钢承口钢筋混凝土机械顶管施工方案.docx

目 录
第1章 编制依据 3
第2章 工程概况 4
1 工程基本情况概述 4
第3章 工程特点及难点 5
1 工程特点 5
2 施工难点 5
3 工程重点 5
第4章 总体施工部署 6
施工总体部署说明 6
第5章 顶进施工方案 12
1．工艺流程 12
2．土建准备 12
3．工艺准备 14
4．初始顶进 19
5．正常掘进 20
6．贯通掘进 27
7．接口处理 27
笫6章 工程测量 29
1.地面控制点的布设 29
2.平面控制 29
3.地上、井下联系测量 29
4.井下高程点的设置 30
5.顶管施工测量 30
6.施工监测 30
笫7章 施工进度计划安排 31
笫8章 季节性施工措施 32
1.冬期施工措施 32
2.其它保证措施 34
3.环保措施 36
笫9章 工程质量保证措施 37
1.质量目标 37
2.质量保证体系 37
3.质量保证管理措施 38
笫10章 文明、安全、环保施工措施 41
1.安全文明施工 41
2.建立文明安全保证体系 41
3.安全、文明生产及环保具体措施 42
第1章 编制依据

本工程施工中应执行的规范、标准、法律法规如下：
DBJ01-41-98 工程建设监理规程
DBJ01-47-2000 北京市给水排水管道工程施工技术规范
DBJ01-71-2003 市政基础设施工程资料管理规程
DBJ01-13-2004 排水管（渠）工程施工质量检验标准
DBJ01-56-2001 北京市市政工程施工安全操作规程
GB 50021-2001 岩土工程勘察规范
GB 50026-93 工程测量规范
GB 50054-95 低压配电设计规范
GB 50204-2002 混凝土结构工程施工质量验收规范
JGJ 46-2005 施工现场临时用电安全技术规范
JGJ 79-91 建筑地基处理技术规范
JGJ/T111-98 建筑与市政降水工程技术规范
GB50194-93 建筑工程施工现场供电安全规范
北京市建筑工程施工现场管理办法 （北京市政府第84号令）
顶管施工技术
岩土工程勘察报告-京岩土工程有限公司
施工设计图纸
第2章 工程概况
1 工程基本情况概述
铁路环线（五环路机场立交~坝河）污水管线属酒仙桥污水处理厂流域，该系统是北京市总体规划中拟建的15个污水处理厂污水管道系统之一，酒仙桥污水处理厂一期工程已于2000年9月完工并投入使用。
1.1 本工程的建设目的在于通过敷设污水管道，解决望京及铁路环线地区污水排除问题，将污水收集后通过该管线送至酒仙桥污水处理厂，从而完善该流域污水排水系统，控制和治理该地区的污染，改善该地区环境质量。
1.2 本工程位于朝阳区，污水管线流域内的地形较为平缓，设计管线覆土较深，大部分采用顶管施工，采用滑动胶圈钢承口的钢筋砼管，接口内侧采用双组分聚硫密封膏嵌缝。
1.3 我单位施工20#～41#井段为1#标段全长1830.7米，20#～31#主干管管径为D=2000mm长度为1004.3米，其中机械化顶管长度为：391.2米 ，剩余部分为人工顶管。31#～41#主干管管径为D=2400mm长度为826.4米，本段全为机械化顶管施工；支线管径为D=1050mm，长度为187.3米，全部为顶管施工。
1.4 建设单位:北京市排水集团基建部
设计单位:北京市市政设计研究总院
监理单位:北京中联环建设监理公司
施工单位:北京市城乡建设集团有限责任公司
1.5 工程地质条件：管顶为粉质粘土②2层，顶进断面为粉质粘土③3、粉质粘土-砂质粉土③2，管底为粉质粘土③3层。

第3章 工程特点及难点
1 工程特点
⑴ 管道紧邻或下穿已建使用道路、平房区；
⑵ 管道施工区交通繁忙，施工场地狭窄；
⑶ 地质水文条件差，易形成流沙，开挖面泥水压力不容易保持。
2 施工难点
⑴ 泥水平衡浆液的配比，长距离顶进减阻浆的注入，管道一次性掘进250m；
⑵ 顶管长距离顶进的纠偏；
⑶ 长距离顶进的进排泥；
3 工程重点
⑴泥水处理；
⑵管道施工中线、高程控制；
⑶管道外壁的减阻施工；
⑷控制好顶管机的进出洞；
第4章 总体施工部署
施工总体部署说明
该标段管道平均埋深约7.5～9m，采用泥水平衡顶管施工，根据该工程特点和施工环境，结合我公司的技术力量，作如下安排：
1 施工组织
⑴ 施工阶段划分
本工程施工共分为D=2400、D=2000两种管径的顶管顶进。两台设备同时进场分别进行顶管的顶进。其中具体施工阶段划分按进程，可划分为4个施工阶段，即：入洞准备阶段、初始掘进阶段、正常掘进阶段、贯通阶段。
⑵ 施工组织
① 施工组织机构
项目经理
机械顶管专业施工队
项目总工
办公室
技术质量部
工程计量部
一组组长
二组组长
地上
测量
搅膨润土浆
天车操作
出泥、排泥
挂管、下管
浆液浓度配比
地下
拆装电缆
拆装泥管及护口铁
下管
浆液冲洗转换
电工
维修

② 岗位职责
项目经理：
a、贯彻执行国家和工程所在地政府的有关方针、政策、法规，执行企业制定的各项规章制度，自觉维护企业和职工的利益，确保公司下达的各项经济技术指标的全面完成。
b、严格财经制度，加强财务、预算管理，推行多种形式的承包责任制，正确处理国家、企业与个人的利益关系
c、工程项目质量、成本、安全生产第一责任人，行使公司赋予的各种权利，组织策划项目经理部质量体系的建立、完善、实施。
d、对工程项目施工进行有效控制，执行有关技术规范的标准，积极推广应用新技术、确保工程质量和工期，实现安全、文明生产，努力提高积极效益。
e、组织制定项目经理部各类管理人员的职责权限和各项规章制度，搞好与公司机关各职能部门的业务联系和经济往来。
f、科学组织和管理进入项目工地的人、财、物资源，保证履行签订的承包合同，提高综合经济效益，圆满完成任务。
项目总工：
a、在项目经理的领导下，分管项目部的技术、质量、技术革新、技术培训、职工教育等各项组织领导工作。
b、贯彻和实施上级颁发的各项技术政策、技术规程、规范、标准各各项技术管理制度。
c、主管编制项目部承担工程的施工组织设计和施工方案，主持制定技术、质量、科研、教育、环保等各项工作计划。
d、负责办理设计变更、工程变更及施工资料的管理。
e、负责审批工作重点部位、关键工序的质量检查，组织对施工中出现重大技术质量问题及时解决，参与或组织重大质量事故、隐患分析、执行或决定改进措施。审批不合格产品修复处置方案，制定纠正、预防措施。
f、负责指导推广新工艺、新概念、新材料。组织技术人员学习图纸及技术业务，不断提高施工技术水平。
工程计量部：
a、在项目经理的直接领导下，负责具体组织、协调、落实施工生产，确保工程质量，安全管理目标的实现。
b、负责组织编制施工方案并组织实施，编制总体工程网络计划及工、料、机计划、负责编制材料供应计划。每月下达生产计划，并负责现场组织协调落实工力及材料供应。负责填报开工报告及工力、设备、进度情况。
c、负责项目部的成本控制、经营分析、索赔等工作。按项目承包价负责对各分包单位进行发包及结算工作。
d、负责现场所发生的各种措施费的预算编制及监理确认工作。负责工程完成计量的监理确认工作，及施工报表的填报工作和工程最后结算工作。
e、负责工程合同、材料合同、设备合同的评审、研究、协商及签定工作。
f、负责组织劳务招标工作，协助领导及有关部门搞好工程的发包管理、劳务费的结算工作。监理劳务管理台帐，做好劳务人员的跟踪管理工作，对劳务个人进行定期不定期检查。
技术质量部：
a、在项目部总工程师的直接领导下，对工程的施工技术、质量工作负责监督、检查并贯彻实施，确保项目质量目标的实现。
b、负责联系测量交桩、施工测量定线及施工测量复核工作，负责联系办理委托竣工测量工作，负责联系测量放线报验工作，编制测量方案。
c、负责与监理联系验收工作，按监理规定填报各种报验单。
d、参加工序的验收和质量评定工作，并负责填写工序评定表，负责联系外部参验单位及时验收。
e、负责对工程原材料的送试工作，负责现场试验、检验工作。负责现场混凝土标养间管理及时送试，及时按规定进行混凝土试验工作。
f、对于分包工程须验证其资质，人员持证上岗及质保体系是否符合要求。对分包工程质量负责监督检查。
g、负责办理工程洽商、编制质量计划，负责项目部ISO9000贯标及文件管理。
h、负责工程竣工图及归档技术资料的编制及审定工作。
i、对重大质量事故履行事故报告制度，负责组织调查分析，写出书面事故报告，负责组织实施有关部门批准的质量事故处理方案。
办公室：
a、负责项目部党政综合协调管理工作，组织党政重要会议的会务工作。做好企业文化建设、行政后勤等事物性工作。
b、负责公文处理、印信管理及文印工作，负责人民来信、来访的处理及对外接待工作，负责项目部的文书档案、大事记等管理工作。负责项目部ISO9000贯标及文件管理。
c、负责项目部值班工作的安排、督促和检查，治安、保卫、消防管理工作，负责生活及食堂管理、卫生工作。负责公务用车调配、办公设备管理。根据领导意见合理安排会议时间。
d、负责项目部的劳务管理工作，办理使用外部工力的申报工作，并做好各项用工手续。配合有关部门搞好劳动人员的入场教育、安全保卫、卫生、文明施工等工作。负责项目部施工过程中的人员招聘、解聘、清场、工资支付等控制工作。负责执行国家制定的外部劳务管理和教育工作的政策、法规及相关规定。
e、负责组织原材料、半成品及构配件的采购、运输，执行公司物资采购管理办法。负责提供相关出厂检测报告和质量合格证明文件。制定项目部材料管理办法，负责现场领料的实施，监督检查材料合理使用情况和现场文明施工。每月材料进行耗料结算、建立材料三级帐，做好材料成品管理。
现场总负责人：顶管工程、现场管理、安全负责
班组长：也是操作手，是一个班组的核心。负责组织生产及协调当班各岗位的工作，组织解决能力范围内的一切问题，保证当班问题当班解决，不能遗留给下一个班组，并且作为一名操作手，注意顶管机的姿态变化，及时调整姿态，保证施工顺利进行，对当班施工情况详细记录，同时提出供料计划。负责本班生产管理、人员安排、协调各岗位
测量：监控顶进质量，以及地表沉降控制，随时向操作手汇报顶管姿态及趋势，
浆液浓度配比：监控泥水质量、根据地层、水文的变化随时汇报操作手，同时调整浆液配比
维修：负责设备的日常保养、维修
搅膨润土：膨润土及各种材料的投放，存储；
出泥、排泥：人工负责出泥、出砂工作
拆装泥管及护口铁：负责安装护口铁、拆装电缆、接管等工作
挂钩、下管：配合天车保证砼管就位，同时负责砼管的进场。
电工：负责电气线路保障，保证用电安全
浆液冲洗转换：负责进排泥管路冲洗以及触变泥浆管路的连接
施工班组由我公司抽调具有丰富顶管施工经验的施工人员组成施工队，承担顶管施工任务。
③ 主要施工机械
根据该工程的特点及工程地质、水文条件，为满足工程施工技术安全及工期的要求，我公司将选用性能良好顶管施工设备采用国产的φ2000泥水平衡顶管设备、φ2400泥水平衡顶管设备
④主要施工材料
混凝土管加工由有资质的制造厂制作，同时由甲方提供管材。砼管进场主要是检查密封胶圈的粘结情况。管道顶进采取分节顶进的方法进行施工。为克服管道长距离顶进顶力大的难点，采用增加减阻泥浆的方法进行解决。
减阻用澎润土，控制好澎润土的胶质价为100％。

2 施工现场的布置原则
施工场地的占地范围，在满足正常施工作业下，尽量减少占地，本次顶管施工一共涉及到2个双向顶坑，以及5个顶管接受坑。减阻浆搁置在现场进行制备，每节管出的土方进行集中消纳，现场布置顶进设备，出渣装置，顶进控制室，混凝土管堆置场地（一般保证10根管的存储量）。
具体见：机械化顶管施工平面布置图。

图：机械化顶管施工平面布置图

3 施工场地内的临时设施
所有施工围档由委托方提供;顶管施工应做到以下内容：
1、所有社会交通与施工区域均由围挡分离，围挡要符合文明施工；
2、全部施工内容在围挡内完成，工地出入口设可开关的大门；
3、现场照明：施工现场设置多盏卤素灯作为夜间照明，满足夜间施工需求。

4 临时通讯设施
施工期间为便于联系，为现场施工人员配备移动电话、对讲机，以方便施工生产和联系。

第5章 顶进施工方案
1．工艺流程

2．土建准备
2.1 工作坑施工
具体见顶管工作坑施工设计。
2.2 导轨安装
工作坑底板施工前应提前进行钢板预埋作为枕铁，导轨选用22#钢轨，用压板固定在枕铁上。
导轨安装计算说明如下：
两根导轨应顺直，两根导轨的内距按下式计算：
A=2
式中：A—两导轨内距（mm）；
D1—管外径（mm）；
h—轨高（mm）；
e—管外底距枕木面的距离（mm）
导轨及枕铁的安装质量应付符合下列规定：
1）枕铁的高程宜低于管外底高程10～20mm，间距均匀，其铺装纵坡应与管道纵坡一致；
2）两根导轨应直顺、平行、等高，导轨安装牢固，其纵坡与管道设计坡度一致；
3）导轨、高程及内距允许偏差为±2mm；中心线允许偏差为3mm，顶面高程允许偏差为0～＋3mm。

2.3 后背安装
后背采用2.4×3m的整体式后背，由30#工字钢拼装组成，型钢前部焊接20mm厚钢面板，后部焊接10mm厚钢板，使之形成整体。后背卧到工作坑底以下500mm，并应与管道顶进方向垂直，与工作坑壁之间的空隙部分用碎石填充并捣实。
2.4 入洞口装置
顶管过程中，无论是管从工作坑进洞，还是出洞，管子与洞口之间都必须留有间隙，但间隙必须做好封闭，如封闭不严，地下水、触变泥浆和泥砂就会从该间隙中流到坑中，影响坑内作业，严重时会造成洞口的坍落，造成事故，故洞口必须做止水，止水方法为，在入洞口位置浇筑300mm厚混凝土止水墙，墙外侧安装二道止水橡胶圈，橡胶圈内径为D=1050以及1150mm，外径为D=1530以及1640mm。各橡胶圈中间用δ=10mm钢板作为隔挡和固定橡胶圈用。
止水圈橡胶质量应达到：拉伸度≥300%，邵氏硬度在50±5º范围之内。
3．工艺准备
3.1吊装系统
D2400每根理论重量为：17吨，D2000梅根理论重量为：13吨。技术人员实际测量吊车与竖井中心距离，D2400安排吊车100吨；D2000安排吊车80吨。
D2400机头重量为45吨；D2000机头重量为41吨
3.2 泥浆系统
泥水平衡用注入泥浆采用钢制罐，容积共计100m3。出泥浆采用漩流器及振动筛进行出渣。泥浆由离心泵传送。
安装好地面泥水泵和排泥泵，安装好工作井内排泥泵及管线；
启动冲洗模式检查泥路循环是否正常；
检查电磁流量计Q通过PLC系统对变频调速排泥泵流量控制情况，并作调整。
检查压力计C2通过PLC系统对变频调速排泥泵流量控制情况，并作调整。
3.3 减阻系统
管道顶进过程中减小摩擦阻力采用触变泥浆，现场设置搅拌罐一台，储存罐两个，每个3立方米。触变泥浆管路使用DN50钢管，泥浆通过离心泵送至坑下管道内。顶进开始前做好触变泥浆配比，用搅拌机拌和足量浆液以备使用。

3.4 动力系统
D2400顶管动力配套
序号
设备名称
数量
总功率
(kw／h)
1
刀盘电机
2
44
2
输送泵电机
1
22
3
纠偏油泵电机
1
4
4
液压系统电机
2
30
5
注桨电机
1
11
6
桨液搅拌机
1
11
7
电焊机
1
30

 合计
 152 
D2400顶管其它设备机械配备表：
序号
名称
单位
数量
规格
1
泥浆泵
2
台
Φ150
2
油泵车
1
台

3
激光经纬仪
1
台
SY27-J2-JDE
4
钢制泥浆罐
1
个
100m3
5
载重汽车
1
台
8t
7
中继间设备
1
组

D1950顶管动力配套
序号
设备名称
数量
总功率
(kw／h)
1
刀盘电机
2
36
2
输送泵电机
1
22
3
纠偏油泵电机
1
4
4
液压系统电机
2
30
5
注桨电机
1
11
6
桨液搅拌机
1
11
7
电焊机
1
30

合计
 144
D1950顶管其它机械设备配备表：
序号
名称
单位
数量
规格
1
泥浆泵
2
台
Φ150
2
油泵车
1
台

3
激光经纬仪
1
台
SY27-J2-JDE
4
钢制泥浆罐
1
个
100m3
5
载重汽车
1
台
8t
7
中继间设备
1
组

3.5 预制设备
2400预制设备
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
机头管
米
6*3
1个工作坑，双向顶进，每个方向3根，每根3米
2
中继间钢制管
米
4*3
34#-36#2套；34 #-31#2套；每套长3米
3
钢承口砼管Ⅲ级
米
432.2

2000预制设备
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
机头管
米
9*3
2个工作坑，一双向顶进，一单向顶进，每个方向3根，每根3米
2
中继间钢制管
米
3*3
26#-27#改1套；21#-20#1套；
21#-22#1套；每套长3米
3
钢承口砼管Ⅲ级
米
359．4

3.6 井底内平面布置
⑴ 工作井内机具
名称
单位
数量
规格
主推进千斤顶
台
6
200t行程3.4m
主推千斤顶泵站
套
1

护口铁
套
1
自制
洞口密封环
套
1
自制
排泥泵
套
1
渣浆泵
测量用激光经纬仪
套
1

⑵ 布置的管线及电缆
名 称
规 格
泥水管
Φ150
排泥管
Φ150
触变泥浆管
Φ50
集水坑排水管
Φ75
动力电缆
2条，150mm2
自控电缆
1条
有线通讯电缆
1条
3.7 管内断面布置
砼管内布置管线如下表：

序号
名 称
规 格
材料
单位
数量
1
泥水管
150（6寸）
钢 管
条
1
2
排泥管
150（6寸）
钢 管
条
1
3
触变泥浆管
50（2寸）
钢 管 及胶管
条
1
4
动力电缆
150mm2

条
2
5
照明线
36V10mm2

条
1
6
自控电缆

条
1
7
通讯电缆

条
1
以上管线除5照明线在管线中区域布置外，其余全部与顶管管线通长。
3.8 顶进人员分工（2400及2000）
序号
人员 
数量 
职责分工 
1
组长 
1
指挥、调度、质量控制 
2
技术人员
2
技术管理、质量管理、施工记录、施工分析 
3
操作员 
2
顶管机操作 
4
机、电维修员
2
制备检修并兼职其它工作 
5
起重工 
1
行车驾驶 
6
测量员 
1
 顶进轴线测量、控制 
7
泥浆工 
8
拌浆、压浆 、抽浆
8
辅助工
5
运土2、挂号钩等 

4．初始顶进
顶进准备工作完成后，开始初始顶进。初始顶进在顶管工作中起着很重要的作用，一要穿过工作井洞口，在这过程中保证洞口结构不被破坏，同时水和流砂不进入顶坑。二要保证高程、中心偏差最小，为正常顶进打下良好的基础。
4.1 初始顶进速度控制
顶进用工作井顶进设备进行速度控制，分为两个部分，机头入洞阶段速度控制在3~5mm/min，影响速度因素：一是刀盘切削水泥砂浆砌体厚度，当刀盘转速2.2转/min时，顶进速度3~5mm/min，砌体切下厚度1.4~2.3mm，在这样厚度下破碎成粗粉末状，便于泥浆带出；二是机头没入土时，机头克服刀盘旋砖产生的扭矩，靠的是机头重量产生的与轨道摩擦力，吃刀太深扭矩大，机头会旋转。第一节管进洞阶段，刀盘速度控制在10~20mm/min，此阶段重点是找正管子中心、高程，偏差控制在±5mm之内，所以速度不要太快。
4.2 初始顶进泥水控制
洞口封闭安装后，先不转刀盘将机头缓慢平推入洞内1：2水泥砂浆粘土砖砌体。顶进时进泥流量控制在0.4~0.6m3/min，作用润滑刀，切削砌体杂物泥水带出，此时泥水分两部分流出，一部分由机头外流入集水井，集水井设4寸泥浆泵排入砂水分离装置；另一部分由机头出泥管排入砂水分离装置。
初始顶进时，进泥流量控制在0.6~0.8m3/min，泥水容重： =1.20，泥浆由顶管机出泥管排入砂水分离设备。顶管机泥水仓压力控制在40KPa。
4.3 测量
初始顶进后500mm，顶进测量开始，每顶进300mm做一次中心、高程记录，并及时向技术负责人汇报，以便采取措施。
4.4 纠偏
顶管机头没有全部进入洞时，在机头中心、高程偏差不大于±20mm，不考虑纠偏，因此时轨道在控制前进方向，另外因机头没有全进管，此时纠偏如不采取措施，纠偏没效果反而使第一节管偏离轨道。如中心、高程偏差大于±20mm，要停止顶进，由项目技术负责人主持研究是否纠偏及纠偏方案，此时纠偏高程时，轨道上管要加配重，纠偏中心时，轨道管要加两侧支撑。
机头全部入土后，高程、中心偏差大于±10mm要纠偏，此时纠偏用机头纠偏设备，但应用人工操作、全站仪测量，暂不用自动纠偏设备。初始顶进终点，中心控制在5mm以内，高程控制在±10mm以内，为以后掘进打下好基础。
4.5 触变泥浆减阻
当机头全部进入后封闭后，开始由机头向管内壁注触变泥浆，触变泥浆压力初始顶进时控制在70KPa，流量控制在0.03m3/min。
4.6 拉紧联系装置
将顶管机与最初的三节砼管进行拉紧联系。距管口300mm处有预埋铁，拉紧用的丝杠尺寸为φ18，长度为1m。每个管口连接处及顶管机与管口连接处分别以4根丝杠拉紧，丝杠位置如图：
5．正常掘进
本工程顶管技术难点：
①.地下水位高，砂层距离长，泥水仓工作面塌方；
②.解决长距离顶进
③.长距离顶进保证轴线偏差在左右30mm范围内，高程控制在+10mm，-20mm，而且管线为混凝土管，纠偏曲率半径比较大；
④.地下水位高，纠偏难，顶管后封闭漏水问题；
⑤.工期紧，如何在保证质量的前提下保证工期；
⑥.供电功率大，如何保证正常安全供电。
5.1 顶进主要参数
泥浆在整个顶管过程中起着关键作用，泥浆的压力、浓度影响挖掘面的稳定性。泥浆浓度流量影响到切削下土体能否正常送到地面。泥浆配比要在优选货源的前提下优化配比，并能根据土质变化及时变化。泥水仓泥浆压力须始终大于水压力。
泥水初定参数：
泥水比重 5.25t/m3
泥水仓压力 50KPa
送泥水流量 Q1≤0.66m3/min
排泥流量 Q2≤0.79m3/min
机头顶进速度设定100mm/min，如要加大顶进速度，在保证泥水仓泥压的条件下，要先加大泥浆流量，再计算顶进速度，否则排泥管会堵塞。
流量计设定0.8m3/min。
5.2 泥水管理
(1)地质概况
中途主要经历粘土层。
(2) 泥水质量控制
① 密度
为了保持开挖面稳定，必须可靠而迅速地形成泥膜，以使压力有效地作用于开挖面。
② 粘度
泥水的粘度是另一个主要控制指标。从土颗粒的悬浮性要求而言，要求泥水的粘度越高越好，根据泥水处理系统的自造浆能力，随着顶进节数的增加，泥浆越来越浓，粘度也呈直线上升，而粘度的增加并非说明泥浆的质量越来越高，因此，泥水粘度的范围应在20~25S，考虑到粘度的调整有一个过程，应在泥浆粘度为22S时(调整槽粘度)，即可逐渐添加CMC，添加量的多少视粘度下降的趋势而定。
③ 析水量
析水量是泥水管理中的一项综合指标。泥水的析水量应小于5%，降低土颗粒和提高泥浆的粘度，是保证析水量合格的主要手段。
本工程采用的指导配比见表1、2、3。
指导配比      表1
粘土
CMC
纯碱
水
400
2.2
11
770
指导配比     表2
膨润土
CMC
纯碱
水
330
2.2
11
870
指导配比     表3
粘土
膨润土
水
泥浆密度
膨润土
335kg
40 kg
855 kg
1.25t/m3
4％

该配比仅供参考，实际施工时须依据具体的材料确定最终参数。
泥水监控是一个使用→小调整→使用→大调整→使用的无限循环过程，是一个动态变化过程。检查配比是否合理的标准是地面沉降量，沉降量得到控制后就要注意泥水指标的变化趋势，使之稳定在某一区域内。
(3) 逆洗时的压力控制
逆洗是顶进过程中较为常用的防止和消除排泥管吸口堵塞的方法。
在逆洗过程中，由于土仓或顶管机内的排泥管处于堵塞状态，因此逆洗时应提高排泥流量，但不能降低切口水压，整个逆洗过程必须密切注意开挖面稳定情况。推进、逆洗和旁路三状态切换时的切口水压控制偏差值为：±0.02MPa。
(4) 开挖面稳定的判断方法
开挖面稳定是泥水平衡顶管顶进施工中最重要的管理项目之一，它直接影响着顶管施工质量。控制每节掘削量是开挖面稳定的必要保证。
① 掘削量的控制
根据地质情况进行理论掘削量计算：
w=V×(1-n)×r
W：理论掘削量(m3/Ring)
V：砂性土在顶管机断面内所占的体积(m3)
n：砂性土的孔隙度(%)
r：砂性土的密度
W′：实际掘削量(m3/Ring)
rs：土的比重
Q1：排泥流量(m3/min)
p1：排泥密度(kg/m3)
Q0：送泥流量(m3/min)
p0：送泥密度(kg/m3)
t：掘削时间(min)
实际掘削量直接显示在计算机屏幕上，它较真实的反映实际掘削过程中的掘削量。
实际掘削量W′(干砂量)与偏差流量Δq的关系：
偏差流量Δq瞬时计算式：
Δq=Q1-(A·VS+Q0)
Δq：偏差流量(m3/min)
A：刀盘面积(m2)
VS：顶进速度(m/min)
上式变换可得到排泥流量计算式：
Q1=(A·VS+Q0)+Δq
② 掘削量的判别方法
偏差流量为正值时，顶管机处于"超挖"状态，干砂量比标准值大；偏差流量为负值时，顶管机处于"溢水"状态，干砂量比标准值小。
当发现掘削量过大时，应立即检查泥水密度、粘度和切口水压。在查明原因后应及时调整有关参数，确保开挖面稳定。
③ 管道土方转换泥方计算方法
管道土方*5.5=泥水浆方量
泥水浆方量*0.33=外弃泥方量
5.3 顶进操作程序
下管
安装护口铁

主

顶

操

作
拆卸电缆

顶进结束

地

面

操

作

室

排泥

送泥

沉淀池
二级沉淀罐
泥浆浓度调整
触变泥浆配置
出土

顶管推进减阻

技术要求：
1) 下管： 当顶进结束，主顶完全收回后，拆下护口铁，开始吊运水泥管。注意水泥管的方向和位置，并躲避人员及电缆。
2) 安拆护口铁：顶进结束并拆卸电缆后，把护口铁拆下，进行水泥管吊运，然后再把护口铁安装上。注意护口铁与水泥管口的形状配合，检查安装是否牢靠，吊装时注意安全。
3) 拆卸电缆：顶进结束后开始拆卸电缆，水泥管吊到位后进行护口铁安装，然后电缆穿过水泥管，再与顶管机电缆相接。拆卸时注意安全，电缆接头处需作相应记号，防止接错。注意，电缆接头严禁随意摆放，需放到墙体上的绝缘挂钩上的位置。
4) 主顶操作：地面操作室人员需按照操作规程对顶管机进行操作。顶进过程中，应根据顶管机的反馈数据及时的对其姿态进行调整。顶进结束后也应注意各项测量数据是否异常，必要时通知有关人员进行测量和维修，同时对顶管机进行相应调整。
5) 排泥、送泥：需注意管路是否堵塞，泥浆泵是否工作正常，以及顶进结束后管路的续接工作。
6) 沉淀池：及时的清除淤泥，注意沉淀池的水位变化，并避免杂物掉入池中堵塞管道。
7) 二级沉淀池：注意泥浆浓度及水位的变化，避免杂物掉入池中堵塞管道。
8) 泥浆浓度调整：根据地勘报告和排出的泥浆，来判断挖掘面面土层的变化，以便对泥浆浓度及时的进行调整，确保挖掘面的土体稳定。根据泥水顶管的技术要求，泥浆密度需达到1.12~1.25g/mm3。
9) 触变泥浆配置：根据施工情况配置触变泥浆，及时进行壁后注浆以减阻，并根据挖掘面的土质情况对泥浆成分进行改良调整。基本是每隔一根管就进行一次注浆。
5.4 触变泥浆系统
本工程顶距长，顶进过程中使用中继间和触变泥浆减阻，但中继间的增加加大了设备的投入，同时给供电带来比较多的困难，如果触变泥浆系统做得好，减阻效果明显，会加大中继间之间的距离，减少中继间数量，减少设备投入，同时减轻供电压力。
如触变泥浆配比适当，压力控制的合理，在砂层中的减阻效果同样能达到在粘土层中的减阻效果，提高触变泥浆减阻效果的因素有浆液配比、静置时间、加浆压力、保证在全部顶进管路上任何时间都有膨润土压入。
⑴ 泥浆配比
泥浆配制主要材料是膨润土，在货源上要优选颗粒细、胶质价高的膨润土，在制作过程中，搅拌要充分均匀，触变泥浆配比如下表：
触变泥浆配表
膨润土胶质价
膨润土（Kg）
水（Kg）
碱NaCO3（Kg）
60~70
100
524
2~3
70~80
100
524
1.5~2
80~90
100
614
2~3
90~100
100
614
1.5~2
⑵ 触变泥浆储浆罐
预计每天顶进12m，需加浆液体积为：
V= 式中：
D-----顶管机外径
d-----管外径
渗入量按3倍加浆量计。
储浆要保证24小时的静置时间，至少做2个3m3储泥罐，轮流使用。
⑶ 加浆压力
触变泥浆压力大于地下水压力，泥浆会以溶胶状渗入土层，静止后会以凝胶状封住土层孔隙，触变泥浆压力大于主动土压力，触变泥浆会托住土层，触变泥浆压力大于被动土压力，土层会破坏。触变泥浆压力设定在主动土压力加水压与被动土压力加水压之间。基准线按管底。
触变泥浆以顶管机头的同步加浆非常重要，机内人员在机头顶进时要观察注浆压力和流量，并作记录。每次下管后顶进前，机头操作人员要开启触变泥浆与排泥管联通阀门5~15秒，以使管内触变泥浆由凝胶变成胶体，减少压力损失。计算触变泥浆用量时，应考虑管道外皮与机头外皮的直径差，产生的缝隙填充量，考虑1kg的液压力，理论用量为:缝隙填充量*3=实际触变泥浆用量。
5.5 测量
详见测量章节。每次下管后对工作井中心线校测，同时人工测量机头后第一管口、第二管口中心、高程，与计算机中记录数据对照，同时绘制机头、第一节管、第二节管中心、高程测绘曲线，作为纠偏方案的依据。
5.6 纠偏
本工程使用的顶管机带纠偏功能，纠偏原理是：激光经纬仪发射激光到机头中心光靶，通过机内摄像头，操作手能看到机子的姿态，在顶进过程中控制纠偏千斤顶工作。就顶管机本身而言，高程、中心控制在±30mm是没问题的，但我们以往的经验是，机头走机头线路，管子走管子线路，即机头与前进方向倾斜前进，尤其顶混凝土管，这种现象更为严重。
根据以往的经验，我们采取如下措施：一是机头外径比管径大70mm，即管外与土体有70mm的触变泥浆膜；二是顶管机刀盘又比顶管机外筒大20mm，便于纠偏。
当机头纠偏时，机头前进产生的侧向压力N的分力要克服土体对管子的约束力，如土体是原状土，约束力会很大，土体被触变泥浆置换，触变泥浆是胶体，约束力很小，管子比较容易纠偏。
5.7 砂水分离和泥浆再生
在顶进过程中，泥浆系统是一直不停的，砂水分离工作也必须一直不停，并有专人负责。排出砂土直接外运，而泥浆存储罐中泥浆将由配浆技术员测定比重，保证一定的比重（1.12~1.25g/mm才可重复使用。
6．贯通掘进
刀盘速度控制在10~20mm/min，此阶段重点是找正管子中心、高程，偏差控制在±5mm之内，所以速度不要太快。
进入加固区后，操作人员须与接收井观察人员随时保持联系，确保能及时停止泥水置换。
7．接口处理
顶进完成后，进行接口处理。两管端接口处使用200mm宽，δ=13mmr橡胶圈置于管壁外端，管壁内端接缝使用PS－852双组份聚硫密封膏填充密实。密封膏技术参数如下：
密度，g/cm3 1.50±0.1
适用期，h 2～6
表干时间，h ≤24
渗出性指数 ≤4
流变性 下垂度（N型），mm ≤3
流平性（L型），mm 光滑平整
低温柔性，℃ -30 -40 -30
拉伸粘接性 最大拉伸强度，MPa ≥1.2 ≥0.8 ≥0.2
最大伸长率，% ≥100 ≥400 ≥300 ≥200
加热失重，% ≤10 ≤6 ≤10

笫6章 工程测量
顶管施工测量是顶管施工中一个十分重要的工作环节，为保证施工中管道位置的准确性，结合该工程的特点，采取地面控制测量及井下控制测量。为满足施工需要，现场组建测量小组由测量工程师负责，专职负责控制测量及日常的施工测量。
1.地面控制点的布设
根据委托方提供的测量控制点的坐标和高程，布置现场的测量控制点，并设永久性测量控制桩。导线两端点依附于高一级的控制点。在工作井及接收井附近适当加密导线点，以利于井下投点。
2.平面控制
根据工程实际情况，该工程的平面控制采用地面导线形式控制，导线等级为一级。所有导线点由委托方提供。各导线点需选择在合适的位置。导线点埋设要严格执行规范中有关埋点造标的规定。导线点在使用前要进行复核经确认无误后方可使用。导线环上的个点均布设于施工影响范围以外，避免损坏及丢失。导线的测设在工程开工前完成，地面导线布设采用一级导线。导线测量依据规范中一级导线的标准进行，并对测量成果用相关软件进行平差。
导线测量精度达到一级导线的主要技术要求：
等级
边长
测 角
中误差
测 距
中误差
测回数
方位角
闭合差
相 对
闭合差
一级
500m
5＂
15mm
2（DJ2）
10n1／2″
1／15000
注：n — 测站数。
3.地上、井下联系测量
顶管施工的中线及高程控制点，均设在工作井的底板上，这就需要采用地上、井下联系测量的方法，把地面控制点传递到井下。联系测量采用一井定向的几何方法，即联系三角形法。为了提高测量精度，由井上向井下投点采用投点仪，或垂线进行垂点，测角使用J2型经纬仪，采用全员观测9测回，测角中误差为±1.8″，半测回归零差限差12″，各测回互差限差为12″。量边要用检验合格的钢尺，量距时要使用标准拉力，并记录温度，每条边串尺十二次，读数估读至0.5mm，同一边长各次丈量之差不得大于1mm，符合要求后取算术平均值作为丈量结果，并求出算术平均中误差为：
式中：
n —— 每边丈量自数
v —— 算术平均值与每次丈量结果之差