广州某外环路顶管施工方案_secret.doc

顶管施工方案

1、工程概况
外环路是xx大学城建设项目市政道路工程组团一标的主干线，排水工程是大学城基础设施的重要组成部分，根据各专业规划，管沟建设在道路及自行车道绿化带下， 排水干管采用φ300~φ1000 圆管，由于外环路污水管埋深较深（最深有9.46米），且大部分处在软基地带，上伏淤泥层，下为流砂，地下水及丰富，与珠江水系相通。为了保证工期及质量，xx部建议外环路埋深超过7m的污水管（已施工完的段落除外）采用混凝土顶管施工技术。具体施工段见表。
2、施工总体部署
玻璃钢顶管施工工程量大，工期紧张，难度大，要求高，因此必须科学的运用计划、组织、指挥、控制和监督的职责，优化施组，力争达到工期短、质量好、成本低，安全文明生产的目标，确保本工程达到省优良工程标准，为此必须充分合理的利用好劳材机，采用分段流水，各工种相互交叉作业，施工时要注重工序协调。
根据实际情况，安排第一施工队、第二施工队、第三施工队分段进行施工。
2．1 施工安排：
2．1．1 综合一队：负责施工外环路K0+360~K1+203段。
2．1．2 综合二队：负责施工外环路K1+203~K2+100段。
2．1．3 综合三队：负责施工外环路K2+520~+640段。
2．2、材、机、施工管理人员安排
2．2．1机械安排

设备名称
规格、功率及容量
单位
数量
NDP泥水平衡顶管机
ф800
台
2
TPD偏心破碎土压平衡顶管机
ф1000
台
2
龙门吊
12t
台
3
轮式吊车
16T
台
3
挖掘机
EX300、1.3m3
台
3
推土机
TY220、165kw
台
3
自卸汽车
TATRA815、18t
台
6
发电机组
50kw
台
6
压路机
18t
台
4

2．2．2材料安排
2．2．2．1材料的供应：选择社会信誉好、资质可靠、保证质量，同时具有相当实力的材料供应商，作为本工程施工材料的供应商，根据工程的进度计划，制定材料计划，确保材料准时到位，满足施工顺利进行。施工过程中随时根据实际情况，合理调整材料计划，同时材料供应应作到现场有一定的储备，以免发生停工待料现象。
2．2．2．2材料的管理：根据施工区域的划分，合理布置材料堆放场，保证各施工段材料供应正常，各施工段材料实行统一管理。材料运输到现场后由材料员核对数量，填写收料单，施工过程中必须经常盘点剩余材料，作到动态管理。严禁材料失窃，进出工地车辆实行检查制度。

材料名称
规格
单位
数量
玻璃钢夹砂管
φ800
m
198
玻璃钢夹砂管
φ1000
m
1662
砼圆形污水检查井
φ1000
座
8
砼圆形污水检查井
φ1500
座
36
2．2．3施工管理人员
3队施工管理人员
顺序
姓名
职称
职务
备注
1

高级工程师
副经理
经理部
２

工程师
队长
3队
３

工程师
技术负责
3队
４

工程师
技术人员
3队
５

工程师
机械技术负责
3队
６

工程师
质量、安全负责
3队
2队施工管理人员
顺序
姓名
职称
职务
备注
1

高级工程师
副经理
经理部
２

工程师
队长
2队
３

工程师
技术负责
2队
４

工程师
技术人员
2队
５

工程师
机械技术负责
2队
６

工程师
质量、安全负责
2队
1队施工管理人员
顺序
姓名
职称
职务
备注
1

高级工程师
副经理
经理部
２

工程师
队长
1队
３

工程师
队长
1队
４

工程师
技术负责
1队
５

工程师
技术人员
1队
６

工程师
机械技术负责
１队
７

工程师
质量、安全负责
1队

2．3计划工期
施工计划工期xx—xx。
2．4施工管理目标
工程管理目标：工程合格率100%，优良率95%以上，做到开工必优，一次成优，全段全优，确保整个工程达到xx省优良样板工程，同时争创鲁班奖。
施工工期目标：xx年xx月xx日前完成所有玻璃钢顶管工程。
安全施工目标：实现工程施工全过程“六无、一控、一消灭、一创建”。六
无：无施工行车险性以上事故；无因工死亡事故；无职工重伤事故；无交通责任事故；无火灾事故；无压力容器锅炉爆炸事故。一控：年轻伤负伤频率控制1.2‰以下。一消灭：消灭惯性事故。一创建：创建xx地区安全样板施工工地。
文明、文物保护、环保施工目标：创建xx地区标准化文明、环保施工工地，严格遵守国家及地方文物保护法。
3顶管施工原理及设备介绍
3．1、顶管施工原理
泥水平衡顶管机工作原理如下： NDP多边形泥水平衡顶管机工作原理与普通的基本相同，但由于它的刀盘是多边形，而泥水仓壳体也是多边形，且两者之间有一定的偏心量，所以在刀盘旋转的过程中就能把大块的石头轧碎，碎石通过隔栅板进入泥水仓， 而后经排泥管排出。由于隔栅板跟随刀盘一起旋转，嵌在隔栅板中的粘土会被进水冲掉，因此，它能适应各种土质。
3．2顶管设备的特点及构造
由于本工程的地质中都含有粒径大小不一的卵石，因此，我公司采用的泥水平衡顶管机或土压平衡顶管机具有以下特点：
1）、减速机是意大利进口的，噪声低，寿命长；
2）、纠偏油缸有行程仪指示其伸出长度，机头俯仰有倾斜仪，机头偏转（滚动）有偏转仪，便于控制机头顶进轴线的高程及左右偏差，从而确保了顶进质量。
3）、具有破碎管外径1/5粒径、单轴极限抗压强度≤30Mpa卵石的能力。
4）、螺旋输送机的出土口在端部，可使土斗车的容积增大许多（一般的螺旋输送机的出土口是在螺旋输送机的腹部，出土口低，土斗车的深度较小。）
土压平衡顶管机构造及主要技术指标可参见下图：

泥水平衡顶管机构造参见下图：

3．3各段顶管设备的选型
从土质及施工条件的现状来看，在一般情况下对于直立性好的、且无地下水的，或可采用降水、且降水效果好的土质，宜采用敞开式的手掘式顶管掘进机；而土质条件差、地下水丰富且又无法降水或穿越河道的、口径在φ1200mm以下的宜采用泥水平衡顶管掘进机；而土质条件差、地下水丰富且又无法降水但口径
在φ1400mm以上的则宜采用土压平衡顶管掘进机。
敞开式的手掘式顶管的特点：设备简单、可靠，排除障碍能力强，费用较低，且挖掘面上不能有大量的水。
泥水平衡和土压平衡顶管掘进机属于封闭式顶管，安全、可靠并能有效控制顶进过程中的地面沉降及偏差，对于周围邻近建筑物较多、不能封交的道路下施工非常适用。
土压平衡顶管掘进机顶进速度较快，50mm/min，易清除障碍，弃土可直接处理。
对于河流下的倒虹钢管顶管由于口径小，操作空间较小，地下水较丰富，宜采用泥水平衡顶管掘进机。
4顶管工作井、接收井的施工方法及设置
4．1顶管井施工形式的选择
根据本工程现场的施工条件、地质状况及地下水位的高低，顶管工作井及接收井的施工可采用沉井、钢板桩支护坑的基坑围护结构作为顶管工作坑、接收坑进行顶管施工。
沉井结构的特点是结构稳定，支护强度大，针对软弱土层、砂土且地下水位高、不便采取降水措施的地段使用，但施工周期较长。
对于基坑周围土体较稳定、承载力较好，无地下水位的地段，采用钢板桩基坑支护的形式较为经济，且施工简单，周期短。但顶进施工的距离不宜太长。
4．2工作井、接收井的基本形式
4．2．1、沉井式工作井、接收井的基本形式
根据现场的施工条件、地质情况，采用的沉井式工作井、接收井的具体形式设置参见下图：

沉井工作井、接收井示意图
(1)沉井的内壁尺寸： 工作井为A×B=7.5×4.0米，
接收井为A×B=4.5×4.0米
(2)沉井的壁厚为400mm，钢筋混凝土底板厚度为200mm，刃脚及井体预制高度为4.0米，上部砌筑240mm挡土墙，封底混凝土厚度为1.0米。
(3)沉井的下沉深度H及井顶挡土墙的砌筑高度h1根据各管段的管道埋深及 地下水位来确定。
(4)沉井井体及底板混凝土采用C25S6，封底混凝土采用C20。
4．2．2、钢板桩工作坑、接收坑的基本形式
对于钢板桩工作坑、接收坑的具体形式设置参见下图：

钢板桩工作井、接收井示意图
(1)基坑的内部尺寸： 工作坑为A×B=8.0×4.0米，
接收坑为A×B=5.0×4.0米
(2) 基坑内前后设置4×4米靠背墙的壁厚为400mm，并预留相应的预留洞，钢筋混凝土底板厚度为200mm，底板上设D500集水坑。
(3)基坑开挖的深度H根据各管段的管道埋深确定，钢板桩在开挖后在上部加设槽钢支撑。钢板桩打入基坑深度h1不得小于2米。
(4)基坑内前后导墙及底板混凝土采用C25。
4．3 各段顶管工作井、接收井设置
为了减少开挖施工对道路及周围建筑物及道路通行的影响，综合考虑顶管施工的经济效益，减少顶进中中继站的使用，每段顶管的间距宜控制在100米左右；由于顶管工作井（坑）所占用的施工场地较大、施工周期相对较长，顶管工作井
（坑）设置为双向顶进的工作井（坑）。
在综合考察了各顶管段检查井的平面布置及管道走向可知，检查井的间距平均在20～50米之间，没有过多的转折，较为顺直。故各顶管段工作井（坑）、接收井（坑）的设置可遵循以下原则：
A．工作井（坑）、接收井（坑）设置在原设计检查井井位上，间距过小或过大的做相应调整，待顶管施工结束后砌筑检查井。
B．在管道走向较顺直的管段，顶管工作井（坑）设置为双向顶进的工作井（坑）；为了避免顶管工作井（坑）开挖面积过大，将转折处的井位设置为顶管接收井（坑）。
在顶管结束后利用沉井或钢板桩坑作为维护结构，在内部施工检查井；对于距离太近的检查井位处未施工工作井的，在顶管施工结束后，根据放线确定井位，按照骑马井的施工方法进行施工。
5顶管施工工艺方法
5.1顶管施工工艺流程
顶管的施工工艺及流程请参见下图：
5.2顶管设备的安装与调试
顶管施工质量的好坏与设备的安装精确度有直接的关系。安装前，根据已知的控制点、标高，准确无误的测放出进出洞口的标高和顶管的轴线，并依此测放设备的安装位置。导轨、千斤顶支架、靠背等设备必须安放准确牢固，以保证顶管的顺利进行。在正式顶进前对掘进机、油泵、油缸、注浆设备进行试运转，确定符合性能要求后方可正式顶进。重点注意以下几点：

施 工 开 始
测 量 放 样
放 样 复 核
工作井设备安装
出 洞
推 进
排 运 弃 土
下管、接口处理、中继间安装使用
进 洞
取出掘进机及附带设备、处理中继间接缝
全 线 测 量
洞 口 处 理
结 束
地面设备安装
注浆材料准备
注 浆
Y
测量及方向纠正
N

土压平衡顶管基坑的布置如下图：

1、待用玻璃钢管 2、顶管机具 3、玻璃钢管节 4、洞口止水圈 5、导轨
6、环形顶铁 7、主顶油缸 8、主顶油泵 9、全站仪 10、后靠背
土压平衡顶管基坑布置图
5．2．1导轨
导轨安装保证水平位置和顶管轴线重合，同时保证标高符合设计要求，导轨的前段尽量靠近洞口，并安装焊接牢固，用支撑在导轨左右两侧固定好。安装后的导轨轴线和标高误差小于2mm；主顶油缸和后座的安装也要满足牢固的要求，其水平和垂直误差小于10mm。在土体较软的施工段，用砖块和水泥浆砌成一个圆弧形托作为延长导轨，其导轨面与基坑导轨相一致，防止机头出洞以后产生偏低的情况。
5．2．2止水胶板
止水胶板的安装必须保证胶板的圆心和顶管洞口轴线重合，压紧胶板的钢环板中心也必须保证和洞口轴线重合，使工具头进洞时胶板切入均匀，保证泥浆和土体不从此处流出。
5．2．3后靠背
基坑导轨安装好以后就可以安装后靠背。后靠背安装要注意使其表面与基坑

导轨轴线保持垂直。然后安装主顶油缸架，其前端必须搁在基坑导轨上，后端与后靠背保持一定距离后并用木块垫平稳固。最后再把主顶油缸一一安装在油缸架上。
5．2．4操作平台
在主顶油缸架的上方搭上一个平台，安放主顶油泵、电源箱等，再接下来把油管及油泵电源接上。
5．2．5安装顶管机、调试
一切就绪后，把顶管机吊下基坑，尽量靠近主顶油缸处就位。这时边接电源，边安装全站仪。然后，进行顶管机试运转，打开主顶油缸将顶管机慢慢地往前推，当刀盘距洞口约70～80cm时停下。
5．2．6人员准备
无论是土压顶管机还是泥水顶管机，其作业班的核心人员有三个：一个是土建技术人员，他负责测量、记录和全面管理另一个是机修工，他负责机头内的操作。再有一个就是电工，他负责主顶油泵的操作。电工和机修工的操作岗位也可以对换，他们俩的另一个任务是负责顶管机械设备的维修、保养和故障处理。
土压顶管配备的人员是：调浆和制浆壹人，基坑内出土距离较短设三人，地面上出土壹人，管材准备工作壹人，主要是贴垫板、整理玻璃钢管、安装止水圈等、安装注浆管、小型维修，剩下的就是起重机作业人员一人、挖机司机一人，翻斗车司机一人，总共有十二人。
泥水顶管配备的人员是：调浆和制浆一人，基坑内为二至三人，管材准备工作两人，主要是贴垫板、整理玻璃钢管、安装管材止水带、安装注浆管等，剩下的就是起重机作业人员一人，总共有八至九人。
53顶管机具出洞
5．3．1顶管施工成败与进出洞口紧密相连。为了保证顶管出洞及后续顶进的顺利进行，控制管道外部水土和注入的膨润土泥浆流入顶管工作坑，无法保证施工安全及良好有效的浆套形成。根据我们的经验，在施工钢封门时在井壁上预埋钢板，顶管出洞前安装止水胶板，并用外夹钢板夹紧固定。洞口止水装置必须良好。必须做到：

a止水胶圈安装平整牢固，水密性良好；
b止水胶圈安装位置必须与管道在同一轴线。

1、预埋钢环 2、压板 3、橡胶圈 4、安装钢环 5、玻璃钢管 6、井壁
洞口止水圈工作状态
5．3．2在工具管进洞时，严格控制其水平偏差不大于5MM，其高程应为设计标高加以抛高数（其数值可根据土质情况、管径大小、工具管自身重量和顶进速度等因素设定），以抵消工具管出坑后的“磕头”而引起的误差。出现“磕头”时应迅速调整，必要时应拉出后重新顶进，但必须抓紧时间迅速完成，以减少对正面土体的扰动。为防止工具管出现“磕头”，可采用以下措施：在工具管后两节管子上预埋钢板，通过螺栓将工具管与其连接起来；在预留孔处填入良性粘土，使导轨与预留孔底保持水平。
5．3．3在粉砂层中顶管时，洞口橡胶圈磨损厉害，我们可采用两道止水圈，内圈平时与管道不接触，只有在外圈损坏需更换时，才将内圈冲气，起到止水作用，然后更换外圈；对于渗水量较大的砾石层顶管，可将出洞口周围泥土固化，起到止水效果
5．3．4工具头出洞前必须对所有设备进行全面检查，并经过试运转无故障，同时认真核对止水胶板安装位置是否准确，外夹板安装是否牢固，确认无误后才可破除洞口。
5．3．5出洞时注意止水胶板压入是否均匀，有无翻转、破损等问题，如有将工具头拔出处理好后重新出洞。掘进机出洞时，要严格控制出洞时的顶进偏差。中心偏差不得大于50mm，高低偏差宜抛高5～10mm。若达不到上述要求，也应拉出作第二次出洞。顶进初始阶段的质量对后续管道轴线等有重要的影响。
5．3．6在顶管结束后，对工作坑、接收坑预留洞的环向间隙使用快硬微膨胀水泥进行封堵，封堵在顶管结束时迅速进行。
5．3．7管道顶进完成后，利用管节上的注浆孔对管外壁的膨润土泥浆进行置换，待水泥浆从注浆孔流出后确认置换完毕，即封堵注浆孔并清理管道。
5.4允许推顶力的计算
顶管中推顶力不仅受设备的制约，而且受工作井土体的允许承载力和管材轴向允许承压力的限制，因此顶管施工中允许推顶力取最小允许承载力。
沉井允许顶力是制约每段顶管长度的决定性因素，本标段长距离顶管较少，我们以最长的一段W405～W406（D1000，50m）为例计算顶管所需中继间数量。
①最大允许推顶力
对于稳定土层，在地下6米以下（管顶以上6米）进行玻璃钢管的顶进施工的顶力可按下列计算公式计算：
P=frD1[(2H+D1)tg2(45°－φ/2)+ω/（r D1)]L…………………………⑴
式中 P—总顶力（KN）
r—管道所处土层的重力密度（KN/M3）
D1—管道外径（M）
H—管顶以上覆盖土的厚度（M）
φ—土层内摩擦角
ω—管道单位长度自重（KN/M）
L—管道顶进总长度（M）
f—管道表面与其周围土层之间的摩擦系数，可参照表1选用。
表1 管道表面与其周围土层之间的摩擦系数（仅供参考）
土类
湿
干
粘土、亚粘土
0.11~0.15
0.18~0.22
砂土、亚砂土
0.15~0.18
0.22~0.30
②DN1000玻璃钢管的轴向允许承压力Pf：

Pf = frD1[(2H+D1)tg2(45°－φ/2)+ω/（r D1)]L
其中f=0.15 r=18.5KN/m3 H=7m D1= 1.035m φ=20° ω=1420KN/m L=50m
则：Pf=11709KN=1171T
B.沉井工作井设计允许推顶力R允=5000×0.9=4500KN
根据以上计算来看，允许最大推顶力为1171T
②中继间的设置
管道的顶进总阻力，由掘进机的正面阻力和管道外壁的摩阻力组成。
R=1/4×3.14×D12×Pt+3.14×f2×D×L
其中：D---管道的外径，D=1.035m
Pt---机头底部1/3×D处的被动土压力（KN/㎡）
Pt=γ×（H+2/3D1）×tg2(45°+φ/2)=290 KN/㎡
γ---土的天然重度，γ=18.5KN
H---管顶土层厚度，H=7.0m
φ---土的内摩擦角，φ=20°
f2---管壁四周的平均摩阻力系数，因注浆减摩，f2=0.5t/㎡
L---管道的入土长度（m）50m
经计算，R=1/4×3.14×1.0352×290÷10+3.14×1.035×50=187t
根据计算结果可知，基本满足顶进的要求，因此不需要设置中继间。
5．5顶进与纠偏
5．5．1、土压平衡顶管掘进机顶进操作工艺流程：
压 浆
加 顶 铁
停顶回程
安装管节
布置顶铁
工作面挖土
弃 土
顶 进
千斤顶回程

5．5．2、管道顶进及纠偏：

5．5．2．1掘进机出洞后顶进的起始阶段，机头的方向主要受导轨安装方向控制，一方面要减慢主顶推进速度；另一方面要不断地调整油缸纠偏和机头纠偏。严格控制前5m管道的顶进偏差，其左右及高程偏差均不能超过50mm。在顶进过程中坚持“勤顶、勤纠”或“勤顶、勤挖、勤测、勤纠”的原则。应在顶进中纠偏；应采用小角度逐渐纠偏；纠偏角度保持在10′～20′，不大于1°。
纠偏办法：
A：挖土校正法（校正误差范围一般不要大于10－20mm。多用于粘土或地下水以上的沙土中）
B：强制校正法(偏差大于20mm时，可用圆木或方木顶在管子偏离中心一侧管壁上，另一端装在垫有钢板或木板的管前土壤上，支架稳固后，利用千斤顶给管子施力，使管子得到校正)
C：衬垫校正法（对淤泥、流沙地段的管子，因其地基承载力弱，常出现管子低头现象，这时在管底或管之一侧加木楔，将木楔作成光面或包一层铁皮，稍有些斜坡，使之慢慢恢复原状。
5．5．2．2注浆与顶进同步进行，其原则是先注浆，后顶进；随顶进，随注浆；以保证管外围泥浆套的形成充分发挥减阻和支承作用。在顶进过程中避免长时间的泥浆停注，保证顶进的全部管段形成良好的泥浆套。
5．5．2．3顶进过程中根据顶力变化和偏差情况随时调整顶进速度，速度一般控制在35mm/min左右，最大不超过50mm/min。
5．5．2．4顶进过程中根据顶力计算和实际顶力变化情况及时安放中继环，坚持安放后即使用，以减小后方千斤顶的工作负荷，减小设备磨损。
5．5．2．5通风设施的使用根据顶进距离的延伸和管道内空气质量的变化提前安装到位，并根据距离的延伸调整通风机的开启频率，保证管道内有足够的新鲜空气。
5．5．2．6管道顶进到离工作井前方内壁50cm时卸载，收回油缸和垫铁安装管节，然后继续顶进。
5.6管节安装
5．6．1当一个顶程结束收回千斤顶和环型垫铁即可在工作坑内再下一根管节。
5．6．2在管节吊入工作井以前，首先在地面上进行质量检查，确认合格后，
在管前端口安放楔型橡胶圈，并在橡胶圈表面涂抹硅油，减小管节相接时的摩擦力。
5．6．3在企口端面安放胶合板衬垫，衬垫采用胶粘在管端面，以防止顶进过程中管端面局部破坏。
5．6．4下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可下井准备管道对口。
5．6．5以上工作完成后再将管节吊放在工作坑内轨道上稳好，使后部管节插口端对正前管的承口中心，缓缓顶入，直至两个管节端面密贴衬垫，并检查接口密封胶圈及衬垫是否良好，如发现胶圈损坏，扭转、翻出等问题，拔出重新插入，确认完好后再布置顶铁进行下一顶程。
5.7顶进出土
对于土压平衡顶管机，管内运土采用自制土斗车。龙门吊垂直运输。顶管出土需在现场临时堆放，稍加晾晒，即可运至永久堆放处。
运土量在理论上应与顶进管节占据的体积相等。由于土的可松性及泥土处理程度的差异，实际运土量要略大于管节的体积，出土量可用下式计算（以DN1000管径为例）：
V=1.1×3.14×D²÷4×2.5 =1.1×3.14×1.0²÷4×2.5 =2.16m3
即DN1000单位管节(单节2.5m)出土量为2.16m3。
5.8注浆减阻
顶力控制的关键是最大限度的降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是注入膨润土泥浆。我们设想在管外壁与土层之间形成一个完整的环状泥浆润滑套，变原来的干摩擦状态为液体摩擦状态。这样就可以大大地减少顶进阻力。为达到这一目的，采取如下措施：
5.8.1根据地质资料，选用触变泥浆的浓度大些，能较易在管外围形成润滑浆套，触变泥浆的耗量略大于地层土体的损失量，经计算每顶进1m触变泥浆的消耗量为：
V=π/4×（1.952-1.922）×1.5=0.14m3
5.8.2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、静切力、动切力和动塑比。这些指标必须满足设计要求。

5.8.3在管节制作时根据设计要求预埋压浆孔，设计压浆孔时在掘进机后连续放置三到四节有注浆孔的管子，不断注浆使浆套在管子外面保持的比较完整，然后再间隔两节管子放置一节有注浆孔的管子用以补浆；安装注浆管时，每个预埋压浆孔里要设置单向阀，目的是防止注浆压力不够时管外壁的浑浊的泥浆液倒流。
5.8.4触变泥浆的配制、搅拌、静置时间，都必须按照膨润土的特性要求执行。
A．一般膨润土的配制按如下比例进行，根据实际试拌情况再行调整：
膨润土 水 纯碱 CMC 稠度
400 850 6 2.5 12-14
B．根据地质资料，对于土层中粉粒、粉质粘土含量较高的，渗透系数适中，泥浆扩散较慢，泥浆相对密度保持在1.0～1.3之间；对于土层中的砂砾圆砾含量较高，渗透系数较高，为防止泥浆扩散较快，在泥浆中加入一定比例的粘土，还应增加粉煤灰、木屑等，泥浆的相对密度保持在1.4～1.8之间。
C．泥浆的拌制要均匀。首先将定量的水放入拌和桶内，开动拌和机徐徐投入膨润土，拌和2-3min，静置片刻，再搅拌7-8min，即成泥浆，制成的泥浆排放入贮浆池内贮存10h，使膨润土、水、碱发生置换作用，形成稳定性良好，且有一定粘度的泥浆，使用时用注浆泵通过连接注浆孔的管道注入管道外围。
D．为了防止贮浆池内泥浆离析，间歇地对贮浆池内泥浆进行搅拌。
5.8.5泥浆的压注方法
A．注浆压力的确定,
PA=γWH1+γh0
h0= D［1+tg（45°-φ/2）］/2tgφ
B．注浆时泥浆压注压力不宜过低，如果触变泥浆压注压力P＜PA，则管外侧压力大于注浆压力，触变泥浆无法注入到管道四周，不能形成泥浆套；如果P≥PA，太高了容易产生冒浆，泥浆流失增加，不易形成浆套；而且过高的压力作用在管子上时，会增加管子周边的正压力，使顶进时的推力增加。因此注浆压力P保持在下列范围之内。
PA≤P≤PA+30（KPa）

C．为了使触变泥浆套的压力在停注后不能过快降低，在工作井内注浆总管上设置单向阀，不使其回浆。
D．泥浆的压注采用在顶管机压浆，管节、中继环等处连续补浆的方法。对掘进机压浆要与顶进同步，以迅速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好的膨润土泥浆套。
E．补浆是在已有的泥浆套基础上改善泥浆套，补充其损失量。掘进机尾部第一压浆孔后设置第一道补浆孔，此后根据设计管节上的补浆孔及时补浆，以保证管道外围空隙连续充满触变泥浆，补浆始终要坚持从后向前补压和及时补浆的原则。在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况，还可以通过中继环和主顶装置的油压值推算出各段的注浆减阻效果，从而及时加以改进。
5.8.6注浆设备的选用
在顶进中，选用螺杆式注浆泵。
5.8.7泥浆的置换
全段管道顶进完成后，立即用1:1水泥浆与粉煤灰的混合液置换润滑泥浆，以确保管道外围土体有足够的支撑和减少渗漏水。然后对管缝及注浆孔按照设计要求进行封堵。
5.9机具进洞
顶管机头进洞时，在接收坑内予先安置枕垫和滚筒。当顶管机头接近封门时严禁挤压，拆除封门后顶入接收坑。当管节顶进接收坑后施工技术人员应考虑顶进坑和接收坑各留出的管节长度，以：
a尽量避免敲拆玻璃钢管。
b方便接口施工。
c露出的管段应小于管长的三分之一，以使管节重心继续留在土层中。
掘进机脱离管子时必须采取措施，防止管节接头中橡胶圈的松动。
5.10测量监控
本工程顶管施工主要在市政道路及居民区进行施工,控制好地面沉降及确保按设计管道轴线顶进是顶管施工中的核心问题。
5.101前期测量
顶管前，先根据领桩点，利用全站仪准确测放出本工程的平面控制点及临时
水准点，将每个工作坑的中心放出并设置管道轴线控制桩和临时水准点、工作坑护桩，以便复核顶管轴线和工作坑位置是否移动。在工作坑施工完成后，管道顶进开始前，准确测量掘进机中心的轴线和标高偏差，并作好原始记录。在机具内，要安装倾斜仪传感器，操作者可以随时得到机头的水平状态，指导刀盘的旋转方向和纠偏。本项目曲线顶管采用全站仪来控制。
5.10.2顶进测量
（1）测量仪器固定安放在工作井的后部、千斤顶架子中心，并在工作井内建立临时测量系统。顶管过程中必须按要求测量和控制管道标高及中心偏差，并作好记录。每顶进50cm必须测量一次，要勤测量，多微调，纠偏角度保持在10′～20′并不得大于1°。每节管道顶进结束时，及时测量管道中心的轴线和标高偏差，记录交工程师审核确认；每顶进完成一段顶管工程测量仪器校正一次，每一次交接班时必须校核测量一次。
（2）测量时采用全站仪，直接测出高程及轴线偏差。通过全站仪在机具后部标尺靶盘上的投影，准确测设机具目前所在位置。在每一顶程开始推进之前，我们必须先制定坡度计划，该坡度计划根据工作坑及接收坑的洞口实际高差进行测放，可对设计坡度线加以调整，以方便施工并最终符合设计坡度的要求和质量标准为原则。
5.10.3竣工测量
管道顶完后，立即在每节管道上选点，测量其中心位置和管底标高根据测量结果，绘制竣工曲线，以便进行管道质量评定。管段经过周围房屋建筑或已有管线时，在顶进过程中必须测量周围地面的沉降及管道沉降，并随时调整顶进速度及注浆压力，以确保顶管施工对周围环境的影响降低到规范允许的范围之内。
工作井
井护桩
接收井
控制桩
顶管护桩
顶管控制桩及轴线图：

5.11地面沉降监测和地下管线及构筑物影响地段的加固措施

在砂性土中，挖掘面的不稳定由两方面造成的：第一，由于地下水向挖掘面渗透产生管涌现象；第二，由于挖掘面上的应力被释放后失去平衡产生剪切应力，这种应力若大于土的抗剪强度，挖掘面就产生塌方。在顶管施工中有针对性的克服造成土体的不稳定因素，压注触变泥浆时根据不同的土质选择不同的泥浆浓度克服地下水的外渗；调整机具顶进时的顶力及向管外壁压注泥浆的压力克服土体塌方时的抗剪强度，通过以上方法能够将地面沉降控制在规范规定的20mm以内，满足周围土体的要求。
地面沉降监测
在每段顶管施工的路面上均需要求设立沉降观察点。观察点是在管中心线及管中心线左右各5m处各设一点，路面结构层是刚性的，沉降不易反映出来，所以沉降观察点须设在路面结构层以下。该点需设在路面结构层以下的土层中，这样三个点组成一组。一般情况下再每隔10-15m纵向距离间可设一组沉降观察点。当顶管机接近观测点时即可观测，并做好记录。
地面沉降的计算可采用下述公式。
Vs
Wmax=——————
2π ×is
式中：Wmax—管中心线上部土体的最大沉降量(m)；
Vs每顶进一米的土体损失体积(m3/m)；
is—沉降糟宽度系数。
其中 is=0.43(Z0-Z)+1.1(m)
式中：Z0—自地表到顶管轴线间的深度(m)；
Z—自沉降测定面到地表之间的深度(m)；
上述公式中，Vs与采用的顶管施工工艺，机头形式，土质等都有较为密切的关系。在本工程中，我们采用土压平衡顶管工艺，每米土体的损失控制在10%以内。f1200顶管的每米土体损失为0.16m3/m。
另外，如果沉降测面为地表时，Z就为0，沉降槽的深度与测定面到管中心的深度成反比。在其他条件相同的情况下，测定向到管中心的浓度越深，沉降槽的浓度就越浅。请参见下图可看出埋深越深，沉降就越小。

顶管施工沉降示意
若以覆土深度为5m的DN1200顶管为例，其中心的最大沉降计算如下：
已知：Vs=0.20m3/m，则is为
is=0.43×(5+0.7-0.4)+1.1=3.379m
其中:复土深度为5m，管中心到上部管外壁为07m，路面结构层为0.4m，
所以
Wmax=0. 37 ÷Ö 2π ÷3.379 =0.044m=44㎜
地下管线及构筑物影响地段的加固措施
在顶管施工开始前，认真调查顶管穿越地段影响范围内的各种地下管线、建筑物基础及相关构筑物的埋深、走向、结构形式等情况，对于需要重点保护或由于沉降会引起较大破坏的管线、构筑物，必须有针对地对管线、构筑物周围的土体采取压密注浆或树根桩的形式进行加固处理，减小顶管施工引起的土体沉降，保护施工范围内的地下管线及构筑物。
在加固措施施工完毕后方可进行顶管的施工，同时在保护范围内加设沉降观测点，结合顶管的沉降观测来观察土体的沉降变化，保证被保护的地下管线及构筑物的安全。

5.12顶管工作井、接收井施工
5.12.1、沉井施工
沉井施工工艺流程：

基坑开挖
搭设脚手架
砂垫层、砼垫层
支设刃脚内模板
安装刃脚钢筋
支设刃脚外模板
浇筑刃脚砼
支设井壁内模板
安装井壁钢筋
支设井壁外模板
浇筑井壁砼
养护
拆除模板、脚手架
下沉准备
沉井下沉
浇筑底板
养护
沉井封底

沉井制作
沉井（含工作井、接收井）采取二次浇注成型的方式制作，即刃脚浇注完成达到一定强度后，再分两次浇注上部井壁。沉井为钢筋混凝土结构，采取内外钢模对拉螺栓定位，每次浇注均应连续施工。
沉井制作前依据设计图纸和导线控制网准确测放出沉井的位置，同时在沉井附近不易被扰动的地方设置临时水准点，并报请监理复核无误。基坑所处土层必须无地下水，基坑设置在地面下2.0m，边坡取1：0.25，采用机械开挖，人工配合，基坑土方随挖随外运，基坑四周设置排水沟及集水井。
基坑预先清理、平整、夯实，使地基在沉井制作过程中不致发生不均匀沉降，并具有足够的承载力。沉井基础采用中粗砂垫层夯实后，上加混凝土垫层加以处理，砂垫层和砼垫层的宽度及厚度根据计算确定。混凝土垫层必须用水准仪抄平，保证使刃脚踏面在同一水平面上。
铺砂垫层和砼垫层后，即可制作沉井刃脚和井筒。
①钢筋：钢筋应平直，无局部曲折。钢筋表面应洁净，在焊接前，焊点处的水锈清除干净。钢筋的断口不得有马蹄形或起弯等现象。钢筋弯曲点处不得有
裂缝。钢筋搭接处，用铁丝扎牢。对于同一断面的钢筋搭接数量要按设计规范执行。
②模板：模板进场后，先核对型号、清点数量、清除表面锈蚀，认真涂刷脱模剂，并用醒目的字体注明模板编号。安装模板时，先将基底清理干净，用水泥砂浆找平。模板合模前应检查井体中钢筋预埋件、穿墙螺栓、套管是否遗漏，位置是否准确，安装是否牢固，并清除模板内的杂物。模板安装完毕后，应将每道井体的模板上口找直，并检查扣件、螺栓是否紧固，拼缝是否严密，壁厚是否合适，固定是否紧固。经检查合格后，报监理检查并签字后，方可浇筑砼。
③脚手架：具有稳定的结构和足够的承载能力，以保证施工期间不变形、不倾斜、不摇晃，沉井施工时脚手架采用双排搭设。外脚手架要与池体分开，以免井体在突沉时发生危险。搭设过程中要及时设置斜撑杆、剪刀撑以及必要的缆绳和吊索，避免脚手架在搭设过程中发生偏斜和倾倒。搭设完毕后应报监理检查验收，合格后才能使用。在作业层的外侧面设挡板、围栅。
④砼施工：砼浇注前，对模板钢筋、预埋件及预留孔的位置和尺寸等进行仔细检查和核对，确保准确无误，经监理验收合格后即可浇注砼。浇注时采用小型翻斗车输送，人工振捣。要防止砼的分层离析，砼浇筑自由倾落高度高度超过3m时，采用串筒、斜槽等下料。浇筑竖向结构砼前，底部先填以10～20mm厚与砼配比相同的水泥砂浆。在上次砼施工时，接缝处预留200×50mm的凹槽；在已硬化的砼表面上继续浇筑混凝土前，先清除垃圾、水泥薄膜、表面上松动砂石和软弱混凝土层，同时加以凿毛，用水冲洗干净，并充分湿润不少于24h。
沉井下沉
沉井下沉前在沉井外壁画出标尺及轴线控制点，在沉井附近不被扰动的地方作好观测点及护桩，以便在沉井下沉时测量控制，每班至少测量一次。沉井刃脚混凝土强度达到100%，其余部分达到70%，方可下沉。沉井下沉时，首先凿除混凝土垫层，先内后外、分区域对称、按顺序凿除，凿断线与刃脚平齐。凿断的垫层要及时清除，不得漏凿。在沉井下沉开始的5m以内，要特别注意保持平面位置与垂直度的准确。
沉井下沉采用抓斗挖土，人工配合掏挖，刃脚沉井内设可靠安全的上下扶梯。机械设备必须稳定安全，设专人指挥。挖土时，若土质松软，挖土由中到边，若
土质坚实，则由边到中；挖土必须对称、均匀，同步进行，中途不能有长时间停歇。沉井下沉至一定深度，若出现下沉困难，可采取以下方法：a 外加荷载，b 井外壁适当加长，c 挖除井壁外侧上部土层，减少侧压力及摩阻力。在下沉中，井位中部设置始终低于基坑表面的集水坑进行地下水的抽除，保证人员在干爽的环境作业。
当沉井下沉接近设计标高时加强观测，待8h内沉井自沉累计不大于10mm时，方可进行素砼封底，此时井体的标高位移和倾斜在