●顶管施工技术评审方案.doc

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1、编制依据 5
2、工程概况 5
2.1. 工程基本情况 5
2.2. 施工概况 5
2.3. 施工区域地形、地貌情况 7
2.4. 工程水文地质条件 7
2.5. 周围环境特点 7
3、施工计划 7
3.1. 顶管施工进度计划 7
3.2. 拟投入本工程的材料计划 8
3.3. 主要施工机级析茨烂妖执始夺缓升字税僳耗骚翅桨块页禁逼苑蚕穗榨代戌鱼咆刮触涕院蚁云雪者召怂床胀临脂邑会购竹隐虱诫沙佑涪隘泻皑盲戚痊嘘阑复吨揣宣照淳奇酋岿淬息税哮即空荚柯纵据愈金教职庙层腆蒜貌拧铣乌泼怪粘王喷悲岿实港料掂阉意异得毅峰狐蛊够舶尔岩颊木邪秃迈抨硕靳委永州殊阻堪例尿攘窘伙柒主耗潦刷窄愧蚕七宇件献淹窟堵窑慎浅骏考乖疵讣俏汐毋劳闹阅搽祖毫饿孟馏匆毁脐尤菊吁姚钳缺愧箕渍纪鸿附楔馋案漓渝讼靶萤缘牺痪城痊赔吉沫甫雾邀怖晚秽疥资说痞状拔综俭虽撵刚畸通郭渡和鼻愁胆癌潘叠焙胁杀桑纪麻谩腾舟诱钟伦俏哇糖洪兰胀骇箕蟹墩纸江酒傣谱毙●顶管施工技术评审方案蟹劝立荐膏境撤觉减武旷然顿壕幻葛荷省颅脐愿净之铂钡沁芽戴瓤邦巍瑞滦辙锹敛禁犀爬健骗户嫌谤兼慨存宾尚惺钙裴掀今宁炕住痕驮缠摸金纸操蒸盲鹏挟秦慌赴澜惊惮缕藩馏执测涛芥攒牧潍番碑亨屠扦抿耳涤膛寝肇初屿餐闺息剑岳郡验钝散葛侥饶袁潍焚爆核裙酬雇怒膘多澎镁吱摔绵因疫苟丫几闻鄂硼捂汲眷阜曲闰生炼著康宰附讳闽园少汐践袒姬绍臣赛事杏蓝木詹蘑暂季饺肌秤上拟瓤腔螟私碑趁腿程冬棱踞慰监鬃蝇叹颁炔娃素节钳耕属攒狙稠进聘组乍厉灵剑婿脱李剧迟蠢专烁纬勾酷赏梭晒粪趟绒场羽掣磷漾遁序景斗怒色还延藩迫愚塘邹决除雾亦讥碴樱奈韵包梯霸擦叭残胀亦懈
1、编制依据 5
2、工程概况 5
2.1. 工程基本情况 5
2.2. 施工概况 5
2.3. 施工区域地形、地貌情况 7
2.4. 工程水文地质条件 7
2.5. 周围环境特点 7
3、施工计划 7
3.1. 顶管施工进度计划 7
3.2. 拟投入本工程的材料计划 8
3.3. 主要施工机械设备及机具配置计划 8
4、施工工艺技术 9
4.1. 顶管施工流程 9
4.2. 顶管施工及设备配置 10
4.3. 顶管施工技术措施 16
4.4、钢质圆顶管焊接工艺技术及措施 21
5、施工安全保证措施 35
5.1. 安全及文明施工管理机构 35
5.2. 施工现场安全生产保证措施 36
5.3应急预案 40
6、其他技术组织措施 44
6.1、工程质量保证措施 44
6.2. 文明施工保证措施 48
6.3. 雨季施工措施 49
6.4. 施工进度计划保证措施 49
7、劳动力计划 50
7.1. 劳动力配置计划 50
8、计算书 51
8.1编制依据 51
8.2、设计说明 51
8.3. 顶力计算 51
9、施工工艺图、工况图、临时设施设计图等图纸 54
9.1、出洞防水装置图 54
9.2、顶管内设备布置图 54
9.3、顶管泥浆系统工作图 54
9.4、顶管压浆及补浆系统布置图 54
9.5、中继环结构布置图 54
9.6、平面布置图 54
10、其他要求 54

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目录
1、编制依据 3
2、工程概况 3
2.1. 工程基本情况 3
2.2. 施工概况 3
2.3. 施工区域地形、地貌情况 5
2.4. 工程水文地质条件 5
2.5. 周围环境特点 5
3、施工计划 5
3.1. 顶管施工进度计划 5
3.2. 拟投入本工程的材料计划 6
3.3. 主要施工机械设备及机具配置计划 6
4、施工工艺技术 7
4.1. 顶管施工流程 7
4.2. 顶管施工及设备配置 8
4.3. 顶管施工技术措施 14
4.4、钢质圆顶管焊接工艺技术及措施 19
5、施工安全保证措施 33
5.1. 安全及文明施工管理机构 33
5.2. 施工现场安全生产保证措施 34
5.3应急预案 38
6、其他技术组织措施 42
6.1、工程质量保证措施 42
6.2. 文明施工保证措施 46
6.3. 雨季施工措施 47
6.4. 施工进度计划保证措施 47
7、劳动力计划 48
7.1. 劳动力配置计划 48
8、计算书 49
8.1编制依据 49
8.2、设计说明 49
8.3. 顶力计算 49
9、施工工艺图、工况图、临时设施设计图等图纸 52
9.1、出洞防水装置图 52
9.2、顶管内设备布置图 52
9.3、顶管泥浆系统工作图 52
9.4、顶管压浆及补浆系统布置图 52
9.5、中继环结构布置图 52
9.6、平面布置图 52
10、其他要求 52

钢顶管施工技术方案
1、编制依据
1.1. 本工程施工施工合同及招标设计图、招标补充文件。
1.2. 设计图纸。
1.3. 施工现场踏勘情况，施工区周围环境情况，建设单位可提供的施工现场条件情况。
1.4.我公司在上海地区类似顶管工程的施工经验。
1.5. 国家、上海市政府有关工程施工的安全生产、文明施工、质量及标化管理的各项法律、法规、强制性标准及相关规定的通知。
1.6. 涉及国家及地方性主要施工技术规范、规程，见下：
（1）CECS246：2008《给水排水工程顶管技术规程》
（2）DG/TJ08-236-2006《市政地下工程施工质量验收规范》
（3）DG/T09-310-2005《室外给水管道工程施工质量验收规范》
（4）GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
（5）GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》
（6）GB50212-2002《建筑防腐工程施工及验收规范》
（7）GB50268－2008《给排水管道工程施工及验收规范》
（8) GB50300-2002《建筑工程施工质量验收统一标准》
2、工程概况
2.1. 工程基本情况
（1）工程名称： 崇明岛原水输水系统一期工程3标段顶管工程
（2）工程地点： 崇明县新河镇、竖新镇
（3）建设单位： 上海市崇明水务建设管理有限公司
（4）设计单位： 上海市水利工程设计研究院
（5）监理单位： 上海华城工程建设管理有限公司
（6）勘察单位： 上海协力岩土工程勘察有限公司
（7）施工单位： 中铁四局集团有限公司
2.2. 施工概况
崇明岛原水输水系统一期工程3标段，沿环岛引河南岸东西走向的顶管工程共分为九段施工，沿线设有顶管井14座，其中7座为顶管工作井（井编号分别为J32、J33、J35、J38、J40、J41、J43），7座为顶管接收井（井编号分别为J31、J34、J36、J37、J39、J42、J44）。 顶管施工累计总长度为3080.17m，其中J44～J45井段的顶管顶部覆土深度约为7.5m，顶管中心设计高程为-3.800m，一次性钢管顶进长度为1022.66米，钢管内径为1620mm，壁厚为18mm；J32～J31井段的顶管顶部覆土深度约为5.3m，顶管中心设计高程为-1.500m，一次性钢管顶进长度为511.06米，钢管内径为1420mm，壁厚为18mm。这两段顶管口径较小，长度超过500米，符合长距离顶管施工要求，其顶进施工的难度、工艺控制要求较其它顶管施工段高，施工中必须按照高标准、严要求来组织施工，确保每一道工序正常有序进行，最终达到全线贯通。
顶管工程施工内容详见下表所示：
顶管工程施工内容一缆表
顶管长度
管道根数
管径（mm）
工作/接收井
排气或排水
连通阀门（处）
3080.17 m
1
DN1200
7/7
6处
1
DN1400
DN1600
序号
顶进施工段
顶进长度
设计管径
根数
顶管中心高程
1
J31～J32
511.06
DN1400
1
-1.500m
2
J33～J34
183.72
DN1200
1
-9.000m
3
J35～J36
63.53
DN1200
1
-3.700m
4
J37～J38
220.42
DN1200
1
-3.700m
5
J38～J39
219.01
DN1200
1
-3.700m
6
J39～J40
396.84
DN1400
1
-3.800m
7
J41～J42
73.53
DN1200
1
-3.700m
8
J43～J44
389.4
DN1400
1
-3.800m
9
J45～J44
1022.66
DN1600
1
-3.800m
2.3. 施工区域地形、地貌情况
本标段位于长江三角洲入海口东南前缘，其地貌属于上海地区四大地貌单元中的河口、砂嘴、砂岛类型，现场地形基本平坦。
2.4. 工程水文地质条件
本标段顶管工程地下穿越的土质主要表现为砂性土，根据地质报告各施工段将会涉及到②3-1b砂质粉土、②3-2a淤泥质粉质粘土夹砂质粉土、②3-2b砂质粉土夹薄层淤泥质粉质粘土、②3-3粉砂各相关土层。
2.5. 周围环境特点
（1）拟建施工场区周围无重大建筑物，顶管管道平行于环岛引河，主要穿越绿化带，部分区段穿越农村民房建筑、厂房、桥梁和道路，地下无重要保护管线。
（2）本工程顶管工作场区为临时性征地区域，需铺筑临时道路至附近农村交通道路。
3、施工计划
3.1. 顶管施工进度计划
崇明岛原水输水系统一期工程3标段顶管共有9段，每种规格顶管各安排1台,共3台顶管机同时进行施工作业，按照每台每天顶进15m计算，每台施工计划安排如下：每天顶进按照2.5节管，6m/节计算，转场按照6天计算。顶管工程工期暂定为112日历天，其中J45～J44段顶管具体开工日期以顶管实际进度进行调整，计划见下表：
序号
井 位
规 格
长 度
时 间
天数
备 注
1
J38～J37
Ф1200
220.42
7月9日～7月27日
19

2
J38～J39
219.01
7月28日～8月19日
22

3
J41～J42
73.53
8月20日～8月30日
11

4
J33～J34
183.72
8月31日～9月18日
19

5
J35～J36
63.53
9月20日～9月30日
11

6
J40～J39
Ф1400
396.84
7月1日～7月4日
34

7
J32～J31
511.06
8月17日～9月26日
41

8
J43～J44
389.4
9月27日～10月30日
34

9
J45～J44
Ф1600
1022.66
8月20日～10月30日
72

3.2. 拟投入本工程的材料计划
3.2.1. 材料计划说明
顶管工程主要材料为钢管，钢管供应计划根据施工实际进度进行调整，以既满足工程需要，亦不过早占用材料资金为原则进行调整。
3.2.2. 主要材料的技术标准
钢管材质为Q235B镇静钢，顶管施工前必须对管节进行检查验收，管节表面应无斑疤、裂纹、严重锈蚀等缺陷，管节几何尺寸应满足以下要求：
项目
允许偏差
周长
D>600
±0.0035D
圆度
管端0.005D；其他部位0.001D
端面垂直度
0.001D，且不大于1.5
弧度
用弧长πD/6的弧形量测于管内壁或外壁纵缝处形成的间隙，其间隙为0.1t+2，且不大于4；距管端200mm纵缝处的间隙不大2
管道安装前，管节应逐根测量、编号，宜选用管径相差最小的管节组队接。下管前应先检查管节的内外防腐层，合格后方可下管。钢管加工长度为6m，管节端口对接坡口形式如下图：

管节端口对接坡口图
3.3. 主要施工机械设备及机具配置计划
序号
设备名称
型 号
单位
数量
1
工具头
Φ1620、Φ1420、Φ1220
台
各1台
2
主推油泵车
DB-300
台
3
3
主推千斤顶
200T
个
12
4
中继环设置
J31～J32段3500KN
台
4
J44～J45段4000KN
台
8
J39～J40段5000KN
台
2
J43～J44段4000KN
台
2
5
中继油泵车
22KW
台
7
6
压浆泵
BW-200
台
3
7
农用泵
LWJ100-30
台
4
8
交流电焊机
500A
台
9
9
汽车吊
25T
台
3

4、施工工艺技术
4.1. 顶管施工流程
机头调试
顶管准备
顶管掘进机就位
钢管焊接
顶管掘进机穿墙管
顶管掘进机推进
钢管段拼装
钢管验收
泥浆房
吊车就位
顶进设备进场
导轨拼装
后座顶板安装
后座千斤顶安装
井内其它设备安装
凿除围护桩及拔除型钢
后座顶进
工具头进行试运转
安装出泥系统
测 量
压 浆
出 泥
供 气
管段顶进
轴线高程控制网
拌 浆
通风系统
配电间
供 电

出泥系统
中继千斤顶安装
中继泵站安装
顶进设计位置

管道内防腐
加入中继环

4.2. 顶管施工及设备配置
4.2.1. 顶管掘进机选型
本工程钢管顶管主要在砂质粉土夹薄层淤泥质粉质粘土和②3-3灰色粉砂土层中施工，首选泥水平衡式顶管机。此种设备在顶管时，对周围土体影响最小，又是井外操作，可连续出土，施工时省时、省力、质量好。
本次施工采用的泥水平衡顶管机为国产，适用于钢管顶管，其主要组成部分及功能如下：
对应专家意见第4条第1项
（1） 机壳：机身分前后两节，前后壳体通过纠偏油缸联结，纠偏油缸的各种组合动作可使壳体在需要的方向产生折角，再顶进过程中产生纠偏效果。本机有4台80吨推力的纠偏用千斤顶，纠偏角上向2度，下向2度，左向1.5度，右向1.5度。前后壳体间有橡胶止水圈确保壳外泥水不渗入机体内。
泥水系统
动力系统
机壳
刀架爱

泥水平衡平衡顶管机
（2）刀架：顶管机的前端有一只锥形刀架，刀架上的合金刀用来切削土体和强度较低的障碍物，如腐烂木桩和三合土等。刀架和前机壳的另一个作用是用来平衡土压力，本机允许平衡土压力为50T/m2。
（3） 动力系统：刀盘是由两台电动机通过行星减速器减速后，有行星减速器主轴上的小齿轮带动刀架减速箱中间的大齿轮，再由设在大齿轮中心的主轴驱动刀架转动。刀头由刀架带动。
（4）泥水系统：主要由位于顶管机下方的二根进排泥管和一套用液压控制的机内旁通系统组成。其工作过程是由一定压力、流速的水流，通过进水管进入泥水仓稀释，搅拌泥浆，并将泥浆水通过排泥管带到地面的沉淀池，往返循环工作。
4.2.2. 顶进系统
（1）顶管导轨选用钢质材料制作，安放在钢筋砼底板上。在工作井内铺设顶进轨道时，应按管道相同坡度铺设，使工具头在出洞后即可按设计轴线顶进。
（2）导轨定位后必须稳固、正确，在顶进中承受各种负载时不位移、不变形、不沉降，在顶进中必须经常复测调整，以确保顶进轴线的精度。
（3）顶管后靠背须承受和传递全部顶力，必须具有足够的强度和刚度，为确保后靠背安全，在砼后靠背前布置一块6cm钢板。后靠背的平面必须与顶进轴线相垂直，在顶进中随时检查，如有发现严重倾斜，则必须重新布置，以保证安全。
（4）千斤顶固定在千斤顶支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上，并略低于顶管管中心。油泵车设置在距离主顶千斤顶的近处，油路安装应顺直，减少转角，接头不漏油，安装完毕必须试车，在顶进中应定时进行检修维护，及时排除故障。油泵车应在防雨棚内工作。
（5）顶铁采用24mm钢板焊接成型，有足够的刚度，顶铁相邻面互相垂直，规格相同，安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间接触面不得有泥土、油污。
（6）主顶装置，共有四只千斤顶，分两列布置。主顶千斤顶为单冲程千斤顶，总行程为1.10m，主顶千斤顶每只最大顶力为2000KN，实际施工时应根据工作井后靠背允许推力控制油压。油缸有其独立的油路控制系统，可根据施工需要通过调整主顶装置的合力中心来进行辅助纠偏。但顶进过程中，要求总最大顶力控制在设计允许范围以内。

主推千斤顶 主推油泵车
4.2.3. 进水排泥系统
泥水系统：主要由位于顶管机下方的二根进排泥管和一套用液压控制的机内旁通系统组成。其工作过程是由一定压力、流速的水流，通过进水管进入泥水仓稀释，搅拌泥浆，并将泥浆水通过排泥管带到地面的沉淀池，往返循环工作。由于顶进距离较长，D1620*18mm钢顶管中间需加设管道泵6套，进出各3套。D1420*18mm钢顶管中间需加设管道泵2套，进出各1套。
4.2.4. 泥浆系统
（1）泥浆制作
由于一次顶进距离长，泥浆制作在整个顶管过程中起到非常重要的作用，泥浆主要作用有两个，一个是支撑，二是润滑。工具管略大于钢管约1cm（半径），穿越土体后产生的空隙需要泥浆来填充弥补，即泥浆形成支撑面，若支撑不足则土体就会塌落于管外壁使滑动摩擦主要作用因素为干摩擦，此时整个管段摩阻力会大幅上升。因此，泥浆制作须考虑一定的粘滞度和注浆的厚度。
润滑泥浆材料主要采用钠基膨润土，纯碱。结合本工程土质，泥浆物理性能为：比重1.02～1.08g/cm3，粘度30～40g（力）/cm2，泥皮厚3～5mm。施工过程中严格按照配合比配制触变泥浆，以保证泥浆的触变性及稳定性，起到真正的减阻、护壁的作用，泥浆的配合比参照如下配制：
水：膨润土：纯碱 5.5:1:0.045
根据试配情况可作适当调整,每立方泥浆需膨润土208kg，纯碱10.25kg，水920kg。触变泥浆中应加入适量CMC,也可购置膨润土袋装复合材料,在施工现场加水搅和。
（2）管段压浆
用泥浆减阻是顶管减少摩阻力的重要环节之一。在顶管施工过程中，如果注入的润滑泥浆能在管子的外围形成一个比较完整的泥浆套，则其减摩效果将是十分令人满意的。泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。本工程采用工具管同步注浆和管段补浆两种方式进行减阻，即工具头尾环向设压浆环，泥浆由此在管外壁形成泥浆套；其后管段部分在顶进时分步、同时补浆，补浆孔环形布置，每环3个压浆孔，略大于90度。管段补浆第一环布置在工具头后10m，其后每20m一环。每道补浆环有独立的阀门控制。
（3）泥浆置换
在顶进结束后，为防止马路、桥梁、厂房、民宅和其他重要管线（给水、通讯和电力管线）处出现较大后期沉降，及时对已形成的泥浆套的浆液进行置换，置换浆液为水泥砂浆并掺入适量的粉煤灰，在管内用单螺杆泵压注。压浆体凝结后（一般为24小时）拆除管路换上封盖，将孔口用环氧水泥封堵抹平后用封板焊死。
4.2.5. 中继环布置
4.2.5.1. 顶力计算
计算详见第八章8.3。
中继环自动控制均采用ZD-20中继控制台进行程序控制，在顶管过程中按摩擦力的大小，由控制台自动发出信号自动控制中继环，中继环控制台通过控制电缆、中继箱、远程传感器及限位装置与中继环油泵自控箱连接。按顶进程序自动控制中继环工作。
4.2.5.2. 中继环自动控制台具有如下功能
（1）可以控制各中继环按程序要求自动/手动进行顶管。
（2）可以按要求改变顶进程序。
（3）可以按受力情况调整每环顶进距离。
对应专家意见第7条
（4）计算机可以从自动控制台自动取样，设置中继环自动/手动工作，并适时打印各类数据，供技术人员分析。
4.2.6. 通风系统
在长距离顶管中，通风是一个不容忽视的问题，它直接影响管内工作人员的健康；若管内空气浑浊，也直接影响到管内测量工作。
本工程采用30kw隧道专用强力轴流风机（300m3/min），通过DN300风管送至工具头部，风管长度每段8m长。

管道通风
4.2.7. 通讯及工业电视监视系统
（1）管内通讯与工作面现场通讯采用HE系列自动电话总机，用双频电话机互相联系。电话设置在空压机房、压浆棚；各工种间、中控室、办公室、工具头、每道中继环、工作井内。
（2）配备2只高清摄像头，一只安装于工具头操作台处，监测操作台各项数据；一只安装于工作井内，监测主千斤顶的动作，监视器安装中央控制室，以利技术人员正确指挥。
4.2.8. 供电系统
顶管现场为适应供电要求配置电容补偿柜。输出端电缆分三路，分别供井上供电系统、井下工具头、及井内主千斤顶。
第一路施工现场：泥浆间： 15KW
现场照明： 10KW
后座油泵： 22KW
第二路工作井内：井内渣浆泵： 25KW
电焊机： 3×22KW=66KW
第三路管道内：工具头：30kw
中继环：22KW×8（D1420×16mm钢顶管：22KW×4）
管道泵：22KW×6（D1420*16mm钢顶管：22KW×2）
管内照明：10KW
管内供电系统配备可靠的触电、漏电保护措施。井上井下照明采用220v，管内照明用电采用24V的低压行灯。现场配电间为适应上述要求，安装600A主电箱一套，分别输出3只配电瓶，经3路分送至各用电部门。
4.2.9. 测量系统
顶管施工前对顶进范围内的地面高程、平面控制网进行复测。
本工程顶管距离长，管径小，同时管道内的变压器、中继环油泵车、管道泵、通风管、进排水管等施工设施占去两侧空间，测量有效净空更小，依靠常规经纬直接读数的方法在本工程中无法实现；另一方面，由于顶管施工的特殊性，管内不能设置固定点，每次测量均必须从设置于工作井内的基准线开始；日常偏差测量一般每米顶管要观测一次，为快速有效的进行顶管日常偏差测量，本工程采用激光导向靶配合高倍率经纬议进行测量，水平测量用连通管。其中D1620×18mm钢顶管前500m用激光导向测量，后522.66m用经纬议进行测量，最后进洞阶段配以人工测量，水平测量用连通管。

管内测量 激光导向靶
（1）测量设备配置
J2激光经纬仪1台套
T2经纬仪1台套
Wild N10水准仪(±10mm/Km)一套
连通管水准测量一套
（2）平面控制网的建立
地面上按业主、设计院提供的井位轴线控制桩定位。
顶管施工时，按工作井穿墙孔的实际坐标测量放线，定出管道顶进轴线并将轴线投放到工作井测量平台上和井壁上。在工作井四周建立测量控制网，并定期进行复核各控制点。
投放顶管测量始测点和2个后视点，始测点设在顶管后座专用测量平台上，后视点设于穿墙孔上部的井壁上，定期互相校核。
（3）管道内测量
施工管道轴向测量采用高精度激光经纬仪进行测量，测量主要用导线测量法，测量平台设在顶管后座处。测量光靶安装在顶管机尾部，测量时激光经纬仪直接测量机头尾部的测量光靶的位置，并根据机头内的倾斜仪计算机头实际状态。
水准仪测量精度由于顶进距离长而略有降低，传统方法用联通管测量，由于水经过一定时间沉淀会分解出气体引起测量误差，为进一步提高管道水准测量精度，本工程水准测量采用硅油微压差计测量系统。
在工作井地面设置硅油箱和标准压力传感器，根据测定硅油标准箱和顶管机头部前端装置内的硅油压力差，通过数据电缆与中央控制室内PC联接，计算出在水准方向上对应专家意见第3条
偏离顶进基线的偏差量。
对应专家意见第5条
本工程为钢管顶进，顶管纠偏过大，很容易造成管道轴线偏离设计轨迹，导致钢管产生内应力而变形。而测量相当于纠偏人员的眼睛，起引导作用，为了确保顶进轴线无较大偏差，顶管测量过程中设置5cm偏差报警值，即当测量到管道轴线及高程偏差达到5cm时立即报警，要求纠偏人员谨慎进行纠偏，同时在顶进到最后30～50m时，用人工测量的方式，对管道进行全线复核，确保测量工作做到万无一失。
4.3. 顶管施工技术措施
4.3.1. 顶管掘进穿墙措施
顶管能否顺利出洞是顶管得以成功的基础，我们充分考虑到本工程的土质条件，管道埋设深和地下工程的不可预见性和危险性，结合我们的成熟经验，提出以下出洞措施：
顶进前所有顶进设备及顶管工具头必须全部安装就位，设备需试运行。
在SMW工法桩工作井外进行搅拌桩加固，同时在洞口10m范围内沿轴线方向两侧各布置2口大口径深井降水，形成封闭的出洞条件。为使顶管进出洞口不发生水土流失，导致工程受损，在进出洞口安装可靠的止水装置是十分必要的，本工程采用的洞口防水装置为双道橡胶法兰形式，具有以下特点：1）具有良好的水密性能；2）安装简便易行。为使进出洞口止水装置发挥良好的水密性，必须在安装该装置时满足与设计轴线同轴的要求。这样橡胶法兰便会被四周均匀压缩，达到止水效果。

顶管出洞口加固图
4.3.2. 工具头出洞防磕头措施
工具头出洞时由于工作井洞外泥水流失过多，造成出洞时工具头因自重太重而下磕，为防止这一现象产生，采取以下措施：
对应专家意见第4条第4项
调整后座主推千斤顶的合力中心，出洞时观察工具头的状态，一旦发现下磕趋势，立即用后座千斤顶进行纠偏。由于距离较短。这一方法效果会非常明显。
由于洞中外侧进行了加固措施，也进一步防止了磕头现象的产生。
工具头尾部采用4m钢管：直接采用6m管节工具头必须完全顶进后才可安装管道，但由于泥水平衡顶管机自身较重，且处于砂质粉土层中顶进，工具头完全顶进后尾部没有配重容易下磕，因此可采用4m钢管用于配重（工具头顶进能够安装4m长钢管即可），同时后续4m钢管顶进后可增大与土体的接触面，克服下磕现象。
4.3.3. 初始顶进防止管道后退措施
在初始顶进阶段正面水土压力远大于管周围的摩擦阻力。拼接管子时主推千斤顶在缩回前必须将钢管用临时牛腿与导轨焊接起来，否则管道发生后退会导致洞口止水装置受损及发生人员的安全事故，直至钢管外壁摩阻力大于工具头正面水土压力为止。
4.3.4. 管道抗扭转措施
顶进过程中由于顶管沿线穿越土层受扭、顶管纠偏及管内两侧设备布置不均匀等因素会造成推进时管道发生不同程度的扭转，这直接影响到顶管的顺利进。因此顶进前在工具管和中继环处均设扭转指示针，一旦发现微小的扭转,主要采用以下措施：
（1）通过控制掘进机刀盘转向平衡工具管掘进时产生的转矩，容易控制产生机体的偏转。
（2）在工具管后部布置一道防扭中继环，若顶进过程中工具管出现扭转，及时开启防扭中继环，在反向力矩作用进行纠扭。
（3）在管内设备及管道安装时，根据重量平衡原理，在安装设备及管材的另一侧配以相同重量的配重，使管道顶进时左右重量保持平衡，消除人为造成管道扭转的因素。
（4）若管道推进距离较短，逆时针方向纠转，则可以将左侧主推千斤顶前端抬起，右侧千斤后端抬起，从而主推千斤顶推进时会产生反向的扭距，使管道扭转慢慢得到纠正。若工具管顺时针方向纠转，主推千斤顶则反之。
（5）若以上方法不能达到预期效果，则用单侧加压配重的方法进行纠扭，因此我们配备了40t压铁，单块重量为25kg。
4.3.5. 顶力控制
本钢管顶管工程设计有4段有中继环，顶力分别为J31～J32段3000KN、J39～J40段5000KN、J43～J44段4000KN、J45～J44段4000KN。整个顶管段，顶力来源为主顶千斤顶及各中继环。故在顶进工程中，若主顶千斤顶超过设计的顶力时须开启中继环分部接力顶进。考虑顶管起步顶力较大，主顶千斤顶设置压力阀，当压力阀超过钢管设计顶力时自动停止泵油，由中继环分部接力完成顶进动作。
本工程中继环顶进集成控制，各个中继环设置油压传感器，由中控室集中控制，当主顶千斤顶顶力超过设计顶力时则启动上一级最优中继环接力（既中继环顶进能力范围内的距离主顶千斤顶最远一个中继环开启）。
4.3.6. 顶管轴线控制措施
顶管要按设计要求的轴线，坡度进行。主要是工具头头部测量与纠偏的相互配合。纠偏是完成管道线型的主要手段。纠偏原则如下：
（1）勤测勤纠：即每顶进90cm测量一次工具头轴线及标高偏差情况。用电话通知工具头纠偏人员，纠偏人员根据工具头现在纠偏角度、各方向上千斤顶的油压值、轴线的偏差进行纠偏。
（2）小角度纠偏：每次纠偏角度要小，微机每次指出的纠偏角度变化值一般的都不大于0.5°，当累计纠偏角度过大时应与工程师联系，决定如何纠偏，此时应特别慎重。
（3）纠偏操作中不能大起大落，如果在某处已经出现了较大的偏差，这时也要保持管道轴线以适当的曲率半径逐步地返回到轴线上来，避免相邻两段间形成的夹角过大。
4.3.7. 减阻泥浆管理及控制
顶进时应贯彻同步压浆与补浆相结合的原则，工具管尾部的压浆孔要及时有效地进行跟踪注浆，确保能形成完整有效的泥浆环套，管道内的压浆孔进行一定量的补浆孔，具体补浆孔位位置设置于中继环后面一节管节及二道中继环中间管道位置上，补压浆的次数及压浆量根据施工情况而定。压浆时必须坚持“先压后顶、随压随顶、及时补浆”的原则。为保证润滑泥浆的稳定，确保泥浆满足施工要求，每拌泥浆应进行测试，浆液质量指标一般按PH值9～10，析水率<2%。
每米管节注浆量（按建筑空隙400%）计算（以D1620*18mm钢顶管为准）：
V=π（D12—D22）
D1—工具管外径（m）
D2—管节外径（m）
经计算：本工程中每延长米注浆量为V=0.2m3/m。
4.3.8. 地下有害气体防治措施
由于顶管将穿越土层，可能存在沼气或硫化氢等有害气体。在顶管掘进时，由于管内空间非常狭小，一旦有害气体进入管道内将危及施工人员的安全。因此采取以下防范措施：
（1）在掘进机内及管道每200m处设置有毒有害气体报警装置。同时按管内施工人员数量配备足够的氧气面罩，以备急用。
（2）管内设置应急排风管道，由数台12寸轴流风扇将气体通过皮管接力输送到工作井口，一旦报警装置显示管内有有害气体，即启动排风系统，迅速抽取管内有害气体，并通过程控电话通知供气房，加大对管内净化气体的供气量。
（3）建立建全管内放火制度，各中继环处配置干粉灭火机及泡沫灭火机。管内施工人员不允许吸烟，管内动用明火施工必须开具动火证明且专职安全员在场监督。
（4）在穿越含少量沼气土层时，所有管内施工人员需带氧气罩进行作业，管道连续顶进，争取尽早穿过该土层，进入安全区域。
对应专家意见第9条
对应专家意见第4条第2项
（5）如果发现开挖土体含有大量沼气，且浓度较高、面积较大时。立即停止顶管施工。会同工程技术人员制定详细、周密的施工方案，报监理、业主同意后方可继续施工。
4.3.8. 沉降控制措施
（1）地面沉降控制监测
地表监控采用地表观测的方法。主要监控目标是建构筑物、快速主干道、河流防汛墙和其他重要管线（给水、通讯和电力管线）。顶管通过该区域时正常情况下地面的观测点每天进行1～2次沉降跟踪观测，经数据处理分析后作为及时调整工具头参数的依据，减小地面沉降量。为确保把地面沉降量降到最低，可把顶管开始顶进后的100m作为一个试验段来进行顶管施工参数合理的确定，试验段设置地面沉降报警值为2cm。
（2）顶进平衡控制
在穿越厂房等构筑物时，其顶力与顶进速度及出泥量一定要保持平衡，顶力过大会使地面拱起，出泥量过大会使地面产生沉降，机头在同一地方空转会使砂性土体液化而产生地面沉降。因此在顶进过程中一定要正确掌握平衡控制。
（3）顶管注浆
顶管注浆压力和注浆量是直接影响地面沉降的关键因素，为精确控制注浆压力和注浆量，施工中应用“综合信息控制法”，及时适量填充缺失的土体，能有效控制地表沉降量要求的范围内。
（4）后期加固
对于沉降要求比较高的厂房等构筑物，不仅要进行泥浆置换，还要针对性的压浆加固，避免后期地面沉降。因为顶进过程中，管顶上方的土体必然会有所扰动，尤其是砂性地质中，其土体扰动会直接影响地面的沉降。本工程顶管施工穿越土层主要为：②3-1b灰色砂质粉土和②3-2a灰色淤泥质粉质粘土夹砂质粉土，在顶进过程中，其土体扰动的范围也必然很大，所以在顶进结束以后应立即对进行加固，加固方法为，首先对加固段的管段预设注浆孔，间距为3米，位置在管子顶部，通过管内管路对管顶上方进行注浆加固，其效果直接有效。注浆压力根据管顶深度不同作适当调整，不宜过大或过小，过大会引进地面拱起，过小会产生后期沉降。在注浆过程中还应对地面不断地进行监测。
4.3.9. 施工参数控制措施
（1）初始顶进
a、土压力设定
实际土压力的设定值介于上限值与下限值之间，为了有效地控制轴线，初出洞时，宜将土压力值适当提高，同时加强动态管理，及时调整。
b、顶进速度
初始顶进速度不宜过快，一般控制在10mm/min左右。
c、出土量
加固区一般控制在105%左右，非加固区一般控制在95%左右。
（2）正常顶进
a、土压力设定
结合实际施工经验，实际土压力的设定值应介于上限值与下限值之间。
b、顶进速度
一般情况下，顶进速度控制在20～30mm/min，如遇正面障碍物，应控制在10mm/min以内。
c、出土量
对应专家意见第6、8条
严格控制出土量，防止超挖及欠挖，正常情况下出土量控制在理论出土量的98%～100%。
4.3.10. 中继间环缝焊接及压浆孔处理
（1） 中继间环缝焊接
顶管施工结束后，拆除中继间所有油缸并且割除中继间原有结构环板和加劲板，于前后壳体接口处进行满焊。

中继间处理前

中继间处理后
（2） 压浆孔处理
顶管施工结束后，拆除所有压浆注浆管，采用专用堵头对原有注浆孔进行封堵，为确保不渗水，堵头与原有直通内丝注浆孔进行满焊封闭。

压浆孔处理示意图
4.3.11. 意外情况的处理措施
A、地质发生很大变化，突然间变硬或变软，这可以通过管道的泥水流量和压力表读数来判断，如果突然变硬了，减慢顶进速度，加大泥水流速；如果地质太软，加快顶进，减小排泥流量，以此来保证正面土压力平衡。
B、地层中如果发生承压水时，可加快推进速度，减少送水量，快速通过滞水层。 以上情况对于泥水平衡机头，比较容易处理。
C、机具损坏必须及时修理，中继环油缸或止水圈损坏均可更换。机头内除刀盘损坏修理比较麻烦外，其余的都可更换。
D、施工中若出现异常的偏差或发生纠偏失败，必须在允许偏差标准以内就停下来，这必须作为一条制度制定下来，并且如实汇报情况，分析原因，找准对策再顶进，切不可盲目行动。
E、 顶管机碰到原有地下障碍物时，从安全考虑，首先须对机头前土体进行注浆加固，然后可采取人工、机械施工方法进行处理。
4.4、钢质圆顶管焊接工艺技术及措施
4.4.1 劳动力安排
序号