机械顶管工程施工设计方案

1、4.1.7 顶管施工（一）机械顶管施工工艺机械顶管施工工艺框图（二）施工方案编制依据及顶管机选型1、工程设计图纸。2、工程所提供的地质情况 。3、给水排水管道工程施工及验收规 GB 50268-2008。4、顶管机选型根据现场勘察本工程具有以下特点、难点：茱萸大道顶管段为素填土、粉质粘土、和淤泥质土，茱萸大道两侧紧靠运粮河支流，水位受大气降水及河涌潮水影响较大，地下水位埋深比较浅；顶管主要在淤泥层、砂层及素填土中顶进，地下水丰富。为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以往在该区域的施工经验，决定采用土压平衡顶管掘进机，由于该机采用了先进的平衡原理，因此采用该顶机除了安全可靠外，顶

2、管施工对地面的影响降至最小。顶管机施工原理及主要特点：该机型的施工原理是在工具管机头设土仓，土仓中的土通过大螺旋出土机运出，通过控制大螺旋机的出土量与顶进的进尺，确保土仓中的土压力在一定围波动，也就确保了被开挖地层的沉降与隆起值在允许的围。另外，该机还在土仓中设有注浆嘴，可以对土仓中的土体进行改良，以适应不同的地层。（三）施工方案1、组织方案:本次施工全段为机械顶管施工，每60米左右设置工作坑一个，接收坑一个。根据工程位置工作坑、接收坑设置在有预埋管井位处。2、根据工作坑与接收坑位置全线采用注浆减阻顶进技术，配合中继间施工，每段设置中继间2套，第一套距机头50米，第二套距第一套80米。采用DK

3、2200型全断面土压平衡顶管机施工。3、顶管坑的用地围为:20米*30米，接收坑用地围为:20米*30米.施工场地用1:6灰土拌和后用压路机碾压，进行全面硬化。4、支护形式矩形工作坑采用外侧为直径0.3米，净间距0.2米，梅花状布置两层旋喷桩，深为较管道埋深深3米的旋喷桩配合侧较管道埋深深1米的钢筋混凝土护壁墙逆作法施工，衬墙厚度30cm，砼强度C30。5、工作坑、交汇坑开挖施工方案a依据施工图纸提供的坐标点，用全站仪放出工作坑中、坑南，坑北中线点。坑南，坑北距坑中8m，在开挖的过程中对坑南，坑北两点进行保护。b旋喷桩施工完成后，利用标准臂挖掘机进行开挖，开挖完成后，人工进行刷坡，同时坑上进行

4、钢筋制作，随即进行钢绑扎。在绑扎过程中保证搭接长度不小于35d，做到每一个绑扎点，绑扎紧固。绑扎完成后进行模板安装，在模板安装时，必须做到两块相临模板固定牢固，紧密，平整；以确保工作坑护壁的平整度。接下来进行模板加固，该加固采用满堂红支架加固，此加固方法能确保在浇注混凝土过程中减少模板的变形，以保证护壁墙面的平整度，加固完成校正无误后，方可浇注混凝土，在养生48h后拆模成型，依次下挖深度小于3米。每层护壁墙向侧留台5-8cm，便于砼施工。6、工作坑的尺寸计算：工作坑采用旋喷桩配合钢筋混凝土护壁墙逆作法施工。工作坑的上口开挖尺寸为：11*8米,井底基础尺寸为:10*7米；接收坑的尺寸为：8*7米

5、,井底基础尺寸为:7*6米。矩形工作坑的底部尺寸一般可按下式计算其宽度（B）与长（L）： B=D1+2b+2C 式中 B 工作坑的底部开挖宽度（m）； D1 管外径（m），此工程管径为D800mm，故D1为970mm； b 管两侧操作空间（m），一般为每侧1.21.6m，此工程管径为D800mm，故b约为1600mm；C 撑板厚度（m），一般采用0.5m混凝土护壁。L=L1+L2+L3+L4+L5式中 L 工作坑的底部开挖长度（m）， L1 管节长度（m），此工程管径为D800mm，故L1为2000mm； L2 顶管机长度（m），此工程管径为D800mm，故L2为5200mm； L3 出土工作

6、间长度（m），此工程管径为D800mm，故L3为4500mm； L4 后背墙的厚度（m），此工程管径为D800mm，故L4为500mm。L5 稳管时，已顶进的管节留在导轨上的最小长度（m），一般为0.3m0.6m，此工程管径为D2200mm，故L5为500mm；。7、工作坑的基础采用混凝土基础，浇筑宽度为全工作坑坑底。并在混凝土部埋设重型钢轨，重轨有足够的强度，能承受较大的荷载。四周设置集水槽，深度不小于20cm，坡向集水坑，在工作坑东南角设置集水坑，深度不小于1.0米，并在集水坑顶设置井篦，防止人员失足受伤，积水坑安装3寸污水泵及泵管，以备防汛。8、导轨安装导轨安装是顶管施工中的一项重要工作

7、，安装的准确与否直接影响管子的顶进质量，因此导轨选用钢质材料制作，并应有足够的刚度，导轨设计采用重型钢导轨，其安装要求如下：安装后导轨应该牢固，不得在使用中产生位移，并且要求俩导轨应顺直，平行，等高或略高于该处管道设计高程，其纵坡应与管道设计坡度相一致。安装导轨时，应首先利用垂球和直尺确定导轨的间距和平面位置，然后测出导轨各点的实际高程，并与设计高程相比较，确定导轨的高程调整后进行安装。在混凝土基础上铆钉钢筋，将钢轨焊接在混凝土基础上铆钉的钢筋上，再进行导轨混凝土浇注，其两重轨间的混凝土面必须留为弧形，确保管壁与两重轨间的弧形混凝土面相离。导轨的安装精度必须满足施工要求。其允许偏差为：轴线3m

8、m，顶面高程为0+3mm，两轨间距为±2mm。两根钢轨的距计算：A=2 R2-r2式中：A两导轨距（mm）， R管外半径（mm）； r管半径（mm）；9、工作坑后背设置后背加固采用后背钢板，以均匀传递千斤顶的反力至钢筋混凝土护壁墙，钢筋混凝土后背墙必须保证500mm厚，钢板与钢筋混凝土护壁墙紧密相贴，保证后背体系的稳固。轴线、顶铁轴线和管道轴线相互平行。顶管工作坑必须配备起重设备，采用门式起重机，起重能力必须满足吊装顶管机组、混凝土管和顶进设备的拆装要求。起重刚绳安全系数为8，必须有合格证。起重机操作有专人负责，严格执行操作规程。正式作业前应试吊，吊离地面10cm左右时，检查重物的捆

9、扎情况和制动性能，确认安全后方可起吊。起重机操作有专人负责，严格执行操作规程。10、管道的接口形式：顶管使用时的砼材须满足标准和设计要求，对管材材质更需要严格控制，绝对不能因一节管材受损而使整段顶管受影响。按照设计要求顶管采用钢筋砼F管，采用钢套管接口。11、施工用电由于DK-2200土压平衡顶管机的主要组成方面均是大功率电器设备，用电量大，并且顶管是24小时连续作业，为满足顶管期间用电的连续性和稳定性，降低工作坑位置地下水位，本次顶管每两段需架设315变压器1台，并应设在两段顶管距离的中央位置。12、工期安排：计划工期为平均每天顶进：5.5-6米13、机械、机具用量： 序号设备名称型号、产地

10、、出厂日期配置数量设备状况备 注1挖掘机320C/美国卡特1良好2土压平衡顶管机DK2200/煤矿机械厂1良好3门式起重机重型机械厂1良好4平地机850/德莱赛1良好5装载机ZL50F/山工集团1良好6振动压路机150D徐工集团1良好9洒水车SC4460JY/专用汽车厂1良好10斯太尔运输车ZZ3322BM294K/专用汽车厂13良好11汽车吊QY-20/徐工集团1良好12汽车吊QY-70/徐工集团1良好13砼运输车MR45-T/华东建筑厂4良好14发电机组300GF3-1/柴油发电机厂1良好15蛙式打夯机HW-60/2良好16插入式振动器ZG50/华东建筑厂4良好17钢筋切断机GQ40-1/

11、华东建筑厂2良好18钢筋弯曲机GTBT-40/华东建筑厂2良好19钢筋调直机GT4-14/华东建筑厂2良好20交流电焊机BX-315/LHF-400/3/2良好21破碎锤220LC-V/大宇1良好22旋挖钻机200型，钻杆为D300mm1良好23潜水泵3寸，扬程30米45良好14 、现场电力需要：1.备用300KW发电机组1台2.下设315变压器1台15、人员安排：劳务方配合人员：25人/坑16、降水及排水事宜1.沿线距离管道中线5米处，间隔25米，设置1座D600mm降水井，两侧设置，每座降水井深度为20米，管道沿线一侧设置临时排水管道，长度以沿线管道总长及至排水口为度，管径为D600mm，

12、管材为砼管，在每座降水井处设置集水井0.7*0.7，高出地面0.5米2.顶管坑四个角设置降水井4座，深度为25米，坑设置2个集水坑1.5*1.5，深2米，3.顶管坑设置临时排水管道，长度为排出顶管坑场地为宜，管材为砼管，管径为D600mm，在每座降水井处设置集水井0.7*0.7，高出地面0.5米4.沿线架设三相五线制电源，每座降水井处设置水泵抽水自动控制电箱，5.每座降水井安装3寸高扬程潜水泵1台，并配置泵管。（四）质量保证措施 根据提供地质资料反映，在施工过程中除强化管理，确保质量保证体系正常运行外，针对具体工序，技术上也采取了相应的防措施，使工程质量有一个充分的保证。1）建立健全质量保证体

13、系，严格按照施工程序和监理程序认真操作。2）严把材料质量关，并做好各项试验检测工作。对每节管的质量严格把关。所有施工人员必须持证上岗，特殊工种作业人员必须严格执行该工种的作业程序及有关规定。3）施工人员建立质量责任制，实行严格考核。4）进场时由测量人员仔细校核水准点，并按照相关规建立施工控制网。对放置工作坑的水准点、中线点进行保护，严格按照设计控制。5）架设导轨时严格控制中线、高程、坡度。保证误差在3mm。6）对施工作业人员进行技术交底。管道顶进过程中，应遵循“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的原则，控制第一根管端头的方向和姿态，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施；7）钢筋砼

14、管接口应保证橡胶圈正确就位，管与管之间的衬板应粘接牢固，塞缝应密实饱满；8）顶管过程中认真做好记录，其中应涵盖以下容：工作坑号，长度，顶进长度，管节编号，首节管子轴线、高程、趋势、顶进压力情况等。9）质量验收（1）主控项目：1）、管节及附件等工程材料的产品质量符合国家有关标准的规定和设计要求。检查方法：检查产品质量合格证明书、各项性能检验报告，检查产品制造原材料质量保证资料。检查产品进场验收记录。2）、接口橡胶圈安装位置正确。无位移、脱落现象。3）、无压管道的管底坡度无明显反坡现象。4）、管道接口端部应无破损、顶裂现象，接口处无滴漏。检查方法：逐节观察。（2）一般项目：1）、管道应线性平顺、无

15、突变现象。一般缺陷部位，应修补密实、表面光洁。管道无明显渗水和水珠现象。2）、管道与工作井、进洞口的间隙连接牢固，洞口无渗水。3）、有防腐层的钢筋混凝土管，防腐层应完整、附着紧密。4）、管道应清洁，无杂物、油污。5）、顶管施工贯通后管道的允许偏差应符合以下：直线顶管水平轴线允许偏差：50mm。直线顶管管底高程允许偏差为：+40mm，-50mm；邻管错口钢筋混凝土管15%壁厚，且小于等于20mm。（五）安全保证措施1、建立健全安全生产管理制度，落实安全责任制 根据国家及我公司有关安全生产政策、法规、条例和标准，结合工程项目经理部实际情况，制定项目经理部和安全生产管理制度。1) 树立“安全第一”的

16、思想，要生产必须要安全，以安全促生产，项目部成立以项目经理为首的安全领导小组，配备专职安全员，负责全面安全管理工作，施工队配备安全员，有组织、有领导的开展安全管理工作。2) 建立安全生产监控网络图3) 项目经理部实行安全生产三组管理，即：一级管理由项目经理负责，二级管理由施工队长负责，三级管理由工程项目各作业班组长负责。建立各岗位人员安全生产责任制，明确安全责任，做到纵向到底，横向到边，各自做好本岗位的安全工作，实行安全奖罚制度。4) 坚持特殊工种的持证上岗制度，杜绝无证上岗操作行为。5) 实行逐级安全技术交底，项目经理部安全员对安全措施的执行情况进行监督检查，并作好记录。6）安全部门编制安全

17、技术措施，对采用的新技术、新工艺、新材料、新结构、新设备要认真编制安全技术操作规程。7）对施工机械要加强维修与保养，严格选用符合技术和安全规定的施工机具，并坚持安全挂牌制。8)作好安全宣传工作，施工现场设立安全生产标志、标语，提醒随时注意安全生产，各种安全设施、设备、标志不得擅自拆动。2、加强施工现场安全教育与培训1) 安全教育与思想教育相结合，提高操作者的安全意识和自保互保能力，牢固树立“安全高于一切”的思想。2) 实行“三工制”，加强工前教育、工中检查、工后讲解，积极开展各项安全活动。3) 对各工种要及时进行安全操作规程教育，作好岗前安全培训。4) 特种作业人员必须进行专门培训，考核合格，

18、持证上岗。3、认真执行检查制度 项目经理部保证检查制度的落实，规定定期检查日期、参加检查人员。 项目经理部安全检查每周进行一次，施工作业队每天进行一次。对特殊施工部位、特殊设备、施工危险性大，采取新工艺以及节假日前后要进行非定期检查。（六）监测措施1、顶进过程中严格保证DK3000顶管机的前仓压力,控制前方不出现塌方或空洞现象，若出现出土量突然增多情况，停止顶进，组织相关人员召开专题讨论会议，采取有效措施处理完后继续顶进.2、在管外壁注入一定量的触变泥浆,使管外壁的土层形成坚固的土拱,有效的保护了沿线道路的地基.3、在顶进的过程中严格防止中途不必要的停工.1）沿管道中线两侧设置监测点,定期和不

19、定期的对监测点进行测量监护，观测沿线的地面沉降量。 2）工作坑监护措施1顶管工作坑负责施工员监督工作坑是否符合安全规定。2工作坑监护的主要项目为： 、顶管工作坑开挖过程是否存在超挖，是否按照方案进行。、工作坑边的沉降及位移，以及支护的位移。、后背墙的稳定性，裂痕。3. 监测的频率一天一次，由施工员在施工日志中记录；在雨天中，增加检查次数。4. 检查中发现异常情况，及时报告项目部负责人，由相关人员决定采取何种应急技术措施来消除隐患。3）沿线路面监护措施：在顶管线位确定后，距管道中线10米外两侧各布设高程监测点1个，进行顶进前、顶进中、顶进后对路面监测测量，当沉降量超过20mm时，采取以下的技术方

20、案进行补救。1.如发现异常情况,及时对路面的过往车辆进行管制,把损失降到最低.2.如局部出现下沉现象,在该处进行钻机钻孔注入一定量的水泥浆或砂,使下沉现象得到控制.从而有效的保护现状道路.3.地面沉降控制保护措施A、地面沉降控制保护措施1）、本顶管掘进机是采用土压平衡，可以先计算出各顶管段的开挖中心处的主动土压力和被动土压力，然后将掘进机的土压力设定在此主动土压力和被动土压力之间。2）、在刀盘切削搅拌的同时，主顶和中继间徐徐推进，土仓的土压力便会徐徐升高，当土压力升到大于控制土压力P时，把螺旋输送机打开，一部分土被螺旋输送机排出，只要把推进速度调节到与螺旋输送机排土量相符，则可保持土压力为恒值

21、。3）、但在实际推进过程中，不可能完全处于上述理想状态，如推进速度快于排土速度，我们就推推停停，保持向前推进；反之，则可将螺旋输送机开开停停。无论出现哪种情况，都必须使土仓的土压力保持在控制土压P±20KPa的围，这就能保证土压平衡，如果土仓的土压力小于主动土压力，路面将产生沉降，反之，路面将隆起。因此，控制土压力的设置和土仓土压力的保持是关键。B、建筑物沉降控制及保护措施在推进过程中，引起建筑物沉降的主要原因，是推进土压控制不稳定和管道漏水，造成顶进区域土体沉降。为防止类似的情况发生，必须做到以下几个方面：（1）地面监测，优化掘进机参数。在掘进机的轴线上方，每隔2M设一个沉降控制监

22、测点，在顶进时精心组织地表监测，通过测得地表沉降数据与掘进机机主要参数（包括推进速度、设置刀盘土压力值）进行比较，从而优化掘进机参数指导以后的推进施工，控制地表沉降，也就是控制建筑物沉降的措施。（2）注“液态”触壁泥浆护壁稳定措施A、在顶进过程中，要连续对管周外均匀注浆，不得间断，并要充填满管周外的孔隙。B、顶进结束后，根据需要对管线穿过建筑物或公用管线段，用水泥浆进行置换，控制地面建筑物不沉降或将沉降控制在最小围。（3）先方案，后施工对沿途重要建（构）筑物可能有影响的，在开始顶进前，在有效围经细致调查研究后，针对性的采用可靠加固方案进行保护。4.顶管进、出洞安全及洞口防水密封措施1）、在开通

23、预留孔砼墙时，要注意凿除顺序，操作人员站立位置等，以防砼墙突然倒坍，要有专人监护观察。2）、刚顶进时管子要防止反弹，因刚顶进管子还没有一定距离和摩阻力，很容易被洞外泥土压力挤出，因此在顶进到位收泵时，要注意观察反弹现象，如有反弹停止收泵，采取止回措施，方可收泵。止回办法可以是在主顶油泵缩回之前，用手拉葫芦将最后一节管道节拉住不让其后退，也可用柱子把管道顶住，不让其后退。3）、为防止工作井洞口处泥水压力过大涌入工作井以及处理洞口砖墙时人员的安全，除了在工作井预留孔处安装橡胶止水圈外，在洞口外侧施打高压旋喷桩，打开洞口砖封门以后，将工具管推进至旋喷桩处时，减慢推进速度，利用掘进机大刀盘缓慢切削旋喷

24、桩，计算好推进距离，待磨穿全部旋喷桩以后才能正常推进。4）、为防止工具管出洞以后发生“磕”头现象，可以在底部安装延伸导轨，导轨与预留洞口钢筋连接。宽度与井导轨一致。5）、当工具管推进完毕，安放第一节管时，应将工具管与导轨焊接牢固，防止主顶缩回以后，由于正面土压力的影响使工具管弹回。5.顶进异常情况处理及应急措施本工程在顶管施工时可能遇到一些意外情况，如土质突然变化、发生涌水现象、遇到障碍物等，必须采取有效的措施来处理。1）、土质突变硬土质突然变硬，说明刀盘可能遇到铁板砂等，它会造成刀盘转矩变大，这可以通过操作台上刀盘电机的电流来判断，此时则向土仓加入水或泥浆，掘进机上设有加泥孔，其目的就是用来

25、加泥的。2）、土质突变软土质突然间变软，最大的问题是可能会造成机头突然沉降。为了防止土的承载力急剧下降，出洞时已把第一至第六节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。3）、刀盘前有障碍物顶进过程中如遇到障碍物时，可以在机头前进行注浆固结土体，然后将机头上人孔打开进行清除，同时为保证机头前方土体塌落伤及人员，可用气泵向机头外空间压入空气。在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差趋势，必须在第一时间就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。操作人员必须严格遵守这样一条规定：无论何种情况，发现顶进异常一律停下来，并且及时向技术负责人如实汇报情况，以便分析原因

26、，找准对策。（七）安全生产措施1、安全目标：严格按照标准执行，在施工过程中按安全生产的各项技术和要求对工作坑进行开挖。每道工序开工前，施工人员应针对工序进行全方位危险源识别，针对识别出危险源向施工员、作业人员进行针对性安全交底，并在施工中监督执行，杜绝违章指挥，违章作业，坚持安全生产与施工生产的四同步。严格按照安全施工要求进行全封闭围挡工作坑。围挡材料采用50钢管焊接固定。围挡分3层，顶层高度为1.2米，高度其余二层平均分配，立柱水平间距3米，下部与护壁墙钢筋焊接并浇筑砼30cm。并对围挡上下工作坑扶梯进行涂刷黑黄警示漆。2、工作坑（1）、工作坑开挖前应按照安全技术交底要求了解地下管线、人防等

27、构筑物的情况，按要求坑深，掌握管线、构筑物的具体位置。作业中应避开管线、构筑物。在现状电力、通信电缆2m围和现状燃气、热力、给排水等管道1m围开挖工作坑时，必须在主管单位人员的监护下采取人工开挖。（2）、工作坑应分层开挖并及时分层支护。支撑前必须检查坑壁土体的稳定性，确认安全。3、门式起重机操作规程及注意事项1）门式起重机路基和轨道的铺设应符合出厂规定,轨道接地电阻不应大于4。2）使用电缆的门式起重机,应设有电缆卷筒,配电箱应设置在轨道中部。3）用滑线供电的起重机,应在滑线两端标有鲜明的颜色,滑线应设置防护栏杆。4）轨道应平直,鱼尾板连接螺栓应无松动,轨道和起重机运行围应无障碍物。门式起重机应

28、松开夹轨器。5）门式起重机作业前的重点检查项目应符合下列要求:1.机械结构外观正常,各连接件无松动;2.钢丝绳外表情况良好,绳卡牢固:3.各安全限位装置齐全完好。6）操作室应垫木板或绝缘板,接通电源后应采用试电笔测试金属结构部分,确认无漏电方可上机;上、下操纵室应使用专用扶梯。7）作业前,应进行空载运转,在确认各机构运转正常,制动可靠,各限位开关灵敏有效后,方可作业，操作人员必须持证上岗。8）开动前,应先发出音响信号示意,重物提升和下降操作应平稳匀速,在提升大件时不得用快速,并应拴拉绳防止摆动。9）吊运易燃、易爆、有害等危险品时,应经安全主管部门批准,并应有相应的安全措施。10）重物的吊运路线

29、严禁从人上方通过,亦不得从设备上面通过。空车行走时,吊钩应离地面2m以上。11）吊起重物后应慢速行驶,行驶中不得突然变速或倒退。12）起重机行走时,两侧驱动轮应同步,发现偏移应停止作业,调整好后方可继续使用。13）操作人员由操纵室进入桥架或进行保养检修时,应有自动断电联锁装置或事先切断电源。14）露天作业的门式起重机,当遇六级及以上大风时,应停止作业,并锁紧夹轨器。15）门式起重机的主梁挠度超过规定值时,必须修复后方可使用。16）作业后,门式起重机应停放在停机线上,用夹轨器锁紧,并将吊钩升到上部位置。17）作业后,应将控制器拨到零位。切断电源,关闭并锁好操纵室门窗。18）起重机使用前应检查设备

30、的机械部分和电气部分,钢丝绳、吊钩、限位器等应完好,电气部分应无漏电,接地装置应良好。19）起重机露天作业时,应设防雨棚。20）作业完毕后,应停放在指定位置,吊钩升起,并切断电源,锁好开关箱。4、临时用电的一般规定：(1)、施工临时的输电线路必须按规定架设，闸箱应符合规定，防雨防潮；地区停电、维修设备停止作业时，应拉闸断电、箱门加锁，箱无杂物，不能使用破损电线，架设高度应符合要求。(2)、各种电器设备的导线均不得用金属丝绑扎固定在金属导体上，如需固定在金属导体上，应有可靠的绝缘措施；导线无老化，裸露现象，接头要绝缘良好。(3)、管道顶进作业用的照明按规定使用不超过36V的安全压电。(4)、顶管

31、作业所使用的吊车、电葫芦等起重设备和吊装索具，要严格执行有关的安全操作规程、标准。5、围挡及交通疏导措施根据施工要求，围挡采用1.8米硬质彩钢板围挡，彩钢板下部采用混凝土墩固定，为防止彩钢板受风向外倾倒，在围挡部采用铁丝斜拉，铁丝底部用膨胀螺丝固定。彩钢板之间用铁丝紧固。每两彩钢板用方木条固定，以防受风向倾倒。混凝土墩外表面刷黑黄漆。6、钢丝绳安全使用交底1)、钢丝绳用绳卡固定时，绳卡数量不应少于三个，而且绳夹底板应扣在钢丝绳的工作段上，丝扣应拧紧。2）、对钢丝绳应适当地涂抹润滑油脂进行保养。 3）、起重机、电动葫芦操作人员应在使用前对钢丝绳进行检查，如发现有下列情形，不得使用：（1）断股或使

32、用时断丝速度增大（2）钢丝绳表面磨损程度或腐蚀程度达40%，或钢丝绳被腐蚀后表面麻很清晰可见，整个钢丝绳明显变硬（3）出现宁纽死结、死弯、牙边、波浪、钢丝外飞、绳芯挤出以及断股等现象。4）、吊钩和吊环严禁补焊。当出现下列情况之一时应更换:A表面有裂纹、破口;B危险断面及钩颈有永久变形;C挂绳处断面磨损超过高度10%;D吊钩衬套磨损超过原厚度50%;E心轴(销子)磨损超过其直径的3%-5%。5)、发现钢丝绳扭伤、变形、断丝、绳芯挤出和部分严重压扁时应及时更换。6)、电动葫芦的钢丝绳应排列整齐，当出现钢丝绳重叠或斜线时应立即停机重新排列。7)、认真做好钢丝绳检查工作，填写检查记录。4.1.7顶管施

33、工（一）准备工作1、技术方面首先组织人员熟悉图纸，做好技术与质量、安全交底工作。组织有关人员研究图纸和投标阶段施工组织设计，并在此基础上编制更为详细的施工组织设计和各单项工程的施工技术方案，指导工程施工，并贯彻到管理人员和操作工人。合理布置施工场地，根据图监理工程师提供的测设基准资料和测量标志，进行现场坐标、高程测量，并将测量结果提交监理工程师核查，作为施工放样的依据，在此基础上建立施工控制网，以便对整个标段的建筑物实行同精度控制，确保工程质量。 2、材料供应方面 由于本工程质量要求高，所以对自购材料的产地、厂家、质量严格把关，按规要求使用前分批量抽检，合格的才能使用，并经业主、监理工程师认可

34、，有必要的质保资料和复检报告。所有材料均经现场取样试验合格后方可用于工程。根据设计要求，管材均采用F型钢承口砼顶管管材，接口采用钢套管。选用优良管材， 处理好管子接口对顶管施工是十分重要的。对于成套管材，要按有关规对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。所有材料通过汽车运至施工现场，原材料供应从货源、规格、计划、用量、采购办法、运输管理以及进场时间等方面列出周密详细的材料计划表，以确保工程的顺利进行。3、设备供应方面为确保工程质量，保证工程进度要求，我公司计划在工程施工过程中，利用机械顶管设备施工。本公司其他设备充裕，状况良好，可根据工程进展情况，随时调配机械设备，具体机械设备供应状

35、况见下表。拟投入本工程的主要施工机械表序号机械种类型号功率数 量新旧程度是否自有备注（进退场时间）1泥水平衡顶管掘进机MEP型1台套90自有随时2汽车吊车25T1台70自有随时3挖掘机1M32台85自有随时4自卸汽车4.5T1部80自有随时5泥浆罐车1台90自有随时631.5MPa千斤顶400t2台85自有随时7油泵66L/min1台85自有随时8电焊机2台90自有随时9水泵2台90自有随时10钢筋加工设备1台套85自有随时11模板加工设备1台套85自有随时12砼振捣设备3台85自有随时13砼拌和机0.35M31台90自有随时14砼切缝机1台85自有随时15风镐3台80自有随时4、劳动力计划本

36、次顶管工程我公司计划安排1个机械顶管施工队，1个工作井、接收井施工队,1个普工施工队。人员组成：（1）管理人员：技术干部5人，后勤人员2人，（2）工作井、接收井施工：模板制作10人，钢筋制作5人，砼浇筑5人，辅助工5人， （3）机械顶管施工：顶管工程一般要求24小时连续施工，每台套顶管设备需人员配备如下：序号工种数量职责1技术人员2施工技术、质量管理，数据收集分析，发现并解决问题2机头操作员2操作机头运转、顶进，读取测量数据，分析偏差、纠偏，记录顶进数据3控制台操作人员2操作主千斤顶、泥浆泵、压浆泵，调整顶速、泥浆流量等4注浆工2拌浆，调整注浆量及注浆压力5电工1设备及配套电器的供电及运行安全

37、7吊车驾驶员2起重机械操作8辅助工5接、拆进排泥管，挂钩合计16 人（4）普工施工：瓦工4人，辅助工10人， 总计59人。5、临时设施a临时设施位置及搭建标准工地布置时因考虑到施工方便，施工现场只搭设值班工棚。工地配备货车一辆，供工地购买零星材料。b标志牌设置我单位将在建设工程项目部、主要施工段的出入路口或项目监理指定的位置设置施工标志牌。c施工用电根据工程特点，主要用电设备有顶管机、潜水泵、搅拌机、现场照明等。工作时最大用电量约100KW，实际考虑用电量100×1.2=120KW。施工用电在施工工作井附近从主电线杆400KW变压器处接总下火配电箱，按表计费，费用自理。线路布置时按三

38、相五线制，每处下火均布设漏电保护器，并做到一机一闸，三级保护，确保用电安全。为确保工程顺利、安全施工，工作坑及开挖部位低压（36V）照明，合理布置照明系统。d施工用水施工中用水，由于机械顶管施工用水量较大，就近现场用水。顶管工作坑、检查井施工，冲洗用水，养护、闭水试验及其它施工用水等废水，通过沉淀后，排入附近的污水管线中。e施工噪音控制在选择施工设施、设备及施工方式时，我方将细致考虑由此产生的噪声对劳动力和周围地区居民的影响。（二）主要工程施工方案1、工程测量(1)交桩程序在甲方提供完整的导线点和水准点后，组织技术人员对甲供导线点、水准点进行闭合测量，确认无误后，引测/布置各导线控制网和水准控

39、制网。测设各附属构筑物定位线和沟槽开挖线，并标出与管线冲突的地上、地下构筑物位置，建立临时水准点，测量管线的地面高程，以确定挖深。(2)施工控制桩的测设测设控制桩的方法：平行线法、延长线法及根据已有交桩和导线点引测在道路外增设布置临时控制点的方法。(3)顶管施工控制测量a测量控制网及井下测量平台的建立1根据测量控制点，在井周围布设一个高精度的控制网，用以测放、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。2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

40、量平台要单独设置，不与管道、设备、后靠背接触，不受顶管操作的影响，以保持其稳定性。b顶管轴线与标高控制1本工程顶管测量按直线顶管测量方法施工。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管头上方的光靶即可。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。2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。c顶管测量注意事项1由于顶管的部分操作在工作井进行，顶管过程中起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

41、及时修正。2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。(三)顶管施工1、泥水平衡式顶管的基本原理在泥水式顶管施工中，为使挖掘面上保持稳定，必须在泥水仓中充满一定压力的泥水，泥水在挖掘面上可以形成一层不透水的泥膜，它可以阻止泥水向挖掘面里面渗透。同时该泥水本身又有一定的压力，可以用来平衡地下水压力和土压力，从而保证周围地层和建筑物的稳定与安全。泥水式顶管施工有以下优点： 适用的土质围比较广，如在地下水压力很高以及变化围较大的条件下，它也能适用。 可有效地保持挖掘面的稳定、对所顶管子周围的土体扰动比较小。因此采用泥水平衡式顶管施工引起的

42、地面沉降也比较小。 与其他类型顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土层表现得更为突出。所以它适宜于长距离顶管。 工作坑的作业环境比较好，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、搬运土方等容易发生危险的作业。它可以在大气常压下作业，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。由于泥水输送弃土的作业是连续不断地进行的，所以它作业时的进度比较快。2、泥水平衡顶管机头、配套设备选择根据工程区土质情况，采用MEP型刀盘可伸缩式泥水平衡顶管掘进机施工，该机的主要结构为无铰式结构，对称分布6只500kN单作用油缸，既起连接两端机头的作用，又起纠偏作用，机头前端一

43、次组装有刀盘、泥浆仓、胸板、机头倾斜仪传感器、变速箱、电动机等液压控制柜及操纵平台安装在机头后的管节中，机头空间设计合理。配套设备主要有： 进排泥泵：我们选用r=1.3以下的离心泵作为进排泥泵，不仅能泵送清水，而且可泵送泥浆。 基坑旁通：基坑旁通可改变泥水循环方向，防止管堵塞。 泥水管路系统：包括泥水钢管、泥水软管、手动明杆式闸阀、流量系统、隔膜式压力表等。顶管动力及照明配套：按其配套动力负载功率（如下表）选择电缆规格，供电采用TN-S方式，三相五线制移动电缆。电缆接头采用电缆接头箱。该机械施工特点：机头前端的挖掘装置由自动伸缩的全断面刀盘及随动刀架组成。掘进时预调刀盘推力后，刀盘随土壤变化而

44、前后移动，刀盘、刀夹相互配合自动调节切土口大小，保持预定推力不变，达到自动平衡正面土体压力的目的，机头前部还有与动力装置密封隔离的泥仓，调节泥仓的泥浆压力即可平衡地下水。该设备是一种具有自动平衡作用的顶管机头，是目前最适合软土地层顶进，扰动土体最小的机种。3、测量放样顶管工程的测量工作是整个顶管工程质量的关键，它的实施好坏将直接影响到管线线形的平顺，甚至影响到顶管的顺利贯通，因此需精心实施，确保无误。本工程测量包括高程测量和左右偏差测量两部分。高程测量：在地面上把永久性水准引测至井边，通过垂直吊钢尺引测至井下，设临时水准点，再在管道架设水准仪测至机头标靶，即可知道机头高程偏差。左右偏差测量：可

45、在后座设一激光经纬仪，在满足通视的条件下，直接看机头标靶就可知道左右偏差。根据接收井预留口间隙，考虑到沉井土建施工存在误差，机头操作也存在误差，我们把管道导线测量误差控制在±25mm。导线测量测回数定为一测回，必要时增加测回数。4、施工工艺概述顶进工艺规定，允许顶力围最大顶距计算根据设计要求，本工程管道顶进允许最大顶力Fmas=4000KN，因此，根据地质勘测报告给出的地质报告计算允许最大单向顶管长度LmasF=F1+F2 F为顶力，F1为机头正向顶力，F2为管道摩阻，当采用泥水平衡法施工时，F1=1/4D2H （注浆减阻条件下）D为管道外径 为土的容重，取20KN/m3 H为管顶覆

46、土高度，顶部硬壳层不计取最大值H=7米， F2=Df ，f为管壁与土的平均摩擦阻力。本工程管道穿越土壤为软土类，f=4.06.0 取f=4.5 F=F1+F2 4000=1/4×0.962×20×7×0.96×4.5×Lmas Lmas=279.9m本标段最大顶距为60米，根据计算，本工程管道顶进只采用注浆减阻，各顶段均不需要安装中继间。但由于地下土质变化的偶然性，现场仍应准备两套中继间，以备土质变化时使用。工作坑设备的安装与拆除导轨安装的质量是保证管道顶进质量的重要一环，导轨采用50Kg/m导轨，导轨与支架连接采用铁路防爬器，避免由

47、于钢轨可焊性差采用焊接时造成月光焊或断裂。导轨安装的标高，坡度、轴线位置必须准确无误，导轨要牢固可靠，中间不得有接点，安装完毕后要认真对其安装尺寸标高、轴线位置进行复核，符合规要求后，方可进入下道工序施工。顶管后背必须坚固，并对其强度进行顶力计算，如不能满足要求对其进行加固处理。本工程顶进距离较长，采用3.0m×2.0m组合型钢后背，后背安装必须平整，钢后背后面用砂石塞实，确保不位移。液压千斤顶及油泵的选择应根据每个工作坑的顶进长度、土的磨擦角、管道直径，管道重量进行计算，合理选用千斤顶及油泵。本工程800顶管采用400t液压千斤顶两台为一组。液压千斤顶应对称布置，顶力中心应在管底以

48、上1/3管径位置，其方向必须与管道顶进方向平行，千斤顶底部支承平台要搭设牢固，确保千斤顶的稳定性。顶铁的选择应小于液压千斤顶的行程，并考虑适当的安装间隙。工作坑集水井设100排水泵一台，并备用一台，确保工作坑不间断抽水。顶管工作坑应设置低压照明设施，其电压不超过36V安全电压。导轨和后背安装完毕要由安质部组织自检，自检合格后报验监理合格后方能开始顶进工作。管道进、出洞措施顶管工作中的管道进、出洞口工作是一项很重要的工作，施工中要充分考虑到它的安全性和可靠性，要派专职安全员负责整个开洞的安全工作。进出洞的成功是整个顶管工程顺利完工的关键。预留的管道进出洞口直径应比管外壁大150mm，预留的洞口处

49、应预埋环形钢板，环形钢板上焊接螺栓，在管道进出洞前安装止水橡胶板. 管道顶进施工准备：顶管前要先将设备安装调试，安装好泥浆池，按泥浆配制方式调配泥浆，检验注浆设备。检查施工材料的备料情况（包括管封、胶圈、澎润土，烧碱）和供电电压，备好泥土外运设施。主要设备选择：采用产DBNP800的泥水平衡顶管机，配套4×250KN千斤顶、32Mpa油泵做为主顶设备，50L/min注浆泵，3KW砂浆搅拌机。管道顶进：管道开始顶进时，首先要对第一节管道的轴线，标高进行测量，以保证第一节管子的平稳准确进洞，管子进洞后，打开视频接受器，激光经纬仪，放下光靶，在顶进过程中随时观测管道走向，即时对管道的轴线和

50、标高进行纠偏。管道轴线偏差控制在40mm以，标高控制在+30mm、-40mm以。在顶进过程中轴线偏差大于20mm，标高偏差大于10mm时必须纠偏，纠偏到一半时就应停止纠偏。顶管正向压力控制：管道顶进时，机头正向压力的大小要根据土质情况进行有效控制。当土壤较硬时，正向压力可以相应减小，以免道路突起；当土质较松软或有流动性时，要加大正向顶力，否则容易造成路面下沉或临近房屋下沉。正向顶力的大小根据机头前安装的膜式牛油压力表显示，正常情况下正向压力压强应控制在4KN/m2左右，当遇淤泥时正向压力压强应不小于6KN/m2 8KN/m2。管道顶进中，应采取注浆减阻措施，浆液采用膨润土触变泥浆，配置应符合设

51、计要求。机头后的第一节管道应留有注浆孔，以后每隔两节管子放一节留有注浆孔的管子。注浆的压力不宜过大，以防浆液流失而管道外难以形成浆套。管道顶进过程中应根据前方机头仓的泥浆情况，适时进行补泥浆和补水，该系统泥水平衡顶管系统中自备。管道顶进的注浆减阻系统和注泥浆系统的系统图如图每个工作井边应设置一个不小于4m*4m*1m*3格的砖砌泥浆池，以便泥浆的沉淀，沉淀出的泥浆应用封闭完好的罐车运至指定地点。设备安装整套顶管机械由顶管机头（含纠偏系统）、主千斤顶系统、排泥系统、触变泥浆系统、承力钢构件组成，安装分为井、井外两部分。参见设备安装工艺流程图。设 备 安 装 工 艺 流 程 图测量放样井外井内选

52、水 源安装洞口止水环安装进、排泥泵安 装 导 轨安装井排泥管路安装泥水输送系统安装泥水分离装置机头吊装就位安装操纵台、控制柜、主千斤顶油泵安装压浆泵、搅拌机、储浆泵及管路接通电路、油路试 车管道顶进施工工艺顶进施工工艺流程图顶管施工准备机头进工作井入泥顶进No吊入管、接管接中继间顶进、测量、记录、纠偏YesNo安装中继间一节顶完最后一节竣工测量机头进接收井、拆吊施工结束4.4.5、顶管施工中要注意的问题当掘进机械停止工作时，一定要防止泥水从土层中或洞口及其他地方流失。不然，挖掘面就会失稳。尤其是在出洞这一段时间更要防止洞口止水圈漏水。在掘进过程中，随时注意观察地下水压力的变化，并及时采取相应的

53、措施和对策。在顶进过程中，随时注意挖掘面是否稳定，要随时检查泥水的浓度和相对密度是否正常，还要注意进排泥泵的流量及压力是否正常。防止排泥泵的排量过小而造成排泥管的淤积和堵塞现象。机头、管道刚入土时必须直顺，前10m顶进速度控制在20mm/min左右。由于机头在软土中顶进，且覆土深度足够，为减少地面沉降，顶进主要以控制土压力为主，土压力控制在90110kN/m2间，顶进速度根据土压力随时进行调整。软土中纠偏反力小，纠偏灵敏度低，纠偏时以较大的纠偏角度进行，可采用“校正”、“恢复”两种方式。“校正”方式是根据机头轴线与设计中心线之间夹角大小，确定是否需要采取纠偏措施，纠偏角约为0.5°0.8°，“恢复”方式是根据机头轴线与设计中心线之间的累积偏差量，确定是否需要采取纠偏措施，纠偏角约为0.4°0.7°。注浆：以控制注浆量为主，控制在0.50.6m3/m，此时注浆具有填充纠偏形成的椭圆土洞的作用。到顶管机头距接收井约20m左右时，将管道轴线再精确复核一遍，为最后方向修正做好准备。4.4.6、沉降控制及保护措施根据过去经验，在顶进过程中，控制好顶进压力、注浆量、推进速度，以及控制好轴线测量工作，作到勤纠勤测，精心操作，精心施工，并在顶管沿