长清路站矩形顶管施工组织设计方案课程

1、84/84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 TOC o 1-2 h z HYPERLINK l _Toc226840670 1编制依据： PAGEREF _Toc226840670 h 5 HYPERLINK l _Toc226840671 2工程概况 PAGEREF _Toc226840671 h 5 HYPERLINK l _Toc226840672 2.1工程概述 PAGEREF _Toc226840672 h 5 HYPERLINK l

2、_Toc226840673 2.2工程地质情况 PAGEREF _Toc226840673 h 6 HYPERLINK l _Toc226840674 2.3水文地质条件 PAGEREF _Toc226840674 h 8 HYPERLINK l _Toc226840675 2.4管线情况 PAGEREF _Toc226840675 h 8 HYPERLINK l _Toc226840676 2.5关键工序和专门过程 PAGEREF _Toc226840676 h 11 HYPERLINK l _Toc226840677 3施工总平面布置图 PAGEREF _Toc226840677 h 13

3、 HYPERLINK l _Toc226840678 3.1平面总体布置 PAGEREF _Toc226840678 h 13 HYPERLINK l _Toc226840679 3.2顶管工作井内布置 PAGEREF _Toc226840679 h 16 HYPERLINK l _Toc226840680 4工程量一览表 PAGEREF _Toc226840680 h 20 HYPERLINK l _Toc226840681 5施工工艺和施工方法 PAGEREF _Toc226840681 h 20 HYPERLINK l _Toc226840682 5.1矩形顶管机 PAGEREF _To

4、c226840682 h 20 HYPERLINK l _Toc226840683 5.2顶管机进、出洞土体加固 PAGEREF _Toc226840683 h 23 HYPERLINK l _Toc226840684 5.3出洞方案 PAGEREF _Toc226840684 h 23 HYPERLINK l _Toc226840685 5.4进洞方案 PAGEREF _Toc226840685 h 26 HYPERLINK l _Toc226840686 5.5矩形顶管施工工艺流程 PAGEREF _Toc226840686 h 28 HYPERLINK l _Toc226840687 5

5、.6顶管正常段施工 PAGEREF _Toc226840687 h 28 HYPERLINK l _Toc226840688 5.7管节防止后退措施 PAGEREF _Toc226840688 h 32 HYPERLINK l _Toc226840689 5.8触变泥浆减阻 PAGEREF _Toc226840689 h 33 HYPERLINK l _Toc226840690 5.9顶管接口 PAGEREF _Toc226840690 h 34 HYPERLINK l _Toc226840691 5.10首尾三环注浆 PAGEREF _Toc226840691 h 35 HYPERLINK

6、l _Toc226840692 5.11置换浆液 PAGEREF _Toc226840692 h 35 HYPERLINK l _Toc226840693 5.12供电、给排水、通讯系统 PAGEREF _Toc226840693 h 36 HYPERLINK l _Toc226840694 5.13测量系统 PAGEREF _Toc226840694 h 37 HYPERLINK l _Toc226840695 5.14监测方案 PAGEREF _Toc226840695 h 40 HYPERLINK l _Toc226840696 5.15管节生产 PAGEREF _Toc22684069

7、6 h 43 HYPERLINK l _Toc226840697 5.16穿越地下管线措施 PAGEREF _Toc226840697 h 43 HYPERLINK l _Toc226840698 5.17顶管施工技术措施 PAGEREF _Toc226840698 h 44 HYPERLINK l _Toc226840699 6质量措施 PAGEREF _Toc226840699 h 47 HYPERLINK l _Toc226840700 6.1工程质量目标 PAGEREF _Toc226840700 h 47 HYPERLINK l _Toc226840701 6.2质量保证体系 PAG

8、EREF _Toc226840701 h 47 HYPERLINK l _Toc226840702 6.3质量保证总体措施 PAGEREF _Toc226840702 h 47 HYPERLINK l _Toc226840703 6.4质量保证具体措施 PAGEREF _Toc226840703 h 48 HYPERLINK l _Toc226840704 7安全技术措施 PAGEREF _Toc226840704 h 50 HYPERLINK l _Toc226840705 7.1安全治理网络 PAGEREF _Toc226840705 h 50 HYPERLINK l _Toc226840

9、706 7.2施工安全生产总体措施 PAGEREF _Toc226840706 h 50 HYPERLINK l _Toc226840707 7.3保证安全的具体规定及技术措施 PAGEREF _Toc226840707 h 51 HYPERLINK l _Toc226840708 7.4保证消防安全要紧措施 PAGEREF _Toc226840708 h 52 HYPERLINK l _Toc226840709 8安全用电措施 PAGEREF _Toc226840709 h 52 HYPERLINK l _Toc226840710 9文明施工保证措施 PAGEREF _Toc22684071

10、0 h 52 HYPERLINK l _Toc226840711 9.1文明建设措施 PAGEREF _Toc226840711 h 52 HYPERLINK l _Toc226840712 9.2要紧防尘措施 PAGEREF _Toc226840712 h 53 HYPERLINK l _Toc226840713 10应急预案 PAGEREF _Toc226840713 h 54 HYPERLINK l _Toc226840714 10.1出洞时期 PAGEREF _Toc226840714 h 54 HYPERLINK l _Toc226840715 10.2进洞时期 PAGEREF _T

11、oc226840715 h 55 HYPERLINK l _Toc226840716 10.3轴线偏移 PAGEREF _Toc226840716 h 55 HYPERLINK l _Toc226840717 10.4管线应急预案 PAGEREF _Toc226840717 h 56 HYPERLINK l _Toc226840718 11劳动力打算 PAGEREF _Toc226840718 h 58 HYPERLINK l _Toc226840719 12要紧设备、工具配备打算 PAGEREF _Toc226840719 h 59 HYPERLINK l _Toc226840720 13要

12、紧材料供应、复试打算 PAGEREF _Toc226840720 h 59 HYPERLINK l _Toc226840721 14临时用电打算 PAGEREF _Toc226840721 h 60 HYPERLINK l _Toc226840722 14.1用电负荷计算 PAGEREF _Toc226840722 h 60 HYPERLINK l _Toc226840723 15顶管施工总进度 PAGEREF _Toc226840723 h 62 HYPERLINK l _Toc226840724 16节能方案 PAGEREF _Toc226840724 h 62编制依据：（1）本工程施工图

13、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）（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。工程概况工程概述本工程为长清路站3号出入口顶管工程，采纳矩形顶管推进，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

14、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；顶管接收基座：32t。工程地质情况经勘察，顶管施工所处深度要紧涉及第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，下部要紧为杂填土，碎石、

15、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。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，专门湿，欠均匀，含云母有机质，夹少量薄层

16、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、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，

17、含云母，夹有粘粒及粉性土，局部为砂质粉土，中偏低压缩性。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。依照地质详勘报告结论，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可不能产生突涌作用。本工程地

18、质勘探中未发觉暗浜、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。 管线情况依照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要紧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。依照上述的管线情况，我们需在施工过程中加以监测和爱护。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

19、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500关键工序和专门过程依照本工程施工特点，确定矩形顶管推进过程中轴线操纵以及地表沉降（前期、施工过程、后期沉降）、作为关键工序，过22004100 电力隧道，及2000合流污水管为专门过程。施工轴线操纵要点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。为确保矩形顶管通道贯穿，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，将平面操纵成果引测到施工现场。利用空导点和

20、地面导线点建立平面操纵网。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，并设立施工高程操纵点。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。地表沉降操纵要点地表沉降观测在顶管施工过程中每天进行，沉降量操纵在+10mm -30mm之间。地面沉降观测点在路面用道钉埋设，专门要求的构筑物用红三角标记。施工时必须严格操纵注浆压力及保证足够的注浆量，以减少对周围环境的阻碍。 过22004100 电力隧道，及2000合流污水管操纵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

21、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阻碍，在矩形顶管进洞时期也会造成一定沉降，施工中需要重点爱护该两路管线。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，从而幸免对22004100 电力隧道，及2000合流污水管造成破坏

22、。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合流污水管造成的阻碍，在矩形顶管通道贯穿后，依照实际监测情况，对22004100 电力隧道，及2000合流污水管区域进行注浆加固。另考虑管线爱护，尽量减小矩形顶管进、出洞施工产生的水土流失，依照现场实际情况拟采纳油溶性聚氨酯进行封闭环施工。施工总平面布置图平

23、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。场地内分不布置：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。自动操纵室操纵顶管的掘进、纠偏。布置在始发井侧的地面。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。管节运输采纳夜间运输。 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

24、意防尘。注水系统布置在地面上，水管沿围护边线布设。选用一集装箱作为矩形顶管专用配件仓库，布置在地面上，堆放各类施工用具、辅助材料，集土坑设置在北侧坡道围护结构内。集土坑底板采纳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，能够容纳9节土方量。出土采纳夜间出土。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

25、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。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。施工工艺和施工方法矩形顶管机机械性能 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操纵在+1cm-3cm之间（目标操纵值）。 5）正常施工时平均速度为3米/天。 6）正常施工时

26、，具备防止产生背土的功能。 7）正常施工时，具备防止掘进机侧向滚动的功能。 8）采纳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=37

27、5mm 18）平衡器油缸：16.5tf8 P=21Mpa 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 Mpa顶管机头依照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，特不是需穿越长清路主干道及众多地下管线，对地面沉降操纵要求较高。本工程机头采纳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，通过操纵顶进速度及取土量来平衡正面土压，减少对地面的阻碍。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

28、置为高速，在软弱土质中设置为低速，正常掘进时设置为中速，推进前进行空载调试。推进系统工作井内主顶装置采纳主千斤顶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操纵系统，初始推进时期，可依照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。矩形顶管机下井、安装方案矩形顶管下井以及吊出需要采纳大型起重设备。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。各要紧部件尺寸、重量参数序

29、号名 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3000500500082要紧起重运输和安置设备起重机械：450吨汽车吊1台。运输车辆：100吨平板车二辆30吨、20吨、10吨运输车若干 设备下井步骤发射架、后顶装置下井安装调试。刀盘及驱动段下井放置在发射架上正确的位置上。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。2只螺旋机先后下井，并安装到位。U型顶铁下井安装到位。电器柜安放在妥当的位置。连接水、电、气

30、、油管路，并认真检查。检查液压油、齿轮油油位。接通供水、供电。按标准逐项调试。验收顶管机进、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。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。洞门止水装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

31、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。出洞防磕头措施依照顶管机出洞高程，洞圈内安装铁枕，并将始发架延伸至洞口，使得顶管机在出洞时期可不能产生“磕头”现象。同时，顶管机就位时，可略微将机头垫高5mm左右，保持出洞时顶管机有一向上的趋势。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，一旦发觉有磕头趋势，立即用后座千斤顶进行纠偏。矩形顶管机井内顶进就位在矩形顶管机组装完毕

32、、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。该时期注意实时测量矩形顶管机轴线，同时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。现在期能够安装首节管节，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，同时用电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。洞门填充为幸免工法加固土体坍塌造成的不利阻碍以及初始顶进加固土体

33、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，填充材料采纳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。聚氨酯封闭环施工考虑出洞加固外有电力隧道，出洞时期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。矩形顶管出洞由于正面为全断面的水泥土，为爱护刀盘和防形刀，顶进速度应尽量放慢，使刀盘和周边刀能对水泥土进行完全的切削；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。在水泥土被差不多排出，螺旋机内出来全断面原状土后，为操纵好地面沉降、顶进

34、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。顶管机完全进入洞门后，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。止退装置安装由于在初始顶进时期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。因此我司考虑在千斤顶收缩之前采取止退措施以幸免前部土体流失。祥见5.7管节防止后退措施。进洞方案接收井预备进洞前，先对洞门位置进行测量确认，依照实际标

35、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。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。顶管贯穿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，能保证顶管机在现在期的施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进洞，准确无误地座落到接收井的基座上。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，幸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突然上升，以致出

36、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。 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刻。进洞后，立即用钢板将管节与洞圈焊成一个整体，并用水硬性浆液填充管节和洞圈的间隙，减少水土流失。矩形顶管施工工艺流程顶管正常段施工顶推力计算本顶管推进顶力计算：依照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（

37、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3100.41.00.2一般土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=24t/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。正面土压力的设定本工程采纳土压平衡式顶管机，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

38、体支护的目的，并操纵好地面沉降。因此平衡土压力的设定是顶进施工的关键。土压力采纳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，土压力值应依照其它实际顶进参数、地面沉降监测数据作相应的调整。顶进速度初始时期不宜过快，一般操

39、纵在510mm/min左右，正常施工时期可操纵在1020mm/min左右。出土量严格操纵出土量，防止超挖或欠挖，正常情况下出土量操纵在理论出土量的98%100%，一节管节的理论出土量为41m3。出土采纳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。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，只有操纵出泥量与顶进取泥量相一致，才可不能阻碍管道周围的土体，从而才能维护地面不受阻碍，而要作到出泥量与取泥量一致的关键是严格操纵土体切削掌握的尺度，防止超量出泥管节减摩为减少土体

40、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治理，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：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。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，注浆压力操纵在0.5M

41、Pa左右。加强压浆治理，保证压浆工作的正确落实。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。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，尽量幸免猛纠造成相临两段形成专门大的夹角，幸免顶管机走“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。管节防止后退措施由于在初始顶进时期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

42、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。因此我司考虑在千斤顶收缩之前采取止退措施以幸免前部土体流失。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依照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

43、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，也要有良好的流淌性。压浆是通过注浆泵将泥浆压至机体及管壁外。施工中，在压浆口装有压力表，便于观看、操纵和调节压浆的压力，目标操纵值为0.5Mpa。 触变泥浆的用量要紧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。但在施工中还要依照土质的情况、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

44、+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1-2s0500ml漏斗法3PH值7PH剂4失水率25cm3/30mim失水仪5稳定性稳定性筒经计算，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时期机头与洞门空腔存在间隙，本工程地质情况复杂，极易流砂，因此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。填充注浆采纳膨润土浆液。顶管接口接口是顶管工程的关键部位，保证做好

45、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不严格制作。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，发觉有翻转、位移等现象，应拔出重新粘接和插入。施工时如若发觉止水条有质量问题，立即上报技术部门，整改后方可接着使用。管节与管节之间采纳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

46、节的基面，管节下井或拼装时发觉有脱落的立即进行返工，确保整个环面衬垫的平坦性、完好性。管节与钢套环间形成的嵌缝槽采纳聚氨脂密封胶嵌注；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纳高模量聚氨酯嵌填。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。注浆采纳双液浆，保证注入量充足，并操纵好注浆压力。待填充区域的强度达到100%后，方可进行洞门施工。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，依照不同的水土压力确定注浆压力，加固通道外土体，

47、消除对通道今后使用过程中产生不均匀沉降的阻碍。供电、给排水、通讯系统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，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。为了改善土体的流淌性，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，通过管路上的球阀操纵注入水量的大小。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。该掘进机由于中央操纵室布置在地面上，因此

48、通讯联络系统专门重要，井内、通道内、地面办公室、中央操纵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。 测量系统进场操纵点的桩位 交接与复测现场踏勘、选点地面操纵点布网操纵点竖井传递布设井下操纵点施工测量流程：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操纵点顶管机进洞测量顶管机进洞，隧道贯穿测量平面操纵测量（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,因此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.

49、（3）施工导线点的操纵依照复测后的空导点施工现场布设操纵网,然后利用全站仪传递到施工导线点,所有导线按一级导线的要求进行测量并不断对操纵点进行检查。高程操纵测量依照业主提供的高程操纵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操纵点,并定期对其进行复测.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讲，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阻碍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.测量横尺中心来操纵顶管机的平面,测量横尺的下边来操纵顶管机的高程。安装步骤如下：首先选好位置，保证通视，尽量拉长左、右尺

50、的水平距离。安装前要测出顶管机出洞前的坡度和旋转角。找出顶管机的机械中心。横尺安装时要考虑顶管机旋转角的阻碍.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，要认真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，依照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

51、测量是利用J2 经纬仪测量左、右横尺偏差来反算盾首、盾尾的偏差，即实测角度与理论设计角度相比较，再依照公式推算至盾首、盾尾。为幸免复杂计算，进行程序化。如此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。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,明白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，依照通道内的高程操纵点测出

52、该环大里程的高程，通过与设计高程比较得出该环管节的上下偏差。通过测量此偏差，能够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。仪器设备仪器名称型号精度数量全站仪 SOKKI2C2”(3mm2ppm)1台周密水准仪NA2GPM30.7mm/km1台光学经纬仪J221台一般水准仪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监测方案监测项目顶管地面轴线沉降监测；地面和管线沉降监测；变电站沉

53、降监测。监测工作实施管线沉降监测建（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（或操纵点）、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，数量许多于3个，分二端布设时，每端许多于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，一般布设在受阻碍范围以外50m左右为宜。基准点之间通过定期联测统一平差，检验相互之间的绝对稳定和相对稳定系数。监测点应有足

54、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能够为5米一个点布设模拟点，有窨井的地点用窨井作为直接点。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。建（构）筑物、地面和管线沉降监测方法沉降观测采纳周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

55、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。作业顺序按照先操纵后碎部的原则进行，每次观测采纳相同的行进路线和观测方法。定期对监测操纵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。操纵测量和碎部测量要紧技术要求见下表：沉降监测操纵网的要紧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要紧技术要求高程中误差（mm）相邻点高差中误差(mm)往返较差、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

56、技术要求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。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。小角法在适当位置设立测站后，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，依照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

57、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。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。预制管节全部采纳钢模（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，预制时采纳立式支模、插入式振捣工艺。管节生产过程中，严把质量关，操纵好尺寸、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，平面误差操纵在规范同意范围内。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。穿越地下管线措施

58、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阻碍，在矩形顶管进洞时期也会造成一定沉降，施工中需要重点爱护该两路管线。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，因此施工中一定要操纵好顶进参数，在临近管线前减缓顶进速度，操纵好排土量，加强地面的监测力度。在矩形顶管出洞时期，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，施工时刻较长。为确保机头进入洞门后，至所有配套安装完成这段时

59、刻内洞门防水效果，拟视情况采取聚氨酯封闭环施工。矩形顶管通道贯穿后，对22004100 电力隧道，及2000合流污水管阻碍范围内进行注浆加固土体，以确保管线安全使用。顶管施工技术措施顶管轨迹操纵措施顶管机、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，操纵好初始偏差，并及时调整后座千斤顶合力中心来操纵初始偏差，确保机头初始状态稳定和轴线顺直。由于推进距离短，需尽早调整好参数，结合地面沉降数据，调整出土速度，操纵好正面土压，确保地面沉降量操纵在+10mm-30mm之间。推进时姿态需时时跟踪，一旦发觉轨迹的偏依，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同意

60、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。顶管同意最大顶力的操纵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，预防顶力超过同意值，在主顶泵站设备调试时，调整压力阀以使系统的总推力操纵在2500以下，并用螺栓锁死压力阀，幸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