北五环匝道机械顶管泥水平衡施工方案

1、太阳宫热电厂天然气工程（来广营高压A调压站-北六环）北五环匝道段机械顶管施工方案编制_ 审核_北京城乡建设集团有限责任公司太阳宫热电厂天然气工程3#标项目经理部2007年6月24日第一章 编制说明一、编制原则1.本施工组织设计仅作为太阳宫热电厂天然气工程（来广营高压A调压站-北六环）北五环匝道段机械顶管的施工依据。2.确保本工程质量达到合格标准，满足业主的工期要求，有利于施工安全、环境保护、文明施工。3.根据本工程特点及工期、质量要求，合理安排财力、人力及物力。 4.精心组织施工，创造精品工程。二、编制依据1. 北京市煤气热力工程设计院有限公司设计的太阳宫热电厂天然气工程（来广营高压A调压站-

2、北六环）天然气管道平面图及纵断图。2.中国建筑技术集团有限公司提供的太阳宫-北六环燃气管线工程岩土工程地质勘察报告。3.质量、环境、职业健康安全管理体系：质量管理体系标准（GB/T190012000）环境管理体系规范及使用指南（GB/T240011996）职业健康安全管理体系规范（GB/T280012001）4.工程技术规范及有关说明：城镇燃气设计规范GB500282006；输气管道设计规范GB502512003；建筑变形测量规程（JGJ/T897）；建设工程施工现场供用电安全规范（GB5019493）；北京市建筑工程资料管理规程（DBJ01512003）；建设工程项目管理规范（GB/T503

3、262001）；北京市建筑工程施工安全操作规程（DBJ01622002）；北京市建筑工程施工现场生活区设置和管理标准（DBJ01722003）；给水排水管道工程施工及验收规范GB5026897竣工验收按设计图纸的有关说明及标准执行。第二章 工程概况一、概述本工程为太阳宫热电厂天然气工程（来广营高压A调压站-北五环）的穿越北五环匝道段，设计采用F型预制钢筋混凝土管节，公称内径2000 mm，每节长度3000mm，相邻两节间由特制接头承插连接，接缝防水采用由氯丁橡胶制成的齿形橡胶圈，衬垫材料为多层胶合板。采用机械顶管施工。其中里程桩号T19T20，长度为51米，管底标高为29.5米，管底深T19为

4、8.7米，T20为9.5米。里程桩号T26T27，长度为111米，管底标高为28.5米，管底深T26为10.255米，T27为10.555米。二、工程特点1、工程管线较长、管径较大。2、本工程是北京市重点工程项目，必须确保施工工期。3、沿线地貌、交通状况、地下水位较高、地质情况复杂。三、地质简况根据地质勘察报告简要说明本工程的地质情况如下表：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

5、、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。 地质剖面图地下水情况本区有三层地下水，第一层属台地潜水，静止水位埋深为1.705.20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。第三章 机械顶管施工方案一、施工部署(一)建立施工组织机构：组织机构框图机械师技术负责人机 长技术员质检

6、员司 钻泥浆员钻 具电 工焊 工泥水平衡施工队项目部(二)技术准备工作：(1)组织工程技术人员熟悉审核施工图纸，掌握本工程的设计意图、施工特点及特殊工序要求以及甲方对本工程的工期、质量、安全等要求；编写各种技术交底。(2)技术及管理人员现场勘察地形，地貌及地下障碍物的情况。(3)测量及试验人员做好施工前的各项准备工作，检查验收场区的控制桩，编制测量放线方案，按照测量方案测设施工控制桩，并作好控制桩保护。(4)在施工组织设计基础版的基础上，结合施工图纸（资料）和现场实际情况，编制行之有效的施工组织设计。(5)会同业主及监理单位进行图纸会审和技术交底。(三)施工人员准备为了保证本工程如期完成施工任

7、务，决定发挥我们整体实力和专业施工能力，利用多年从事穿越施工的丰富经验，选派具有丰富专业施工经验的施工队伍进场施工。该段泥水平衡顶管穿越施工由60人组成：机头控制 6人 测量工 6人注浆工 6人 电工 6人电焊工 6人 辅助工 30人 (四)物资设备准备：为了保证本工程有序的进行，同时不占用较多资金，根据施工的先后顺序编制可行的材料、机械设备进场计划。材料采购计划按照工程量清单及施工顺序实施。 (五)施工现场交通布置：本工程投入许多大型设备，运输管材和辅材量也比较大，需要修筑施工通道，作为施工设备、材料和施工人员的进出道路。二、施工准备(一)施工测量1 对建设单位提供的施工区内的导线网与水准网

8、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。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0.1，坐标及高程精确到1毫米。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DS3水准仪进行观测，往返各一次。高程闭合差在20之内（L为水准跨线长度，以千米计）为合格。 井坑内的高程控

9、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。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

10、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。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。 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。(二) 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

11、。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。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：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

12、.5米厚的碎石过滤层。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36根竹条用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，下管过程见下图降水下管示意图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。4 洗井

13、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，5 装泵 每口井内设置l台25mm、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。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。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

14、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。8 降水维护降水期间要对抽

15、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。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。(三) 工作坑施工机械顶管需开挖工作坑，工作坑分为顶进坑与接收坑。1 顶进坑：占地面积为30米30米。2 接收坑：占地面积为30米30米。3 工作坑尺寸顶管需开挖工作坑，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

16、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）深度接收坑：6米（长）4米（宽）深度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，接收坑底板只需保留原状土即可；顶进坑需要浇筑钢筋混凝土后座墙，接受坑则不必。做法如下： （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：

17、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1000mm500mm，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

18、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6100100，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），

19、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35%。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。（9）顶进坑底板：在挖深达到顶进坑底标高后施作底板，底板现浇30厘米厚的C20混凝土，使用20双层罗纹钢，间距200200。底板预留500mm500mm500mm集水坑一个。参见图：顶管工作坑支护示意图、地圈梁配筋图、网片大样图（10）工作坑做好后，需要在工作坑的顶进反方向的墙壁前浇筑500mm厚 C25混凝土后座墙，配置双层20200200钢筋网。后座墙高5米，宽5米，埋入底板以

20、下1米。顶管工作坑支护示意图地圈梁配筋图网片大样图后座墙反力计算：后座墙总推力之反力计算可采用以下公式计算：R=BH2tg2(45+)+2CHtg(45+) +Hhtg2(45+)式中R：总推力之反力，KN；：系数，取=1.52.5；B：后座墙的宽度，5米；：土的容重，19KN/m3；H：后座墙的高度，5m；东南匝道:：土的内摩擦角，13度；C：土的内聚力，33Kpa；h：地面到后座墙顶部土体的高度，6m。经计算，后座墙的总推力之反力为1.69104KN；东北匝道:：土的内摩擦角，18度；C：土的内聚力，20Kpa；h：地面到后座墙顶部土体的高度，5m。经计算，后座墙的总推力之反力为1.621

21、04KN；顶进坑与接收坑平面位置见附图:北五环穿越匝道工作坑位置图1、北五环穿越匝道工作坑位置图2三、顶管施工（一）施工工期按顶管施工推进速度为12-15M/天，计划穿越北五环东北匝道顶管工期4天，东南匝道计划11天（不含工作坑施工、机械安装工期）。（二）施工进度计划为了在规定的工期内完成施工任务，我方除保证人员、机械设备、物资器材作好周密的进场计划及时供应外，计划采用每日三班8小时的工作制度。施工进度计划详见下页：施工进度计划表施 工 进 度 计 划 表序号工 作名称天数24681012141618202224262830323436384042444648505254穿越东北匝道施工1降水

22、施工262工作坑、接收坑施工153设备安装及调试24管道顶进45设备出洞及撤场26管道内混凝土平基37管道安装及附属设施施工108工作坑、接收坑回填4穿越东南匝道施工1降水施工262工作坑、接收坑施工153设备安装及调试24管道顶进115设备出洞及撤场26管道内混凝土平基37管道安装及附属设施施工158工作坑、接收坑回填4（三）顶管机、配套设备选择1、顶管机的选择针对业主方提供的地质情况，我们选用2000泥水平衡式顶管机头。该种顶管机有如下特点：1）刀盘切削装置由3组电机提供动力，保证具备足够的扭矩力穿越可能存在的障碍物，3组变速箱为整机进口件，保证设备的可靠运行；2）泥水平衡，能较精确的控制

23、地面沉降。3）顶管机主要技术参数：顶管机外形尺寸：直径（外径）2420mm，顶管机总长4600mm；刀盘转距：513KN m；刀盘转速：1.74r/min；刀盘驱动电机：30KW3；纠偏油缸：100T8；最大纠偏角度：3；纠偏电机功率：2.2KW；进排泥管直径100mm；装机容量：95KW。顶管主顶机械总顶力为800T。 2、进、排泥泵选择进、排泥泵均选：6/40-AH ,参数如下：扬程21.6 m；流量2.7 m3/min；转数980rpm；功率30Kw。3、吊装设备的选择根据机头重量和吊车距坑边的安全距离，选用50T吊车下机头，下管选用25T吊车。（四）主要施工设备序号设 备 名 称数量备

24、 注12000泥水平衡顶管机2台2推进系统2套3液压动力站2套4电气设备2套5测量设备2套6同步注浆系统2套7进、排泥系统2套8200KW发电机组2台950T吊车1台1025T吊车1台（五）管材与接口1、管材根据设计要求,采用F口钢筋级砼管，接口采用契形橡胶密封圈。2、管材与接口验收选用优良管材并处理好管子接口对顶管施工是十分重要的。对于成套管材，要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。3、施工期间的复验施工前再次检查接口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地，确认合格后方可使用。接管前要将橡胶圈和垫衬板用硅胶牢牢粘在管材上，保证接管时橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。 (六)

25、施工工艺流程1、施工工艺流程图施工工艺流程图见下图：工程开始测量放样放样复核基坑构筑 工作坑设备安装 地面设备安装 进洞准备 泥浆材料准备机头进洞 顶管推进 泥水管理下管、接口安装水平顶进顶管出洞结 束施工工艺流程图2、泥水平衡掘进顶管施工原理泥水平衡掘进顶管施工是将已调成一定浓度和比重的泥水，通过泥水系统送至掘进机头掌子面处形成泥膜，利用泥膜来稳定掌子面。顶管掘进机的前部刀盘附近设有隔板，形成泥水压力仓，通过调节推进油缸顶力和输送泥水压力就可以使泥水对开挖面地层保持一定的压力，这种压力与开挖面的地下水压力及土压力之和相等时，就使顶管机开挖面处于压力平衡状态，保持了开挖面的稳定。同时，顶管掘进

26、机头刀盘切削土层，被切削下来的泥土进入主切削刀后部开闭幅度可调的进泥口与注入泥浆均匀搅拌，然后由排泥系统输送泥水至地面，再由地面泥水处理设备将泥水和砂石分离，将泥土运走。分离后的泥水再送入输送泥浆系统循环使用。顶进系统通过稳定的顶进速度，将管道沿掘进方向顺利顶进。12354泥水平衡顶进示意图96781、机坑导轨 2、顶镐 3、激光经纬仪4、后背铁 5、顶铁 6、砼管7、止水圈 8、光靶 9、机头四、顶进控制（一）泥水压力设定泥水压力值应能与地层土压力和静水压力相平衡，并在地层掘进过程中根据地质和埋深情况以及采取的相应技术措施进行反馈和调整优化。泥水压力值的保持主要通过维持开挖土量与排泥量的平衡

27、来实现。可通过设定掘进速度，调整排泥量或设定排泥量、调整掘进速度两条途径来达到。通常情况下，通过泥水仓内的压力表把泥水仓内的压力控制在比地下水压力高20KPa，就可以达到平衡的目的和效果。（二）顶进速度控制：顶进速度的控制过程，应注意以下几点：1、主顶启动时必须检查千斤顶是否可靠，开始顶进和结束顶进之前速度不宜过快。每次顶进开始时，应逐步提高顶进速度，防止启动速度过大。2、调节顶进速度使出泥量控制在95%98%左右，泥水压力控制在设定范围内。3、在利用中继间（一级或多级）作接力顶进时，必须确保后级中继间及主顶所用千斤顶充分均匀受力，避免顶管机后退造成泥水压剧降，从而影响开挖面的稳定，待前级中继

28、间顺利顶进到位后依次将后级中继间及主顶顶进到位。4、一节顶进时，顶进速度值应尽量保持恒定，减少波动，保证泥水压稳定和送、排泥管的畅通。5、顶进速度的快慢必须满足每节润滑泥浆注浆量的要求，保证润滑泥浆系统始终处于良好的工作状态。根据实际施工的经验，正常顶进条件下，顶进速度应设定为2.53.5cm/min；如正面遇到障碍物或地基加固土，顶进速度应低于1cm/min。（三）泥水质量控制1.比重泥水的比重是一个主要控制指标。泥水密度比重不宜过高或过低，过高将影响泥水的输送能力，过低将破坏开挖面的稳定。实际施工和室内实验结果表明，适用于本工程的泥水比重范围应在1.121.20g/mm3限为1.12g/m

29、m3限需根据顶管机中心上所能承受的最大扭矩来确定。2粘度泥水的粘度是另一个主要控制指标。从土颗粒的悬浮性要求而言，要求泥水的粘度越高越好。根据泥水处理系统的自造浆能力，随着顶进节数的增加，泥浆比重越来越大，粘度也呈直线上升，而粘度的增加并非说明泥浆的质量越来越高。泥浆粘度的范围应在2025S。（四）轴线和高程的控制：1、测量工作是整个顶管工程质量的关键，它的实施好坏将直接影响到管线线形的平顺，甚至影响到顶管的顺利贯通，因此需精心实施，确保无误。2、测量包括高程测量和左右偏差测量两部分。3、高程测量较简单，在地面上把永久性水准引测至井边，通过垂直吊钢尺引测至井下，设临时水准点，再在管道内架设水准

30、仪测至机头内标靶，即可知道机头高程偏差。此水准还可从机头测出来，闭合差按二级水准控制。4、轴线测量，在井内设固定的测站，根据设计坡度，经纬仪调好垂直角度，从镜子看光靶上刻度。5、根据接收井预留孔间隙，考虑到沉井土建施工存在误差，机头操作也存在误差，我们把管道内导线测量误差控制在25mm。导线测量测回数定为一测回，必要时增加测回数。6、顶进中要做到勤测量、勤纠偏、微纠偏，在进洞和出洞阶段适当增大测量密度，出现偏差应马上纠偏，减少与轴线的偏差次数。前两节连接成整体。五、 推进顶力的理论计算和中继间的设置（一）推进顶力的理论计算F=F1+F2其中：F总推力 F1为迎面阻力 F2为顶进阻力 F1=/4

31、*D2*P （D为管外径2.4m P为控制泥水仓压力） F2=D*a*L2 （a为管子与土之间的剪切应力，取4KPa， L2为推进长度，两段分别为51米、111米。） 式中P为控制泥水仓压力，取95Kpa。则F1=3.14/4*2.42*95=42.98tF2=3.14*2.4*4*51=153.8tF2=3.14*2.4*4*111=334.8t取F2=153.8/0.7=219.7t；F2=334.8/0.7=478.3t东北段总顶力F取262.68t, 东南段总顶力F取377.78t,我们拟采用800吨主顶进行施工，大于总推力F,满足最大顶进长度要求。（二）中继间的设置根据计算结果，该两

32、段顶管段主顶最大顶力均大于设计顶进长度计算顶力，不需要增加中继间。六 机头进、出洞口及顶进施工顶管施工中，进出洞口工作是一项很重要的环节，要加倍的认真对待，确保其安全性，可靠性。1、机头进洞如果进洞安全、可靠又顺利，可以说这节顶管施工已成功了一半。进洞前要做好以下工作：（1）对洞口采取插钢板桩封堵洞口；（2）安装洞口止水圈为阻止地下泥水及触变泥浆从管外壁与土体形成的缝隙流入主坑，洞口处须安装洞口止水圈。主要采用10mm厚， 300mm宽钢挡圈，50mm厚，300mm宽遇水膨胀橡胶圈，50mm厚，200mm宽聚硫密封膏。先将止水圈装置初步就位，临时固定在进洞孔井壁上，然后推进掘进机至止水圈，根据

33、掘进机外圆与止水圈板内圆的周边等距离来固定止水圈，确保止水圈中心与管道中线轴线一致。止水圈里平面与井壁要密实，以防漏浆，影响注浆效果。（3）导轨按管道设计坡度铺设，尽力向设计标高修正；（4）在进洞孔砼上安装延伸导轨，其坡度和标高与道轨一致。（5）在顶管进洞前，需重点对洞圈外部土体的井点降水效果进行检查，只有在确认地下水被降到一定程度后，并且进洞口加固土体达到设计强度后，方可进行顶管进洞施工。对顶管机、主顶进装置等主要设备进行一次全面的检查、调试工作，对存在问题及时解决；同时，充分准备好顶管进洞施工所需材料，并在各相关位置就位仔细检查好洞口第一道橡胶衬套压密效果，以确保顶管机正常进洞。钢封门打开

34、后，顶管机迅速靠上开挖面，并调整洞口止水装置，贯入工作面进行加压掘进，尽量缩短开挖面暴露的时间。（6）顶管机进洞前要根据地层情况，设定顶进参数。开始掘进后要加强监测，及时分析、反馈监测数据，动态地调整顶管机掘进参数，还应注意以下事项：a、在顶管机靠上正面土体后，需立即开启刀盘切削系统进行土体切削，防止顶管机对正面土体产生过量挤压，使切削刀盘扭距过大；b、由于顶管初进洞处于加固区域，为控制顶进轴线、保护刀盘，顶进速度不宜过快；c、由于顶管初进洞段顶进施工过程中，对顶管机姿态要勤测勤纠，力争将进洞段顶管轴线控制到最好，为后阶段顶管施工形成一个良好的导向；d、顶管机完全贯入地层，管注浆还未实施前，顶

35、管机以及出发的各设备均处于极不稳定状态，顶进中要经常检查，发现异常，立即停止顶进，进行妥善处理。e、在顶进前三节混凝土管时，将第一节管和机头，前三节管材全部用钢筋焊接起来，以加大机头的受载面积，防止机头下沉。2、顶进施工（1）顶进主要参数在顶管机掘进中，泥浆的压力、浓度对保持挖掘面的稳定性起者关键作用。泥浆浓度根据土质变化及时调整。泥水仓泥浆压力取决于地下水、土压力，施工过程中及时测得观测数据，确定泥水压力，使泥水仓压力始终大于水压力。机头顶进速度设定2535mm/min。如要加大顶进速度，在保证泥水仓泥浆压力的条件下，要先加大流量，在计算顶进速度，否则排泥管会堵塞。泥水压力值应能与地层土压力

36、和静水压力相抗衡，并在地层掘进过程中根据地质和埋深情况以及采取的相应技术措施进行反馈和调整优化。泥水压力值的保持主要通过维持开挖土量与排泥量的平衡来实现。可通过设定掘进速度、调整排泥量或设定排泥量、调整掘进速度两条途径来达到。（2）泥浆管理泥浆管理就是对泥浆质量的控制，即对泥浆四大要素的调整。四大要素为：最大颗粒粒径、粒径分布、泥浆水密度和泥浆水压力。泥浆控制除保持开挖面的稳定外，对泥浆稳定、泥浆中土粒保持也很重要。随着粘土矿物组成和氯离子浓度的不同，泥浆物理特性由很大的不同。因此，使用前先进行泥浆试验，了解其主要特性，根据管理标准值进行控制以保持适当泥浆压力。（3）顶进施工顶进工作开始前应检

37、查和注意如下事项：检查液压动力站的液压油是否加注充分。应确保液压管路和泥浆管路个接头连接正确、可靠。操纵台上的所有控制开关都应处于空挡或停止位置。确保供电电源符合要求。电动机的旋转方向正确无误。泥水平衡顶管掘进机的所有操作都是通过操作台上的按扭开控制的，操作人员必须严格按操作规程进行操作。（4）测量纠偏a、测量方法顶管内接受激光束的光靶传感器和数据处理系统组成了顶进状态测量控制系统，用来测量以激光导向点为参照的顶管机切削仓的测量板的垂直和水平位移、激光入射水平角及顶管机切削仓的仰角及滚动角。b、控制系统操作人员通过远距离摄像监控及微机系统，对测量数据进行处理计算并将处理结果反应出来的顶管机位置

38、偏差显示在操作室屏幕上，指导操作人员对顶管机进行纠偏作业。c、精度控制措施项目部测量队由经验丰富、技术熟练、责任心强、持证上岗的测量人员组成。并配备数量足够及符合精度要求的测量仪器。管道每推进250-300mm时测一次中心轴线，若一发现偏移趋势就进行纠偏，若偏移量达到20mm时，立刻停止顶进，查明原因有措施保证后再顶进，确保顶管轴线的质量，勤测勤纠。（5）、注浆减阻为了减少推进过程中的阻力，在顶管掘进机外壳上涂沫仿瓷材料；在顶进中对管子外壁周围注入润滑浆。注浆材料选用成品膨润土粉。按照膨润土：水=1：4（重量比）的比例拌成润滑浆。膨润土经过拌浆设备与水拌匀后放入注浆贮存池，经充分的膨胀，有足够

39、的稠度再用螺杆泵通过管道泵入管子的外壁上，形成浆套。工作井附近搭建贮存注浆材料膨润土的防雨棚，贮存量为10t。拌浆桶、盛浆桶、注浆贮存池布置在工作井的北侧，螺杆注浆泵放在工作井内。注浆主管道采用2寸镀锌钢管。注浆管的安排：在掘进机头后连续放四节有注浆孔的管子，后面每隔二节管子排放一节有注浆孔的管子。前面较密的注浆管功能是让其形成浆套，后面段主要出于补浆的目的。在顶进过程中按具体情况适当地调整注浆位置、注浆量与注浆压力。补浆量视具体情况而定。（6）、泥浆处理在顶进过程中，泥浆系统一直不停的在工作，砂石分离工作也必须一直不停，并由专人负责看管。排泥泵通过排泥管将泥水仓的泥水排至地表，经过机械振动筛

40、将砂水分离，分离出来的砂石直接装车外运，泥浆流入沉淀池。沉淀池两座,轮流使用，沉淀池上清水排放，中层泥由配浆技术员测定其泥浆性能，如果其性能达到要求就可重复利用，若达不到要求就用泵把中层泥浆抽到搅拌机内进行重新造浆。3、机头出洞（1）顶管机前端靠近洞门时，为避免顶管机进洞门过程中因正面顶力过大而造成封门变形，正面土体涌入井内等严重后果，待顶管机切口距封门3米左右位置时，打开预设在洞门上的2个1寸的应力释放孔，释放对部分由于顶管顶进而造成封门的挤压并通过应力释放孔对外部土体情况进行初步探查，加强对土体及洞门的变形观测，严格控制排渣量（2）在顶管机靠上洞门后，先割去中间位置的一道横封门；然后在封门

41、中心位置割出一直径5cm左右的圆洞；通过此圆洞察看外部土质情况并找出顶管机的中心位置；根据顶管机中心位置在钢板封门上实际放样出一个直径2420mm的圆圈；在通过一段时间的实际观察，认为外部土体情况良好的前提下，迅速拆除槽钢及割除钢板封门；迅速顶进顶管机，并同时插下弧形钢板；在顶管机板与管节焊牢。4、触变泥浆置换机头出洞以后沿管道轴线，在原有注浆孔处注入水泥浆液来置换膨润土泥浆并对管外壁的土体起加固作用。七、道路的沉降控制及保护措施1、任务和要求要求该项目从穿管开始至结束，对五环路面进行沉降观测，通过沉降观测，取得精确可靠的沉降数据，掌握路基在施工期间不同的时间而发生的变形规律，保证五环路的正常

42、运行；如发现异常情况及时采取措施来控制沉降，确保道路的安全。2、地面沉降的计算地面沉降的计算可采用下述公式。式中：wmax管中心线上部土体的最大沉降量(m)；Vs每顶进一米的土体损失体积(m3/m)；is沉降糟宽度系数。其中 粘性地层 is=0.43(Z0-Z)+1.1 (m)无粘性地层 is=0.28(Z0-Z)-0.1 (m)式中：Z0自地表到顶管中心线间的深度(m)；Z自沉降测定面到地表之间的深度(m)；上述公式中，Vs与采用的顶管施工工艺，机头形式，土质等都有较为密切的关系。计算公式如下：Vs=（D21-D22）*/4式中：D21隧道直径D22管道外径另外，如果沉降测面为地表时，Z就为

43、0，沉降槽的深度与测定面到管中心的深度成反比。在其他条件相同的情况下，测定向到管中心的浓度越深，沉降槽的浓度就越浅（请参见图1）。所以埋深越深，沉降就越小。图1沉降槽3、沉降控制措施（1）在顶管作业时，可通过操作台控制顶速和输送泥水的压力，使泥水仓压力和开挖面的地下水压力与土压力之和相等，使开挖面处于压力平衡状态，才能保证开挖面的稳定不坍塌。在通常情况下，通过设在泥水仓内的压力表把泥水仓内的压力控制在比地下水压力高20Kpa的范围，就可达到平衡的目的和效果。（2）根据以往经验，在顶进过程中，控制好顶进压力、注浆量、推进速度，以及控制好轴线测量工作，作到勤纠勤测，精心操作，精心施工，沉降量可以做

44、到0.5cm1.0cm以内,这样可有效的控制沉降，达到预期的控制目标，确保建筑物的安全。（3）顶管跟踪注浆控制沉降顶管顶进过程中，通过提高触变泥浆的稠度，可以起到控制触变泥浆的流失，防止地面沉降发生的效果。（4）在砂层中顶进时，可随时调节进泥口的开口度；进泥口开口度可调，即可防止土砂大量涌入泥水仓引起顶管失败，又可使正常顶进排泥量、排泥速度保持同步；顶管中途停顿或暂时中止前，将进泥口完全关闭，可保持顶进面的压力，安全性高。（5）顶管结束注浆控制沉降顶管完毕后，在管道周围与土层的空隙之间注水泥浆，防止地面沉降发生。 八、沉降观测1 任务和要求要求该项目从穿管开始至结束，对五环路面进行沉降观测，通

45、过沉降观测，取得精确可靠的沉降数据，掌握路基在施工期间不同的时间而发生的变形规律，保证五环路的正常运行；施工阶段每天观测一次,穿管结束后每2周测一次，三个月后每季度测量一次，路面观测两年；如发现异常情况及时通知业主。2技术方案2.1观测精度根据本工程的特点和甲方对沉降观测的要求,依据有关规范、规程要求，选用二等水准精度施测，各项限差应符合下表规定：变形测量等级水准观测等级往返较差附合或环线闭合差（mm）变形点高程中误差（mm）相邻点高差中误差（mm）检测已测高差较差（mm）三二0.6n1.00.50.8n每站高差中误差（mm）相邻基点高差误差（mm）基辅分划读数之差（mm）基辅分划所测高差之差

46、（mm）视线长度（m）视线高度0.31.00.30.630中丝法读数2.2基准点及高程基准点是沉降观测起始数据的基本控制点。本工程拟建立3个基准点，基准点设在同向路面上，距离沉降观测点50100m左右，要求埋设于地基稳固、通视条件好且便于保存、观测之处，具体位置会同有关等单位共同选定。2.3沉降观测点本工程每段拟布设沉降观测点20个, 沉降观测点位分布见附图；沉降观测点计划埋设在地上一层外墙上，点位应高于设计地面0.3m左右；沉降观测点的埋设和保护需要施工单位和甲方的大力支持和密切配合。施工方法：使用冲击钻打孔后安装永久性沉降观测标志。2.4沉降观测与成果计算沉降观测使用德国蔡司厂Koni00

47、7补偿式自动安平水准仪，配合钢尺，进行精密水准观测。一切操作按国家二等水准测量技术要求和本设计限差要求进行。2.4.1观测内容基准点、沉降观测点第一、二次观测必须进行往返观测，并自成闭合路线，第三次开始可以不进行往返观测，基准点观测周期可适当延长，但每次必须进行基准点某一点至建筑物上的工作基点的往返引测。2.4.2成果检查和处理每次沉降观测结束后，应认真检查全部观测记录，路线闭合差符合要求后,经严密平差计算和处理后，计算各沉降点的高程，计算各点一个观测周期内的沉降量，并计算各点的累计沉降量，并填写沉降观测成果表，报送监理工程师和施工单位。2.4.3作业规范a.五固定:固定主要观测人员、固定观测

48、仪器、固定观测标尺、固定观测路线、固定观测方法。b.每次观测之前应将仪器露天放置20分钟后进行。c.烈日下观测必须使用测伞，温差变化大时应使用仪器罩。d.观测顺序应为后前前后。e.作业前检测I角应小于15。3最终成果和技术报告全部观测工作完成后，认真检查全部观测成果，并结合荷载、地质、气象等外界相关因素分析成果，绘制各种图表，按规范要求编写正式沉降观测技术总结报告书，提交全部技术资料和报告。4观测周期、工作进度和工程工期基准点埋设并固定之后，应及时进行第一次观测，第一次观测时需引测地方高程系，与施工单位统一，以便和设计标高接轨。也可假设高程。因特殊情况需增加机动观测次数时，需另行考虑、商议。5

49、.安全保障由于此项工作在高速公路上进行，所有作业人员必须穿安全标志服，仪器周围设置安全标志，作业人员要严格遵守各项操作规程，确保此项工作的顺利进行。九、顶管施工常见病害的防治1、管道轴线偏差过大（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。（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

50、随时绘制顶进曲线，以利指导顶进纠偏工作。2、顶力突然增大（1） 增大现象在顶进过程压力表指针突然增大。(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。3、管道接口渗漏(1) 渗漏现象管道接口渗水、漏水。(2)预防措施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

51、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、钢筋混凝土管节裂缝(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。(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。第四章 质量目标设计及质量保证措施一、质量总目标1、 采用ISO-9001质量控制和质量管理模式管理施工各个环节，开展各项管理工作和施工生产。2、 质量指标工程受检率100%，合格率100%。二、质量保证体系1.为了保证本工程

52、达到预期的质量目标，防止施工过程中质量失控，项目部必须建立质量保证体系，明确相关人员的质量职责。所有施工人员严守岗位，各尽职责。质量保证体系见下图：项目经理部质量保证体系框图项目经理项目总工程师项目副经理技术质量部施工生产部安全环保部设备物资部办 公 室施工班组 公司2. 质量控制流程质量控制流程图项目经理项目总工质量部生产部专项工程技术负责专职质检各单项技术施工班组业主监理质量监督 公 司3.根据ISO-9001质量控制和质量管理模式建立项目施工质量保证体系，明确每一个要素负责人，坚持“质量第一”和质量否决权，同时细化、量化质量指标，与个人奖金挂钩，奖优罚劣。4.从工程之初，制订质量计划，按

53、标书规范每步工作程序，实行标准化管理。严格控制“采购”程序，加强进货过程的检验和试验以及最终检验和试验，以确保各项质量目标和实现。5.为了确保施工质量，要不断强化全体施工人员的质量意识，在施工过程中，坚持谁施工，谁负责的原则。施工前各岗位人员必须先明确操作工艺及质量标准。同时，根据施工现场特点制定“预防措施”，有针对性地加强工作坑、管道顶进、定向钻穿越施工中的通病防治。三、质量保证措施1.建立健全质量管理制度,并认真贯彻落实各种质量标准及本单位的质量管理制度.2.加强“三检”制度的落实,严格工序控制,未经三检的工序决不放行.3.严格按施工图纸、施工规范、操作规程和技术交底等有关文件施工。4.加

54、强现场材料的管理，做到不合格的材料不进入施工现场，如若发现有不合格的材料进入现场，则追究有关材料员的责任，不合格材料坚决退场。5.特殊工种必须持证上岗，杜绝无证操作。6.配合工程进度，组织劳动竞赛，以质量水平高低为判别标准，以提高施工人员的创优意识，严格执行奖优罚劣制度。7.施工中必须加强定位控制测量工作，在测量人员放线定位后，由公司专业测量人员（测量技师）复核桩（点）位置、高程等项目。8.各种施工记录填写及时、准确、清楚，符合要求，并及时报有关部门或单位。9.现场实行质量一票否决制，对于不合格的工序，质检人员有权令其停工或返工。任何施工人员均有权将发现的问题或问题隐患向有关部门汇报。10.发

55、现质量问题按有关规定及程序向有关部门及时反映，不得瞒报自行处理。11.材料采购由专人负责，严格按照有关规定和制度进行。12、工作坑采取轻型井点降水方案进行降水，保持坑底不积水，以便于施工。13、顶管完毕，测量两端管底高程和方位，提交竣工报告。第五章 工期保证措施一、 工期目标我公司除科学计划，合理安排人力、机械外，在作业面的开拓上，也要做到科学、合理。同时，将任务计划到周、细化到日。以日进度保周进度，以周进度保月进度，以月进度保证整个工程的进度，确保工程按期完工。二、工期保证措施1.加强统筹管理。项目经理对进度全面负责，主管生产的项目副经理、项目经理部生产调度、工程技术负责人具体负责工程进度的

56、计划、安排、落实、检查工作。2.加强计划管理，制定详细合理的施工网络计划。针对各分部分项工程的工作量、影响工期程度，按照总体进度计划安排，编制各工序的详细进度控制计划，按照工序进度安排，将工作量具体分解到各施工机组。3.充分做好施工前的各项准备工作，对准备投入本工程的全部机械设备进行维修保养，使机械设备始终保持良好状态，提高施工效率。4.对施工人员进行技术培训，熟练掌握施工工艺和操作规程。5.增加工程作业面平行交叉作业。针对工程交叉作业的特点，制定科学的施工方案，充分利用各种有利条件，合理调度，保证各专业互不影响。6.保障材料供应，制定行之有效的材料计划，加强设备物资部的采购管理，确保材料不拖

57、延进度。7.项目经理部实行工程量统计报告制度，各机组负责人将每天的完成工作量统计后，报项目经理部。项目经理部根据计划进度和实际进度对比情况，决定是否增加施工机械或采取措施延长工作时间。8.接受现场监理工程师对工程进度的检查、监督，如工期拖延，按照监理工程师的要求限期追回，追回措施包括延长有效作业时间和增加施工机械设备。9.严格按照设计要求和国家现行有关规范标准组织施工，避免产生施工缺陷及由此产生对进度的影响。 10. 提高后勤保障水平，为施工创造良好的条件。 11. 协调好与业主、监理单位以及地方各有关部门的关系，妥善处理因施工产生的噪音或震动可能对附近居民的生活带来不便而影响施工的问题，创造

58、良好的外部施工环境，保证施工按进度进行。12. 建立施工进度与调整系统工程施工进度监测系统（框图）是工程施工进度实施过程建立进度数据采集系统收集实际施工进度数据数据的整理统计和分析实际进度与计划进度比较检查是否出现进度偏差进入施工进度调整系统否工程进度调整系统工程施工进度出现偏差分析产生施工进度偏差的原因分析进度偏差对后续工序影响确定影响后续工作限制条件采取施工进度调整措施形成经调整的施工进度计划采取相应技术、经济和组织措施实施调整后的施工进度计划工程施工进度监测系统第六章 施工安全保证措施一、安全目标我公司对本工程的安全目标：重伤，死亡事故为零；无重大机械设备损坏；无等级火警事故。二、安全管

59、理体系为了保证本工程安全施工，实现安全目标，我公司按照国家和北京市政府有关安全管理的规定，决定建立公司、项目经理部、专业施工队伍三级安全管理体系，同时建立以项目经理、专职安全员、施工员、班组长为核心的安全网络见下图。项目部安全体系框图项目经理项目副经理项目总工程师施工生产部安全环保部技术质量部设备物资部财务部专业施工队班组长操作员三、项目部各主要人员的安全职责1、项目经理安全生产职责a.对承包项目工程生产经营过程中的安全生产负全面领导责任；b.贯彻落实安全生产方针、政策、法规和各项规章制度，结合项目工程特点及施工全过程的情况，制定本项目工程各项安全生产管理办法，或提出要求，并监督其实施；c.在

60、组织项目工程业务承包，聘用业务人员时，必须本着安全工作只能加强的原则，根据工程特点确定安全工作的管理体制和人员，并明确各业务承包人的安全责任和考核指标，支持、指导安全管理人员的工作；d.健全和完善用工管理手续，严格用工制度与管理，适时组织上岗安全教育。录用外包队必须及时向有关部门申报，要对外包工队的健康与安全负责，加强劳动保护工作。e.组织落实施工组织设计中安全技术措施，组织并监督项目工程中安全技术交底制度和设备、设施验收制度的实施；f.领导、组织施工现场定期的安全生产检查，发现施工生产中不安全因素时组织制定措施，及时解决。对上级提出的安全生产与管理方面的问题要定时、定人、定措施予以解决；g.