芜湖市某路改造工程顶管施工方案.doc

芜湖市某路改造工程

顶
管
施
工
方
案

第一章 工程概况
一、工程简介
芜湖市某路污水顶管工程是某路拓宽改造工程的分项工程，主干管位于某路的北侧。
管道铺设总长度约4048.494公里，顶管管径分为DN800、DN1000、DN1200、DN1650、DN1800、DN2000六种规格。全段设工作井11座、接收井18座、倒砌检查井18座。
二、工程地质情况
施工场地原为耕地，原某路两侧大部分有1.5～2.5米的回填土，局部仍为耕地、沟塘。原有路面高程在6.9～14.2米左右，耕地高程在5.0～10.0米左右。场地地貌单元属河流Ⅱ级阶地，地下水类型为潜水型。
根据地质勘察情况，该场地土层自上而下分为五层，具体如下：
①层：填土，杂色，上部稍湿，下部湿，靠近原有路边处，土层较密实，耕土较薄。填土中夹有砖块及淤泥等，土性不均。
②层：低液限粉质粘土，灰黄色，可塑，湿，含少量高岭土，局部夹低液限粉土。该层较薄，为硬壳层。局部存在，最大厚度为2.0米。一般为0.3～1.5米。
③层：低液限粉质粘土，青灰～黑色，软～流塑状，饱和，该层一般厚度为3.0～5.0米，平均为2.38米。
④层：低液限粉质粘土，灰黄色，可塑～软塑，局部夹低液限粉土。该层一般厚度为0.3～1.5米，平均为0.9米。
⑤层：低液限粉质粘土，灰黄～黄色，硬塑，局部可塑，稍湿，含高岭土及Fe、Mn结核，该层未揭穿，一般厚度为6.0～7.0米。
三、方案编制依据
1、工程招标文件和设计图纸及说明；
2、《给水排水管道工程施工及验收规范实施手册》；

3、《给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-97）；
4、《市政公用工程质量检验评定标准》；
5、《建筑工程质量通病防止手册》；
6、《混凝土结构工程及验收规范》和《市政地下工程施工及验收规范》；
7、《建筑安装工人安全技术操作规程》；

第二章 施工总体布署和施工组织管理网络
一、 施工总体布署
本工程计划总工期122个工作日，根据工程量及总工期、节点控制工期，根据关键设备（顶管机等）的工作效率及人员组织，本工程拟设沉井工段、顶管工段、检查井和倒砌井施工等3个工段，每个工段的工作内容及作业面数量如下：
（一）沉井施工
工作内容：钢筋混凝土和砖砌体混合结构沉井总计29座，其中顶管工作井11座，顶管接收井18座。 沉井施工包括沉井制作、下沉施工、底板浇筑。
为保证顶管连续性和沉井强度，沉井施工拟开3个作业面，其中工作井两个作业面，接收井一个作业面。每个沉井制作工期16个工作日，沉井制作总工期96个工作日。
（二）顶管施工
工作内容：DN800mm顶管224m、DN1000mm顶管238m、DN1200顶管191.37m、DN1650顶管1125.008m、DN1800顶管2057.95m、DN2000顶管212.166m。
顶管同时开三个作业面，顶管计划总工期102个工作日。
（三）检查井、倒砌井施工
工作内容：工作井和接收井恢复改造检查井29座、倒砌井18座。

检查井、倒砌井施工可以与顶管施工交叉进行，工期99个工作日。
二、施工组织管理
（一）施工总平面布置
（1）设备停置场地
由于施工场地小，现场堆放设备为12t吊车、主千斤顶、主油泵、控制柜等。其他设备比如挖掘机等相关机械属于临时性设备，不放置在施工场地内。
（2）材料堆放
本工程钢筋、模板、脚手架等材料的堆放场地设置在工作井施工场地内，所有材料管理由材料员统一管理，并分类放置，保证所用材料的数量、清洁和完整性。
（3）施工用电
由于顶管施工采用机械施工，现场施工用电必须满足施工的正常要求，根据顶管掘进机和现场施工设备的功率，每个工作井用电必须满足100KW的施工用电要求。
（4）施工用水
施工用水采用附近管网的自来水作为生产和生活用水。
（5）办公室
生活及办公用房拟在顶管沿线附近租用成套的现有民房，并设食堂，方便办公人员吃饭。

第三章 施工方案
一、 沉井施工
（一）设计方案
沉井为圆形混凝土和砖砌体混合结构，顶管工作井内径为6300mm；接收井内径为5500mm和3500m。井壁下部井壁为C30钢筋混凝土结构，壁厚
500mm；上部为M12.5水泥砂浆砌筑MU100砖，砖砌体厚度为370mm，砖砌体最上部1.5m高度为240mm厚砖墙。在砖砌体砌至3000mm高度时，设置一道高400mm的 钢筋混凝土加强圈梁。在砖砌体结构中设置6根钢筋混凝土立柱，混凝土根据砖砌体的施工高度分段浇筑，混凝土和砖砌体形成一个整体。砖砌体根据工作井的下沉高度分段施工。工作井底板采用C20钢筋混凝土底板，底板配筋为Φ18@200单层网格状钢筋，厚度为300mm，下部设200mm厚碎石垫层；接收井底板采用C20素混凝土底板，底板厚度为200mm，下部设100mm厚碎石垫层。
（二）施工准备
1、对施工场地、进出道路进行平整，接通施工所用的电源、水源；
2、对施工中可能影响到的地下管线、建筑物进行迁移或保护；
3、施工所需材料、设备、人员到位；
4、根据甲方提供的测量控制点向施工范围内引测、设置临时控制点，临时控制点设置在便于观测、稳定牢固的地段，引测的临时控制点应闭和、复测，并交现场监理复核。
5、设置监控观测点，在工作井、接收井、顶管等施工范围内的道路、电杆及其他建筑物位置设置监控观测点，在施工期间定时进行观测，以便及时发现情况并采取措施。
（三）工作井、接收井的施工
根据设计，工作井、接收井均采用钢筋混凝土和砖砌体混合结构沉井。下部井壁混凝土采用C30商品混凝土，上部为砖砌体。下沉采取排水法下沉的施工方法。
1、沉井施工程序：
基坑测量放样、基坑开挖、垫层施工、钢筋加工安装、井壁模板及支架、井壁混凝土浇筑、养护及拆模、砖砌体井壁砌筑、立柱及加强圈梁施工、挖土下沉、沉井底板。

2、基坑测量放样
根据沉井设计图纸和工程地质报告所揭示的地质情况，沉井基坑开挖深度取1.0m，基坑四周工作距离取1m，基坑边坡采用1:1。整平场地后，根据沉井的中心坐标定出沉井中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。
3、基坑开挖
基坑开挖边线确定后，进行基坑开挖工序的施工。挖土采用1m3的单斗挖掘机，并与人工配合操作。基坑底面的浮土清除干净并保持平整和干燥，在底部四周设置排水沟与集水井相通，集水井内汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除，防止积水浸泡基础并影响垫层的施工。
4、垫层施工
垫层采用C15混凝土，厚度100mm，用平板式振捣器振捣。混凝土垫层表面用水平仪进行校平，使之表面保持在同一水平面上。
5、钢筋加工安装
钢筋按规范要求抽取试件作力学性能检验；钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、鳞锈等清理干净；钢筋应平直，无局部弯折，成盘的HPB235级钢筋均应调直；HRB335级钢筋连接采用绑扎连接；钢筋接头设置严格按照国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）中的有关规定执行；现场钢筋绑扎时，其交叉点应用21＃铁丝绑扎结实，必要时用电焊焊牢。
钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定，保证钢筋设计间距。为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。
6、井壁模板和支架
混凝土井壁高度分1m和4m两种，井壁混凝土一次浇筑，内外模一次安装支撑。模板要求平顺、牢固，有足够的刚度和稳定性，钢管支撑不宜超
过1米，支撑必须进行复查，确保不发生跑模、胀模现象。井筒模板采用组合钢模与局部木模互相搭配，以保证内模的密封性。
井身内模支架采用脚手架钢管支撑。钢管支架底部放置垫块，保证支架基础的稳定性。钢管支架采用对撑支架，增加内模的稳定性。
脚手架搭设要求：
（1）沉井制作脚手架的搭设采用双排脚手架，高度1～4m米，步距1.8米，立杆纵距1.1米，立杆横距1.1米，脚手板为木板，同时作业层数1层，脚手架材质采用Φ48××3.5钢管。
（2） 每搭完一步脚手架后，按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001)的规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。
（3） 立杆搭设严禁不同规格的钢管混用。
（4） 相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内。
（5） 纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨；纵向水平杆宜采用对接扣件，也可搭接。对接、搭接时的对接扣件应交错布置。
（6） 纵向水平杆应四周交圈，用直角扣件与内外角部立杆固定。
（7） 脚手架搭设时，主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。该项脚手架工程使用木脚板，双排脚手架的横向水平杆两端要用直角扣件固定在纵向水平杆上。
（8） 纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
（9） 木脚板铺满、铺稳，木脚板探头用镀锌铁丝固定在支承杆件上。拐角、斜道平台口处的木脚板要与横向水平杆可靠连接，防止滑动。
脚手架搭设安全管理：
（1） 脚手架搭设人员持证上岗。
（2） 搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。脚手架的构配件质量与搭设质量，按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
(JGJ130-2001)的规定进行检查验收，合格后方准使用。
（3） 作业层上的施工荷载要符合设计要求，不得超载。不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在脚手架上；并严禁悬挂起重设备。
（4） 大风、雾、雨、雪天气时停止脚手架的搭设和拆除作业。雨雪后上架要有防滑措施。
（5） 脚手架的安全检查与维护要符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)的规定。安全网按规定搭设和拆除。
（6） 脚手架使用期间，严禁拆除主节点处的纵、横向水平杆，纵、横向扫地杆，连墙件。
（7） 不得在脚手架基础及其临近处进行挖掘作业，如需要必须采取安全措施。
（8） 脚手架的外侧要设安全防护网，必须超过工作面1.2m,防止坠物伤人。
（9） 脚手架上进行电、气焊作业时必须有防火措施和专人看守。
（10）工地临时用电线路的架设及脚手架接地、避雷措施应按《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46)的规定执行。
（11）搭拆脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作 人员入内。
7、浇捣混凝土
模板和支架工序完成后，经隐蔽工程验收合格后，进行混凝土的浇捣。为缩短施工周期和保证工程质量，采用泵送商品混凝土。泵送混凝土可将输送管的软管直接放入浇捣段，距离浇捣面1米左右，保证混凝土不离析。
混凝土浇捣前应严格检查各种预留孔和预埋件的位置和几何尺寸，严禁漏放和错放。
混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，振捣棒插入时应离开钢筋，但应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生。混凝土在
捣振时应注意和随时检查模板受力和钢筋受力的情况，防止模板因混凝土振捣的原因而跑模。
砼由专业的砼搅拌站按我公司项目部提供的施工部位的砼标号及塌落度要求拌制，用砼搅拌运输车运到现场，由砼输送泵泵入模板。砼入模板时，要均匀、对称，以保证下部沉井所受荷载分布均匀而不至于倾斜，同时有利于模板受力。砼入模必须分层振实，分层高度以30cm～50cm为宜，用插入式振捣器对称振捣，砼浇注完后顶面要水平。浇灌过程中要密切注意模板及支撑，发现不牢固的及时进行加固处理；砼终凝后立即开始进行养护，直至沉井沉入潮湿土中，以防干缩裂缝等影响砼强度。拆模必须待砼形成一定强度后进行，一般为大于2.5MPa为准。
8、养护及拆模
混凝土浇捣完成后应及时养护，养护方法采用自然养护。在养护过程中，对混凝土表面浇水湿润，严禁用水泵喷射而破坏混凝土。养护时应确保混凝土表面不发白，至少养护七天以上。养护期内，不得在混凝土表面加压、冲击及污染。
在拆模时，应注意时间和顺序。拆模时间控制在混凝土浇捣后的3～4天内进行，过早或过晚的拆模对混凝土的养护都是不利的；拆模顺序一般是先上后下，小心谨慎，以免对混凝土表面造成破坏。
9、封砌预留孔
按照设计图纸的要求，设置和封砌各种预留孔，井壁预留洞采用砖墙封闭，1：2水泥防水砂浆抹面，厚度20mm；，并保证在沉井下沉过程中，预留孔内不渗水。
10、砖砌体及立柱、圈梁施工
下部井壁混凝土初凝后，就可进行上部砖砌墙井壁的施工。按照M12.5水泥砂浆的配合比拌制水泥砂浆，砖在砌筑前用水润湿。砖墙砌筑时上下要顺直，上下错缝，砖缝水泥砂浆要饱满，并随砌随勾缝。在砌筑的同时，
根据设计要求，在立柱预留位置和圈梁位置绑扎钢筋，砖墙砌至一段高度后，立柱和圈梁侧模浇筑混凝土。砖墙井壁分段施工，沉井先下沉一段高度后，再进行下一段砖墙的施工和柱混凝土的浇筑。
（四）沉井下沉
1、砂垫层的拆除
沉井下部井壁混凝土强度达到70%，即可下沉。砼垫层可用风镐凿除刃脚踏面以外的部分，保留踏面以下的分部，完成沉井搁置于垫层基础上和搁置于原土壤上的转换过程。
凿除砼垫层时，一定要注意对称、同步、均匀，防止沉井因各个方向基础承载力不同产生倾斜、偏移。
2、挖土方法及设备配置
（1）沉井采用排水下沉，人工取土，吊车装土方式。井壁外侧砼垫层破除后，在井壁外侧基坑内充填黄砂，在井壁外侧对井体施加支撑，防止井体倾斜。
（2）在沉井下沉过程中，取土应均匀、对称、逐层进行，先挖取井底中
部的土体，然后对称地挖取刃脚底部土。
（3）在下沉中，必须加强观测，防止井体中心位移过大，注意纠偏，每
次纠偏不宜过大，防止井体倾斜。
（4）沉井下沉至三分之一深度时，如土质变化为淤泥土，放慢取土速度，控制下沉速度，注意观察下沉速度，不能过快；下沉距设计标高1m时，停止取土，作好测量观测记录。如遇到下沉过快，可重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖；在沉井外壁间填粗糙材料，或见井筒外的土夯实，增大摩阻力。
3、沉井倾斜紧急处理措施
因地质原因，在沉井下沉时发生位移、倾斜、偏转或沉井不沉的情况时，应分析原因，用下述一种或几种方法及时处理。

（1）偏挖土纠偏法：
当沉井入土较浅，纠正倾斜时，可采取在沉井刃脚高的一侧进行挖
土，以减小刃脚下的正面阻力，增加在沉井低的一侧的阻力，使偏差在下沉过程中逐步纠正。纠正位移时，可有意使沉井向偏位方向倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至沉井底面中轴线的位置相重合或接近时，再将倾斜纠正，使沉井的倾斜和位移都在允许范围内。
（2）增加偏土压重或偏心压重纠偏法：
在沉井倾斜低的一侧回填砂或土，使低侧产生的土压力大于高
侧的土压力，也可在沉井高侧压重使该侧刃脚下的应力增大，从而达到纠偏的作用。
（3）加设支撑和偏挖土同时进行法：
在遇到井体倾斜过大的情况下，单靠改变取土也不能将井体纠正，
可以在发生倾斜一侧加设支撑，利用千斤顶将井体纠正。在利用千斤顶的同时，在井体倾斜的另一侧井内壁刃脚处同时取土。
（4）沉井位置扭转时的纠正方法：
沉井位置如发生扭转，可在沉井的A、C两角偏除土，借助于刃脚下不相等的土压力所产生的扭矩，使沉井在下沉过程中逐步纠正其位置。
（5）沉井不沉：
沉井内泥土已挖到刃脚以下而沉井不沉，则可能是地质情况的变化或刃脚遇到了障碍，应采取井顶压载增加下沉重量，井外壁注入膨润土泥浆等措施。采用井顶压载、井壁外注膨润土泥浆等措施时，要逐步实施，不可一次加载、注浆过多过猛。
4、沉井下沉时的测量控制要求及质量标准
沉井拆除垫层前，先在互相垂直的两个方向上放出井的竖直中心线，以控制井的垂直度；以刃脚底面为±0标高，在中心线旁画出标高刻度，以随时显示沉井下沉深度。

拆除垫层与初沉时，井的垂直度应跟踪测量，随时报告沉井倾斜数据，以
指导挖土与沉井纠偏。
当井下沉一定深度，嵌入土中开始正常下沉后，垂直度与下沉量监测每班应进行两次，并作好原始记录和及时通报给现场。
沉井下沉稳定后，8h的下沉量要小于5mm。封底后，沉井的水平偏移不得超过沉井下沉深度的2‰。刃脚平均标高（与设计标高比）允许偏差要小于100mm；四角中任何两角的底面高差要小于沉井任意两角距离的1%（执行GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范）。
（五）沉井底板施工
沉井下沉到位并稳定后，经验收合格后，进行混凝土底板的施工。首先将底部积水排除，先铺设一层碎石垫层。根据设计图纸和规范要求绑扎工作井底板钢筋，浇筑工作井和接收井底板C20混凝土。混凝土采用振动振捣，面板用插入式振动器振捣后，再用平板式振动器振动找平。工作井底板混凝土浇筑前根据顶管轴线方向线放置相应的预埋件。
底板砼表面平整度控制：测出顶面标高，误差控制在±5mm以内，拉线控制，确保表面平整度。表面抹平不少于三次，如表面出现龟裂则应再次搓毛。
二、顶管施工
（一）顶管工艺的选择
顶管管道主要穿越地质为低液限粉质粘土，根据我单位长期施工的经验和各种顶管机头的优劣来分析，泥水平衡法顶管适用土质范围较广，比较适合DN1350mm管径以下的顶管施工，泥水需要进行分离，用运泥车运出施工现场；土压平衡法顶管适用土质范围广，施工占用场地面积较小，但受到管道尺寸的局限，设备安装维修不方便，对小管径的管道来说不适用。根据以上比较，本工程管道宜采用泥水平衡顶管工艺。
正常顶管时，顶管机及管道内的操作均由地面操作者完成，所有的操
作元件均由电缆、油管集中至地面操作室进行控制，所有运行数据由电缆传输信号至地面操作室以便操作者监控并发出操作指令。顶管机能持续自动地记录其各种状态及管道线路的位置等数据。自动记录系统包括泥土和地下水压力，机头倾斜、旋转，纠偏状态，前进速度，顶进长度，泥水压力、刀盘扭矩，顶进负荷，及中继间运作等。此系统在自动系统出现故障时能手动监测，以保证管道在自动系统的修复过程中能继续前进。
技术特点:
1、适用土质范围广，软土、粘土、砂土、砂砾土、硬土均可适用。
2、破碎能力强，破碎粒径大，个数多。
3、具有独立注水、注浆系统、刀盘清洗装置。尤其适合N值较大的硬土。
4、顶进速度快，最快顶进速度每分钟120mm。
5、施工精度高，上、下、左、右可纠偏，最大纠偏角度达2.5°。
6、采用地面操作系统，安全、直观、方便。
7、结构紧凑，使用、维修、保养简单，在工作坑、接收坑中便于拆除。
（二）顶管设备的选型
选型原则：
设备质量优良可靠，操作方便，工作效率高。
设备的能力要留有充分富余，即使用时的保险系数要大。
主顶站的顶力要留有充分的富余系数，本工程主顶站顶力按工作井允许顶进压力控制，用压力表控制顶力值。
机头刀盘
功率： 150kw
扭矩： 46kN.m(50Hz)
额定油压： 40Mpa
最大转数： 3.2rpm
纠偏油缸

纠偏顶力： 420KN
行程： 100mm
数 量： 8台
主顶站油缸
额定油压: 31.5Mpa
行 程： 2000mm
额定顶力： 300t
数 量： 2台/套
主顶站液压泵站
功 率： 2×15kw
额定压力： 35Mpa
（三）顶管主要的施工方法
1、 顶管测量控制
（1）测量控制网及井下测量平台的建立。
根据业主提供的测量控制点布置整个工程的控制网，在沉井周围布设一个高精度的控制网，用以测放、检查和修正工作井井区和井下的测量点，如轴线点、井下的测量起始点和后视点等。
测量平台置于井下顶管轴线上，靠近后靠背处，通过控制网将顶管测量起始点测放其上，并在井中布设2-3个稳固的后视点，以便校核。起始点对顶管测量精度至关重要，故井下测量平台要单独设置，不与管道、设备、后靠背接触，不受顶管操作影响，以保持其稳定性。
（2）顶管轴线与标高控制
本工程顶管测量距离均在300m以内，顶管方向与高程控制可直接用置于井下测量平台起始点上的激光经纬仪对顶管机上方的光靶即可。
随着顶管进尺的增加，激光发射距离的增长，激光会发生散射，即打在光靶上的激光点会扩大，影响目视精度。此时顶管轴线采用支导线法控
制，标高采用支水准线路控制。
（3）顶管测量注意事项：
由于顶管的部分操作在工作井内进行，顶管过程中起始点和后视点发生位移是完全可能的，故每周均需对其进行检查校核，发现偏移过大需查明原因并及时修正。
地面测量控制网上的部分点在顶管轴线上或工作井附近，可能因地面沉降等原因而移动，故也需不定期进行校核检查。
顶管测量计算全部用自编程序在计算机上计算、分析，速度快，精度高。本公司在此应用方面积累了较丰富的实践经验。
每段顶完后，应重新进行一次管道的中心和高程的测量，每个接口一点，错口处测两点。
2、顶管出洞、进洞技术
（1）顶管出洞
顶管出洞是指顶管机和第一节管从工作井中破出洞口封门进入土中，开始正常顶管前的过程，是顶管的关键工序，也是容易发生事故的工序。
顶管出洞前在洞口内壁安装止水环，止水环由内径略小于管节外径的橡胶密封圈和内径略大于管节外径的钢法兰组成。必要时，还可在洞口外侧50cm 范围内打入一排钢板桩，以支护土体。
顶管机头在井内管床就位，调试完毕，作好出洞的一切准备后，便可用气割割除洞口内的钢封门，将机头穿进橡胶密封圈顶入土中，同时在机头与洞口的缝隙中注满膨润土泥浆，以润滑管道，支护土体。如果洞口外侧有钢板桩，则应在顶管机进入止水环后方可拔出。
顶管出洞对操作者要求也很高，这是因为出洞时顶管机未被土体包裹，处自由状态，而使顶头出洞的主千斤顶顶力是巨大的，因此，控制操作哪怕出现少量不均匀或土质不均匀，使各千斤顶的行程不等，也足以使顶头和第一节管子偏离设计轴线。此时的土体难以对机头产生较大反力，难以
对机头起到导向约束作用，故此时产生的偏差很难纠正，甚至是纠不过来的。因此，出洞顶进时一定要注意，用激光经纬仪随时测量监控，保证顶头和第一节管子位置正确。
采用上述洞口结构和周密的操作技巧，可避免出洞这一关键工序中可能出现的诸多问题，确保顶管出洞万无一失。顶管机下方两侧设有止退插销，在顶管机出洞时，当千斤顶松开时应插入止退插销，防止顶管机被土压力向后推回。
（2）顶管进洞
顶管进洞，是指一段管道顶完，顶管机破进洞口封门进入接收井，并作好顶管机后一节管与进洞口的密封联接的过程。
顶管机进洞前也应对洞口外土体进行防渗注浆，并留有足够的固化时间。顶管机进入加固土体并到达洞口外侧时，割除钢封门，将顶管机顶入接收井。
3、膨润土泥浆减阻及置换
优质膨润土泥浆具有良好的触变性与润滑性，将其压到管外壁，包裹住管子，可大大减小管外壁与土壤间的摩阻力。压浆技术得当，压浆管分布合理，膨润土质量好，摩阻力可大为降低。我们在注浆时做到以下几点：
（1）选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试，主要指标为造浆率、失水量的动塑比。
（2）在管节上预设压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。
（3）膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，按照规范进行。
（4）压浆以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆套形成情况。
（5）注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。
（6）注浆量应与顶进速度相匹配。
注浆孔应合理分布，机头及其后面10节管每节都设有注浆孔，使泥浆
及时填充管壁与土间的全部空隙（机头外径比管节外径大20mm，故有空隙），其后逐步过渡到每3节管加设一节带有注浆孔的管节，及时补浆，使全线管壁都包裹在泥浆套中。注浆管节分为四孔出浆的A型管和三孔出浆的B型管两种，间隔布置。
顶力在控制值之内十分重要。若顶力过大，会带来一系列问题，各方面的控制都会困难，故膨润土泥浆压浆绝不可轻视。
顶管机进洞
设备安装
顶管机出洞
机头出土顶进
主顶站顶进
主顶到位回缩
混凝土管下井

弃土出运
顶管设备拆移
出洞密封器安装
进洞密封器安装
方向控制
全程贯通
测量放线

顶管工艺流程图

4、掘土及出土
泥水平衡顶管机前部土体通过切削刀头切削土体，通过压力水进行充分搅拌后，变为泥水，泥水通过泥水软管依靠污泥泵的强大动力输送至工作井上部泥水沉淀池内。泥水经沉淀后，再通过高压水泵进入顶管机前部，完成一个循环。沉淀池内沉淀的泥浆采用轮式反铲挖掘机挖掘，装入全封闭的泥水运输车，运至堆场。
5、设备安装
井下设备安装包括出口器安装、导轨安装、千斤顶安装、后背墙安装及顶管机井下就位等，其中出口器安装在“顶管出洞”已作介绍。
（1）导轨安装:导轨用型钢和P38以上钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用螺栓紧固于钢横梁上，以便装拆。钢横梁置于工作井底板上，并与底板上的预埋铁板焊接，使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的、牢固的整体。
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：
　　①两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致
②导轨轴线偏差≤3mm；顶面高差0～＋3mm；两轨间距±2mm。
（2）千斤顶安装:主顶站千斤顶选用2台，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底的横梁上，千斤顶着力点应在与水平直径成45°的顶管圆周上，即与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道圆心上。每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。
（3）后背墙安装:因工作井均为双向工作井，故选用周转使用的装配式后背墙。后背墙用20号工字钢焊成一堵墙，为顶管的反力提供一个垂直的受力面，正面焊一块4cm厚钢板，使各工字钢受力更均匀。工字钢墙的空隙中灌满自密砼，形成一道由厚钢板、工字钢和砼组成的、牢固的、刚度很大的复合后背墙，承受千斤顶传来的顶进反力。后背墙安装无误后，在后
背墙与圆弧形井壁间浇筑砼，并垫一层8cm厚的木板，以使井壁受力均匀。
（4）顶管机下井:井下设备安装完后，用16t汽车将重约6t的经保养、检查、调试好的顶管机吊下工作井，置于涂满润滑黄油的导轨上。因导轨安装精度是严格控制的，故顶管机座上导轨就已准确定位。
井下设备和顶管机安装完毕后，启动油泵，伸缩千斤顶，检查千斤顶与后背墙的配合，顶管机与止水环及分压环的间隙等，准确无误后即可开始出洞顶进。
6、泥水平衡顶管机操作注意事项
（1）一般原则
①顶管机运抵施工现场后，应该首先检查油箱的液压油。如果液压油不够应该用电动滤油机加油，按照要求加到指定的标尺刻度。加完油后必须用滤油机反复的对油箱内的液压油进行循环过滤，一般整箱液压油过滤时间不应该少于24小时。另外每顶完一段管线后，要求对液压油箱进行不少于12小时的循环过滤。
②顶管机在第一次运转前，应该熟读生产厂家提供的使用说明书，做到对主要组件的布置、性能、用途明确；要求仔细检查刀盘、减速机机油和齿轮箱内的齿轮油，严格按照说明书要求的规格型号加注润滑油并定时进行更换。
③严禁在顶管机刀盘和污泥泵停止状态下顶进。如果刀盘停止或污泥泵停止，会造成刀盘的变形和污泥泵出泥管的堵塞。
④对顶管机的总线润滑系统要求经常进行检查，油罐内严禁缺油。
⑤顶管机的油泵严禁同时启动，启动顺序为：先刀盘油泵（冷却器水泵）后污泥泵。油泵启动时应该观察补油泵的压力，如果补油泵没有压力应立即关闭油泵，然后点动油泵直到补油泵有压力后再正常运行油泵。顶进前要求液压系统油泵空负荷运转2—3分钟，然后逐步加大荷载直到正常运转。

⑥泥土仓土压传感器在每段顶进前必须调整归零。
（2）顶管机安全操作要领
①顶管机刀盘可正反向旋转，用以切削土体和调整机头旋转。当刀盘向一个方向旋转时，由于切削土体的反力，顶管机会产生逆转：当机身左向旋转时，刀盘选择左转；当机身右向旋转时，刀盘选择右转；运用刀盘的左右旋转可以很好的调节顶管机产生的自旋，保持顶管机的平衡和稳定。通过向刀盘辐条上的注射孔向泥土仓注入水或膨润土泥浆，经过刀盘后方的搅拌棒搅拌，可以改善刀盘切削下来的土体条件，达到较好的活易性，便于污泥泵泥水输送。
启动顶管机刀盘的操作步骤：
启动刀盘油泵→选择刀盘旋转方向（只能在刀盘转速为“0”时操作）→调整刀盘转速→顶进正常运行
停止顶管机刀盘的操作步骤：
刀盘转速回“0”→停止刀盘油泵
②污泥泵操作要点：污泥泵采用高压力涡轮叶片把泥水和砂石通过管道输送。污泥泵若不出水，应停止运转，检查管路，防止管道堵塞造成污泥泵损坏，对于管道内木屑等杂物堵塞管道应及时清理。
③泥水平衡顶进操作要点：做到泥水平衡顶进是保证良好顶进效果和质量的关键，泥水平衡顶进必须对以下参数进行仔细观察和调整：a、刀盘切削土层的能力，b、污泥泵的取土能力，c、顶进速度。顶进时要求时刻注意观察泥土仓压力，保持泥土仓的泥水压力平衡，保证顶管机正面压力不至于偏离设计值而引起地面隆起和沉降。
④纠偏控制要点：纠偏千斤顶每两个一组，共四组，分别布置在顶管机前后段筒体的铰接处相对于“十”字中心线沿圆周45°位置；纠偏千斤顶最大行程为100mm，每次纠偏调整量最大不超过5mm，顶进50cm-100cm后才能进行第二次纠偏操作；进行纠偏设定时应遵守对角线的两组千斤顶
伸出量之和与另一对角线的两组千斤顶伸出量之和相等的原则；每组千斤顶设置一个内置行程传感器，可以真实的将千斤顶的行程数据传递给控制系统和显示仪表，控制系统按照设定的数据调整千斤顶的行程；调整四组千斤顶的不同行程，可以使得顶管机的前段筒体相对于后段筒体沿圆周任意方向作不大于2.5°的摆动，从而改变顶管机的顶进方向，实现对顶管机方向的控制；纠偏操作时严禁使用最大行程进行极限纠偏，必须每两组一起进行，严禁单组进行纠偏，通过“勤纠偏，小纠偏量”的原则，实现对管道顶进的轴线控制。纠偏调整步骤：
分析测量光靶数据→启动纠偏油泵→设定纠偏数据→打开纠偏油缸电磁阀调整千斤顶行程→纠偏行程到位自动关闭电磁阀→关闭纠偏油泵
⑤测量控制光靶的调整：顶管机在顶进过程中，会发生机头旋转，操作人员应该随时保证测量光靶处在顶管机圆周的铅垂中心，以便得到准确的测量结果。
⑥顶管结束后，顶管机的关机顺序为：
  降低刀盘转速到“0”→关闭污泥泵出土闸门→关闭刀盘油泵→关闭控制电源→关闭总电源。
⑦每班操作人员必须认真并真实的做好顶进记录和测量记录并做好交接班记录。
⑧班长必须做好交接班记录：交接班记录必须对顶管机当天的运行情况作出真实的描述；如果遇到故障，必须说明故障发生的时间、部位、处理方法和修理人员，并分析故障原因。
（3）维修保养要点
①每班顶进结束后必须对顶管机按照使用说明书的要求进行例行保养和维护，并对各部分油位进行检查。
②应经常检查自动润滑油脂泵和分配阀是否运转正常，并及时补油。
③电源控制箱和操作控制箱要求保持干燥、无油污，并定期对接线端
头进行检查。
④每班应对顶管机液压系统的接头和密封进行仔细检查，一旦发现有渗油、漏油现象必须进行处理。
⑤油泵、油马达、减速箱和齿轮箱出现声音异常，必须立即停机检查，查找异响原因，排除故障后才能开机顶进。
⑥液压油表和油温表出现异常情况时，应立即停机检查，分析原因、排除故障后方能开机顶进。
⑦当顶管机自动控制系统出现报警，应立即停机检查，待排除故障后方能顶进。
⑧主机控制系统计算机严禁使用不明来源的光盘和软盘，以防病毒感染导致系统瘫痪；控制室和机头内要求保持干净整洁无油污。
⑨每班必须做好维修保养记录、故障排除记录以及更换备件记录。
7、顶管施工中可能出现的问题及采取的措施
（1）顶管机旋转
顶管机在顶进过程发生旋转几乎在每条顶管中都会出现，将影响管内设备的使用，甚至使液体外溢等。控制旋转的方法很多，本工程将采取两种措施。一是顶管时控制刀盘的旋转方向，将刀盘向机体旋转的反向转动，使顶管机受反向扭矩，从而纠正机体，顶进过程中，不断正、反转刀盘，顶管机的旋转就可得到有效控制。二是采取配重法，顶管机内的设备布置注意了重量对称分布，以防顶管机旋转，但顶进中的机体旋转仍常有发生，处理方法是在顶头内摆放配重，若顶管机左旋，即在机内右侧摆放配重，若右旋，配重就摆左边，效果良好，因顶管机内设备已考虑了重量对称分布，故所用配重的数量较小，配重一般用废铁板、钢筋等。此外，中继站千斤顶稍微倾斜放置也是纠正管道旋转的一种措施，此法仅作为备用保证措施。以上方法在本公司以往的顶管施工中对纠正顶管机旋转效果良好。
（2）管节接头漏浆

管节接头渗漏很少出现，出现位置多在膨润土压浆孔处（因膨润土泥浆压浆压力过大挤入管内），施工中应予避免。万一出现，可用专用止水钢环止水。
专用止水环用三片120°园弧钢环组成，外贴止水橡胶片，之间用螺杆连接。拧紧螺母，园环直径会增大，使止水钢环外橡胶片紧贴管缝，制止泥浆渗入，顶管结束时再作永久性止水处理。
（3）地面沉降或隆起
地面沉降或隆起值的大小，体现了顶管水平的高低。我公司直线顶管的沉降隆起值已可控制在不影响地面，地下结构的水平。控制沉降与隆起的主要技术措施有：
①精心操作，控制挖土与顶进的量与速度，避免土体超挖和顶管机的过量挤进，使挖土与顶进始终处在动态平衡状态。
②测量测每顶进1m所挖出的土的方量，DN1500管道每顶进1m挖土量应为2.54m3，进尺与挖土量相当，沉降隆起就可控制。
③加强膨润土泥浆压浆。泥浆在顶管中起润滑与支护双重作用，在管外壁与土间始终充满膨润土泥浆，支护着管周土体不挤向管外壁，是减小沉降的措施之一。
（4）崩铁事故
崩铁事故多发生在产生最大顶力，即顶最后几节管的时候。崩铁现象出现时，纵向顶铁行列中心处，向内或向外侧凸起，崩铁时顶铁向两侧飞散。另一种现象是向上拱起，如不及时停止顶进，则顶铁向上崩出。
崩铁现象预兆：当顶进过程中发现管端面一边混凝土表层开始脱落，而且出现嗡嗡声，或顶铁向两侧弯曲时，都是崩铁的先兆。
崩铁现象产生的原因：主要是纵向顶铁过长而顶力偏斜产生偏心荷载造成的。具体来说有:纵向顶铁接头多，安装时不易形成直线;顶铁接触的地方有错台;单行顶铁位置偏斜;双行顶铁不平行，不等距；后背土质不同，
在较大的顶力下受压缩使后背产生倾斜等等。
防止和处理措施：不断观察压力表指针的变化。在最后几节管顶进时，应仔细检查顶铁安装的情况，注意观察管端面是否脱落表层，纵向顶铁是否有外拱现象，发现后应立时停止顶进。整理纵向顶铁系列，并在系列中加横向顶铁以减少纵向顶铁长度。
（5）后背破坏
后背破坏预兆：在顶进过程中，出现管节在顶力作用下不向前进反而不断向后压缩后背，纵向顶铁向上隆起或向下啃导轨的现象。
    后背破坏的原因：后背安装不垂直，机头前方土质坚硬，顶力超出后背承受力而产生偏心荷载。当后背上部压缩大于下部时，顶力偏上，与管道轴线不一致，则顶铁向上拱起；反之，顶铁向下拱啃导轨。
    防止和处理措施：严格按要求安装后背，仔细检测后背的垂直度。顶时过程中顶进速度突然增加时，要检查原因，不能随意顶进。若事先估算顶力大，而后背又不能负担时，要采取必要的构造措施。
（6）管节破裂
管节破裂预兆：在顶进过程中，发现管壁着力的地方出现灰屑脱落和管壁外皮脱落现象，即是开裂的预兆。
    管节破裂的原因：管节