道路和排水综合改造工程顶管方案

PAGEPAGE43宏伟世佳顶管施工方案PAGEPAGE43一：工程范围昆山市合兴路综合改造工程，为道路和排水综合工程，图纸设计K0+570—K0+810段中心线北侧50米雨水管道采用顶管施工。顶管管径为2200mm。设置顶管工作井和接收井各一座，井外围采用DN800高压旋喷桩围护，内侧采用D500树根桩支撑并浇筑砼内衬，工作井设置一道1000*800钢筋砼圈梁和一道450*450*21*40H型钢围檩。接收设置一道800*500钢筋砼圈梁和一道800*400钢筋砼圈梁。工作井和接收井底部采用压密注浆(坑底3米)。顶管采用土压平衡顶管施工。本次工程工作井井深7.7米，接收井井深7.4米。顶进长度为：181米。顶管主要穿越居民小区，穿越区两侧居民楼段采用高压旋喷桩加固，顶管施工完毕后管道两侧采用压密注浆加固。（具体施工布置见施工平面布置图）eq\o\ac(○,1)3层素填土：层厚0.5—2.:3M，灰黄色，松软eq\o\ac(○,2)层粉质粘土：层厚0.5—2.9M，灰黄色、可~软塑、含铁锰质氧化斑点。eq\o\ac(○,3)1层淤泥质粉质粘土：层厚1.9—8.8M，灰色、流塑、高压缩性、含少量有机质、腐殖质、偶夹薄层粉土。eq\o\ac(○,4)层粘土：层厚1.6—4.2M，暗绿~褐黄色，可塑含铁锰质结核。eq\o\ac(○,5)层粉砂：层厚3—9.4M，灰色，主要矿物成分为石英、长石，夹少量云母碎片、水平层理发育工程顶管井底主要位于③1淤泥质粉质粘土土层中，顶管主要位于③1淤泥质粉质粘土土层第二章树根桩及旋喷桩围护施工采用单排Ф500树根桩桩，围护结构强度等级为C30，主体结构强度为C30。高压旋喷桩桩径为800mm，采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为1.0，水泥掺入量20%。1）、清除施工区域的表层杂物（道路破除、绿化清理等）；2）、按设计要求放样，开挖工作面；3）、按设计要求确定树根桩桩位；4）、树根桩钻机就位，校核钻机平面放样精度和垂直精度；三、施工过程护壁泥浆的调制和使用护壁泥浆一般由水、黏土（或膨润土）和添加剂按一定比例配制而成，可通过机械在泥浆池、钻孔中搅拌均匀。泥浆的配置应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、循环方式等确定，泥浆原料和外加剂的性能要求及需要量计算方法

1）泥浆原料黏性土的性能要求

一般可选用塑性指数大于25，粒径小于0.074mm的黏粒含量大于50％的黏性土制浆。当缺少上述性能的黏性土时，可用性能略差的黏性土，并掺入30％的塑性指数大于25的黏性土。当采用性能较差的黏性土调制的泥浆其性能指标不符合要求时，可在泥浆中掺入Na2CO3（俗称碱粉或纯碱）、氢氧化钠（NaOH）或膨润土粉末，以提高泥浆性能指标。掺入量与原泥浆性能有关，宜经过试验决定。一般碳酸钠的掺入量约为孔中泥浆土量的0.1％～0.4％。

2）泥浆原料膨润土的性能和用量

膨润土分为钠质膨润土和钙质膨润土两种。前者质量较好，大量用于炼钢、铸造中，钻孔泥浆中用量也很大。膨润土泥浆具有相对密度低、黏度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。一般用量为水的8％，即8kg的膨润土可掺100L的水。对于黏性土地层，用量可降低到3％一5％。较差的膨润土用量为水的12％左右。

3）泥浆外加剂及其掺量

a．CMC（CarboxyMethylCelluose）全名羧甲基纤维素，可增加泥浆黏性，使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落并有降低失水量的作用。掺入量为膨润土的0.05％～0.01％。

b．FCI，又称铁木质素磺酸钠盐，为分散剂，可改善因混杂有土、砂粒、碎、卵石及盐分等而变质的泥浆性能，可使上述钻渣等颗粒聚集而加速沉淀，改善护壁泥浆的性能指标，使其继续循环使用。掺量为膨润土的0.1％～0.3％。

c．硝基腐殖碳酸钠（简称煤碱剂）分散剂，其作用与FCI相似。它具有很强的吸附能力，在黏性土表面形成结构性溶剂水化膜，防止自由水渗透，能使失水量降低，使黏度增加，若掺入量少，可使黏度不上升，具有部分稀释作用，掺用量与FCI相同。两种分散剂可任选一种。

d．碳酸钠（Na2CO3）又称碱粉或纯碱。它的作用可使pH值增大到10。泥浆中pH值过小时，黏土颗粒难于分解，黏度降低，失水量增加，流动性降低；小于7时，还会使钻具受到腐蚀；若pH值过大，则泥浆将渗透到孔壁的黏土中，使孔壁表面软化，黏土颗粒之间凝聚力减弱，造成裂解而使孔壁坍塌。pH值以8～10为宜，这时可增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水量。掺入量为膨润土的0.3％～0.5％。

e．PHP，即聚丙烯酰胺絮凝剂。它的作用为，在泥浆循环中能清除劣质钻屑，保存造浆的膨润土粒；它具有低固相、低相对密度、低失水、低矿化、泥浆触变性能强等特点。掺入量为孔内泥浆的0.003％。

f．重晶石细粉（BaSO4），可将泥浆的相对密度增加到2.0～2.2，提高泥浆护壁作用。为提高掺入重晶粉后泥浆的稳定性，降低其失水性，可同时掺入0.1％～0.3％的氢氧化钠（NaOH）和0.2％～0.3％的橡胶粉。掺入上述两种外加剂后，最适用于膨胀的黏质塑性土层和泥质页岩土层。重晶石粉掺量根据原泥浆相对密度和土质情况检验决定。

g．纸浆、干锯末、石棉等纤维质物质，其掺量为水量的1％～2％，其作用是防止渗水并提高泥浆循环效果。以上各种外加剂掺入量，宜先做试配，试验其掺入外加剂后的泥浆性能指标是否有所改善，并符合要求。

各种外加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期均匀加入，并及时测定泥浆性能指标，防止掺入外加剂过量。每循环周期相对密度差不宜超过0.01。

4）调制泥浆的原料用量计算

在黏性土层中钻孔，钻孔前只需调制不多的泥浆。以后可在钻进过程中，利用地层黏性土造浆、补浆。在砂类土、砾石土和卵石土中钻孔时，钻孔前应备足造浆原料，其数量可按公式2．2．6．2

计算：

m=Vρ1=(ρ2－ρ3)×ρ1·V1/(ρ1～ρ3)(-1)

式中；m--造泥浆所需原料的总质量（t）

V--造泥浆所需原料的总体积（m3）

V1--泥浆的总体积（m3）

ρ1--原料的密度（t/m3）

ρ2--要求的泥浆密度（t/m3）.

ρ3--水的密度，取ρ3=1t/m3

若造成的泥浆的黏度为２０～２２s时，则各种原料造浆能力为：黄土胶泥１～３m3／t，白土、陶土、高领土３.５～８m3/t，次膨润土为９m3/t。膨润土为１５m3/t。

（4）泥浆各种性能指标的测定方法

1）相对密度ρx：可用泥浆相对密度计测定。将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即气泡处于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。

若无以上仪器时，可用一口杯，先称其质量设为m1，再装清水称其质量为m2，再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆，称其质量为m3，则Px=(m3一m1)／(m2-m1)。

2）黏度η（s）：用标准漏斗黏度计测定，黏度计如附图2．2．6．2-1所示。用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将700mL泥浆注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流满500mL量杯所需时间（s），即为所测泥浆的黏度。校正方法：漏斗中注入700mL清水，流出500mL，所需时间应是15s，如偏差超过土1s，则量测泥浆黏度时应校正。（5）泥浆池一般分循环池、沉淀池、废浆池三种，从钻孔中排出的泥浆首先经过沉淀

池沉淀，再通过循环池进入钻孔，沉淀池中的超标废泥浆通过泥浆泵排至废浆池后集中排放。

（6）泥浆池的容量宜不小于桩体积的3倍。

（7）混凝土灌注过程中，孔内泥浆应直接排入废浆池，防止沉淀池和循环池中的泥浆被污染破坏。高压旋喷采用双重管法（气、浆二介质）施工，高压旋喷桩施工原理是利用高压浆切割土体，两出浆口处包一圈气体，使喷出的水泥浆能均匀地和加固土体结合。水泥掺入比为20%，水灰比1：1，材料采用普通硅酸盐42.5级水泥；按20%水泥掺量计算，每m水泥用量为：体积×掺量×土重=0.4×0.4×π×1.8×0.20×1000=180.9kg每m水泥用量的体积为：180.9/3=60.3L按1：1水灰比配制，浆液比重为：180.9×2/(60.3+180.9)=1.50kg/L每m高喷桩体需喷入的浆液量Q为：Q=180.9×2/1.50=241.2L高压喷射泵泵量100L/min，根据现有专业配套高压注浆泵的实际泵量只能达到额定泵量的60%70%计算，每m喷浆时间为：241.2/（100×0.65）=3.71min，与此对应，每m提升速度为1/3.71=0.27m/min由以上计算得出推荐参数为：喷浆压力25Mp，回转速度23r/min，提升速度27cm/min，气压0.6MPa。九、基坑施工及开挖方案用挖掘机开挖至标高-2.2m时，进行第二道钢围檩（接收井为钢筋砼围檩）安装，带安装完成后再用挖掘机进行开挖，。第三章高压电线杆加固方案本次顶管工程在顶进路线上有一高压电线杆，埋深为2.6米，即杆底高程为-0.2米，顶管管顶高程为-2.2米，对顶管前进不产生影响。由于顶管施工时会造成一定的水土流失，对电线杆的稳定性产生一定的影响。根据施工现场实际情况对电线杆采取加固措施：1、采用三角型支架（50mm钢管组成），在距离地面高度2米处设置卡箍内衬橡胶垫，用螺丝拧紧。卡箍与钢管采用焊接形式2、支架设置混凝土底座：2米*2米*0.3米,砼强度为C25，预埋铁件，钢管支架焊接其上。3、顶管施工结束后，在周围2米范围内，进行压密注浆，注浆深度达管顶。使得电线杆周围土体密实，不致发生沉陷现场。第四章顶管施工方案一、顶管设备的选择1.1、选择顶管掘进机根据此次施工所穿越的土质和地面状况，确定采用土压平衡机械顶管方法施工。土压平衡机械顶管施工是市政管道铺设的一项新技术，它省却了全线降水（仅工作坑位置降水），地面沉降小，对地面构筑物的稳定性影响小，施工不影响地面交通，顶进速度快（平均顶进速度10米/天），适应的土质广。减少对周围环境的影响。1123541、机坑导轨2、顶镐3、激光经纬仪4、后背铁5、顶铁6、砼管7、止水圈8、土车9、操作台10、光靶11、机头图1土压平衡顶进示意图11678910顶管机顶进时为了确保开挖面的稳定，对以下方面进行严格管理：送泥浆、开挖面土压力、顶管机推进速度、掘削土量、顶管背后注触变泥浆。

1.2、主顶进系统

主顶进系统共有4只2000kN双冲程（或单冲程）等推力油缸，总推力8000kN，根据设计工作井结构，最大顶力HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制在4600KN，4只双冲程（或单冲程）油缸组装在油缸架内，安装后的4只油缸中心位置必须与设计图一致，以使顶进受力点和后座受力都保持良好状态。安装后的油缸中心误差应小于5mm。主顶液压动力机组由二台大流量斜轴式轴向柱塞泵供油，采用大通径的电磁阀和系统管路，减小系统阻尼，4只油缸可以单动，亦可联动。

1.3、注浆系统

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，向管道外壁注入一定量的减阻泥浆，在管外围形成一个泥浆环套，减小管节外壁和土层间的摩擦力，从而减小顶进时的顶力，泥浆套的好坏，直接关系到减阻的效果。

为了做好压浆工作，顶进施工时采用特制配方的优质膨润土进行减摩注浆施工。该优质膨润土在其它类似HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程和类似土质条件下取得了很好的效果。在工具管尾部环向均匀地布置了四只压浆孔，用于顶进时跟踪注浆。混凝土管节上布置有四只压浆孔，其后每两节到三节管节里有一节管节上有压浆孔，压浆总管用2"耐压橡胶管，除工具管及随后的三节混凝土管节外，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，工具管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，混凝土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。

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。

减阻泥浆的拌浆制度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，膨润土加入后要充分搅拌，使其充分水化。泥浆拌好后，放置一定的时间才能使用，压浆是通过储蓄池处的压浆泵将泥浆压至管道内的压浆总管，然后经由压浆孔压至管壁外，施工中，在压浆泵，工具管尾部等处装有压力表，便于观察，HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制和调整压浆压力。在压浆支管处的浆液压力一般应HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制略高于土体静止土压力。

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征，一般按管壁空隙的5CM计算理论压浆量，由于泥浆的流失及地下水的作用，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，一般可达理论值的3-5倍，但在施工中根据土质情况、顶进情况而定。

顶管注浆系统分为机头同步注浆和管道补浆。

机头同步注浆由地面液压注浆泵通过Φ50管路压送到机头处储箱内，再由螺杆泵定量压入机头壳体外，在机头处应安装隔膜式压力表，以检验液是否到达指定位置，在所有注浆孔内要设置单向阀和球阀，软管和接头的耐压力5MPa，支管通径为Φ25。

在整个管道中每间隔2个管子设1个补浆断面共4个注浆孔，补浆由总管（Φ50）压送至各补浆断面上的注浆孔。补浆应按顺序依次进行，每班不少于2次循环，定量压注。

同步注浆和补浆分别选用A浆和B浆二种不同配方的浆液。

1.4、供电系统

地面以及工作井内设备供电分别采用75mm2电缆，380V常压输电，且分别用一只250A电箱HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制；管道内动力电采用120mm2电缆。1.5、通讯系统、HYPERLINK"/af/search.php?searchtype=title&keywords=%BC%E0%BF%D8&catid=0&typeid=0&fromdate=&todate=&ordertype=0&search=1"监控系统

顶进时必须保证信息交换渠道的畅通，同时对施工操作人员要进行监护，防止发生安全事故，因此需要设置通讯、HYPERLINK"/af/search.php?searchtype=title&keywords=%BC%E0%BF%D8&catid=0&typeid=0&fromdate=&todate=&ordertype=0&search=1"监控系统。

通讯采用数字程控交换机，各联络点之间可以通过电话联系，由于管道内空气潮湿，现场配备移动便携式烘干设备，随时能够处理交换机遇潮故障，以保证通话安全畅通。

HYPERLINK"/af/search.php?searchtype=title&keywords=%BC%E0%BF%D8&catid=0&typeid=0&fromdate=&todate=&ordertype=0&search=1"监控采用了一台监视器，对工具管仪表盘、光靶进行HYPERLINK"/af/search.php?searchtype=title&keywords=%BC%E0%BF%D8&catid=0&typeid=0&fromdate=&todate=&ordertype=0&search=1"监控。这样地面人员能及时了解施工情况，发生问题可以及时解决。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，保证图像清晰。

1.6、照明系统

照明采用36V安全电压，用16mm2电缆供电解决照明供电。管道内每6米安装一个6W行灯，每200米放设一个HYPERLINK"/search.php?searchtype=title&keywords=%B1%E4%D1%B9%C6%F7&catid=0&typeid=0&fromdate=&todate=&ordertype=0&search=1"变压器提供36V电源升压，每只HYPERLINK"/search.php?searchtype=title&keywords=%B1%E4%D1%B9%C6%F7&catid=0&typeid=0&fromdate=&todate=&ordertype=0&search=1"变压器连接33只行灯进行照明。工作井及龙门吊位置设置三盏1000W卤素灯供晚上顶管及管材吊放时照明。

1.7、通风系统

为了改善管道内的工作环境，施工时对管道进行强制通风，由地面空压机提供的经过滤清、除湿、降温的新鲜空气利用大功率鼓风机通过Φ300mm进气管送到顶管机头，并在通风管道上100M、250M、500M三处开设排风孔，管道内一氧化碳、二氧化碳、沼气等有害浑浊气体及微粒由轴流鼓风机排放出管道外。。

管道内放置有害气体检测仪，派专人巡视检测有害气体，一旦有害气体超标，当即命令管道内所有人员撤离。

二、工作井平面布置（见附图）

三、顶管的施工工艺流程

四、土压力值设定、总推力估算及中继间设置

顶管全长L=181m管中心标高为-3.3米，管顶覆土深度为4.4米

顶管总推力值估算如下：

根据顶管理论，顶管时总推力R为顶管机头迎面阻力N与管壁四周摩擦阻力F之和。本工程顶进长度为181m，工作井段顶管计算：R＝N+F（其中R—总推力N—迎面阻力

F—顶进阻力

）

N＝（π×D2）/4×P（D—管外径2.64mP—控制土压力）P＝K0×R×H0

式中：KO－静止土压力系数，一般取0.55；HO－地面至掘进机中心的厚度，取最大值5.7m

R－土的湿重量，取1.9T/m3P＝0.55×1.9×5.7＝5.96TN＝（3.14×2.64×2.64）/4×5.96＝32.6TF＝πD×f×L式中:f—管外表面综合摩阻力,取0.4T/M2(位于粉质粘土层)

D—管外径2.64m

L—顶距181mF＝3.14×2.64×0.4×181＝600.1TF总＝N+F＝32.6+600.1＝632.8T经计算得知主顶使用4台250T级油缸，在推进时，每台油缸的最大顶力不得超过175T，能满足施工要求本标段工作井所能承受的最大顶力为4600KN，根据计算该顶程须要设置中继间。

4.2、顶力HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制与中继环设置

在综合分析了主顶液压装置，中继间的最大推力，管子允许的轴向力以及沉井后座最大土抗力以后，我们先确定HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制顶力F控＝460t

顶进阻力由二部分组成F=F1+F2；

工具管迎面阻力为：

F1=32.6t

管道周边摩阻力F2=π×D×L×f

D管外径L顶进长度f单位面积周边阻力。取f=0.3t/m2

L1=[(F控-F1)]/πDf＝(460-32.6)/（π×2.64×0.4）128m

因此中继环结合我公司多年施工经验，采取必要减摩措施，对中继间进行合理调整后，中继间的设置距离机头为60米处，设置1道中继间顶力HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效方法是注浆。我们设想在管外壁与土层之间形成一条完整的环状的泥浆润滑套，变原来的干摩擦状态为液体摩擦状态。这样就可以大大地减少顶进阻力。要达到这一目的，就必须严格执行顶管注浆操作规程，由专人操作，质量员检查严格把好质量关。4.3中继环设计由于本工程顶管应根据需要设中继环。为提高工程的可靠性,按管径不同,每套中继环安装一定数量的双作用油缸,油缸行程均为300mm,各口径油缸布置见中继环设计推力计算表。由于中继环的实际总推力是顶进阻力引起的,所以在正常顶进条件下,中继环液压系统工作压力较低,设备故障率小,可靠性高。中继环的结构形式是经过立车切削加工的,尺寸精度高。在每套中继环处设一台液压动力机组,中继环和主顶进装置由PLC可编程序计算器实现预定的联动,只需一名操作人员就可控制。在每套中继环处还安置了行程仪传感器,在操纵台上显示出行程读数,以便操作人员控制。由于中继间启动伸缩次数很多，密封圈极易摩损失效而发生漏水、漏泥砂、漏浆等现象，给工程带来严重后果，甚至发生工程事故。为此本工程中继间结构采用径向可调密封形式，并设二道密封圈。在二道密封圈之间设置4只可以压注润滑油脂的油嘴，以减轻顶进时密封圈的摩损。还设置有4只注浆孔，顶进时可进行同步注浆，以减小顶进阻力。五、初始顶进

顶管机初始顶进是顶管施工的关键环节之一，其主要内容包括：出洞口前地层降水和土体加固、设置顶管机始发基座、顶管机机组装就位调试、安装密封胀圈、顶管机试运转，拆除洞临时墙、顶管机机贯入作业面加压和顶进等。

5.1、准备工作

（1）洞门止水设施安装完毕；

（2）轨道、基座安装完毕；

（3）主顶、后背设施的定位及调试验收合格；

（4）顶管机吊装就位、调试验收合格。

5.2、顶管机出洞

在顶管机出洞前，需重点对洞圈外部土体的加固效果进行检查，只有在确认出洞口土体达到止水效果后，方可进行顶管出洞施工。

对顶管机、主顶进装置等主要设备进行一次全面的检查、调试工作，对存在问题及时解决；同时，充分准备好顶管出洞施工所需材料，并在各相关位置就位。

仔细检查好洞口第二道橡胶衬压密效果，以确保顶管机正常出洞。

工作井洞口止水装置应确保良好的止水效果。根据设计预留的法兰，我们在法兰上安装两道工作井洞口止水装置。该装置必须与导轨上的管道保持同心，误差应小于2mm。

钢封门打开后，顶管机迅速靠上开挖面，并调整洞口止水装置，贯入工作面进行加压顶进，尽量缩短开挖面暴露的时间。

5.3、试顶

顶管机在出洞后顶进的前20m作为顶进试验段。通过试验段顶进熟练掌握顶管机在本HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程地层中的操作方法、顶管机推进各项参数的调节HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制方法：熟练掌握触变泥浆注浆工艺：测试地表隆陷、地中位移等，并据此及时详细分析在不同地层中各种推进参数条件下的地层位移规律和结构受力状况，以及施工对地面环境的影响，并及时反馈调整施工参数，确保全段顶管安全顺利施工。

5.4、顶管机出洞注意事项

顶管机出洞前要根据地层情况，设定顶进。开始顶进后要加强监测，及时分析、反馈监测数据，动态地调整顶管机顶进参数，同时还应注意以下事项：

（1）出洞前在基座轨道上涂抹油，减少顶管机推进阻力。

（2）出洞前在刀头和密封装置上涂抹油脂，避免刀盘上刀头损坏洞门密封装置。

（3）出洞基座要有足够的抗偏压强度，导轨必须顺直，严格HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制其标高、间距及中心轴线。

（4）及时封堵洞圈，以防洞口漏浆。

（5）端头砼墙拆除前的确认：出洞前确认墙拆除后的形状是否有碍于顶管机的通过，另外，检查衬垫的安装状况，如衬垫与围岩之间较远，则设置延伸导轨，防止顶管机前倾。

（6）防止顶管机旋转上飘。顶管机出洞时，正面加固土体强度较高，由于顶管机与地层间无摩擦力，顶管机易旋转，宜加强顶管机姿态测量，如发现顶管机有较大转角，可以采用刀盘正反转的措施进行调整。顶管机刚出洞时，顶进速度宜缓慢，刀盘切削土体中可加水降低顶管机正面压力，防止顶管机上飘，同时加强后背支撑观测，尽快完善后背支撑。

（7）在顶管机靠上正面土体后，需立即开启刀盘切削系统进行土体切削，以防顶管机对正面土体产生过量挤压，使切削刀盘扭距过大。

（8）由于顶管初出洞处于加固区域，为HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制顶进轴线。保护刀盘，顶进速度不宜过快。

（9）在顶管初出洞段顶进施工过程中，对顶管机姿态要勤测勤纠，力争将出洞段顶管轴线HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制到最好，为后阶段顶管施工形成一个良好的导向。

（10）顶管机完全贯入地层，顶进中要经常检查，发现异常，立刻停止顶进，进行妥善的处理。

七、顶进施工测量

6.1、测量方法

测量是使顶管机沿设计轴线顶进，保证顶管机顶进方向精确度的前提和基础。为保证本HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程的测量精度，施工前首先完成对业主所给测区导线网与水准网及其它HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制点的检核。在顶管机上配备激光导向系统指导顶管机顶进，以降低人工测量的误差和劳动强度，加快施工进度。同时采用全站仪对顶管轴线进行测量HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制。施工时严格贯彻三级测量复核制度，即作业队复核后报项目经理部，项目经理部测量队进行复核，然后反馈给监理和业主确认，监理监测队确认后，再由项目测量队进行施工放样测量，从而确保顶管按设计方向顶进。

6.2、主要测量技术措施

6.2.1、地面HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制测量

顶管施工前，组织公司精测队根据业主提供的HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程定位和测量标志资料，对所给导线点、水准点及其它HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制点进行复测；同时测设施工过程中使用的加密HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制点，并将测量成果书报请监理HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程师及业主审查、批准。

（1）引测工作井地面导线点

根据业主及HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程师批准的测量成果书由公司精测队以最近的HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制点为基点，引测三个导线点至每个出发井附近，布设成三角形，形成闭合导线网。

（2）引测工作井地面水准点

根据业主及HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程师批准的水准点由公司精测队以最近的水准点为基点，按国家2级水准要求建立本HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程的首级高程HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制。每个出发井附近至少布设二个测点，以便相互校核。

6.2.2、坚井联系测量

（1）平面坐标传递

利用全站仪采用导线法将地面坐标传递到井下仪器台和后视点

（2）高程传递

用鉴定后的钢尺，挂重锤10kg，用两台水准仪在井上井下同步观测，将高程传至出发井下固定点，最大高差中误差小于等于一毫米，整个管段施工过程中，高程传递至少进行三次。

6.3、顶管机顶进测量

6.3.1、HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制测量方法

顶管内接收激光束的光靶HYPERLINK"/forum-216-1.html"传感器和数据处理系统组成了顶进姿态测量HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制系统，用来测量以激光导向点为参照的顶管机切削舱的测量板的垂直和水平位移、激光入射水平角及顶管机切削舱仰角及滚动角。

6.3.2、HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制系统

操作人员通过远距离摄像HYPERLINK"/af/search.php?searchtype=title&keywords=%BC%E0%BF%D8&catid=0&typeid=0&fromdate=&todate=&ordertype=0&search=1"监控及微机系统，对测量数据进行处理计算并将处理结果反应出来的顶管机位置偏差显示在操作室屏幕上，指导操作人员对顶管机进行修正纠偏作业。

6.3.3、测量系统

激光定向仪、经纬仪、电子测距仪、水准仪组成了测量系统。

6.3.4、顶管机初始位置的测定和输入：

将顶管机切削舱的测量板的仰角、滚动角、水平角三个数据测出，并将激光基准点的相对于顶管机的位置（X.Y）测得并输入HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制系统。

七、顶管机姿态HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制7.1、顶进偏差产生的原因

7.1.1、形成机头旋转偏差的原因

顶管机向前顶进的反力，由工作井后靠背提供。刀盘切削土体的扭矩要是由顶管机壳与土层之间的摩擦力矩来平衡。当摩擦力矩无法平衡刀盘切削土体产生的扭矩时顶管机将形成滚动偏差。过大的滚动会影响测量板、纠偏油缸、螺旋出土机偏离正常位置，造成测量、纠偏及出土困难，对顶管轴线偏斜也有一定影响。

7.1.2、引起方向偏差的因素

（1)顶进过程中因为不同部位顶进千斤顶参数的设定偏差，使顶进方向产生偏差。

（2）由于顶管机表面与地层间的摩擦阻力不均匀、开挖掌子面上的土压力的差异、以及切削刀口欠挖时引起的地层阻力不同，也会引起一定的偏差。

（3）开挖掌子面砂层与砂砾层分界起伏较大，掌子面软硬不均，也易引起方向偏差，即使在开挖掌子面砂层的力学性质十分均匀的情况下，受顶管机刀盘自重的影响，顶管机也有下扎的趋势。因此，在顶进的过程中，须对竖直方向的误差进行严密监测HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制，随时修正各项偏差值，把顶进方向偏差HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制在允许范围内。

7.2、顶管机的姿态监测

采用经纬仪、水准仪等测量仪器测量顶管机的轴线偏差，监测顶管机的姿态。

7.2.1、偏转角的监测

用电子水准仪测量高差，推算顶管机的偏转圆心角，监测顶管机的滚动偏差。方法时在切削舱隔墙后方对称设置两个测量点，二点处于同一水平上，且距离为一定值。测量两点的高程差，即可算出偏转角。

A、B为测量标志，a、b为顶管机发生滚动后，测量点所处的新位置，Ha、Hb为两点的高程，a为顶管机的滚动角。

线段AB＝20A=20B=定值

a＝arcsin[(Hb-Ha)/AB]

上式中，如果Hb－Ha>0，表明顶管机逆时针方向滚动。如果Hb－Ha<0，表明顶管机顺时针方向滚动。

7.2.2、竖直偏可直接测量顶管机的俯仰角变化，上仰或下俯其角度增量的变化方向相反。

7.2.3、水平角的监测

电子经纬仪可直接测量顶管机的左右摆动，左摆或右摆水平方向角的变化方向相反。

仪器的配备

水准仪精度：±0.4mm

全站仪：2″

7.3、顶管机姿态调整

（1）滚动纠偏

由于刀盘正反向均可以出土，因此通过反转顶管机刀盘，就可以纠正滚动偏差。允许滚动偏差小于等于1.50时顶管机自动HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制系统会HYPERLINK"/search.php?searchtype=content&keywords=%B1%A8%BE%AF&catid=0&typeid=0&fromdate=&todate=&ordertype=0&search=1"报警，提示操作者切换刀盘旋转方向，进行反转纠偏。

（2）竖直方向纠偏

HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制顶进方向的主要方法时改变单侧纠偏油缸行程。但它与顶管机姿态变化量间的关系没有固定规律，需要靠人的经验灵活掌握。

当顶管机出现下俯时，可加大下侧纠偏油缸行程，当顶管机出现上仰时，可加大纠偏油缸行程，来进行纠偏。

（3）水平方向纠偏

与竖直方向纠偏的原理一样，左偏时加大左侧纠偏油缸行程，右偏时则加大右侧纠偏油缸行程。

7.4、纠偏注意事项

（1）切换刀盘转动方向时，先让刀盘停止转动，间隔一段时间后，再改变转动方向，以保持开挖面的稳定。

（2）要随时根据掌子面地层情况及时调整顶进参数，修正顶进方向，避免偏差越来越大。

（3）顶进时要及时进行纠偏，消除偏差后，再继续向前顶进。

7.5、确保顶管机土压力平衡和地层稳定的技术参数

（1）接管时，严防顶管机后退，确保正面土体稳定。

（2）同步注浆充填环形间隙，使钢筋砼管尽早支承地层，HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制地层沉陷。

（3）切实作好土舱压力平衡HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制，保证掌子面土体稳定。

（4）利用信息化施工技术指导顶进管理，保证周围自然环境。

7.6、正常施工时的主要事项

（1）每一作业班次要留下一定时间做好机械设备的保养和作业面的清洁工作。

（2）前后作业班组做好交接班的施工工况介绍并作文字记录。八、顶进过程HYPERLINK"/af/search.php?searchtype=title&keywords=%BC%E0%BF%D8&catid=0&typeid=0&fromdate=&todate=&ordertype=0&search=1"监控测量

8.1、地表隆陷监测

8.1.1、监测的目的

主要是测定纵、横沉降槽曲线及最大沉降坡度、最小曲率半径和沉降速率等，可按PECK公式，预测施工时在不同深度引起的地表、地层沉降槽曲线，施工中按反馈资料，合理调整顶管正面压力、送泥量、注浆时间和压力、推进速度等施工参数，以达到HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制沉降的最优效果。另外，顶管进出洞是顶管施工中技术难度最大、工序较复杂的施工阶段，须加强对洞外地表沉降观测确保顶管顺利进洞。

8.1.2、监测仪器

水准仪，铟钢尺等高精度仪器进行地表沉降监测。

8.1.3、检测实施

（1）基点埋设方法

采用标准地表桩，必须将其埋入原状土，并做好保护井圈和井盖。在坚硬的道路上埋设地表桩，硬凿除路面和路基，将地表桩埋入原状土，也可钻孔打入长1m以上的圆钢作地表观测桩，并同时打入保护钢管套。地表桩的埋设稳定期不少于30天。

（2）测点布设

在顶管HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程范围内，沿轴线方向每隔20m布设一组测点，横向地表桩的设置范围在预测沉降槽范围内。

（3）隆陷测点埋设

在地表挖孔，然后放入长200～300mm，直径20～30mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。

8.3.4、测量方法

观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时严格HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制限差，每测点读数高差不超过0.3mm，对不在水准路线上得观测点，一个测站不超过3隔，如超过时，重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测，两次观测高程之差应小于±1.0mm，取平均值作为初始值第五章安全生产保证措施一、安全生产施工管理目标杜绝伤亡、火灾、机械设备、管线、交通等重大事故。安全重大事故为零。二、安全生产指导思想贯彻“安全第一，预防为主”的方针，有效地控制和防止事故发生。三、安全生产总体措施由资深安全员担任专职安全负责人，全面负责施工全过程地安全检查、安全布置、安全督察和安全奖惩。全体管理人员牢固树立起“抓安全一刻不忘，管理安全理直气壮”地观念，做到施工现场“发现隐患立即整改，发现违章立即制止”，确保项目安全目标地达到。每月组织各施工班组进行安全设施检查，进行总结比评和奖惩。所有安全设施在解除前，应征得安全部门的同意。各施工操作面均应设若干灭火器，实行统一管理，在各施工操作面上设消防龙头。制定有效的防火、防盗、防爆的措施，在各防火重点部位设防火责任人。各条线、各班组对各自所使用的危险品负责。凡规定需持证上岗人员，必须持证上岗。配备工地保安人员，实行三班值勤和夜间巡逻制度，以保证现场业主、设计、监理、施工各方的安全。制定执行出入大门的规章制度。施工现场用电必须符合规定要求。为确保安全，在施工现场布置足够的照明灯光、警示标志及围护设施。工地建立安全管理体系。工地边开设消防专用出入口。四、保证安全的主要措施严格执行国家及上海市颁发的有关安全生产法规，特别是在生产区域必须严格遵守安全生产六大纪律，严格执行安全生产规则。认真做好安全生产教育，对所有参加施工生产的职工（包括代训工及实习生）均应进行入场生产安全和消防安全教育，未经教育不得上岗，同时应结合工程进度及不同施工工艺，进行针对性的安全知识与遵章守纪教育。做到无施工方案不施工，有方案没交底不施工，班组上岗前没安全交底不施工。施工班组要认真做好安全上岗交底活动记录，每周组织不少于1小时的安全教育活动。严格执行起重机械三限位、两保险、十不吊规定。严格遵守“十不烧”规定，执行工程多机多监护制度（操作证、动火证、灭火证、监护人）和1-3级动火界限审批手续。严格执行现场“四口”、“五临边”的防护措施规定。夜间施工必须配备足够的照明灯光，用于基坑下的照明电应为36伏的低压电，以保安全。现场机电维修人员应该经常检查设备触电漏电保护是否完好有效。现场用电机具较多，电线不得乱拖、乱拉。材料运输、堆放时，一定要注意保护好电线，防止碰砸电线，造成电线包皮破碎剥落，一经发现有电线露芯或电线包皮破损要及时修调。现场施工用的机电设备均应有良好的二级防护装置。电动机械及工具应严格按一机一闸制接线，并设安全漏电开关。吊机等起重机械必须配置专业指挥人员，无指挥人员不得作业，指挥人员必须有醒目的安全帽标志，履带吊作业时严禁个将起吊物体凌空于人行信道、临房上空。严禁闲杂人员进入