长清路站矩形顶管施工组织设计

1、上海轨道交通13号线长清路站3号出入口矩形顶管工程施工组织设计上海市机械施工有限公司二九年四月上海轨道交通13号线长清路站3号出入口矩形顶管工程编制：审核：审定：二零零九年四月目 录1编制依据：52工程概况52.1工程概述52.2工程地质情况62.3水文地质条件82.4管线情况82.5关键工序和特殊过程113施工总平面布置图133.1平面总体布置133.2顶管工作井内布置164工程量一览表205施工工艺和施工方法205.1矩形顶管机205.2顶管机进、出洞土体加固235.3出洞方案235.4进洞方案265.5矩形顶管施工工艺流程285.6顶管正常段施工285.7管节防止后退措施325.8触变泥

2、浆减阻335.9顶管接口345.10首尾三环注浆355.11置换浆液355.12供电、给排水、通讯系统365.13测量系统375.14监测方案405.15管节生产435.16穿越地下管线措施435.17顶管施工技术措施446质量措施476.1工程质量目标476.2质量保证体系476.3质量保证总体措施476.4质量保证具体措施487安全技术措施507.1安全管理网络507.2施工安全生产总体措施507.3保证安全的具体规定及技术措施517.4保证消防安全主要措施528安全用电措施529文明施工保证措施529.1文明建设措施529.2主要防尘措施5310应急预案5410.1出洞阶段5410.2进

3、洞阶段5510.3轴线偏移5510.4管线应急预案5611劳动力计划5812主要设备、工具配备计划5913主要材料供应、复试计划5914临时用电计划6014.1用电负荷计算6015顶管施工总进度6216节能方案621 编制依据：（1）本工程施工图资料（2）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）（3）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）（4）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）（5）建筑工地施工现场供电安全规范（GB50194-93）（6）施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）（7）钢筋焊接及验收规范（JGJ18-2003）（

4、8）地下防水工程施工及验收规范（GB50208-2002）（9）现行有关的行业标准及规范。2 工程概况2.1 工程概述本工程为长清路站3号出入口顶管工程，采用矩形顶管推进，位于长清路车站西侧，长清路下，通道长32.8m，坡度为0%，最大覆土为12.5m，最小覆土为12.2m。长清路东侧北风井为始发井，长清路西侧的3#出入口为接收井。矩形顶管通道长度为32.8米。管节22节，每节长1.5m。管节内径5240mm3360mm，环厚为500mm，每节管节的重量约36吨，掘进理论总净土方量约为892m3。考虑渣土泵送，实际土方约1800 m3。反力固定装置：17t；顶管始发基座：35.7t；顶管接收基

5、座：32t。2.2 工程地质情况经勘察，顶管施工所处深度主要涉及第1层灰色淤泥质粘土，适宜顶进。相关土层详细土性描述见下表：层号土层名称层底标高（m）层厚（m）土 层 描 述1人工填土3.331.041.203.50均有分布。上部为水泥路面，下部主要为杂填土，碎石、杂物等，局部为素填土，以粘性土为主。1褐黄灰黄色粉质粘土1.430.000.002.60局部缺失。可软塑，尚均匀，含氧化铁及铁锰质锈斑，夹薄层粉粒，层底为灰黄色，局部为粉质粘土，中压缩性。灰色淤泥质粉质粘土-2.70-4.082.706.00均有分布。流塑，欠均匀，含云母有机质，夹少量极薄层、团状、粒状粉土，局部夹粘质粉土，高压缩性

6、。1灰色淤泥质粘土-11.87-13.008.3010.30均有分布。稍密流塑，尚均匀，含有机质，夹少量极薄层、团状、粒状粉土，见零星贝壳碎屑，高压缩性。2灰色粘质粉土-13.97-27.901.6015.90均有分布。中密，很湿，欠均匀，含云母有机质，夹少量薄层粘土，局部为砂质粉土，见零星贝壳碎屑，中压缩性。1灰色粉质粘土-25.47-27.870.0012.60局部缺失。软塑，局部流塑，尚均匀，含少量腐植质、有机质，夹少量薄层或点状粉土，局部为粘土及淤泥质粉质粘土，高压缩性。3灰色粉质粘土-41.90-52.3015.5026.80均有分布。软塑，欠均匀，夹薄层或团状粉土，含云母、钙质结核

7、、有机质及腐植质，局部为粘土，部分孔层底呈黑色，中压缩性。4灰褐灰黑色粉质粘土-46.27-52.280.005.50局部缺失。可塑，尚均匀，底部夹少量薄层或点状粉土，含少量有机质斑点，局部呈灰绿色，中压缩性。2青灰灰色粉细砂未穿未穿均有分布。饱和，密实，尚均匀，含云母，夹有粘粒及粉性土，局部为砂质粉土，中偏低压缩性。2.3 水文地质条件本工程场地内潜水水位埋深为0.31.5m，常年平均地下水位埋深为0.50.7m。微承压水分布2粘质粉土层中。2层揭示顶层标高-11.87-13.00m，微承压水水头埋深约为地表下3.08.0m，并呈幅度不等的周期性变化。承压水分布于2青灰灰色粉细砂层中。层为上

8、海地区第一承压含水层，顶层标高为-43.55-52.30m，承压水水头埋深约为地表下5.010.0m，并呈幅度不等的周期性变化。根据地质详勘报告结论，本工程基坑开挖约至9.0米以下时，2层微承压水对基坑底部会产生突涌作用；2层承压水水对基坑底部不会产生突涌作用。本工程地质勘探中未发现暗浜、沼气等不良地质存在，但2粘质粉土层及层中的粉土夹层在动水压力的作用下易产生流砂。 2.4 管线情况根据业主提供的地下综合管线成果图，现状施工用地范围长青公园内主要为原长清公园的雨水、给水及电力排管，埋深约在0.5m1m。 现状长清路下排有一条电力隧道，管涵结构段面为22004100 底深4.0m，及2000合

9、流污水管。昌里路下排有众多连接周边小区的市政管线，包括雨水、上水、电话、煤气、电力管线，埋深约1m左右。根据上述的管线情况，我们需在施工过程中加以监测和保护。具体施工周边管线情况参见下表：序 号管 线材 质管顶埋深（m）管径或根数（mm）长清路上（由东向西）1电力隧道砼1.81根4100宽)*2200（高）2电力电缆0.81根3河流污水砼7.41根20004污水砼1.71根3005雨水砼1.81根8006通信电缆1.09孔7上水铁1.21根5002.5 关键工序和特殊过程根据本工程施工特点，确定矩形顶管推进过程中轴线控制以及地表沉降（前期、施工过程、后期沉降）、作为关键工序，过22004100

10、 电力隧道，及2000合流污水管为特殊过程。2.5.1 施工轴线控制要点2.5.1.1 矩形顶管施工测量所使用的仪器、附件须及时送质检单位做全面鉴定，并在使用过程中经常进行检查。2.5.1.2 为确保矩形顶管通道贯通，在两工作井附近埋设地面导线点，利用空导点和地面导线点,以导线测量形式，将平面控制成果引测到施工现场。2.5.1.3 利用空导点和地面导线点建立平面控制网。2.5.1.4 利用施工区域附近的已知高级水准点，布设三等水准路线，将高程引测至工作井附近，并设立施工高程控制点。2.5.1.5 为保证矩形顶管严格按设计轴线推进，必须按矩形顶管动态数据，从而调整施工参数，指导正确、安全推进。2

11、.5.2 地表沉降控制要点2.5.2.1 地表沉降观测在顶管施工过程中每天进行，沉降量控制在+10mm -30mm之间。2.5.2.2 地面沉降观测点在路面用道钉埋设，特殊要求的构筑物用红三角标记。2.5.2.3 施工时必须严格控制注浆压力及保证足够的注浆量，以减少对周围环境的影响。2.5.3 过22004100 电力隧道，及2000合流污水管控制要点本工程管线情况复杂，在出洞加固外有22004100 电力隧道距离顶管净距7.8米，在通道中部有一路2000河流污水管距离顶管净距2米，考虑长清路区间隧道盾构施工，始发井基坑开挖，以及出洞加固施工对电力隧道势必造成一定影响，在矩形顶管进洞阶段也会造

12、成一定沉降，施工中需要重点保护该两路管线。在细致调查22004100 电力隧道，及2000合流污水管的前提下，制定详细的施工措施，在矩形顶管穿越22004100 电力隧道，及2000合流污水管的过程中，必须严格矩形顶管掘进的各项参数，使矩形顶管均衡匀速施工，以减少矩形顶管施工对土体的扰动和地层损失，在矩形顶管穿越过程中利用同步注浆系统及时充填矩形顶管推进留下的空隙，减少地层损失，从而避免对22004100 电力隧道，及2000合流污水管造成破坏。合理组织安排施工流水，矩形顶管进洞要迅速，进洞后立即用钢板封堵管节与洞圈之间的空隙，随即开始双液注浆。同时进行信息化施工，要求监测单位适当加强监测的频

13、率，在22004100 电力隧道，及2000合流污水管上布设深层监测点，并及时提交监测成果，以便及时对施工参数进行优化。考虑到矩形顶管掘进后续沉降可能对22004100 电力隧道，及2000合流污水管造成的影响，在矩形顶管通道贯通后，根据实际监测情况，对22004100 电力隧道，及2000合流污水管区域进行注浆加固。另考虑管线保护，尽量减小矩形顶管进、出洞施工产生的水土流失，根据现场实际情况拟采用油溶性聚氨酯进行封闭环施工。3 施工总平面布置图3.1 平面总体布置始发井场地为了确保大型车辆进出，施工道路硬地坪化，且保证通行宽度。场地内布置照明镝灯（3.5Kw）两只，供夜间施工照明。场地内分别

14、布置：1) 布置150t履带吊在井口侧，负责管节的吊运、井内吊装、垂直运输工作，部分设备的安装、材料的就位等。考虑管节吊运40t的起重量，回转半径考虑14米，选择27米主臂长度，则起吊高度最大20米，满足施工要求。吊车下垫300t履带吊路基箱4块。2) 自动控制室控制顶管的掘进、纠偏。布置在始发井侧的地面。3) 管节堆放场地（贴片）布置在始发井侧，保证现场有12环余量，部分贴片材料就近布置。管节运输采用夜间运输。 4) 拌浆棚及拌浆材料堆放场地布置在井口侧，拌浆棚搭设考虑风向，注意防尘。5) 注水系统布置在地面上，水管沿围护边线布设。6) 选用一集装箱作为矩形顶管专用配件仓库，布置在地面上，堆

15、放各类施工用具、辅助材料，7) 集土坑设置在北侧坡道围护结构内。集土坑底板采用150mm厚素砼，集土坑内包尺寸为长20米、宽6米，深3米。容积约360立方，可以容纳9节土方量。出土采用夜间出土。8) 顶管施工的高压箱变，需布置在始发井附近。具体布置见施工平面布置图3.2 顶管工作井内布置 始发工作井内沿顶管轴线方向安装顶管机、始发架、钢性后座、主顶千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。管内供电及工作井内电力配电箱均位于工作井口，工作井一侧的井壁上依次安装压浆管、水管及供电线路。井内具体布置见附图安装发射架，反力架，出洞装置，将千斤顶，动力柜藏于车站主体内，安装机头，调

16、试机头。机头顶进至加固土，组装调试后顶，安装前顶铁。正常顶进。4 工程量一览表本工程矩形顶管通道始发井内衬至接收井内衬净距32.8米。因为顶管井接头施工需要凿除凸出部分管节，管节数量为22节。5 施工工艺和施工方法5.1 矩形顶管机5.1.1 机械性能 1）本矩形土压平衡式顶管掘进机按上海及江浙周边地区的不同地质条件设计。 2）有较好的防水性能，可在15米地下地层施工。 3）机器切口环部位，具有独立模块单元和分解功能。 4）正常施工时能将地面沉降控制在+1cm-3cm之间（目标控制值）。 5）正常施工时平均速度为3米/天。 6）正常施工时，具备防止产生背土的功能。 7）正常施工时，具备防止掘进

17、机侧向滚动的功能。 8）采用泵送渣土的施工方法。 9）顶管机尺寸： 6270mm（宽）4390mm（高）5200mm（长） 10）设备总推力3200T。 11）刀盘扭矩：224KN.m6（max） 12）刀盘转速：2.4r.p.m（max） 13）螺旋输送机（50829862）扭矩：21.1KN.m（max） 14）螺旋输送机转速：16.5 r.p.m（max） 15）螺旋输送机排土量69.7m3/h（max） 16）铰接油缸：150tf16 P=31.5Mpa L=250mm 17）螺旋机油缸：6.2tf4 P=31.5Mpa L=375mm 18）平衡器油缸：16.5tf8 P=21Mpa

18、 L=240mm 19）刀盘驱动减速器：29.3KN.m 18.5KW20）螺旋机油马达：扭矩2.3KN.m 转速75.7r.p.m P=26 Mpa5.1.2 顶管机头根据本工程特点及我司以往类似工程的经验，由于工况条件复杂，特别是需穿越长清路主干道及众多地下管线，对地面沉降控制要求较高。本工程机头采用我司自行研究设计的切削式刀盘（6个），通过6组驱动马达驱动刀盘进行切削，并配备两个螺旋出土机进行取土，通过控制顶进速度及取土量来平衡正面土压，减少对地面的影响。6个刀盘可设定成同一方向旋转，也可单独设置转向，刀盘的转速分为3档，在加固区域内刀盘转速设置为高速，在软弱土质中设置为低速，正常掘进时

19、设置为中速，推进前进行空载调试。5.1.3 推进系统工作井内主顶装置采用主千斤顶16只，行程2500mm，顶力2000KN/只，后座总顶力可达32000KN，16只千斤顶有独立的油路控制系统，初始推进阶段，可根据施工需要通过调整主顶装置的合力中心来进行辅助纠偏。本顶管机还配备了16只铰接油缸，行程250mm，顶力1500KN/只，工作油压31.5Mpa，具有纠偏及中续间双用功能。铰接油缸的最大纠偏角度为0.50。5.1.4 矩形顶管机下井、安装方案矩形顶管下井以及吊出需要采用大型起重设备。为确保吊装安全，施工前，需对起重设备停机位置进行地耐力检测。5.1.4.1 各主要部件尺寸、重量参数序号名

20、 称外形尺寸宽高长（mm）重量（t）数量1刀盘及驱动段6270439031929512后部纠偏铰接段6250437029007633螺旋机508 4800624后顶油缸架200012752180645U型顶铁30005005000825.1.4.2 主要起重运输和安置设备起重机械：450吨汽车吊1台。运输车辆：1） 100吨平板车二辆2） 30吨、20吨、10吨运输车若干5.1.4.3 设备下井步骤1) 发射架、后顶装置下井安装调试。2) 刀盘及驱动段下井放置在发射架上正确的位置上。3) 后部纠偏铰接段整体下井，放置在发射架后与刀盘及驱动段用螺栓连接、紧固。4) 2只螺旋机先后下井，并安装到位

21、。5) U型顶铁下井安装到位。6) 电器柜安放在妥当的位置。7) 连接水、电、气、油管路，并仔细检查。8) 检查液压油、齿轮油油位。9) 接通供水、供电。10) 按标准逐项调试。11) 验收5.2 顶管机进、出洞土体加固本工程矩形顶管进、出洞土体加固由总包实施。进出洞加固需满足自立性及止水性。5.3 出洞方案由于本工程始发井较为狭小，施工步骤为测量定线，安装发射架，反力架，将后顶系统和电力柜吊入车站主体、安装止水装置、设备下井安装、设备调试、凿除洞门、顶进机头至洞圈内、拉出后顶系统、后顶调试、安装前顶铁。切削加固土、机头切削进原状土、提高正面土压力至理论计算值、正常顶进。5.3.1 洞门止水装

22、置安装为防止顶管机进出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井与接收预留洞上安装洞口止水装置。该装置安装在洞口设计预留法兰上，由橡胶止水圈与翻板组成，需与设计管位保持同心，误差小于2mm。安装前须对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核，确保其与洞圈上预留螺孔位置一致。安装顺序自上而下进行。压板螺栓应可靠拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止矩形顶管出洞后浆液泄漏。5.3.2 出洞防磕头措施根据顶管机出洞高程，洞圈内安装铁枕，并将始发架延伸至洞口，使得顶管机在出洞阶段不会产生“磕头”现象。同时，顶管机就位时，可稍微将机头垫高5mm左右，保持出洞时顶管机有一向上的趋势。

23、调整后座主推千斤顶的合力中心，出洞时加密测量顶管机的偏差，一旦发现有磕头趋势，立即用后座千斤顶进行纠偏。5.3.3 矩形顶管机井内顶进就位在矩形顶管机组装完毕、洞门止水装置安装完毕、围护凿除完毕后，确定后顶装置及矩形顶管机轴线准确无误后即开始矩形顶管机的井内初始顶进。顶进以机头靠近加固土为准。该阶段注意实时测量矩形顶管机轴线，并且在刀头完全进入止水装置前切忌转动刀头。施工时需要实地量测顶管刀头与围护之间的距离，计算千斤顶行程，在顶管机头作好标志线。此阶段可以安装首节管节，首节管节下井后，按照推进实际轴线及顶管机的相对位置，安装管节。为了保证管节与顶管机的相对位置，首节管节内壁埋设钢板，并且用电

24、焊将首节管节与顶管机尾部紧密连接。焊接前要对顶管机和首节管节的轴线进行测量调整，确保轴线准确。5.3.4 洞门填充为避免工法加固土体坍塌造成的不利影响以及初始顶进加固土体向洞门流失产生的地面沉降，在机头刀盘进入出洞装置后需要对洞门空隙进行填充，填充材料采用泡沫板以及刀头注浆。具体施工顺序为泡沫板安装、机头顶进至洞圈内、刀头注浆填充。5.3.5 聚氨酯封闭环施工考虑出洞加固外有电力隧道，出洞阶段水土流失势必造成电力隧道沉降，若在出洞装置帘布橡胶板出现水土流失情况，可从管节注浆孔注入聚氨酯，形成聚氨酯封闭环。5.3.6 矩形顶管出洞由于正面为全断面的水泥土，为保护刀盘和防形刀，顶进速度应尽量放慢，

25、使刀盘和周边刀能对水泥土进行彻底的切削；另外由于土体过硬，螺旋机出土可能有一定困难，必要时可加入适量清水来软化和润滑土体。在水泥土被基本排出，螺旋机内出来全断面原状土后，为控制好地面沉降、顶进轴线，防止顶管机突然“磕头”，宜适当提高顶进速度，把正面土压力建立到稍大于理论计算值，以减小对正面土体的扰动及出现的地面沉降。顶管机彻底进入洞门后，需检查洞口止水装置是否有损坏，如有损坏应立即整修，确保泥水、浆液的不外漏。5.3.7 止退装置安装由于在初始顶进阶段正面水土压力远大于管节周边的摩擦阻力，拼装管节时主推千斤顶在缩回前，必须对已顶进的部分进行临时的固定，否则管节后退会导致洞口止水装置受损，导致水

26、土流失或及前舱土压下降。对地面交通和管线安全构成威胁。所以我司考虑在千斤顶收缩之前采取止退措施以避免前部土体流失。祥见5.7管节防止后退措施。5.4 进洞方案5.4.1 接收井准备进洞前，先对洞门位置进行测量确认，根据实际标高安装顶管机接收基座（接收架），配备封洞门钢板、补充注浆等材料。5.4.2 顶管机位置姿态的复核测量当顶管机头逐渐靠近接收井时，应适当加强测量的频率和精度，减小轴线偏差，以确保顶管能正确进洞。顶管贯通前的测量是复核顶管所处的方位、确认顶管状态、评估顶管进洞时的姿态和拟订顶管进洞的施工轴线及施工方案等的重要依据，能保证顶管机在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进

27、洞，准确无误地座落到接收井的基座上。5.4.3 各施工参数的调整在顶管机距接收井6m后，开始停止机头的压浆，并在以后顶进中压浆位置逐渐后移，保证顶管在进洞前有6m左右的完好土体，避免在进洞过程中减摩泥浆的大量流失而造成管节周边摩阻力骤然上升，以致出现工程难点。在顶管机切口进入接收井加固区后应适当减慢顶进速度，加大出土量，逐渐减小顶进时机头正面土压力，以保证顶管机设备完好和洞口处结构稳定。 5.4.4 顶管进洞当顶管机刀盘切口距接收井地下连续墙10cm左右时，顶管停止顶进，开始凿除洞门。顶管应迅速、连续顶进管节，尽快缩短顶管机进洞时间。进洞后，马上用钢板将管节与洞圈焊成一个整体，并用水硬性浆液填

28、充管节和洞圈的间隙，减少水土流失。5.5 矩形顶管施工工艺流程5.6 顶管正常段施工5.6.1 顶推力计算本顶管推进顶力计算：根据日本下水道协会的经验公式：P=Sqr+（RF+Wf）L式中P顶力（t）S刃刀的外周长（m）qr顶进端的阻力（t/m）R土和管的摩擦力（t/m2）F管的外周长（m）W管的单位重量（t/m）f管自重的摩擦系数L顶进长度（m）其中部分计算参数如下表土质qr（t/m）R（t/m2）f软弱土3100.41.00.2普通土5150.81.40.3硬质土10301.22.50.4S=（4.39+6.27）2=21.32mF=（4.36+6.24）2=21.2mW=36/1.5=2

29、4t/mL=32.8mP=21.32（310）+（0.41.0）21.2+240.232.8=500t1066t施工中，考虑一些外加的不利因素，实际顶进的最大推力在2000t以下。5.6.2 正面土压力的设定本工程采用土压平衡式顶管机，利用压力仓内的土压力来平衡开挖面的土体，达到对顶管正前方开挖面土体支护的目的，并控制好地面沉降。因此平衡土压力的设定是顶进施工的关键。土压力采用Rankine压力理论进行计算：P上k0rz+P10.718KN/m312.5m+20 KN/m2177.5KN/m2P下k0rz+P10.718KN/m316.9m+20 KN/m2232.9KN/m2P上：管道顶部的

30、侧向土压力P下：管道底部的侧向土压力k0：软粘土的侧向系数（参考基坑开挖手册）r：土的容重z：覆土深度P1：超载系数（20 KN/m2）以上数据为理论计算值，只能作为土压力的最初设定值，随着顶进的不断进行，土压力值应根据其它实际顶进参数、地面沉降监测数据作相应的调整。5.6.3 顶进速度初始阶段不宜过快，一般控制在510mm/min左右，正常施工阶段可控制在1020mm/min左右。5.6.4 出土量严格控制出土量，防止超挖或欠挖，正常情况下出土量控制在理论出土量的98%100%，一节管节的理论出土量为41m3。出土采用泵送至地面的集土坑内。考虑泵送加水因素，实际一节管节出土量在50m3左右。

31、顶管工程中，管内的出泥量要与顶进的取泥量相一致，出泥量大于顶进取泥量，地面会沉降，出泥量小于顶进取泥量，地面会隆起这都会造成管道周围的土体扰动，只有控制出泥量与顶进取泥量相一致，才不会影响管道周围的土体，从而才能维护地面不受影响，而要作到出泥量与取泥量一致的关键是严格控制土体切削掌握的尺度，防止超量出泥5.6.5 管节减摩为减少土体与管壁间的摩阻力，提高工程质量和施工进度，在顶管顶进的同时，向管道外壁压注一定量的润滑泥浆，变固固摩擦为固液摩擦，以达到减小总顶力的效果。加强润滑泥浆的压注管理，一方面要保证一定的压注量，另一方面还应保证所注泥浆要有质的要求。为保证压浆效果，现制订以下几点技术措施：

32、1) 对泥浆原材料进行验收，保证其质量；制定合理的泥浆配比，保证润滑泥浆的稳定；经常对拌好的泥浆进行测试，确保润滑泥浆的质量。2) 制定合理的压浆工艺，严格按压浆操作规程进行。为使顶进时形成的建筑间隙及时用润滑泥浆所填补，形成泥浆套，达到减少摩阻力及地面沉降。压浆时必须坚持“随顶随压、逐孔压浆、全线补浆、浆量均匀”的原则，注浆压力控制在0.5MPa左右。3) 加强压浆管理，保证压浆工作的正确落实。5.6.6 管节安装每节管节安装前，需先粘贴止水圈及木衬垫，管节与管节的接口部分按设计要求进行嵌填，同时，尽量保证管节与机体处于同心同轴状态。管节相连后，应在同一轴线，不应有夹角、偏转，受力面应均匀。

33、5.6.7 姿态测量推进过程中，时刻注意机体姿态的变化，及时纠偏，纠偏过程中不能大起大落，尽量避免猛纠造成相临两段形成很大的夹角，避免顶管机走“蛇”形。管节安装完毕后，也应该测出相对位置、高程，并作好记录。5.7 管节防止后退措施由于在初始顶进阶段正面水土压力远大于管节周边的摩擦阻力，拼装管节时主推千斤顶在缩回前，必须对已顶进的部分进行临时的固定，否则管节后退会导致洞口止水装置受损，导致水土流失或及前舱土压下降。对地面交通和管线安全构成威胁。所以我司考虑在千斤顶收缩之前采取止退措施以避免前部土体流失。5.8 触变泥浆减阻顶进施工中，运用触变泥浆是为了减少掘进机、管节与土壤的磨阻力，使机体外壳及

34、管节外壳形成完整的减摩浆液薄膜，有效的减少顶进阻力，确保施工正常进行。为了达到理想减磨注浆效果，掘进机头部配置18个注浆口，管节处配置相应的10个补浆孔进行补浆减阻（考虑施工中设备及人员的操作方便，原管节中间底部的一个补浆孔取消）。顶进时压浆孔要及时有效的跟踪压浆，补压浆的次数和压浆量应根据施工时的具体情况来确定。 注浆系统组成：浆液搅拌机 注浆泵 压力表 机头注浆接口 管节注浆接口 触变泥浆由膨润土、水和掺合剂按一定比例混合而成，触变泥浆的拌制要严格按照操作规程进行，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结既要有一定的粘度，也要有良好的流动性。压浆是通过注浆泵将泥浆压至机体及管壁外。施工中，在

35、压浆口装有压力表，便于观察、控制和调节压浆的压力，目标控制值为0.5Mpa。 触变泥浆的用量主要取决于管道周围空隙的大小及周围土质的特性，由于泥浆的流失及地下水等作用，泥浆的实际用量要比理论大得多。实际压浆量一般为可达理论值的2-3倍，考虑本工程地质砂性较重，浆液易损耗，注浆量拟定理论值2-5倍。但在施工中还要根据土质的情况、顶进状况、地面沉降的要求等作适当调整。理论间隙每环：（4.36+6.24）20.0151.5=0.477m3/环泥浆配比：每立方膨润土水纯碱CMC400KG850KG6KG2.5KG触变泥浆指标：项次项目性能指标检验方法1比重1.1-1.15g/cm3泥浆比重剂2粘度1-

36、2s0500ml漏斗法3PH值7PH剂4失水率25cm3/30mim失水仪5稳定性0.02g/cm2稳定性筒经计算，本工程减磨注浆泥浆方量为0.47732.85/1.5=78方。由于矩形顶管在出洞阶段机头与洞门空腔存在间隙，本工程地质情况复杂，极易流砂，所以在工法加固型钢拔除前应注浆充满空腔，以弥补土体坍塌造成的水土流失，确保前方路面安全。填充注浆采用膨润土浆液。5.9 顶管接口接口是顶管工程的关键部位，保证做好接口部分是顶管成败的关键，因此对组成接口的每一部分都必须严格遵守有关规程的要求逐一分别严格制作。管节止水圈材质为氯丁橡胶与水膨胀橡胶复合体，用粘结剂粘贴于管节基面上，粘贴前必须进行基面

37、处理，清理基面的杂质，保证粘贴的效果。管节下井拼装时，在止水圈斜面上和钢套环斜口上均匀涂刷一层硅油，接口插入后，用探棒插入钢套环空隙中，沿周边检查止水圈定位是否准确，发现有翻转、位移等现象，应拔出重新粘接和插入。施工时如若发现止水条有质量问题，立即上报技术部门，整改后方可继续使用。管节与管节之间采用中等硬度的木制材料作为衬垫，以缓冲混凝土之间的应力，板接口处以企口方式相接，板厚为18mm20mm。粘贴前注意清理管节的基面，管节下井或拼装时发现有脱落的立即进行返工，确保整个环面衬垫的平整性、完好性。管节与钢套环间形成的嵌缝槽采用聚氨脂密封胶嵌注；在钢套环上的两圆筋之间嵌入遇水膨胀橡胶条，从而构成

38、一封闭环；这部分工作在管节厂预先完成。顶进结束后，管节下部的嵌缝槽采用高模量聚氨酯嵌填。5.10 首尾三环注浆顶管进洞后，立即安排进、出洞口的封堵工作，将洞门与管节间的间隙封闭严密后，进行首尾三环的填充注浆。注浆采用双液浆，保证注入量充足，并控制好注浆压力。待填充区域的强度达到100%后，方可进行洞门施工。5.11 置换浆液顶管结束后，选用1：1的水泥浆液，通过注浆孔置换管道外壁浆液，根据不同的水土压力确定注浆压力，加固通道外土体，消除对通道今后使用过程中产生不均匀沉降的影响。5.12 供电、给排水、通讯系统1) 矩形顶管施工需要用电800KVA，由两只500KVA箱变提供。为保证通道内的亮度

39、，每隔5米设置40W日光灯一盏。在施工现场安装照明镝灯（3.5Kw）两只，供夜间施工现场照明，用电施组见后附。2) 为了改善土体的流动性，顶管顶进过程中，有时需利用土舱板、刀盘中心的注入口，对开挖面进行注水，通过管路上的球阀控制注入水量的大小。给水设备必须有及时、充分的给水能力，能确保日常的正常运行。井底配备一台功率较大的低吸口排水泵，移动性能要好，并应有较大的排水能力。排水管沿墙铺设，经沉淀池后排入市政污水管道。3) 该掘进机由于中央控制室布置在地面上，所以通讯联络系统很重要，井内、通道内、地面办公室、中央控制室都设置内线电话以保证相互联系。除此之外，还配备对讲机和警铃系统。 5.13 测量

40、系统进场控制点的桩位 交接与复测现场踏勘、选点地面控制点布网控制点竖井传递布设井下控制点5.13.1 施工测量流程：顶管机姿态测量 管节状态测量出洞口洞门测量及 顶管机发射架定位布设顶管机同步控制点顶管机进洞测量顶管机进洞，隧道贯通测量5.13.2 平面控制测量（1）空导点和洞门复测先对业主提供的空导点进行复测并上报监理,然后对出洞口和进洞口进行复测.（2）发射架定位因设计线路较短且为直线,所以我们把两洞门中心连线作为矩形顶管掘进的轴线.放出该轴线后通过全站仪投到井下作为发射架的定位的中心轴线.（3）施工导线点的控制根据复测后的空导点施工现场布设控制网,然后利用全站仪传递到施工导线点,所有导线

41、按一级导线的要求进行测量并不断对控制点进行检查。5.13.3 高程控制测量根据业主提供的高程控制点实测两洞门的实际高程,并在出洞口的井上和井下各布置两个高程控制点,并定期对其进行复测.5.13.4 矩形顶管测量系统的安装及姿态测量（1）矩形顶管标尺的安装对非自动测量顶管机来说，顶管机出洞前标尺的安装是关键的一步，标尺安装的精度直接影响到我们测量顶管机姿态的精度。我们通常是安装两把横尺，即左、右横尺各一把.测量横尺中心来控制顶管机的平面,测量横尺的下边来控制顶管机的高程。安装步骤如下：l 首先选好位置，保证通视，尽量拉长左、右尺的水平距离。l 安装前要测出顶管机出洞前的坡度和旋转角。l 找出顶管

42、机的机械中心。l 横尺安装时要考虑顶管机旋转角的影响.l 对左、右尺进行安装固定，确保在顶管机在推进过程中尺的稳定。标尺安装到位后，要仔细测量顶管机的有关数据及参数，如：顶管机的长度、宽度、高度及顶管机的前尺到切口的距离、后尺到顶管机尾的距离、左、右尺的水平距离、横尺下边到顶管机中心的垂直距离。为简化计算，根据这些常数我们编写了电算化程序来测量顶管机的姿态。另外，在顶管机出洞前，我们要对顶管姿态进行人、机对算，以保证电算化程序计算顶管机姿态的准确性。（2）矩形顶管机姿态测量顶管机姿态测量是实时测量顶管机的现有状态，及时指导顶管机纠偏。顶管姿态测量是利用J2 经纬仪测量左、右横尺偏差来反算盾首、

43、盾尾的偏差，即实测角度与理论设计角度相比较，再根据公式推算至盾首、盾尾。为避免复杂计算，进行程序化。这样计算出的顶管姿态才能较准确地反映当时的顶管机的状况。5.13.5 管节状态测量管节状态测量包括管节的平面偏差和高程偏差测量以及管节的法面测量。管节的平面偏差测量即是测量当班施工管节的左右偏差。先找出每环管节的平面中心点，把经纬仪对准后视水平度盘置零，然后瞄准管节的平面中心点实测出角度,知道实测角度与事先计算好的理论角度的差值以及该点到测站的水平距离即可计算出该环的左右偏差。上下偏差测量的方法是：放一水准尺于所测环的大里程的底部，根据通道内的高程控制点测出该环大里程的高程，通过与设计高程比较得

44、出该环管节的上下偏差。通过测量此偏差，可以反映出管节的错缝情况、管节在顶管机内和出顶管机尾后的变化情况以及管节最近两天的偏差变化情况。以便于及时调整注浆、推进速度等施工参数。5.13.6 仪器设备仪器名称型号精度数量全站仪 SOKKI2C2”(3mm2ppm)1台精密水准仪NA2GPM30.7mm/km1台光学经纬仪J221台普通水准仪DSZ31台手持测距仪Leica Disto100m3mm1台铟钢尺2m1副塔 尺5m2副50m钢尺2把对讲机3只电 脑1台计算器E-5001台备 注所有计量设备均鉴定合格5.14 监测方案5.14.1 监测项目 顶管地面轴线沉降监测； 地面和管线沉降监测； 变

45、电站沉降监测。5.14.2 监测工作实施5.14.2.1 管线沉降监测5.14.2.1.1 建（构）筑物、地面和管线沉降监测点的布设沉降监测点的布设分为三级布设。按等级次序分为：基准点（或控制点）、工作基准点、工作点（监测点）。监测点直接用于变形观测，工作基准点则作为工作区域内的基准，基准点用于检验工作基准点在观测时期内的稳定性。当基准点布设在观测区域一端或观测区中部时，数量不少于3个，分二端布设时，每端不少于2个。基准点须布设在远离工程区域，环境稳定的地点。作为日常监测工作的基准，工作基准点须以方便使用、不易破坏且相对稳定为原则，一般布设在受影响范围以外50m左右为宜。基准点之间通过定期联测

46、统一平差，检验相互之间的绝对稳定和相对稳定系数。监测点应有足够的数量和适当的点位。有利于反映出被测物基础的沉降并绘出下沉曲线；便于现场观测并有利于测点的保存。监测点的布置不仅要满足竞标文件对点位密度的要求，同时还要能反映被监测对象的变化情况，综合考虑实地因素适当加密测点。例如：建筑物的结构形式等。管线和地面沉降监测点可以为5米一个点布设模拟点，有窨井的地方用窨井作为直接点。立尺部位均加工成半球形或有明显的突出点。用社钉或道钉埋设。部分管线点布设为深层点。5.14.2.1.2 建（构）筑物、地面和管线沉降监测方法沉降观测采用精密水准仪器配合铟钢尺，仪器出厂标称精度0.3mm/Km。投入使用的水准

47、仪及铟钢尺均需按照规定进行检定。观测按照二等水准测量技术要求进行，整个作业过程中不随意更换仪器设备和观测人员。测量行进路线必须为附合或者闭合路线。作业顺序按照先控制后碎部的原则进行，每次观测采用相同的行进路线和观测方法。定期对监测控制网的稳定性进行检测，确保沉降观测成果的准确性。初始值一般取3次观测数据的平均值。控制测量和碎部测量主要技术要求见下表：沉降监测控制网的主要技术要求相邻基准点高差中误差（mm）测站高差中误差(mm)附合或环线闭合差（mm）观测方法及技术要求1.00.30.6n执行国家二等水准测量技术要求沉降监测观测点的主要技术要求高程中误差（mm）相邻点高差中误差(mm)往返较差、

48、附合或环线闭合差（mm）观测方法及技术要求1.00.50.5n执行国家二等水准测量技术要求5.14.2.1.3 监测成果的计算方法及解释监测数据计算使用公式，计算本次变量和累计变量。 其中：-各监测点本次变化量 Hbm-基准点高程 Hi,j -第i号监测点第j次观测高程 Hi-各监测点累计变化量5.14.2.2 管线的位移监测（测点与沉降点共用）具体方法: 视准线法和小角法相结合。5.14.2.2.1 视准线法将经纬仪安置在基准点上，用视准直线法测量各测点到视准线的距离，以开工前两次测量的平均值作为起始初值，以后每次的测量值与之比较得到本次位移量和累计位移量。5.14.2.2.2 小角法在适当

49、位置设立测站后，在每个测站直接观测顶部观测点与底部观测点之间的夹角，根据所测角值距离值计算整体或分层的水平位移分和位移方向。上式中：为在两个相互垂直方向上顶部观测点底部观测点之间的夹角或上下两层观测点之的夹角；为在两个相互垂直方向上经纬仪至观点的水平距离。5.15 管节生产本工程需要生产22节管节（包括进、出洞环），采取工厂化生产。预制管节全部采用钢模（底模、外模、内模），为便于混凝土浇灌、成型，保证混凝土密实及外观质量，预制时采用立式支模、插入式振捣工艺。管节生产过程中，严把质量关，控制好尺寸、关键部位、预埋件等的制作工艺，保证钢筋笼的制作精度及强度，混凝土浇捣密实，表面无蜂窝，外观整洁，平

50、面误差控制在规范允许范围内。管节混凝土经养护并满足设计起吊强度后，起吊并翻转堆放。管节在预制工厂由龙门吊吊上车，经平板车运输，进入现场后由150吨履带吊卸车就位。5.16 穿越地下管线措施本工程管线情况复杂，在出洞加固外有22004100 电力隧道距离顶管净距7.8米，在通道中部有一路2000河流污水管距离顶管净距2米，考虑长清路区间隧道盾构施工，始发井基坑开挖，以及出洞加固施工对电力隧道势必造成一定影响，在矩形顶管进洞阶段也会造成一定沉降，施工中需要重点保护该两路管线。本工程顶管机口径大，对土体有一定的扰动，如若扰动过大，势必导致意外发生，所以施工中一定要控制好顶进参数，在临近管线前减缓顶进

51、速度，控制好排土量，加强地面的监测力度。在矩形顶管出洞阶段，合理组织施工流水，由于本工程始发井狭小，无法一次性完成所有配套安装，施工时间较长。为确保机头进入洞门后，至所有配套安装完成这段时间内洞门防水效果，拟视情况采取聚氨酯封闭环施工。矩形顶管通道贯通后，对22004100 电力隧道，及2000合流污水管影响范围内进行注浆加固土体，以确保管线安全使用。5.17 顶管施工技术措施5.17.1 顶管轨迹控制措施顶管机、后顶设备及反力系统都按设计坡度安置。初期顶进时顶管机应均匀出土，控制好初始偏差，并及时调整后座千斤顶合力中心来控制初始偏差，确保机头初始状态稳定和轴线顺直。由于推进距离短，需尽早调整

52、好参数，结合地面沉降数据，调整出土速度，控制好正面土压，确保地面沉降量控制在+10mm-30mm之间。推进时姿态需时时跟踪，一旦发现轨迹的偏依，立即采取措施，通过调整铰接油缸伸长量的手段，保证推进线路的偏差在允许的范围内。本顶管机两侧各有2个平衡翼，可伸缩（有效行程450mm），可转动（200）。当顶管机出现一定的侧转时，可伸出平衡翼并转动一定的角度，以纠正侧转。铰接油缸除了可进行顶进轨迹纠偏外，还具备了中续环的作用。5.17.2 顶管允许最大顶力的控制措施我司选用的主千斤顶总推力为3200t，实际施工时总推力在2000t左右，为了防止顶力过大损坏始发井结构，预防顶力超过允许值，在主顶泵站设备

53、调试时，调整压力阀以使系统的总推力控制在2500以下，并用螺栓锁死压力阀，避免施工中超出顶力事件的发生。施工时，保证减摩注浆的效果，减少掘进机、管节与土壤的磨阻力，使机体外壳及管节外壳形成完整的减摩浆液薄膜，有效的减少顶进总推力。5.17.3 顶管控制地面不均匀沉降的预防措施5.17.3.1 施工过程中根据地质资料，预先对将穿越的地层进行充分的分析，了解地质的物理及力学特性，掘进时再比较出土实样，及时调整掘进机的姿态，加强施工控制。5.17.3.2 顶管结束后，选用1：1的水泥浆液，通过注浆孔置换管道外壁浆液，根据不同的水土压力确定注浆压力，加固通道外土体，消除对通道今后使用过程中产生不均匀沉降的影响。5.17.3.3 顶进时按设计要求的轴线、坡度进行，施工过程中纠偏措施很重要，主要原则如下：A、 勤测勤纠：即每顶进一段距离，测量一次轴线及高程的偏差情况，技术人员将机头纠偏的角度、各千斤顶的油压值、轴线的偏差等报中控室并输入微机，微机将显示出纠偏方法数据，再按此进行纠偏。B、小角度纠偏：每次纠偏的角度要小，一般控制在0.50以下。C、纠偏过程中不能大起大落，如果发现在某处产