顶管拖管专项施工方案.docx

苏州高新区有轨电车1号线延伸线
土建施工总承包二标段

顶管、拖管专项施工方案

宏润建设集团股份有限公司
苏州高新区有轨电车1号线延伸线
土建施工总承包二标段项目经理部
编制人：
审核人：
编制日期：

目 录
一、编制依据及原则 4
1.1 编制依据 4
1.2 编制原则 4
二、工程概况 4
2.1 地质情况 1
2.2 设计概况 2
2.3 工程概况 3
2.4工程工期 3
三、沉井施工工艺 3
3.1沉井施工流程 3
3.2基坑测量放样 3
3.3基坑开挖 3
3.4刃脚垫层施工 4
3.5沉井内模和钢筋绑扎 4
3.6混凝土浇捣 5
3.7拆模及养护 7
3.8封砌预留孔 7
3.9不排水法下沉与封底 7
3.10主要施工技术措施与质量控制 8
四、顶管施工工艺 10
4.1沉井施工流程 10
4.2平面布置、井内布置及管内布置 11
4.3泥浆运输 11
4.4顶管受力计算 12
4.5进、出洞加固方案 14
4.6测量及设备安装 14
4.7泥水系统安装 17
4.8顶进开始调试阶段以及土体取样 17
4.9顶进过程中的方向控制 18
4.10注浆减磨 19
4.11应急措施 19
五、拖管施工工艺 22
5.1工艺流程 22
5.2准备工作 22
5.3施工测量 23
5.4基坑开挖 23
5.5钻机就位 24
5.6导向钻进 25
5.7回拉扩孔 26
5.8管道焊接 26
5.9回拉敷设管道 27
5.10闭水试验 28
5.11工作坑土方回填 28
5.11拖管质量控制及要求 29
六、质量管理措施 29
七、进度管理措施 30
八、重大危险源分析排查 31
九、安全施工应急预案 35

苏州高新区有轨电车1号线延伸线土建施工总承包二标段
顶管、拖管专项施工方案
一、编制依据及原则
1.1 编制依据
（1）苏州高新区有轨电车1号线延伸线土建施工总承包二标段施工设计图。
（2）《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235
（3）《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ229-91
（4）《给水排水管道工段施工及验收规范》GB50268-2008
（5）《地质勘察报告》
（6）总体施工组织设计
1.2 编制原则
（1）满足业主对工期、质量、投资、安全及环境保护等要求的原则。
（2）精心组织、科学管理，合理配置各种资源，做到施工的连续性，减少对周边自然环境的影响。
（3）根据工程特点，结合以往施工经验，优化施工方案，确保工程质量、安全。
（4）优先采用先进的施工机具、施工技术和管理方式，按期并保证施工安全质量的完成围堰施工。
二、工程概况
2.1、地质情况
（1）1-3素填土：灰褐色，松软，以粘性土为主，含植物根茎。
（2）2-3淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，土质不均匀，含有机质，局部为软塑粉质粘土，压缩性高。
（3）3-1粘土：褐黄色~灰黄色，可塑，局部硬塑，含铁锰质结核。
（4）3-2粉质粘土：灰~青灰色，可塑，往下渐变为软塑，含铁锰质斑点及灰色团块。
（5）3-3粉土：灰色，稍密，饱和，夹少量薄层粉质粘土。
（6）5粉质粘土：灰色，软塑~流塑，薄层层理发育，夹少量粉土薄层。
（7）6-1粘土：暗绿色~灰黄色，可塑~硬塑，含灰色团块、条纹、铁锰质斑点，下部见铁锰质结核。
（8）6-2粉质粘土：灰黄色~青灰色，可塑为主，局部呈硬塑，含铁锰质斑点，局部夹有粉土及粉砂。
（9）14含碎石粉质粘土：灰黄色，可塑，含碎石、砾石，含量不均，颗粒不均匀，最大粒径约6-8cm。
（10）17全风化砂质泥岩：棕色-灰白色，呈块状及砂砾状，饱水易软化。
2.2总体概况
DK09+063.981终点,全长3.214km，本标段涉及工程建设的主要内容为：新建有轨电车路基、地面桥梁、车站、地下通道、牵引变电所以及有轨电车范围内排水、电力及通信信号管线预埋、接触网支柱底座，实施范围为：右DK5+850~右DK9+063.981段、龙康路停车场出入场线CDK0+000~ CDK0+574.25段；太湖大道改造工程（道路、排水管道、地面桥梁），实施范围为：贡山路~1号线终点段（EK1+835~EK5+050全长3.215km）、普陀山路~2号线起点段（LAK3+552.694~LAK3+960全长407m）、2号线终点~渚镇路段（LKK3+960~LKK4+645.4全长685.4m)；交叉口渠化改造以及电缆通道工。
2.3设计概况
本工程顶管施工段为W28~W36，拖管施工段为W36~W41,均为DN800污水管道，拖管段de450、de630管道检查井均采用φ1500钢筋砼不落底沉井，顶管采用φ6.5m、6.5*3.2工作井及φ4.0m、4.0*3.0接收井，其中工作井需在顶管施工结束后在工作井内新建污水窰井，随后对工作井进行拆除，窰井与工作井的空隙用沙土填实。对于接收井，利用为污水窰井，在接收井与其他管线矛盾处采取提前收口的方法，为其他管线预留空间。
三、沉井施工工艺
根据设计要求，本标段工作井、接收井采用沉井施工。
1、沉井施工流程：
基坑测量放样Æ基坑开挖Æ刃脚垫层施工Æ立井筒内模和支架Æ钢筋挷扎Æ立外模和支架Æ浇捣混凝土Æ养护及拆模Æ封砌预留孔Æ井点安装及降水Æ凿除垫层、挖土下沉Æ沉降观察Æ铺设碎石及混凝土垫层Æ绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土Æ混凝土养护Æ素土回填。
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2米，沉井刃脚外侧面至基坑边的工作距离取2米，基坑边坡采用1：1放坡。整平场地后，根据沉井的中心座标定出沉井中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。施工放样结束后，须经监理工程师复核准确无误后方可开工。
3、基坑开挖
经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。挖土采用反铲挖掘机，并与人工配合操作。基坑底面的浮泥应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，集水井汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除，防止积水而影响刃脚垫层的施工。开挖的土方随即用车辆外运。
4、刃脚垫层施工
刃脚垫层采用砂垫层和C15混凝土垫层共同受力。
4.1砂垫层厚度的确定
砂垫层厚度H可采用如下计算公式计算：
H=G/(2*σ*tanа)-b/(2 *tanа)
式中：
G —— 井壁自重及施工荷载(kN／m) 经计算G=350 kN／m；
[σ]—— 土层容许承载力(kPa)取100 kN／m
γ砂---砂垫层的干容重，中砂15.8kN／m
а---砂垫层的应力扩散角，取26.34 ；
b---砼垫层的宽度取1.84 m
h---砼的厚度0.1m
据计算结果，无论是工作井还是接收井，砂垫层厚度H均为1.67m。考虑到砂垫层自身重力对下卧层的影响，本工程砂垫层厚度取1.7米。砂垫层采用加水分层夯实的办法施工，夯实工具为平板式振捣器，分层厚度≤30㎝。
5、沉井内模和钢筋绑扎
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。
5.1钢筋绑扎
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，成盘的钢筋均应调直；预制构件中的主筋均应采用对焊、焊接并按照有关规定抽样送检；钢筋接头应互相错开，并严格按照国家《标准混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204—92）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两层钢筋位置固定，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。钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽验收。隐蔽验收合格后方可进行立外模。
5.2、立外模和支架
钢筋绑扎验收后，应进行架立外模和支架。井壁内外模使用穿心螺丝固定，穿心螺丝采用Ø16的圆钢，中间设置止水片，两端设置铁片控制井壁的厚度尺寸，圆钢两端头上铰成螺纹，用定制钢螺帽固定，拆模时拆去钢螺帽，割去外露部分，再用同标号防水砂浆二度抺平，确保不渗水。外模支架必须稳、牢、强，保证在浇捣混凝土时，模板不变形，不跑模。
6、混凝土浇捣
模板和支架工序完成后，必须经监理工程师进行验收。验收合格后，方可进行混凝土的浇捣。为缩短施工周期和保证工程质量，采用泵送C30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，保证不离析。混凝土浇捣前应严格检查各种预留孔、预留管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均匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生。混凝土在振捣时应随时注意检查模板受力和螺杆钢筋受力的情况，防止模板因混凝土振捣的原因而后跑模。
采用分段浇捣混凝土时，严格按规范要求做好施工缝。施工缝做成凸缝，并在后浇时将连接处的混凝土凿毛，并用清水洗干净，浇捣时先用12%的UEA砂浆座浆，然后轻倒第一层混凝土并振捣密实，以免形成蜂窝，影响沉井的质量。在混凝土浇捣过程中，还应做好混凝土的试块工作，保证质保资料的完善。
7、拆模及养护
混凝土浇捣完成后应在初凝后及时养护，养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法。在养护过程中，对混凝土表面需浇水湿润，严禁用水泵喷射在，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的后的3～4天进行，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。对于分段浇捣混凝土部位，应保留最后一排模板有利于向上接模。
8、封砌预留孔
严格按照设计图纸的要求，设置和封砌各种预留孔，并保证在沉井下沉过程中，预留孔内不渗水。
9、不排水法下沉与封底
沉井下沉：混凝土或砌体砂浆达到设计强度的100%，其上各节达到设计强度的70%以后，才允许下沉，下沉安全系数应大于1.15。沉井下沉根据现场施工地质情况，适时采用不排水潜水员吸泥下沉方法。
不排水潜水员吸泥下沉方法：根据设计要求，采取不排水下沉。采用不排水潜水员吸泥下沉，下沉自中间开始使沉井形成锅底，在砂类土中，一般当锅底比刃脚低1~1.5米时，沉井即可靠自重下沉，而将刃脚下的土挤向中央锅底，然后再由浓浆泵将泥沙吸出。
沉井封底及底板浇筑：沉井下沉至设计标高后观察其稳定性，在8小时内沉井自沉累计量不大于10mm和每小时观察自沉量，在沉井下沉已经稳定时，才进行封底。
根据设计要求，封底采取水下混凝土封底，水下混凝土封底即不排水封底，将井底浮泥清除干净，铺碎石垫层30cm，封底混凝土用导管法灌注，灌注水下封底混凝土时，需要的导管间隔及根数根据导管作用半径和封底面积确定，导管作用半径随导管下口超压力大小而异，其关系如下：
超压力（kpa）
75
100
150
250
导管作用半径（m）
＜2.5
3.0
3.5
4.0
数根导管灌注时的顺序：按照先低处后高处，先周围后中部为原则，使混凝土保持大致相同的标高。待水下混凝土达到所需要的强度后，方可从井中抽水，安排水封底法施工上部底板。
10、主要施工技术措施与质量控制
10.1、沉井施工的质量标准
（1）刃脚平均标高与设计标高的偏差不得超过50mm。
（2）沉井水平位移不得超过下沉总深度的1%。
（3）矩形沉井刃脚底面四角中的任何两角的高差，不得超过该两角间水平距离的1%，且最大不得超过300mm。
（4）下沉总深度是沉井下沉前刃脚底面标高与下沉结束后刃脚底面标高之差。
10.2、质量控制的一些相关措施
（1）沉井制作的相关要求
①钢筋绑扎立模，浇注砼均要求严格按设计文件、规范等进行施工。
②要求对角线距离相等，沉井尺寸准确。
③要求钢模板拼装整齐、平直、漏缝嵌密实，防止漏浆。
④要求模板内清洗干净，才允许浇灌砼。
⑤分层浇灌砼用振捣器振捣密实。
（2）测量控制与观测
沉井平面位置与标高的控制是在沉井四周的地面上设置纵横十字控制线、水准基点进行控制。沉井的垂直度的控制，是在井筒内按4或8等分标出垂直线，以吊线锤对准下部标板进行控制。在挖土时随时观测垂直度，当线锤距离墨线大于50mm，或四面标高不一致时，应及时纠正。沉井下沉的控制，通常在井壁上的两侧用白油漆或红油漆画出标尺，可采用水平尺或水准仪来观测沉降。在沉井下沉中，应加强平面位置、垂直度和标高（沉降值）的观测，每班最少观测两次，并作好记录，如有倾斜、位移和扭转，应及时通知值班负责人，指挥操作负责人，及时纠偏，使偏差控制在允许范围之内。以上施工测量纠偏参照点应设置在不受沉井下沉影响的点位上，并派人经常进行复测量。
四、顶管施工工艺
本工程污水DN800管道采用顶管施工，采用“F”型钢承口式钢筋砼，契形橡胶圈接口，管内接缝处采用聚硫密封胶封口处理。由于本工程工期紧，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，决定采用气压平衡顶管机。
1、施工流程：

施工准备、测量放样
管道顶进
顶进设备的安装

轴线控制
轨道安装
偏差测量
后座顶板安装
出土
千斤顶安装
顶进校偏
洞口止水装置的安装

掘进机就位、试运行

DN1200混凝土圆管接口

掘进机穿墙
割开闷板

顶进结束
千斤顶顶进
出泥准备

顶管工艺图
2、平面布置、井内布置及管内布置
（1）在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间、冷作间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。
（2）现场布置、设备进场时采用25t吊机，
（3）管道顶进时，起吊设备采用跨距为14m的龙门行车（起重能力为30t），行车导轨与顶管中心线应平行铺设，并与管中心左右对称。
（4）井内布置
工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。
3、泥浆运输
顶管出泥浆采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土。在沉井上部砌筑1只泥浆池。采用4000L泥浆运输车及时外运，泥浆外运需按苏州市高新区文明施工要求和渣土处理办法，运到指定弃土点，在泥浆运输过程中要考虑保洁措施，不得污染沿途道路环境。
4、顶管受力计算
本工程是将壁板加厚作为千斤顶的后背墙。
(1)顶力计算
推力的理论计算：（以Φ1200mm计算）
F=F1十F2
其中F—总推力
Fl一迎面阻力
F2—顶进阻力
F1＝π/4×D2×P (D—管外径1.44m P—控制土压力)
P＝K0×γ×H0
式中 K0——静止土压力系数，一般取0.55
H0——地面至掘进机中心的厚度，取最大值7m
γ——土的湿重量，取1.9t/m3
P＝0.55×1.9×7＝7.31t/m2
F1=3.14/4×1.442×8＝13.02t
F2＝πD×f×L
式中f——管外表面平均（根据顶进距离平均淤泥土）综合摩阻力，取0.8t/m2
D—管外径1.44m
L—顶距，取最大值100m
F2＝3.14×1.44×0.8×100＝361.73t。
因此，总推力F=13.02+361.73＝374.75t。根据设计根据要求本工程允许最大顶力为4500KN>3747KN符合规范要求。（Φ1200mm顶管）主顶油缸选用2台(或4台，根据现场实际情况定)200t(2000KN)级油缸。每只油缸顶力控制在180t以下，这以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力400t。因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。
(2)后背的计算
后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形即象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。
后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则，千斤顶在余面后背上，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工案例，施工时应对后背的强度和刚度计算
后靠背受力计算公式
式中：
R-总推力之反力（一般大于推力的1.2－1.6）
a－系数（取1.5－2.5之间）　，此处取2
B－后座墙的宽度（M）　此处取4米
γ－土的容重（KN/M3)
H－后座墙的高度(m)　，此处取4.5米
Kp-被动土压系数
c-土的内聚力（kPa) 一般情况下取10
h-地面到后座墙顶部土体的高度（M），此处取4米
按上式计算，圆形工作井加护套后能承受1097.9T＞实际顶力400T。完全能满足要求。
5、进、出洞加固方案
为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内，在洞口内预先安装一个单法兰穿墙钢套管，用于安装橡胶止水圈及止水封板。由于顶进距离长，造成管材表面及F型钢套环、砂等对橡胶止水圈不可避免的磨损，需经常更换橡胶止水圈。因此，我们在洞口里侧增加一道橡胶止水圈，当需更换外部橡胶止水法兰时，洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。
6、测量及设备安装
6.l、测量方法

(1)通视条件下的测量使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至A点，后视B点，作BA直线的延长线，并在工作井后部定出一点C。保证C、A、B在一条轴线上，置经纬仪在C点上，后视A点，在工作井井壁上定出一点A，，置激光经纬仪基座于井下D点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于A点，后视B点，在激光经纬仪器架上定出D点，D点同A，，A，B点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中D点，后视A，点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。
（2）不通视条件下的测量
引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A，，其余步骤同通视条件下测量定位。
（3）后靠背导轨及后顶的安装
 轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100~200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合。
在轴线定好后既可安装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周作出4~6个临水点，保证轴线标高-临水点高程= h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。
引轴线至井底前后两侧A、B两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点C，开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点D、D，，测量AD和A D，的距离，只需保证AD的距离约等于A D，的距离既可，误差不应大于3cm，导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向既可，最后根据实际情况填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙，后方顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平后顶后只要保证所以千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。
导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一至，此副导轨用于防止机头进洞后低头，见下图：

增高装置可根据机头重量以及增高量选择枕木，钢支架或砼垫层。
洞口止水装置的安装，应保证除止水圈外最小直径大于进洞物最大直径的8cm，防止受到进洞物的剪切而失去止水效果，位置确定后可用水泥砂浆封堵与井壁形成的间隙，防止从间隙处漏水、漏浆。
7、泥水系统安装
泥浆池尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，沉石箱的配置可沉淀块状物，防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损坏。
注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配置减压系统，在泵出品处1米外以及机头注浆处各安装一只隔膜式压力表。
8、顶进开始调试阶段以及土体取样：
顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。
机头下井后刀盘应离开封门1米左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不超过5mm，既可开始凿除砖封门，砖封门应尽量凿除干净，不要遗留块状物，同时可进行土体取样工作，使用Ф100，L=500mm的两根钢管在洞口上下部各取长400mm的土样，取样工作完成后随既顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。
机头属于刀盘不可伸缩型，土压力表所显示的土压力为泥仓土压，显示的土压力与实际顶进的土压力存在一个压力差ΔP，此值一般取15-30T，由于进泥口是衡定的，TCZ机头的土压控制主要通过顶速来调节，每次初顶时先调节好送水压力，然后打开机内止水阀，转动刀盘，关闭机内旁道，待流量达到额定值的80%时既可
开始顶进，送水压力可通过机内压力调节既可完成。
9、顶进过程中的方向控制
由于机头本身所具有的方向诱导装置，纠偏操作就变的简单易行了，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在二号光耙的中心既可。
测量与方向控制要点
(1)有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员→项目管理部→监理工程师，确保测量万无一失。
(2)布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。
(3)顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10’～20’不得大于0.5。并设置偏差警戒线。
(4)初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。
(5)开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。
10、注浆减磨
顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻及工具管气水压力。
工具管切土正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2，硬土层通常在20-60t/m2。大于40t/m2时表明土质较好。
F1=S1×K1
F1----顶管正阻力(t)
S1----顶管正面积(m2)
K1----顶管正阻力系数(t/m2)
F1=S1×K1=πr2×k1
① 磨擦阻力：管壁与土间磨擦系数及土压力大小有关。根据
② 有关工程统计资料，管壁磨擦阻力一般在0.1-0.5 t/m2之间。
③ F2=S2×K2
其中
F2—顶管侧磨擦力(t)
S2—顶管侧面积(m2)
K2—顶管侧阻力系数(t/m2)
F2=S2×K2=πDL×k2
为了减小顶压进阻力，增大顶进力，并且为了防止出现塌方，顶管过程中，应采用在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆护套，减少管壁与土壁之间的摩擦力。泥浆在输送和灌注过程中具有流动性、可泵性。
（1）、触变泥浆的材料
触变泥浆的主要成份是膨润土、掺入碱和水配制而成。为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强，可掺入石灰膏。但为了施工使用时保持流动性，还必须掺入缓凝剂和塑化剂。
（2）、触变泥浆的拌合程序
将定量的水放入搅拌罐内，并取其中的一部分水来溶化碱；在搅拌过程中，将定量膨润土徐徐加入搅拌灌内，搅拌均匀；将溶化后的碱水倒入搅拌灌内，再搅拌均匀，放置12h后即可使用。
（3）、触变泥浆应注意的事项
①注浆孔的布置宜按管道直径大小确定，一般每个断面可设置3～4个，并具备排气功能。
②搅拌均匀的泥浆应放置一定时间方可灌注。灌浆前，应通过注水检查灌浆设备，确认设备正常后方可灌注。灌浆压力可按不0.1Mpa开始加压，在灌浆过程中再按实际情况调整。
③灌浆时，按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行并应与管道和中继间的顶进同步。灌浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进。
④长距离顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力。
⑤在顶进结束后，我们必须立即用纯水泥浆置换膨润土泥浆，置换水泥浆的水灰比为0.45，P=0.2～0.5mpa，加强对管线的监测措施。
11、应急措施
⑴、地质发生很大的变化，突然间变硬或变软。这可以通过刀盘的转矩来判断，如果突然变硬了，则向土仓内加入水或泥浆，掘进机上设有加泥孔，其目的就是用来加泥的。如果太软，可把第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。
⑵、在初始推进阶段，要精心组织地表监测，在轴线上方每隔3米布设1个沉降控制桩，通过地表监测得到隆沉量与相对应的掘进机主参数（包括推进速度，开挖面土压力值，出土率等）进行比较，从而优化掘进机参数，指导以后的顶管推进。
⑶、在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。操作人员必须严格遵守这样一条规定：无论何种情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实汇报情况，以便分析原因，找准对策。
五、拖管施工工艺
1、工艺流程

2、准备工作
前期调查：进场后调查施工范围内地下管线情况，探测清楚后才能进行施工。根据施工图纸，进行测量放样。确定施工范围后，进行障碍物的改迁工作。
3、施工测量
（1）、平面控制放线
平面控制及放线，依据现有边线，通过勘测方提供的控制点引测本工程的定位点，为保证施工各阶段控制点网，坐标及高程的准确，首先对施工现场内各控制桩加以保护。并把各控制点引测至现场外加以保护，以便竖向引测放线。同时要做闭合校核。
施工前通过全站仪沿地面上拉管的中心线每3米设置一桩（有障碍物的除外），并沿拉管的中心线撒好白灰线且测出桩高程，算好桩高程与设计拉管流水面的关系。
（2）、高程控制
高程控制根据勘测方提供的水准点引测施工现场的高程控制点。根据本工程的实际情况，在现场选择固定的地方做临时水准点，并做好保护。
高程控制采用两次仪器高程前后视等距测法，保持精度。为保证设计方向、位置的正确性，控制线的传递用经纬仪进行引测，保证平面位置的准确。
4、基坑开挖
每段牵引需要挖掘2个工作坑，包括入口工作坑、出口工作坑。均采用机械挖掘。2#工作坑开挖尺寸为3ｍ宽×10ｍ长、1#接收坑尺寸为3ｍ×5ｍ（根据情况可做调整）。工作坑深度根据拉管流水面高程确定。
出口工作坑是回拖时提供排水管入洞工作坑，出口工作坑尺寸和施工方法与入口工作坑相同。为保证工作坑内干燥和扩孔施工,在工作坑南侧设（4ｍ宽×1.5ｍ长×1.5ｍ深）泥浆沉淀池,并在池底设泥浆泵随时将多余泥浆抽出坑外。
施工工序为：清障→打钢板桩支护→挖土→清运余泥→工作坑围蔽。
5、钻机就位
钻机运到现场必须先锚固稳定，钻机如果锚固不稳，将会发生功率损失或者功率作用在机器身上，造成机器和人的伤害。钻机是依靠地锚座和后支承与地基固定的，安放钻机前应先平整场地，根据预先设计的的钻机倾斜角度进行调整，依靠钻机动力将锚杆打入土中，使后支承和前底座锚与地层固结稳定。
钻机就位后，调整钻机导向杆到略高于设计管位中心高程的位置，水平钻入土中。在导向钻头中安装发射器，通过地面接收器，测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数，将测得参数与钻孔轨迹进行对比，以便及时纠正。地面接收器具有显示与发射功能，将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示，操作手根据信号反馈操纵钻机按正确的轨迹钻进。在导向钻孔过程中技术人员根据探测器所发回的信号，判断导向头位置与钻进路线图的偏差，随时调整。
为了保证导向头能严格按照操作人员发出的指令前进，需要在管道线路初步布点后对控制点进行加密加细。间隔3m设中线、高程控制点，用木桩做出明显标志，并在桩点周围用混凝土砌出护墩加以保护。控制人员严格按照点位，操纵仪器。
6、导向钻进
钻杆轨迹的第一段是造斜段，控制钻杆的的入射角度和钻头斜面的方向，缓慢给进而不旋转钻头，就能使钻头按设计的造斜段钻进。钻头到达造斜段完成处，接下来的是排水管流水段的钻进。旋转钻头，并提供给进力，钻头就能沿水平直线钻进，由于在钻头位置安装了最先进的探测仪器，在钻进过程中通过地面精密接收仪器，通过接收仪器数据调整钻头角度，使得钻进按照流水线标高路线前进。到达出口工作坑，完成钻孔工序。
钻进操作需要注意的事项：
（1）钻杆的上、下接头对正，边缓慢给进动力边慢转上扣，，不得拧得过紧。
（2）钻机就位要严格对中，保证钻机平稳、水平钻进。开钻前要认真检查钻杆，发现弯曲要及时调直或更换。
(3)钻进速度不宜过快，应根据地层条件合理调定给进力。根据土层类别来确定钻进速度，在松砂层不宜超过3m/min ,在硬土层中，钻进速度以钻机不发生跳动为宜。并经常检查钻头磨损程度，发现磨损严重，及时进行补焊修复。
（4）造斜顶进时，每次顶进进尺控制在0.5m左右为好，曲线要缓。
（5）钻杆内不得进脏物，以免堵塞钻头喷嘴。
（6）当机油压力报警指示灯亮时，说明油压不正常，要进行检查。
（7）当机油堵塞报警指示灯亮时，要更换机油滤心。
（8）改变水泵排量时，先摘开离合器，不得带速换档。
（9）当水泵较长时间不工作的情况下，应将其变速箱挂空挡，后合上离合器，以保持离合器操纵系统中的分离轴承。
（10）按规范开动钻机后，不允许马上用全负荷钻进，必须先进行试运转，确定各部分运转正常后，方可开始钻进。
7、回拉扩孔
回拉扩孔牵引时，泥浆作用特别重要，孔中缺少泥浆会造成塌孔等意外事故，使导向钻进失去作用并为再次钻进埋下隐患。考虑到地层泥浆较易漏失，泥浆漏失后，孔中缺少泥浆，钻杆及管线与孔壁间的摩擦力增大，导致拉力增大。因此要保持在整个钻进过程中有“返浆”，并根据地质情况的变化及时调整钻液配比以产生的不同泥浆。
钻头到达出口工作坑，钻进工作完成，但是孔径还没有达到铺设要求。本工程拟多次扩径，第一次扩孔为300mm，第二次扩孔为500mm，如此类推，扩孔到管径的1.5倍。
8、管道焊接
管道接口质量的好坏直接影响到拉管施工的成功进行，因此要严格按以下操作步骤执行。
（1）电熔连接机具与电熔管件应正确连通，连接时，通电加热的电压和时间符合电熔连接机具和电熔管件的规定。
（2）电熔连接冷却时间，不得移动连接件或连接件上不得施加任何外力。
（3）电熔承插连接管材连接端应切割垂直，连接面应清洁干净，并应表明插入深度，刮去表面的氧化层。连接前，对应连接件，使其在同一轴线上。
（4）干管连接部位下端应采用支架，并固定吻合。
（5）管道连接时，施工现场条件允许时，可在在沟槽上进行焊接。
（6）焊接完毕后，检查观测孔内物料是否顶起，焊缝处是否有物料挤出。合格的焊口应是圠唵熔焊过程中，无冒（着）火、过早停机等现象，电熔件的观察孔有物料顶出。
9、回拉敷设管道
排水管焊缝和管道强度检验合格后，即可进入拉管施工。首先用现场制作的“PE管封套”将管头密封，然后在管头后端接上回扩头，管后接上分动器进行接管，将管子回接到工作井后，卸下回扩头、分动器、取出剩余钻杆，堵上封堵头，进行水压试验。
扩孔成功到要求后，可以进行回来管道工序。在回拖前要进行管线连接的工序，用热熔法将PE管连接成与成孔长度相当的管道。准备好后，将管道与扩孔器相连，回拉将管道牵引进孔洞内。
中水管焊缝和管道强度检验合格后，即可进入拉管施工。首先用现场制作的“PE管封套”将管头密封，然后在管头后端接上回扩头，管后接上分动器进行接管，将管子回接到工作井后，卸下回扩头、分动器、取出剩余钻杆，堵上封堵头，进行水压试验
施工时，拉管机操作人员要根据设备数据均匀平稳的牵引管道，切不可生拉硬拽。
10、闭水试验
污水管安装以及检查井砌筑完成后，进行闭水试验。截污干管则每3个井段进行一次闭水试验。闭水试验如未能通过，应立即将管内的水抽干，仔细检查渗漏原因，并修补。
11、工作坑土方回填
闭水试验合格后，及时进行回填。回填应两侧分层对称回填，中水管道回填管顶以上0.5m处，并应注意保护绝缘，如不慎破坏应及时修补。
12、拖管的质量控制方法及要求
（1）管铺设规定要求：
PE管铺设满足排气要求，PE管无向上的折点。水平最大偏差±0.3米。纵向垂直最大偏差±0.25米。保持管内壁干净，拉管过程中封堵内壁。
（2）拖管过程中，操作手严格按照地面预布控制桩的平面位置和高程控制钻头走向，每隔水平距离3米校核一次。
（3）管道内底高程的复测
管道拉通后，应对管道内底高程进行复合测量。用钻机将装有探测器的钻头在管道内拉动，试验人员根据探测器发出的信号来确定钻头的深度，经过换算后即计算出管内底高程。得出的结果和原始控制轨迹高程进行比较，就得到各桩位高程偏差数值。
六、质量控制措施
1、完善质检制度，严把质检关
在施工过程中实行三级检验制度。由项目部质量员对班组的工程质量进行逐步验收，合乎要求后，签字接收。
二个不同工种之间的交接亦需要项目部质量员进行检验，如浇捣混凝土时，应对钢筋和模板进行检验，签字予以认可后，方可进行浇捣混凝土工作。
项目部质量员需对本工种的每道工序检查签证，并上报项目经理，经复验合格后，报监理工程师检查。
公司的质量主管部门对工程质量进行不定期的抽查，并实现质量奖罚制度。
2、切实做好施工交底工作
整个工程的施工过程，每个工序的施工方法、要求和注意事项，每个管理人员需心中有数，并积极动员和发挥全体职工的经验，定期召开小组会互相交流，对施工过程中的操作方法，就有关质量、安全、工程进度等方面提出合理的建议。
3、认真做好测试工作
原材料的测试结果必须符合设计要求。对钢材、管材、水泥、砂石等材料进行必要测试。凡尺寸不符、质量不符、型号不符及测试结果不合格者，严禁进场和使用。
对在施工中的加工质量，如钢筋对焊、调直及弯曲、混凝土及砂浆试块等也进行及时测试，其结果必须符合设计要求。
对在施工过程中的工后效果也应进行测试，如沉井的工后沉降、顶管管道的沉降、管道轴线的位移等进行测试，其结果应满足验收要求。
在测试工作中发现问题应及时追究原因，进行改进，不能让不合格的材料用于工程建设。
4、各类专职人员持证上岗
各类专职及特殊工种人员必须持证上岗，并经常进行技术教育和专业知识再教育，使职工从实践中提高业务水平，为在施工中保证安全、保证质量、保证工程进度作出贡献。
七、施工进度管理措施
1、 做好充分的准备工作
充分了解施工现场的道路、施工便道、河道、障碍物改迁等情况，主动和有关部门及业主联系，预先办好各种施工手续，力争早日开工。
对必需的工程材料、成品及半成品早日定货并检验合格，保证及时供货，杜绝停工待料现象。
对各种机械和设备经常保养，确保进场施工后发挥最大工效。
对设计或监理工程师交付的各类中心控制桩、座标、水准点按实际需要做好攀线桩，并反复检查至正确为止。
对在工程中所必需的混凝土及砂浆配合比，应予先做好试验，待开工后即可申报监理工程师批准使用。
2、 安排足够的劳动力投入施工，并还应保证突击施工的人员抽调。
3、 精心施工，严格