工作井及顶管专项施工方案

1、XX变进线电缆隧道工程工作井及顶管专项施工方案编制人： 审核人： 批准人： 监理审批:主审批：目录第一节 工程概况第二节顶管工艺一、项进施工工艺图二、顶管机选型三、顶进设备安装四、顶管中断间施工方案五、出洞的技术措施六、顶管机出洞七、项进施工工艺八、管节接口处理措施九、供电及照明十、通讯、监控十一、项管进洞技术措施第三节项管纠偏一、纠偏装置二、实用偏技术第四节 顶进测量及控制一、轴线测量方法二、顶进中顶管机前进趋势的测定第五节 减阻措施一、压浆孔布置二、泥浆配制三、压浆方法第六节顶管质量保证措施第七节安全技术措施一、项管安全抚摩二、顶管施工按全措施三、保护周围建（构）建筑及地下管线安全的措施第

2、一节工程概况本工程为五爱变进线电缆顶管施工，施工地点为五爱变 电所一浑河南岸，顶管采用直径3500mm、单节长度为2.5米的钢筯管。管道安装采用D610mmX 12.7m m直缝钢管。项管全长70米。经甲方、监理、设计、施工单位共同研究决 定，工作井采用上海市隧道工程交通设计研究院顶管通用图。图号：一号工作井：JG-02-01,长11.9m,宽9.1m，深度 11.449m;二号工作井：JG-02-07,长 12.1m,宽 8.6m,深 度 14.205m ;三号工作井：JG-02-012,长 13.85m,宽 11.974m, 深度 16.82m;四号工作井：JG-02-017,长 12.3

3、m,宽 9.5m, 深度22.76m，采用半人工半机械开挖方式。第二节顶管工艺、顶进施工工艺图二、项管机选型本工程选用网格十字顶管机，挤压法，顶管机特点是： 结构简单实用，可操作性，施工快，适用性强，如遇暗滨、 弧石、硬土等处理灵活方便。主顶装置共有8只千斤顶，分四列布置，主顶千斤顶， 每只最大顶力400T，共3200T，满足设计顶力要求，主顶装 置上装有活动底架，安装在固定导轨上，全球调整轴线，同 时工具头装有微调千斤顶，顶管施工中可根据需要调节左 右，高低，控制轴线及设计标高。网格挤压顶管机顶进时， 顶管机前方的挤压环切入土体中，使土体经挤压后进入其后 的网格，再进入土舱。土体经挤压后具有

4、较好的自立性，在 网格支护下不会造成坍塌，顶进时只需挖除网格后土舱内的 土体，边出土边顶进，顶进中出土采用干出土，由人工运出 管道，放入井内的土箱中，吊地面弃土。三、顶进设备安装1、把地面上建立的测量控制网格引放至工作井内，并 建立相应的地面控制点，便于顶进施工时进行复测。2、工作井内测量放样，精确测放出顶进轴线。3、安装顶进后靠。后靠采用整块箱型结构钢后靠，与 井壁的接触面积大于 8mx 6m范围。以扩大井壁受力面积， 有利于工作井的稳定。顶进后靠的平面垂直于顶进轴线，后 靠与井壁结构砼之间的空隙用砼填塞密实。4 、安装主顶装置和导轨。先将它们大致固定，然后在 测量的监测下，精确调整它们的位

5、置，直至满足要求为止， 随即将它们固定牢靠。5 、工作井内的平面布置。搭建井内工作平台、安装配 电箱、主顶动力箱，控制台等，敷设各种电缆、管线、油路 等。井内平面布置要求布局合理，保证安全，方便施工。6 、地面辅助设备的安装及平面布置。辅助设备主要有拌浆系统、供电系统、电瓶车充电间等的安装及调试，此外 还有管节堆场、材料堆场、安全护栏等的布置。7 、地面辅助工作及井内安装结束后，吊放顶管机，接 通电气、液压等系统，进行出洞前的总调试。四、出洞技术措施出洞的封门采用外封门，外封门用30#钢封门。钢封门内外用防水玻璃布与防水涂料涂布，洞门内用两道30#钢封门作横梁，与外封门及洞圈预埋铁焊接，外封门

6、底部于洞门 300mm插入由预埋铁件组成的楔形槽中，上部延伸至高于 地地面300mm并与井体钢钢筋连接，防止工作井时脱落。出洞前，先在洞口处安装双层止水琮，其作用是防止顶 管机出洞时下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处流失，保证能够开成完整 有效的泥浆套，两层橡胶止水板间可以压注触泥浆，使管节 一出洞便被泥浆包裹。为了防止钢封门拔除后洞外土体涌入顶管机密封舱，在 顶管机顶入洞圈前，用黄粘土填充密封舱，这样既能平衡顶 管机出洞时的部分正面土压力，又能减小对洞口处土体的扰 动和地表沉降。出洞时可以利用工作井施工时的井点，降低洞口处的地 下水位，减小水头差，防止

7、洞外工作水土涌入。五、项管机出洞1 、先在预留洞内接长顶进导轨，并做好限位块。2、在洞圈内割除外封门钢横梁，在洞门内将钢板桩顶 松。3、将顶管机顶入止水带内，至顶管机羰部离外封门约 10cm时停止。4、拔除外圭寸门。5、在测量监控下顶管机断续顶进，至主顶行程伸足。6、在顶管机尾部烧焊限位块，防止主顶千斤顶缩回时， 顶管机在正面主体作用下退回。7、缩回主顶千斤顶，吊放砼管节。&割除限位块，继续顶进。、出洞后，顶管机和其后的第一至第三节砼管节用拉杆连 在一块，形成一个整体。顶管机和砼管节连在一起后增加了 稳定性，对出洞后的一个阶段的顶进施工十分有利，同时也 便于在以后的顶进施工中对顶管机进行控制。

8、六、顶进施工工艺出洞阶段结束后，即可进行正常的顶进施工。顶进时， 一般发问下主顶顶速是恒定的，随着土质的变化可能引起正 面压力的变化，当正面土压力高于设定土压力时，控制网格 做家务打开，使土压保持平衡，以免造成地面隆起。在整个施工过程中，要针对不同的覆土和土质情况及 时调整设定土压力值，以利顶进的顺利进行。顶管机采用轴向出土。土块直接卸在土箱内，土箱装满 后，由电瓶车运出管道，到工作井内由吊车吊上地面弃土。 然后将倾空的土箱再放入井下，继续运土。一节管节顶进结束后，缩回主顶千斤顶，拆除洞口处的 管线，吊放下一节近节，然后连接洞处的管线，不规则继续 顶进。在顶管机机头及管道内应放置应急照明灯具，

9、保证断电 或停电时管道内的工作人员能顺利挤出。管道内的设备安装 和管线布置，可采用预埋件或膨胀螺栓固定，凡采用预埋件 固定的，就在砼管节生产前，将预埋件图纸提交给砼管节生 产厂家。七、管节接口处理措施管节接口处理是顶管工作的关键部分，保证做好接口部 分是顶管工程成败的关键，因此对组成接口的每一部份都必 须严格遵照有关规程的要求逐一分别严格制作。顶进前应对砼成品管、钢套环、橡胶密封圈和衬垫板从 尺寸、规格、性能、数量等均作详细调查，必须符合标准设 计图的要求。顶时前还必须在现场作试安装，对不合格的砼 成品管应予以剔除。砼管接着的槽口尺寸必须正确，光洁平整无气泡。橡胶圈的外面和任何断面都必须质密、

10、均匀、无裂缝或 凹痕等缺陷，橡胶国有资产应保持清洁、无油污，不能在阳 光下直晒。钢套环必须按设计要求进行防腐处理，刃口无疵点，焊 接处平整，脚部和钢板平面垂直，堆放时整齐搁平。衬垫材料多多层胶合板，其应力一应变关系应符合试验 曲线要求，误差土 5%粘贴时，凸凹口对中，环向间隙符合 要求。插入安装前滑动部位应均匀涂薄层硅油等润滑材料，对 橡胶无侵蚀性，减少摩阻。严禁使用其它油脂及肥皂水等润 滑剂。承插时外力必须均匀，橡胶圈不移位、不反转、不露出 管外，否则应拔出重插。顶管结束后，应按设计要求在内间隙嵌以弹性密封膏， 要求与二管口抹平。八、供电及照明本工程顶管施工用电采用 380V低压输电。为了防

11、止电缆线接头松动，接触电阻增加而影响供电质 量，我们使用中的电缆接头箱，既保证了接头质量，又可以 避免包扎受潮而产生的漏电事故。另外由于变压器到顶管作业点的距离较长，可能造成沿 途的电压降，为了防止不可预见发问的发生，我们还要安装 一套225A自动增压装置，当线路压降过大时，增压装置开 启，稳定施工用电电压，保证顶进设备的正常动作。顶时施工时，顶管机所需要电力由操纵平台上的电箱用 50mrh电缆直接输送到工作面， 电缆采用三相五芯制， 井口采 用航空接头，便于拆卸，管道内用接头箱进行电缆连接，确 保使用安全。照明采用24V安全电压，由管道内电箱中的1KVA变压器提供24V电源，每只变压器连接

12、910只行灯进行照明， 根据顶进长度来决定使用变压器的数量。九、通讯、监控顶管施工必须保证信息交换渠道的申通，同时对施工操 作人员要进行监护，防止发生安全事故，因此我们设立了通 讯、监控系统。通讯采用数字程控交换机，各联络点之间可以通知电话 自由通讯，在管道内空气潮湿，应使用防潮防爆的矿用电话 机，以保证通话质量。监控采用了两台监视器，分别对顶管机操作面的主顶操 纵台进行监控。这样地面人员能及时了解施工情况，发生问 题可以立即着手解决。为了解决传输信号长距离输送衰减的 问题，将信号通过放大器放大后再送上地面，保证了图像清 晰。十、顶管进洞技术措施为保证顶管机能顺利进入接收井预留洞，在离接收井

13、15m左右时要加强对顶进軸线的充气妹，及时纠正顶进轴线的偏差，保证顶管机能顺利地按设计轴线进入预留洞为防止预留洞封门打开后洞外的墙体涌入接收井内，在 顶管机到达接收井前，在接收井内预留洞处安置一道橡胶止 水带，以防止顶管机进洞时水土涌入井内。接收井内按顶进轴线安装接收机架，使顶管机平稳地进 入接收井，防止进洞后顶管机直接落到接收井底板上，造成 后续管节接口质量问题。顶管机进洞后，尽快把顶管机和砼管节分离，并把管节 和工作井、接收井的接头按设计要求进行处理。第三节 顶管纠偏一、纠偏装置纠偏是通过顶管机上的纠偏铰产生折角的面进行的，顶 管机为二段一铰结构，顶管机径比（即纠偏灵敏度）为 L/D=1.

14、08。纠偏系统由6台150t双作用油缸及控制阀件组成， 6组油缸呈斜向45o下交布置，每个纠偏油缸都通壶万向铰 将顶管掘进机前后壳体连接在一起，使顶管掘进机能在一定 范围内任意做出纠偏动作。6组纠偏油缸由6个三位通电磁换向阀控制，每个油缸前后腔油路关闭，使油缸内始终保持 高压，确保纠偏动作的可靠。二、实用纠偏技术在施工过程中，要根据测量报表绘制顶进轴线的单值控 制图，直接反映顶进轴线的偏差情况，使操作人员及时了解纠偏的方向，保证顶管机处于良好的工作状态。在实际顶进中，顶进轴线的设计轴线经常会发生偏差， 因而要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间的偏差 值，使之尽量趋向一致。顶进轴线发生偏差时

15、，通过调节纠 偏千斤顶的伸缩量，使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位 置。在施工过程中应贯彻勤测、勤纪、缓纠的原则，不能剧 烈纠偏，以免对砼管节和顶时施工造成不利影响。实际操作中还应注意，纠偏是与顶管同步进行的一项工 作，重要的是的把握顶管趋势，不能指望一蹴而就，而应缓 慢地、逐步进行，若操之过急就容易造成轴线的较大折角， 反而不利于顶进的顺利进行。管道在顶进过程中，由于工具管迎面阻力分布及管壁周 围摩擦力不均，加上千斤顶作用力的偏心，在上述因素的共 同作用下，造成工具管在前进过程出现偏离或旋转，导致不 能正常出土，引起顶进失败。为了保证管道施工质量，必须对以上偏差作出及时纠 正，根据我们施工经验

16、，采取如下措施：1、在工具管内配重，用以控制旋转范围；2、主顶千斤顶的作用力方向与旋转方向相向，使之产 生一个扭矩；3、以上几种调节方式，根据施工实际进行单一纠偏或联合纠偏第四节顶进测量及控制一、轴线测量方法为了使顶进轴线和设计轴线相吻合，在顶进过程中，要 经常对顶进轴线进行测量。在正常情况下，每顶进一节砼管 节测量一次，在出洞、纠偏、进洞时，适当增加测量的次数。 施工时要经常对测量点进行复测，以保证测的精度。顶进测量利用J2激光经纬仪置于顶进轴线上，跟踪顶管 机内光靶测尺，顶进时，施工人员随时可以直观地看出顶管 机偏差情况及行进方向，同时每顶进一节管节利用T2经纬仪二测回直接在井内观测顶管机

17、内平面测尺偏差读数。高各一偏差测量采用水准仪测量测得顶管机中心标高， 再与设计高程比得高程偏差。另外，指示轴线在顶进过程中，必须利用联系三角形法 定期进行复测，以保证整个顶进轴线的一致性。在顶进过程中，必须贯彻勤顶勤测的原则，挤压法顶进 每出一斗土测量一次。顶管机入土时，应严格控制顶进偏差，中心偏差不得大 于5厘米，高低偏差抛高 0.5-1厘米，严格控制前 5米管道 的顶进偏差，其上下左右偏差均不得大于1厘米。在预进过程中，严格按规范进行顶进偏差控制，中线位移每节管不大 于5厘米，管内底标高每节管为 +3-4d厘米。二、顶进中顶管机前进趋势的测定测定顶管机前进趋势， 能达到减少测量时间的目的。

18、 顶进 中施工人员对顶管机的纠偏也迫切需要及时了解顶管机 走势，以能够较有效地纠偏。 施工人员及时了解顶管机走 势，如果轴线偏差较小，且走势较好（沿设计方位），有时就可省去不必要的轴线着测量，提供更多的顶时时间， 如轴线偏差较小，但顶管机前进趋势背离设计轴线方向， 施工人员也能够及时进行有效的纠偏，使顶管机不致偏离较大。可见掌握了顶管机的走势好处显而易见，为此我们设置了顶管机前进趋势测量及计算方法。通过观察顶管机的行进趋势来指导纠偏。本工程测量所用的仪器有全站仪、 激光经纬仪和高精 度的水准仪。顶管机内设有坡度板和光靶， 坡度板用于 读 取顶管机的坡度和转角，光靶用于激光经纬仪进行轴线的 跟踪

19、测量。第五节 减阻措施一、压浆孔布置本工程顶管全线采用减阻变泥触，顶进施工中，减阻泥浆的运用是减小顶进阻力的主要措施。顶时时能过管节上的压浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围开成一个泥浆环套，减小管节外壁和土层间的摩擦 力，从而减小顶进时的顶力。泥浆套开成的好坏，直接发关系到减阻的效果。为了做好压浆工作，在顶管机尾部环向均匀地布置了四 只压浆孔，用于顶进时及时进行跟踪注浆。砼管节上布置有 四只压浆孔，四只压浆孔成 90o环向分布。顶管机后面的三 节砼管节上都有压浆孔，其后每三节管节里有一节管节上有 压浆孔。压浆总管用 2分白铁管，除顶管机及随后的三节砼 管节外，压浆总管上每隔 6m

20、装一只三通，再用压浆软管接 至压浆孔处。顶进时，顶管机尾部的压浆孔要及时有效地跟 踪压浆，能形成完整有效的泥浆环套。砼管节上的压浆孔是 供补压浆用的，补压浆的次数及压浆量根据施工时的具体情 况确定。二、泥浆配制减阻泥浆的性能要稳定，施工期间要求泥浆不失水、不 沉淀、不固结，既要有良好的流动性，又要有一定的稠度。 顶时施工前要做泥浆配合比实验，找出适合于施工的最佳泥 浆配合比。减阻泥浆的拌制要严格按操作规程进行。催化剂、化学 添加剂等要搅拌均匀，使之均匀化开，澎润土加入后要充分 搅拌，使其充分水化。泥浆拌好后，应放置一定的时间才能 使用。压浆是通过储浆池 左右偏差均不得大于 1厘米，在顶 进过程

21、中，严格按规范进行偏差控制，中线位移每节管大于 5厘米，管内底标高每节为 +3-4厘米。二、顶进中顶管机前进趋势的测定测定顶管机前进趋势，能达到减少测量时间的目的，顶 进中施工人员对顶管机的纠偏也迫切需要及时了解顶管机 走势，以能够较有效地纠偏，施工人员及时了解顶管机走势， 如果轴线偏差较小，且走势较好（沿设计方位），有时就可省去不必要的轴线差测量，提供更多的顶进时间，如轴线偏 差较小，但顶管机不致偏离较大。可见掌握了顶管机的走势 好处显而易见，为些我们设置了顶管机前进趋势测量及计算 方法，通过观察顶管顶的行进趋势来指导纠偏。本工程测量所用的仪器有全站仪、激光经纬仪和高精度 的水准仪。顶管机内

22、设有坡度板和光靶，坡度板用于读取顶 管机的坡度和转角，光靶用于激光经纬仪进行轴线的跟踪测量。第五节减阻措施一、压浆孔布置本工程顶管全线采用减阻触变泥触，顶进施工中，减阻 泥浆的运用是减少顶进阻力的主要措施，顶进时通过管节上 的压浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围 形成一个泥浆环套，减少管节外壁和土层间的摩擦力，从而 减少顶进时的顶力，泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的 效果。为了做好压浆工作，在项管机尾环向均匀地布置了四只 压浆孔，用于顶进时及时进行跟踪注浆，砼管节上布置有四 只压浆孔，四只压浆孔成90环向分布，顶管机后面的三节 砼管节上都有压浆孔，其后每三节管节里有一节管节上有

23、压 浆孔，压浆总管用 2白铁管，除顶管机及随后的三节砼管 管节外，压浆总管上每隔 6m装一只三通，再用压浆软管接 至压浆孔处。顶进时，顶管机尾部的压浆孔要及时有效地跟 踪压浆，确保能形成完整有效的泥浆环套，砼管节上的压浆 孔是供补压浆用时，补压浆的次数及压浆根据施工时的具体 情况确定。二、泥浆配制减阻泥浆的性能要稳定，施工期间要求泥浆不失水、不 沉淀、不固结，既要有良好的流动性，又要有一定的稠度， 顶进施工前要做泥浆配合比实验，找出适合于施工的最佳泥 浆配合比。减阻泥浆的拌制要严格按操作规程进行、催化剂、化学 添加剂等要搅拌均匀，使之均匀地化开，澎润土加入后要充 分搅拌，使其充分水化，泥浆拌好

24、后，应放置一定的时间才 能使用，压浆是通过储浆池处的压泵将泥浆压到管道内的压 浆总管，然后经由压浆孔压至管理外。施工中，在压浆泵， 顶管机尾部等处装有压力表，便于观察、控制和调整压力浆 的压力。三、压浆方法顶进施工时主要是进行同步压浆，通过顶管机尾部的四 个压浆孔压注触变泥浆，压浆压力应以浆液能压出管壁外面 压力最小为宜。压力太大，则管壁外土体要受到扰动，造成 局部坍塌，反而不利于减阻，也影响了轴线控制；压力太小， 则浆液无法压出管壁外，不能形成浆套。顶进时可以通过观 察总的压浆量与顶进距离的关系来估算压浆压力是否恰当。随着顶进距离的延伸，应定期进行补压浆，补压浆通过 管理内每6m布置的压浆孔

25、进行，补压浆可以在每节管节顶 进的间隙时行，必要时在顶进过程中也可穿插进行。顶进施工中，减阻泥浆的用量主要取决于管道周围空隙 的大小及周围土层的特性，由于泥浆的流失及地下水等作 用，泥浆的实际用量比理论用量大很多，一般可达理论值的 45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。第六节顶管质量保证措施井下机架与后顶装置安装就位时，由测量员进行监测将 水平与垂直偏差控制 2mm以内，保证顶进机架的定位精确， 为面进质量把好第一关。对进场的管节进行外观察质量的验收，主要针对管节的外形尺寸，特别是前3节管节必须挑选几何尺寸较好的管节， 使顶进轴线与泥浆套能在顶进之初就保

26、持良好。顶进施工的同时，密切关注地表沉降量的变化，将数据 及时馈给施工人中，以使采取措施，调整顶进参数，将对环境的影响减少到最小程度。拼接管节时，主要操作人员应及时调整各油缸的伸缩量。顶进过程中绘制轴线偏差图，根据图表决定纠偏措施， 贯彻“勤测、勤纠、缓纠”，切忌剧烈的纠偏动作。绘制顶力曲线和图，将顶力控制在管节许用顶力之内， 严禁超出，以免产生管理节损坏等质量问题。严格按压浆操作规程进行压浆操作，尽可能地降低顶进 阻力。对于地表沉降要求较高的地段，按时定量进行定点补浆，并进行沉降观测，严格控制地表沉降量。第七节安全技术措施一、项管安全技术抓好重点部位、风险较大工序的安全防范工作，定人、定定措

27、施保证工程顺利进行。对起吊设备，保证安全完好，操作人员严格遵守安全操 作规程，特别是交叉作业时，做到“车子一动，看清周围群 众”，“发动机一响，集中自己思想，工作再忙，安全不忙”。各种中小型机械做到定人管理，持证上岗，安全装置安全可靠结构施工上下扶梯设置安全可靠，并设扶手护栏，挂警 示牌，下部挂好安全密眼网，防止发生物体坠落伤人事故。地下施工，工艺复杂，技术要求高，特别要加强准备阶 段、顶管施工阶段、清理拆除设备阶段等的安全管理。顶管施工中吊运的管节和土箱均具有体积大、重量重、 深度深的特点，因此对选用吊运机械、素具都必须匹配，起 重指挥应有证上岗，严格遵守操作制度。千斤顶伸缩，管节拼装特别要注意安全操作，并且加强 相互监护，统一指挥，明确信号或手势的指示，遵守操作规 程。经常保养施工机具，保证安全装置灵敏可靠，防护罩完 好无损，同时搞好安全用电管理，保证变电配点间达到“四 防”