电力顶管施工方法

电力顶管施工方法

1.1竖井施工概要

所有电力顶管坑深度均由电力检查井井底高程决定，顶

管坑井壁及底板均采用300nlm厚C20喷射混凝土।钢格栅。

管外底高程加上管道轨道及底板厚度，为顶进坑（接收坑）

的坑底标高。

顶进坑（接收坑）采用倒挂井壁法施工。支护结构各部

尺寸、材料、做法，按照本工程顶管坑结构设计实施，采用

钢格栅+连接筋+钢筋网片+混凝土+工字钢支撑的联合支护

方式。

上部外围设安全护栏，护栏搭设的具体方法为：临边防

护的做法考虑安全需要，在基坑上口线50cm以外设置。①

48红白钢管做防护栏杆。栏杆立柱间距2.5m,立柱夯入土

层0.6m以上，外露1.2%水平方向架设两排钢管，每排间

距0.6m。安全护栏外设密目网，并设置醒目安全警示标识。

工作坑的施工原则：快开挖、强支护、小分块、短进尺、

早成环。

人员材料

开挖绑钢筋

开挖安根架

开挖绑钢筋

为保证顶管坑结构稳定，在地面井口处设一道现浇钢筋

混凝土锁口圈梁，圈梁规格：宽*高二0.8*0.5%锁口梁主筋

采用10622钢筋，箍筋小10@200,混凝土强度等级C30。

竖井的锁口圈梁以下部分采用钢格栅+钢筋网片+喷射

硅的结构。钢格栅主筋采用4622钢筋，采用612U型筋和

之字筋焊接。钢格栅竖向间距0.5m,洞口上皮0.5m范围内

施作2根钢格栅，第一根钢格栅与圈梁净空才500mln,钢格

栅之间采用①20拉结筋，拉筋均为中20@500,梅花形布置，

拉结筋与主筋直接焊接，搭接长度单面焊为10d,双面焊为

5d,要求焊缝饱满，平整除渣。钢格栅拉结筋与竖井锁口圈

梁锚固长度31do沿钢格栅内侧主筋外缘满铺66@100X100

钢筋网片，并将钢格栅及连接筋绑扎成一体。

顶管坑内钢支撑采用125a工字钢，每层钢支撑间距1m,

最后一道钢支撑设置在顶管管顶以上0.3-0.5米部位。顶管

坑每个角设两块预埋钢板，规格400*400*12,预埋钢板焊接

在钢格栅主筋上，保证在同一平面上，钢支撑与预埋钢板焊

接，钢支撑之间用工字钢焊接。顶坑开挖期间，同时进行锚

喷施工，锚喷结构层厚30cm,保护层厚度为4cm,采用C20

喷射混凝土。顶坑开挖到底后，对坑底进行锚喷封底，防止

锚喷侧墙内土体流失造成竖井塌方。

1.2竖井施工步骤

1.2.1测量

(1)平面测量控制

①施工测量《建筑工程测量规范》GB50026—2007有关

规定执行。根据施工需要，引测三个导线点至顶进坑附近，

布设三级导线平面控制网(即采用原有控制网作为平面控制

网)，形成闭合导线网。

②为保证测量精度，对于钢尺测量的边长，需加入相应

的修正，测量的平面导线需进行平差计算，测量角度精确至

纬仪按照设计顶进轴线方向发出一束激光，照射到掘进机的

光靶上，机手按照激光指示路线操控机械顶进。

间断测量：每顶进一节管后，测量人员对激光经纬仪进

行校核，并且采用水准仪，测量已顶进管道高程偏差情况；

采用水平尺测量管道水平偏差情况。测量结果填表上报到项

目部。

(4)测量要求

①对于坐标点、水准点现场需采取可靠的保护措施，需

设立明显的标志；施工过程中要注意对测量控制点的保护，

并定期进行校测。

②施工过程中要严格执行测量复核制度，特别是对中心

线和高程、管线起终点、控制桩位、交叉点等更要严格控制,

要提前做好内业，然后现场实施放样。

L2.2探槽

工作坑施工须先开挖探槽，开挖相互垂直的二条探槽，

分别平行与垂直于顶进轴线，其长度须大于工作坑开挖范围

1米，深度的确定须配合地下管线调查资料。

1.2.3井口圈梁施工

工作坑上口设混凝土地圈梁，地圈梁尺寸为宽义高=

800mmX500mm,其顶面标高为从自然地面下反0.65米。主筋

使用10根、①22的螺纹钢，箍筋使用中10的钢筋，间距200

毫米，混凝土强度C30,混凝土保护层厚40毫米。为了工作

井下部格栅钢架能与井口圈梁连接，井口圈梁向下预留钢筋

接头，方法是在槽底向下打孔，插入800mm长中20HRB400钢

筋，间距及位置同格栅钢架的竖向连接筋。预留钢筋锚入圈

梁长度不小于35d。

L2.4防护墙

地圈梁混凝土强度达到50%后，用普通粘土豉(240mm

X115mmX55mm)与水泥砂浆，在圈梁顶部四周的外边缘

砌筑宽0.36米，高度不小于0.6米的防护墙，顶面高于现

况地表0.4米，在爬梯处留0.5米宽的缺口，供施工人员通

行。防护墙两面及顶部均抹灰。

防护墙圈梁人行通道

工作坑防护墙平面图

L2.5土方开挖

待圈梁混凝土强度达到90%后进行基坑土方开挖。上部

采用机械与人工配合挖土，下部在锚喷施作的同时人工挖

土，垂直运输采使用吊车和土斗。开挖顺序由上至下、对角

开挖、中间留核心土的方式进行，为了保证安全，严禁同层

贯通挖土。开挖步序与格栅安装步序相适应，每一循环挖深

等同于钢格栅间的距离，开挖土方需堆积在基坑周边10米

以外，并及时运出场外，不得大量堆积在基坑边，造成基坑

支护结构受力过大，可能导致坍塌。

在工作坑开挖过程中，如果工作面有渗水的现象，可在

每步开挖前，制作集水坑1〜2个，集水坑直径约0.5米,

深约0.5米，集水坑内放滤水管一节，滤水管内安放潜水泵,

及时排出地下水，排水与开挖同时进行，保证无水作业。

为保证施工安全，距离地面2米以下打入锚杆，锚杆采

用e20钢筋，L=2米，间距L5*L5米沿井身四周梅花布置,

局部地质较差地段加密。锚杆呈15度角向下打入，在注浆

完成后才能开挖下层土体。

L2.6支撑

选用125#工字钢支撑，沿竖向每1米设置一道钢支撑，

最低一道支撑距顶管管顶0.3米-0.5米，预留顶管操作空间。

角撑长度为2.8米，安设于四个边角。

1.2.7钢格栅

其主筋使用①22的螺纹钢4根，其断面尺寸为230X230

毫米，支撑钢筋使用中12的钢筋，间距为1000毫米，蝴蝶筋

中12钢筋，弯成波浪形，与主筋连接采用双面焊，箍筋使用

中8钢筋，相互间距为150毫米。钢格栅分段加工现场组装，

同层钢格栅之间连接采用三角铁连接。第一幅格栅紧贴圈梁

底部安放，每0.5米安放一桶钢格栅。洞口上方0.5米范围内

设置二棉钢格栅。

6钢筋网片，网格间距100X100mm（示意图）

c

CD

N2

222

格栅思装因1:5。

1.2.8竖向连接筋

地圈梁与钢格栅之间及每个相邻的钢格栅之间均需使

用连接筋，连接筋使用中20的螺纹钢，在钢格栅内、外两侧

同时使用连接筋，内外两侧交错排列，同侧连接筋间距为0.5

米。顶部的连接筋需弯折成90。角，并插入地圈梁内部，其

插入长度不小于400毫米，弯折长度不小于200毫米，连接筋

与钢格栅牢固焊接。连接筋之间搭接时，满足双面焊接五倍

的钢筋直径，单面焊接十倍的钢筋直径的要求。竖向连接筋

在洞口每侧内处各增设三根。

1.2.9钢筋网片

使用中6的钢筋焊接，网格间距100X100毫米，内外双

层排布。

1.2.10墙壁锚喷

工作坑施工时应依次向下逐层施工，土体开挖、安装外

网片、内连接筋、安装钢格栅、内连接筋、内网片、锚喷混

凝土。锚喷混凝土厚度均为300毫米，分三次喷射达到规定

厚度，混凝土强度等级C20,材料为水泥、中粗砂、豆石（粒

径在5〜10毫米），并加入速凝剂，参考配合比为水泥：砂子:

石子=1：2：2,速凝剂掺入量为水泥重量的3〜5%。

1.2.11混凝土施工

（1）本工程喷射胫设计强度等级为C20,用P.042.5普

通硅酸盐水泥、中粗砂、豆石（粒径在0.5〜1.5cm）,配比

为水泥：砂子：石子二1：2：2；速凝剂掺量为水泥重量的5%o

水泥、砂子、豆石用搅拌机搅拌，混合料在喷射机附近掺入

速凝剂，混合料随拌随用，不掺速凝剂的干料其存放时间不

应超过45分钟。

（2）其它混凝土强度：工作坑锁口圈梁采用C30,后背

采用C25,喷射混凝土为C20,工作坑底板为C20。

（3）钢筋结构的混凝土保护层厚度：工作坑锁口圈梁

及后背墙纵向受力钢筋均为40毫米，工作坑结构钢格栅主筋

外侧为40毫米，内侧为30毫米，箍筋、分布筋及构造筋的保

护层厚度不应小于20毫米。

（4）喷射作业应分层、分片、分段依次进行，喷射顺

序应自下向上，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，不得在一处堆积。

（5）喷射手必须穿雨衣，带胶皮手套，戴防护眼镜和

防尘口罩，喷射前必须检查工具、设备、材料是否齐全完好,

喷射时管道不准有死弯，非操作人员不得在附近停留，喷枪

在任何情况下严禁对人。

（6）喷射机司机必须做到开始时先送风、再开机、再

给料，结束时应待料喷完后再关风。向喷射机供料应连续均

匀，机器正常运转时，料斗内应保持足够的存料。喷射机的

工作风压，应满足喷头处的压力在0.IMPa左右，喷射作业完

毕或因故中断喷射时，必须把喷射机和运料管内的积料清除

干净。

（7）喷射手施工操作应遵守以下规定：喷射手应经常

保持喷头有良好的工作性能；喷头与受喷面应保持垂直，宜

保持0.6〜1.0m的距离，喷射松时应控制好水灰比，保持校

表面平整。

（8）每次开挖喷射胫前，应将前次喷射舲的接茬的位

凿毛，清除表面粘附的泥土，以保障接茬处碎的密实。

1.2.12底板

顶进坑采用钢筋混凝土封底，在挖深达到顶进坑底标高

后施作，其间使用①16钢筋，单层排列，间距为200毫米，

底板厚度为300毫米，混凝土要求强度为C20。

1.2.13集水坑

在顶进坑及接收坑的底板，均需预留500X500X500毫

米集水坑一个，坑内安装潜水泵一台，及时抽排渗出的地

下水，保证施工时坑底干燥。

1.2.14排水

当开挖时，如果有地下水渗出，可在工作坑工作面底部,

对角开挖二个集水坑，集水坑较开挖面低0.5米，直径0.5米,

每个集水坑内放置水泥滤砂管，管内安放2时口径的水泵一

台，以便及时排出坑内积水

1.2.15支护结构在顶管洞口部位的做法

在竖井施工至顶管洞口部位时，洞口两侧均设竖向加强

筋4625@200。

1.2.16顶管工作坑内平面布置图

fit

k

一―L___-I—二二X；二二

顶管工作示意图

顶管工作坑平面布置图

L3顶管施工

L3.1顶力计算

⑴顶力计算

管径D=2000mm>L=150m

通常确定机械顶管总顶力，使用《给水排水管道工程施

工及验收规范》GB50268-2008中6.3.4计算公式及库伦士压

力理论:

后背墙核算

每米宽度上土壤的总被动土压力:

P=l/2yh2tan2（45°+中/2）+2Chtan（45°+中/2）

式中：

P-土壤的总被动土压力

r—土壤容重（KN/ni3）r=16.3KN/m3

中—（土壤的内摩擦角度）中二25°

c—土壤的粘聚力（KN/m2）c=15KN/m2

h一天然土壁后背墙高度h=7m

以上土质参数是根据岩土勘察报告中的数据，按不同的

土层厚度加权平均，计算得出。

I25。）

/"=-x16.3x72xtan2(45°+—)4-2x2x7xtan(45°

22

则:=1313.60(kN/m)

顶进时所需最大顶推力：F=PB

式中：

F一顶管中的最大顶推力，

P—土体被动土压力，P=1313.60kN/m

B—后背受力宽度，B=5.6m

F=1313.60*5.6=7356.15(£V)

F-N

F=冠％为慧+N/推出/=r

皿4

其中：

L—顶距

F一总顶力，（kN）

Do一管道外径（m）

Dg—顶管矶外径（mm）

fk—管道外壁与土的单位面积平均阻力（kN/m2）

Nf—顶管矶的迎面阻力（kN）

P—土仓压力（kN/m2）

本工程的各项取值：

F=7356.15（KN）

Do=2.4（m）

Dg=2.46(m)

fk=5.0(kN/m2),粉、细砂土

P=80(kN/m2),设定土仓压力

则预测总顶力为：

$=：x(2.46)2x80=380.23(%”)

£=(尸一；Vr)/(JiZ?ofk)=185.04(m)

需7356.15kN的顶力推动，实际施工程中选用的顶镐设

备为4台200吨的顶镐，可以提供8000kN的顶力，单次顶

进距离为185.04%实际施工中顶进150m能够满足施工要求。

L3.2顶镐选用

根据顶力计算，选用200t行程为2m单级双作用活塞式

千斤顶，每个工作井内设置4台顶镐。

L3.3顶铁及护口铁

顶铁又称为承压环或者均压环，其作用主要是把主顶千

斤顶的推力比较均匀地分散到顶进管道的管端面上，同时还

起到保护管端面的作用，同时还可以延长短行程千斤顶的行

程，顶铁选用一1m长块U形顶铁，同时为确保管体安全,

使管体端面传力均匀，采用1块圆形钢护口铁（厚30cm）。

1）安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺；

2）顶铁应有足够的刚度；

3）顶钛的相邻面应互相垂直；

1.3.4工作坑设备安装

本工程顶管工程量大，工期短，电力顶管坑考虑做工作

平台，采用吊车完成顶管坑设备安装、出土采用龙门吊，下

管采用25T吊车下管。

1.4顶管设备安装

1.4.1后背墙安全验算

后座的受力分析

1）后背安全系数的核算

土体的被动土压力：

P=--2吆2（45。+幺）+2M/g（45。+2）

式中：P一土壤的总被动土压力

r—土壤容重（KN/m3）r=19.6

中—（土壤的内摩擦角度）①二25°

c一土壤的粘聚力（KN/m2）c=13

h一天然土壁后背墙高度h=7m

以上土质参数是根据岩土勘察报告中的数据，按不同的

土层厚度加权平均，计算得出。

P=1/2X19.6X72Xtan2（45'+1/2X25°）+2X13

X7*tan（45°+1/2X250）

=1313.6（kN/m）

顶进时所需最大后背宽度：

B工

P

式中：B一后背受力宽度

F—顶管中的最大顶推力，F=6035.1KN

P一土体被动土压力，P=1313.6kN/m

B=6035.1/1313.6=4.59（m）

经计算，顶管过程中，需要后背宽度为4.59米，实际

施工时后背的总宽度为5m,完全满足施工需要，可以进行安

全顶进施工。

2）管道允许顶力验算：根据CECS246：2008（8.1.1）

钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算：

九如§3

Fdc=0r5—7fcAp

式中：Fdc—混凝土管允许顶力设计值(N)；

01一混凝土材料受压强度折减系数，可取0.90；

02一偏心受压强度提高系数，可取1.05；

$3一材料脆性系数,可取0.85；

05一混凝土强度标准调整系数，可取0.79；

c一混凝土受压强度设计值(N/mni2)可取19.1

(N/mm2)

Ap一管道的最小有效传力面积(mm2)；Ap=n(D

2-d2)=3.14X(24002-20002)/4=1381600mm2

YQd一顶力分项系数，可取1.3；

如$263

Fdc=0r-&-Y-ou7©—5cApL

=0.5X[(0.9X1.05X0.85)(1.3X0.79)]X19.1

X1381600

=10617.33(KN)

经估算总顶力F。小于管节允许顶力Fdc,满足要求。

顶管各段顶力计算表

电力顶管顶力计算及中继间选择

长度最大管最大土迎面组顶管总允许顶是否

L(in)顶覆土重力(KN)顶力力(KN)需要

(m)(KN/m(KN)设置

2)中继

间

干管

7356.110617.

（管径150619.6226否

533

2000）

L4.2后背墙安装

（1）机械顶管后背结构为：锚喷墙+混凝土+后背铁。

（2）在锚喷墙壁前垂直地面放置后背铁，后背铁与锚

喷墙面之间的空隙以C20素混凝土浇灌填充。

（3）顶进坑后背要有足够的强度，在顶进过程中能承

受千斤顶的最大作用力；

（4）后背墙表面要平顺，并且垂直于顶进管道的轴线,

避免产生偏心受压

L4.3基坑导轨安装

导轨的设置是顶管工程关键，要求设置牢固可靠，轨距

高程正确，须在轨底下浇注C20混凝土垫层，厚200mm并预

埋槽钢，以便和导轨焊接，并保证水平。

两轨道之间的宽度A计算：

计算公式：A=二

式中：A—两导轨内距；

D—管外径；

h一导轨高;(150mm)

e一管外底距枕木面的距离。(取20mm)

将各种管径代入上述公式中得出：

D=2000：

A=2^[D-(h-e)](h-e)=2犹2400-(150—20)](150—20)=

1086mm

导轨安装在顶管中至关重要，其安装精度甚至决定管道

是否可顶好，故须达到如下要求：

两导轨顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致

导轨轴线偏差W3mni；顶面高差0〜+3mm；两轨内距土

2mmo

安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中产生位移，且需

设专人每天进行检查。

L4.4千斤顶安装

千斤顶是掘进顶管的主要设备，考虑到为避免千斤顶故

障而影响工程进度，故采用两套设备。千斤顶在工作坑内的

布置采用两台并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用

点在同一轴线防上产生顶时力偶，造成顶进偏差，每个千斤

顶的纵线坡度与管道设计坡度一致。

L4.5止水环安装

为阻止触变泥浆从管外壁与土体形成的缝隙流入工作

井，以及漏水、漏浆造成地面沉降，需在顶管掘进机出洞口

处安装洞口止水环。

洞口止水环由混凝土前止水墙、预埋螺栓、钢压环及橡

胶圈组成。

将预制好的单法兰钢套环推入洞口，与切断的格栅钢筋

焊牢，预埋法兰上焊M20螺栓，共24个，顶管机出洞前先

把止水平胶圈套在顶管机上，待顶管机大刀盘出洞后把止水

胶圈安装到预埋螺栓上，再装上压板压牢。

保持封闭圈中心线与管道中心线一致。

1234

\\\

<\\\

Rib

A^A

洞口止水圈的构造

1-前止水墙；2-预埋螺栓；3-橡胶止水圈；4-压板

1.4.6竖井开洞施工

在竖井侧壁距底板1.25」处,开@2760mm孔1个。

洞口做法：将工作坑坑壁顶管管线进入位置凿出直岔为

2760mm的圆洞，圆洞中线为设计管道中线，切断坑壁幅架，

用中20钢筋焊接成直径2760mm的钢圈，用中20,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，将钢筋圈与幅架栅格接触部位焊接，使之与坑壁

连接成整体，在洞口钢筋圈内用水泥浆抹灰，厚度为30nl%

抹灰要求平整光滑。

a、加强筋焊接成型后，不得侵入基坑净空范围。喷混

时，要求混凝土圆滑、无棱角。

b、土方开挖采用台阶法人工开挖，风镐配合使用，严

禁使用风管吹土。

c、台阶法施工时为防止塌方，必须留出核心土以保证

掌子面的稳定，严禁预留神仙土。

d、严禁大步距开挖作业，严禁一次挖断多幅格栅。

e、严格控制好超挖及欠挖，清底时不得欠挖。

见下图:

eoo

洞口钢筋示意图(mm)

1.5顶进施工

1.5.1土压平衡顶管施工工艺流程

挖工作坑机头入洞

入

±

泥浆置换机头出坑机头出洞一|正常顶进卜」

开顶

完成

洞出

1.5.2顶进施工

1、机头入洞

先将洞口处的墙壁凿除，洞口处，人工向前挖土500〜

800mm,再将机头徐徐推进洞口里，待刀盘全部进洞，调整

止水圈位置，使其完全封闭地下水。然后开动顶管机刀盘，

待土仓压力升到0.1MPa时，这时螺旋输送机的土压也上升

到0.07MPa左右。掘进机开始入土时，机头外露，只存在

轨道对机头的摩擦力，机头易发生旋转，故在入土前两米顶

进时，顶进速度控制在5毫米/分钟以下，以防机头整体旋

转，并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调整。倾角的

变化用纠偏千斤顶调正，旋转角大于±30度时，可使用刀

盘反转调正，顶进2米以后在机头不旋转的情况下可逐渐加

大顶进速度。机头完全入土后，土仓压力控制在50〜80KPa,

下第一节混凝土管做反封闭。

2、正常顶进

1）土仓压力的设定：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、下穿

道路、离构筑物较近时，土仓压力设定适当加大30%左右，

以提高安全系数。

2）顶进测量：初始顶进每1米测量一次，并做记录。

正常顶进时，每顶进3米测量一次，遇有纠偏每1米测量一

次，测量时要注意照射到机头激光靶11的激光点和管道中心

轴线的一致性，若出现偏差通知机手及时调整。测量人员分

别绘制出管道中心及高程曲线图，随时预测机头的前进趋

势。

3）顶进纠偏：不断地观察光靶上激光点的行走轨迹，

如发生偏移大于20毫米，预测机头乂有向偏差大的方向发

展的趋势时，要采取纠偏措施。纠偏时开动纠偏千斤顶。纠

偏时每1米测量一次，并做机头和机尾的数据比较，有回归

趋势时，保持一段顶进距离后，要停上纠偏，防止左右摆动。

纠偏的原则是勤纠、微纠，每次纠偏量不要过大，而且要注

意发展趋势，当上下、左右均发生偏差时，先纠上下、后纠

左右。

4）顶进速度：顶进速度控制在30毫米〜50毫米/分钟,

人洞后的前10米以及纠偏时用较低速度，以后视出土情况、

刀盘扭矩情况适当加快顶进速度。

5）出土外运：掘进机刀盘切削破碎土体，由螺旋输送

机将泥土输入到管道内部，使用土车通过管道将泥土运入顶

进坑中，再使用昌车运到地面，倒入泥土暂存区，定期外运。

6）安装管节：管节下坑前先进行外观检查，包括管端

面是否平直、管壁表面是否光洁、管体上有无裂缝等等，检

查合格的管子用吊车放到顶进坑内的导轨上，进行顶进。

7）下管时，机头在停止顶进的状态下，刀盘转3〜5分

钟，在停机和同时螺旋输送机出土的情况下，排土液压门关

闭，并断电以保证土压仓土压达到平衡。下管工序完成后，

再顶进时，应先开刀盘，再依次开螺旋输送机、推进系统。

8）机头出洞：机头推进到距接收坑约2米处，拆除接

收坑洞口处的墙壁，从接收洞口中心部位打进一根钢钎寻找

机头，洞口处的二体开裂并向外凸出，仔细测量机头上、下、

左、右的四个方向，与出洞口的大小、位置合适时，启动主

顶油缸继续推进，至中心刀露出时，停止推进。安置机头接

收托架，然后，慢慢将机头推入接收坑内。

9）使用吊车将机头吊运出坑。

3、泥浆置换

顶管完成后及时对管道外壁进行充填加固，把原注入的

膨润土浆置换掉。

使用的泥浆置换材料为水泥加粉煤灰浆，其配比为水：

水泥：粉煤灰=5：1：3o通过管道内部的压浆孔压注，注浆

次数不少于三次，两次间隔时间不大于24小时。

每二节混凝土管编为一组，分为注浆孔与排浆孔。将注

浆泵清洗干净，吸浆龙头放入灰浆池内，开启注浆泵，打开

第一组注浆孔，当第一组排浆孔冒出灰浆后，关闭阀门，再

打开第二组，以此类推，直到全线完成。再关闭所有阀门，

保压三十分钟，保压时注浆压力为0.5-IMPa。

泥浆置换完成后，应拆除主通道浆管和管内弧形浆管就

地清洗，以免浆液凝固堵塞。

1.5.3顶管机头接收坑

(1)顶管机头出洞前洞口土体加固

根据顶管进展情况，为保证掘进机能顺利进入接收井，

防止掘进机出洞后水土沿工具管与井圈之间的建筑空隙涌

入接收井内，保证井内接头能顺利施工。对洞口土体进行加

固。采用门式加固法，即对所顶管道两侧和顶部一定宽度和

长度范围内的土体进行加固，以提高这部分土的强度，从而

使工具管或掘进机在出洞或进洞中不发生坍土现象

(2)顶管机头状态的复核测量

掘进机进入接收井前的复核应测量顶管机所处的方位，

是确认顶管状态、评估掘进机出洞时状态和拟定施工轴线及

施工方案等的重要依据，使掘进机在此阶段的施工中始终按

预定的方案实施，以良好的状态、准确无误地进入接收井内。

(3)顶管机头进接收坑

在接收井砖墙封门破坏后掘进机头应迅速、连续顶进管

节，尽快缩短出洞时间。掘进机整体进洞后应尽快把机头和

混凝土管节分离，并把管节和接收井的接头按设计要求进行

处理，减少水土流失。

L5.4检查井施工及工作坑、接收坑回填

(1)检查井施工

顶进完成后，安全拆除设备后，进行混凝土检查井的施

工。

（2）工作坑、接收坑的回填

a.素於C15回填至雨水管顶上方300mm,在向为灰土分

层夯实回填至道路基础。回填分层夯实碾压，采用冲击夯夯

实，虚铺厚度中20cm。每层回填完毕，自检合格后，层层报

监理验收，合格后，方可进行下层回填。

2）回填土质量要求

a.回填时槽内应无积水。

b.回填的密实度标准必须符合下表

序项目密实度（％）检查频率

检验方法

范围点数

号

路床底算起（重型击实验

0-80295每层4灌砂法检验

80-150N90每层4灌砂法检验

r

1>150290每层4灌砂法检验

3）回填质控工作的其它要求:

a.检查井井室施工完成后，清理四周完毕后，报监理工

程师验收，严禁擅自回填。

b.采用灰土回填时，根据填方数量，准确计算石灰用量,

保证灰土中有效成分的含量。在回填过程中，除按要求检测

回填土的厚度、压实度外，同时检测灰土中有效成分的含量。

C.回填作业现场配置质控试验人员，随时检验，层层报

验，监理验收合格后，方可进行下一层回填作业。

d.雨水工程全线做防水处理。

L5.5顶管中的安全措施

（1）安全施工措施

1）进场施工时，应检查现场“三通一平”条件是否达

到施工要求，发现涉及作业安全问题及时找有关部门协商解

决。不具备施工条件，不得盲目进场。

2）每日的作业工具由施工负责人进行检查，合格后方

可使用。

3）施工人员应严格按施工方案和安全措施进行施工。

遇有异常情况（坍塌、地下水层与地质报告不符）应先停止

作业，撤离危险部位，并及时向负责人汇报，不得擅自处理。

4）竖井应随开挖、随支护。

5）施工安装的提升架和起重设备应进行空载和重载的

安全检验。

6）竖井应在地面上设置防雨棚。井口周围设防汛墙和

安全护栏。

（2）安全技术措施

1）施工过程中，工程技术负责人应经常检查实施情况,

如遇与原资料、原方案不符等其他情况，应及时变更方案和

措施，严禁冒险施工。

2）应根据施工设计进行土层加固，土层加固后方可开

挖，土层加固时注意地下管线的安全保护工作。

3）加强沉降观测，观测前，对所有仪器设备必须按有

关规定进行检验和校核，确保观测的稳定可靠性和观测的精

度；当发现变形及位移量超过最大允许值时，立即停止施工,

封闭掌子面，井下人员立即撤上地面。

4）使用提升设备时不得超负荷作业，竖井上下设联络

信号，并保证联络随时畅通。

5）焊接过程注意跌落事故隐患，高空作业必须系好安

全带。安全带系在安全可靠的地方。

6）锚喷支护必须紧跟开挖工作面即作到挖、支、喷三

环节紧跟。应先喷后锚，喷射硅的一次喷射厚度不应小于

50nlm，喷射作业中，设专人随时观察侧壁变化情况。

7）进行分层开挖时，施工平面必须留有2.0—2.5m长

度的台阶，保持土体稳定，确保下一个工序作业的安全。

8）在顶进过程中遇到下列情况之一时，应立即停止顶

进，及时采取措施，处理完善后，再继续顶进：①发生塌

方或遇到障碍；②后背倾斜或严重变形；③顶铁发现扭曲

迹象；④管位偏差过大，且校正无效；⑤顶力较预计增大,

接近管节端面许可承受的顶力。

9）顶进作业时，禁止进行工作坑内的垂直运输；进行

垂直运输时，禁上顶进作业。

10）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

物和管线的安全。

（3）管内照明

管道内每10米装一只照明灯，照明灯采用38V的安全

电压供电。

为防止电缆接收松动、管道内配有部分活动接收箱，即

保证了接收质量，又可以避免接收的包扎受潮而产生的漏电

事故。

应急电源采用的是地面备用一台发电机，在管道内断电

时及时供电以保证照明、通风、施工的正常进行。

(4)供风

在顶进施工过程中，随着管道不断向前延伸，空气中的

氧气会逐渐稀少，会给在管内的工作人员带来极大危害，甚

至会造成恶性事故。为改善管内工作环境，在管道施工的全

过程中采取通风措施，加大管道内空气流通，营造良好的作

业环境。

采用压入式通风，空压机安装在地面上，用DN100的硬

质PVC通风管道，将风送至工作坑底部，并用同直径的硬质

PVC通风管道，从管内把风送至端部顶进机处。通风管要固

定在工作坑侧壁及钢筋混凝土管内壁的上，固定要牢固。

(5)施工机械安全

1）处理机械设备故障时，必须使设备断电、停风。向

施工设备送电、送风前，应通知有关人员。

2）喷枪、注浆管喷嘴严禁对人放置。施工中，喷头和

注浆管前方严禁站人。进行喷射混凝土作业时，必须配戴好

防护用品，如防尘口罩、眼镜、手套等。

3）施工操作人员的皮肤应避免与速凝剂、水玻璃、硫

酸等有害化学物质直接接触，并注意易燃物品的防火工作。

4）停止开挖时，以喷射混凝土封闭开挖面，在地质条

件差的地段，工作面开挖后，应及时用喷射混凝土封闭。

5）空压机站设置在竖井地面附近并应采取防水、降温、

保温和消音措施。

6）为避免供料、拌合、运输、喷射作业之间的干扰，

应设有联络信号，喷射作业应由班组长按规定信号、方法进

行指挥，防止因时喷射手和机械操作人员联络失准造成事

故。

7）向竖井内吊运材料和工具时，不得抛掷，提升架吊

运应有专人指挥，料具要捆绑结实，竖井内的操作人员要避

开吊送的料具。吊送时下方严禁站人。

8）钢筋切割机在使用前要检查其是否运转正常，切长

料时应有专人把核，切短料时要用钳子或套管夹牢，不得集

束切割。

9）提升钢丝绳和各种吊具，安装后要进行试运转，合

格后方可使用，使用中要定期检查，保养维修或更换。

10）顶进设备安装前应对液压油缸、高压油泵、液压管

路控制系统及顶铁等进行检查；设备完好，方可安装。应根

据顶管坑的施工设计，安装高压油泵、管路及控制系统。油

泵宜设置在液压油缸附近；油管应直顺、转角少；油泵应与

液压油缸相匹配，并应有备用油泵。

11）顶管机或工具管，应在导轨、工作平台、垂直起重

设备安装完成后进行安装；安装前应对设备进行检查，使其

处于完好状杰。

（6）顶管质量监控

顶管施工中，各个工序须严格查验，查验内容及要求见

下表：引自《给水排水工程顶管技术规程》验收标准

顶管施工质量要求

过程名称质量控制点检测手段质量等

允许偏差：轴线3mm水准仪

轨道安装合格

顶而高程0-经纬仪

后背安装允许偏差：垂直度Wl%oH经纬仪合格

L,r-f=/TAb"1

油缸架安允许偏差：整体轴线＜3mm水准仪

合格

装左右高差0-经纬仪

管道顶进允许偏差：中心偏差：50mm水准仪合格

/r，L-7

管道接口相邻管间错口V15%壁厚,钢尺合格

L5.6顶管施工常见病的预防

(1)管道轴线偏差过大

管道轴线与设计轴线偏差过大，使管道发生弯曲，甚至

造成管节损坏，接口渗漏。

预防措施:

①顶管施工前对管道通过地带的地质情况认真调查，指

导纠偏。纠偏按照“勤测量、勤纠偏、小量纠”的操作方法

进行。

②加强顶管后背施工质量的控制，确保后背不发生位

移，并使后背平整，以保证顶进设备的安装精度。

③顶进过程中随时绘制顶进曲线，以利指导顶进纠偏工

作。

(2)地面沉降与隆起

顶管施工过程中或施工后，在管道轴线两侧一定范围内

发生地面沉降或隆起，使管道周围道路受到影响，甚至危及

到正常使用和安全。

防治措施：

①严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量

纠的操作方法。

②在顶进过程中及时足量地注入符合技术标准的润滑

支承介质填充管道外围环形空隙。施工结束及时用水泥或粉

煤灰等置换润滑泥浆。

③严格控制管道接口的密封质量，防止渗漏。

(3)顶力突然增大

在顶进过程压力表指针突然增大。

防治措施：

①按不同地质条件配制适宜的泥浆，并采取同步注浆的

方法，并及时足量的沿线补浆，经常检查膨润土质量，特别

是不得含砂。

②顶进施工前对顶进设备进行认真的检修保养。

③停顶时间不能过久，发生故障及时排除。

(4)管道接口渗漏

管道接口渗水、漏水。

预防措施：

①严格执行管节和接口密封材料的验收制度，严禁使用

不合格产品。

②严格控制管道轴线，必须按“勤纠”、“小纠”的原则

进行，以避免接口不匀而使胶圈减小止水作用。

③下管时，要在钢丝绳与管口之间加橡胶垫，保护管口。

④采用钢承插口管材，并选用相匹配的橡胶圈，事先检

查橡胶圈的质量，临下管前抹好润滑剂，安装要正确。

(5)钢筋混凝土管节裂缝

管节纵向和环向有明显裂缝，造成管道渗水、漏水。

预防措施：

①管材进场后要进行质量验收，验收不合格要及时退

货。

②顶进时严格控制管道轴线偏差，控制顶力在管节允许

的承压范围以内。

③在管节运输过程中采取管垫等保护措施，并做到吊

(支)点正确，轻装轻卸。

(6)顶管前端正面土体坍塌

顶管施工中实际出土量远远大于理论出土量，且地面有

明显塌陷。

预防措施：

顶进施工中采取短开挖、勤顶进的方法，并随时注意到

土质的变化情况，同时，在开挖前对管前土体提前进行超前

注浆处理。

1.6周边环境保护措施