顶菅施工流程

一、顶进设备的选用顶进设备是顶管施工的核心，它包括千斤顶、高压油泵、顶铁、顶管机以及排浆设备等。千斤顶，作为掘进顶管的主要设备，为确保工程进度不受故障影响，通常采用两套设备以确保万无一失。其布置需两台并列，确保顶力合力与管壁反作用力在同一轴线，避免顶进偏差。高压油泵由电动机驱动，选用额定压力为62Mpa的ZB-500塞泵，通过分配器和控制阀向千斤顶供油，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致。顶铁则负责传递和分散顶力，需能承受巨大压力而不变形，同时便于搬动，常见类型有横顶铁、顺顶铁和U形顶铁。二、设备安装选定顶管设备后，即进行安装。首先需测量好顶管轴线，确保设备机身托架采用钢结构，并在安装时严格控制轴线与高差，要求轴线偏差在3mm以内，高差控制在0至+3mm以内。后靠背采用40mm厚钢板，位置确定后需进行校测，确保工具头水平及垂直标高符合设计要求。一切准备就绪后，即可进行顶进施工。三、顶管机始发在顶管机出洞前，必须对所有设备进行全面检查并试运转。将顶管机推进洞口距井壁0.1m处停机，仔细检查姿态，确保水平及高程偏差在设计范围内。若初始阶段的顶进质量不佳，会影响后续管道轴线等，因此需特别关注。

2、将顶管机持续推进至土体中，同时依据顶管液压系统的参数和理论数据，计算出推进时的土压力控制系数。

3、在安装第一节管节之前，需将顶管机与导轨进行限位焊接，以防止主顶缩回时，因正面土压力而导致的顶管机回弹。

4、主千斤顶缩回后，便可吊放管节。

5、割除限位块，并采用刚性连接将前三节管与顶管机相连结，之后继续推进。四、顶进施工在顶管机出洞后的起始阶段，机头的方向主要由导轨的安装方向来控制。此时，需减慢主顶的推进速度，并不断通过油缸进行纠偏调整。要严格控制前5m至10m的管道顶进偏差，确保中心偏差不超过3mm，高低偏差控制在0至+3mm以内。在顶进过程中，应遵循“勤测、缓纠”的原则，保持纠偏角度在10′至20′之间且不大于1°。若出现偏差，需及时纠正并坚持“缓纠、慢纠”的原则。同时，注浆工作应与顶进同步进行，遵循“先注浆、后顶进、随顶随注”的原则，以确保管外围泥浆套的形成，从而发挥其减阻和支撑作用。在顶进过程中应避免长时间停注泥浆，以确保所有管段均能形成良好的泥浆套。根据顶力变化和偏差情况，顶进速度应控制在约50mm/min左右，最大不超过70mm/min。当管道顶进至距工作井前方内壁50cm时，应卸载并收回油缸和垫铁，然后安装管节并继续顶进。在顶进过程中需密切注意方向和顶力变化，若顶管处于不良地层导致机具两侧受力不均，应及时调整机具状态以确保方向准确。五、管节安装完成上述步骤后，即可进行管节的安装工作。

当一个顶程结束后，需要收回千斤顶和环型垫铁。接下来，可以在工作井内安装下一根管节。在管节吊入工作井之前，应先在地面上进行质量检查，确认合格后，再在管前端口安放楔型橡胶圈，并涂抹硅油以减小摩擦力。然后，将管节吊放在工作井内轨道上，使管节插口端对正前管的承口中心，缓缓顶入，直至两个管节端面密贴挤紧衬垫。在此过程中，需要检查接口密封胶圈及衬垫是否完好，如发现胶圈损坏、扭转或翻出等问题，应立即拔出管节重新插入，确认完好后再进行下一顶程。六、出土在顶管施工过程中，泥水平衡顶管机会将泥浆水打入泥仓中与机具切削土混合，然后通过排泥管输出。理论上，切削下的土体混合物会转化为4倍体积的泥浆。为了处理这些泥浆，我们在工作井周围放置一个存泥箱，用于存放泥浆并进行二级沉淀处理。处理后的水被重新打入机具的泥仓中循环使用，而沉淀后的泥浆则通过泥浆罐车运至指定的弃土场。七、膨润土泥浆的压注与置换为了降低顶进阻力并确保顶力控制，关键在于在管外壁与土层之间形成一个完整的环状泥浆润滑套。这可以通过注入膨润土泥浆来实现，从而将干摩擦状态转变为液体摩擦状态。为达到这一目的，我们采取以下措施：首先选择优质的触变泥浆材料并对膨润土进行取样测试；其次在管节制作时预埋压浆孔并安装注浆管；最后按照膨润土的特性要求进行触变泥浆的配制、搅拌和静置。一般而言，膨润土润滑浆的配制比例为：膨润土含量约为6%~8%，水约为92%~94%，具体比例可根据实际试拌情况调整。

泥浆的拌制需要均匀且充分。首先，将定量的水加入拌和桶，然后启动拌和机，逐渐加入膨润土，进行2-3分钟的拌和。接着，静置片刻让泥浆充分混合，再进行7-8分钟的搅拌，即可制成泥浆。制成的泥浆需放入贮浆池中静置24小时，使膨润土、水和碱发生置换反应，形成稳定性好、粘度适中的泥浆。在顶管施工过程中，使用注浆泵通过连接注浆孔的管道，将泥浆均匀注入管道外围。同时，为了防止贮浆池内泥浆离析，需要间歇性地搅拌泥浆。接下来是泥浆的压注方法。切削土壤的刀盘压力可以根据塔萨基公式进行计算，并在顶进第一节管节时调整到最佳值。具体调定值需根据沉降测量反馈数据来确定，并上报监理工程师。在压注泥浆时，需要在工作井内注浆总管上设置单向阀，以防止泥浆回流。同时，采用连续补浆的方法，确保管道外围空隙能迅速形成高粘度、稳定性的膨润土泥浆套。此外，还需根据不同情况选择合适的压浆方式。机尾同步压浆主要用于形成原始浆套和填充固有间隙；沿线压浆用于补充管道不直造成的沿线浆套缺损；而定点压浆则是根据沉降测量反馈数据，对沉降过大处进行补偿性压浆，以支承地表荷载。在顶进过程中，需要选用适当的注浆设备，如螺杆式注浆泵。全段管道顶进完成后，应立即用水泥浆将润滑泥浆置换出来，以确保管道外围土体得到足够的支撑并减少渗漏水。最后是顶进监控。控制好顶进方向，确保按设计管道轴线顶进是顶管施工中的核心问题。在顶管前，需要根据领桩点放出本工程的平面控制点及临时水准点，并经过三级放线和复核后方可使用。

在工作井内，需设立管道轴线控制桩和临时水准点，以及工作井护桩，以便于复核顶管轴线和工作井位置是否发生移动。在顶管前，必须精确测量顶管机中心的轴线和标高偏差，并详细记录原始数据。此外，还需在机具内安装倾斜仪传感器，以确保操作者能实时掌握机头的水平状态，从而控制刀盘的旋转方向和进行纠偏。本项目采用激光全站仪来监控顶进方向，同时，基坑的导轨应尽可能延伸至井壁洞口附近，确保足够的刚度并牢固安装。导轨的轴线和标高误差需控制在2mm以内，而主顶油缸和后座的安装也必须满足牢固性要求，其水平和垂直误差不得超过10mm。在顶管过程中，需要采用全站仪和水准仪等仪器进行测量。开始顶进第一节管子时，每次顶进的距离为20~50cm，而在正常顶进时，则每次顶进1m。校正过程中，每次出土后都需要进行一次测量。同时，利用激光水准仪和垂球进行中心线和高程的测量，以确保管子能够准确复位。若发现顶管与管位出现偏差，应及时进行校正。在顶进过程中，需每顶进10cm~30cm左右就测量一次，并根据顶管机测点行进轨迹曲线图来指导纠偏。纠偏控制由专门的纠偏千斤顶完成，其角度可控制在2.5度以内，实现上下左右的全方位纠偏。在纠偏过程中，应保持适当的曲率半径，逐步将管子引导回轴线上，确保施工的精准性。纠偏过程中，激光经纬仪发出的激光束会照射到钻掘系统中的光靶上。通过测量偏斜数据，可以操控液体纠偏系统，使掘进系统前部的铰接机头产生偏摆，从而实现对铺管方向的精确调节。整个纠偏过程分为四个步骤，如图所示。八、顶管施工中需关注的事项在顶管施工过程中，我们需密切关注多个环节，以确保施工的顺利进行。具体来说，以下方面值得注意：实时监控主顶油泵压力的变化，并详细记录数据。一旦发现压力出现异常波动，应立即暂停顶进，待查明原因后再继续。顶进作业应保持连续性，避免长时间的中断。在顶管初期，就应开始连续注浆，以确保注浆孔不会被泥土堵塞，从而形成均匀的泥浆套。停止顶进时，需确保挖掘面维持一定的压力，以防止因长时间停歇而导致的漏水或泥水流失，特别是在出洞时更要格外小心。掘进过程中，需