人工顶管施工方案

北京市东北热电中心再生水供水工程

东坝南二街再生水管线

（机场二通道~东高路）

顶管施工专项方案

编制人:

审核人:

审批人:

北京城建集团有限责任公司

2023年6月20日

目录

一、工程概述................................................

1.3加固解决.................................................

二、顶管方法................................................

三、施工工艺流程...........................................

四、地质情况及工作井、接受井的设立........................

（一）地质情况.........................................

（二）、顶管工作井及接受井的设立.......................

五、顶管工具管.............................................

六、顶力计算及顶时设备的配置..............................

七、顶管工作平台及棚架搭设.................................

八、设备的安装.............................................

（-）顶管设施安装.........................................

3.基坑导轨安装..........................................

（二）、洞门解决.......................................

（三）、出泥设备........................................

（四）、通风设备及送风..................................

九、顶进设备的试车运营.....................................

十、顶管施工照明...........................................

十一、触变泥浆减阻.........................................

（一）触变泥浆的配制...................................

（二）应用触变泥浆设备涉及：泥浆封闭设备、调浆设备和灌浆设备.......

（三）注浆孔的设立.....................................

（四）触变泥浆的拌合程序................................

（五）注浆工艺程序......................................

（六）触变泥浆使用应注意事项...........................

十二、建筑物附近监则........................................

1.测点布置...............................................

2、监测方法及时间：.....................................

3.数据采集及解决方案...................................

4减少测量误差的措施........................................

十三、管道顶进施工..........................................

（一）下管就位..........................................

（二）顶管挖土..........................................

（三）穿墙..............................................

（四）管道顶时..........................................

（五）顶管施工则量......................................

（六）顶管纠偏校正......................................

（七）管道纠扭..........................................

（八）对顶接头..........................................

（九）顶管接口..........................................

十四、顶管工艺流程质量控制..................................

（-）基本规定..........................................

（二）顶管实测项目允许偏差.............................

（三）顶管排水..........................................

十五、顶管施工管道内的保护措施.............................

十七、顶管管道失稳的分析和防治措施.........................

十八、顶管记录与管理........................................

十九、流砂的简易解决方法....................................

二十、安全用电

一、工程概述

L1总体概况

为配合东北热电中心工程建设，满足其冷却循环用水需求，新建再生水供水

专用管线。本工程再生水供水水源为酒仙桥再生水厂，再生水用户为北京市

东北热电中心。本工程采用压力供水，设计供水规模6.0万m3/d,西起机场

二通道东，向东与东高路相交。

1.2顶管工程概况

本工程顶管段分为3段，均为人工顶管，人工顶管处碎管分为DN1600和

DN2400两种，套管内穿再生水管为DN1020的螺纹钢管，每节钢管长6m。

顶管

段概

顶管段长度(m)顶管方法备注

况表：

序号

15#—7#DN160035.5人工顶管

1.3加固解决

木工程顶管段为人工顶管，人工顶管处佐管分为DN1600和DN2400两

种，由于地质勘察报告中显示地面9米以上为杂填土，为防止开挖过程中土体塌

落需沿管线对管体上方进行注浆加固，孔距1m梅花形布置，加固范围管中心外

扩3.44m(即管外壁外扩2m),加固宽度6.88m,施工工艺同竖井注浆加固方案,

注浆量:3.14*2.962*35.5*0.4=488.33m3

附图：

1.4过河段解决措施

2、1.本工程为北京市东北热电中心再生水供水工程东坝南二街再生水管线（机场二通道-

东高路）中水人工顶管段，管材为DN1600双胶圈钢承插口钢筋混凝土排水管，本段设

计为人T顶管，但顶管需下穿18米宽的河道，且管线在河道下方的覆土为1.2米。

3、施工中碰到的问题

4、在顶管下穿河道时由于覆土为1.2米，且河道内有水，淤泥为0.5米，顶管管头顶到河道

下方时，管道上方的土体由于河道内的水长时间浸泡开始出现塌方。

5、施工措施

由于管道上方覆土较浅，因此采用开槽方式，一方面对管线两侧10米河道进行截流，然后在

把截流段内的水抽干，进行前边钩机开槽10.5米，人工配合清槽，后面推顶0.5米，反复施工

的方法推动。管线施工完毕后再对河道进行恢复。

4.人工、材料、工程量

机械

项目名称

150钩机6天

土车7车次

人工100工日

5KW水泵5天

5、附图

现况平面图

剖面图

二、顶管方法

根据地质资料揭露情况，本工程管线穿越之处均处在地下水位以下，根据

图纸设计情况，本工程沿线管段均为直线段顶管，在顶管过程中，应控制顶管

的走水方向，以及坐标控制，保证管道顶进之后，其坡度、坐标符合设计规定。

为保证管道顶进、挖土作业顺利进行，管内及工作并不能有积水现象，在工作

井设立集水井，用抽水机抽出至地面的沉淀池，经沉淀后排至市政雨水井。

顶管时，在防止塌方管头加一个及可纠偏挤压式工具管，并采用触变泥浆减阻

措施，采用机械配合人工掘进出土的方法进行管道顶进。

三、施工工艺流程

四、地质情况及工作井、接受井的设立

（-）地质情况

详见地质勘察报告

（二）、顶管工作井及接受井的设立

1.工作井的位置

顶管工作井是顶管起始点，这里除安装有顶进设立外，还设立有穿墙孔、后

背以及各种预埋件。工作井根据设计尺寸已考虑管道下放、各种设备进出、人员

上下、井内操作等必要的空间以及排放弃土的位置等等。

本工程顶管工作井的位置设计院已充足考虑，根据设计院所设计的工作井

进行施工。

2.后背及后座

后背是将主油缸顶力传递到承重工作井墙。后背的结构要根据计算而定，其构

造是整体的。本工程并设计考虑了顶管的顶力诸多因素。

五、顶管工具管

顶管专用钢硅管前面的是工具管，在下钢硅管前，需先顶进工具节，然后顶进

钢碎管。工具管重要是控制管线方向、坐标、高程。

六、顶力计算及顶时设备的配置

对干顶管顶力的计算，管径、埋深、顶时长度、土质是否采用减阻措施，衿

土工艺等都对顶力具有一定的影响，顶管的总顶力重要分为两个部分：下面阻

力和四周的磨擦力，即总顶力F=F1+F2。本工程采用挤压式工具管。

F1一工具管的正面阻力（KN）,由于该工程采用挤压式工具管，故Fl=iiD2

（1-e）XR

D一工具管外径（口）

E一开口率e=Sl/S2

SI一工具管开口面积

S2一工具管横梯而积

R一挤压阻力(KN/M2),取R=300~500KN/M2

F2一管道磨擦阻力(KN),F2=f2-L

L二管道总长度(m)

F2一单位长度管道磨擦阻力(KN/M)。管道的摩阻力是指管壁与土之间的磨

擦阻力，由于该工程采用触变泥浆减阻措施，故f2二1-D-f

D一管道外径(m),顶管采用的管材一般其壁厚为其内径的1/10。

F一管壁与土的平均阻力(KN/M2)(见下表)

触变泥浆中管壁与土地的平均磨擦力(f)

土的类别软粘土粉粘土粉细土

平均磨擦阻力

碎管4.0~6.06.0^10.010.(T16.0

(KN/M2)

钢管3.0~5.05.0~8.08.(T12.0

本工程采用双胶圈钢承插口钢筋碎管，其顶力计算如下。

故5#-7#最大顶力：F=F1+F2

=(n/4)/[D2(1-e)R]+f2L

二(n/4)/[D2(1-S1/S2)R]+nDfL

=(3.14/4)/[1.922(1_04)*400]+3.14*1.92*8*35.5

=1712.179KN

序号顶管段长度(m)最大顶力(KN)备注

15#—7#DN160035.51712.179

工具管外径、管道外径(m)

S1一工具管开口面积(m2)

S2一工具管横截面积(in2)

R一挤压阻力，取R=300"500KN/M2

D一管道外径（m）

f一管壁与土的平为阻力（KN/M2）（见下表

L二管道长度（m）

在选用顶管设备时,每坑采用2个200t的千斤顶作业,上下各两个,额定最大顶

力为400t,最大顶力均不超过2个200t千斤顶的顶力，最大工作顶力为

1712.2KN,这里暂以1712KN考虑。

七、顶管工作平台及棚架搭设

（一）顶管工作平台

1.工作平台搭设在工作井的顶面；主梁采用型钢，上面铺设150*150杨木,

作为承重平台，在平台上口装设有带滚动轮和导轨的活动盖板。

2.承重主梁必须根据荷载计算选用，一般采用30号以上工字钢，本工程拟

采用32b工字钢，主梁两端伸出工作坑壁搭地不得小于1.2Mo

3、平台口的长度和宽度各大于管节长度及管外壁0.8V,即平台口的尺寸

为：

长度L>L1+O.8

宽度B>Dl+0.8

式中：L1一管子长度（M）

D1—管外径（M）

本工程估计每节管道长度为3M,故L>L1+O.8=3+0.8=3.8M

B>Dl+0.8=3.36+0.8=4.16M,取B=4.2M0

4、工作井口上的平台孔口必须安装护拦，上下入设立牢固的爬梯。

（二）、棚架

本工程起吊设备采用门吊，具体详见本章第四节顶管设备的选用中的吊装设备,

支搭于工作平台上的门吊宜安装在防雨棚下面，防雨棚采用铁支架，上盖镀锌

波纹铁皮，并安装牢固。

八、设备的安装

（一）顶管设施安装

1.后背安全系数的核算

土体的被动泥水力：

P=-也2fg2（45。+幺）+2chtg（450+幺）

式中：P-土壤的总被动泥水力

r—土壤容重(KN/n?)r=19.8

①-（土壤的内摩擦角度）中=15.6°

c-土壤的粘聚力（KN/武）c=27

h-天然十壁后背墙高度h=10.4m

以上土质参数是根据岩土勘察报告中的数据,按不同的土层厚度加权平均,

计算得出。

贝ij：p=lxl9.8xl0.42x^2(45o+-^)+2x19.8xl().4xr^(45°+^^)

222

=2282(kN/m)

顶进时所需最大后背宽度:

式中：B-后背受力宽度

F—顶管中的最大顶推力，F=3516KN

P—土体被动泥水力，P=2558kN/m

1712

=l(m)

一2558

经计算，顶管过程中，需要后背宽度为1米，实际施工时考虑顶镐架后背宽度设为5米，

可以满足施工需要。

2.后背安装

基坑验收合格后，安装顶管设备，一方面安装后背。

（1）机械顶管后背结构为：锚喷墙+混凝土后背+后背铁。

（2）混凝土后背为钢筋混凝土结构，与锚喷墙浇筑成为一个整体，长度为

5米，高度为5米，厚度（）.6米。①22钢筋双向双层排列，混凝土强度

C30o

（3）在混凝土后背前垂直地面放置后背铁，后背铁与锚喷墙面之间的空

隙以CIO素混凝土浇灌填充。

（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。

（5）后背的安装允许偏差为：

垂直度:0.1%H

水平扭转度:0.1%L

其中H为后背的高度,L为后背的宽度。

（6）顶管完毕后需对后背进行破除。

3.基坑导轨安装

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。

1.导轨内距的拟定:

A=2j（，+d）2_（，）2

V乙乙

其中:A一两导轨内距（mm）

D—管内径（mm）,D=1600mm

d一管壁厚（mm）,d=160mm

则：

导轨安装内距为1061毫米，这样拟定的导轨顶面与管道流水面高程相同。

1.2.导轨安装

2.在基坑底部设立150X150毫米的方木，方木长度为2米，方木间距

为400毫米，测量每根方木的高程，使其与顶进坡度相一致。

将钢质导轨平铺于方木之上，测量导轨的中线位置与高程偏差，其允许偏差为：

导轨内距：±2mm；

3.中心线：3mm；

4.顶面高程:0〜10mm。

5.两导轨要平行、等高，或略高于该处管道设计高程，其纵坡与管道设

计坡度一致。

使用30#工字钢稳固导轨，工字钢一端须牢牢抵在基坑侧墙上，另一端与

导轨焊接，每根导轨不小少三根工字钢。

安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中发生位移，且设专人天天进行检

查。

（二）、洞门解决

若土质松散，为防止顶管入洞时土体滑塌，涌入基坑，可对洞门采用全断面

注浆加固。设立DN32.长度4.0米的注浆导管，导管之间间隔0.5米，加固范围宽

度5米、高度5米。

向小导管内注入水泥+水玻璃浆液，注浆压力维持到0.1-0.15Mpa。

注浆24小时后，使用风镐将洞门处的混凝土凿除，洞口为圆形，直径为1500毫

米。洞门处使用①22钢筋将钢格栅内、外连接焊牢后，再将其钢格栅割断，

洞口处，人工向前挖土30（）〜50（）毫米，将混凝土、钢筋及其它杂物清除干净。

（三）、出泥设备

本工程由于顶管的管段距离较长，出泥拟采用轨道矿车进行运送，采用人工手

推车运土。

（四”通风设备及送风

对于长距离和超长距离顶管，操作人员在地下作业要不断补充新鲜空气，作业

中产生的废气需要及时排除，管道通风是必要的。地下作业通风的最低标准是

每人每小时30M3,即0.5M/mino

管内通风通常采用鼓风机，并配上鼓风管。鼓风管一般采用塑料布加工的软皮

管，距离增长后再设轴流风机接力通风。但它受季节性的影响。本工程拟采用

一套专用通风设备，该设备采用压缩空气通风。

九、顶进设备的试车运营

1.设备试车运营及顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随

时观测顶铁有无异常迹象。

2.顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部分密合后，再按正常顶进速度顶

进。

3、顶进中若发现油压忽然增高，应立即停止顶进。

4、液压油缸活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。

十、顶管施工照明

一、施工照明规定

1.一般场合采用电压220V的照明器材。对下列特殊场合及地下管道应选用

低压36V安全电压照明。

（1）管内照明灯具高度为2.2米电源电压不大于36V。

（2）在潮湿和易触及带电体场的照明电源电工都不得大于3GV0

（3）在特别潮湿的场导电良好的地面或金属容器内的工作照明，电源电压

不得大于12V0

2.照明系统工有每一单相回路上，灯具数量不、超过25个，每个照明开关

箱控制均为3KW功率，电流为15A。

3、实用行灯应符合下列规定：

（1）电源电压不得超过36V。

（2）灯体与手柄稳固，绝缘良好并耐热潮湿，灯头无开关。

（3）灯泡外部有金属保护网。

（4）金属网、反光罩、悬节挂钩应固定在灯具的绝缘部位上。

4.照明变压器必须使用比绕组型，严禁使用自藉变压潜。

5.单相及二相线路中，零线截面与相线截面相同。

6、三相四线制线路中，当照明器为白炽灯时，零线截面按相线载流量的50%选

择。当照明器为气体放电进，零线截面与相线截面相等，若数条线路共用一条

零线时，零线截面按最大负荷相的电流选择。

7、照明灯具的金属外壳必须做接零保护，单向回路的照明，开关箱内必须设立

隔离开关及漏电保护器。

十一、触变泥浆减阻

为了减少顶时阻力，增大顶进力度，并防止塌方，顶管时一般管壁与土壤

的缝隙间注入一种具有润滑作用的泥浆，形成泥浆套，减少管壁与土壤之间的

磨擦阻力，这种泥浆就是触变泥浆。

触变泥浆除起润滑作用外，静置一定期间泥浆同结，产生强度。

泥浆在输送和灌注过程中具有流动、可泵性，灌注重要从顶管前端进行，顶

进一定距离后应从后端及中间进行补浆。

泥浆在高于水压力的情况下向周边渗透，同时在土体表面形成泥皮，泥皮

的形成阻止泥浆向土中渗透，泥皮在泥浆压力的作用下又平衡土压力，不使土

体坍塌。

触变泥浆套的形成依赖于工具管，工具管的外径一般比管道外径大2~5CM,随

着管道的顶进，工具管后面逐渐形成1~2.5CM厚的环状空间。与此同时，工具

管向管外压注触就泥浆，填充环状空间，形成泥浆套。

在长距离或超长距离顶管中，由于施工工期较长，泥浆的失水将会将会导致触

变泥浆失效，因此必须在管道沿程，工具管开始每隔一定距离设立补浆孔，及

时补充新的触变泥浆，本工程拟在中继环附近均设立被浆孔。

（一）触变泥浆的配制

触变泥浆是由膨

润土、水和掺合剂

按一定的比例混

合而成，其中膨

润土是重要万分，

水占大部分，而

掺合剂对触变泥

浆的影响极大，触变泥浆水碳酸钠

含量虽小，也不

容忽视。膨润土运

到现场后要分批

测得触变泥浆的

胶质值，并按下

表配制泥浆。

触变泥浆胶质值

60~701005242~3

70~801005241.5〜2

80~901006142~3

90^1001006141.5~2

泥浆要充足拌合并停滞12小时以上方可使用。

为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强，可掺入凝固剂（石灰膏），但为了

在施工使用时保持流动性，还必须掺入缓凝剂（工业六糖）和塑化剂（松香酸钠）,

本工程触变泥浆总用量（详见重耍措施材料汇总表），其配比（重量比）按下表:

膨润王石膏工业六糖松香酸钠（干重）水

1004210.128

附注：石灰膏的含水量为110%,实际石灰占膨润土的比重为20%

（二）应用触变泥浆设备涉及：泥浆封闭设备、调浆设备和灌浆设备

泥浆封闭设备涉及前封闭管（产端刃脚工具管设封闭环）及后封闭圈，重要作

用是防止泥浆从管端流出。前封闭管的外径比所顶管子的外径大40~80MM,即管

外形成一个20~40MM厚的泥浆环。前封闭管前端应有刃脚，顶进进切土前进，使

管外土壤紧贴前封闭管的外壁，以防漏浆，或者前封闭前另行安排具有刃脚并

有调向设备的顶进工具管，调浆设备涉及拌合机及储浆罐。灌浆设备涉及泥浆

泵、输浆管、分浆罐及喷浆管等。

注浆泵采用BW250/50型注浆泵，压力为20~50Kg/CM。排量为：150~250L/nin,

在注浆时压力控制在0.P0.2Mpa左右。

（三）注浆孔的设立

注泥孔一般设立在环形套筒的下面，套筒向后开口，环向连通。同一断面上一

般设立3个，顶面一个，两侧各一个，底部不设注浆孔，管道在泥浆中都成上

浮状态。因此在正常情况下，管道向洞穴的顶部靠近，管道底部的泥浆会自动

向下流动，故管道底部不设压浆孔。

（四）触变泥浆的拌合程序

1.将定量的水放入搅拌罐内，并取其中一部分水溶化碱：

2.在搅拌过程中，将定量的膨润土渐渐加入搅拌罐内，搅拌均匀；

3.将溶化的碱水倒入搅拌罐内（碱水必须在膨润土搅拌均匀后放入），再搅

拌均匀，入置12h后即可使用。

4、触变泥浆掺入凝固剂时的拌合程序：

A.用规定比例的水分别将工业六糖及松香酸钠溶化；

B.将溶化的工业六糖放入石灰膏，拌合成均匀的石灰浆;

c、再溶化的松香酸钠放入石灰浆内，拌合均匀；

D、将上述拌合好的掺入剂，按规定比例倒入己拌合好并放置12h的触变泥浆内，

搅拌均匀，即可使用。

（五）注浆工艺程序

顶管的注浆工艺程序是：先压后顶，随顶随压。

假如先顶管，工具管向前移时泥浆套的容各扩大，产生抽吸作用，极容易导致

洞穴的坍塌，特别是砂性土，砂土坍入泥浆套，使泥浆套残缺不全，因此先停

顶管。

（六）触变泥浆使用应注意事项

1.注浆孔的布置宜按管道直径的大小拟定，一般每个断面可设立3〜4个，

并具有排气功能。

2.搅拌均匀的泥浆应静置一定期间后方可灌注。

3.灌浆前，应通过注水检查灌浆设备，确认设备正常后方可灌注。

4.灌浆压力可按不大于0.IMpa开始加压，在灌浆过程中再按实际情况调整。

5、灌浆时，按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行，并应与管道和中继环间的

顶进同步。

6、灌浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，应经解决后方可继续顶

进。

十二、建筑物附近监测

1.测点布置

纵断面观测点沿顶管轴线每隔10m布置•个，横断面观测点，每断面为轴线左

右3米，设立五个沉降观测点，如图所示：

2.监测方法及时间：

采用水准仪、经纬仪进行静态连续路面位移及沉降观测。

观测时间为:

①.顶进前测定桩顶原始标高；

②.顶进到达时测定地面隆陷情况；

③.机头通过后的沉降值；

@.1-3日后的沉降值及沉降速率；

⑸.7—10日后的沉降值；

（6）.在有特殊规定期还须测最终沉降值；

在坚实路面处设立观测点，应凿除坚硬路面及基层，将桩埋入土体。

3.数据采集及解决方案

数据采集采用人工记录方式，并需多人观测记录，

数据用软件解决，做到数据清楚、分析合理、及时准确。

4.减少测量误差的措施

①、对测量仪器进行定期检杳。

②、观测时须多人进行观测，保证观测值准确。

③、采用模型改正法减小误差。

④、连续长时段进行观测。

十三、管道顶进施工

（一）下管就位

1.检查管子：下管前应对管子外观进行检查，管子应无破损及纵向裂缝,

端面要平直，管壁无井陷或鼓包，管壁应光洁。检杳合格的管子方可用起重设备

+吊到工作井的导轨上就位。

2、检查起重设备：本工程使用门吊，施工时应经检查、试吊，确认安全可靠方

可下管，下管时工作井内严禁站人。当距导轨小于50cM时，操作人员方可进前

工作。

3、管子就位：第一节管子下到导轨上，测量管子中心及前端和后端的管底高程,

确认安装合格后方中顶进。第一节管为工具管，顶进方向与高程的准确，是保

证整段顶管质量的关键。

（二）顶管挖土

管前挖土是控制管节顶时方向和高程，减少偏差的重要作业，是保证顶管

质量及管上构筑物安全的关键，因此管前挖土有如下规定：

1、管前挖土的长度：在一般顶管地段，土质良好，可超越前端30~50CM；上面

有一般构筑物地段，不昨超越端以外1.5CM,随挖随顶，在构筑物下方外附近,

不得超过1.5CMo

2、管子周边的超挖：在不允许土下沉的顶管地段（如上面有重要构筑物或其它

管道），管子周边一律不得超挖。在一般顶管地段，上面允许超挖L5CM,但在

下面135°范围内不得超挖，一定要保持管壁与土基表面吻合。

（三）穿墙

从打开穿墙管闷板，将工具管顶出井外，到安装好穿墙止水，这一过程中

叫穿墙。

穿墙是顶管中一道重要工序，由于穿墙后工具管方向的准确与否将会给以

后管道的方向控制和井内管道的拼装工作带来影响。穿墙时，一方面要防止并外

泥水大量涌入井内，严防塌方、流砂和流泥，另一方面要使管道不偏离轴线，顶

进方向对的。

穿墙塌方时有发生，特别是深工作井处，水柱压力高，。更容易发生。为了

避免地下水和泥砂大量涌入工作井导致塌方，拟采用下列措施：

1.穿墙孔应昼置于粘性土内，并规定该土层有一定的强度，土体基本稳定，

2.在流塑状态的淤泥中穿墙林防止管道回弹。由于穿墙时，工具管下面殂力

较大，管壁四周的摩阻力很小。流塑状态的淤泥，可以促使工具管回弹，严惩时

主油缸回缩，管道同时回缩，以致导致正面大量塌方，无法正常施工。

3、在砂性土中穿濡，则需要对穿墙管外地基局部加固或减少地下水位，地

基加固方法有深层搅拌，旋喷加固等。采用深层搅拌机和旋喷加固土体时，在井

壁附近必然存在盲区，自穿墙壁管管口开始应等于或大于工具管的长度，但不

小于3M,如采用降水团结土体，应降至管底。

4.穿墙管内应充填填充物，起临时止不和挡土的作用于。

穿墙时防止塌方是保证管道按设计轴线面进首要条件，为了使管道顶进方

向不偏离轴线，除采用防止塌方的措施外，还应采用如下措施：

1.工具管要严格调零。工具管外形在轴线上要调正成一条直线时，此时仪表

反映的角度应当零。调零后应将油缸锁住，不再让工具管纠偏角变动。

2、要防止工具管穿墙时下跌，管道下偏。工具管下跌的因素，并非由于工

具管太重，工具管比同体积的土相比要轻，入土垢管底的地基应力只会减少,

所以不会因工具管的自重而下沉。但在穿墙的初期，因入土较小，工具管的自重

仅由两点的支承，其中一点是导轨，另一点则是入土较汪的土体，为时作用于

土体支撑面上的应力很也许超过允许承载力，使工具管下跌。为了防止工具管下

跌，穿墙管下部要有支托，不使工具管下沉，并要加强管段与工具管，以及管

段与管段之间的联结。

3.穿墙阶段可运月主油缸纠偏，工具管尚未入土，或者工具管虽已入土，

但后续管入土还少，此时工具管无法纠编，纠了偏甚至效果适得其反。这时为了

纠正管道的走向，可变化主油缸的合力叫心，停止向某一油缸送油。假如合力中

心左移，管道向右纠偏，合力中心右移，管道向左纠偏。

4.工具管穿墙时宜带上一个向上的初始角（约+5°）以填补管道下跌。

5.在浅层或者无地下水的土层中穿墙比较简朴，但对于本工程管道埋置较

深，水压力也许较大的土层中穿墙，技术措施要周全，准备工作要充足，特别

是闷板启动要快，工具管推动要迅速，不使穿墙管内的土体暴时间过长。暴露时

间越长，危险性越大。由于闷板启动后，穿墙管内的土体失去侧向压力，土体随

时间而变位，变位到一定限度后就要塌方，工具管必须抢在这一渐变的间息穿

墙顶进，待工具管接触土体，土体恢复了侧向压力，又会趋于稳定，并且工具

管对土体的挤压，使穿墙管与工具和这之间的环状被挤实，阻止井外的泥水向

井内渗透。

L本运用主油缸将工具管顶住闷板，拆除闷板四周的螺体，这时闷板上的

土压力所有作用在工具管上。

2.主油缸少量缩回，同时迅速吊起闷板，一旦闷板吊了，工具管迅速顶进，同

时出泥。

3、当工具管的尾部接近穿墙管而泥浆未进洞时，应停止顶进，装第一挡环，接

着绕盘极，再装上第二个挡环和轧兰，最后焊轧马。然后借助管道顶进的力量,

通过轧马将盘留下一定的压缩余量，以供盘根磨损后再次压紧，达成止水止

泥。

采用盘根止水的穿墙管，能随较大的水压力，磨损后修理比较方便并且可以作

为永久止水。同时，这种穿墙止水有一定的阻力，每延长米可达50KN左右，要

损失一部顶力，运用这一阻力在淤泥中穿墙可防止管道回弹。

（四）管道顶时

1.顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部分密合后，再按正常顶进速度顶进。

2、顶进中若发现油路子压力增高，应停止顶进，检查因素并通过解决后方可继

续顶进，回镐时，油路压力不得过大，速度不得过快。

3、挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小的范围内。

（五）顶管施工测量

测量工作在顶管过程中是非常重要的，测量准确与否直接关系到顶管的质

量，从工作井的定位到顶进过程中的测量工作均安排二名专职测量人员日夜监

测，并通过测量成果来指导工人的施工，在测量工作时，做好以下几点:

1.施工前先准确测放在各井位，并将控制高程引测至施工现场各管段i勺施

工范围内，建立施工测量体系，并请有关部门进行复核。

2.工作井及综合井的定位准确，井底标高应符合设计规定。

3.顶管过程中应勤测量，每50CM测量一次标高及轴线。

4.在顶第一节（工具管）时，以及在校正偏差时，测量间隔不应超过30CM,

保证管道入土位置对的。管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不宜超过IMo

5.中叱,测量：顶在长度在60CM范围内，呆采用垂球拉线的方法进行测量,

规定两垂球的间距尽也许拉大，用水平尺测量头一节管前端的中心偏差。一次顶

进超过60CM,应采用经纬仪或激光导向仪测量，即用激光束进行定位。

6、高程测量：用水准仪及特制高程尺，根据工作井内设立的水准点标高（设

两个），测第一节管制走向趋势。测量后应与工作井内另一水准点闭合。

7、激光测量：用激光经纬仪（激光束导向）安装在工作井内，并按照管线

设计的坡度和方向调整好，同时在管内装上标示牌（接受靶），当顶进的管道与

设计位置一致时，激光点即可射到标示中心，说明顶进质量无偏差，否则应根

据偏差量进行较正。

8、全段顶完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，

应测犯错口的高差。

9、测量记录要完整、清楚。

（六）顶管纠偏校正

纠偏是指工具管偏离设计轴线后，运用工具管制纠偏机构或其它措施改变

管端的方向，减少轴线偏差的方法。

当测量结果超过允许范围外，就要进行纠偏，顶管纠偏是逐步进行的：形

成误差后不可立即将已顶好的管子校正到位，应缓慢慢进行，使管子复位，不

能猛、纠硬调，以防产生相反的结果。纠偏采用人工与工具管联合应用的方法进

行。由于第一节管要承受工具管纠偏较大的不均匀反复应力，故第一段管质量一

定要好，同时为保证纠偏较大的灵敏度，第一段管长度不宜过长。

当偏差较小，在P2CM时，采用超挖纠偏法，即在管子偏向的反侧适当超

挖，而在偏向不超挖甚至留坎，形成阻力，使管在顶进中向阻力小的超挖则偏

向，逐渐回到设计位置。当偏差较大时，采用工具管活动头来纠偏，纠偏时应做

到以下几点：

1.纠偏应在顶进过程中纠偏，边顶进边纠偏；

2、纠偏应用小角度来逐渐进行，不能急拐或突升突降；

3.用工具管纠偏应注意工具管的复位；

4.每纠偏均要仔细记录过程纠偏值。

（七）管道纠扭

顶管施工经常碰到管道扭转，这对于工具管有影响，重要影响出泥，特别

是长距离顶管，假如不能控制台管道扭转，任其发展，必将带严重后果，其至

无法施工。

管道扭转的因素有如下几种：

1.工具管纠偏导致管道旋转。

2.后座或后背不稳或主油缸与管轴不平行，使主尚未缸在工作时方向变化,

因而对管道形成一个扭矩，促使管道扭转。

3.全断面内钻削机具单方向旋转，使管道反方向扭转。

4.管道内施工设备布置不对称，构成一个固定方向的扭矩，使管道按某一方向

扭转。

知道了上述管道扭转的因素后，一方面要防止扭转，措施为：管内设备布置重

量要对称，主油缸安装要稳固，并且要与管轴线平行，全断面钻进机经经常变

换断面，昼要采用小角度纠偏。

另一方面要纠扭。除全断面钻研削机以外，其余工具管均可采用压重的方法纠

扭，即管道单边压重，使管道相反扭转。

（八）对顶接头

对顶接头施工时，在顶至两管端相距约1M时，可从端中心掏挖小洞，使两端通

视，以使较对两管中心线及高程，调整偏差量，使两管准确对口。

（九）顶管接口

本工程管道接口采用双胶圈标准接头插连接，具体连接规定按厂家提供的做法

施工。

其接口宜采用F型接口是在前一段埋入一半钢套环，为了防止钢套环后管段的

插入部分（结合段）产生渗漏，在该处设一个橡胶止水密封圈。该密封圈采用

楔形或齿形密封形式。内侧采用。型密封圈。楔形或齿形密封圈不是普通橡胶,

而是采用了遇水膨胀橡胶，该椽胶在吸取水分以后体积膨胀1~3倍。

十四、顶管工艺流程质量控制

（一）基本规定

1.接口必须密实、不顺、不脱落。

2.橡胶圈安放对的，内涨圈中心应对下管缝，填料密实。

3.管内不得有泥土、石子、砂浆、砖块和木块等杂物。

4.顶管完毕，目测直）《、无反坡、清洁、不积水、管节无裂缝，段间无渗漏。

5、顶进不偏移，接口应对正管缝，管节不错口，填料密实、均匀，管底坡度不

得有倒落水。

6、顶管中如遇塌方或超挖空隙，应进行解决。

（二）顶管实测项目允许偏差

顶进管道允许偏差（mm）

项目允许偏差

轴线位置50

+30

D<1500

-40

管道内底高程

+40

D21500

-50

钢管道W2

相邻管间错口

钢筋混凝土管道15%壁厚且不大于20

对顶时两端错口50

（三）顶管排水

顶管施工，原则上从下游顶向止游，运用顶进管道的坡度，将水排至顶管工作

井中，工作井中设立集水坑，用泥浆泵及时排入井内的积水抽干排出井外。排

入井内的泥浆沉淀后方可排入市政排入管井。

十五、顶管施工管道内的保护措施

（一）管道吊装

1.顶管管材质量、钢套环、橡胶圈必须符合设计规定及质量标准，方可使用。

2.管道直接存放在地下、地面应平坦，严禁将管道存放在锋利的物上，所有

堆放的管道应加木楔防止滚动。

3、管道用30t的吊车吊装，将管吊入工作井内。

4、管道采用两个支撑点起吊、保证管道在空中均衡，严禁用绳子贯穿其两

端装卸管道，吊装绳采用吊装绳应是柔韧的，较宽的皮带或吊带绳索。

（-）管道内壁保护

木工程采用手掘式管施工方法，管内采用人力车动土，由于人力车轮在管

道内壁来回运土，管向会产生泥砂，也许会破坏管材内衬层，将会影响管材接

口的二次密封施工，因此采用下列措施：

1、夹砂玻璃管连接好后，延管道内长度铺设1.1米宽的施工道路。

2.施工道路底层采用聚苯泡抹挤塑板铺设

3、施工道路面层采用胶合板铺设并连接牢固，保证施工道路平整、稳定。

十七、顶管管道失稳的分析和防治措施

（一）顶管管道失稳是指工具管后续管道的轴线发生弯曲，并且弯曲率不

断拉加，甚至失去控制。发生顶管轴线失稳的情况重要发生在长距离和超长距

离顶管，只有采用中继环的顶管才有也许发生，本工程各管段均不同限度上采

用中继环，故必须密切注意管道的失稳问题。管道换稳的后果是严重的，有也

许导致工程停顿和失败，因此应引起足够重视。

管道失稳的直接因素是侧向力。顶管施工只有直线顶进才无侧向分力，但无

论如何精心施工，管道轴线不也许毫无偏关，有偏差就有侧向力，侧向力大到

一定的限度，管轴线有也许开始换稳。失稳后，管轴线曲率增长。侧向力增长又

导致曲率增长，如此发展下去，将形成恶性循环，因此一定得采措施以防止。

总结以往的施工情况，管道失稳重要有以下几种情况：

1.不稳定的土体：在不稳定土体中顶管，管轴线容易位移。

2、土体承载力过低：顶管施工中的侧向力要由土体反力业平衡，因此土体

坚实，管轴线不容易发生位移，土体软弱，管轴线容易发生位移。

3、施工轴线偏差过大：顶管施工因偏差导致管轴线弯曲，偏差越大，曲率

越大，侧向力越大，管轴线失稳，特别是管轴线向上弯曲，顶力的侧向分力向

上，管顶土层压力局限性。覆盖层越薄，管轴线越容易失稳。

5.触变泥浆注浆过量：在职软粘土中，假如覆盖层较落薄，在这种情况下顶

管，假如触变泥浆过量压注，有也许使洞穴炉大，覆盖层被上抬，洞穴向上扩

大。洞穴扩大部分由触变泥浆充填，管道上浮，结果使管轴线弯曲，侧向力增长,

使管道失稳。

（二）管道失稳的措施：

1.不在不稳定的土体中顶管。

2、对承载力过低的土体，要事先加固。

3.管顶要有足够厚的覆盖层。

4.要尽量减少轴线偏差。

5、在控制压浆量，特别是在软土中。

（三）地面沉降的控制

顶管施工都力求不发生地面沉降，但不管采用哪一种施工设备，要完全避

免沉降，无论在理论上还是在实践上都是非常困难的。只能做力求减少沉降，使

沉降维持在最小范围内。

地面沉降重要有以下因素：

1.掘进工作面的塌方是导致地面较大沉降的重要因素。

2.地层损失导致沉降。

3.纠偏导致沉降。

4.触变泥浆导致沉降。

5.覆盖层薄导致沉降。

防止沉降的措施：

1.根据土质合理选择工具管。

2.加强管理，严格遵守操作规程。

3.尽量避免大角度纠偏。

4、覆盖不能太薄。本工程管道覆土深度较深，有助于防止地面的沉降。

5、触变泥浆套不宜太厚，如有必要，顶管后期应用迟凝泥浆转换触变泥浆。

十八、顶管记录与管理

1.在一个施工段的管子顶进过程中，管道一直处在动态，对于加强顶进施

工中的动态管理，是提高顶进质量的首要保证。顶进工作记录则是反映管道在顶

进过程中动态过程中动态情况的依据，所以在顶管施工过程中，应注意做好施

工记录。

2.记录内容涉及：交接班记录、顶进动态记录、设备情况等。

3.顶进记录与交接班：填写顶进施工记录必须真实、清楚、完整。交接班时，当

班的负责人必须向接班负责人交清记录，并说明在顶进过程所出现的问题及解

决情况（涉及工作井的情况、设备情况和顶进质量及安全情况等）。

4、及时解决问题：对于影响顶质■及安全的问题，必须及时解决，减少停带,

不得不断下来研究解决的问题，要尽快制定出对策，抓紧解决，及早恢复顶

进。

5、分阶段进行检查：整个施工过程的顶进应分阶段进行检查，不可等到全段顶

完再全面检查。平常的顶进原始记录，如交接班记录，只反映了当班的情况,

但顶进的管道在动态的过程中