机械顶管施工方案

本本本本木木木本建设工程

施工组织设计

（施工方案）

工程名称

*******顶管工程

施工单位：

施工日期：支配开工日期：****年**月**日

支配竣工日期：****年**月**日

公司主管经理：

公司总工程师：

项目经理：

项目技术负责人：

编制人：

编制日期：年月日

书目

第一章编制依据及编制原则........................................1

一,编制依据：................................................3

二，编制原则..................................................3

第二章工程概述.................................................4

一，工程概述..................................................4

二，工程特点及难点............................................4

第三章工程部署和支配...........................................5

一，施工部署原则.............................................5

二，施工组织机构..............................................5

三，工程实施部署..............................................6

第四章施工方法.................................................8

施工工艺流程..............................................8

二，工程测量..................................................8

三，土压平衡顶管机设备特征及优点..............................9

四，设备工作描述.............................................11

五，土压平衡顶管土仓压力，顶力确定：........................12

六，工作井施工...............................................14

七，顶管进洞的止水方法.......................................19

八，土压平衡顶管机的就位......................................1

九，顶进施工..................................................1

第五章质量目标及保证措施......................................5

—,质量目标及标准...........................................5

二，施工中地面沉降的观测......................................6

三，质量保证措施..............................................7

第六章施工平安措施.............................................8

1,平安保证体系..............................................8

2,平安技术措施...............................................8

第七章文明施工及环境爱护措施..................................11

第八章应急预案...............................................12

第一章编制依据及编制原则

一,编制依据：

1,管线平面设计图；

2,管线纵段设计图；

3,工程地勘报告；

4,D1800土压平衡顶管机运用说明；

5,D1800土压平衡顶管机胜利顶进的技术阅历;

6,有关工程技术规范。

7,电力工程相关敛收规范

二，编制原则

1.以设计文件及有关规范为依据，紧密结合现场实际状况，编制经济科

学切实可行的施工方案，施工部署，施工方案，施工方法及工艺做到先进

科学；

2.质量目标明确，施工中采纳先进技术和设备，严格管理，保证措施完

善，确保工程质量达到合格的基础上创精品工程；

3.平安目标明确，平安措施牢靠，制度完善，确保施工平安；

4.工期目标明确，合理高效支配施工进度，科学划分施工区段，协调统

确保工期顺当实现；

5.施工中做到爱护环境，爱护文物，文明施工，整个工地达到文明施

工工地标准；

6.遵守招标文件各项条款要求，全面响应招标文件，专心贯彻业主及其

授权人或代表的指示，指令和要求；

7.坚持技术先进性，科学合理性，经济适用性，平安牢靠性和实事

求是相结合；

8.自始至终对施工现场坚持实施全员，全方位，全过程的严密监控，

科学管理的原则；

9•服务于业主；强化精品意识，以昨天为落后，视精品为合格的企业精

神为指导，使本工程成为一项优质精品工程的代表。

第三章工程部署和支配

施工部署原则

1.本工程是横穿***的顶管工程，施工产地狭窄，顶管覆土较浅，土质

较差，外加车流量大，动和载持续不断等诸多因素造成施工难度较大。我单

位依据现场状况，打算和开顶进工作坑和接受坑，管线单向顶进，当顶完一

条管后把机头吊运回顶进工作坑从新顶进。顶进工作坑再管道顶进时不搭设

出土设施，雇用一台30吨吊车作为出土及调运安管作业。依据现场条件合理

地支配施工依次，保证在劳动力，物资以及资金消耗量最少的状况下，从而

保证工期和质量目标顺当完成任务。

2.文明施工，环境爱护工作是本工程的一大重点，施工前要对施工区

周边现况状况进行更进一步的具体调查，确保居民，车辆出行平安，爱护施

工区域的环境，确保对周边居民的干扰削减到最小程度。

二，施工组织机构

1.成立施工组织机构的原则

依据本工程施工工期紧，平安隐患多，作业面狭窄，地理位置困难

等，我公司依据业主对工程的施工要求，结合本工程特点，组建高素养，高

水平的项目经理部。同时在施工中坚持科学管理，严密组织，细心部署，

确保总体施工目标的实现。

2.施工组织机构（详见项目经理部组织机构框图）

建立项目部组织施工。项目部班子由项目经理，项目副经理，项目总

工组成，下设五个职能部门：即工程管理部，技术质量部，平安保卫部,

物资供应部，机械设备部。实行项目经理负责制，对本合同段实施全面管理。

为保证工期要求依据本工程的实际状况，依据工程施工特点进行工程项目

划分，本工程项目经理部下设施工作业队。

项目经理部组织机构框图

项目经理

施工作业队

项目人员配备：

项目经理：

项目副经理：

项目总工程师：

施工员：

空气检测员：

技质部：

物资供应部：

平安保卫部：

机械设备部：

综合办公室：

三,工程实施部署

1,施工组织

本顶管段采纳D1800土压平衡顶管机一一京顶一号进行机械化顶管，为

了施工技术质量和施工平安，同时也为了为机械化顶管技术积累珍贵的阅历,

我们项目部组织了有丰富阅历的机械化顶管小组有项目部经理任组长。成员

见上

具体操作人员分工及人数每班次安排如下：

限制柜操作人员2人

稳管，出土车协作6人

开泥口2人

顶进（拆卸2根电缆）2人

测量2人

吊车机手2人

领班（负责指挥下管）2人

卸泥，推管4人

电工2人

配比泥浆，加水，泥泵2人

合计共26人

2,施工依次

顶进

接

顶调运机

收

进

顶进工

工

作

在江作C侧设顶管坊.在领秀城侧设置接收坑，占地

坑

坑

面积为1

机头夜间进行，9用江南小区侧一条行车带，一条停车

'市'O

(在顶坑旁边设临设及办公区。)

3,施工进度支配

依据工程总工期的要求，求稳、，求平安，报质量，制订周密的进度支

配是工期的关键，具体支配如下工程进度支配：支配工期为36天

开工日期：****年**月**日

竣工日期：****年**月**曰

1),施工打算：设备，材料人员进场，3天

2),工程施工：30天

3),竣工验收，撤场3天

第四章施工方法

一，施工工艺流程

工作坑开挖T后背T导轨安装T顶进设备安装T顶进T压浆T两浆置换T

排管

二，工程测量

为确保工程质量，必须对中心及高程严格限制。精度要达到1/70000,达

到工测四等三角网的有关精度要求；高程限制点的精度达到国家三等水准测

量的有关技术要求才能运用。

1,测量定线

依据项目经理部供应的线位和交桩导线点，放出施工中线，分别给出工

作坑和接收井位置中心线，高程必须设置临时水准点。

2,定线复核

复测图纸是否和设计图纸相符合，如复测偏差值符合规范要求，将成果

及定线成果图报监理审批。

3,水准点复核

每次进行测量时必须对临时水准点进行闭合测量，闭合差应不大于土

12Kl/2复测不合格不得运用，合格后报监理审批。

4,管道中心限制

中心复测合格后，刚好设置中心限制桩，并砌砖爱护，做明显标记。

5,管道高程限制

水准点复测合格后，应在工作坑内设置临时水准点供施工中运用，临时

水准点不少于2个，测量是要进行闭合效核。

6,顶管中心，高程复测

顶管开始后，每天复测井内中心线和标高桩一次，以防顶管反作用力时

井中心偏移。

7,测量仪器校核

(1)水准仪，经纬仪校核合格后方可运用。

(2)要定期校核。

(3)本工程采纳激光定位，每天校核激光束中心，高程是否精确。

8,沉降观测

由于该顶管段部分需穿领秀城和江南小区间城市道路，对路面的沉降限

制特别重要，虽然在施工过程中沿线不需降水，其因施工造成的微小沉降特

别小，但我们仍将在附路管道中心线上及两侧设沉降观测点，具体为在管线

中心两侧间距2m,纵向分别在主辅两侧路缘石设一沉降观测点，我们将定期

观测，以便发觉问题刚好实行相关措施。

从以前顶进施工所做的沉降观测记录来看，机械化顶管对于地面沉降影

响很小，完全可以确保在施工过程中路面的平安。

三，土压平衡顶管机设备特征及优点

顶管设备横断面图和施工原理图如下：

螺旋输土机

土斗

压系统

1,采纳机械顶管施工的优点

1）中心支承幅条式刀盘结构中心及周边刀具布置，提高刀具的防磨和抗

冲击力，更适合砂石地层的掘进。

2）液压马达+行星轮+齿轮减速的刀盘回转传动机构，具有良好的启动性

能。利用恒功率变量液压技术，刀盘转速和扭矩随切土改变自行调整，有利

于减轻砾石对刀具的冲击，并可依据不同土质状况，获得较大的扭矩或较高

的转速，从而改善刀盘的切土和搅拌效果。

3）采纳变频调速技术的螺旋输土装置，确保手动或自控工况下调整土压

的有效性和牢靠性。后端设有蓄土装置，更换运土车时可不中断出土。

4）独特的纠偏装置轴向位置调整功能，增加了纠偏限制和处理掘进故障

的技术手段和可操作性。

5）设备运行状况的集中显示和限制，以及激光靶跟踪+倾角仪测斜的动

态方位误差监控系统，使监测和操作工作更直观，更便利。

6）长行程，整体式主顶装置，无须顶铁，提高施工效率，工作平安牢

靠。

7）具备加注护壁泥浆的技术手段，用于降低减阻泥浆的外渗，提高减阻

效果，从而实现降低顶进阻力，加大单行程顶进距离。

8）管线在顶进施工时两侧不用降水，从而削减因降水施工引起地面沉降,

确保周边建筑物的结构平安。削减临时占地，削减对社会车辆及行人的干扰。

9）采纳大扭矩强顶力土压平衡顶管机协作中继间运用，可增加顶管长度,

充分显示缩短施工工期，削减工程造价的优势。

2,D2150（D2200）土压平衡顶管机主要技术参数

①有关数据

1）主机尺寸：直径①2620mmX长度6010mm

2）限制装置采纳中心支承幅条式刀盘结构，增加型中心及周边刀具布置,

以提高刀具的抗磨及抗冲击实力及适用多种地质条件。

3）主机采纳全液压恒功率驱动，转动力矩大，转速和扭矩随切土阻力改

变能自动调整。

4）全液压主顶机构顶力为12000KN。

5）最大顶进速度50mm/min。

6）刀盘最大转速2.4rpm/mino

7）刀盘最大扭矩450000Nm。

8）总功率220KW。

9）单程顶进距离（不设中继间时）50〜100m。

10）运用寿命5000m。

11）电瓶运土车轨道间距0.6m。

12）（综合各项影响因素）平均顶进速率8m/d

13）机头总重量约为30吨

14）适应地层条件：

运用于粘性，砂性，砂砾（最大砾径120mm）的干性或含水地层条件下

施工。

②螺旋输送机参数

1）螺旋输送机直径：410mm

2）转速：1~17rpm（微机限制，连续可调）

3）最大扭矩：12KN.m

4）电机功率：28KW

5）出土最大粒径:120mm

6）最大出土量：0.4m3/min（满意加泥30%时最大掘进速度的出土要求）

③纠偏系统：

1）纠偏千斤顶：4X1500KN

2）纠偏最大力矩:4539KN.m

3）最大纠偏角：±°

④限制系统：

采纳操作台集中限制操作，运行状态参数可屏幕显示。动态方位误差由

激光靶及姿态仪反馈信号，土压仓压力由土压传感器反馈信号并显示。土压

可预控或按设定值自控。

⑤顶进系统：

1）等推力双作用双级千斤顶6台（每台2000KN）,不间断一次顶进行程

3.45m,无需配各种顶铁，工作效率高，平安牢靠。

2）顶力：6X2000KN=12000KN

⑥加泥系统：

采纳压力无脉动的螺杆式加泥泵，并设有流量计，可依据原土质状况，

以最大限度的改善土压仓土质，实现全断面土压平衡，保证在各种土质状况

下平安顶进。

⑦触变泥浆系统：

采纳柱塞泵加注触变泥浆，可起到护壁，减小顶管阻力，加大顶进距离

的作用

⑧弃土机构

1）输土采纳皮带机传递到运土小车。

2）因为顶进距离较短采纳人工运土，可实现每顶进1m出土一次。

四，设备工作描述

土压限制，土仓压力可在。〜250Kpa范围内随意设定。土仓压力是靠螺

旋输送机转速调整出土量以调整土仓压力，螺旋输送机转速由土仓压力计限

制，土仓压力传感器通过PLC系统限制螺旋输送机，土仓压力高时可限制螺

旋机减速，反之限制螺旋输送机加速。流塑性更好的全断面实现土压平衡，

加泥实力/min。同样可以加泡沫，增加设备在砂砾石层，流砂层的正常顶进

的平安性。同时可向土体注入水泥浆或水玻璃等加固浆液。

本机机尾设有触变泥浆注浆系统，在顶进时同步注入触变泥浆以隔离土

和管子的接触达到减阻的效果。

本机还设有机头倾角仪和姿态仪表，随时显示机头前进的纵坡和机头的

旋转的角度，角度精度0.02°相对坡度万分之3.50可供操作人员刚好调正

机头的坡度和旋转角。

螺旋输送机设有液动密封门，当遇有停电可自动关闭，长时间不施工可

关闭密封仓，保持土仓压力。

五，土压平衡顶管土仓压力，顶力确定：

1,顶力计算

(-)计算公式

主动土压力

Poi=加g，45。-言-2Qg45。-上+水压⑴

<2)

“02=汝以45。+与。+里卜水压⑵

被动土压力

土仓压力p0=p01+2m水压⑶

P=24。也+2“泡+九)%2(45。—S+q+；山E(4)

顶力

式中：

Po土仓压力(主动土压力+2m水压)单位：KN/m2

A-----管正截面面积单位：m2

f—管土间摩擦系数取0.3

L-一顶进距离单位：m

D-管外径单位：m

土容重单位：KN/m3

D-管内径位：m

（|）---管四周土的内摩擦角

hi-—卸荷拱高度二单位：m

hi---管顶到中心距单位：m

G-单位长度管重单位：m

H--管底以上覆土深度单位：m

h一一管中覆土深度单位：m

2

1/4nDP0--土仓迎面阻力单位：KN

（二）顶管顶力计算

1.式中取值

最长段进行取值计算（61m）：

△h本工程不考虑地下水影响。

3

Y=20KN/mfkp=0.8D=D尸f=0.3（J）=40°

[1+吆（45,/2）]=6,353加收

2九

2.主动土压力（KN/m2）

最长段进行取值计算（61m）：

Poi=吆2（45。-9-2ag45°-y+水压

=2033-23130.466

=KN/m2

3.被动土压力（KN/m2）

=2033-2313

P02=加屋（45。+9-2ag45°+告+水压

=-28.6+

=KN/m2

4.土仓压力（KN/m2）

最长段进行取值计算（61m）：

Po=Poi+2O=+2OKN/m2

5.顶力计算（KN/m）

最长段进行取值计算（61m）：

=61〔2333203+2333203(+1.3)

33〕+1/4H2.623

=61(+5+11.49)+

=61X+=KN

顶管机头顶进阻力：(KN)

L二6nlG二50KN/m

=6[2333203+2333203

(+1.3)30.2173350)

=6(++11.49+15)

二KN

6.总顶力(KN)

最长段进行取值计算(61m)：

P书+P2KN考虑加膨润土等减阻措施，实际的总顶力为P，

=70%P=12488.7(KN)

土仓压力确定：从理论上讲，土压平衡顶管过程中，其土仓的压力P0假

如于所处土层的主动土压力P01,即P0VP01,土体不稳定，可能塌方，造成

地面沉降。反之，当仓内压力P0大于它所处土层被动土压力P02时，即P0

>P02,地面就会产生隆起。并且沉降是一个渐渐演化的过程，尤其是在粘性

土中，不能刚好发觉，可能几年后还会沉陷，带来后患。土压平衡掘进理论

说明，土压力限制在P01VP0VP02,这样的一个范围内，可达到土压平衡。

六，工作井施工

1,施工降水

依据现场地质状况，考虑地下水状

况。用小型抽水机抽水

2.工作平台支搭：

3.立顶管架：

顶管工作坑出土的工作支架由四根

①100mm,壁厚仕=10mm)钢管组成，每

根钢管长度为L=9m,顶部用60-70mm

圆钢连接，两端锁紧。工作支架底部由人工协作将四个支点位置找精确后，

马上在四脚外侧焊防滑挡托，在顶管工的指挥下，上横向拉杆。横向拉杆要

齐全，安装要平且保证拉杆能充分拉紧。拉杆上齐后，小卷扬机就位。顶坑

究竟后再将平和吊土立架拆除。

4,工作坑开挖

（-）顶管坑支护设计及计算

1.顶管坑支护设计

顶管坑结构尺寸（长X宽=LXB）：主干线（D1800）顶管坑9m义6m。施工

中顶管坑结构尺寸根居检查井的类型调整开坑尺寸来满意顶进需要.开挖

前，依据顶坑的管内底标高，考虑导轨高度，顶管坑底板厚度等计算出顶管

坑实际槽底标高（H）o

根顶管坑上部设锁口圈梁，圈梁宽800mm,高500mm,圈梁采纳16020

为主筋，中8@200箍筋，混凝土强度等级C25O为了俯管丁佐甫下部钢架能

和锁口圈梁连接，锁口圈梁向下预留钢筋接头，t圈梁钢筋安下打孔，插

入800mm长。20钢筋，间距1000mm。预留钢筋锚八块I_IK反T，J'于400mm。

坑壁采纳格栅挂钢筋网片倒挂逆作法，分层开挖，分层锚喷混凝土进行支护，

结构厚度为250mni,格栅每750mm设一道，并在坑底设一道格栅。竖向用①20

钢筋连接（采纳搭接焊），间距为1%钢格栅主筋采纳中20,每断面4根，

每根钢格栅纵筋和横筋之间采纳波浪型连接。沿钢格栅内侧主筋外缘满铺

中6@100钢筋网片，并和主筋焊接成一体。竖井施工中应沿竖井壁设置“土钉”

长1.5m的中20锚杆，呈梅花状布置，间隔1.5m,并在喷射混凝土前和网

片及钢格栅焊接坚固，以满意结构整体受力的要求，留意各网片相互搭接坑

底要设一道钢格栅，本工程喷射混凝土设计强度等级为C20,中粗砂，豆石

（粒径在〜）配比为水泥（P032.5）:砂子:豆石二122,速凝剂掺量为水泥重

量的5%,水泥，砂子豆石和速凝剂采纳人工搅拌，混合料要随拌随用，不掺

速凝剂的干料其存放时间不应超过45分钟，喷射作业应分层，分片分段依次

进行，喷射依次应自下向上，沿水平方向螺旋式移动，回旋直径应为300mm

左右，一圈压半圈，一次喷射厚度不得大于100mm,分三层喷满，每次喷1m,

不得在一处积累，要求喷射密实不得露筋，锚喷厚度不得小于250m厚。喷

射前必须穿雨衣，带胶皮手套，戴防护眼镜和防尘口罩，喷射前必须检查设

备，材料是否齐全完好。喷射时管道不准有死弯,非操作人员不得在旁边停留,

喷枪在任何状况下严禁对人。喷射机司机必须做到开始时先送风，再开机，

再供料，结束时应待料喷完后再关风。向喷射机供料应连续匀称，机器正常

运转时，料具内应保持有足够的料，喷射机的工作风压满意喷头处的压力在

左右，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理干净。

喷射时施工操作遵守以下规定：喷射时常常保持喷头有良好的工作性能；喷

头和受喷面保持垂直，保持在0.6〜的距离，喷射混凝土时需限制好水灰比，

保持混凝土表面平整，每次开挖喷射混凝土前，应将前次喷射混凝土的接茬

部位凿毛，清除表面粘附的泥土，以保障接茬处混凝土的密实。

顶管坑设置130工字钢环撑一道，位置在坑口下处，八字斜撑四角满布和

环撑满焊。。

Z75X50

「3501

连接板大祥

g

4史20

目了

格栅断面

I栅格钢架间距，长度2m,

钢架之间采纳角钢连接，纵向连接

筋①20,间距内层放置,钢筋网片

OX100.

格栅钢架图

格栅配筋图

计算

计算模型的建立

对于钢筋混凝土格栅梁和工字钢环撑的验算采纳1/2分担法，即每道梁

或撑担当其限制范围内土压力的作用。其中对钢筋混凝土格栅梁假定为两端

固定，工字钢环撑梁为四支点连续梁。

1）钢筋混凝土格栅梁配筋及结构尺寸抗弯性验算：

本工作坑至的位置为顶管坑后背承受压力最大的部位，因此该范围的钢

筋混凝土格栅是计算检验的重点。

故选取-6m位置，格栅层高为b=0.24m的钢筋混凝土格栅梁进行计算：

-6m位置的主动土压力为：

钢筋混凝土格栅梁所受均布载荷为：

钢筋混凝土格栅梁实际承受最大弯距为:

/——格栅（顶管工作坑）的长度二m

钢筋混凝土格栅最大计算弯距为（正截面受弯承载力计算模型）：

式中：加二9.6N/〃加混凝土强度设计值c20；（按《混凝土结构设计规范》

（GB50010-2000））

=/；=300^/W钢筋抗拉（压）强度设计值；（按《混凝土结

构设计规范》（GB50010-2000））

——受压格栅主筋至锚喷墙表距离；

”——格栅截面有效高度（格栅受拉筋至土层距离）；

b——格栅截面的宽度（格栅纵筋竖直间距+20mm）；

As——受拉区钢筋截面面积（2根）；

X——混凝土受压区高度；

钢筋混凝土格栅梁配筋及结构尺寸符合抗弯要求。

2）钢筋混凝土格栅梁配筋及结构尺寸变形验算：

钢筋混凝土格栅梁所受最大变形（受弯构件挠度验算模型）为:

钢筋混凝土格栅梁配筋及结构尺寸符合变形要求。

其中:

钢筋混凝土格栅梁（受弯构件）短期刚度:

式中:

E3=2.（）xl（）5N/〃疝钢筋弹性模量

,,0.65/…0.65x1.78

裂缝间纵向钢筋应变不匀称系数〃=11—至常所用

钢筋和混凝土的弹性模量的比值

A628旭疗

纵向受拉钢筋配筋率：夕=笳=葩菽诟嬴=。。”

受拉翼缘面积和腹板有效面积的比值:

有效受拉混凝土截面面积的纵向受拉钢筋配筋率：

按载荷短期效应组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力的等效

Mk_22.13"M〃？

=\72AMpa

应力:0.87%A、0.87x235nunx628inm2

3）工字钢环撑梁计算

工字钢环撑梁为四支点连续梁，梁长9m。

m位置土压力为：

工字钢环撑梁所受最大均布载荷为：

立置：6/=x/?=1.4x0.3=0.42KN/m

工字钢环撑梁所受最大弯距为：

m位置：Kx=014^/,2=0.14x0.42x92=4.76A7V•m

I30工字钢的抗弯截面系数：叱=472.3c/

校核工字钢环撑梁的正应力强度：

-4m位置：0m"/谓'=26MMpa<[<r]=160Mpei

满意正应力强度条件。

5,洞口做法及加固：

为防止洞口处土体坍塌，需对洞口实行加固

措施。开洞口之前，沿洞口上部180。范围内顺管

方向打入长2m的注浆花管打入深度不小于1.5m。

当工具管全部入土后，利用预埋好的注浆花管向土

内注入水泥浆。注浆量视现场状况而定。

pa0花管间距30cm,

如图所示：

洞口做法：将工作坑坑壁顶管管线进入位置凿出直径为2760mm的圆洞，

圆洞中线为设计管道中线，切断坑壁根架，用①20钢筋焊接成直径2760mm的

钢圈，用①20,长度为240mm的钢筋连接两个钢圈，做成洞口钢筋圈，放入

开凿出的洞口内，将钢筋圈和棉架栅格接触部位焊接，使之和坑壁连接成整

体，在洞口钢筋圈内用水泥浆抹灰，厚度为30mm,抹灰要求平整光滑。

见下图：

七，顶管进洞的止水方法

为保证顶管机出洞时触变泥浆不从顶管机外壳四周涌出，需要在出洞口

安装封闭装置。后封闭利用310mm钢板，加工两个圆环，两钢环内径比管材

外径稍大即2680mm；外钢环比内钢环的外直径大100mm,把的橡胶圈（厚10mm,

内直径1950mm,外直径为2680mm）安装在两钢套环之间，采纳夹板螺栓固定。

顶管机顶入土前，将加工好后封闭安装在洞口预埋钢筋上，用螺栓固定。

由于橡胶圈内径小于管材直径，当顶管机头进入洞口，橡胶圈形成一个

反向折弯，利用注浆时的反推力，使橡胶圈附着在管身，当注浆压力越大，

橡胶圈附着力越强，从而达到后封闭的效果。

1,工作坑后背安装后封闭女衣

1.工作坑后背的受力分析受力分析见下图

〜1.6倍，确保平安

22

R二B(yHKp/2+2cHKP7+yhHKP)

式中：R：总推力之反力(KN)

a：系数(取〜之间)取2.5

B：后座墙的宽度取6米

y：土的容重(KN/m3)取20.KN/m3

H：后座墙的高度(米)取5米(入土1米)

2

KP：被动土压系数为tg(45°+(|)/2)。取40。

c：土的内聚力(KPa)取13.18KPa

h：地面到后座墙顶部土体的高度(m)取2米

代入得：

22

R二aB(YHKP/2+2CH(KP7)+yhHKP)

=x9x[20x5x5tg2(450+40°/2)/2+2xx5xtg(45°+40°/2)+

20x2x5xtg2(45°+400/2)]

=x(1150+282.71+920)

二52935,98KN

工作坑后背以混凝土后背为后背墙，分别300mm豆石，20mm钢板，横放

30"工字钢，竖放14#工字钢，20mm钢板，工字钢均密放并焊接。

具体布置见下图

八，土压平衡顶管机的就位

1,基座导轨安装

工作井的基础底板，后现浇300mm厚的C30钢筋混凝土底板，底板配筋

上层为①14@300,下层为①20@200,底板尺寸为11Xm,浇注300mm,用地脚

螺栓，压板固定导轨，用丝杠在顶进方向前方和坑壁撑牢(配筋图见附

图)。具体基座导轨安装见下图：

2,整体就位

基座安装完毕后，进行顶管机的工作井位就位，用50吨吊车先吊装机头,

待机头就位后，再吊装设备间。两者就位以后，进行电路，油路，无轴螺

旋输送机，注浆系统的安装调试。

机头就位

3,管材的选用

依据土压平衡顶管机设备和土压状况，确定采纳①1800mm钢承口混凝土

管，其主要优点有：

(1)和钢插口接口管相比，它不仅省去了一环筋板和一环胶版衬垫材料，

而更主要的是增加了牢靠性。它同时也扩大了适用范围，特殊适用于砂砾土。

(2)由于钢套环是埋在混凝土中，它增加了钢板环的刚度，在运输中也不

宜变形

(3)避开了在管子推动过程中由于校正的原因而使前面的钢环和混凝土

管产生缝隙，随着管子的推动使大量的砂从缝隙中挤进来，使砂砾填满缝隙,

若再反向纠偏时会造成钢环变形，导致泥砂涌进管内，破坏管口，影响顶进

质量。

(3)管子接口快速并且不简单产生错口

依据对目前混凝土管供应厂家的评审，我们优先选用优质厂家生产其中

重庆“云鹏水泥制管厂”生产的①1800m口管材，具管材为川级标准管。

九，顶进施工

1,机头入土

机头初入土时,机头暴露，只存在轨道对机头的摩擦力，机头转动时易旋

转,故入土前2m顶进时，顶进速度限制在5mm/min以下，以防机头旋转,并不间

断的观测机头倾角和旋转角，倾角改变用纠偏千斤顶

调正，旋转角大于土5c刀盘开反转调正，顶进2m以后在机头不旋转的状况

下渐渐加大顶进速度。机头没完全入土时,土仓压力限制在30~50KPaa左右。

2,正常顶进

1）土压仓内土的流塑性限制：本机头具有可控流量的加泥系统，顶进时

向土压仓加泥，粘土层和粘土砂互层加泥量限制在每方出土加泥量10%,砂,

砂砾石层每方出土加泥量，30~35%,顶进时可视出土的流塑性增减加泥量。

2）土仓压力设定：按计算表数值设定，施工时设备自控可保证±10。的

土仓压力。遇有砂层，砂砾石层，过路，离房较近时，土压设定比表中数

据加大30KPa,以提高平安系数。过路或离房比较近且管又处于砂或砂砾层时,

在机头壳体加浆孔加浆，对土体加固，加固浆液采纳水泥浆或酸性水玻璃。

3）触变泥浆减阻

a.管道顶进后和土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆套减阻。触变泥

浆从前向后依次注入，顶进一段距离后刚好进行补浆。为了使膨润土充分分

散，泥浆半和后停滞时间在12h以上。

b.触变泥浆配置

膨润土运到现场后分批测得膨润土的胶质价，按下表配置泥浆。

触变泥浆配比表（重量比）

膨润土的胶质价膨润土水碳酸钠

60-701005242-3

70-801005341.5-2

80-901006142-3

90-100100614

c.加浆设备及加浆压力

加浆设备采纳1TB浓浆泵。加浆前先通过注水检验注浆设备，确认设备

正常后方可灌注，压力限制在0.2Mpa左右，在灌注过程中按实际状况调整注

浆压力。

d.注浆孔的设置

注浆的效果的好坏，和注浆孔的布置有很大关系，过去注浆孔设计在管

子的中间位置，按90°或120。设置4个或3个，这样做的效果不佳，因为

从孔里往外注出的浆液大多往土里渗透，不简单形成浆套，且土体坍落时简

单堵塞注浆孔，为此，我们在管材加工时实行特殊加工的的管材，注浆孔的

设置设在承口以内，这样，浆液注出来时先在承口和混凝土管外壁之间先形

成一个浆套，然后在从其空隙处挤出来，基本不受其四周坍落土体的影响，

注浆也能顺当进行下去，比较简单实现注浆减阻的效果，注浆在管顶设置一

个，180。两侧各设置一个，共设置3个。

e：顶进时触变泥浆必须同步注浆。在机头尾部设有触变泥浆注浆孔。管

子每5〜6米a.离浆泵特性，流量压力成反比，流量可自动调整，顶管时不停

泵。

4）管道泥浆置换和填充补浆

管道顶进施工完成后，在泥浆填充置换前用雷达进行探测，充分驾

驭顶管后管道四周土体密实度状况。

注浆运用高压注浆泵向管外注入水泥，粉煤灰浆液填灌顶管超挖

空隙，避开地面沉降，同时将触变泥浆置换出来。补浆时由后向前交织

压入水泥，粉煤灰浆液。浆液配比为：水泥:石灰粉煤灰:水=1:3:15。

管线注浆完后对管线上方土体进行超声波雷达检测没有发觉土体松

散先行方可进行下一步工序。

5）测量：初始顶进每30cm测一次，并做记录。正常顶进时在顶管坑可

随时用全站仪测量，每米做一次记录，遇有纠偏每30cm做一次记录。测量记

录分别绘制高程中心曲线图，随时驾驭机头前进趋势。

6）纠偏：当高程+10〜-30mm时，机头倾角又是向偏差大的方向发展趋势,

要考虑纠偏，中心偏差到40mm。，纠偏时每30cm测量一次,并做机头机尾数据

比较,有回来趋势，保持一段顶进,就要停止纠偏,防止左右摇摆。

7）顶进速度：本工程顶进速度限制在30mm〜50mm/min,前30米和纠偏

时用较低速度，以后视出土搅拌状况，刀盘扭矩状况适当加快顶进速度。下

管时，机头在停止顶进的状态下，刀母转3〜5分钟，在停机同时螺旋输送机

出泥时，排泥液压门关闭。在断电以保证土压仓土压。下管完再顶进时，应

先开刀盘，再依次开皮带运输机，螺旋输送机，推动系统。

8）出土：顶管机工作过程中所挖掘的土，先经螺旋输送机输送到皮带运

输机上，再经皮带运输机输送到水平运输车中，终于经吊车垂直吊运至工作

坑上的存土场，定期外运。

9）在前几节管顶进的过程中假如停机，则有可能出现顶进管段回弹的可

能，这时就需要实行在回镐下管时加方木支撑的措施，或者在回镐前超顶10~

20cm,以便即使前几节管回弹，也不影响后面管节的安放。

10）为了防守止机头接收坑时防止塌坊，在开挖接收坑时只开挖止机头

上方50cm处待机头进入顶坑后在将接收坑挖止槽底，这可以防止因机头进入

接收坑造路面塌坊。

起吊系统布置图

第五章质量目标及保证措施

一，质量目标及标准

11质量目标：

合格率达100%达行业优良标准。

2,质量标准：

质量标准执重庆市顶管质量标准《电力工程质量检验标准》。

3,以工程质量目标为核心，建立建全质量管理体系，坚持质量岗位

责任制，提高全员质量意识树立质量第一的思想。

4,执行项目经理负责制，做到谁施工谁对工程质量负责，谁操作谁保

证工程质量。

5,严格执行检验，试验，验收制度，严把原材料进货关。

6,加强施工过程申的质量限制，做到上道工序不合格不能进行下道工

序，检验评定覆盖面达百分之百。

7,各工序要有检验，评定，试验报告等书面见证资料。

8,顶管工作坑允许偏差

序允许偏差检验频率

项目检验方法

a(mm)范围点数

工作坑每侧宽不小于设

1每座2用尺・

度，长度计规定

2垂直度0.1%H1

后用垂线和

背水平和中心每座角尺・

30.1%L1

线偏差

+3

4高程1

0

导用经纬仪

每座

轨中心线位左3以内测量

51

移右3以内

9,顶管允许偏差

序项目允许检验频率检验方法

号偏差

范围点数

(mm)

中线测量并查阅

1D21500W50每节管1

结构测量记录

管内底+20用水准仪测

21500每节管1

高程-40.

相令R管

31500020每节管1用尺量

口错口

10,管道闭水允许偏差：闭水试验允许渗水量

检验频率

依次项目允许偏差检验方法

范围点数

1管道不大于渗水量规定每井段1计算渗水量

混凝土管允许渗水量

管径（mm）

M3/d・KmL/h•m

215056

二，施工中地面沉降的观测

该段顶管横穿现况二环路，为更好的完成此段施工任务，在施工过程

中及顶管完成后水泥浆置换期间须对顶管作业段进行了具体的地表沉降量

测，在此段顶管施工中地面沉降值应限制在75mm〜0mm之间。

测点布置在二环路面上，沿管道中心线每隔3m设置一个垂直于管道中线

的观测断面，每个断面设地表沉降观测桩5个，桩间距5m。测点埋设坚固稳

定，并用红漆作好标记。

管道顶进前，以变形影响范围外的水准基点为起算数据，利用精密水准

仪进行量测各点，作为初始读数。在管道顶进过程中，每次的量测值和之比

较得出每个测点的下沉值。

量测频率：开顶后，每天测量一次；管段贯穿后，每隔6天测量一次。

持续视察至无明显沉降为止。

三，质量保证措施

1,建立完善的质量管理机构，制定质量管理责任制和质量管理承包制，

落实各级岗位人员的质量管理职责。指标层层分解，落实到人。见《质量保

证体系表》。

2,组织全部施工人员专心学习设计图纸，技术规范，以及相关的操作

规程和验收标准。

3,严格遵守监理程序，专心听取监理工程师的意见，接受监理工程师

指导。

4,坚持施工的“自检，互检和交接验收”制度，做好主要工序的测量

复核工作。顶管坑制作，支撑，顶进必须自检后报监理验收，合格后方可

进行下道工序。刚好填写整理质控，测量，试验等技术资料，为竣工验收

创建良好条件。

5,专心执行持证上岗制度。项目经理，焊工，测工，试验工，质

控工等经培训取得上岗证后方可上岗。

6,加强测量复核的管理工作，专人负责测量，对临时水准点要常常进

行复测对重要轴线，水准点必须定期进行复核并进行栓桩爱护，复测必须两

人以土，以保证顶管质量0

第六章施工平安措施

1,平安保证体系

在施工中必须贯彻“平安第一，预防为主”的方针，必须严格贯彻执行

各项平安组织措施和技术措施，切实做到管生产的同时必须管平安，保障职

工的生命平安和施工机械设备不受损害，全面有效地实现平安生产。

施工中建立以项目经理为首的平安保障体系，全面负责平安工作。下设

平安员，施工班组设置兼职平安员，自上而下形成平安生产监督，保障体系,

对施工生产全过程实施平安监控。落实全线各类人员的平安生产责任制，推

行平安交底，平安宣扬教化，平安检查，平安设施验收和事故报告等管

理制度。加强对全体工作人员的平安生产及劳动爱护教化，使参与施工的每

一个人从思想上都对平安工作得以充分重视。做到人人讲平安，杜绝重大平

安事故的发生，并建立平安保证体系。平安保证组织体系图如下:

项目经理：

项目部平安保证体系-------------------------框图

2,平安技术措

项目总工:

页管工程的作业人员进行平安技

术操作培训学习后，方可进行施工。要有具体的平安交底单，一式三份，施

施

材

工

料

求了解此平

平线，人防等构

安

安勺具体位乍业中应避开管

:.

地应符合排管,

佥查坑壁内稳定性，确认

平安。

4）工作坑必须按平安技术交底要求安装支撑。安装工作坑支撑时必须设

专人指挥。工作坑四壁支撑框架必须坚固，支撑结构必须符合平安技术交底

的要求。前方管口可拆卸支撑板必须运用整板。

5）顶管工作坑支撑时，钢梁下料长度应精确，水平撑的四脚不得有空隙,

如因钢梁的长度不够时，接缝要双面焊，必须焊加强板，严禁搭接。圈梁和

立梁接触时，立梁上必须有托。横撑和八字的外角必须焊防滑角铁。

-）平台安装

1）安装平台作业时应依据平安技术的要求选用材料。主梁不得直接放置

在坑壁土体上，支承结构应符合平安技术交底要求。平台方木应满铺，梁,方

木必须固定，平台防护栏不得低于1米。作业人员出入口应设不低于米的防

护栏。

2）支架的底脚必须固定在梁上，支架的横拉杆不得少于四道。

3）顶管工作坑平台，由两根钢梁为主梁，钢梁两端必须搭在距坑边以外。

和地面接触处必须垫150mmX150mm方木，两钢梁之间要用钢材焊接坚固，

两钢梁之间内间距不得大于管子的长度，钢梁上铺150mmX150mm方木，并

钉牢。平台密封后，方可立下管架子，起落架子时必须有专人指挥。下管架

子的横拉杆必须卡紧，上架操作人员必须系好平安带。

二）运官，下官

1）管材堆场和运输道路应坚实平整。

2）下管作业应统一指挥。下管前必须检查起重设备，卡环，钢丝绳,

吊钩，支架，平台等，确认平安后方可下管。

3）吊运管子时，吊管的锁具不得直接捆绑在管子上，应用可塑性材料衬

垫。

4）管子就位支稳后方可摘钩。作业人员避开吊索具后方可提升吊具。关

闭活动平台后，坑下人员方可作业。

5）下管时严禁管子下方有人。从活动平台下管时，应将管子吊起，稳定

后开启活动平台检视坑底，确认平安后方可缓慢吊下。管至坑底30~50厘米

时，作业人员方牢靠近管子进行稳管作业。作业过程中，严禁手扶钢丝绳。

四）顶进

1）顶进前应检查液压系统，顶铁，后背，导轨，支撑等，确认平安

后方可顶进。

2）顶进中发觉塌方，后背变形，顶铁扭翘，顶力突变等状况，必须

马上停顶，实行措施，确认平安后方可接着作业。

四）用电设备

1）坑内的照明设备必须运用不大于36伏电压。动力线380伏进入工作坑

内必须用4芯橡胶套缆线，缆线应设在管内一侧并固定，作业时有可能碰坏的

地方，应有防护措施。

2）供电线路接头应密封防潮，且绝缘良好。坑内全部电路必须安装漏电

爱护器，并且有接地，接零爱护装置。接地电阻不得大于4欧姆。运用电夯,

振捣器及其它电器设备，必须有防触电措施或装置。操作人员要佩带防护用

口口。

3）一切下管用具严禁超负荷运用，各种机械应有专人操作。

4）机械设备由执证人员操作，电器设备修理时应由电工负责修理，其它

人员不得私自修理，修理时必须切断电源，并有专人看管。

5）全部用电设备必须实行加盖防雨棚罩，防止用电设备因雨淋等发生漏

电触电事故。

6）工作坑四周设备有防雨棚及排水沟，用电设备必须实行防雨防潮设施

爱护。

第七章文明施工及环境爱护措施

搞好文明施工管理是开展窗口达标，创建文明工地活动，向社会展示企

业精神文明的有效途径，是两个文明建设在施工生产中的重要体现，也是提

高企业综合管理水平，开展二次经营活动促进企业发展的需要。在工程施工

的同时，首先抓好文明施工管理，以文明施工为龙头，抓出一流品牌，带动

各项管理工作上一个新台阶。

1,严格执行国家建设部，重庆市建委关于“文明施工”的有关条例。

2,建立，健全文明施工组织机构，对施工的全过程，全方位，全天

候强化文明施工的管理。

3,主动开展文明施工宣扬活动，对职工进行创建平安文明工地的教化,

提高全体施工人员的文明施工意识，创建良好的便民利民不扰民的社会环境。

4,施工现场设围栏，做到施工现场和社会严格区分，确保施工和社会

的平安。

5,施工道路沿线各出入口畅通，并设明显的标记。

6,现场各类材料码放整齐，并按规定悬挂标准的施铭牌。

7,施工现场道路实施撒水防尘措施，以确保道路不扬尘。

8,粉尘材料实行封闭措施，运输时防止遗撒，飞扬。

9,运输车辆不能装载过满，车帮顶部拍实，并覆盖苫布，以免沿路遗

撒，进出场地设专人清洁车轮。

10.实行降噪措施，做好群众工作，夜间严格限制强噪音机械施工，以

减小噪音扰民，并要保证施工的亮度。

第八章应急预案

本工程处于现况道路，车流量较大，行人较多。地下管线较多且为隐藏。

依据地质报告，结合本工程施工的难点，虽然制定了肯定的技术措施，但仍

旧可能有预料不及的突发事务。为了能够从容应对施工过程中各类突发事务,

特制定本应急预案。

一，对可能发生的突发事务分析

依据本次施工特点及难点，,工程中可能发生的突发事务有：

由于顶力过大，致使抹端管口裂开，顶管无法