顶管施工方案

1、顶管施工方案1、编制依据及编制范围1.1 编制依据1）现行的法律、法规及建设工程相关的标准规范。2）*工图设计，*施工图设计。3）岩土工程勘察报告；4）根据现场踏勘所获的有关地形、水文、地质、交通、用水、用电等资料。5）为完成本工程拟投入的施工管理、专业技术人员等资源；序号规范名称规范号1建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012 )2建筑地基础施工质量验收规范GB50202-2002;3建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)4工程建筑标准强制性条文5混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002) (2011 版)6建筑工程质量检验评定标准(GBJ301-88)7建筑与市政

2、降水工程技术规氾(JGJ/T111-98 )8建筑工程施工现场供用电安全规范(GB50194-93)9建筑施工安全检查标准(JGJ59-2011 )10施工现场临时用电安全技术规范(JGJ46-2005 )12工程测量规范(GB50026-2007)13给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268- 2008)14顶进施工法用钢筋混凝土排水管(JC/T 640-2010 )15顶管施工技术及验收规范（2008试行本）16建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012 )专业文档供参考，如有帮助请下载。规范名称规范号17建筑地基础施工质量验收规范GB50202-2002；2、工程概况2.1工程简介

3、2.2自然条件2.2.1气象气象场地所处成都地区属亚热带季风型气候，其主要特点是：四季分明、气候温和、雨量充沛、夏无酷暑、冬少冰雪。主导风向为NNE向，常年平均风速为1.2米/秒，年平均风压140Pa，最大风压约250Pa，年平均降雨量为9001000mm七、八月份雨 量集中，易形成暴雨。根据成都气象台观测资料，成都地区的气象指标如下：多年平均 气温16.2 C,极端最高气温38.3 C ,极端最低气温-5.9 C；多年平均降水量为947.00mm最大日降水量为195.2mm；多年平均蒸发量1020.5mm；多年平均相对湿度 为82%;多年平均日照时间为1228.3小时；主导风向为NNE向，多

4、年平均风速1.35m/s ; 最大风速为14.8m/s (NE向)，极大风速为27.4m/s (1961年6月21日)。2.2.2水文*路道路沿线地下水主要为孔隙潜水，埋藏于第四系砂卵石层中。锦江水、大 气降水和区域地下水为其主要补给源。砂卵石层为主要含水层，具有较强的渗透性。卵 石土的渗透系数K约为25.0m/d。勘探测得孔隙潜水稳定水位埋深 2.4-3.4m，相应标高 为 446.76-459.12m。2.3施工重难点(1) 工作井施工时的护壁稳定是施工的重点。(2) 施工顶进的顶力计算控制和顶管施工时人工管内掘土，管内新鲜空气的循环、 有毒气体的排出以及施工照明用电的保证是关键。3、施工

5、准备3.1 技术准备(1) 熟悉设计文件，研究施工图纸及现场校对专业文档供参考，如有帮助请下载。组织工程技术人员熟悉研究所有技术文件和图纸，全面领会设计意图，检查图纸与 其各组成部分之间有无矛盾和错误；在几何尺寸、坐标、高程、说明等方面是否一致， 技术要求是否正确；并与现场情况进行核对，同时作好详细记录。（2）进一步调查分析、收集原始资料根据招标文件中提供部分相关资料，进场后对施工场地进行详细踏勘，尽可能多地 收集有关原始数据的第一手资料。（3）根据设计勘院给出的的导线点和水准点基础上进一步加密，以便施工放线。 根据业主提供的设计图纸和加密后的导线点和水准点测放出顶管机工作井的中线以及 复测原

6、地面高程。（4）工作井平面布置工作井布置依据检查井的位置设定，即在检查井的位置设置工作井，以便于检查井 的施工，从而节约成本和工期。所有顶管工作坑兼做检查井，顶管工作结束后在工作坑 内施工检查井。在工作井的井口周围需占用一定面积的道路、人行道或绿化带，以布置 顶管施工的地面机械设置包括起重机、油压系统及泥浆系统等、供水供电、管节堆场、 临时堆土场、车辆进出通道以及加工维修场地、值班室等临时设施。工作井内需设置钢 质带扶手的斜梯，供施工人员上下，井口设安全护栏。井区周围设围挡，进行封闭式围 挡施工。在实施测放时，可根据工作井所在位置的实际情况和有关部门的意见进行适当 调整。井区排水，沿其一周作一

7、条200mm*200m的砖砌截水沟和一条排水沟（240砖墙, 20cm厚C20沟底，每边宽出墙体15cn）就近排入雨水井中，上盖 340*700的高分子水 算。（5）地下管线资料的调查在结合甲方所提供地下管网图以及与地下管网所属单位进行协调的基础上，我施工单位将进行物探试验和人工探槽方式，搞清地下管网的具体位置，对可疑地方要进一步 进行物探试验以及探坑、探槽调查。*路顶管起始位置有一根沿环湖路外侧布置的燃气管道，管道直径200mm管道中心标高为466.864，而顶管顶标高为466.15，相距0.47m。3.2施工进度安排*路顶管施工计划工期为 2016年*月日2016年月日，共计天左右。序号工

8、程名称开始日期竣工日期工期（天）备注1施工准备2工作井开挖及支护3竖井底板施工4背墙施工5顶管设备安装、调试6顶管7注浆8顶管设备拆除9检查井施工10竖井回填11合计施工人员计划配置序号工种人数备注1生产经理主要负责项目施工的组织协调等工作2技术主任负责技术管理及技术总结3技术员主要从事现场技术及施工管理和技术资料收集整理4工长负责现场施工组织安排及机械和劳动力的调配5质检工程师负责质量管理、质量监督等（质检部）6试验工程师负责试验管理、试验监督等（试验室）7安全员负责监督检查施工安全和文明施工（安质部）8测量员负责顶管高程、平面位置、监测等工作，收集整理测量资料（测 量组）9起重工吊装施工（

9、起重组）10土方工土方开挖11钢筋工后场钢筋下料、转运等12钢筋工负责工作坑钢筋绑扎工作13模板工负责工作坑井壁模板安装14砼工负责工作坑混凝土浇筑作业15顶管工负责顶施工作业16电工电气操作、线路维护检查17设备操作人员机械、车辆驾驶、顶管机等18机修人员负责设备维护等19外协人员负责现场协调工作20安全文明环保 员配合安全工程师进行安全维护、环境保护及文明施工，现场车辆、 施工道路的清扫、清洗、围挡保洁3.3机械设备配备计划序号名称规格型号数量备注1顶管掘进机2千斤顶500t3千斤顶250t4千斤顶100t5通风设备6低压照明设备7压密注浆设备8汽车吊25t9汽车吊16t10电焊机30KW

10、11泥浆泵红星12清水泵13切割机14钢筋切割机GQ4015钢筋弯曲机GW40专业文档供参考，如有帮助请下载。16插入式振动器ZK5017备用发电机75KM18自卸汽车5t19履带式挖掘机PC2503.4材料计划主体工程材料数量表序号项目规格单位数量备注1川级钢筋砼钢承管d=2000m2钢筋HRB400 28T3钢筋HRB400 22T4钢筋HRB400 20T5钢筋HRB400 16T6钢筋HRB400 14T7钢筋HPB300 8T8混凝土C25m39混凝土C30m310混凝土C40m34、施工方法4.1 总体施工思路本标段工程施工安排本着前紧后松的原则，制约工期的工程、重点难点工程优先考

11、 虑安排，各施工区段、各分项工程采用全面铺开、平行流水作业的施工方法，在业主规 定工期内完成全部工作内容。4.2 工艺流程测量定位一工作井顶设置截水沟一工作井初衬一工作井底板施工一顶管设备安装 -试顶一首节管顶进取土一管道接长、顶进、取土（循环）一管道贯通一接收井管道处 理f防水层施工f二衬施作f隔墙施工f流槽施工f盖板及检查井施作f回填f检查专业文档供参考，如有帮助请下载。验收。4.3 操作要点4.3.1 降水施工探路降水深度为10m（1）降水井井径及结构设计开孔钻头直径：600mm终孔钻头直径：600mm降水井管采用钢筋混凝土管，其外径 360mm内径300mm分滤水管和盲管两种， 长度均

12、为2.5m。井管布置方式：最底1根放置盲管，作沉砂用，其上透水层采用滤水管 （注：每根 井管长度均为2.5米）。（2）降水井填砾设计设计过滤器为填砾过滤器，填砾规格 310毫米砾石，填砾厚度大于100mm砾石 填至距地面1.50m时，用粘土封孔。实际填砾料不得小于理论计算量。（3）降水含砂率控制设计洗井阶段含砂量控制值为：1/10000，降水阶段含砂量控制值为：粗砂v 1/50000 ;中砂V 1/20000;细砂v 1/10000（4）抽水设备选择及降水量计算根据计算结果和设计降深,选择QS型潜水泵,流量为20n3/小时，扬程不小于30.00m。1） 降水井沿基坑成线性布置，每座降水井在距离

13、顶坑3米处布置一口。降水井深度12米，水泵功率12.5KW 出水量80n3 /小时；2）如局部加深的集水井或渗透水较大时则在该坑中另挖集水井，装泵明排；3）大面坑内排水是沿壁坑周边挖土明沟，设一个集水井，装潜水泵抽除；4) 井点降水系统应在挖土前两星期就绪，提前抽水约14天左右，并在适当部位布水位观测孔检查其水位降低情况，当水位降到坑底下0.51m后才能开始挖土；(5) 排水系统设计排水管采用钢管直接从降水井排入沉淀池；沉淀池采用红砖砌筑，内外面1:2水泥砂浆抹面。沉淀池长约4.5m,宽约2.0m,深度1.21.4m,沿长度方向分隔成三个沉淀 池，抽出来的水经三级沉淀后排入城市雨水管中。(6)

14、 降水施工工艺流程4.3.2 工作井施工探路拟开挖工作坑(竖井)深 7米左右道路原地面标高至设计坑底。土方开挖 严格按照设计尺寸控制开挖断面，井底按照设计高程开挖控制，每次开挖深度不超过 1.5m,严格遵循地下工程施工“短开挖，强支护，快封闭，勤量测”等原则。竖井采用 人工配合机械对角分层开挖、分层支护，开挖后及时进行锚喷支护，在竖井开挖过程中 注意土层变化情况，是否与设计图相符，开挖地质出现变化时，立即联系设计研究方案。 竖井出土采用分台阶和断面，用 25T汽车吊出土，用运渣车将土方运至指定堆土场。竖井结构为永久结构，施工采用“初衬喷射混凝土 +钢筋支护+二层复合式防水层+ 二衬现浇钢筋砼”

15、的符合式衬砌方法。初衬喷射 30 cm的C25砼，二衬模筑砼25cmC40 P8抗渗砼。并在每节段设置10个8cm的排水孔。(1) 工作井工艺流程与施工顺序1) 工艺流程开挖土方一支立工字钢、钢筋一喷射混凝土一下一循环。2) 施工顺序竖井开挖一竖井初衬施作一顶管施作一防水层施工一竖井二衬施作一隔墙施工一 溜槽施工盖板及检查井施工回填。(2)操作要点1） 暗柱采用20b#工字钢，每节长度80cm段与段之间用螺栓连接，务必拧紧固接， 暗柱逆作时，接头在每进尺的中间，本节需超挖埋入下进尺内。标准段每榀16#工字钢拱架分四段制作，段与段之间用螺栓连接，务必拧紧固接，钢拱架纵向间距80cm工作井与顶管操

16、作孔相交处，16#工字钢拱架分六段拼装而成，顶管操作孔处的钢架与两侧暗柱用螺栓连接。为保证暗柱稳定，采用 3米锁脚土钉（注浆花管），竖向间距80cm 将其焊接在工字钢上；连接筋采用 HRB400B22,竖向间距80cm内外交错布置，采用单面 焊的形式将其焊接在工字钢上，焊接长度不小于10d，第一段连接筋与锁口梁预埋钢筋焊接；采用HPB300 A8 15cm*15cm电焊成钢筋网片，初衬采用内外两层网片，安装时， 将网片与工字钢、连接筋点焊在一起，共同形成支撑体系。工作井初衬按标准段全部施 作，然后采用破混凝土、割钢拱架的方式挖管道孔。钢拱架外层保护层厚度8cm内保护层厚度6cm2）初衬施工 喷

17、射混凝土强度等级为C25根据力学性能和耐久性的指标选择硅酸盐水泥，它含有较多的C3A和C3S凝结时间较快；中粗砂：含水率在 5%-7%之间，砂率在50%- 60%之间；豆石或碎石粒径0.5mn 15mm （硅酸盐水泥、中粗砂、豆石或碎石组成），根 据锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001的混合料配合比要求，水泥与骨 料配合比主要考虑满足喷射混凝土的强度要求又可减少回弹损失，砂子主要考虑喷射混凝土的施工性能和力学性能，水灰比为了有效地保证混凝土强度并减少回弹和粉尘，得 出经验配比为水泥：砂子：石子=1: 2: 2；速凝剂掺量为水泥用量的5%水灰比控制在 0.40.45之间，喷射混凝

18、土 1d的龄期的抗压强度不应低于 5Mpa在施工前委托有相 关资质的实验室对喷射混凝土进行配比实验，按照实验室的配比数据再进行施工。 在钢筋安装、纵向连接筋焊接完毕后，然后挂外层钢筋网片，再喷射混凝土直到 设计厚度，竖向喷射混凝土厚度为 300mm 喷射混凝土前检查开挖断面尺寸，清除开挖面的浮土，尤其是与上一榀钢筋接茬 处，必须将上一次喷混凝土时的回弹料清理干净。喷射混凝土前用高压风清扫开挖面， 保证作业面均被喷射混凝土覆盖，并埋设控制喷射混凝土厚度的标志，喷层表面的平均 起伏差控制在50mm内。 喷射作业应分层、分段依次进行，分层厚度为10cm+10cm+10cm分三次喷射至设计厚度。喷射顺

19、序应自下向上，以免松散的回弹料粘污尚未喷射的壁面。先钢格栅的混 凝土，后喷射钢格栅之间的混凝土，沿水平方向螺旋式移动，水平回旋半径应为300mm左右，一圈压半圈，不得在一处堆积。 每次喷射混凝土之前，应将前次喷射的混凝土的接茬部位凿毛，清除表面粘附的 泥土，以保证接茬处混凝土的密实，力求表面平顺。 喷射注意事项a. 喷射手必须穿雨衣，带胶皮手套，戴防护眼镜和防尘口罩，喷射前必须检查工具、 设备、材料是否齐全完好，喷射时软管不准有死弯，软管连接处进行检查和试运行，管 内是否有水泥结块，如有问题可及时处理，用锤敲击疏通，以保证施工顺利进行，防范 施工事故。b. 喷射时，操作人员必须做到开始时先送风

20、、再开机、再给料，结束时应待料喷完 后再关风。向喷射机供料应连续均匀，机器正常运转时，料斗内应保持足够的存料。喷 射机的工作排风量不小于9n3/min，应满足料流喷头处通过的压力在 0.1Mpa左右，喷头 处的水压为0.150.20Mpa。喷射作业完毕或因故中断时，必须把喷射机和运料管内的积料清除干净。c. 水泥、砂子、豆石或碎石用搅拌机搅拌，混合料在喷射机附近掺入速凝剂，混合料随拌随用，不掺速凝剂的干料其存放时间不应超过45分钟，混合料掺入速凝剂后，停放时间不应超过20min。d. 喷射手施工操作应遵守以下规定：喷射手应经常保持喷头有良好的工作性能，喷头与受喷面应保持垂直，喷头与受喷面得距离

21、保持在0.6m1.0m之内，喷射混凝土时应保证混凝土表面平整。2) 工作坑底部施工工作坑开挖至基底后，及时进行封底，考虑有地下水影响。工作坑坑底采用“钢筋 +砼”的结构，铺垫前一定要复核高程，准确无误后再进行铺垫，喷射砼时应在竖井底 部四周设一条排水沟，并设一个集水井，并将无砂降水管下入坑中，将水集中后采用水泵抽至地面排水系统中，以免地下水长期泡槽使工作坑边坡土体软化3）防水层施工 工艺流程清理喷射混凝土基面一验收基层一 PE塑料泡沫衬垫施工一 LDPE防水板材施工一检 验施工质量f验收。 控制要点A、 防水结构层采用二层复合式结构，PE泡沫衬垫，起疏水，兼缓冲层的作用，之 后铺设LDPE防水

22、板材。B、LDPE防水板材技术标准要求：密度0.91g/c叭拉伸强度：纵向13.8MPa,横 向14.2MPa；断裂伸长率：纵向548%,横向606%直角撕裂强度：纵向72.9N/mm, 横向58.8 N/mmC、初衬材料施工要求：初衬基面处理，凸出的钢钉等尖角处需抹平处理，凹处需补喷调平，直墙平整要求为 D/L < 1/6，拱圈部分平整要求为 D/L < 1/8，初衬渗漏水处 需引排水；PE泡沫塑料用射钉平整牢固地铺设在初衬砼上，在 PE泡沫上安装热塑性塑 料垫圈用以固定LDPE防水板材，间距50100cm成梅花形交错布置，LDPE防水板材采 用焊接方式搭接，搭接长度20cm采用

23、焊缝之间留空腔的方式以保证密闭。D变形缝采用中埋式和背贴式双道防线防水措施。E、防水做完，经检查合格后，才能作二衬的钢筋、模板工作，浇筑混凝土时再次检查防水层是否完好。4）竖井二衬施工二衬施工工艺基面清理、测量放线一底板钢筋绑扎一底板混凝土浇筑及养护一井壁钢筋绑扎一模板支立f井壁混凝土浇筑f井壁模板拆除f井壁混凝土养护f检查井施工f验收二衬砼浇筑二衬浇筑混凝土是竖井施工中采用复合式衬砌结构中的部分，是结构自防水的关键 所在。我们在施工中确定防水原则是“以防为主，多道防线，刚柔结合，综合治理”。它的核心就是“结构自防水为本，附加防水为铺”。所以，控制好二衬混凝土的施工质量 是防水好坏的关键。水平

24、施工缝留设在剪力、弯矩较小部位，水平施工缝施工时，应去除浮浆及残渣， 先铺净浆，在铺30-50mm 1:1砂浆，而后浇混凝土。 工艺流程：作业准备混凝土运输混凝土浇筑与振捣养护、拆模。 控制要点a. 防水混凝土配合比是否达到设计要求。b. 坍落度（水灰比）是否满足强度、输送泵、泵车运输、泵送距离等因素的要求。c. 浇筑前应对钢筋保护层厚度、模板、预埋件等进行检查验收，并认真进行清仓。d. 检查钢筋在绑扎和焊接过程中防水层是否有所破坏，重点检查变形缝及施工缝防 水材料的铺设情况。e. 为防止混凝土出现蜂窝、麻面等质量问题，模板支设前应将表面清理干净，均匀 涂刷脱模剂。模板要密封不漏浆，控制好混凝

25、土振捣时间，既不能过振，也不能欠振， 并按规定拆模。f. 应选择合适的外加剂，混凝土要分层振捣，振捣时要用高频率振捣棒，每层振捣 到气泡排除为止。g. 钢筋垫块应放置正确、牢固、间距合理，振捣混凝土时避免直接触及钢筋，并设 专人调整钢筋位置，防止混凝土出现漏筋等质量问题。h. 混凝土接茬处应冲洗干净，对水平接茬应先均匀浇筑50mm左右的同配比水泥砂浆。i. 为防止混凝土出现冷凝，混凝土浇筑时应制定详细的浇筑方案，保证混凝土连续浇筑j. 使用商品混凝土时，要考虑搅拌与施工地点的距离和堵车等因素，要根据浇筑量 及影响浇筑因素确定混凝土泵车的数量，以防发生间歇性灌注问题，影响混凝土质量。5）工作井施

26、工控制要点 降水不到位或存在底层滞水时，必须采取降排水措施。严格按照设计尺寸控制开 挖断面。井底严格按照设计高程开挖，不得超挖扰动原状土。在土质不良的情况下需要 加打锚杆施工，加大土体承载力。在竖井开挖过程中要注意土层变化情况，是否与设计 图纸相符。特别土质情况如发现土质与设计不符时，应立即与设计研究方案，以避免土 体沉降甚至坍塌现象的发生。 竖井开挖过程中，施工人员应随时观察井壁和支护结构的稳定状况。发现井壁土 体出现裂缝、位移或支护结构变形塌方征兆时，必须停止施工，人员撤至安全地带，经 处理确认安全后，方可继续作业。433顶管施工方案（1）顶坑布置（2）顶管施工流程及顶管施工工艺（3）计算

27、顶管的顶力雨水管采用内径2000m观级钢筋混凝土钢承口管，顶管长度 54m管道顶力主要由两部分构成，一是前端刃角处的正面阻力，二是管壁外侧与土壤间 的摩阻力。由于前端刃角处已超前掏空，前端正面阻力实际上较小，甚至忽略不计，为保证顶 进过程中顶力足够，在此，不考虑超前开挖导致的正面阻力减小。由于超前开挖导致管顶与管壁间出现一定空隙（扩孔），因此，管壁阻力不采用与土层厚度有关的计算公式（采用与土层厚度有关的计算公式将导致估算阻力过度偏大）根据给排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008 6.3.4条及给水排水工程顶管技术规程(CECS246 2008) 1241条，顶管顶进阻力估算公式如

28、下：F。二二 Di LfK NfNF= ：.( Dg -t) tR其中，二DiLfK为管壁外侧摩阻力，N f为前端刃角正面阻力。(1)2000钢筋砼管：式中Fo顶管总阻力标准值，t ;D i顶管外径，取2.4m；L 管道设计顶进长度，取 54mD g工具管外径，取2.4m；t工具管切土刃口壁厚，取 0.1m；fK 管道外壁与土的单位面积摩阻力，t/卅。与管道的埋设深度、土质、 地下水位等因素有关，估算本工程的综合摩擦力系数fk=2.2t/卅。R 顶管刃角正面最大压强，t/卅。与土层密实度、土层含水量、地下水 位状况有关，一般可取30-50t/卅。本工程管道处地质主要为卵石层，估算顶管前端正 面

29、压强取50t/ m20因此，求得顶管总阻力为：F0=n DLf k+NF=3.14 X 2.4 X 54 X 2.2+3.14 X (2.4-0.1) X 0.1 X 50=931.4t考虑到多台千斤顶顶进时同步较为困难，因此，选用2台不小于500t的液压千斤顶，对称同步顶进。1) 顶管允许最大顶力验算雨水管顶管内径2000mm管壁厚度200mm外径2400mm顶管混凝土强度 C5O根据混凝土结构设计规范(GB50010-20010, C50砼的抗压强度设计值fc=23.1MPa。专业文档供参考，如有帮助请下载。根据给水排水工程顶管技术规程(CECS246 2008) 8.1.1条，钢筋砼管容

30、许最大顶力按下式计算：0.5 1 2 3 "Fdc =fcApQd 5式中,Fdc砼管允许顶力设计值，N;1砼材料受压强度折减系数，取0.90 ;2 偏心受压强度提高系数，取1.05 ;3 材料脆性系数，取0.85 ;5 -砼强度标准调整系数，取0.79 ;fc -砼强度设计值，C50砼取23.1MPaAp管道最小有效传力面积， mm；Qd 顶力分项系数，取1.3。为使管端面尽可能均衡受力，拟用环形顶铁与管端面直接接触，然后在环形顶铁后 设置U形顶铁，千斤顶通过U型顶铁顶进。D2000钢筋砼管道：A=3.14 X (24002-20002)/4=1381600mn2Fdc = 0.5

31、- 仁4 = 0. 5 空 05 085 23. 1 1381600 / 10000 Q 5 卩1.30. 79=124&F。= 727. 9t(注：为使钢筋混凝土顶管尽可能均衡受压，防止局部应力过大，在与顶管端面接触 位置设置环形顶铁以扩散应力，环形顶铁与千斤顶油缸之间设置U形顶铁。)2) 井壁抗推能力验算忽略钢制后座的影响，假定主顶千斤顶施加的顶进力是通过后座墙均匀地作用在工 专业文档供参考，如有帮助请下载。作坑后的土体(地勘报告未见此处地质，按软土考虑)上，为确保后座在顶进过程中的 安全，后座的反力或土抗力 R应为的总顶进力F0的1.21.6倍。根据顶管施工技术 及验收规范(试行

32、)，后背墙抗推反力 R可按下式计算：<K、R = o( B Y H2 +2c H 神 h H KpI2Kp =tg2(45o 2)式中：R总推力之反力，kN;:- 系数，取:-=1.52.5;b 后座墙的宽度，取4m3土的容重，砂砾土取35kN/m;h 后座墙的高度，取4mKp 被动土压系数，软土取 1.42，见表4.5.3-1 ;土的内摩擦角，软土取 10°，见表4.5.3-1。c 土的内聚力，软土取 15kPa；h地面到后座墙顶部土体的高度，取4m表4.5.3-1主动土压和被动土压系数土的名称土的内摩擦角 ( o )被动土压系数Kp主动土压系数KaKp软土101.420.7

33、02.03粘土202.040.494.16砂粘土252.460.416.00粉土272.660.387.00砂土303.000.339.09砂砾土353.690.2713.67工作井井壁4X4,可计算得出后背墙土的抗推力:（ K 、R = o（ B Y H2+2c H jKp +Y h H Kp< 2=2.5 4 i35 2.52 3.69 2 15 2.53.69 35 0.5 2.5 3.69I （2 21.42；丿 、二=3458.7kN=352.94>1.4F02 1.4 216215-217.4t1.4235 4 4 1.42=13414KN = 1341. 4t1.6F

34、0 - 1.6 727. 9 二 1164. 64t因此，4m （宽）x 4m （高）的后背墙土层抗推能力满足要求！（4）工作坑内顶管设备安装顶管设备主要包括后背、油缸支架、主顶油缸、主顶泵站、导轨、穿墙止水等。如 下图所示。1）导轨安装导轨用型钢和P38以上钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用螺栓紧固于钢横梁上， 以便装拆。钢横梁置于工作底板上，并与底板上的预埋铁板焊接，使整个导轨系统成为 在使用中不会产生位移的、牢固的整体。如下图所示。导轨安装在顶管中至关重要，其安装精度甚至决定管道是否安装准确，故须达到如 下要求： 两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致 导轨轴线偏差w 3mm

35、顶面高差0+ 3mm两轨间距土 2mm2）油缸支架油缸支架是用来支撑并固定主顶油缸的构件，用16#曹钢加工而成。3）主顶油缸安装主顶千斤顶选用1台，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在底的横梁上，千 斤顶着力点应在水平管轴线上，对称布置，其合力的作用点在管道的圆心上。每个千斤 顶的安装纵向坡度应与管道设计坡度一致。4）主顶泵站主顶泵站是给主顶油缸供油以及主顶油缸回油的设备，该泵站安装在工作旁，可远 程控制。5）后背墙安装因工作坑为单向顶进，故选用现浇 C30钢筋砼作为后背墙。在后背墙施工前先将已 顶的管道用砖砌堵头将管道封堵严实，待施工完成后采用手持式风动凿岩机将其拆除并 弃运至弃土场。为保

36、证后背墙受力均匀，正面衬一块4cm厚钢板，砼与钢板间刷水泥浆, 以便其结合紧密。6）穿墙止水穿墙止水是安装在管节外壁与壁之间的构件，其主要作用是在顶进过程中防止工作 坑外的泥、水沿管壁流入内，前墙止水圈的组成部分为： 预埋法兰底盘 橡胶板 钢压板 垫圈与螺栓法兰盘应预先埋设在砼沉内，中心正确，端面平整，安装牢固，螺栓丝口应妥善保 护，水泥浆应预先清除。7）安装顶管机头 机头吊入工作井前应进行详细检查。 卸机头时应平稳、缓慢，避免冲击、碰撞，并由专人指挥，确保安全。 安放在导轨上后，应测定前后端的中心的方向偏差和相对高差，并做好记录，机 头与导轨的接触面必须平稳、吻合。 机头必须对电路、油路、气

37、压、泥浆管路等设备进行逐一连接，各部件连接牢固, 不得渗漏，安装正确，并对各分系统进行认真检查和试运行。（5）工作坑地面设备安装1）液压系统包括高压油泵、油管、油箱、限压阀、溢流阀和压力表等指示保护装置。每座设备选用2台50Mpa高压油泵，液压系统设备安装完毕后，要进行试车，使用 过程中定时检修维护，及时排除故障。2）注浆系统包括压浆泵、搅拌机、泥浆池、管道、压力表以及阀门等，用以向管道内供应减阻 泥浆。3）空压站选用电动空压机，生产的压缩空气应经过净化，由空压管道送至机头作业舱，使管 内作业人员在通风条件下作业，保证他们的呼吸安全，每座工作配置6m3空压机1台。4）起重设备工作须配备垂直运输

38、设备，拟设置汽车吊，起重能力不小于15t，以满足： 吊运砼管下和顶铁装拆； 顶管机头和顶进设备的装拆； 土方和材料的垂直运输。（6）顶管顶进施工1）顶进施工的一般要求在顶第一节管时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过30cm，以保证管道入 土的位置正确；管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不宜超过 100cm，测量应在管前 挖土后进行，根据偏差量修整管前土弧。中线测量：顶进长度在 60cm范围内，可采用垂球拉线的方法进行测量，要求两垂 球的间距尽可能地拉大，用水平尺测量头一节管前端的中心偏差。一次顶进超过60cm应采用经纬仪或激光导向仪测量（即用激光束定位）。高程测量：用水准仪及特制高程尺（

39、用于小管径），根据工作坑内设置的水准点标 高（设两个），测第一节管前端与后端管内底高程，以掌握第一节管道的走向趋势。测 量后应与工作坑内另一水准点闭合。激光测量：用激光经纬仪（激光束导向）安装在工作坑内，并按照管线设计的坡度和方向调整好，同时在管内装上标示牌，当顶进的管道与设计位置一致时，激光点即可 射到标示牌中心，说明顶进质量无偏差，否则根据偏差量进行校正。全段顶完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，应测出错口 的高差，以衡量全段高程与纵坡，高程与中心偏差应在允许值之内。顶进过程中的方向控制应满足下列要求：a. 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

40、复测制度， 坚持三级复测：施工组测量员一项目管理部一监理工程师，确保测量万无一失。b. 必须避免布设在工作井后方的后座墙在顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。c. 顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10'20',不得大于0.5 °。 并设置偏差警戒线。d. 初始推进阶段，方向主要是主顶千斤顶控制，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。e. 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 保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。2）顶管出洞顶管出洞是指顶管机头和第一节钢筋砼管，从前墙破出洞

41、口封门进入土中，开始正 常顶管之前的过程，是顶管的关键工序，也是容易发生事故的工序。当内、外的准备工作全部准备好后，可将机头吊放到内轨道上，调整好方向，开始 顶管出洞。工作壁前墙有机头及管道出洞的预留洞口，为防止外水土从预留洞口与机头 外壁之间的缝隙流入工作内，预留洞口与管道间设有密封装置。 洞口密封结构a. 出洞密封结构的作用是阻止在顶管过程中泥水从管节与洞口间的间隙流入内，同时也起定位作用。b. 根据管道中心线与壁预留孔的位置，制作一个钢结构的内套环，套环内圈高有橡 胶止水带环，套环安装在预留孔与管节之间，外围焊接在孔的预埋钢板上，内圈橡胶紧 贴管节。 破墙出洞a. 当机头前端进入洞口密封

42、圈后，即可破墙出洞，工作预留洞口是采用砖砌体临时 封堵，在顶前采用风镐凿除内层一部分封堵墙体或直接用机头刀盘破碎堵墙，随即进行 顶管正常推进。b. 如工作周围地下水较丰富，应预先在出洞口的地层内灌注浆，使其土体固结，防 止外的水渗进工作内。3）注浆减阻顶进施工中，减阻泥浆的应用是减小顶进阻力的重要措施。顶进时，通过工具管及 混凝土管节上预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成一个 泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。泥浆套形成的好坏， 直接关系到减阻的效果。为了保证压浆的效果，在工具管尾部环向均匀地布置了 4只压浆孔，顶进时及时进 行压浆。工具管后面

43、的3节混凝土管节上都有压浆孔，以后每隔 2节设置1节有压浆孔 的管节。混凝土管节上的压浆孔有 4只，呈90°环向交叉布置。压浆总管用© 50mm白 铁管，除工具管及随后的3节混凝土管节外，压浆总管上每隔 6m装1只三通，再用压 浆软管接至压浆孔处。顶进时，工具管尾部的压浆要及时，确保形成完整、有效的泥浆套。混凝土管节上 的压浆孔供补压浆用，补压浆的次数及压浆量需根据施工时的具体情况而确定。由于顶 进距离长，一次压浆无法到位，需要接力输送，因此在管道内共设置5只压浆接力站,平均每隔30m左右设1站。压浆接力站的作用有两个，一是运输作用；二是承担至前面 压浆接力站管道部分的补压

44、浆。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试验，找出适合于施工的最佳泥浆配合比拌制减阻泥浆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，膨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。通过储浆池处的压浆泵将泥浆压至管道内的总管， 然后经压浆孔压至管壁外 施工中，在压浆泵、工具管尾部等处均装有压力表，便于观察，从而控制和调整压浆的 压力。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的作用，泥浆的实际用

45、量要比理论用量大得多，一般可达到 理论值的45倍，但施工中还需根据土质情况、顶进状况及地面沉降的要求等做适当 的调整。4）通风改善管道内的工作环境是顶管施工的重要技术措施之一，不容忽视。本工程拟采用在顶进施工时，向管道内施行强制通风。在工作坑地面设置无油空压 机，将经过滤清、除湿、降温的新鲜空气，通过供气管强制送入管内作业面，浑浊空气 则自作业面向工作自然排出。作业面处的供气管端部装有气阀和消音器，作业人员可调 节供气管。随着顶管距离的增长，长时间顶管将消耗大量氧气，机头部位远离井区，空 气难以流通不利工人健康。因此在管道内需安装送风管，由井上鼓风机将井外空气送到 机头部位。通风采用长距离压入

46、式管道通风系统。在管道施工过程中，随着管道不断向前延伸，由于空气不流通，管内温度会逐渐增 高，空气中的氧气会逐渐稀少，管内湿度增大。为改善管内工作环境，在管道施工的全 过程中采取通风措施，加大管道内空气流通量，营造良好的作业环境。管内有毒气体的监测 根据空气质量要求，在地下管道中必须保证施工人员所吸入的空气中02不能低于20%而硫化氢（H2S、甲烷（CH4以及其它有毒或有害气体与灰尘等污染物的浓度， 不能大于有害于身体健康的浓度，并考虑时间、温度、湿度和集中污染物的综合作用的影响，易燃气体的浓度不能超过低爆炸下限（最小爆炸浓度）的 10% 我们配置XPO-317气体检测仪，每天对管内气体检测

47、4次，若发现上述二个极 限有一个超出的话，检测次数增加，并立即改善通风，以确保有足够的新鲜空气； 另外在长距离管道内顶进工程中，管内的温度及湿度的增大会影响测量的准确性， 都要求我们向管内输送新鲜空气。 若在顶管过程中遇障碍物或其他不可预见原因停工时间过长的话，在恢复施工前我们必须向井内及管道内输送新鲜的空气至少1小时，并结合动物活检（如鸽子或小鸡等）半小时没有意外后工人方能下井。作业面空气质量标准： 证顶管内的氧气浓度不低于20%有毒有害气体与灰尘的浓度不大于有害于身体 健康的浓度，其中COc 30mg/n3, CH4C 10% H2SC 10%T作面通风设备的噪音不 超过80分贝。 用于通

48、风的空气必须清洁，在地下作业点新鲜空气量不低于每人每分钟4m3风速大于0.15m/s，最大风速不超过6m/s。 控制工作面温度不超过28°，相对湿度不超过80%5）顶管测量控制测量控制网及井下测量平台的建立根据业主提供的测量控制点布置整个工程的控制网，在井周围布设一个高精度的控 制网，用于测放、检查和修正工作井井区和井下的测量点，如轴线点、井下的测量起始 点和后视点等。测量平台置于井下顶管轴线上，靠近后靠背处，通过控制网将顶管测量起始点测放 其上，并在井中布设23个稳固的后视点，以便互相校核。起始点对顶管测量精度至关 重要，故井下测量平台要单独设置，不与管道、设备、后靠背接触，不受顶

49、管操作影响, 以保持其稳定性。顶管轴线与标高控制本工程顶管测量按1000m以内的直线顶管测量方法，顶管方向与高程控制可直接用 置于井下测量平台起始点上的激光经纬仪对顶管机上方的光靶即可。激光经纬仪发射的激光束偏离光靶中心的距离，即顶管的偏差值，但方向相反。为消除顶管机旋转而偏差 值的显示误差，光靶设计为可调式，使其始终在顶管机的垂直中心线上，如图所示。顶管机可调式光靶结构示意图随着顶管进尺的增加，激光发射距离的增长，激光会发生散射，即打在光靶上的激 光点会扩大，影响目视精度。此时顶管轴线采用支导线法控制，标高采用支水准线路控 制。 顶管测量注意事项由于顶管的部分操作在工作井内进行，顶管过程中起

50、始点和后视点发生位移是完全 可能的，故每周均需对其进行检查校核，发现偏移过大需查明原因并及时修正。地面测量控制网上的部分点在顶管轴线上或工作井附近，可能因地面沉降等原因而移动，故也需不定期进行校核检查。每段顶进结束后，应重新进行一次管道的中心和高程的测量，每个接口一点，错口 处测两点。顶管允许偏差顶进长度（m）管径 （mm偏差（mm钢管钢筋混凝土管上、下左、右上、下左、右V 400V 1500± 60100+304050V 400> 1500± 80130+405050测量监测措施a. 测点布置纵断面观测点沿顶管轴线每隔10m布置一个，横断面观测点，每隔20m布置一个

51、,每断面为轴线左右6米，设置五个沉降观测点，如图所示：对在与顶管轴线相交的管网及附近的建筑物及构筑物，我们也需要在穿越管网的上方及附近建筑物、构筑物附近布置沉降观测点，若有煤气管及给水管道我们还应在管道 穿越上方在其顶部做沉降观测点或将其暴露的管线作上吊保护等，如：管线穿越绕城收 费站、红星路南延线等。b. 监测方法及时间：采用水准仪、经纬仪进行静态连续路面位移及沉降观测。观测时间为：1顶进前测定桩顶原始标高；2顶进到达时测定地面隆陷情况；3机头通过后的沉降值；41 3日后的沉降值及沉降速率；5710日后的沉降值；6在有特殊要求时还须测最终沉降值；在坚实路面处设置观测点，应凿除坚硬路面及基层，

52、将桩埋入土体。c. 数据采集及处理方案数据采集采用人工记录方式，并需多人观测记录。数据用软件处理，做到数据清晰、分析合理、及时准确。d. 减少测量误差的措施1对测量仪器进行定时检查。2观测时须多人进行观测，确保观测值准确。3采用模型改正法减小误差。4连续长时段进行观测e. 监测仪器保护措施1设立醒目标志和护栏。2做好设备的防水、防潮、防雷电工作。3做好测量设施的防风、防晒工作。6）顶管施工对地面构筑物的影响及防护措施 地面沉降或隆起控制沉降与隆起的主要技术措施有：a. 精心操作，控制挖土与顶进的量与速度，避免土体超挖和顶管机的过量挤进，使 挖土与顶进始终处在动态平衡状态。b. 量测每顶进1m所

53、挖出的土的方量，进尺与挖土量相当，沉降隆起就可控制。c. 顶管穿建筑物前，必须使顶头调至正位，并保养好机头。穿建筑物顶管时，加密 测量密度，控制好方向，避免在建筑物下作过大的纠偏操作（过大纠偏是地面沉降原因 之一），并且连续作业、一气可成，机头不得在建筑物下停滞，保养等。同时还要加强 现场值班，现场资料分析与决策等管理工作，并加强对建筑物的沉降观测，确保建筑物 安全。d. 加强膨润土泥浆压浆。泥浆在顶管中起润滑与支护双重作用，在管外壁与土间始 终充满膨润土泥浆，支护着管周土体不挤向管外壁，是减小沉降的措施之一。（6）顶管接收措施为了顺利完成顶管接收工作，一般应对洞口土体进行加固。如果土质不是很软，可 采用门式加固法，即对所顶管道两侧和顶部一定宽度和长度范围内的土体进行加固，以 提高这部分土的强度，从而使工具管在出洞或进洞中不发生坍土现象。 如果土质比较软, 则必须在管子顶进的一定范围内，对整个断面进行加固。如果土质比较好，土比较硬， 挖掘面上的土体又能自立，这时也可不必对土体进行加固。土体加固技术一般有：高压 旋喷技术、搅拌桩技术、注浆技术和冻结技术等。洞口的封门也应根据土质条件及顶管机的形式来选定。洞口可用低标号混凝土砌堵 砖封门。在掘进机到达接收坑时，可以将砖封门挤倒或切削掉。有时，也可用低标号的 混凝土取代砖头。采用特制的