施组设计下载简介：

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一、本工程位于芜湖市三山区内，西起规划四路A3路一期工程，东至规划九路，全长约1054m，道路红线宽36米。本次工程桩号为：K1+722.636～K2+776.434，设计管线为Ⅱ级管d600～d800。

二、但经演算，Ⅱ级管不能满足本项目的外部荷载要求，且芜湖市场已不再生产Ⅱ级顶管。Ⅱ级管变更为Ⅲ级管和设计直径d600变更为d800正在向甲方和设计院作变更申请。

三、管道自东向西敷设，接入中沟污水提升泵站经提升后接入规划五路污水主干管。由于中沟污水泵站未建设及下游污水主干管尚未形成，近期污水预留管用管堵封死，待排水系统下游管网形成，泵站建成使用时，再启用。

成都市城市规划管理技术规定--用地和建筑分册（2017版）四、管道埋深约在6米、沉井深度在8米左右。

五、基本地质条件大致分为两大段，第一段700多米为④层土（深层黄土）；第二段约400米为③层淤泥质粉质粘土（详见第二节工程地质、水文条件）

六、基本工程数量为：根据设计图纸设计，工作井9座，接收井10座，d800钢筋混凝土顶管1054m。

第二节工程地质、水文条件

拟建场地位于沿江平原地貌单元土，路线穿过现有农田、沟塘和山丘，场地地形稍有起伏。现路基及部分路面结构层已成型，污水管道经过区域以开挖回填至路床设计标高，场地内杂物已清除干净并全部整平。该段污水管道经过区域地质为：

③层淤泥质粉质粘土（Q4al+pl）——青灰～浅灰色，饱和，流塑～软塑状态，含有机质及粉细砂夹薄层粉土。该层土无摇震反应，稍有光滑，干强度，韧性中等。该层土部分地段未钻穿，揭露深度20.0m。其静力触探试验比贯入阻力Ps值一般为0.4～0.8MPa，平均值为0.575MPa。该层土主要分布在坳沟中。此段长约400米。

④层粘土（Q4al+pl）——褐黄～灰黄色，硬塑状态，含氧化铁、铁锰结核、高岭土。该层土无摇震反应，光滑，干强度，韧性高。其静力触探试验比贯入阻力Ps值一般为2.40～5.3MPa，平均值为3.32MPa。该层未钻穿。此段长约700米。

本路段位于丘陵岗地和坳沟两个微地貌单元上，岗地地段在填土中分布少量上层滞水，该层水分布不连续，勘察期间未见地下水；坳沟（水塘）地段①～③层中分布有潜水型地下水，水量较大，勘察期间测得地下水静止水位埋深为0.2～1.5m。通过对周围环境的水文地质条件分析，以及查阅区域地质资料，按《岩土工程勘察规范》局部修订的公告规定，判定拟建场地地下水及土壤对砼具无腐蚀性。

三、现场地表建筑、输电线杆及地下管线等分布情况

该段路位于开阔的农田地带，周围100m范围内无建筑物，无高压输电线杆，经调查核实，地下无任何管线敷设，无高强度硬物大面积堆积。

一、工程招标文件和设计图纸及说明、勘探报告；

二、《给水排水管道工程施工及验收规范实施手册》；

四、《市政公用工程质量检验评定标准》；

五、《建筑工程质量通病防治手册》；

六、《混凝土结构工程施工及验收规范》和《市政地下工程施工及验收规范》；

七、《建筑安装工人安全技术操作规程》；

八、《给排水工程顶管技术规程》CECS—2008

施工企业已成了项目经理部，并实行项目法人授权管理机制。施工项目经理部设经理1人、副经理1人、总工1人，下设工程部、质量安全部、供应部，综合办公室。工程部下设测量组，质量安全部下设工程试验办公室。

项目经理部安排三个施工队对该项目实施施工，其中配置工作井、接收井施工队一个；顶管施工队两个。

顶管工程由项目经理和项目总工全面负责。同时配专职沉井负责人一名，专职顶管负责人一名。并配专职安全员一名。

本顶管工程从2011年5月1号起正式施工，2011年8月底完工，总工期为四个月。具体工期计划见附表三。

三、项目部顶管施工组织机构图见下：

第一节工作井、接收井施工方案

一、工作井、接收井布置图

工作井与接收井间隔布置为：两井间间距60米，其具体位置详见工作井及接收井平面布置设计图。

二、工作井、接收井设计方案

工作井、接收井为圆形沉井，钢筋混凝土结构。

㈠、对施工场地、进出道路进行平整，接通施工所用的电源、水源；

㈡、施工所需材料、设备、人员到位；

㈢、根据甲方提供的测量控制点向施工范围内引测，设置临时控制点，临时控制点设置在便于观测、稳定牢固的地段，引测的临时控制点应闭合、复测，并交现场监理复核；

㈣、施工排水采用污水泵排水，同时配备30千瓦发电机1台，备用4千瓦污水泵2台，以备暴雨来临实施强排措施。

四、工作井、接收井的施工方案

工作井、接收井采用钢筋混凝土沉井，井壁用C25商品混凝土浇筑，采用排水下沉，冲水法取土。

基坑测量放样→基坑开挖→测量放样井位→刃脚垫层施工→立井筒内模和支架→绑扎钢筋→立外模和支架→浇捣混凝土→养护及拆模→封砌预留孔→凿除垫层→冲水下沉→沉降观察→沉井到位（一次）→立井筒内模和支架→绑扎钢筋→立外模和支架→浇捣混凝土→养护及拆模→冲水下沉→沉降观察→沉井到位（二次）→浇捣封底毛石混凝土→绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土→混凝土养护→沉井四周素土回填。

测量放样井位→刃脚垫层施工→立井筒内模和支架→绑扎钢筋→立外模和支架→浇捣混凝土→养护及拆模→封砌预留孔→凿除垫层→冲水下沉→沉降观察→沉井到位（一次）→立井筒内模和支架→绑扎钢筋→立外模和支架→浇捣混凝土→养护及拆模→冲水下沉→沉降观察→沉井到位（二次）→浇捣毛石混凝土→绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土→混凝土养护→沉井四周素土回填。

沉井施工，首先要根据施工图纸定位放线。即在地面上定出沉井中心点，轴线和基坑的轮廓线，作为施工的依据。然后进行基坑开挖。基坑的平面尺寸要大于沉井的平面尺寸，每边加宽半根垫木长度，以保证垫木能向外抽出。此外，也便于支模、排水和搭设脚手架。

2、基坑开挖（仅适用于粘土段）

根据放样的沉井中心点和基坑开挖轮廓线先期开挖2.5米深度的基坑。基坑的平面尺寸要大于沉井的平面尺寸，每边加宽半根垫木长度，以保证垫木能向外抽出。此外，也便于支模、排水和搭设脚手架。

为了避免在制作沉井时产生过大的不均匀沉降，基坑上铺设一定厚度（不小于0.5米）的砂垫层，并在其上（刃脚处）铺设垫木，以加大刃脚的支承面积，保证沉井的制作质量。

粘土段工作井：h=（N÷p－L）÷2tgθ

=（29.835÷18－1）÷2tg30º

=0.569m（取0.6米）

粘土段接收井：h=（N÷p－L）÷2tgθ

=（13.056÷18－0.6）÷2tg30º

=0.108m（取0.5m）

淤泥质粉质粘土段工作井：h=（N÷p－L）÷2tgθ

=（29.835÷7－3）÷2tg30º

=1.09m（取1米）

淤泥质粉质粘土段接收井：h=（N÷p－L）÷2tgθ

=（13.056÷7－1）÷2tg30º

=0.749m（取0.7米）

式中N——沉井第一次下沉前每米的重量（t）;

h——砂垫层厚度（m）;

θ——砂垫层扩散角，一般用30º;

p——表面土壤的承载力（t/m2）;

L——垫木长度（m）.

为了保证砂垫层的密实度，要选用级配较好的中、粗砂。铺设时需洒水分层振实，密度要求达到1.5t/m³。

若地下水对沉井的浮力大于井壁及封底砼重量及井壁与土的摩擦力之和，可以采取在井壁上加载的方法抗浮。

井壁与土层的摩擦力f=sµ，s为井壁表面积164.85m2

井壁及封底砼自重P=ρV=（87.9+22.1）*2.4=264T

P+f=264+329.7=593.7>216.25，因此沉井在地下水浮力的作用下，是能够保持稳定的。

⑴、受力钢筋优先采用机械连接或焊接，接头位置相互错开。

⑵、钢筋规格、尺寸严格遵守设计图纸的要求和规定。绑扎钢筋时应采用撑件将两层钢筋位置固定，保证钢筋设计间距。为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。

6、安装井筒内外模和支架

混凝土井壁高度约8m，井壁混凝土分两次浇筑，内外模板安装要求平顺、牢固，有足够的刚度和稳定性，钢管支撑脚下用垫木压实，内外钢管对称搭建，每根钢管间距0.5m，用扣件结合。支撑必须进行复查，从刃脚向上每0.6m用对拉螺栓里外拉紧，确保不发生跑模、膨胀等现象。井筒模板采用组合钢模与局部木模互相搭配，以保证内模的密封性。

工人操作用脚手架采用双排脚手架，须搭设牢固。操作脚手架与用于支撑体系的脚手架须分离，应独立搭设。

模板和支架工序完成并经隐蔽工程验收合格后，方可进行混凝土的浇捣。为缩短施工周期和保证工程质量，采用泵送商品混凝土。泵送混凝土可将输送管的软管直接放入浇捣段，距离浇捣面1米左右，保证混凝土不离析。混凝土浇捣前应严格检查各种预留孔和预埋件的位置和几何尺寸，严禁漏放和错放。

混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，振捣棒插入时应离开钢筋。应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生。混凝土在振捣时应注意和随时检查模板受力和钢筋受力的情况，防止模板因混凝土振捣的原因而跑模。

混凝土浇捣完成后应及时养护，养护方法采用自然养护。在养护过程中，对混凝土表面浇水湿润，严禁用水泵喷射而破坏混凝土。养护时应确保混凝土表面不发白，至少养护七天以上。养护期内，不得在混凝土表面加压、冲击及污染。

按照设计图纸的要求，设置和封砌各种预留孔，井壁预留采用砖墙封闭，1:2水泥防水砂浆抹面，厚度20mm。

10、混凝土施工缝的留置

由于沉井施工采用二次浇筑，二次下沉的施工工艺，故须在沉井4m高处留置一道水平施工缝。施工缝应做成10cm×10cm凹槽型。进行二次混凝土浇筑时须先将施工缝表面凿毛并清理干净，然后洒水湿润并刷一层素水泥浆，再进行下一节井壁混凝土浇注施工。施工过程中，严禁留置垂直施工缝。

垫木要在井壁混凝土强度达到设计标号后方可抽除，抽除时要对称、同步地进行抽除，逐步扩大沉井支承点的间距。每根垫木抽除后，刃脚下立即用砂进行填充并洒水夯实，在刃脚内外堆成坚实的砂堤，以扩大沉井的支承面积。

沉井常采用抓斗抓土的方法下沉，施工中用到大型机械，对沉井周围场地要求较高。且需指挥人员协调操作，人机联合作业，危险性较大；同时挖出的土还要堆放和二次倒运。

而对于粘土及淤泥质粉质粘土的地质，宜采用冲水下沉的方法，本次沉井施工我们选择了冲水下沉法。下面为冲水下沉法的施工工艺：

初沉阶段沉井的重心高，容易产生偏移，需控制下沉速度缓慢下沉，保证沉井顺利、平稳地进入下沉轨道。

为防止沉井下沉过程中产生较大的偏斜，应根据土质情况，入土深度等，控制井内除土深度。下沉中随时注意土层变化情况，分析和检验土体应力与沉井重量关系，控制其冲土部位及抽泥量，使沉井均匀平稳地下沉。

在下沉过程中，经常测量底面标高。下沉量、倾斜和位移，随时注意纠正沉井的偏斜，并观察沉井周围底面塌陷和开裂情况，以便采用相应措施确保附近施工设施的安全。

沉井下沉到设计标高以上2m左右时，控制井内出泥量。注意调平沉井，避免沉井发生突然大量下沉或大的偏斜，造成难以按标准下沉至设计标高。当沉井下沉到设计标高时，刃脚下的土不允许掏空。

3、沉井施工过程中的测量控制要求及质量标准

沉井拆除垫层前，先在互相垂直的两个方向上放出井的竖直中心线，以控制井的垂直度；以刃脚底面为±0标高，在中心线旁画出标高刻度，以随时显示沉井下沉深度。

拆除垫层与初沉时，井的垂直度应跟踪测量，随时报告沉井倾斜数据，以指导冲水取土与沉井纠偏。

当井下沉到一定深度，嵌入土中开始正常下沉后，垂直度与下沉量监测每班应进行两次，作好原始记录并时通报给现场负责人。

①导管：导管采用150mm的钢管，总长8m。

②料斗：工地自己加工上口不小于1m×1m的钢板料斗。

2、水力吸泥清除境内淤泥

当沉井内淤泥清理至刃脚露出时，立即实施水下混凝土封底浇注。

3、封底混凝土配合比的选择

混凝土配合比除了满足设计强度要求外，还应保证混凝土有较好的和易性和流动性。

混凝土施工塌落度为18—20cm，并有一定的流动保持率。塌落度降低至15cm的时间不小于1h，扩散度为34—38cm。

由于我方混凝土运输距离较长，应在混凝土中掺加木钙减水剂，减小水灰比，增大流动度，减少离析，防止导管堵塞，延缓初凝时间。

采用吊车吊混凝土料斗，通过下料斗提升导管在泥浆中浇注封底。开导管的方法采用球胆，球胆预先塞在混凝土料斗下口，当混凝土浇注后从导管口压出，漂浮在泥浆表面。

在整个浇注的过程中，混凝土导管应埋入混凝土中，导管随浇随提，避免提升过快造成混凝土脱空现象。浇筑时利用连续浇注和导管口混凝土的压力差使混凝土不断地从导管内挤出，并使混凝土面逐渐上升。

5、混凝土浇注注意事项

①混凝土浇注要一气呵成，不得中断；

②浇注时要保证混凝土面均衡上升，且上升速度不大于2m/h。导管不能做横向运动，否则会使泥浆混入混凝土;

③在混凝土浇注过程中，要随时用探锤测量混凝土面的实际高度（不少于3处），确保封底高程符合设计要求。

沉井下沉到位并稳定且经验收合格后，方可进行混凝土底板的施工。首先将底部积水排除，先用C15素混凝土封底。根据设计图纸和规范要求绑扎工作井底板钢筋，浇筑工作井C25混凝土。混凝土采用振动振捣，面板用插入式振动器振捣后，再用平板式振动器振动找平。工作井底板混凝土浇筑前根据顶管轴线方向线放置相应的预埋件。

底板砼表面平整度控制：

测出顶面标高，误差控制在±5mm以内，确保表面平整度。表面磨平不少于三次，如表面出现龟裂则应再次搓毛。

（六）、沉井施工的常遇问题与处理对策

①沉井刃脚下的土软硬不均匀；

②没有对称地敲碎刃脚下素混凝土垫块或没有及时地回填夯实，井外四周的回填土夯实不均匀；

③有均匀冲土使井内土面高差悬殊；

④刃脚下掏空过多，沉井突然下沉，易产生倾斜；

⑤刃脚一侧被障碍物搁住，需及时发现和处理；

⑥排水开挖时，井内涌砂；

⑦井外弃土或堆物，井上附加荷重分布不均匀，造成对井壁的偏压。

①加强下沉过程的观测和资料分析，现场倾斜及时纠正；

②对称、均匀敲碎刃脚下素混凝土垫块，及时用砂或砂砾回填夯实。

③在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，加大阻力延缓下沉速度。

①大多由于倾斜引起，当发生倾斜和纠正倾斜时，井身常向倾斜一侧下部产生一个较大的压力，因而伴随产生一定的位移，位移大小随土质情况及向一边倾斜的次数而定。

①控制沉井不再向偏移方向倾斜；

②有意使沉井偏向相反方向，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置。

③加强测量的检查复核工作。

3、沉井下沉过快与超沉

①遇软弱土层，土的耐压强度小，使下沉速度超过挖土速度，并易出现超沉；

②长期抽水或因砂的流动，使井壁与土之间摩阻力减少；

①重新调整冲土，在刃脚下不冲或部分不冲土。

②将排水法下沉改为不排水法下沉，增加浮力。

③在沉井外壁与土壁间填粗糙材料或将井筒外的土夯实，增加摩阻力，如沉井外部的土液化发生虚坑时，可填碎石进行处理。

在沉井下沉时遇到软土或含水量较大突然下沉时，立即通知监理、业主，根据实际情况与以往的施工经验与业主、监理、设计院协商后采取先封底后下沉方法进行施工。在封底时，预留直径为200mm的预留孔作为沉井下沉的冲洗口与排水口。预留孔的数量与位置根据现场实际情况确定。待沉井下沉至设计标高时再进行封孔。再清理新旧砼的接口和除去松动的砼。

⑤在沉井还未下沉到位之前，采用预先在沉井底标高以下3米，超出沉井直径两侧各1米范围内采取高压旋喷加密注浆的方法彻底杜绝超沉现象的发生。

⑥当沉井下沉至距设计标高以上1.5~2.0m的终沉阶段时，应加强下沉观测，等8小时的累计沉降量不大于10mm时，沉井趋于稳定，待稳定后方可进行封底。

4、沉井下沉缓慢或停沉

①井壁与土壁间的摩阻力过大；

②沉井自重不够，下沉系数过小；

①继续浇灌砼增加自重或在井顶面均匀加重。

③在井外壁用射水管冲刷井周围土，减少摩阻力，射水管也可埋在井壁混凝土内，此法仅适用于砂类土。

④在井壁与土壁之间灌入触变泥浆，降低摩阻力。

该段管道穿越区域的地质为粘土和淤泥质粉质粘土。根据我单位长期施工的经验和各种顶管的优劣来分析，泥水平衡顶管施工方法适用土质范围广，比较适合DN1350mm管径以下顶管的施工。泥水需要进行分离，用运泥车运出施工现场；土压平衡法顶管使用土质范围广，施工占用场地面积较小，但受到管道尺寸的局限，设备安装、维修不方便，对小管径的管道来说不适用。根据以上比较，本工程宜采用泥水平衡顶管施工工艺。

泥水平衡式顶管工艺示意图

顶管施工时，顶管机及管道内的操作均由地面操作者完成。所有的操作元件均由电缆、油管集中至地面操作室进行控制，所有运行数据由电缆传输信号至地面操作室供操作者监控并发出操作指令。顶管机能持续自动地记录其各种状态及管道线路的位置等数据。自动记录系统包括泥土和地下水压力、机头倾斜、旋转，纠偏状态、前进速度、顶进长度、泥水压力、刀盘扭矩、顶进负荷及中继间动作等。此系统在自动系统出现故障时能手动监测，可以保证管道在自动系统的修复过程中能继续前进。

泥水平衡顶管机的工作原理：

泥水平衡顶管机在顶进时随着工具管的推进，刀盘不断转动，进泥管不断进泥水，排泥管不断将混有弃土的泥水排出泥水舱。泥水舱要保持一定的压力，使刀盘在有压力的情况下向前钻进。泥水平衡式工具管是以一种全断面切削土体，以泥水压力来平衡土压力和地下水压力，又以泥水作为输送弃土介质的机械顶管。

每段顶进开始后应连续工作，当进行设备保养维修而暂停顶管施工时，必须采取措施确保开挖面的稳定。顶进时管道内必须采用低压照明和管道风机通风，并保持管道内的清洁。

泥水平衡顶管工艺的技术特点：

1、适用土质范围广，软土、粘土、砂土、砂砾土、硬土均可适用；

2、破碎能力强，破碎粒径大，个数多；

3、具有独立注水、注浆系统、刀盘清洗装置。尤其适合N值较大的硬土；

4、顶进速度快，最快顶进速度每分钟120mm；

5、施工精度高，上、下、左、右均可纠偏，最大纠偏角度达2.5º，并可作较长距离顶进；

6、采用地面操作系统，安全、直观、方便；

7、结构紧凑，使用维修保养简单，在工作井、接收井中便于拆除。

1、设备质量优良可靠，操作方便，工作效率高；

2、设备的能力要留有充分富余，即使用时的保险系数要大。

3、主顶站与中继站的顶力要留有充分的富余系数，本工程主顶站顶力按工作井允许顶进压力控制，中继站按千斤顶总顶力80%控制，用压力表控制顶力值。

扭矩：46kN.m(50Hz)

最大转数：3.2rpm

1.1、测量控制网及井下测量平台的建立

①根据业主提供的测量控制点布置整个工程的控制网，在井周围布置一个高精度的控制网，用以测放、检查和修正工作井井区和井下的测量点，如轴线点，井下的测量起始点和后视点等。

1.2、顶管轴线与标高控制

本工程顶管测量距离均在60m以内，顶管方向与高程控制可直接用置于井下测量平台起始点上的激光经纬仪对顶管机上方的光靶即可。

随着顶管进尺的增加，激光发射距离的增长，激光会发生散射，即打在光靶上的激光点回扩大，影响目视精度。此时顶管轴线采用支导线法控制，标高采用支水准线路控制。

1.3、顶管测量注意事项：

①由于顶管的部分操作在工作井内进行，顶管过程中起始点和后视点发生位移是完全可能的，故每周均需对其进行检查校核，发现偏移过大需查明原因并及时修正。

②地面测量控制网上的部分点在顶管轴线上或工作井附近可能因地面沉降等原因而移动，故也需不定期进行校核检查。

③顶管测量计算全部用自编程序在计算机上进行计算分析，速度快，精度高。本公司在此应用方面积累了较丰富的实践经验。

④每段顶完后，应重新进行一次管道中心和高程的测量，每个接口一点，错口处测两点。

井下设备安装包括出口器安装、导轨安装、千斤顶安装、后背墙安装、垫铁的调试及顶管机井下就位等，其中出口器安装在“顶管出洞”作介绍。

导轨用型钢和P38以上钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用螺栓紧固于钢横梁上，以便装拆。钢横梁置于工作井底板上，并与底板上的预埋铁板焊接，使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的、牢固的整体。

导轨安装在顶管施工中至关重要，其安装精度决定管道是否可以顶好，故须达到如下要求：

①两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；

主顶站千斤顶选用2台，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底的横梁上，千斤顶着力点应在与水平直径成45度的顶管圆周上，即与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道圆心上。每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。

因工作井均为双向工作井，故选用周转使用的装配后背墙，如图所示。后背墙用25工字钢焊成一堵墙，为顶管的反力提供一个垂直的受力面，正面焊一块4cm厚钢板，使各工字钢受力更均匀。工字钢墙的空隙中灌满自密砼，形成一道由厚钢板、工字钢和砼组成的、牢固的、刚度很大的复合后背墙，承受千斤顶传来的顶进反力。后背墙安装无误后，在后背墙与圆弧形井壁间浇筑砼，并垫一层8cm厚的木板，以使井壁受力均匀。

当导轨安装完成后，后背墙与主站千斤顶同时也安装结束，就要调试垫铁，主要符合两个要求：

①垫铁的中心线应与导轨、后背墙和主站千斤顶在同一中心线上；

②垫铁的两端受力点与主站千斤顶在同一高度上，确保管材受力均衡。

井下设备安装完成后，用起重机将经过保养、检查、调试好的顶管机吊下工作井，置于涂满润滑黄油的导轨上。因导轨安装精度是严格控制的，故顶管机座上导轨就已准确定位。

井下设备和顶管机安装完毕后，启动油泵，伸缩千斤顶，检查千斤顶与后背墙的配合，顶管机与出口器及分压环的间隙等。准确无误即可开始出洞顶进。

3、顶管出洞、进洞技术

顶管出洞是指顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口风门进入土中，开始正常顶管前的过程，是顶管的关键工序，也是容易发生事故的工序。

本工程淤泥质粉质粘土段顶管轴线均在地下水位以下，顶管出洞前必须采取措施防止地下水渗进井内。为此，顶管机出洞前，先在洞口外围土体进行防渗注浆施工，注浆范围为沿后背墙墙后井高范围，厚2米，宽度超出沉井直径两侧各一米。同时，在洞口内壁安装出口器，出口器由内径略小于管节外径的橡胶密封圈和内径略大于管节外径的钢法兰组成。结构如图所示：

顶顶管机头在井内管床就位，调试完毕，作好出洞的一切准备后，便可用气割割除洞口内的钢封门，将机头传进橡胶密封圈顶如土中。同时在机头与洞口的缝隙中注满膨润土泥浆，以润滑管道，支护土体。如果洞口外侧有钢板桩，则应在顶管机进入出口器后方可拔出。

顶管出洞对操作者要求也很高，这是因为出洞时顶管机未被土体包裹，处于自由状态，而使顶头出洞的主千斤顶顶力是巨大的，因此，控制操作哪怕出现少量不均匀或土质不均匀，使各千斤顶的行程不等，都足以使顶头和第一节管子偏离设计轴线。此时的土体难以对机头产生较大反力，难以对机头起到导向约束作用，故此时产生的偏差很难纠正，甚至是纠不过来的。因此，进洞顶进时一定要十分小心，用激光经纬仪随时测量监控，保证顶头和第一节管子位置正确。

采用上述洞口结构和周密的操作技巧，可避免出洞这一关键工序中可能出现的诸多问题，确保顶管出洞万无一失。顶管机下方两侧设有止退插销，在顶管机出洞时，当千斤顶松开时应插入止退插销，防止顶管机被土压力向后推回。

顶管进洞，是指一段管道顶完，顶管机破进洞口封门进入接收井，并作好顶管机后一节管与进洞口的密封联接的过程。

对于淤泥质粉质粘土地址段，顶管机进洞前也应对洞口外土体进行防渗注浆，并留有足够的固化时间。顶管机进入加固土体并到达洞口外侧时，割除钢封门，将顶管机顶入接收井。

4、膨润土泥浆减阻及置换

优质膨润土泥浆具有良好的触变性与润滑性，将其压到管外壁，包裹住管子，可大大减少管外壁与土壤间的摩阻力。若压浆技术得当，压浆管分布合理，膨润土质量好，摩阻力可大为降低。关于膨润土泥浆拌制与压浆，我公司有专门的技术操作规程（企业标准），可在本工程中应用。我们在注浆时做到以下几点：

⑴、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、失水量的动塑比；

⑵、在管节上预设压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成；

⑶、膨润土的贮藏及浆液配置、搅拌、膨胀时间，按照规范进行；

⑷、压浆以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆套形成情况；

⑸、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；

⑹、注浆量应与顶进速度相匹配。

注浆孔应合理分布，机头及其后面10节管每节都设有注浆孔，使泥浆及时填充管壁与土间的全部空隙（机头外径比管节外径大20mm，故有空隙），其后逐步过渡到每3节管加设一节带有注浆孔的管节，及时补浆，使全线管壁都包裹在泥浆套中。注浆管节分为四孔出浆的A型管和三孔出浆的B型管两种，间隔布置。

注浆管节分布及注浆口布置图

顶力在控制值之内十分重要。若顶力过大，会带来一系列问题，各方面的控制都会困难，故膨润土泥浆压浆绝不可轻视。

每段顶完后，用掺入适量粉煤灰的水泥砂浆置换触变泥浆，置换后将管道上的注浆孔封闭严密，并将全部设备清洗干净。

泥水平衡顶管机前部土体通过切削刀头切削土体，通过压力水进行充分搅拌后，变为泥浆水，泥浆水通过泥水软管依靠污泥泵的强大动力输送至工作井上部泥水沉淀池内。沉淀池通常有3个，泥水经过3次沉淀后，再通过高压水泵进入顶管机前部，完成一个循环。沉淀池内沉淀的泥浆采

用轮式反铲挖掘机挖掘，装入全封闭的泥浆运输车，运至指定的排放场。

五、泥水平衡顶管机操作注意事项

⑴、顶管机在顶进施工前，应根据已经取得的该段轴线的地质资料和技术要求，编制顶管机的顶进施工方案；

⑵、顶管机运抵施工现场后，应该首先检查油箱的液压油。如果液压油不够应该用电动滤油机加油，按照要求加到指定的标尺刻度。加完油后必须用滤油机反复的对油箱内的液压油进行循环过滤，一般整箱液压油过滤时间不应该少于24小时。另外每顶完一段管线后，要求对液压油过滤时间不应该少于24小时。另外每顶完一段管线后，要求对液压油箱进行不少于12小时的循环过滤。

⑶、顶管机在第一次运转前，应该熟读生产厂家提供的使用说明书，做到对主要组件的布置、性能、用途明确；要求仔细检查刀盘、减速机机油和齿轮箱内的齿轮油，严格按照说明书要求的规格型号加注润滑油并定时进行更换。

⑷、严禁在顶管机刀盘和污泥泵停止状态下顶进。如果刀盘停止或污泥泵停止，会造成刀盘的变形和污泥泵出泥管的堵塞。

⑸、对顶管机的总线润滑系统要求经常进行检查，油罐内严禁缺油。

⑺、泥土仓土压传感器在每段顶进前必须调整归零。

2、顶管机安全操作要领：

⑴、顶管机刀盘可正反向旋转，用以切削土体和调整机头旋转。当刀盘向一个方向旋转时，由于切削土体的反力，顶管机会产生逆转：当机身左向旋转时，刀盘选择左转；当机身右向旋转时，刀盘选择右转，运用刀盘的左右旋转可以很好的调节顶管机产生的自旋，保持顶管机的平衡和稳定。通过向刀盘辐条上的注射孔向泥土仓注入水或膨润土泥浆，经过刀盘后的搅拌棒搅拌，可以改善刀盘切削下来的土体条件，达到较好的活易性，便于污泥泵泥水输送。

①启动顶管机刀盘的操作步骤：

启动刀盘油泵→选择刀盘旋转方向（只能在刀盘转速为“0”时操作）→调整刀盘转速→顶进正常运行

②停止顶管机刀盘的操作步骤：

刀盘转速回“0”→停止刀盘油泵

污泥泵采用高压力涡轮叶片把泥水和砂石通过管道输送。污泥泵若不出水应停止运转，检查管路，防止管道堵塞造成污泥泵损坏，对于管道内木屑等其他杂物堵塞的管道应及时清理。

⑶、泥水平衡顶进操作要点：

做到泥水平衡顶进是保证良好顶进效果和质量的关键，泥水平衡顶进必须对以下参数进行仔细观察和调整：a、刀盘切削土层的能力，b、污泥泵的取土能力，c、顶进速度。顶进时要求时刻注意观察泥土仓压力，保持泥土仓的泥水压力平衡，保证顶管机正面压力不至于偏离设计值而引起底面隆起和沉降。

纠偏调整步骤为：分析测量光靶数据→启动纠偏油泵→设定纠偏数据→打开纠偏油缸电磁阀调整千斤顶行程→纠偏行程到位自动关闭电磁阀→关闭纠偏油泵

⑸、测量控制光靶的调整：

顶管机在顶进过程中，会发生机头旋转，操作人员应该随时保证测量光靶处在顶管机圆周的铅垂中心，以便得到准确的测量结果。

⑹、顶管结束后，顶管机的关机顺序为：

降低刀盘转速到“0”→关闭污泥泵出土闸门→关闭刀盘油泵→关闭控制电源→关闭总电源。

⑺、每班操作人员必须认真并真实的做好顶进记录和测量记录并作好交接班记录。

⑻、机长必须做好交接班记录：

交接班记录必须对顶管机当天的运行情况作出真实的描述。如果遇到故障，必须说明故障发生的时间、部位、处理方法和修理人员，并分析故障原因。

⑴、每班顶进结束后必须对顶管机按照使用说明书的要求进行例行保养和维护，并对各部分油位进行检查。

⑵、应经常检查自动润滑油脂泵和分配阀是否运转正常，并及时补油。

⑶、电源控制箱和操作控制箱要求保持干燥、无油污，并定期对接线端头进行检查。

⑷、每班应对顶管机液压系统的接头和密封进行仔细检查，一旦发现有渗油、漏油现象必须进行处理。

⑸、油泵、油马达减速箱和齿轮箱出现声音异常，必须立即停机检查，查找异响原因，排除故障后才能开机顶进。

⑹、液压油表和油温表出现异常情况时，应立即停机检查，分析原因、排除故障后方能开机顶进。

⑺、当顶管机自动控制系统出现报警，应立即停机检查，待排除故障后方能顶进。

⑻、主机控制系统计算机严禁使用不明来源的光盘和软盘，以防病毒感染导致系统瘫痪；控制室和机头内要求保持干净整洁无油污。

⑼、每班必须做好维修保养记录、故障排除记录以及更换备件记录。

⑽、顶管施工中可能出现的问题及采取的措施

顶管机在顶进全过程发生旋转几乎在每条顶管中都会出现，将影响管内设备的使用，甚至使液体外溢等。控制旋转的方法很多，本工程将采取两种措施。一是顶管时控制刀盘的旋转方向，将刀盘向机体旋转的反向转动，使顶管机受反向扭矩，从而纠正机体。顶进过程中，不断正、反转刀盘，顶管机的旋转就可得到有效控制。二是采取配重法，顶管机内的设备布置注意了重量对称分布，以防顶管机旋转，但顶进中的机体旋转仍常有发生，处理方法是在顶头内摆放配重，若顶管机左旋，即在机内右侧摆放配重，若右旋，配重就摆在左边，效果良好，因顶管机内设备已考虑了重量对称分布，故所用配重的数量较小，配重一般用废铁板、钢筋等。此外，中继站千斤顶稍微倾斜放置也是纠正管道旋转的一种措施，此法仅作为备用保证措施。以上方法在本公司以往的顶管施工中对纠正顶管机旋转效果良好。

管节接头渗漏很少出现，出现为止多在膨润土压浆孔处（因膨润土泥浆压浆压力过大挤入管内），施工中应予以避免。万一出现，可用专用止水钢环止水。

专用止水环用三片120度圆弧刚换组成，外贴止水橡胶片，之间用螺杆连接。拧紧螺母，圆环直径会增大，使止水钢环外橡胶片紧贴管缝，制止泥浆渗入，顶管结束时再作永久性止水处理。

地面沉降或隆起值的大小，体现了顶管水平的高低。我公司直线顶管的沉降隆起值已可控制在不影响地面，地下结构的水平。控制沉降与隆起的主要技术措施有：

a．精心操作，机头刀盘按设定切削速度的出土量要与管道顶进的进尺量相当，控制出土与顶进的量与速度，避免土体超挖和顶管机的过量挤进，使挖土与顶进始终处在动态平衡状态。

b.测量每顶进1m所产生的出土方量与进尺方量相当，沉降隆起就可控制。

c.加强膨润土泥浆压浆。泥浆在顶管中期润滑与支护双重作用，在管外壁与土间始终充满膨润土泥浆，支护着管周土体不挤向管外壁，是减小沉降的措施之一。

第三节顶管后背承载力和顶管顶力计算

一、顶管后背承载力计算

后背承载力计算公式为：F=H×B×[σ]=2.5×4.5×180=2025KN，式中：

[σ]—后背承载力，取180KN/m2。

二、顶管管壁顶进阻力计算（估算：

f2—采用注浆减阻工艺的摩擦系数，取4KN/m2D—管节外径，为0.96m

L—顶进长度，为60m

则F2=723.456KN

三、顶管的顶进迎面阻力计算

NF=（π/4）D12Pt

D1—顶管机头外径，为0.96m

Pt—机头底部以下1/3D1处的被动土压力（KN/m2）

Pt=γ（H+2/3D1）3.85=506.167

γ—土的天然重力密度粘土段取19.8KN/m3，淤泥质粉质粘土段取19.6KN/m3

H—管顶以上土层厚度，为5.2m

则Pt粘土=445.183KN/m2

GZ_01-31-2016贵州省建筑与装饰工程计价定额（上册）.pdfPt淤泥质粉质粘土=440.686KN/m2

NF粘土=322.07KN

NF淤泥质粉质粘土=318.817KN

顶管顶力由机头前段的迎面阻力和管壁外周摩擦阻力两部分组成：

R8粘土=F2+NF粘土=1045.426KN

DB3311／T 32-2019 视频监控卡口数据传输技术规范.pdfR8淤泥质粉质粘土=F2+NF淤泥质粉质粘土=1042.273KN

四、顶管工作井承压壁后背土体的稳定计算