顶管施工方案（完整版）

1、一、工程概述南京市城北污水收集系统外金川河区域南十里长沟污水截流工程中，J32河内闷井顶管管径均为d1500mm的F-B型接口的钢筋砼管，J33J32顶管段位于神策门公园内，顶进长度约17.5米左右；J33J34顶管段位于神策门公园和铁路箱涵南侧之间，顶进长度约104.9米左右，管道顶进过程中需要从护城河底、龙蟠路下和桥的西侧穿过；J34河内闷井顶管段，顶进长度约25米左右。顶管管材均为 d1500mm的F-B型接口的钢筋砼管。二、地质资料根据江苏省地质工程勘察院提供的工程地质勘察报告，各顶管段分别穿越：J33J32顶管段主要穿越-2土层；J33J34顶管段主要穿越-2土层，部分可能穿越-a；

2、J34河内闷井顶管段主要穿越-2土层，部分可能穿越-a和-2。地质情况如下：-a层淤泥：黑色，具腐臭味，流塑。-2层素填土：灰黄色，以粉质粘土为主，结构松散，非均质。-2层粉质粘土：灰黄色，可塑，具铁锰质浸斑，局部粉粒含量高，欠均一。无摇振反应，有光泽，干强度，韧性高。三、主要施工方法及技术要求1、 设备选择顶管管径为DN1500mm顶管，经综合考虑各项因素决定：J33J32、J34河内闷井采用敞开式机具顶进；J33J34采用遥控式泥水平衡顶管系统设备顶进。2、因J32河内闷井各顶管段进出洞处管内底距沉井底板高度分别为：J33J32进洞口管内底距沉井底板高度3.22米；J33J34进出洞口管内

3、底距沉井底板高度0.95米；J34河内闷井进洞口管内底距沉井底板高度3.43米，顶管设备无法安装和出洞无法接收，均需要搭设操作平台，平台采用28A槽钢和6mm厚的钢板搭设。3、J33J34顶管段顶进时要穿越护城河，因管顶覆土不够，为防止管道在河道范围内顶进时上浮和避免与河水贯通，在管道轴线两侧打设围堰，两围堰中间夯填黄土，以确保管道顺利顶进（详见附图一、二）。J34河内闷井将管道顶入河道内吊处机头，因机头需要在河道内取出，在闷井位置处打设围堰（详见附图一、二）。（1）、便道为了便于机械及人工操作，分别在：J33沉井东侧和J34沉井南侧将现挡土墙拆除，放坡做一施工便道（施工完毕后，按原样进行恢复

4、），便道土方为外进黄土，便道顶宽4.5米，底宽10.0米。（2）、围堰因在河中施工，为防止施工过程中因暴雨或玄武河道放水河水上涨，影响正常施工及河底淤泥较厚，加之河水的流动，直接围堰将导致土方的大量流失。围堰采取如下施工方法：围堰施工前，请业主给予联系玄武河道，在我单位施工期间，不要开闸放水，以确保施工人员的人身安全及围堰的正常施工和围堰的稳定。围堰施工前在其两侧底脚线上密打圆木桩，圆木桩长度为46米，梢径为150mm，打设时采用密打，并且将其连成稳定的整体，防止变形，木桩连成整体后，进行围堰施工。围堰为草袋围堰，中间夹填黄土，所有黄土均为外购。围堰高出现有水面1.0米，并且准备好装好土的草袋

5、，随时防止河水上涨，立即调集人员将围堰增高。围堰顶宽：J33J34顶宽2.5米（J34河内闷井2.0米）；J33J34底宽6米（J34河内闷井4.5米）；J33J34长约30米，围堰的两侧迎水面满铺防水布，以进一步防止围堰渗水，围堰内侧底脚采用抛石挤淤。围堰所用土为外进黄土，不得使用垃圾土，筑围堰时，草袋采用二顺一丁，上下错开中间夹黄土，层层夯实，以确保围堰的牢固性。（3）、清淤围堰筑好后，用出水口径为150mm的污水泵抽出围堰内的水，挖除围堰范围内的淤泥及遗留的渣料，因从河中挖出的淤泥及渣料含水量较高，在运输时可能有抛洒滴漏现象，所用运输车辆须用密封性较好的自卸车（外运至30KM外），并在车

6、厢内铺设彩条布，派专人清扫道路。清淤前及清淤后均请业主、监理现场测量淤顶及淤底标高，以便确定有关工程量。（4）、破除挡墙基底清淤完成后，采用人工破除影响顶管施工范围内的挡墙及基底，破除过程中对挡墙及围堰采取相应的加固保护措施，破除完毕后，将石块、建筑垃圾、杂物清除后，立即进行黄土回填配重，顶管范围内不得有石块、建筑垃圾、杂物等。（5）、配重（J33J34顶管段）待清淤和破除挡墙基底完成后，立即进行配重施工，配重均为外购黄土进行分层夯填，确保密实，回填时围堰内不得有水，以防止影响回填密实度。配重回填至顶管管顶上4.5米，回填时不得有石块、建筑垃圾、杂物等。 （6）、埋管引流（J33J34顶管段）

7、由于河道不能完全封堵，现采用双排1200的钢筋砼管进行引流，设在护城河的南侧，沿护城河的水流方向布置，为防止砼管发生不均匀下沉，而影响出水率，在1200砼管的下部用草袋装黄土夯填，垫平高度低于现有流水面0.92m，保持1200砼管上口高出现有流水面0.3m左右，砼管的接口采用钢丝网水泥砂浆接口。（7）、围堰拆除顶管施工结束后，立即进行引流管和围堰拆除，清理到原河底标高，清除的围堰土方等均外运到30KM外。4、进洞口措施顶管顺利进洞是顶管成功的基础，我们根据提供的地质条件，提出以下进洞口措施： （1）、为使进洞口在施工中尽量不发生泥水流失，洞口止水装置必须良好。必须做到：A、止水胶圈安装平整牢固

8、，水密性良好；B、止水胶圈安装位置必须与管道在同一轴线。C、在顶进过程中，严格控制顶进速度、进出水压力和机头前部的土压，并加强监测等措施。（2）、在工具管进洞时，应严格控制其水平偏差不大于5MM，其高程应为设计标高加以抛高数（其数值可根据土质情况、管径大小、工具管自身重量和顶进速度等因素设定），以抵消工具管出坑后的“磕头”而引起的误差。出现“磕头”时应迅速调整，必要时应拉出后重新顶进，但必须抓紧时间迅速完成，以减少对正面土体的扰动。为防止工具管出现“磕头”，可采用以下措施：A、在工具管后两节管子上预埋钢板，通过螺栓将工具管与其连接起来；B、在预留孔处填入良性粘土，使导轨与预留孔底保持水平。 4

9、、管道外围压注触变泥浆减摩（1）、为了减小管道外壁的摩阻力，必须在管道外围压注触变泥浆。（2）、触变泥浆A、触变泥浆压注力和耗量：触变泥浆的压注力应与注入土层的土体压力基本相当或略大，而触变泥浆的耗量亦应略大于或等于地层土体的损失量。B、触变泥浆的配比及拌制经多次试验，采取成品膨润土的配合比如下： 成品膨润土：水=1：8（体积比）泥浆的拌制要均匀。首先将定量的水放入拌和桶内，开动拌和机徐徐投入膨润土，拌和2-3分钟，继续搅拌7-8分钟，即成泥浆。制成的泥浆排放入贮浆池内贮存10小时，使膨润土、水、碱发生置换作用，形成稳定性良好，且有一定粘度的泥浆，使用时用泵压至管道外围。（3）、泥浆的压注方法

10、采用在顶管机压浆、中继补浆的方法，对掘进机压浆要与顶进同步，以迅速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好的膨润土泥浆套。 中继补浆是在已有的泥浆套基础上改善泥浆套，补充其损失量。掘进机尾部第一压浆孔后的4米处设置第一道补浆孔，8米处设置第二道补浆孔，此后每隔4米设置一道补浆孔，顶进时通过管节上的补浆孔补浆，以保证管道外围空隙充满触变泥浆，补浆始终要坚持从后向前补压和及时补浆的原则。对于各层土质，特别是夹砂土层施工时根据其渗透系数充分考虑泥浆的损失，调整注浆压力和注浆量。（4）、泥浆的置换每段管道顶进完成后，立即用水灰比为0.50.55的水泥浆将泥浆置换出来，以确保管道外围土体有足够的支撑和减少渗漏

11、水。待浆液凝结后（一般在24小时以上）拆除管路，换上闷盖，将孔口封堵。5、最大允许推顶力计算顶管中推顶力不仅受设备的制约，而且受工作井后靠土体稳定的允许反力和管材轴向允许承压力的限制，因此顶管施工中允许推顶力受诸多因素中的最小允许承载力来决定。（1）、1500mm钢筋砼管的轴向允许承压力f允=6200KN（2）、工作井设计允许推顶力3200KN，根据以上计算来看，允许最大推顶力为320T6、中继站的设置 顶管施工中，顶管中继站的设置与顶管允许推顶力有关。管道的顶进总阻力，由掘进机的正面阻力和管道外壁的摩阻力组成。公式R=D2/4Pt+fDL其中：D-管道的外径，D=1.8m Pt-机头底部1/

12、3D处的被动土压力（KN/）Pt=（H+2/3D）tg2(45+/2)-土的天然容重H-管顶土层厚度-土的内摩擦角f-管壁四周的平均摩阻力系数，因注浆减摩，f=0.5t/L-管道的入土长度（m）（1）、J33J32顶管段：取值D=1.8m L=17.5m =19.9 f=0.5t/m2 H=6.541m =18.9KN/m3Pt=（H+2/3D）tg2(45+/2)=297.3KN/则 R=D2/4Pt+fDL=125.1t300t 根据计算结果可知，能满足顶进的需要，不需设中继站。（2）、J33J34顶管段：取值D=1.8m L=104.9m =18.4 f=0.5t/m2 H=8.23m

13、=18.55KN/m3Pt=（H+2/3D）tg2(45+/2)=492.3KN/则 R=D2/4Pt+fDL=421.7t300t 根据计算结果可知，不能满足顶进的需要，需要加设中继站。A、 第一个中继环安装位置计算：Ld=（P“-F1）K1/f2式中Ld-1号中继环安装位置（m）：P“中继环设计顶力（4000KN，额定工作压力25.0MPa）F1工具管正面阻力（KN）f2单位长度管道摩阻力（28.26KN/M）K1工作系数 取K1=0.60F1=D21/4Pt=1252.12KN经计算得：Ld=58.34米B、 中继环间距（m）：L0=P“K2/f2式中L0-中继环间距（m）：P“中继环设

14、计顶力（4000KN，额定工作压力25.0MPa）f2单位长度管道摩阻力（28.26KN/M）K2工作系数，组合密封中继环取K2=0.70经计算得：L0=99.1米C、 主站顶进长度：（m）：Lm=P/K3/f2式中Lm-主站顶推管道最大长度（m）：P/主站的最大允许顶力（3200KN）f2单位长度管道摩阻力（28.26KN/M）K3工作系数 取K3=0.90经计算得：Lm=101.9米D、 中继环数量：（个）：n=（L- Ld- Lm）/ L01经计算得：n=1个根据以上计算结果，J33J34顶管段需要设1个中继环。（3）、J34河内闷井顶管段：取值D=1.8m L=25.0m =18.4

15、f=0.5t/m2 H=5.45m =18.55KN/m3Pt=（H+2/3D）tg2(45+/2)=347.14KN/则 R=D2/4Pt+fDL=158.94t300t 根据计算结果可知，能满足顶进的需要，不需设中继站。7、管材与接口主材甲供，管材进场时按规范进行验收，不合格品予以清除。接管前再次检查管子接口的槽口尺寸，橡胶圈和衬板的外观和质地。确认合格后方可使用。接管时可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无腐蚀性的润滑材料以减小摩阻力，承插接管时加力要均匀，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对管接口进行处理，对管道进行防腐。8、J33J32顶管段：J33J32顶

16、管段为第一开顶段，因J32沉井为原已施工完毕的沉井，需要将J32沉井开挖出来，将预制盖板、梁用50吨吊车吊开，往J33沉井方向没有预留孔，需要从新开2.1米出洞口（采用专业开孔机具进行开孔，每孔径0.1米，每孔搭接0.03米）。因J32沉井上游有污水流向下游，在施工前必须将上游来的水源尽量封堵到最小，再将J32井上下游管口用草袋围堰进行封堵后，将井内污水抽除，清除井内淤泥等杂物，再进行开孔施工，施工期间用出水口150mm的污水泵进行24小时的调排。该段顶管施工完毕后，立即将J32往J33的管口和J33往J32的管口用370mm厚的砖进行封堵，并用1：2水泥砂浆进行抹面，待整个工程施工结束后，再

17、将该两处封堵拆除，达到全线贯通。四、 顶管施工1、设备安装顶管设备的安装和使用顶管施工质量的好坏与设备的安装精确度有直接的关系。安装前，应根据已知的控制点、标高，准确无误的测放出进出洞口的标高和顶管的轴线，并依此测放设备的安装位置。导轨、千斤顶支架、靠背等设备必须安放准确牢固，以保证顶管的顺利进行。2、进洞进洞前必须对所有设备进行全面检查，包括液压、电气、压浆、照明、通讯等操作系统是否能正常进行工作,各种电表、压力表等是否能正确显示其进入工作状态，然后进行联动调试，确认没有故障后，方可准备进洞。开顶前，先在洞口安装好止水装置，掘进机进洞时，严格控制顶进偏差，中心偏差不得大于0.5，高低偏差宜抛

18、高0.51.0。若达不到上述要求，应拉出工具管，作第二次进洞。拆除封门前应检查洞口止水圈与机头外壳的环形间隙是否均匀，密封。封门和封板一经拆除后，必须在确保人身安全的前提下，立即清除洞口外存在的金属物件或较大的硬块等障碍物，而后将机头随即切入土层中，避免前土体松动坍落。3、 顶进（1）、顶进操作工艺流程：安装管节布置顶铁 工作面出土 管内排泥水（出土） 压浆 顶进停顶回程加顶铁 顶进 泥水分离（凉晒） 停顶回程 加顶铁 弃土（2）、安装管节：管节安装前应认真的检查，确认质量合格后方可使用。管道接口为“F”形接口。安装管节前，应先安装好止水胶圈，在管节端面粘贴好松木衬垫，再将管节吊放在轨道上稳好

19、，使管节插口端对正前管的承口中心，缓缓顶入，直至两个管节端面密贴衬垫，并检查接口密封胶圈及衬垫是否良好，如发现损坏，应重新安装。确认完好后方可布置顶铁。（3）、工作面工艺：顶进管节的方向和标高控制，主要取决于挖土操作，顶管工作面上的挖土质量不仅影响顶进效率，更重要的是影响质量控制。因此，熟练的操作工是重要的技术力量。泥水平衡顶管是一种以机械切削土体，以泥水压力来稳定挖掘面以及平衡地下水压和以泥水来作为输送挖掘弃土介质的一种顶管形式。敞开式顶管是机头前部没有面板，直接在机头前部取土的一种顶进方式。（4）、 运土：对于泥水平衡顶管，泥水处理通常采用的有沉淀法，过滤法和离心分离的方法，泥水经过处理后

20、就可运走；对于敞开式顶管将取出的土进行凉晒后，再运出（均运至30KM外）。 运土量在理论上应与顶进管节的体积相等。由于土的可松性及泥土处理程度的差异，实际运土量要略大于管节的体积，出土量可用下式计算： V=D2/42.01.10=1.82/421.10=5.6m3即单位管节（2m）出土量为5.6m3。（5）、顶进：顶进施工，应严格控制前5m管道的顶进偏差，其左右及高程偏差均不能超过0.5cm。在管道顶进过程中，由于各种不平衡外力的影响如：地层变化、局部涌水等；管道中心可能发生偏移。若不及时纠正，偏移扩大，管道顶进阻力急剧增加，可能造成管接头拉开，外部泥浆泄漏，地层下陷，造成事故。管道顶进中发现

21、管道偏移要立即采取措施纠正。要依照“随偏随纠”，在顶进过程中纠偏，顶进纠偏可采取调整纠偏千斤顶的办法,进行编组操作.如同时有高程和方向偏差,则应先纠正偏差大的一面.发生较大偏差应分析发展趋势,采用分次逐步纠正,勤调微纠,若偏差超过质量标准,应通知停止顶进,研究有效措施,方可继续顶进.顶进应与管外围注浆同步进行，其原则是先注浆，后顶进，随顶进，随注浆，以保证管外围充满泥浆套，充分发挥减阻和支承作用。顶进速度一般为34cm/min，最大不超过5cm/min。敞开式机头在顶进过程中，机头前取土不得超过机头前沿，机头必须始终保持切入在土体内（一般0.20.3米左右，具体根据土质情况而定），遵守现挖现顶

22、的施工原则，并及时对管道轴线校对，并及时根据偏差进行纠偏。顶进过程中必须及时观察机头前部土质变化情况，如有异常立即采取相应措施。 管道顶进到离工作井井壁50cm时，应停止顶进，使千斤顶回程，安装下一管节并加顶铁，然后继续顶进。（6）、管道接口顶管施工中，管节间接口的强度和性能直接影响施工进度和工程质量。本工程顶管采用“F”型接口。、即在管节一端混凝土浇注预埋钢套管，形成承口管节，另一端混凝土作成插口；插口上设安装密封圈的凹槽。相邻管段联接时，先在插口上安装好密封圈，装上软木垫片，然后装插头，插入后完成联接。A、顶进前还必须在现场作试安装,对不合格的砼成品应予以剔除。B、混凝土管接头的槽口尺寸正

23、确,光洁平整无气泡。C、橡胶圈的外观和任何断面都必须致密均匀,无裂缝,孔隙或凹痕等缺陷,橡胶圈应保持清洁,无油污不得在阳光高温下直晒。D、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,肢部与钢板平面垂直,堆放时整齐搁平。E、衬垫板的厚度,应按设计顶力大小确定,粘贴时,凹凸口对中,环向间隙附合要求。F、插入安装前滑动部位可匀涂薄层硅油等润滑材料,减少摩阻。G、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。H、顶管结束后,按设计要求在管内间隙嵌以弹性密封膏或水泥砂浆填料,要求与二管口抹平。（7）、出洞：顶管机头出洞时，在接收坑内予先打设接收平台，并安置枕垫和滚筒。

24、当顶管机头接近封门时严禁挤压，应拆除封门后顶入接收井。掘进机脱离管子时必须采取措施，防止管节接头中橡胶圈的松动。（8）、测量监控 顶管前，应在工作井处设置管道轴线控制桩和临时水准点、工作井护桩，测放出顶管轴线，确定导轨、后靠的轴线位置及标高，也以便顶进过程中随时复核顶管轴线和工作井位置是否移动。开顶前，准确测量掘进机中心的轴线和标高偏差，并作好原始记录。顶管我们利用激光经纬仪和掘进机内的靶盘、摄像头组成一套临时测量系统。监测通过操作台显示器可以进行。顶管过程中必须按要求随时监测和控制管道标高和中心偏差，并作好记录。发现偏差应立即采取措施纠正。 顶管控制桩及轴线图： 井护桩 顶管护桩 工作井 接

25、受井控制桩在道路、房屋、桥等既有构筑物及地下管线、电缆处设置沉降观测点进行沉降观测。沉降观测每班至少观测23次，并做好观测记录。如发现异常立即采取相应的保护措施，同时在顶进过程中，严格控制顶进速度、进出水压力和机头前部的土压等，以尽量避免沉降。五、 质量保证措施（1） 增强质量总识，认真执行生产过程中的各项质量标准、施工规范和检验评定制度。（2） 施工中认真推广新技术、新材料、新工艺，提高施工高科技含量。认真做好特殊和关键工序的技术交底，以及材料、设备、资源的配备，杜绝盲目施工造质量事故的发生，工程项目不转包、分包，确保施工质量和施工进度，使各项工作进入良性循环。（3） 严格技术交底制。通过对

26、图纸的分析和现场情况的研究，制订出合理的施工方案，确保在每一道工序施工前做好详细的交底工作，讲清设计图纸要求，质量标准，操作方法，技术要点和安全措施等，并及时进行监督。（4） 严格执行施工过程中的检查复核制，做到施工有依据，检查有标准，对有事故苗子发生应及时提出整改通知书，制订预防措施。（5） 工程所需的材料、成品、半成品必须征得项目监理的许可并提供出厂合格证、质量保证资料、抽样检验报告或须复试材料必须先进行复试才准放行进入工地，由专人保管、发放，并制定保护措施，检查执行。（6） 认真接受项目监理、业主的检查监督并密切配合，提供一切所需设备、工具，出示有关的资料和施工记录，让业主及项目监理满意

27、。六、 安全生产、文明施工及减少扰民降低环境污染和噪音的措施61安全生产措施a) 进入施工现场穿工作鞋、戴安全帽，严禁穿拖鞋、凉鞋。高压施工地段所设立标志牌，施工机械设备要有安全操作规程牌。b) 现场临时用电线路的架设必须按施工现场临时用电安全技术规范的要求布置，设置必要的接零保护装置。各作业面使用的照明和手持灯必须是安全电压，搞好安全用电，做到一机一闸，保证闸刀零件齐全，接线板，插座完好，配电板上安装空气开头和漏电保护开关，破损开关应及时更换。经常检查电线绝缘层是否破坏，接线时先检查线路是否带电，严禁带电作业。c) 各种施工机械设备，使用前要认真进行检查，经过运转正常后方可使用。d) 在进行可能对施工人员及市民造成危害的施工活动时，设立相应的现场标志牌，夜间施工围栏处做红灯警示并设专人守护。e) 特殊工种操作人员必须持证上岗。f) 施工过程中，所有机械设备、人员及传接材料等必须与高压线保持足够的安全距离。（220KV不得超出线路交跨净距10米；110KV不得超出线路交跨净距8米；10KV不得超出线路交跨净距4米）g) 下雨、打雷等天气不得在高压线下进行作业。h) 做好现场围护，两端设置标示牌，并指派专人维护交通。i) 对靠沉井东侧的高压线、通信线、电杆打设防护架。62文明施工措施（1） 对施工区域进行隔离、封闭，并采