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一级管网三标段顶管工程

顶管施工是一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、地面建筑物以及地下管线等。它最早其始于1986年美国的北太平洋铁路铺设工程施工中。我国顶管施工据了解始于1953年的北京，后来上海也在1956年开始顶管试用。

随着顶管工程的不断发展，顶管施工技术已逐步发展成为一种以气压平衡、泥水平衡和土压平衡为理论基础的非开挖施工技术。顶管掘进机形式也进一步细化，可分为泥水式、泥浆式、土压式及岩石掘进机。

目前，顶管施工技术已成为一种常规的施工方法被采用，自来水管、煤气管、动力电缆、通信电缆和发电厂循环系统等许多管道也采用了顶管施工技术。尤其是污水治理工程中顶管施工技术得到了普遍使用。长距离大口径顶管、小口径微型顶管、曲线顶管也得到了长足的发展，成为顶管家族中的骄傲。

SY／T 0442-2018标准下载下面就目前面临的顶管工程的施工安全技术措施作以说明：

本工程包含的顶管段为两段，张良路段为140米(包括绿化带及河道)，萧何路段为50米，均包含一个工作井，一个接收井；顶管管径D=1650mm，采用Ⅲ级钢筋混凝土管，热力管道由混凝土套管中间穿过。为了能达到两道混凝土管之间的净距离必须保持两米和能够穿过工作管的设计要求，现计划工作井内的净空为8m×8.5m,接收井内的净空为8m×5m。具体见附图。

顶管平面布置及沉井剖面示意简图(沉井结构及钢筋布置详图见CAD图)：

张良路顶管平面布置图：9200南

萧何路顶管平面布置图：9000北

注：①工作井内径8000mm×85000mm壁厚：张良路下部800上部600mm；萧何路600mm

②接收井内径8000mm×5000mm壁厚：张良路600mm；萧何路500mm总

③井深：张良路工作井、接收井净深10.38m总深11.98m；

萧何路工作井、接收井净深8.38m总深9.98m；

④详细部位及配筋参考CAD图

沉井剖面示意简图(根据有关要求：张良路砼管上皮至地面8m；萧何路砼管上皮至地面6m)：

800/600/500

第二章工期时间安排计划

因为混凝土沉井的凝固期较长，因此本工程包含的两个顶管段采取两边分开并穿插配合的形式施工，工期安排顺序为：

地质水文勘察→地下设施审查→定位放线→接通水电→(萧何路)工作井井点降水→(打钢板桩看现场需要情况)→工作井土方开挖并浇筑下沉→接收井降水→接收井土方开挖并浇筑下沉→(张良路)工作井降水→(打钢板桩看现场需要情况)→工作井土方开挖并浇筑下沉→接收井降水→接收井土方开挖并浇筑下沉→萧何路工作井安装设备→混凝土管顶进→张良路工作井安装设备→混凝土管顶进→(萧何路穿保温管并填砂)→沉井拆除→(张良路穿保温管并填砂)→沉井拆除→萧何路竣工验收→张良路竣工验收(见以下分述)。

3.2总体布置、井内布置、井体施工及管内布置

为有效合理的安排施工，计划设置2个工作井、2个接收井，采取沉井的方式施工。预留洞口的直径设置为Φ2080。工作井的内净空尺寸8.0m×8.5m，壁厚按照沉井深度和受力状况考虑：因工作井较深且受力较大，上下段的厚度采用分别浇筑的方式，下段5m深的厚度800mm；上段其余的厚度600mm。底板厚度600mm。接收井的内净空尺寸8.0m×5.0m，壁厚500mm,底板厚度600mm。[为了沉井的顺利进行，根据现场情况，如有必要，沉井开始前井壁四周距井壁2m处先打钢板桩以作为土体固定，钢板桩采用25#工字钢，间距为450mm，深度不小于井底深度(现场如不需要可以不用)]。

在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施：地面操作台、控制室、临时仓库、配电柜等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。因泥浆排放量大并且需要一定的时间沉淀，还要在工作井附近隐蔽位置各设泥浆池一个。

现场布置和设备进场时，采用25t汽车吊车。

管道顶进时，起吊设备亦采用25t汽车吊车。

工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。

3.2.3井体施工程序：

基坑测量放样→基坑开挖→立井筒内模和支架钢筋绑扎→立外模和支架→浇捣混凝土→养护及拆模→封砌预留→挖土下沉→沉降观察→绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土→混凝土养护→素土回填。

3.2.3.1基坑测量放样

沉井基坑开挖深度取2米，沉井井底外侧面至基坑边的工作距离取2米，基坑边坡采用1:1。整平场地后，根据沉井的中心座标定出沉井中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。施工放样结束后，须经监理工程师复核准确位置和尺寸无误后方可开工。

3.2.3.2基坑开挖

经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。挖土采用1m3的单斗挖掘机，并与人工配合操作。基坑底面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥，在底部四周设置排水沟与集水井相通，集水井内汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除，防止积水而影响刃脚垫层的施工。

3.2.3.3立井筒内模和支架

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；因为进管洞口的精度要求较高，模板采用δ6×800mm的钢板条用卷管机卷成即定尺寸的圆筒以确保浇筑进管洞口的精确度。

刃脚踏脚部分的内模采用砖砌结构，宽度与刃脚同宽。井身内模支架采用空心钢管支撑。钢管支架必须架设稳固，如有必要，可采用对撑支架，增加内模的稳定性。

3.2.3.4井体钢筋绑扎

钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、鳞锈等清理干净；钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋均应调直；预制构件中的主钢筋均采用对焊焊接并按照有关规定抽样送检；钢筋接头应互相错开，并严格按照国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204—92）中的有关规定执行；现场钢筋绑扎时，其交叉点应用21＃铁丝绑扎结实，必要时用电焊焊牢。

钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定，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。

钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽验收。隐蔽验收合格后，方可进行立外模。

3.2.3.5立井筒外模和支架

钢筋绑扎验收后，应进行架立外模和支架。井壁内外模用串心螺丝固定，串心螺丝采用φ16的圆钢，中间设置止水片，两端设置铁片控制井壁厚度尺寸，圆钢两端头上铰成螺纹，用定制钢螺帽固定，拆模时拆去钢螺帽，割去外露部分，再用同标号防水砂浆二度抹平，确保不渗水。外模支架必须稳、牢、强，保证在浇捣混凝土时，模板不变形，不跑模。

3.2.3.6井壁浇筑

模板和支架工序完成后，必须经监理工程师进行验收。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、预留管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，但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。

混凝土在捣振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。

井壁必须分三次浇筑，严格按规范要求做好施工缝，必须保证不渗水。施工缝采用δ3×250mm钢板放在井壁厚度的中心位置，方能确保不漏水；并在后浇时将连接处的混凝土凿毛，并用水清洗干净，浇捣时先用12%的UEA砂浆座浆，然后轻倒第一层混凝土并振捣密实，以免形成蜂窝，影响沉井的质量。在混凝土浇捣过程中，还应做好混凝土的试块工作，保证质保资料的完善。

3.2.3.7养护及拆模

混凝土浇捣完成后应及时养护，养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法。在养护过程中，对混凝土表面需浇水湿润，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。

在拆模时，应注意时间和顺序。拆模时间控制在混凝土浇捣后的3～4天内进行，过早或过晚的拆模对混凝土的养护都是不利的；拆模顺序一般是先上后下，小心谨慎，以免对混凝土表面造成破坏。对于分段浇捣混凝土部位，应保留最后一排模板，利于向上接模。

3.2.3.8封砌预留孔

严格按照设计图纸的要求，设置和封砌各种预留孔，并保证在沉井下沉过程中，预留孔内不渗水。

3.2.3.9绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土

在沉井完成后，就可在其上绑扎底板钢筋。钢筋在绑扎时，应保证井底钢筋与底板钢筋的连接、上下两层钢筋的间距，并将刃脚混凝土的表面凿毛露出石子，便于刃脚混凝土与底板混凝土的结合。底板混凝土浇捣完成后应及时养护，确保其表面不露白，并应防止阳光及温差的剧烈变化，以免底板出现收缩裂缝，影响沉井的施工质量和使用功能。

3.2.3.10井点降水

沉井下沉之前必须提前降水，降水方式为每个沉井采用8个D300mm的大口井，深度分别为：张良路井深18m，萧何路井深12m以确保沉井下沉的顺利进行。

3.2.3.11井体下沉

当沉井井筒的混凝土强度达到不低于设计强度的75%时方可拆除模板。

沉井下沉前应封堵井壁全部预留孔洞，对较大的孔洞用水泥砂浆砌砖封堵，并在靠土的一侧用水泥砂浆抹面。封堵孔洞用的砂浆强度应满足下沉时能抵抗土压力和水压力的要求，还要考虑便于拆除。

沉井下沉前应检查降、排水效果，当达到施工组织设计的要求后方可开始下沉。

放线定位。沉井下沉前，先在外井壁上各对称弹出4条垂线，以测定沉井下沉时的倾斜度。在沉井内部4条垂线绘制水平测量标尺，并在坑基的相对位置设水平指示标尺，以此测定沉井的下沉量及下沉偏差。

检查沉井下沉使用的挖土、出土、运土等机械、设备、工具是否完好，数量是否能满足要求。

当沉井附近有已建成的建筑物或管线时，应在有关位置设置沉降变形观测点3，并在沉井下沉和施工排水期间定期观测其变形情况，直至沉井封底完毕施工停止抽水满个月为止。

沉井下沉前先将井壁上的预留口用砖砌好堵牢，所有螺栓均采购抽除，对于个别未能去除的螺栓须用氧气割除。外壁应保证光滑，所有螺栓孔均用砂浆堵实。然后涂刷冷底子油一道、热沥青一道。待井壁砼强度达到设计要求后即可准备下沉，在沉井下沉之前要做好轴线观测点和下沉标高测量点设置。

2)、沉井下沉的施工方法

分层挖土，每层厚度约为30cm，中央部分的土面应始终高于四周的土面30cm以上；双孔和多孔沉井各孔中的土面应相平，其高差应不大于20cm。沿井底内壁应保留土台，土台宽度可根据沉井内的土质决定，当土质松软时土台宽度应大些；土质坚硬时土台宽度可小些，一般为2m左右；沉井下沉时，按平面轴线的位置逐层沿外边四周挖去土台。当土台经不住沉井井底的挤压时土体破坏坍落，沉井边均匀地下沉，每次下沉宜控制在20cm左右。在挖除井底附近和井底下部的土时要求对称均衡，土面的高程要保持一致（纠偏时除外）。要加强施工力量，争取在最短的时间挖完，以保持沉井的均匀下沉。沉井内的排水沟、集水井，应随着沉井的下沉而随时施做，其断面和深度应不小于规定值。排水沟应经常保持畅通，集水井内应经常保持最低水位。

沉井四周土质软硬不均及挖土不当引起的沉井倾斜的纠偏方法有3种，即：

（1）、挖土纠偏：即通过调整挖土的高差，及调整沉井井底处保留土台的宽度，进行纠偏。

（2）、在下沉较慢的一侧多挖土：逐步挖掉底脚处的土台使底脚悬空，其高度宜为20cm。沿底脚四周长度宜为沉井内径的1/2多保留底脚处土台的宽度；如该处土体松软时，应夯实或填碎石作为加固处理；并在该处井筒外部地面上堆土夯实，以增加其抗力和摩阻力。采用上述的方法，如果一次不能全部纠正偏斜，可按上述的方法重复进行，至符合规定误差为止。而后按正常下沉挖土。

（3）、射水纠偏：沉井在下沉过程中发生偏斜而用挖土纠偏扔不见效时，采用向下沉较慢一侧的沉井井筒外部沿外壁四周注射压力水，使该处的土成为泥浆，以减小土的抗力；泥浆还起润滑作用，减小沉井外壁与土之间的磨阻力，促使沉井较高的一侧迅速下沉。当纠偏到接近正常位置时应停止射水，并应将沉井外壁与土之间的空隙用细土或砂填充。

（4）、局部增加荷载纠偏：当井筒在下沉过程中出现倾斜时，可在井筒较高的一侧增加荷载（一般采用铁块、砂石袋加压），或用震动机震动，促使井筒较高侧较快下沉。一般讲，该方法适用于小型沉井的情况。

上述几种纠偏方法可单独使用，也可综合使用。但是在沉井下沉中及时发现偏差，及时采取有效措施纠偏，控制偏斜量是控制沉井中心位移保证下沉质量的关键。

当沉井沉到设计标高，经观测8h累计下沉量不大于10mm时，即应进行封底工序。

(1)封底前的准备工作

排水封底（干封底）。当沉井下沉到设计标高后，井内继续降水，保持较低的地下水位，清除井底余土，整平土基使土基面由沉井内壁四周向集水井倾斜，在集水井处为最低点。由集水井向井壁四周辐射挖排水沟，然后在土基上铺5～10cm粗砂或细石，在其上及排水沟底和壁上铺土工布，而后在土工布及排水沟内填铺碎石或卵石滤料（滤料的厚度应根据地下水涌水量的多少而定，一般不得小于50cm），使沉井底的地下水通过滤料层及排水盲沟汇集到集水井中，用泵排出。

(2)为防止浇筑垫层混凝土时污染滤料，以及防止新浇筑的混凝土在凝固前被地下水冲刷，应在滤料上铺土工布或塑料布，作为混凝土和滤料的隔离层，在隔离层上浇筑混凝土垫层和钢筋混凝土底板。垫层和底板应留出集水井的位置，待强度达到要求时封底，封底材料采用钢筋混凝土。

3.2.4井体下沉过程中的注意事项

3.2.4.1井下沉位置的正确与否，与刚开始下沉时有很大关系，要特别注意保持平面位置与垂直度的正确，以免继续下沉时，不易调整。

3.2.4.2为减少下沉的摩擦力和以后的清淤工作，最好在下沉时在井外壁采用随下沉随填砂的方法，以减轻下沉困难。

3.2.4.3挖土应分层进行，防止锅底冲得太深，或底脚挖土太快，突沉伤人。再冲浆时底脚处不准有人操作或行走，以避免底脚处切土过多伤人。

3.2.4.4在沉井开始下沉和将至设计标高时，周边冲浆深度应小于30cm或更簿一些，避免发生倾斜。

顶管的出土采用全自动的输送方式，被挖掘的土在机舱内的刀盘的搅动下，通过进水管的高压水冲刷变成超饱和的泥浆，以泥浆的形式高速排出。

F=F1十f2其中：F—总推力；Fl一迎面阻力；F2—顶进阻力

F1＝π/4*D2*P(D—管外径1.98m；P—控制土压力)

P＝Ko*γ*Ho＝0.55*1.9*8.99＝9.395t/m2

式中Ko—静止土压力系数，一般取0.55

Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值8.99m

γ—土层的湿重量，取1.9t/m3

F1=3.14/4*1.982*9.39455＝28.912t

式中f一管外表面平均（根据顶进距离平均土质）综合摩阻力，取0.3t/m2

D—管外径1.98m；L—顶距140m；

F2＝3.14*1.98*0.3*140＝261.122t

F=F1十f2=28.912+261.124=290T。

每道管各配2个250t液压千斤顶能完全满足顶力需要。活塞行程1750mm。

为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内，在洞口内预先安装一个单法兰穿墙钢套管，用于安装橡胶止水圈及止水橡胶板。由于顶进距离长，造成管材表面及F型钢套环、砂等对橡胶止水圈不可避免的磨损，需经常更换橡胶止水圈。因此，我们在洞口里侧增加一道橡胶止水圈，当需更换外部橡胶止水法兰时，洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。

3.6.1.1通视条件下的测量

通视条件下的测量使用交汇法,即引工作井及接收井预留洞口中心(A,B)至各自的井壁。置经纬仪至A点，后视B点，作BA直线的延长线，并在工作井后部定出一点C，保证C、A、B在一条轴线上。置经纬仪在C点上，后视A点，在工作井井壁上定出一点D，，置激光经纬仪基座于井下D点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于A点，后视B点，在激光经纬仪器架上定出D点，D点同A，B点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中D点，后视A点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。

3.6.1.2不通视条件下的测量

即引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D点，其余步骤同通视条件下测量定位。

3.6.2顶进设备安装

顶进设备安装前先把地面上建立的测量控制网引至工作井内，并建立相应的地面控制点，便于顶进施工时复测。工作井内精确测放轴线。

3.6.2.1后靠背安装

轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100～200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合，调整方法见图：

3.6.2.2稳置轨道和安装后顶

轨道为高37cm的钢制轨道，要求表面平直光滑无毛刺，根据设计管道的标高确定轨道的安装高度。轨道不设坡度，轨道中心线与管道中心线在同一垂直平面内，轨道与底板基础连接牢固。轨道安置在工作井前段，距洞口止水圈30cm，安装误差在允许范围内。

安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。

引轴线至井底前后两侧A、B两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点C，开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点D、D′，测量AD和AD′的距离，只需保证AD的距离约等于AD′的距离既可，误差不应大于3cm，导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向既可，最后根据实际情况填塞C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙，后方顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平后顶后只要保证千斤顶的所有后平面贴实后靠背既可固定。

导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一致，此副导轨用于防止机头进洞后低头，见下图：

橡胶止水副导轨砖封口增高装置砼垫层导轨千斤顶

增高装置可根据机头重量以及增高量选择枕木，钢支架或砼垫层。

依照轨道和管道中心线、高程为参考，进行稳置主顶油缸底架，油缸底架中心线与所顶管道中心线在同一垂直平面内，油缸底架及主顶油缸稳置要牢固并在允许偏差范围内。

3.6.2.3设备联接

主顶油缸的油路应并联连接，每台油缸应有独立的进油、回油的控制系统。其它各设备之间按规范进行连接安装，安装完毕后进行调试。

3.6.2.4设备调试

a、所有的电控系统安装完毕后对电控系统的连接及控制开关进行调试，检验线路连接是否正确、开关是否灵敏。

b、对主顶油缸及油泵站进行调试，检查油管是否连接正确、油泵站运转是否正常、油路控制闸阀是否完好、千斤顶伸缩是否正常，对油管进行排气处理。

c、对测量系统进行校验，检验支架的稳定性和安全性，对仪器进行摆放调试。

d、对机头的各项开关进行调试，检验电压表、电流表；检验刀盘转向是否与控制相符；检验纠偏系统是否运转正常；检验土压表是否灵敏；检查齿轮油箱是否满足设备要求；运转是否正常。

3.6.2.5洞口止水装置安装

止水装置的安装应保证除了止水圈以外最小直径大于进洞物最大直径的8cm，防止受到进洞物的剪切而失去止水效果，位置确定后可用水泥砂浆封堵与井壁形成的间隙，防止从间隙处漏水、漏浆。

3.6.2.6工作井洞口处理

洞口封闭圈做法：首先将预制的止水圈钢法兰焊接在井壁预埋件上，然后两侧缝隙处支模打灰，最后钢制法兰及橡胶圈隔壁螺栓连接，将橡胶圈压紧。

3.6.2.7导轨延伸

为防止机头进洞后扎头，故在顶管前，先将导轨延长至坑壁前，待机头进洞后，将第一节预应力管与机头尾部用牛腿固定连接。

本工程采用泥水平衡顶管掘进机顶进，顶进分为初始顶进和正常顶进两个阶段，掘进机从顶进开始到第一节管子接上并与掘进机接好之前的顶进称为初始顶进，在此以后的顶进称为正常顶进。

初始顶进阶段最好不要进行纠偏，要始终注意观察掘进机与基坑导轨的接触情况是否正常，特别注意要防止机头入土后下沉产生扎头现象。

3.7.1开始调试阶段以及土体取样

顶管下井前应作一次安装调试，油管安装前应清洗，防止灰尘等污物进入油路；电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。

机头下井后刀盘应离开封门1米左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不超过5mm，既可开始凿除砖封门，砖封门应尽量凿除干净，不要遗留块状物，同时可进行土体取样工作，使用Ф100，L=500mm的两根钢管在洞口上下部各取长400mm的土样，取样工作完成后随即顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。

3.7.2顶进过程中的方向控制

1）借助瞄准仪标杆和滑轨来完成对泥水平衡掘进机调整定位。

2）由于机头本身所具有的方向诱导装置，纠偏操作就变的简单易行了，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在二号光耙的中心既可。

3）测量与方向控制要点

(1)顶进测量：开始顶进300mm时，即对中心线及高程测量一次，随顶进时，每掘进500mm测量一次。

(2)有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员→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仪座必须避免顶进时的移位和变形，必要时应复测并及时调整。

(4)顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10′～20′并且不得大于0.5°(140m误差10cm内)，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，确保顶进时方向正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。

用水准仪将水准点引至工作井内，并设一临时水准点。

在主工作井前、后各设一观测点，采用激光经纬仪将管中心线引至井内，并设一固定支架，安装激光经纬仪，经纬仪高度与管中心高程一致，利用水平仪确定固定支架的高程，确保经纬仪位于管道中心线上。

顶进过程中利用激光经纬仪发出的一束激光射在顶管掘进机头上的固定的靶位上，机头操作人员根据激光靶的实测数据进行纠偏，以确定顶进方向不偏离管道的设计中心线方向。

利用水平仪复测管内高程，校正经纬仪实测的误差，每顶进一节管复测一次。

顶进结束后进行全线测量，并做好记录。

3.7.3泥浆减阻的方法和技术措施

顶管的推力就是顶管顶进过程中管道受到的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力及工具管气水压力。

a.沉井泥浆减阻：是在沉井下沉时向井筒外壁与土之间注入触变泥浆，使其成为泥浆滑润套，使沉井在泥浆套包囊中下沉，减阻效果较好。一般沉井在泥浆套中下沉比常规下沉可减少摸阻力50%～70%。

b.顶管泥浆减阻：长距离顶管的成败在于减阻的好坏，采用触变泥浆减阻护壁的施工措施，即在管壁与土壁之间注入触变泥浆。

本工程专用的顶管机外径比管节外径大25mm，故顶管机在土层中顶进时使管节外围形成25mm的空隙，如能及时有效向该空隙注入触变泥浆填充在管节外围，形成一个较完整的泥浆套，顶进时既可有效减阻又能起到支撑土层的作用，加快顶进速度。反之，泥浆套不能形成，顶力将急剧上升，严重时将可能顶坏管节，甚至使顶管工作失败。

3.7.3.1泥浆减阻压力计算

F1=S1×K1=πr2×k1

F2—顶管侧磨擦力(t)

S2—顶管侧面积(m2)

K2—顶管侧阻力系数(t/m2)

F2=S2×K2=πDL×k2

为了减小顶压进阻力，增大顶进力，并且为了防止出现塌方，顶管过程中，应采用在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆护套，减少管壁与土壁之间的摩擦力。

泥浆在输送和灌注过程中具有流动性、可泵性。

触变泥浆的主要成份是膨润土、掺入碱和水配制而成。

为了在顶进完毕后的触变泥浆固结增强，可掺入石灰膏。但为了施工使用时保持流动性，还必须掺入缓凝剂和塑化剂。

b、触变泥浆的拌合程序

将定量的水放入搅拌罐内，并取其中的一部分水来溶化碱；

在搅拌过程中，将定量膨润土徐徐加入搅拌灌内，搅拌均匀；

将溶化后的碱水倒入搅拌灌内，再搅拌均匀，放置12h后即可使用。

c、触变泥浆应注意的事项

注浆孔的布置宜按管道直径大小确定，一般每个断面可设置3～4个，并具备排气功能。

搅拌均匀的泥浆应放置一定时间方可灌注。

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。

灌浆压力可按不于0.1Mpa开始加压，在灌浆过程中再按实际情况调整。

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间的顶进同步。

灌浆如遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进

长距离顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，现场注浆时做到以下几点：

1)挖掘过程中弃土应与下沉过程中使用的触变泥浆分开，待泥浆沉淀处理后，用专用车尽快运至获准的地点。

(1)地质发生很大的变化，突然间变硬或变软。这可以通过刀盘的转矩来判断，如果突然变硬了，则向土仓内加入水或泥浆，掘进机上设有加泥孔，其目的就是用来加泥的。如果太软，可把第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。

(2)在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。操作人员必须严格遵守这样一条规定：无论何种情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实汇报情况，以便分析原因，找准对策。

3.7.3.2触变泥浆的配比

触变泥浆配制：选用较好的钠基膨润土，膨润土：水=1.8(重量比)，采用机械定量搅拌桶把水与膨润土搅拌均匀然后打入几个注浆罐，静置12小时，使其充分吸水，膨润成胶体，利用比重计测其比重，掌握在1.15g/cm为宜。

3.7.3.3注浆孔布置

顶管机机尾部均匀设置三只压浆孔，为顶部和120º两个浆孔，同时在洞口注浆，顶进时，及时跟踪注浆，确保在顶管机后面及时形成完整的泥浆套。

每个注浆孔均安装闸门进行独立控制，并在第一节管的注浆孔前安置注浆压力表。

3.7.3.4同步跟踪注浆

制作触变泥浆采用机械定量搅拌罐把水与膨润土搅拌均匀，然后打入两个钢制注浆箱，静置12小时，使其充分吸水、膨润成胶体。将地面配制好的触变泥浆经注浆泵增压后进入输浆管，通过环形管注入顶管机及管节的压浆孔，形成泥浆套。当管节顶进时，利用顶管机尾部环向均匀布置的三个压浆孔，与顶进同步跟踪注浆，以确保当掘进机向前顶进时在其后形成的环向空隙立即被泥浆充填，从而形成完整的泥浆套。

管节在顶进过程中，由于部分浆液流失到土层中，因此必须利用砼管节上的压浆孔进行补压浆。一般在一节管顶进结束后就应进行补压浆，且还要视每段顶进的阻力情况。

3.7.3.6压浆量与注浆压力

压浆量原则上控制在同步跟踪注浆量为管节外理论空隙体积的2倍左右，注浆压力值不宜过高和过小，依据采用浆液的粘度和管路长度，压浆泵的压力初步控制在20～50KPa。

3.7.3.7石蜡减阻

为降低管道与周围土体的摩擦系数，在采用触变泥浆减阻的同时，也可采用在管外壁涂抹石蜡的方法进行减阻。

3.7.3.8减阻置换

顶进完成后，为防止地面的局部减阻，须将管壁外缘的触变泥浆用水泥浆置换出来，方法与触变泥浆的注浆方法相同，利用砼管内的注浆孔，逐节进行置换。

3.7.3.9雷达监测

在顶管注浆过程中采用雷达检测注浆的密实度，在顶管完成后用水泥浆置换出润滑浆后，须用雷达监测注浆的效果，密实度须达到98%以上以确保质量。

3.7.3.10通讯监测

3.7.3.11沉降观测和控制

顶管施工必须确保顶进过程中不对地面产生破坏，为保证道路的安全，必须采取以下几点措施加以控制：

1）泥水平衡机头可控制沉降

本工程施工使用的泥水平衡机头可通过操作台控制顶速，使迎面土压力在主动土压和被动土压之间，在通常情况下，二压力可按实际情况控制在P=±20KPa范围。

根据以往经验，在顶进过程中，控制好顶进压力、注浆量、推进速度以及轴线测量，勤纠勤测，沉降量可以控制到5mm，能确保道路的安全。

2）跟踪注浆和顶后补浆可控制沉降

在顶进过程中，可通过提高触变泥浆的稠度制止触变泥浆的流失，从而防止了地面沉降发生的机会。

3.7.3.12泥浆处理

通过排泥泵把泥水排到沉淀池，经过一段时间循环达到一定浓度后通过抽泥车运到指定地点进行沉淀处理。

3.8.1供电系统及电动设备

供电系统由变压器、总控制箱、分配箱、开关箱和用电设备及输电线路组成，总控箱、分配箱、开关箱及升压装置的布置应符合相关规范要求，并采取防雨、防晒措施；输电线路采用线板架设并标识，线路架设应横平竖直、符合相关要求。电气系统应保持干燥，保持指示灯及各仪表运行正常。

(注：以上所列设备，并不都是同时启动。)

3.8.2动力电路设置

管内设置—二路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采用TN—S方式，三相五线制移动电线装接。

3.9顶管接口质量控制

3.9.l本工程所用管节为“F”管，“F”管受力性能好，接头稳定性高，接口处止水密封性能好。

3.9.2选用优良管材并处理好管子接口对于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，如发现不合格产品坚决予以退回。

3.9.3管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止“F”型管接口的套环受压变形。

3.9.4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和质地。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。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。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。

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。

3.10设备维修及保养

在本工程顶进过程中，特别需要对掘进机进行维修和保养，使掘进机始终处于优良的使用状态，从而顺利完成本工程实施。

当液化油出现乳化时，说明液压油己严重氧化，应予以更换。更换液压油之前须把油箱内清洗干净，加油必须用精滤车过滤后方可加入。另外，一旦发现油管老化应立即予以更换。

纠偏系统要经常检查是否漏油、油液质量、油压情况，如发现不正常情况及时更换。

深基础施工方案第四章关键技术难点和解决方案

4.1井体施工过程中异常情况及处理方法

4.1.1井体下沉过快

1）现象：沉井下沉速度超过挖土速度，出现异常情况。

遇软弱土层，土的耐压强度小，使下沉速度超过挖土速度；

长期抽水或因砂的流动别墅小区冬季施工方案，使井壁与土间磨擦力减少；

3）预防措施和处理办法