环形橡胶止水圈。在顶进施工过程中又可防止减摩浆 从此处流失，保证泥浆套的完整 , 以达到减小顶进阻力的效果。工程技术人员、施工人员应了解施工现场情况和熟悉洞口附近的 地质情况 . 分析可能出现洞口漏泥、水情况，井内布置一台排污泵， 并制定相应的措施 .在机头进洞时因土

39、体是流沙，地下水位高，土体松软，地基承 载力差，虽然经过地基处理 , 但为了机头顶进安全 ,机头不下沉，还 应有机头加固措施。机头进洞时将机头与后面的五节管用拉杆连接 起来，使之成为一个整体 , 并在导轨上用两个手拉葫芦间隔一米拉 紧，从而使机头沿着导轨方向顺利顶进，同时提前一个星期进行降 水施工，降低机头进洞时的水压力，防止机头进洞引起土体流失、 坍塌。机头吊运后及时进行洞口四周的封堵工作。掘进机头顶进到位后， 吊放第一管节， 拼接完毕， 然后在工具管 后管节内安装工具管辅助设备 .1、管节运输根据本工程施工场地情况，管节由 25T 吊车卸到指定位置后，再 由吊车将地面管节吊运至井下。2、管

40、节顶进 顶管管节采购成品管，对成品管生产制造厂家制造管子的资质 和能力进行考查 . 生产过程中派专人检验，检验质量必须在外观质 量、尺寸及允许偏差都检验合格后方可送至工地。运至工地后根据 标书要求进行抽验，合格后才能送至工作面使用。掘进机头进洞后的轴线方向与姿态的正确与否 , 对以后管节的 顶进将起关键的作用，因此在刚开始顶进时，做好顶进轴线偏差的 控制和纠偏量的控制是关键。根据控制台显示屏激光点及时调节纠 偏油缸, 使其能持续控制在轴线范围内。 要严格按实际情况和操作规 程进行，勤出报表、勤纠偏，每项纠偏角度应保持 1020',不 得大于 1°。严格控制机头大幅度纠偏造成顶

41、进困难、 管节碎裂。 在 穿越河道时,应放慢顶速 , 并严格控制注浆压力,防止贯通河床。3、顶管顶进与地层形变控制顶管引起地层形变的主要因素有 : 掘进机头开挖面引起的地层 损失, 机头纠偏引起的地层损失, 机头后面管道外周空隙因注浆填充 不足引起的地面损失, 管道在顶进中与地层摩擦而引起的地层扰动, 管道接缝及中继间渗漏而引起的地层损失 . 所以在顶管施工中要根 据不同土质、覆土深度和地面沉降的情况 , 配合测量报表的分析,及 时调整泥水与土压平衡值,同时要求坡度保持相对的平稳,控制纠 偏量,减少对土体的扰动 . 根据顶进速度,控制排泥量和地层变形的 信息数据, 及时调整注浆压力和注浆量 ,

42、 从而将轴线和地层变形控制 在最佳的状态。4、触变泥浆减摩是顶管施工中减少顶力的一项重要技术措施, 在顶进过程中,通过顶管机尾部的同步注浆与管道上的预留孔向管 节外壁压注一定数量的减摩泥浆,采用多点对称压注使泥浆均匀地 填充在管节外壁和周围土体的空隙来减小管节外壁和土体间摩阻 力,起到降低顶进时阻力的效果。在管节外壁能否形成完整的泥浆 套,将直接影响到泥浆的减摩效果。减摩泥浆采用触变泥浆,该浆 液性能稳定,且有良好的触变性 , 又有一定的稠度（浆液配比见下表） 施工过程中，泥浆应保证不失水、不沉淀、不固结，泥浆的配比应 根据不同的地质情况作相应的调整， 使泥浆适应土层的特性，起到预 期的减摩效

43、果。施工过程中还可配制特殊的泥浆以满足顶进施工中 特殊适应土层的特性，起到预期的减摩效果。施工过程中还可配制 特殊的泥浆以满足顶进施工中特殊要求。浆液配比(重量比)表3膨润土水纯碱CMS400适量(6)(2。5)浆液质量指标：a、稠度12 14cmb、PH 9 10c、析水率 V 2%压浆时，储浆池内的触变泥浆由地面上的压浆泵通过管路压送 至管道内的压浆总管，并到达连通各压浆孔的软管内，通过控制压 浆孔球阀来控制压浆。5、顶管进接收坑(1) 顶管机进洞前洞口土体加固根据顶管进展情况，为保证掘进机能顺利进入接收井，防止掘 进机出洞后水土沿工具管与井圈之间的建筑空隙涌入接收井内，保 证井内接头能顺

44、利施工。如果发现地质较差，在掘进机到达接收井 前，可对洞口土体进行深搅桩或旋喷桩加固，加固范围洞口前5m范围内，洞口四周距管道外侧 23m.(2) 顶管机状态的复核测量掘进机进入接收井前的复核应测量顶管机所处的方位，是确认 顶管状态、评估掘进机出洞时状态和拟定施工轴线及施工方案等的 重要依据，使掘进机在此阶段的施工中始终按预定的方案实施 ，以良 好的状态、准确无误地进入接收井内。(3 )顶管机进接收坑在接收井砖墙封门破坏后掘进机头应迅速、连续顶进管节，尽 快缩短出洞时间。掘进机整体进洞后应尽快把机头和混凝土管节分 离，并把管节和接收井的接头按设计要求进行处理，减少水土流失。7、项管施工过程中应

45、注意的问题1 当掘进机停止工作时 , 一定要防止泥水从土层或洞口及其它 地方流失。不然，挖掘面就会失稳 , 尤其是在进洞这一段时间内更应 防止洞口止水圈漏水 .2 在掘进过程中 , 应注意观察地下水压力、 泥水仓水压力的变化 并及时采取相应的措施和对策，只有这样才能保持挖掘面的平衡稳 定.3 在顶进过程中 , 随时要注意挖掘面是否稳定， 要不时检查泥水 的浓度和相对密度是否正常，还要注意进排泥泵的流量及压力是否 正常.应防止排泥泵的排量过小而造成排泥管的淤泥和堵塞现象。4 压浆孔的处理，顶管顶进完成后，对管节上的压浆孔进行封 堵措施。8、顶管施工测量和方向控制1 测量及控制指标为了保证顶进轴线

46、控制在设计轴线允许偏差范围内， 在顶进过 程中要密切注意激光点的偏向。 轴线测量的控制系统设在工作井内 液压主顶装置中间。施工中需经常对控制台进行复测 , 以保证测量 精度 , 控制台基础应用混凝土浇筑在沉井底板上 .按独立坐标系放样后用测量控制台使它精确地移动至顶管轴 线上,用它正确指挥顶管的施工方向。2 施工顶管测量和方向控制在后顶观察台架设 J2 型激光经纬仪一台，通过后视测机头的 光靶及后标点的水平角和竖直角各一测回 , 编排程序计算顶管的头 部及尾部的平面及高程。测量与方向控制要点 (1)有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须 遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测

47、量员T项目管 理部T监理工程师，确保测量万无一失。(2 )布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必 须定时复测并及时调整。(3) 顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10' 20'不得大于 0.5 °. 并设置偏差警戒线 .(4 )初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制 , 因此, 一方面要 减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏 .( 5) 开始顶进前必须制定坡度计划， 对每一米、每节管的位置、 标高需事先计算 , 确保顶进时正确 , 以最终符合设计坡度要求和质 量标准为原则3 注意问题顶管施工初次放样及顶进尤为重要， 另外由于顶管后

48、靠顶进中 要产生变化， 后台的布置应保持始终不变形、 移位来确保顶管施工 测量的正确性 .工作井宽为 6 米，长为 8 米, 为钢板桩井，井深需要具体的图纸确定 .DN1800 气压平衡顶管施工方案工程概况 ：施工地点：义乌市香山路-江滨南路交叉口© 1800污水干道管网 管道工程 ,在施工中我们碰到很多困难 ,发现地层和地质与原地质报 告提供的情况存在较大差异，通过大开挖的施工发现该地下层面都 是比较尖硬的风化岩石层面，由于楼下村王宅村居民房动迁存在一 定困难，按原来的施工方案施工将会造成周围的居民房倒塌，甚至 会威胁到居民的生命安全 ,其后果不堪设想。原本我们想采用日本最 先进的

49、破碎掘进机来实施该段顶管施工，经过各方领导讨论 ,考虑到 以下几种情况：第一. 日本进口破碎机械费用成本大。第二. 该段顶管根据实际情况只能一次性成功。第三. 顶管工作井需要增加（因为该机不宜长距离顶管）第四. 施工现场用电和场地不够配置 . 综合以上种种原因和成本费用实际考虑 , 我们将确定采用手掘式 气压平衡施工方法，具体实施方案如下：一、顶管总体施工方案由于楼下村王宅村管道段情况复杂， 该段居民动迁出现一定困难， 影响我们原来的施工方案，经过各方的讨论和研究，计划在楼下村 王宅村管道段采用气压人工气泵镐枪掘进方法顶管施工方案。二、施工工艺流程1、工艺原理概述：气压平衡式顶管的工作原理是，

50、通过作用于临时掘进工作面上的 气体压力（这里的气体压力一般根据工具管底部的地下水压力来确 定），来阻止地下水在整个掘进工作面的高度范围内，作用的气体压 力是相等的，但地下水的压力是有梯度的，因此在工具管的顶部就形 成一个超过平衡压力的气体压力区在这一压力作用下，地层空隙中 的水被挤出，地层也从原来的饱和状态过渡到半饱和状态，从而起 到平衡挖掘面的作用。工艺原理图:设备布置图:1-冷却塔；2带纠偏装置的工具管；3-第一道气闸门；4空压机;5-第二道气闸门；6-空气滤清器；7防漏气装置；8送气管道2、气压平衡顶管施工工艺流程三、具体实施方案1、导轨安装：导轨安放在混凝土基础面上，导轨定位后必须稳

51、固、正确，在顶进中承受各种负载时不移位、不变形、不沉降。导 轨安放前，应先复核管道中心位置但在安装时必须复核.导轨面标高 按管道设计标高设置，在顶进中经常复核调整，确保顶进轴线的精度.导轨设置坡度与设计轴线相同。顶进工作坑的混凝土基础面的标 高等于管底标高减去导轨构造高度和管壁厚度之和（约600mm。导轨安装允许偏差：轴线位置：±3mm顶面高程：+3mn两轨间距：±2mm2、顶铁采用U形顶铁：U形顶铁通常是一个内径较小、外径与“F” 管相同的,有一定厚度的钢结构件，主要作用是把主顶油缸的点推力， 分布在被顶“F”管的圆周上，使“F"管受力均匀并保护管节的端面。3、

52、设置承压壁：安装在工作坑后座墙与主千斤顶之间的钢结构件。承压壁承受和传递全部顶力，必须具有足够的刚度和强度，本工程承压壁的设计承压能力为1600T4、安装主顶设备：主顶设备安装在承压壁前方，使顶管掘进机和 管道向轴线方向顶进的加力组合装置.由组合千斤顶架、4只主千斤、 油泵站2管阀、马蹄形顶铁、环行顶铁组成.5、工具管安装将制做好的工具管平稳安放在导轨上后 ，对工具管前后端的中心方向偏差和相对高差进行测定。6、管节吊装管节吊装主要采用 16T 气吊装卸，并用专用吊具，以保护管口 不被损坏。7、安装管节管节安装下管前先进行外观检查，包括管端的平直度 , 管壁表面的光滑度， 端面上有无纵向裂缝等

53、, 对马蹄型端面，裂缝、管壁粗糙不得使用。 经检查合格 的管子吊至顶管的工作坑导轨上，准备连接顶进。对于管的承插口尺寸，结构 应认真测量，符合标准方可下管顶进。8、管道接口管道接口选用与 F 钢承口管管材相互配套的契形橡胶圈柔性接 口.9、顶管作业（1）、掘进顶管掘进主要采用人工挖掘出土， 施工中应做好管内的通风工作， 确保人身安全。工作面挖土操作的主要点为：一般采取先破碎后顶 的原则，以保证不超挖，在遇到大的石块或者偏差较大必须采取挖 土石纠偏时才能向前超挖。规定开挖范围，不得超挖,管端上部可超挖15mm以减小顶进阻 力，特别是管底土基的 135 度包角范围内 , 一定要保持管底壁与土石 基

54、面吻合；不得扰动管底下部的地基土；挖出的土石要及时外 运；开挖要及时配合顶进操作，及时测量，以便顶力限制在较小的 范围；管前挖土石深度，一般为千斤顶出镐长度。土石质好，可超前500mm以内，不宜超前过长，以免引起管位偏差大和管端上方土 石坍塌.（2）、运土石工作坑采用人工挖土石吊车垂直吊升出坑，然后采用人工装车运 至指定堆土场堆放，如果出土石量大采用自卸汽车运土石.管道内土石方通过管内水平运输和工作坑吊车垂直运输提升至地 面，管内水平运输通过小四轮车拖运土，人工或卷扬机吊运，然后 将土石方运至在指定的地点进行堆置。（3）、气压平衡装置的起用当遇见含水量较大或流砂现象的地层时，为保持掘进面的稳定

55、， 防止出现坍塌，而引起地面的塌陷，应立即起用气压平衡装置。首先，关闭顶管机第一道压气舱门，使工作舱与大气隔绝.在工作 舱完全密封的情况下，向工作舱输入压缩空气，气体的压力一般要高 出地下水压力o。oiMPa以阻止地下水涌入工作舱，达到平衡掘进 面地目的。第2步作业人员进入物料舱，关闭第二道舱门，也向该舱 输入与工作舱同等压力的压缩空气，然后打开第一道舱门，作业人 员开始掘进作业。第三步当物料舱装满后，停止掘进，关闭第一道舱 门，打开第二道舱门，装土、运输。如此反复循环作业。为保证作 业人员的安全，必须保证最大工作气压限制在 0.36Mpa的人体能承 受的安全气压.挖掘、气压加压操作流程(4)

56、 、顶管施工测量顶管施工测量工作分以下四个方面：、顶进前的准备阶段测量：工作坑开挖之前应对工作坑轴线， 距离和引临时水准点进行复测贯通，顶进前应对工作坑的方位，高 程进行复测，并标定管道中心线，设立临时水准点。开始顶进的第 一节管必须平稳进洞，位置正确.、顶进过程中的测量：管道轴线 及高程均由激光经纬仪测定，经纬仪架放在工作井的后部，并固定在 底板上,顶管机后端装设激光光靶，操作人员通过观察激光光点偏移 及顶进长度，判断管道前进的趋势，及时采取纠偏措施，校正前管段 方向。主要是对首节管进行测量，每天不少于 2次。除对首节管频 繁测量外，每顶进30m-50m还对整个顶进管段进行复测，检查中间 管节有无下沉现象。当管道顶进发现偏斜误差时，每顶进一镐即要 测量纠偏一次.、地面观察测量：为检查地面有无沉陷和隆起，开 始顶进前，应在路面上选好基线（中心轴线） ，在慢车道和快车道两 端横向 10m 范围每设置一水平基点，以保证顶进控制的精度。对通 过有地面建筑物的顶段，在其建筑物上选点作为沉降观测点。、 工程竣工测量：工程完工后 , 对过程测量记录进行认真整理，竣工后 在进行一次至二次稳定性测量，确认符合规定标准。（5）、管道内有害气