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奎河沿岸截污主管道工程顶管专项施工方案（已论证）.docx

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新能源汽车城建设项目招标文件2020年09月11日

拟建奎河沿岸截污主管道工程（袁桥闸至欣欣路桥段）承接袁桥闸泵站提升污水，沿奎河西岸敷设，起点袁桥泵站南侧，终点为欣欣路北侧，管道全长约5.4km。共分2段，其中袁桥闸至奎河污水处理厂段约4.1km，管道埋深6.3m～9.4m，采用Ⅲ级钢筋混凝土管，管径DN2000，坡度0.8‰；奎河污水处理厂至龙亭1号泵站段约1.3km，管道埋深6.5m～9.2m，采用Ⅲ级钢筋混凝土管，管径DN1000，坡度1‰。本次实施标段为袁桥闸至奎河污水处理厂段，全管道均采用顶管施工方式，沿线共设置5座圆形工作井及3座矩形工作井。

1.2 地埋位置及工作井统计

1.3.1 水文地质条件

根据工程区含水岩系的水文地质特征可划分松散沉积含水系和基岩含水系，各含水岩系（组）的岩性组合，含水层厚度和水文地质特征都有明显的差别。

全新统潜水含水层直接接受降雨入渗补给，受地表径流影响较快，水位变化明显，地表与地下水联系密切，排泄方式以蒸发、人工取水，侧向径流等为主。上更新统为弱承压～承压含水层，接受侧向补给和全新统潜水越流补给，人工开采及向区外径流和向上伏含水层越流为其主要排泄途径。场地内地下水埋深0.6～5.0m,受季节性降水影响，地下水位年变幅1～3m。

工程区地下水类型主要为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水，其次为碎屑岩类、岩浆岩类裂隙孔隙水。基岩地下水主要赋存于碳酸盐岩、碎屑岩、岩浆岩及变质岩类岩溶、裂隙含水层中。地下水补给来源为大气降水和地表水入渗，地下水与地表水有较好的水力联系。

场地内主要含水层为第②层粉土，透水性及富水性中等。含水层类型为潜水。

1.3.2 工程地质概况

③层淤泥质黏土，土质软弱，抗剪强度低，压缩性高，易流变及产生不均匀沉降，工程性质极差；

④层黏土，可塑，承载力相对较低，工程性质较差；

⑤层黏土为一般黏性土，压缩性中等，工程性质一般。

第⑦层中风化石灰岩，中等风化，属较硬岩，工程性质较好。

具体土层分层情况自上而下分别为：

②层 粉土（Q4al+pl）：黄色、黄灰色、灰色，湿～很湿，稍密～中密，局部呈密实状态，摇震反应迅速，局部夹粉质黏土薄层。标贯6～13击，锥阻2.05～5.49MPa 。

③层 淤泥质黏土（Q4al+pl）：深灰、灰黑色，饱和，流塑～软塑，间夹腐殖质，有机质，略有淤泥臭味，切面光滑有光泽，干强度与韧性中等，土质较均匀。锥阻0.47～0.61MPa。

④层 黏土（Q4al+pl）：黄、黄褐色，可塑，切面光滑有光泽，干强度及韧性较高，土质均匀。锥阻0.61～0.88MPa。

⑤层 黏土（Q4al+pl）：黄、黄褐色，可塑～硬塑，底部夹小砂姜颗粒，切面光滑有光泽，干强度及韧性较高，土质均匀。锥阻1.06～1.83MPa。

⑥层 黏土（Q3al+pl）：黄、黄褐色，硬塑～坚硬，含砂姜颗粒、铁锰结核，切面光滑有光泽，干强度及韧性较高，土质均匀。锥阻3.14～5.59MPa。

⑦层 中风化石灰岩：青灰色，夹少量棕黄色、灰白色条纹，中等风化，隐晶质结构，中厚层状构造，锤击声较清脆，轻微回弹，取芯短柱状、柱状。节理裂隙稍有发育，多被方解石填充，岩体质量指标较好，属较硬岩。

工程区属华北半湿润、暖温带、季风气候区，具有长江、黄河流域间过度性气候的特征。特点是全年气候温和，四季分明，春季气温升高快，蒸发强，春秋季短，入冬回暖早，冬季干燥，夏热多雨。常年主导风向东北偏东，冬季多东北风，平均风速/s，夏季多东南风，平均风速/s。年平均气温13℃～，历年极端最高气温，历年极端最低气温，全年平均温差不大。

区内降雨时空极不均匀，年降雨量变化在600～1219mm之间，由西向东递增，多年平均降雨量756～900mm（/a），雨量多集中在七、八月份，约占全年降雨量的65%～70%左右，年际变化不大于0.3。

全年日照比较丰富，年平均为2350～2520小时，平均为2473小时，太阳辐射总量为120千卡/平方厘米.年，冬至中午太阳高度角为32º17′17″，13时太阳方位角为16º51′11″。

多年水面平均蒸发量约1150～1500mm。潮湿系数（KB）约为1.0～1.49（据中国气候潮湿性分带图）。多年陆地年平均蒸发量为。

全年无霜期210～226天，平均215天。最大冻土深度20～40cm，最大岸冰厚度5～30cm。

本方案根据“安全第一，预防为主，综合治理”，“科学、合理、详尽，具有可操作性、针对性。”的原则，“优化配置、经济实用、安全文明、确保质量工期”的宗旨及我公司施工经验、施工设备及施工技术力量编制。

（1）、响应合同文件要求，充分认识本工程的特点、难点，对重点难点工序的技术措施和施工保证措施进行详细的说明。

（2）、在施工布置上充分利用现场场地，合理规划，尽可能做到最优。

（3）、充分认识到该工程的重要性、工期、施工难度等因素，配置高效适宜的施工机械设备，配备经验丰富、责任心强的施工管理技术人员。

（4）、质量是工程的灵魂。采用先进、成熟的施工技术，满足施工要求，科学制定施工方案和切实可行的质量保证措施，确保质量目标的实现。

（5）、安全是根本。施工中，我部将制定完善的安全制度和安全保证措施，在强有力的安全管理机构的监督和指挥下，使一切生产活动均处于受控状态。

（1）徐州市区奎河综合整治工程施工1标段（袁桥闸～铁路桥段）招标文件；

（2）徐州市区奎河综合整治工程施工1标段（袁桥闸～铁路桥段）施工图；

（3）徐州市区奎河综合整治工程施工1标段（袁桥闸～铁路桥段）施组；

（4）徐州市区奎河综合整治工程岩土工程勘察报告；

（5）现场踏勘所获得的实际资料；

（6）技术标准、规范、规程：

《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300

《建筑施工组织设计规范》GB/T50502

《工程测量规范》GB50026

《地下工程防水技术规范》GB50108

《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497

《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50304

《建筑电气工程施工质量验收规范》GB30303

《建筑地基与基础工程施工质量验收规范》GB50202

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204

《给水排水构筑物施工及验收规范》GB50141

《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268

《橡胶止水带》HB2288

《混凝土和钢筋混凝土排水管》GB/T11836

《预应力与自应力钢筋混凝土管用橡胶密封圈》JC/T 749

《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640

《给水排水工程顶管技术规程》CECS246

《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46

《建筑施工安全检查标准》JGJ59

《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(住建部37号令)

《顶管施工技术及验收规范》（试行）中国非开挖技术协会行业标准

《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33

《建筑地基处理技术规范》JGJ79

《建筑基坑支护技术规程》JGJ120

《通用硅酸盐水泥》GB175

《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》DLT5200

《实施工程建设强制性标准监督规定》(建设部令第81号)

中华人民共和国大气污染防治法

中华人民共和国固体废物污染环境防治法

中华人民共和国环境噪声污染防治法

中华人民共和国水污染防治法实施细则

中华人民共和国大气污染防治法实施细则

根据徐州市区奎河综合整治工程1标段总工期要求，以及工地现场踏勘实际情况，以WS6井为中点，分两段，投入2套Φ2000泥水平衡顶管机同时开始进行顶进作业。

3.2 顶管施工进度计划

根据以往施工经验，结合本标段地勘揭露的工程地质情况，DN2000钢筋混凝土管以8m/d（中风化石灰岩层）及16m/d（黏土层）的速度向前顶进。具体进度计划见附件1。

施工进度严格按照工程进度计划的安排进行施工，对施工的全过程进行经常检查、对照、分析，及时发现实施中的偏差，采取有效措施，调整进度计划，排除干扰，确保工程在合同规定的工期内完成。

①在本工程范围内不论是组织人事，还是物质资金、机械设备和作业队伍的调配，项目经理均具有高度的指挥和调整权，从组织上确保项目经理的权威性。

②选派组织能力强、施工经验丰富、年富力强的同志担任各级生产组织机构及主要部门的负责人，确保各项工作有条不紊地开展。

③坚持“围绕重点，兼顾一般”的原则均衡组织生产。加强重点工程的管理、技术和施工力量，保证机械设备正常使用，同时在整个工期范围内合理地安排和组织其他项目的实施。

①建立健全工期保证岗位责任制，层层签订工期保证责任状。

②加强和完善计划的考核兑现落实制度，编制周密、详尽的施工生产计划，以天保旬，以旬保月。

③完善奖惩制度，落实好按劳分配的原则。充分发挥施工人员积极性和主动性，提前工期有奖，延误工期受罚。

①以施工图设计和施工方案为依据，根据现场实际情况和业主的安排，进一步优化和及时编制实施性施工技术方案，落实重点工程及关键技术项目的施工方案，科学、合理地调配各种生产资源。

②在施工过程中，及时详尽地组织技术交底，阐明设计意图，细化或示范工艺操作流程；在现场广泛开展技术革新和科研工作。

③建立从经理部到各作业队的生产调度指挥系统，实行微机动态网络管理。全面及时掌握并处理影响施工进度的各种问题，对工程交叉和施工干扰加强指挥与协调，对重大关键问题超前研究，制定措施，及时配置或调整人、财、物、机，保证工程的连续性和均衡性。

④根据项目全过程的网络计划，编制分阶段和月度网络进度计划，及时找出和发现关键工序的转化，分析原因，使项目始终处于受控状态。

（4）设备物资保证措施

①抓关键、保重点，加强宏观控制。针对本工程的特点，从设备配备上和队伍的选择上都要严格挑选。在人员、资金、物资、机械上优先保证，作到尽快完成施工任务。

②作好设备的选型及配件供应工作，设备的选型力求实用、高效、耐用的原则，防止待机误工，在施工中要备足易损件，做到随坏随修。

③调动足够的机械设备，保证工程施工进度的需要。

④抓好材料的采购、储备和供应工作，确保进度和满足季节性施工需要，同时合理安排施工顺序，坚决杜绝返工和窝工现象的出现。

3.4.1 劳动力计划

从工程实际出发，为保证有足够的技术力量、确保工程质量以及保证工程顺利完工，根据工期安排及工程进展对劳动力进行合理的调配，做到完全满足工程的需要，并留有适当的富裕度，以便在需要时满足赶工要求。顶管工程一般要求24小时连续作业，每台顶管机两班轮流作业。具体见附表2。

3.4.2 机械设备计划

根据图纸工程量及现场实际情况，本工程拟投入的机械设备见附表3。

3.5 施工现场平面布置

为保证周围行人及过往车辆的安全，进场施工前需对施工区域范围使用钢质围挡进行封闭，并在门口设置门卫室，根据工程所处地方环境要求，围挡高度不低于相关规范的要求。

施工道路以施工场地相临侧即有道路为主，在连接施工地场时，视现场实际情况对局部路况较差的区进行回填、碾压以及混凝土路面浇筑工作，确保施工材料、设备的安全运输。本工程计划将采用C20混凝土进行浇筑连通道路，浇筑宽度为6m，厚度10cm即可。

工作井、接收井周围施工用场地需进行混凝土硬化，硬化厚度10cm，混凝土标号为C20，在吊车工作停放区域及钢管堆放区域应适当增加混凝土厚度、标号或配以C10钢筋，以防止工作时压损地面。接收井场地硬化范围为四周边缘线3m范围，工作井场地硬化范围为工作井整个施工区域范围。

3.5.1 工作井施工平面布置

根据现场实际情况，利用即有空间，合理布置各机械设备、材料等区域，以矩形井为例进行布置，其它工作井参考执行。

DN2000泥水平衡顶管机施工现场场地设置可移动式泥浆池：泥浆池采用5m×2.5m×2m（长×宽×高）泥浆箱；采用100t汽车吊吊放机头，采用50t履带吊车放管。主顶工作站机中央控制室布置靠近工作井上方的地面上。

3.5.2 工作井内布置

顶管井内布置设备包括基坑导轨、后靠背、主千斤顶、主顶泵站、环形顶铁、U 形顶铁设备等。

基坑导轨采用型钢和钢板焊接而成，应保证其具有的强度和刚度。主顶油缸架采用拼装式结构，高程和平面安装误差控制在5mm以内，以保证油缸均匀受力。工作井每个顶程承压壁及后座墙与顶管轴线方向垂直。承压壁是承受和传递全部顶力的后座墙，应保证足够的刚度。本工程后座墙采用钢筋混凝土结构形式与工作井壁及底板连接。

3.5.3 管道内布置

本工程施工用电采由市政电网点接入，主要用电设备为钻机、高喷机，空压机、顶管机械设备及基坑降排水施工设备。施工电源接入点至少须提供200KW的变压器（暂定），将电连接到各作业面位置。

注：本用电设备按施工1段顶管配制，且为常用设备。

为防止施工过程中市政电网停电风险，现场需配备一台 KW的柴油发电机。

根据现场实际情况及顶管顶进实际情况，采用潜水泵抽取临边奎河水用作顶管施工用水，抽水管径不小于Φ250mm。

本工程施工用风主要为井坑高喷加固用风,以及顶管设备停机或刀盘检修顶管机临时采用气动土压平衡用风及洞内通风用风，结合实用性原则，前期高喷施工采用一台20m3的空压机进行供风，其它则采用一台5m3的小型空压机即可。

3.9 施工排水、排泥

3.9.1 井边积水排放

沿围挡设置30cm宽30cm深的排水明沟，排水沟坡度1%排水沟要定期派人清掏，保持畅通。排水沟过路面处,在排水沟上设置铸铁蓖子。大门处设车辆冲洗设施。大门旁设置三级沉淀池,沉淀池平面尺寸5m*3m、深2.5m，底板、池壁和隔离壁厚均为200mm，施工排水排入三级沉淀池沉淀，水质测试合格后，排入市政管网。

3.9.2 顶管泥浆排放

机头所需水采用河道用水，通过泥浆泵注入机头泥水仓，泥水仓叶轮机将机头切削入仓的土与水搅拌成泥浆通过泥浆泵输送至井上泥浆池沉淀后，经泥浆分离器将泥水分离，分离出的泥采用灌装泥浆车外运，排放到业主指定排放点。

泥浆外运之前要注意现场及车辆的整洁，每次外运前用水冲洗轮胎，并做好防止泥浆外运途中外溢工作。

4.1 工程重点、难点分析

（1）由于本工程地处奎河沿线，地下水位较高，据地勘水文资料显示，本工程顶管管道线路均位于地下水位以下，水量较丰富，降水量较大，对基坑开挖影响大，涌水为最大威胁，为顺利开挖、保证施工安全，需采取可靠、高效的降水措施是基坑开挖一大重点。

（2）由地勘报告资料显示，本工程地层从上至下为杂填土层、粉土层、黏土层，又由于受地下水影响，流沙情况时有发生，若采用手掘式顶管，会给作业人员带来安全隐患，因此，安全的开挖方式是重点。

（3）由于顶管作业为穿越道路、河流及铁路的环境，顶进施工中，对防止地面沉降要求较高，因此控制地面沉降是另一重点。

（4）部分顶管段为弧形段，顶管能否按预定线路方向顺利进行，顶管精度需控制在设计范围内，开挖施工操作及监测也为重点。

（5）由于地下水位较高，为防止向井内渗水，顶管施工起始、结束端头洞口密封是一重点。

（6）穿越道路、铁路下方时，应探明地下即有管线，以防止破坏。

顶管作业线路在道路、河流及铁路下方，为防止地面沉降以及过河段渗水，对于机前水土压力平衡控制非常关键，必须全程不断监控顶进压力，且控制好前端平衡仓压力，使压力处于安全范围内，波动小。

在充分了解地勘资料、水文资料、以及现场实际情况，综合施工技术、安全、效率的情况下，施工设备的选则尤为重要。

（1）由于地下水位较高，地质条件较差，人工顶管进行挖掘，在管内会出涌水、流沙情况，直接给前方作业人员带来安全隐患。

（2）本工程顶管管道为DN2000，属中型管道，内部空间较狭窄，若人工开挖，对操作非常不便，且大大降低施工速度，对开挖出的渣土清运工作也不快捷、方便。

（3）由于在道路、河流及铁路下方施工，为减少对道路、河流及铁路的沉降破坏，因此必须控制施工道路、河流及铁路下方土体沉降值。

鉴于以上情况，再考虑施工技术的成熟性，以及结合本公司多年施工经验，本工程宜选用泥水平衡顶管机进行施工作业，泥水平衡顶管机优点如下。

1）、适用土质范围广，地下水压力较高以及土质变化范围较大的条件下使用：特别适合淤泥、沙层地质；

2）、施工挖掘面稳定，对所施工对所施工顶管周围土体扰动小，地面沉降非常小。

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）、能保持工作井内的施工环境，施工安全，采用泥水管道传送弃土，不容易发生施工危险。

5）、泥水传送弃土系统连续性强，顶进施工进度较快。

6）、采用地面操作远程控制，机头内全自动化。安全、直观、方便。

根据设备厂家提供的顶管机技术参数表，再结合本工程所使用的顶管管道规格尺寸，拟选用HRCΦ2000型泥水平衡顶管机，具体参数如下表所示。

由于顶管穿越地段为中风化石灰岩层及黏土层，因此，为保证在中风化石灰岩层中顺利顶进，对顶管机刀盘进行特殊加工制作，以满足顶进需要，在破碎岩石过程中，引入二次破碎机构，对刀盘切削下来的较大岩块进行再次破碎，以便从排渣管中顺利排出，二次破碎机理如下图所示。

根据业主提供的控制点对现场自然地面标高进行复测，并设立平面控制网以及高程控制网；用全站仪测定轴线位置并设立标志杆；根据施工图纸测放管道顶进轴线及工作坑尺寸线，并确定各井实际开挖深度。

4.3.2顶进施工中的标高、轴线控制

顶管施工精度要求高，采用激光经纬仪和水准仪进行测量。施工管道轴向测量采用高精度激光经纬仪进行测量，测量主要用导线测量法，测量平台设在顶管后靠墙处。测量光靶安装在顶管机头部，测量时激光经纬仪直接测量机头头部的测量光靶的位置，并根据光靶数据计算机头实际偏移状态，在顶进过程中，应加强监控测量，每顶50cm测量一次。施工过程中将机头走向偏差控制在10mm以内，有效的控制顶管线型。

4.4 地铁及构（建）筑物保护措施

4.4.1 进行地面沉降控制监测

地表监控采用地表和深层观测相结合的方法。沿顶进轴线的管线保护和重要区段应增加每天监测次数以致进行24小时跟踪监测。正常情况下地面的观测点每天进行1～2次沉降跟踪观测，经数据处理分析后作为及时调整掘进机参数的依据，减小地面沉降量。

4.4.2 引发沉降因素

①掘进开挖工作面的塌方是造成地面较大沉降的主要原因。塌方造成超量出土，覆盖层土体松动，以致地面沉降。

②开挖端面的取土量过多或过少，使顶管机推进压力与开挖土体压力不平衡，造成地面沉降或隆起。

③管道外壁空隙（顶管机外径与管外径之差）引起的地层土体损失。

④纠偏造成沉降，顶管机纠偏后，刃脚后形成一个空隙，纠偏角越大，空隙越大，管道顶进时周围的土体便会坍入空隙造成地面沉降。

⑤触变泥浆造成沉降，顶管施工为了降低阻力，在管道周围注触变泥浆，一旦施工结束，触变泥浆就会泥水分离，因触变泥浆含泥率仅为百分之几，四周的土体就会向管壁坍落，造成地面微小沉降。

施工前应对工程地质条件和环境情况进行周密细致的调查，制定切实可行的施工方案，并对距离管道近的建筑物和其它设施采取相应的加固保护措施。

根据顶管机前方设置的测力装置，掌握顶进压力，保持顶进压力与前端土体压力的平衡。

压注泥浆不使管壁与土体之间形成空隙：顶管设计时，为了减少摩擦阻力，降低主千斤顶的顶力，顶管机的外径比顶入的钢筋混凝土管的外径大10mm～20mm。因此，顶管时在顶入管与土体之间就存在一定的空隙，导致土体可能的沉落。为此，必须及时压注泥浆于空隙中，并且边顶进边压浆，更需要在中间补浆，使在项管中形成完整的泥浆套，既消除了空隙，又能平衡其上土体之自重，防止沉落。施工结束及时注入水泥浆置换润滑泥浆。可利用混凝土管上预设的注浆孔对土层进行填充物压注，以提高土层的密实度，减少土层的地面沉降量。

顶管顶进时，要严格遵守操作规程，及时进行测量，避免大角度纠偏。

严格控制管道接口的密封质量，防止渗漏。避免因渗漏引起的土层流失，并最终导致地面沉降。

顶管施工工艺流程如下图所示。

4.5.1 设备设施安装

②本工程导轨采用38＃钢轨铺装而成，安放在混凝土基础面上时，导轨定位必须稳固、准确，在顶进过程中承受各种荷载时不移位、不变形、不沉降。两根导轨必须平行、等高，导轨纵坡与管道设计坡度一致；导轨面上的中心标高根据顶管管内底标高设置，也可根据现场情况将导轨高程适当提高2～3cm，避免管头下沉。

③在工作井底板上安装轨枕。轨枕采用型钢，具体尺寸视井内情况而定，表面要求平整，直顺，且无腐蚀现象，导轨安装中心偏差±3mm，将导轨牢固焊接在型钢轨枕上，轨枕焊接在预埋件上。为防止施工过程中因受力不均而使导轨发生偏移，可在井中使用型钢或架管对称固定。

④导轨安放前先校核管道中心位置，顶进过程中经常观测调整，确保顶进轴线的精度。

将数据带入式中计算得：

S=2.00/2+0.068≈1.07m

因此，两轨中心间距为1.07m。

测量导轨的中线位置与高程偏差，其允许偏差为：

顶面高程：0～3mm。

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。安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中产生位移，需设专人每天进行检查。

2）、利用钢轨焊接支架进行主顶油缸的固定，以防止油缸在顶进过程中受力发生偏移影响施工质量。油缸支架采用地面汽车吊放安装，并根据管线设计方位及高程调整支架的纵向轴线和标高。

3）、利用汽车吊将油缸吊装到安设稳固的支架上，并利用调整垫对主顶油缸的位置进行微调，从面保证油缸合力作用点使后座墙所能承受最大推力。

4）、油缸支架及油缸的定位安装尺寸误差控制在2mm以内。

5）、液压系统安装运转注意事项：

①安装前对液压缸、高压油泵、液压管路控制系统进行检查，设备完好方可安装。

②应根据顶管坑的施工设计，安装高压油泵、管路及控制系统。油泵宜设置在液压油缸附近；油管应直顺、转角少；油泵应与液压油缸相匹配，并配备备用油泵。

③液压油缸的油路应并联，每台液压油缸应有进油、退油的控制系统。

④液压油缸的着力中心应不小于组装后背高度的1/3。

⑤顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进。

⑥顶进中若发现油压突然增高，超过前一次顶进油压的20%，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。

千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。

①泥浆池尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，沉淀池的配置可沉淀块状物，防止块状物直接进入排泥泵引起泵堵塞和损坏。

②注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配置减压系统，在泵出口处1米外以及机头注浆处各安装一只隔膜式压力表。

③顶进施工中，减阻泥浆的用量主要取决于管道周围的空隙的大小及周围土层的特性，由于泥浆的流失及地下水等的作用，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，一般可达到理论值的4～5倍，但在施工中还要根据土质情况、顶进状况、地面沉降的要求等做适当的调整。

顶铁是具有一定形状和一定厚度的钢结构件。它的作用是将主顶油缸较集中的顶推力均匀地分布到所顶管道的管端面上，并起到保护管端面的作用。

顶铁的安装和使用应符合下列规定：

1）、安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；

2）、更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后应锁定；

3）、顶进与吊装时，工作人员不得在顶铁上、下方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。

洞口处的止水带安装是非常关键的，在进洞后止水带必须保证其严密性，其作用是阻止顶管机进洞时正面的水土涌入工作井内，其另一个作用是防止顶进施工时压入的减阻泥浆从此缝处流失，保证能够形成完整有效的减阻泥浆套。

出洞口止水也非常关键，它也是阻止洞内减阻泥浆及水土流入接收井内，若水土出现大量涌入，可能会导致上覆土层坍塌，既而引发地面沉降。

洞口止水示意图如下所示。

井内除主要顶管及配套设备安装外，还需对复合后背墙的钢板进行安装，以及井底抽排水泵的安装。

后背墙作用是为顶进作业时提供一个受力面，其承载能力应能满足抗压强度要求，且在安装时需保证其平面垂直于顶进轴线，不致使千斤顶偏心受压，且为钢管提供一个平行于顶进轴线的作用力。

井内抽排水泵需安装在井内适当位置集水坑内，及时排除井内可能产生的渗水，为施工提供一个良好的作业环境。

4.5.2 顶进施工

①顶进施工全部设备经过检查并试运转合格。

②机头于导轨上的中心线、坡度和高程应符合规定要求。

③止水封门止水性能良好，且制定了防止机头进洞时流动土或地下水涌入工作井的措施。

④工作井处于不稳定地层进行顶进时，封门拆除后立即将机头顶入土层。

顶进前，先检查顶铁安装是否平直，以防顶进时产生偏心荷载。顶进时按以下程序进行：安装顶铁→开油泵使千斤顶伸出活塞→千斤顶伸出活塞额定长度后开阀门回油→开机→顶进→下管接长。

顶管宜连续顶进，暂停时间一般控制在12小时之内。如果停顶时间超过12小时，必须每隔4小时之内至少注浆一次（注浆量为：每平方米管材表面积0.05～0.01立方米浆液）。在重新开顶前大量注浆（每平方不小于0.2立方米浆液），才能取得较明显的减阻效果，确保顶力在正常范围之内。否则就可能会因顶力过大造成后座墙顶裂、管材顶爆、完全顶不动等后果。

1）、应连续顶进作业，在无特殊情况下不宜停止，且不能长时间停顿。顶进间隔过长时，土拱坍塌，会使顶力增加。

2）、检查首节顶管的高程、中线和坡度，顶进时连续测量，高程测量使用水准仪，中线测量使用全站仪。

3）、顶进时如有偏差过大，应立即停止顶进，进行纠偏。

4.5.3 管道连接

①本工程所用管节为“C”型管，“C”型管受力性能好，接头稳定性高，接口处止水密封性能好。

②选用优良管材并处理好管子接口顶管施工是十分重要的。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管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止“C”型管接口的套环受压变形。

④接管前再次检查管子接头的承插口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观。确认合格后可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无侵蚀性的润滑材料以减少摩阻力。

⑤承插接管时要保证与上节管的钢套环同轴度，并且加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。

⑥顶管结束后要按设计要求在管内间隙处填充弹性密封膏，并与管口抹成—个光滑的渐变面。密封圈的胶结应在使用前两天完成并检查其牢固性。

⑦在顶进过程中，管材的供应是非常重要的，如果供应不及时造成顶进停止，后果是非常严重的，由于机头重量一般较大，长时间的滞留会造成机头沉降，使轴线发生偏差；或已顶好的管子和周围土体固结，使得摩阻力增大。因此，在开始顶进前，需指定详细周全的供应计划，现场应备有足够余量。

4.5.4 方向控制及纠偏

（1）顶进过程中的方向控制

①由于所选机头本身所具有的方向诱导装置，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在光耙的设定位置即可，如下图所示。

②建立严格的放样复核制度，做好原始记录。顶进前必须遵守放样复测制度，坚持三级复测：施工班组测量员→项目管理部→监理工程师，确保测量万无一失。

③布设在工作井后方的后背墙必须避免顶进时移位和变形，必须控制总顶力在设计要求范围内。

④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。

⑤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。

⑥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。

纠偏是顶管施工中必不可少的环节，顶管施工过程中管轴线出现的偏离，一般分为：位置偏离和方向偏离两种。泥水平衡顶管设备可以从安装在机头里的光靶上的激光点位置来判断机头是否有位置偏离。激光点在光靶的偏离位置与机头实际偏离位置是关于圆点对称关系。对安装有倾斜仪的设备，可以根据倾斜仪的读数与设计值比较大小来判断有否发生方向偏离。

产生轴线偏离的原因一般有：

①进洞前机头方位定位不准确。

②洞口有较大软弱层，使机头进洞时发生栽头。

③沿线土层为非均质土层，使机头掘进面受力不均匀，从而引起机头轴线方向的变化。

④沿线土层承载力不够，机头下沉。

⑤泥水循环控制不当，使掘进面掏空，导致机头前进方向改变。

利用安装在机头前后节之间的2～4根纠偏油缸伸缩，改变机头前端的前进方向后，在继续顶进过程中向原设计位置逐渐修正，从而达到纠编效果。

①伸缩纠偏油缸。按照光靶上激光点偏离那个方向，将对应方向的纠偏油缸进行伸缩。

②顶进速度快慢的选择。土质愈硬，纠偏时的顶进速度愈宜慢；向下纠偏（机头位置高偏）时，顶速度宜慢不宜快；反之，向上纠偏（机头位置低偏）时，宜快不宜慢；对于因土质疏松引起机头下沉的偏离，宜采用闷顶纠偏。其纠偏距离视纠偏效果和顶力上升量而定。

机头倾角与设计的偏离在±5%之内，且激光点偏离靶心不超过10mm，就可以不作调整继续顶进。

4.5.5 渣土排运

（1）泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土进入循环池，经泥浆净化系统处理后进入循环系统循环利用。

（2）沉淀的余土外运需按文明施工要求和渣土处理办法，运到业主指定弃土场，不得污染沿途道路环境。

（3）配备足够的设备、配件，保障泥水排放通畅、迅速。不影响下一步工序的正常进行。

4.5.6 减阻泥浆

减阻泥浆用量主要取决于管道周围空隙的大小及周围土层的特征，由于泥浆的流失及地下水的作用，泥浆的实际用量要比理论用量多，但在施工中还要根据土质、顶进情况、地面沉降等要求作适当调整。

①注浆泵：选用螺杆泵，以使流量波动小，注浆压力平稳。

②搅拌器：应具备充分拌和泥浆的功能，具有所需要的供浆容量，每次配制时膨润土泥浆搅拌时间必须大于30min。

③搅拌池：为了保证注浆连续、充分，地面储浆箱尺寸：L×W×H=2.0×2.0×1.5=6m3，采用钢板焊接而成。

④注浆管路：总管选用Φ50mm的钢管，从泥浆站直通机头。顶管过程中安排专人交替打开注浆孔阀门，不间断向管外壁注浆。顶进过程中，机头尾端要紧随管道顶进同步压浆，后方各注浆点跟进补浆。

⑤控制阀：在每个注浆断面上均加设一组控制阀。

⑥压力表：在泥浆出口处设置隔膜式压力表。

（2）减阻泥浆的配比及拌制

泥浆的拌制要均匀。首先将定量的水放入拌和桶内；开动拌和机并缓慢投入膨润土，拌和2～3min；继续搅拌7～8min，形成泥浆；拌制完成的泥浆排放入贮浆池内贮存10h进行发酵，使膨润土、水、减发生充分的置换作用，形成稳定性良好，具有一定粘度、碱度的泥浆。同时，为防止贮存池内泥浆离析，应间歇性对贮浆池进行搅拌，制备合格的触变泥浆性能指标如下：

密度：泥浆比重为1.1～1.16×103kg/m3；

粘度：用漏斗粘度计测量粘度大于30s；

失水量：小于或等于25mL/30min；

稳定性：泥浆应无离析水；

本顶管施工采用膨润土减阻泥浆，经过地面压浆站配制后，通过两台液压注浆泵压入两根注浆总管，一根总管压注到机头进行同步注浆，另一根总管压注到管节上设置的环形分管的各个预留注浆孔，进而不断补充管外壁渗透到土层中的泥浆，以便顶进过程中管节外围泥浆套的完整。

4.5.7 泥浆置换及封孔

在单段顶管完成后及时采用水硬性材料置换管道外壁原注膨润土泥浆，使管道外壁形成强度较大的浆壁，能承受上覆土压力的作用，避免孔壁的坍塌；另外，掺入膨胀剂具有补偿收缩性能的水泥浆还能降低原注泥浆的收缩，从而减少沉降发生。本顶管施工置换泥浆采用0.5:1的纯水泥浆。

①注浆要求：注浆应与地面监控相配合，采用多点注浆将管道与地层的间隙充分填满，注浆量宜按计算孔隙体积的150%控制。本工程单位长度注浆量计算如下：

V＝πDwtL×150%

《思创隔声楼面建筑构造》式中：V——单位长度注浆量；

Dw——管道外径，取2.4米；

t——管道与地层间隙理论厚度，取0.01米；

L——管道单位长度，1米。

本工程单位长度注浆量为V=3.14×2.4×0.01×1×150%≈0.11m3。

②注浆压力根据管道深度H和土的天然重度γ而定，经验为2～3γH，土层宜为0.1～0.3MPa，砂卵石层宜控制在0.1～0.2MPa。

③泥浆置换完成后，拆除主浆管和管节内弧形浆管就地清洗JTG D50-2017 公路沥青路面设计规范.pdf，以免浆液凝固堵塞影响后期使用。

泥浆置换完毕后进行注浆孔封孔处理，采用与预留注浆孔配套的丝堵封堵注浆孔，防止浆液流失。