泥水平衡顶管施工专项方案.pdf

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1、 1 顶管施工专项方案 1.1 编制依据及编制说明 1.1.1 方案编制依据 东莞市望洪污水处理厂配套截污主干管工程设计施工图 东莞市望洪污水处理厂配套截污主干管网岩土工程勘察报告 东莞市望洪污水处理厂配套截污主干管工程施工组织设计 给水排水管道工程施工及验收规范（GB 50268-97）参考资料：顶管施工技术 余彬泉、陈传灿编著 人民交通出版社 1.1.2 方案编制说明 本工程有两段过河管道设计采用顶管施工，一段为长洲泵站过河压力管，为 DN1200 钢管，穿越洪屋涡水道，长度 287.1m；另一段为过河倒虹段，位于望牛墩锦涡村内，重力流污水通过段距离河道采取倒虹工艺，倒虹布设两趟DN100

2、0 玻璃钢夹砂管道，单管长度 52.7m。施工方案重点论述设备的选择和顶管工艺介绍，及施工安全、质量控制。1.2 工程概况 1.2.1 项目概况 所属工程名称：东莞市望洪污水处理厂配套截污主干管工程 工程地点：东莞市望牛墩镇、洪梅镇、中堂镇 2 建设单位：东莞市环保产业促进中心 东莞市望牛墩镇人民政府 东莞市洪梅镇人民政府 东莞市中堂镇人民政府 设计单位：南昌有色冶金设计研究院 勘察单位：深圳地质建设工程公司 监理单位：广州万安建设监理有限公司 施工单位：北京市政建设集团有限责任公司 1.2.2 顶管工程概况 长洲泵站过河压力钢管 长洲泵站出水压力管需穿越洪屋涡水道，压力管采用钢管，钢管尺寸D

3、N120016mm，顶管井段 FWA1-01 FWA1-02，一次顶进长度 287.1m，位于顶管井处管道埋深约 9.0m，根据设计断面及地勘资料显示管道位于河道内最小覆土厚度为 3.5m。管道穿越地层主要为淤泥质粉砂（灰褐色，松散，饱和，局部夹淤泥，中部夹粗砾砂，土质不均匀）和细砂（灰褐色，稍密，饱和，局部含多量粗砾砂），地下水极为充沛。管道沿新建西部干道跨洪屋涡水道大桥西南侧敷设，管道中心距离大桥桥墩最近距离 16.0m。锦涡过河倒虹管 过河倒虹管位于望牛墩锦涡村一桥东侧，为并排双趟 DN1000 玻璃钢夹砂 3 管道，倒虹管距离桥墩最近距离 15.0m，双管之间中心距离 2.4m，管道在

4、顶管井处埋深约 8.5m，位于河道内最小覆土厚度为 2.5m。根据地勘资料显示管道穿越地层为淤泥层（灰黑色，流塑，饱和，下部含少量粉细砂及贝壳碎片），地下水丰富。1.2.3 工程目标 本公司确定该两段顶管段施工目标如下：(1)质量目标：工程质量标准为合格；(2)安全管理目标：无死亡事故，无重大职业健康事故，无重大环境影响事故；(3)工期目标：长洲泵站过河压力钢管顶管：开工日期：2009 年 09 月 20 日 完工日期：2009 年 11 月 20 日；锦涡过河倒虹管顶管：开工日期：2009 年 09 月 30 日 完工日期：2009 年 10 月 20 日；(4)文明施工目标：保证文明施工工

5、地，保证不对周围环境造成滋扰。1.3 施工前期准备 本两段顶管工程均为过河段，其中一段距离较长，地质条件较差，施工难度较大，施工前应做好充分的准备工作。4 顶管机械设备、管材进场准备及施工人员组织 针对地质特点和工程管材选定与之相适应的顶管掘进设备、顶管施工工艺，对顶管配套设备、设施进行检修及调试，使其保持在良好的待用状态；提前做好管材供应计划，将相应的管材技术参数以书面形式向管材生产厂交底；安排具有丰富顶管施工经验的班组进驻现场施工，施工前做好全面的技术交底和安全交底，确保有关劳动安全及施工技术教育，加强工人的劳动安全意识，提高施工技术水平。对顶管沿线地质情况进行核查 为确保顶管成功，需对顶

6、管沿线的地质情况核查，进行补堪，加密钻孔密度，通过补堪资料与原地勘报告相比较，出具更详细、准确的河道内管道穿越地层情况说明和河床覆土情况说明用以指导现场施工和方案编制。编制专项方案、组织专项技术交底 施工前，在项目技术负责人的带领下集中有关技术人员仔细审阅图纸与相关资料，结合现场情况，编制详细的顶管专项方案用以指导施工，方案报送专家评审；并组织召开专题技术交底会，参加人员设计顶管施工的所有工种，认真做好技术交底工作。测量准备 a井下高程点的设置：施工时地面高程点的导入采用悬挂钢卷尺法。5 导入标高之前，首先在工作井的适当位置埋设高程点，待稳定后进行高程导入。工作井的同一高程点进行三次独立导入标

7、高，其互差必须在规定值以内（精度指标不大于 3mm），然后将其作为顶管施工中高程控制的绝对高程点。工作井内的高程点必须大于 2 个，并在施工中要定期互相校对。顶进过程中高程测量可依靠工作井内的任一水准点作为后视高程点，校核激光束高程和已顶进管道高程。b.中心测量控制 直线顶管施工，首先将管道中心桩用经纬仪（精度 2）引入工作井两侧井壁上或支架上，作为顶管中心的测量基线，然后将其投入工作井内，将激光经纬仪安装在工作井靠近后背并在两侧顶镐架子中间稳定的位置，（固定有独立的特制安装支架）通过调整使仪器强制对中点位于中线位置，对出竖盘角度值使激光束符合设计坡度值。这样通过调整激光斑点与机头内测量靶中心

8、重合，顶进过程中测量靶中心和激光斑点的偏离值即为顶管中心和高程的偏差值。此偏差值可通过顶管机内摄像头直接反映到地面操作台，作为顶管中心和高程控制的依据。定期校核激光束的位置，使管子始终沿着设计轴线前进。1.4 顶管工作井与接收井 本工程顶管工作井与接收井均采用沉井结构，长洲泵站过河压力管顶管工作井为 FWA1-02,位于河西岸，井内净空尺寸为 8.04.0m，接收井为FWA1-01，位于河东岸，井内净空 4.04.0m；锦涡过河倒虹管顶管工作井为 6 WC1-222 倒虹井，位于河东岸，井内净空尺寸为 6.46.4m，接收井为 WC1-221倒虹井，位于河西岸，井内净空尺寸为 6.44.4m，

9、倒虹井内隔墙待顶管完成后施工。顶管工作井与接收井沉井施工方法详见本工程沉井施工专项方案，此处不再详述。1.5 顶管工艺与设备选型 针对本工程顶管段水文、地质条件特点，该两段顶管均采用封闭式顶管工艺，目前封闭式顶管工艺主要有三种：网格气压水冲式、土压平衡式和泥水平衡式，此三种顶管工艺主要区别在于开挖掘进面的平衡形式与泥土运输方式上，本工程顶管管径较小（D1200mm），采用泥水平衡顶管工艺较为适宜。1.5.1 泥水平衡顶管工艺基本原理 泥水平衡顶管工艺基本原理是将已调成一定浓度和比重的泥水，通过送泥水系统送至顶管机头前挖掘面处，泥水在挖掘面上形成一层不透水的泥膜，可阻止泥水向挖掘面里面渗透，同时

10、调节泥水压力来平衡地下水压力和土压力，达到稳定挖掘面的目的；顶管机头前进的同时刀盘切削土体，被切削下来的残土与泥水充分拌和后，由排泥系统输送至地面泥水分离设备进行处理，分离出的残土被运走，泥水再送入送水系统循环使用。1.5.2 泥水平衡顶管施工特点 适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高以及变化范围较大的条件 7 下也可适用；可有效的保持挖掘面的稳定，对所顶管周围的土体扰动比较小，因此施工引起的地面沉降很小；与其他类型顶管相比，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土、砂土层表现得更为突出，适宜较长距离顶管；工作坑内的作业环境比较好，作业也比较安全。由于它采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、

11、搬运土方等容易发生危险的作业；可在大气常压下作业，也不存在采用气压顶管带来的各种问题及危及作业人员健康等问题。泥水输送弃土的作业连续不断地进行，其施工进度快，能有效的保证工期。1.5.3 泥水平衡顶进系统 泥水平衡顶进系统主要由以下几部份组成：NPD 泥水平衡顶管机；机内控制柜；洞口止水圈；环形护口铁；马蹄形顶铁；主顶油缸；主顶油泵；激光经纬仪；后背板；基坑导轨；油缸架子。8 1.5.4 泥水平衡进排泥系统 它主要由以下几大部份构成：泥水分离设备（沉淀箱及分离器等）；进水泵；排泥管；进水管；基坑旁通；流量计；排泥泵；进 9 排泥泵控制柜；进排泥软管；流量调节器。泥水平衡进排泥系统图 1.5.5

12、 顶管掘进机选型 针对地质特点，本工程两段顶管均选用目前较为先进的 NPD 型泥水加压平衡顶管掘进机施工，该型顶管机采用日本伊势机公司技术制造，配备进口刀具和减速机，可满足长距离顶管需要。同时该机对挖掘面的土压平衡控制精确，操作简易，施工过后的地面沉降很小，我公司已采用此机型成功的在珠海、东莞和广州等地的截污主干管工程中施工了数十公里，工程实际监测结果表明，施工过后的地面沉降量控制在-10mm5mm 范围内，效果较好。NPD 型泥水平衡顶管机采用一种新颖的多边形偏心结构，顶管机的刀盘和泥土仓均采用多边形棱体、且刀盘轴线与主轴之间有一个偏心距，本顶管机具有结构简单、轧碎卵石效率高、主轴、减速机泥

13、水密封性能好，泥土仓内的高塑性粘土不易堵塞等优点。本顶管机是一种土压平衡和泥水平衡的双重平衡顶管机，切削下来的泥土在泥土仓内形成土压的塑性体，以平衡土压力；另外，在泥水仓内建立高于地下水压力 1020Kpa 的泥水压力，以平衡地下水压力；同时，把进水添加粘土等成分的比重调整到一定范围内，可以在挖掘面是砂的土质中形成一层结实的不透水泥膜，此时的泥水压力又可以同时平衡地下水压力和土压力，所以该型 10 顶管机施工过后的地面沉降很小。该机型还具有以下优点:采用进口减速机，噪声低、寿命长；纠偏油缸有行程仪指示其伸出长度，机头俯仰有倾斜仪，机偏转（滚动）有偏转仪，对机头的行进状态可一目了然，便于控制。从

14、而也确保了顶进质量，即可精确控制其高程及左右偏差；具有破碎 120 粒径、单轴极限抗压强度 20Mpa 卵石的能力；由于隔栅板是跟随刀盘一起旋转的，所以，粘附在隔栅板中的粘土会被泥土仓壳体的每一个边刮掉，再当其转到进水管附近时相嵌在隔栅板中的粘土又可被进水冲洗掉。因此，NPD 多边形偏心破碎泥水平衡顶管机能适应各种土质，尤其是一般泥水平衡顶管机不能适应的粘土；地面操作式，用电视摄像系统监视顶管机内状况，各类参数的表示和操作通过电气控制系统实现，使操作员远离机头；采用计算机表示和记录所有数据并作分析。计算机系统为独立系统，以防止万一故障时不影响正常顶进作业。11 NPD 型顶管机图片 顶管掘进机

15、主要性能参数表 序号 名称 NPD1000 玻璃钢夹砂管 NPD1200 钢 管 1 顶管机外径 1100mm 1260mm 2 顶管机总长 3500mm 3800mm 3 刀盘切削外径 1120mm 1280mm 4 刀盘转矩 52kN-m 68kN-m 5 刀盘转速 4.0r/min 4.0r/min 6 刀盘电机功率 11KW2 15KW2 7 纠偏能力 30ton4 根 行程 50mm 30ton4 根 行程 50mm 8 纠偏角度 30 30 9 推进速度 50100mm/min 50100mm/min 10 进排泥管通径 100mm 100mm 11 顶管机装机容量 30KW 47

16、KW 12 整机重量 3t 3.8t 12 1.5.6 泥水平衡顶管工艺流程图 施工放样、复核 工作井、接收井施工 止水洞口、后背及基坑导轨安装 搭建平台、吊架 顶进设备安装 基坑内进排水系统安装 顶管机井上组装、试转 下井就位安装 开洞、顶进 吊放首节管与机头连接 初始顶进 正常顶进 机头进入接收井 吊机头、拆设备 检查井施工 施工测量 泥水池、控制间 通水、联动运行 管道顶进前检查 1.设备全部试运转；2.设备在轨道坡度高程；3.洞口密封情况；4.制定开封堵措施。泥水控制 测量与纠偏 量测与监控 确定施工参数 安装中继间 13 1.6 顶管配套设施、设备 基坑导轨 基坑导轨是由两根平行的钢

17、结构焊接在轨枕上制成的，其作用主要有两点：一是使推进管在工作坑中有一个稳定的导向，并使推进管沿该导向进入土中；二是让环形、弧形顶铁工作时能有一个可靠的托架。本工程基坑导轨选用 I30b 工字钢，为了提高导轨的耐磨性和强度，在导轨的上加筋板。两导轨平行、等高，与混凝土基础中预埋钢板焊接。钢后背 为增大后背强度和抗力，在工作井后背方向加设一块3.0m3.0m的钢后背，钢后背采用厚 20mm 和厚 30mm 的钢板焊接加工而成，钢后背必须保证垂直，钢后背厚 300mm。主顶油镐、油泵及油镐架 为确保管道受力均匀并提供足够的主推力，主顶配备 4 台二级等推力液压油镐，行程 3500mm，单缸推力为 2

18、00t，总推力为 4200=800t。最大主顶动力系统采用 2 台 CY14-1B 型（额定容量 25L、额定压力31.5MPa）的柱塞式高压油泵并联控制，其中一台使用变频调速机。当不使用中继间时，开一台油泵顶进速度可在 62mm/min124mm/min 调正；当使用中继间时，主顶系统只起跟进作用，两台泵同时开跟进速度为 186mm/min。14 油镐架采用20 槽钢焊接制作，顶镐的布置应满足合力点的方向与管道轴线方向一致。顶铁及护口铁 为满足顶管出泥需要，顶铁选用一 1.2m 长块马蹄形顶铁，同时为确保管体安全，使管体端面传力均匀，采用 1 块圆形钢护口铁（厚 30cm）。进、排泥管 进水

19、管与排泥管均采用 1144mm 无缝钢管制作，每节长度 4m，接头处采用活动卡环连接，卡环内设置止水胶圈；为满足长距离顶管施工，考虑给每套顶管设备准备总长 1000m 的进排泥钢管；部分施工点位于道路上，距离水源及排泥位置太远，需沿途安装引水管和排水管，管材可采用 150mmPVC 管，6m 长一节，管与管之间用螺栓、法兰连接，过交叉路口段采用 1506mm 钢管铺设，并设置缓坡道，根据现场实际情况，每套顶管设备配备引水管和排水管长度各 1500m，共 3000m，隔 200m 左右设置一台 6 寸接力渣浆泵。以上配套设施、材料详见附图 3：顶管配套设施结构图。泥水箱 为保证顶管进水和排泥流量

20、，现场设置进水蓄水池、排泥沉淀池，蓄水池与沉淀池采用钢制箱体结构，便于现场搬运和安装，两池之间采用 DN200 钢管联通，使沉淀后的泥浆能够循环利用，其结构详见附图 4：泥水箱结构图。工作井吊装设备 15 顶管工作井吊装采用 25t 汽车吊车或自制门式吊装行车（载重 5t），自制门式吊装行车结构及布置另见专项方案。止水洞口 顶管过程中，无论是出洞还是进洞，管道和洞口之间都必须有一定的间隙。为保证顶管机进出洞时泥浆和地下水不从顶管机外壳周围涌出，需在顶进方向安装洞口止水装置。洞口止水装置安装在在工作井与接收井沿管线方向的侧壁预留洞上，该预留洞的直径应比顶管机外径稍大（约 10cm），其由预埋螺栓

21、、钢压环及橡胶圈组成。具体形式详见附图 7：止水洞口结构图。1.7 顶管进、出洞口土体加固措施 顶管机进出洞口是关键工序，由于顶管机重量大，在软弱地层中顶进，为防止顶管机在出洞时产生“叩头”现象，需对洞口外土体进行固化处理，同时还要有良好的止水效果，防止洞口开启时泥沙涌入井坑内，造成危险，采用高压旋喷桩加固洞口周围土体。旋喷桩平面布置：在洞口位置布置三排密扣旋喷桩，单桩有效桩径500mm，桩与桩搭接 150mm，中心间距 350mm，梅花桩布置，加固宽度比预留洞口每边多出 1.0m 的范围，之后沿管道方向布置五排独立桩，起到承托机头的作用，每排布置三棵桩，管道中心线布置一棵，两边对称各布置一棵

22、，桩与桩之间纵横间距为 800mm。16 旋喷桩加固范围：加固深度从地面至管外底以下 4 米，采用通长实桩结构。旋喷施工：旋喷压力控制在 20MPa 左右，桩径 500mm，水泥用量250kg/m，桩体单轴无侧限抗压强度 0.8MPa，垂直允许偏差 1.5%。具体加固形式详见附图 1：顶管进出同口加固布置图。1.8 顶管施工布置 1.8.1 工作井井区布置 顶管工作井在完成进出洞口加固后布置。施工平面重点考虑的因素：发电机组；存在及下管；触变泥浆设备；泥水分离设备；现场办公室；交通；生产用水；施工道路；场地排水。施工平面布置原则：少占地，满足顶管需要，便于管理，减小噪声影响和场地环境的破坏。工

23、作井上的设备如下：在工作井轴线与顶进方向垂直，根据不同的管径设置不同吨位的龙门吊。设配电间，无木四防工棚搭制。设触变泥浆搅拌、储存、输送设备。泥浆拌和每天只需 2 小时，封闭设置。设泥水分离设备和泥水沉淀池，之间连接管采用 6 寸钢，沉淀池用钢板 17 制作。设置现场临时材料库，主要用于存放施工电缆、五金材料及设备配件等。具体布置详见附图 2：工作井区平面布置图。1.8.2 管内断面布置 以实例说明管内断面布置，DN1200 顶管管内管线种类见下表：管内布置管线表 序号 名 称 规 格 材料 单位 数量 1 泥水管 159 钢管 条 1 2 排泥管 159 钢管 条 1 3 通风管 133 塑

24、料软管 条 1 4 触变泥浆管 50（2 寸）钢管 条 1 5 油 管 2 寸 条 2 6 动力电缆 150mm2 条 2 7 照明线 36V 10mm2 条 1 8 自控电缆 条 1 9 通讯电缆 条 1 以上管线除照明线在管线中区域布置外，其余全部与顶管管线通长。在中继间位置钢管设伸缩节，电缆做余线、塑料管做波纹管、油管做胶管。18 1.9 顶力计算 本工程基于以下三个原因考虑使用触变泥浆减阻：I.减少顶管管道的轴向应力；.泥浆做护套避免外管壁的磨损；.纠偏时因有泥浆空隙，减小管道的椭圆度变形。锦涡倒虹顶管段距离较短，顶进时采用注浆减阻措施，不考虑采用中继间，本次重点计算长洲泵站过洪屋涡水

25、道段顶力情况，以合理布置中继间设备，顶管距离 287.1m，管外径 1232mm，壁厚 16mm，管节长度 4.5m/节。顶力计算公式如下：FPLfDP 式中：P计算的总推力（KN）；D管道的外径 1232（mm）；以往施工中管线布置 19 L管道的计算顶进长度 287.1m；f采用触变泥浆减阻，每米长管子阻力 f 取最大 12 kN/m2；PF顶进时，顶管机的迎面阻力（KN）。其中：24cweFBpppP 式中 FP初始推力，既迎面阻力；ep土仓内的土压力（KPa）,由于覆土较深，内摩擦角和 c 值都比较小，所以ep宜取大一些，ep=150kPa；wp地下水压力（KPa），wp=80 kPa

26、；p附加压力（一般为 20KPa）；cB机头外径，1260 mm。FP=（150+80+20）/41.262 =312（kN）P=1.233.1416287.112+312=13625 kN 1390 t640 t（800t0.8）计算结果表明，当管道一次顶进 287.1m 时，应采取增加中继间办法减小顶力。1.10 中继间 为确保施工安全和顺利推进，采取在施工管道内加设中继间来减小顶力，20 实行分段顶进。1.10.1 中继间结构 考虑到本工程一次顶进距离很长，中继间结构的耐磨损性能要求高，密封防水效果好。因此，选用双气囊组合密封式钢制中继间，其主要特点：整体结构刚度大、加工制作精密，可提高

27、总推力，减少中继间的使用数量，提高施工速度；密封装置可调节、可组合、可在常压下对磨损的密封圈进行调换，中继间密封装置由左右两组复合密封组成（见右图），图中两组复合密封均由外圈的耐磨环和内圈的充气环组成，充气环上设有充气管，只要向充气环内充气或使充气环内保持一定的气压，耐磨环就会紧贴中继间的壳体行成一道可靠的密封，即使是耐磨环有些磨损或中继间的壳体有些变形，该密封装置都会自动加以补偿。在平时的使中，只向左边的充气环内充气，中继间就可以正常工作。如果左边的耐磨环损坏需要更换时，才向右边的充气环内充气，然后把左边的充气环内的气放光，把中继间油缸回缩，拆去左边的法兰就可更换耐磨环了。更换工作结束以后，

28、须向左边的充气环内充足气后才能把右边的充气环内中继间组合密封结构图 21 的气放光，然后再按前述的方法继续使用中继间。中继间油缸的行程为 500mm，内部设置 8 个中继间千斤顶，单个千斤顶推力达 100t，总推力 1008=800t，中继间千斤顶在断面两侧均匀布置，中继间采用集中统一的控制方法控制，中继间使用前，按钢管防腐要求进行外防腐处理。中继间的布置 中继间安装的位置应通过摩阻计算，其第一组中继间主要考虑顶管机的迎面阻力和部分的管壁阻力，应留有较大的安全系数，其他中继间则考虑克服管壁的摩阻力，可留有适当的安全系数，过河钢管顶管段共计划布设 5 个中继间分段顶进，中继间的布置情况：第一个中

29、继间在机头后 75m 左右位置，然后每间隔 50m 设置一个中继间，即在顶进 125m、175m、225m、275m 左右位置。中继间的使用 中继间放入基坑后，认真检查各项工作部件是否正常，安装完毕后进行试顶。对中继间的使用进行编组作业，从顶管机头向后按程序依次将每段管节向前推进，当一组千斤顶伸出时，其他中继间保持不动，在所有中继间依次完成顶伸后，主顶千斤顶完成最后顶进作业。中继间拆除 管道贯通后，从前往后逐步拆除中继间，中继间内部拆除的油泵、千斤顶等设备，割除突出的钢构件、钢板，在中继间空档内浇制填充钢筋砼，中继间外壳留置土层中，砼浇筑厚度与管壁齐，采用 C40、S6 高强度混凝土，布置 2

30、2 18100 双层、双向钢筋，并在混凝土初凝前安装内衬 PVC 胶板材料。1.11 顶管准备工作 轨道及顶进后背安装 安装导轨，测量中心、高程误差在3mm 之内。安装后背铁，并检查后背铁端面与导轨垂直度小于 3%，检查顶铁接触面接触有无缝隙，有缝隙调正到无缝隙为止，导轨形式见图 3 中 基坑导轨示意图。机头组装 机头就位前：机头在工厂验收合格后运至现场可进行安装，在导轨上先放机头滑动支架。用吊车把机头整体调到基坑导轨上，用千斤顶、垫铁调正机头，使机头中心误差在2mm，中心误差在3mm。在机头后装第一节管，安装标准同机头。接通自控系统，检测倾斜角、姿态仪、纠偏千斤顶、实际数值与计算机显示数值是

31、否相符，如不符调正计算机显示数值。泥水分离系统调试 安装好地面泥水泵和排泥泵，安装好工作井内排泥泵及管线，开动输泥泵和变频调速排泥泵，检查泥路循环是否正常。工作井顶进系统调试 工作井油路、泵、千斤顶安装完，装好油，工作井顶进系统接入自控系统，23 检查顶进速度控制情况，并调正顶进速度。供电系统 发电机、配电柜、电缆，分别作绝缘、耐压试验，发电机最好做负荷试验。工作井内高程、中心桩校核。1.12 管道顶进 初始顶进 顶进准备工作完成后，开始初始顶进。初始顶进在顶管工作中起着很重要的作用，一要穿过工作井洞口，在这过程中保证洞口结构不被破坏，同时泥水不进入顶坑；二要保证 高程、中心偏差最小，为正常顶

32、进打下良好的基础。初始顶进长度、机头和第一节管约 15m。初始顶进速度控制 顶进用工作井顶进设备进行速度控制，分为两个部分，机头入洞阶段速度控制在 35mm/min，此阶段重点是找正管子中心、高程，偏差控制在5mm 之内，所以速度不要太快。初始顶进泥水控制 顶进时泥水流量控制在 1.41.5m3/min，泥水容重=1.2。泥水作用润滑刀、切削杂物泥水带出，此时泥水分两部分流出，一部分由机头外流入集水井，集水井设 4 吋泥浆泵排入泥水分离装置；另一部分由机头出泥管排入泥水分离装 24 置。顶管机正常顶进 顶进主要参数 泥浆在整个顶管过程中起着关键作用，泥浆的压力、浓度影响挖掘面的稳定性。泥浆浓度

33、流量影响到切削下土体能否正常送到地面。泥浆配比要在优选货源的前提下优化配比，并能根据土质变化及时变化。泥水初定参数：泥水比重 1.15t/m3 泥水仓压力 245KPa 泥水流量 Q1 0.65m3/min 排泥流量 Q2 1.07m3/min 机头顶进速度设定 100mm/min，如要加大顶进速度，在保证泥水仓泥压的条件下，要先加大泥浆流量，再计算顶进速度，否则排泥管会堵塞。流量计设定 1.07m3/min。顶进操作程序 a.无中继间时顶进 启动刀盘系统；启动输泥管和排泥管道泵，泥路循环，自控系统调正管路压力，使压力达到设定压力并稳定；25 机头顶进：当没加中继间时，工作井顶进千斤顶设定顶进

34、速度 100mm/min，如加中继间，中继间设定顶进速度 100mm/min。同时，流量计测量流量，调整工作井变频泵，使排泥管流量保持在 1.07 m3/min。压力计测量压力，控制电动阀的开启度，保持泥水仓压力。b.中继间顶进操作程序 顶进时先起动中继间，顶进到 1000mm 后，将中继间停止工作，起动主顶站千斤顶，靠主顶站的推力使管道前进并使中继间千斤顶回位，顶进 1000mm后停顶，重复以上程序，直到管顶进完。顶进同时，打开电动阀 Z3，关闭电动阀 Z1、Z2，保持泥水仓压力。同时泥水冲洗排泥管，刀盘不停旋转，因没顶进也就不切削土。c.下管时的操作程序 打开基坑傍通阀门，保持泥水仓压力，

35、同时打开冲洗阀门冲洗排泥管路；全部中继间停止顶进，停止油泵；机头刀盘停转；待排泥管路冲洗干净后，停止输泥泵、排泥泵；关闭触变泥浆、输泥管、油管、排泥管阀门。拆除工作井管接口各种管线、电缆，管内应急灯工作。下管对口。顶进测量控制 26 初始顶进后 500mm，顶进测量开始，测量仪器使用日本 TOPCON GTS-222型全站仪，每顶进 300mm 做一次中心、高程记录，并及时向技术负责人汇报，以便采取措施。每次下管后对工作井中心线校测，同时人工测量机头后第一管口、第二管口中心、高程，与计算机中记录数据对照，同时绘制机头、第一节管、第二节管中心、高程测绘曲线，作为纠偏方案的依据。管道纠偏 本工程使

36、用的顶管机带自动纠偏功能，纠偏原理是：全站仪发出不可见光，到机头中心光靶，光靶把偏移反应到控制台，控制台控制纠偏千斤顶工作。全站仪测量高程、中心误差百万分之二，顶管机纠偏误差 2cm 之间。就顶管机本身而言，高程、中心控制在30mm 是没问题的，但我们以往的经验是，机头走机头线路，管子走管子线路，即机头与前进方向倾斜前进，这种现象更为严重。当机头纠偏时，机头前进产生的侧向压力 N 的分力要克服土体对管子的约束力，如土体是原状土，约束力会很大，土体被触变泥浆置换，触变泥浆是胶体，约束力很小，管子比较容易纠偏。若发现管道有错口或变形现象，立即加设厚 16mm 宽 50cm 的钢制内胀圈，以防止错口

37、和变形加大，内胀圈为可调结构，其与管子接触面设置柔性垫层，保护管材不受磨损。触变泥浆减阻 27 当机头全部进入后封闭后，开始由机头向管外壁注触变泥浆，使管外壁形成泥浆套，起到减阻、润滑作用。泥浆配制 泥浆配制主要材料为膨润土，在货源上优选颗粒细、胶质价高的膨润土，在制作过程中，搅拌充分均匀，为了使膨润土充分分散，泥浆拌和后停滞时间在 12h 以上。膨润土运到现场后分批测得膨润土的胶质价，然后按下表配制泥浆（重量比）。触变泥浆配表 表 5 膨润土胶质价 膨润土（Kg）水（Kg）碱 NaCO3（Kg）6070 100 524 23 7080 100 524 1.52 8090 100 614 23 90100 100 614 1.52 注浆孔设置 顶管机尾部设置一节注浆特殊管，管内设置三道注浆孔，每道断面上布置 5个注浆孔，孔相互交错，确保浆液能均匀分布，形成完整有效的触变泥浆套。同时机头紧后 3 节混凝土管节均设有触变泥浆注入孔，再往后每隔 1 节（即每5m）设置一道注浆孔，每道设置 3 个注浆孔，沿管道断面 1200均布，注浆孔采