泥水平衡顶管施工工法-(国家优秀奖)

泥水平衡顶管施工工法泥水平衡顶管施工工法是机械化顶管施工的主要方法之一，属于机械化、长距离顶进施工技术，该工法在我国沿海富水地区近年来逐步得到推广应用，而在贫水的西北地区，此项技术应用尚属空白，本工法对施工技术管理有较高的要求，主要体现在对顶管设备操作的严谨性、对施工工艺参数计算和选择的精确性和合理性等。为了规范施工管理，提高施工技术水平，促进本地区非开挖管道机械化施工技术的应用和发展，在分析西北地区土质、总结胜利施工阅历的基础上，将泥水平衡顶管施工工法予以推广应用。一、工法特点泥水平衡顶管施工工法采纳机械掘进技术，其特征为：刀盘将切削的土壤送入泥水仓，然后由送水泵将具有肯定浓度的泥水送至挖掘面，通过刀盘充分搅拌后由排泥泵经排泥管道将泥水送至地面泥浆池，经沉淀或分别后泥水可重复利用，残渣外运；掘进过程通过刀盘以及顶速平衡正面土压力，调整循环水压力用以平衡地下水压力；采纳流体输送切削入泥仓的土体，顶进过程中不间断，施工速度快；无需土质改良或降水处理，施工后地表沉降小。通常泥水平衡顶管的主要设备有：掘进机、主顶设备、测量设备、井内旁通、限制系统等；协助设备包括：泥水处理设备、注浆设备、中继间等。泥水平衡顶管工法示意图二、适用范围泥水平衡顶管施工工法适用于各种粘土、粉土、砂土和渗透系数较大的砂卵石，也适应强风化岩等恶劣地质条件下的室外给水、排水、电力及其它适用于顶管施工的管道工程。泥水平衡顶管一般适用于管径D400~2400mm的管道施工，由于泥水平衡顶管顶距长、不需降水、能很好限制地面隆沉、施工平安等特点，并可适用于各类困难地质条件，因此像穿越重要马路、铁路、建筑物等特殊工程地段、穿越砂层、淤泥质土等特殊地质构造地段应用泥水平衡顶管施工工法，可达到良好的效果。三、工艺原理泥水平衡顶管施工技术是利用泥水压力来平衡土压力和地下水压力的一种顶管施工方法。其基本原理是由送水泵将具有肯定浓度的泥水送至挖掘面，再经井内旁通压力调整阀及调整排泥泵转速来调整进水压力大小，使其平衡地下水压及挖掘面土压力，尽量使掘进机刀盘在平衡压力下工作，从而可防止由于挖掘面的失稳，造成地面沉降和隆起。四、工艺流程及操作要点一）、基本工艺流程工程起先测量放样不合格不合格放样复核基坑构筑工作坑设备安装地面设备安装进洞打算注浆材料打算机头出洞加中继间注浆减摩顶进推动注浆减摩顶进推动结束机头入洞水平顶进下管、接口安装结束机头入洞水平顶进下管、接口安装二）、操作要点1．施工打算泥水平衡顶管施工前应编制具体的施工组织设计，其中施工方案应包括以下内容：（1）施工依据、内容、范围施工方案应依据经过批准的工程文件，依据经过批准的地堪资料进行工艺设计；施工方案应明确施工内容和范围并绘制施工现场平面布置图。（2）顶管设备选择泥水平衡顶管机有多种类型，应依据不同的地质条件选择适用的机型，以达到良好的顶进效果。我公司与扬州广鑫机械设备有限公司合作开发的NPD-B多边形偏心破裂泥水平衡顶管机可适用于西北地区困难地质条件，是一种全土质顶管机。NPD-B型泥水平衡顶管机可用于用通常意义上的泥水平衡，也可用于全岩石顶管机。NPD-B泥水平衡顶管机的关键是如何保住泥水仓内的泥水不让其流失。为此该设备实行三个保水措施：第一、在刀盘上加两块面板，减小刀盘的开口率，隔断大部份泥水流失的通道以保水；其次、在面板上设计注浆孔，向挖掘面上注入粘土泥浆，让泥土仓内的把透水性好的粗砂变成不透水性的泥沙以保水；第三、施工过程中把进水泥水的比重设定在1.15～1.20之间，漏斗粘度在45～55秒之间（到施工时视状况经试验确定一个最佳值），让它形成较牢固的泥膜以保水。NPD-B偏心破裂泥水平衡顶管机构造图改进设计的NPD-B型泥水平衡顶管机仍旧可用于粘土等其他土质。采纳泥水平衡顶管施工的进度快、顶进阻力也小。这种顶管机的刀盘是由一组十字形刀排和安装在刀排后的多边形锥体组成。泥土仓则是由一个多边形喇叭状的壳体和刀排后的多边形锥体组成。两个多边形的边数是不等的，且多边形锥体与主轴之间有一固定的偏心量。多边形锥体的后部安装有一块隔栅板和刮泥板，它们都在泥水仓中随刀盘一起转动。只有当破裂后的泥土、石块小于隔栅板栅孔的间隙时才能进入泥水仓，尔后通过排泥管被排出。假如泥水仓内粘聚或沉积有土砂时，就会被刮泥板刮起，通过排泥管排出。每当刀盘作偏心转动时，它就对泥土、石块形成第一次压碎。由于多边形刀盘的每一个边与多边形泥土仓壳体的每一个边所构成的空间，在刀盘作偏心旋转的过程中，一会儿不断地增大，一会儿变小，这就对泥土、石块形成其次次更为功能更强大的破裂。当多边形刀盘的每一个边与多边形泥土仓壳体的每一个边所构成的空间在由小变大的一瞬间，即使是粘土，也会拽成肯定的缝隙，泥水可通过这些缝隙送达到挖掘面上。加之我们在多边形泥土仓壳体上设有数个高压水喷嘴，一旦送入高压水就会对粘土进行切割、粉碎。因此，多边形偏心破裂泥水平衡顶管机能适用一般泥水平衡顶管机不能适用的内聚力很大的固结性粘土。（3）施工工艺施工工艺主要包括：顶管区间段长度的确定，是否运用中继间以及中继间的数量和布置；初始顶进的方案及措施；测量及纠偏的方法；长距离顶进减阻的方案及措施；泥水的运输方案。（4）施工工艺参数的计算工艺参数计算主要包括：顶力的计算、后背承载力的计算、土压力和泥水压力限制值计算、泥水的稠度限制计算、注浆系统的相关计算等。（5）顶管工作井的设计和施工方法工作井的设计和施工方法主要包括以下内容：工作井的位置及断面形式的选择；工作井的尺寸；工作井的开挖及支撑方法；后背结构的设计及安装方法；洞口密封的设计；工作平台的支搭方法；工作井的降水措施等。（6）设备安装调试的技术措施施工设备的安装、调试的技术措施主要包括：施工设备的安装位置、安装精度和坚固要求、安装依次、调试方法和要求等。（7）施工过程限制的技术措施施工过程限制的技术措施主要包括以下内容：工作井内管子的吊运的安装、泥水处理、测量等作业的空间布置以及及平行或交叉作业的支配等；顶管入洞及出洞措施；施工过程中操作室与掘进机头、中继间的联络方式等。（8）质量平安技术措施质量及平安技术措施主要包括：限制顶进轴线、高程误差及其他质量因素的措施；顶进操作及设备维护的技术与平安措施；限制地面隆起、沉降的措施；穿越重要构筑物的技术与平安措施。（9）应对突发事务的预案进行施工过程中技术、质量、平安的风险分析，制订处理风险事务的应急措施。（10）顶管施工记录记录包括顶进过程中的顶进长度、顶力数值或油泵压力表数值、管位偏差及其校正状况、机械运转状况、中继间运用状况、土质水位改变及出现的问题等。2．工作井（1）工作井位置的选择应依据管道设计、地形、地层结构、施工环境条件等因素选定。（2）工作井的开挖深度应满足顶进设备轨道高程及基础厚度的要求。（3）工作井的结构及支撑应依据开挖断面、挖深、土质条件、地下水状况及总顶力等进行施工设计。（4）工作井前壁上应预留顶管入土洞口，洞口中心应与管道中心重合，洞口直径宜大于顶管机刀盘直径2~5cm。（5）工作井应采纳钢筋混凝土护壁，工作井内应设有集水坑。（6）依据施工设计搭建用于吊运和防护的工作平台，工作井上的平台孔口的尺寸满足管子及弃土吊运空间所需。依据管重及其他附加荷载计算选用工作平台承重主梁。依据起吊设备实力及起吊物重量核算起重架。垂直运输设备必需按施工中最大起吊重量选型，且符合起重设备运用的有关规定。起重设备设专人检验、安装，并遵守平安操作规程。（7）工作井应设防雨棚，有良好的施工照明条件。（8）顶管完成任务后，应刚好拆除、清理工作井，并进行井室等施工作业，经检验合格后刚好回填。3．设备安装及试运行设备安装前，依据设备的操作要求及施工便利的原则确定各设备的安装位置、各种管线和电缆的铺设位置及走向等。对设备的吊运、安装依次进行支配和支配。（1）设备的安装①主顶设备底盘的安装应支撑坚固，防止产生受力变形或位移。底盘的调整的定位宜在将顶管机吊运至底盘导轨上后进行。②主顶设备液压系统宜设置在主顶设备旁边以便于操作，液压软管接头连接清洁无污染。③吊运完成后，调整底盘及顶管机机头的位置、高程、中线、仰俯角、旋转角等。④工作井总电源闸箱及用电设备必需执行三相五线制，且安装漏电爱护装置，工作坑及管内运用36V以下的照明设备；总电源的匹配大于顶管施工过程中需同时运行的全部设备功耗之和；长距离顶管时须考虑电缆的电压降。顶管机头内应设有应急照明电源，顶管机机头、工作坑及地面设备之间设置通讯联络设备。⑤工作井内测量仪器的基座不能固定在主顶装置底盘、工作井后背或其他可能在顶进受力时产生变形或位移的基础上，应安装在独立的固定基座上，以削减重复移动和调整次数；宜运用激光经纬仪或激光指向仪与安装在顶管机内的激光目标靶共同组成方位误差测量系统，对顶进的高程的轴线误差进行全过程的监控。⑥泥水分别系统及注浆系统应安装在地面上适当的位置，符合便投料和排放所需落差的工艺要求。⑦顶进时应依据所顶管道的管径确定安装通风设备的位置的长度。通风设备结合管内的工作环境条件选定，保证管内有足够的氧气。（2）设备试运行设备试运行之前，应对设备的安装，各种管线、电缆的连接进行检查，确认安装和连接无误后方可接通电源。设备的试运行应遵照设备说明书进行。通过试运转查找和消退设备可能存在的全部问题，确认其处于完好状态。主要包括以下内容：①不加载的状况下，电源电路开关的接通、切断工况试验的检查。②液压系统限制阀件的动作灵敏、正确，特殊留意有无限制电路反接的现象、操作台显示动作与实际动作是否一样。③设备润滑和密封系统供油正常，油路畅通，供油压力可在设定的范围内调整。④刀盘正反旋转动作正确，无异样响声。⑤纠偏千斤顶的伸缩动作正常，编组动作与操作台显示一样。试查完毕将千斤顶回缩到工作零位。⑥顶进千斤顶伸缩动作正常，试查完毕将千斤顶回缩到工作零位。⑦泥水处理系统、注浆系统输送泵的试运转符合设备说明书的规定。⑧对注浆管路进行加压试验和检查，保证管路畅通、无泄漏。其调试依次为：将操作台输出电缆分别与对应的接口接好以后，逐步送电，视察各仪表电压值是否正常；然后依次送电检查各设备运行状态，送水泵、排泥泵、抽水泵以及搅拌筒电机旋转方向，排泥泵的调速系统是否正常，若旋转方向相反则调换该电机两相电源线，若发生异样声音或气味，马上停电检查故障缘由，尽快解除；注浆泵一般采纳螺杆泵，不能在无浆液下运行，在调试或运行之前先用管钳扭动转轴，待敏捷以后可加水运转，看泵的旋转方向与出口压力；将掘进机各电缆接好，开启操作按钮、动力按钮，并使后方动力站运行（运行前检查油箱内油量是否足够，有无污染）；调速旋钮拨至10位,千斤顶切换成伸出，渐渐将调速器拨至0位使全速运行，全部伸出以后再退回，反复操作1-2次进行排气；关闭后方动力站，打开机内动力站，刀盘运行，TV开，看刀回旋转方向是否正确，转矩仪是否正常，将转矩仪设定于0位，看报警系统是否正常，倾斜仪指示状况，开、关旁通阀和止水阀，动作是否敏捷，操作纠偏限制旋钮，视察纠偏指针在光靶上移动的状况，能否达到最大位置；关闭机内动力站，待机10-15分钟，视察掘进机破裂锥体内有无油滴滴下，若有少量渗出无滴下，可视为合格，停止刀盘运转，TV及动力回路操作回路；拆除掘进机电缆线，可以吊装掘进机于导轨之上，打算顶进。4．顶进设备安装、调试和试运行正常后起先正式顶进。初始顶进我们把从破洞始终到第三节砼管全部推动入土中的全过程称之为初始顶进。在顶管施工中，初始顶进是一个至关重要的阶段，它的成败将取决于整个顶管过程的成败。我们把初始顶进分为以下几步：第一步是破洞。在破洞之前，洞口必须要有防止土体或砂层塌方的措施。在土质匀称的黄土中顶进时，一般洞口采纳砖砌封门；但是在砂土中，比较有效的是实行深层搅拌桩和高压旋喷两种方法，但是笔者举荐采纳高压旋喷来对顶管井洞口外土体进行加固。因为一般顶管施工都在比较狭小的场地，深层搅拌桩的施工设备浩大，占地大，桩机高度很高，在市区很简单受高压线等的制约，另外相比于高压旋喷造价高，所以不举荐运用。高压旋喷桩机小，加固土体效果志向，加固顶管井洞口外土体时可以采纳纯水泥浆，也可以掺加适量的粉煤灰，主要依据工期和经济性选择。我们在工程工作井洞口外侧采纳水灰比为1：1的水泥浆，添加2%氯化钙，正常气温养护期7－10天，因为养护期过长高压旋喷处理过的土体强度大，机具穿过困难；而在接收井洞口处理时则掺加了30％的粉煤灰，养护期28天。实践证明，其固砂效果特别好，而且不影响顶进；同时高压旋喷还可用于对工作坑坑壁的预支护，也取得了令人满足的效果。其次步是让顶管机入土。当封门破除后，可把顶管机刀盘开动，用主顶油缸缓缓把顶管机推入土中。这一过程中应留意防止刀盘嵌入砂土中不转而顶管机壳体旋转，我们实行了限制顶进速度和在顶管机左右两侧加设角撑的方法来防止其旋转。第三步是将机头后方的两根砼管与机头管连接，形成一个整体，用来限制顶进段的高程和中线。至此，初始推动工作完成，此时应停下来进行一次全面的测量，并把测量数据绘成曲线，便于分析。同时，在初始顶进中还需留意，应在初始顶进的后期方可以进行正常的方向校正工作，这是因为假如当第一节砼管尚未与顶管机后壳体联接时进行纠偏，这时顶管机的前壳体已在土中，后壳体沿在导轨上，纠偏时前壳体不动，后壳体则有可能偏离导轨，不仅起不到纠偏作用，反而会带来更多的麻烦。在初始顶进阶段若非要纠偏不行，这时也只能用纠偏油缸推出（即用纠偏油缸伸出），而不能用纠偏油缸拉（即不能用纠偏油缸缩回）。（2）顶管机刀盘转速和扭矩限制和调整①在顶进过程中，依据土质状况和顶进效果进行刀盘转速和扭矩的限制和调整。②正常顶进状况下刀盘应调至高转速、中低扭矩的状态工作，以获得较好的泥水分别效果。在施工中需停止刀盘回转时，应先停止顶进，让刀盘回转一段时间，视察到刀盘工作电流（或工作油压）起先回落后方可停止刀盘回转。在顶进过程中发觉刀盘工作电流（或油压）异样上升时，应降低顶进速度或停止顶进，待刀盘电流（或油压）平稳后再按正常速度顶进。③当顶管机头发生自转时，应将刀盘回转方向调至与顶管机头自转相同方向进行顶管机头的旋转偏移订正。④刀盘的重新起动应实行一切可能的措施降低起动阻力，在确认不会对设备造成破坏或进一步加大顶进困难后，方可加大扭矩起动刀盘。（3）顶进设备操作①顶进设备的操作应按前方顶进反馈的限制信息要求实施。②初始顶进或中途停机重新顶进时，都应遵循从低速到高速的限制原则。③顶进速度应尽量限制平稳，尤其要避开顶速突然加大的现象。④对顶进过程中出现的任何工作油压波动都应刚好分析缘由并实行相应措施。⑤遇到下列状况时应马上停止顶进，刚好分析缘由并实行相应措施，处理完善后再接着顶进：

A顶进顶力骤升或顶力达最大值时；B后背发生位移或后背开裂时；C千斤顶油管不通或油泵工作不正常时；D进水排泥管路不畅时；E监视器工作不正常时；F激光经纬仪工作不正常时；G砼管出现裂缝或破损时；H洞口止水圈漏水时；I电路发生故障时。（4）泥水限制在泥水平衡顶管中，泥水管理尤其重要，在正式起先顶进前需做必要的计算，来确定泥水的主要技术参数。泥水管理问题包括流量、流速、压力、相对密度等管理。①流速和流量：流速太小泥砂就会在管内沉淀，引起管道的堵塞，排水泥砂中含有较大的颗粒，当粒径大于排泥管内径1/3时，排出有困难。为了不引起管道堵塞，流速必需大于肯定值，该定值为临界流速，当排泥管公称直径为100MM时，其临界流速为2.2-2.4M/S，而流量Q为：Q=V*S=（105.3/2*10-3）2*π*(2.2~2.4)≈0.019~0.021M3=1.15~1.25m3/min（105.3为公称直径100MM管的实际内径）为了保险，而实际流速大于临界流速，取Q≥1.②泥水压力：由排泥管总长度和挖掘面地下水压力确定。L=L1+L2+△L+H1+H2L：排泥管最大长度L1：推动最大距离L2：基坑到沉淀池距离△L：由阀，弯头引起损失折算成的长度，一般取10~20M。H1：基坑深度H2：沉淀池排泥口到地面高度扬程损失：HF2=L*△HF2HF2：每米扬程损失，取0.075~0.106。损失压力：△P=ρgHF2其中ρ：泥水密度g:重力加速度泥水压力：P=PW+△P+（0.1~0.2）PW：地下水压力覆土浅取0.1，覆土深，地下水位高取0.2泥水浓度：依据地质状况，在渗透系数较小的土层中，泥水比重可限制在1.05以下；在渗透系数适中的土层中，必需保持泥水稳定，即泥水中除必需含有肯定比例的粘土外，还须加肯定比例的膨润土，保持泥水稳定，泥水比重限制在1.05~1.10之间；在渗透系数大的土层，浓度太小泥水会渗入土层，致使泥水压力无法建立，无法排泥，为了保证压力水不易渗透到土层中，泥水的浓度应适当增加，泥水比重限制在1.10~1.20之间，在挖掘面上使泥膜快速形成，从而使泥水压力有效限制挖掘面保持正常稳定状态，而泥水循环利用会损失一些粘土，这时要不断地向循环水中加粘土或膨润土来补充。（5）纠偏操作顶进过程中的纠偏是顶管作业质量好坏的关键，若操作不当，可能造成顶力骤升、管接口破损，严峻时可能造成管道无法顶进，引发严峻的平安、质量事故和重大经济损失，尤其是在砂层中顶进，管道极易因为泥水过度冲刷造成顶管机机头下沉，因此，对于顶进过程的纠偏显得尤为重要。在机头和机头连接工具管出洞前，即使发生中线和高程偏差，也尽可能不要纠偏，因为此时纠偏，机头连接管尚位于导轨上，起不到纠偏效果；机头连接管出洞后，若高程中线在±2㎝以内时，可不纠偏，当高程或中线超出标准值2㎝以上时，依据监视器内的光点位置改变趋势进行纠偏，必需有一个提前量，纠偏遵循“先纠高程，后纠中线，小角度连续纠偏”的原则，纠偏油缸的伸出量一次不得太大（以不超过2㎝为宜）；当光点位置有反向移动趋势或移动速度放缓时，可将纠偏油缸缩回，停止纠偏，纠偏时还应视察监视器内仰俯角和旋转角改变，作为参考数值，仰俯角和旋转角最大偏差不得超过原始值3°。

当监视器中光点发生显著改变时，应停止顶进，测量人员须下坑对经纬仪进行重新校正复核，查找是否属仪器被触碰或振动所致；若不是，须进行缘由分析，并会商处理方法。

顶进工程中，操作人员应随时监测监视器各项数据的改变，并刚好记录，在分析记录数据的基础上进行纠偏。

顶管过程中，操作人员必需对顶管各项数值进行纪录，顶进记录应做到记录精确、清晰、完整、刚好，顶进记录每顶进一根管子记录数据不得少于一次，每班次不少于6次，尤其是交接班前，无论该管子是否完全顶进都应进行纪录，交接班必需履行交接班手续，测量人员应相互沟通。

测量人员应对激光经纬仪进行每作业班次不少于两次的校核，并保留校核纪录。（6）顶进过程中工作井管理工作井是管子安装、顶进、泥水处理、测量等交叉作业的区域，应制定工作井管理制度。①应合理支配施工作业依次并做好施工人员的调配管理，各道工序操作应有专人负责，职责分明。②顶管机、中继间、工作井内以及地面上设备的操作应有统一的施工指挥，按约定的信号操作，并设有报警信号。③管子吊运的方式、吊具强度及合理性等应经检查确认平安牢靠。管子从工作坑平台上吊运到主顶设备轨道上的过程中，应有相应措施保证施工人员的平安，并防止可能对管子造成的损坏。④管子吊运到主顶设备轨道上后，应进行管端密封圈部位的清洁和润滑处理，并调整好管子接口同心度。管子对接宜借助主顶设备缓慢奖管子顶入，应留意检查密封圈的状况，防止被挤不或挤出。⑤管内泥水输送管道应做好密封，防止漏水。定时检查管道是否畅通，防止管道堵塞，保证泥水的正常输送。⑥顶铁应有足够的刚度，顶铁上有锁定装置；顶铁的安装必需保证对位精确，防止千斤顶活塞杆偏心受力；边圈与管口之间应采纳缓冲材料衬垫。⑦施工过程中应留意防止顶进千斤顶活塞杆被硬物撞伤，应刚好清除洒落在活塞杆上的泥砂和污物。⑧施工过程中应留意爱护好测量基准点及固定在工作坑内的激光测量仪器等，测量点及测量仪器应定时或定况进行校核。⑨施工过程中应避开出现相互干扰的交叉作业。⑩每根管子顶进完毕后，进行电缆、泥水输送管、注浆管等的断开和穿过管子后再接通作业时，应留意如下事项：a．电缆断开前应先切断电源。b．电缆插头拔下后应做好插头防护，防止被泥砂污染和遇水。c．电缆再接通前应检查插头是否清洁、干燥。d．泥水输送管、注浆管等的断开前应停止泵送、关闭阀门。e．在操作过程中应留意防止各种电缆和管线被挤坏。f．各种电缆和管线的分布应避开因顶进设备等的移动受到扯拽。⑾施工现场应设置管子存放区，管子应排放整齐，以便利管子的吊运下管。（8）施工指令及记录①泥水平衡顶管施工应有统一的施工组织和现场指挥，顶进指令、纠偏指令、停止指令的下达应由有关负责人做出。②顶进应昼夜连续进行施工，除顶管机停机正常维护或不行抗拒状况下，不得停止作业。③每班均应填写施工记录。施工记录应包括长度、顶力数值或油泵压力数值、管位偏差及其校正状况、土质水位改变及出现的问题的应留意的事项。交接时应将施工记录向下一班交接清晰。④应设专职人员对顶管施工设备进行定期保养和日常修理，做修理保养记录。设备的保养和修理应符合设备运用说明书的要求。5．测量与监控（1）编制测量及监控方案顶管施工起先前，应依据设计文件规定的工程内容与现场环境条件及顶管施工特点编制工程的测量与监控方案，主要包括：①平面与高程限制测量方案。②工作坑内及管道内限制测量方案。③顶管施工中的测量项目、内容、要求。④顶管贯穿前的测控方案。⑤地面及周边建筑物隆沉监控方案。（2）高程及中线误差监测①泥水平衡顶管施工测量应建立地面及地下测量限制系统，限制点应设在不易扰动、视线清晰、便利校核、易于爱护处。②为了实现对前端顶管机偏离轴线的动态监测、提高施工测量效率并与机械化顶管技术相适应，泥水平衡顶管应采纳激光导向进行监控。③宜以激光测量数据作为顶进过程中推断前端顶管机高程及中线误差的主要依据。在施工阅历不足的状况下，应运用水准仪和经纬仪进行高程和中线误差的校验测量；这种测量方法还用于对顶进管段高程及中线误差的测量。④运用水准仪和经纬仪对顶管机进行测量应支配在工作间隙进行，在纠偏过程中应增加测量次数，反之在顶进正常状况下可削减测量次数。⑤每完成一节管子的顶进，应测量一次管中心线和高程；每个接口应测一点，有错口时测两点，并形成文件。⑥工作坑与接收坑贯穿后，应进行管道最终验收测量。确定管道的中心线与管底高程、井位位置。（3）地面隆沉状况监控对顶管施工中地面隆起状况进行监控，监控应符合下列要求：①监控基准点应设在施工影响区域外，并具有良好通视与防干扰条件。②隆沉观测点应沿顶管机前进轴线方向对称支配布置，具体布设尺寸应结合初始顶进试验，由施工设计确定。③对须要爱护的建筑物、构筑物等应设监控点。④对已完成的管段应接着进行隆沉观测，观测间隔时间按限制测量方案确定。（4）数据记录与反馈精确填写顶管施工过程中每次及最终测量数据，形成完整的测量记录。每次测量、监控的轴线误差与地面隆沉数据，并刚好进行纠偏。6．触变泥浆与填充注浆（1）制定方案触变泥浆的加注应按施工方案进行，顶管完毕应通过注浆进行管外空隙填充和泥浆置换。施工方案应包括以下内容。①泥浆协作比、注浆时及注浆压力确定。②制备和输送泥浆的设备及其安装规定。③注浆系统及注浆孔的布置。④顶进洞口封闭泥浆的措施。⑤填充注浆和泥浆的置换。（2）加注触变泥浆①顶管机外径宜比顶进管子外径大2~6cm，注浆后使土体与管子间形成10~30mm厚的泥浆环。②应依据管道直径、土质条件、计算注浆量等确定每个注浆面上注浆孔的数量。③注浆应从顶管机后的第1、2节管起先进行，并通过对注浆分闸门的限制，使管道的前端在顶进过程中始终得到注浆补充。④顶进过程中还应通过后续管子的补浆孔进行补浆，补浆孔的间距和数量取决于土质、顶速等，宜相隔2~5节管子布置补浆孔。⑤注浆压力因管道上方土体的塌落程度、土体的渗透系数以及注浆管路沿程压力损失等而存在差异，注浆压力限制宜遵循以下原则：a．浆液能以较平稳的工作压力连续注入。b．防止浆液窜入管道内。c．注浆压力的上限不允许超过管道上方覆土的承压实力。（3）填充注浆顶管终止顶进后，应向管外壁与土层间形成的空隙，或减阻触变泥浆层进行充填、置换，保障被穿越的地面构筑物平安。注浆应符合下列要求：①应由管内匀称分布的注浆孔向外测空隙压注浆液；注浆应与地面监控相协作，应采纳多点注浆将管道与土层的间隙充分填满，注浆量宜按计算空隙体积的150%限制。②注浆压力应依据管顶覆盖土层的厚度计算或试验确定，宜为0.1~0.3MPa,砂卵石层宜限制在0.1~0.2MPa。③注浆结束后，应在规定时间内将注浆孔封闭。7．中继间顶进运用中继间接力顶进是长距离顶管的重要技术措施，随着顶进距离的增加，管壁与土体的摩阻力随之加大，虽然利用触变泥浆可以减阻，但其作用终归有限。长距离顶管应设置中继间，采纳中继间接力顶进技术，可提高一次顶进的距离，并削减工作井，降低施工成本。（1）应依据顶进作业总顶力的计算和顶进管材的管壁承受实力等在施工方案中确定中继间的设置及其运用数量。（2）中继间应符合下列要求：①具有足够刚度、卸装便利，在运用中具有良好的连接性和密封性；②中继间的设计最大顶力不宜超过管子承压面抗压实力的70%；（3）中继间应在主顶设备顶力达到中继间设计顶力的3/4前运用。（4）中继间的液压设备与工作井顶进设备宜集中限制。顶进时，距离顶管机最近的中继间先顶，其他的中继间保持不动，在全部中继间依次完成顶伸后，工作井内主顶千斤完成最终的顶进作业。8．顶管机的接收（1）接收井一般设在管线的检查井位置。接收井的开挖、支撑方式与工作井类似。在有地下水地段应进行降水处理。（2）接收井的尺寸应满足顶管机与首节管子脱离后进行设备检查、维护及吊运所需空间要求。（3）接收井应预留顶管机出洞口，洞口直径宜大于顶管机直径10~20cm。（4）顶管机接近接收坑井壁1~2m时，应调整、限制顶管机顶进速度，加密对顶管机轴线的测控。六、劳动力组织由于顶管施工须要连续24小时不间断，因此劳动力配备每日三班，具体劳动力配备及职责如下：（1）施工员每班设1名，全面负责顶管施工的指挥和协调工作。（2）顶管机机头限制人员，每班设1人。机头限制人员是顶管施工最主要的操作人员，其职责有：①机头限制系统的操作。②泥水输送的操作。③纠偏装置的操作。④油脂密封系统的操作。⑤泥水压力监测和顶力限制。⑥进行主顶装置动作的操作。⑦负责工作坑工作人员的联络。⑧填写有关施工过程记录和工作日志。⑨工具管偏差和倾角的监测。（3）测量人员，每班设1名。其职责是帮助顶管机操作员的工作，并侧重于做好以下工作。①激光经纬仪的初始安装、调整和定位。②顶进过程中对激光经纬仪偏移的检查和调整。③管道垂直和水平误差的实测。（4）中继间操作员，当运用中继间时每套每班次设置1名。其职责是在顶进过程中，依据顶管机操作员的指令进行中继间的操作。（5）坑内协助人员每班4名，负责坑内混凝土管吊运、安装，进排泥管道的拆卸、安装等。（6）地面协助人员，每班设3名。其职责有：①注浆设备的安装、操作及供料。②混凝土管吊运。③泥水外运。（7）坑口吊车司机，每班1名。主要负责管材、顶铁等材料设备吊运。（8）机械、电气设备修理人员每班2名。主要负责现场电路检修和设备修理保养。七材料1、管材泥水平衡顶管施工运用的管材需采纳Ⅱ级或Ⅲ级钢筋混凝土钢承口管，采纳橡胶圈接口，嵌缝材料采纳聚硫密封膏，质量均应符合国家规范要求。管材对顶管施工质量至关重要，由于机械顶管顶力大，纠偏操作频繁，不合格的管材在顶进过程中有可能发生裂缝、管口破损、甚至会发生管材环向断裂，给施工造成严峻后果，因此，施工时应留意如下几点：（1）必需对运进现场管材进行严格质量检验，不合格的管材严禁用于顶管施工。（2）顶管用混凝土管宜采纳钢承口的接口形式，管材质量应符合下列要求：①混凝土管节表面光滑、平整、无砂眼和汽泡；接口尺寸符合规定；②钢套环尺寸符合设计规定，接口无疵点，焊接接缝平整，肋部与钢板平面垂直，且应按设计规定进行防腐处理；③密封橡胶圈安装前保持清洁，无油污；④混凝土管接口处加衬垫，防止管口受力不匀称而被顶坏。2、注浆材料（1）触变泥浆触变泥浆的协作比应按管道四周土层的类别、膨润土的性质以及触变泥浆的技术指标确定。膨润土在运用前应测定其胶质价。触变泥浆配制应符合下列要求：①按试验确定的触变泥浆的协作比，称量水、膨润土及碱的质量；②分别配制碱溶液和膨润土浆液；③将配制好的碱溶液，注入膨润土浆内，通过制浆机搅拌至匀称，形成触变泥浆；④配制好的触变泥浆静置12~24h后方可运用。（2）填充注浆填充注浆浆液宜采纳水泥粉煤灰系列，应搅拌匀称，无团块、杂质。八、机具设备（见表1）表1主要机具设备配备表序号名称规格单位、数量用途1泥水平衡顶管机NPD-B1台掘进机2发电机200KW1台机头用电3水车5T1辆施工用水4主顶泵站31.5Mp1台顶进泵站5油压千斤顶200T6~8个顶镐6吊车25T1台下安管、挪移顶铁序号名称规格单位、数量用途7挖掘机1201辆基坑开挖8运泥浆车5m2辆泥浆运输9泥浆搅拌机1台制备膨润泥浆10螺杆泵1.5寸1台管壁注浆11渣浆泵（30kw）4寸2台进排泥浆12离心泵3寸2台供水排水13水准仪DS31台高程点引测14激光经纬仪2″1台高程、中线限制依据工程须要还可增加中继间、增压泵等协助设备。九、质量限制本工法施工质量严格执行CJJ3-90«市政排水管渠工程质量检验评定标准»和GB50268-97«给水排水管道工程施工及验收规范»中的相关规定：1．接口必需密实、平顺、不脱落，密封材料完好、匀称。2．管内不得有泥土、石子、砂浆、砖块、木块等杂物。3．管外壁与土体间的空隙，应填充处理完毕。4．有严密性要求的管道应经水压、闭水试验合格。5．顶管允许偏差（见表2）。表2泥水平衡顶管允许偏差表序号项目允许偏差（mm）检查频率检验方法范围点数1中线位移D＜1500≤30每节管1测量并查阅测量记录2D≥1500≤503管内底高程D＜1500+30~-40每节管1用水准仪测量4D≥1500+40~-505相邻管间错口混凝土管d15%且不大于20每个接口1用尺量6钢管＜2对顶接口1用尺量7相顶时管节错口≤30注：D为管径，d为管壁厚。十、平安与环境爱护1、平安措施（1）操作人员必需经过平安及技术培训，经考试合格方可上岗并在指定岗位上操作；非专业人员不得从事机械及电器维护修理作业，严禁擅自拆改设备。（2）进入施工现场的人员需按规定佩戴劳保用品。（3）与施工无关人员不得进入施工现场。（4）作业中各环节操作人员间必需严格按约定操作信号操作，遇到任何报警信号，应马上停止操作。（5）因故停顶后在复原顶进前应对支承、平台、支架、吊具索具、机械设备及电器设备进行