一、工程概況1、工程狀況（1）沿江北路（濠城泵站～疏港大道）污水管道工程濠城泵站～進廠道路管道：主要收集礐石、塔頭、磊口、松山、三聯(lián)工業(yè)區(qū)、珠浦工業(yè)區(qū)、茂州次中心和濠城等區(qū)域的污水，同時接收馬窖泵站轉輸河浦片、以及中信汕頭南濱片區(qū)的污水。該段污水管道管徑為d1800、d2200，濠城泵站污水壓力管道管徑為D1220×12。（2）疏港大道～進廠道路管道：主要收集北山灣、東湖、保稅區(qū)等區(qū)域的污水。該段污水管道管徑為d1350。上述兩條干管在南區(qū)污水廠進廠道路處匯合成d2400進廠干管，最終進入南區(qū)污水處理廠濠江分廠。該污水管道工程d1350、d2200采納頂管法施工。管道埋深5.4～7.3m，d1350長度641m，最大頂距180m；d2200長度3043m，最大頂距206m。管材采納鋼承口、膠圈接口的C型三級鋼筋混凝土管。其中d1350及d2200管段大部分位于深層軟土位置，深層軟土采納水泥攪拌樁進行處理。d2200局部穿過覆土較淺的細砂層，最小覆土深度2.9m左右。頂管需穿越經深層水泥攪拌樁處理的復合地基土層及覆土相對地基攪拌樁處理如下圖2、地質狀況本污水管道工程位于

濠江南側，廣澳灣北岸陸域。地貌上屬濱海近岸低地。沿線田地、積水鹽田、養(yǎng)殖池已進行路基填筑至標高1.50m。土層由上到下是：①填土、表土層：層厚0.30－3.50m；②粉、細砂層：層厚0.50－7.20m。③淤泥層：全區(qū)分布，層厚0.90～12.60m?；摇液谏尹S色，飽和，流塑態(tài)。④砂土層：層厚1.00～6.40m。⑤雜色粘性土層：層厚0.40～5.70m，灰黃～淺灰雜色，以可塑為主 。⑥灰色粘土、淤泥質粘土層：全區(qū)分布，未鉆穿的鉆孔大部分集中在zk23～58。鉆入及鉆穿厚度1.90～17.20m，灰～灰黑色，飽和。地下水位距地面0.3～1米。管道大部分穿越第③二、施工技術難點1、頂管大部分穿越經過深層水泥攪拌樁處理的軟土層，攪拌樁無側限抗壓強度達到1.6MPa的復合地基土。三、施工方法選擇1、頂管機類型的選擇頂管機是頂管的關鍵機具，按頂管機的不同頂管分為幾個類型：（1）、開放式頂管；（2）、氣壓平衡式頂管；（3）、土壓平衡式頂管；（4）、泥水平衡式頂管。以下是幾種類型頂管的比較：特點適用土質優(yōu)點缺點對本工程的適用狀況開放式挖掘面沒有支撐，刃口切土，人工掘進。無地下水的對沉降要求不高的砂層，粘土層。工具管構造簡潔，掘進便利。不適用含水層，挖掘面不能自穩(wěn)的土體。頂進速度慢。不適用。本工程穿越飽和淤泥層及細砂層，不適用。氣壓平衡式采納氣壓平衡挖掘面的壓力。淤泥質土，粘性土，砂性土，碎石層，礫石層。解除挖掘面障礙物便利。不適合覆土淺的砂土層，壓縮空氣易冒頂。頂進速度慢不適用。本工程部分穿越覆土相對較淺的土層；土壓平衡式采納攪拌倉的土壓平衡挖掘面的壓力，棄土是干土。粘土，粉質粘土，粘質粉土，砂性土。適用土質廣，挖掘面穩(wěn)定，地面沉降小，棄土處理便利。在砂性土層中施工，須要添加土體改良劑；不適用滲透系數(shù)大的含水土層及有較大石塊或障礙物。水位高，細砂滲透系數(shù)高。不適用。泥水平衡式采納泥水壓力平衡挖掘面的壓力，棄土以泥水方式解除。粘性土，砂性土，小粒徑的砂礫層。適用土質廣，挖掘面穩(wěn)定，地面沉降小。棄土處理較難，不適用有較大石塊或障礙物。適用。

依據地層地質狀況，大部分管道穿越的地層為經過水泥攪拌樁處理的飽和淤泥層，部分地段穿越覆土較淺的淤泥間細砂層。經過對比土壓平衡、泥水平衡頂管施工方法的特點，泥水平衡式頂管對地層地質的適用性較好。1）本工程選用的是一種具有裂開實力的泥水平衡的頂管機，切削下來的泥土在泥土倉內形成塑性體，以平衡土壓力，而在泥水倉內建立高于地下水壓力10～20KPa的泥水、泥漿，以平衡地下水壓力。通過把進水添加粘土等成份的比重調整到肯定范圍內，即使挖掘面是砂的土質，也可形成一層牢固的不透水泥膜，同時平衡地下水壓力和土壓力。2）頂管機的刀盤前面切割面安裝有合金固定刮刀，刀座和刀盤焊接采納耐磨焊條。刮刀在刀盤的4把刀桿上的布置是全段面切割布置，刀盤每轉動一周，滾刀和刮刀對前面土體是全段面的刮動。頂管機在主頂裝置的推動下，使到堅硬的土體裂開；刮刀對裂開的土體進行切割，掏空前方土體，頂管機向前推動。3）頂管機的刀盤和泥土倉是個多棱體，且刀盤是圍繞主軸作偏心轉動，經過刀盤對前方土體切割，碎塊泥土小于頂管機的隔柵孔就進入泥水倉被泥水循環(huán)管輸送走。

泥水平衡式頂管的頂管機示意圖：

2、切削刀盤的選擇泥水平衡式頂管的頂管機是一種全斷面切削式的掘進機。切削刀盤位于頂管機前方，刀盤后面是攪拌倉，刀盤具有裂開、切削、平衡挖掘面土體的功能。當穿越砂層時，切削刀盤可采納一般切削刀盤。當穿越深層攪拌樁時，由于攪拌樁樁身強度大，對刀盤的裂開要求高，刀具的磨損也大，須要采納加強型的具有強大裂開功能的切削刀盤。這種加強型的大刀盤，正面密布刀具，為切削刀。切削刀刀把焊接在大刀盤上，刀尖采納特種合金鑄成，堅硬耐磨。切削刀屬于消耗性部件，磨損后須要更換。加強型的大刀盤增加了裂開土體的實力，堅硬的土體被加強型刀盤充分裂開后，進入泥水倉中進一步裂開成小的碎塊，最終由泥水循環(huán)帶走。當穿越攪拌樁地層時，必需采納此加強型刀盤，保證頂管機具備裂開沿途全部攪拌樁的實力，以免頂進中途出現(xiàn)無法掘進須要更換刀具的問題。3、注漿減摩注漿減摩是頂管施工的一個重要節(jié)，尤其是頂距較長或長距離頂管，它是頂管勝利與否的一個極其重要的關鍵性的環(huán)節(jié)。封閉式頂管頂進阻力由兩部分組成：①頂管機的迎面阻力，在覆土改變不大，土層分布勻稱的狀況下，通常為固定值。②頂管機及管壁與土體的摩擦阻力。隨頂距的增加而增加，是頂進的主要阻力。頂進過程中，頂力限制的關鍵是最大限度地降低頂進阻力，而降低頂進阻力最有效的方法是進行注漿減摩。注漿使管外周形成一個比較完整的泥漿潤滑套，從而降低了頂進時的摩阻力，頂進過程須要常常進行壓灌觸變泥漿工作，以削減頂進的阻力，觸變泥漿系統(tǒng)由拌漿、注漿和管道三部分組成。拌漿是把注漿材料兌水以后再攪拌成所需的漿液(造漿后應靜置24小時后方可運用)。注漿是通過注漿泵進行的，依據壓力表和流量表，它可以限制注漿的壓力和注漿量(計量桶限制)。管道分總管和支管，總管安裝在管道內一側，支管則把總管內壓送過來的漿液輸送到每個注漿孔上去。注漿孔布置為：掘進機后3節(jié)砼管各設一道、之后每間距5m注漿流程：地面拌漿--啟動壓漿泵-總管閥門開-管節(jié)閥門開-送漿（頂進起先）-管節(jié)閥門關（頂進停止）-總管閥門關-井內快速接頭拆-下管節(jié)-接總管-循環(huán)復始四、施工方法1、正常頂進的過程限制頂進的程序如下：頂進前打算，全部機械設備交班檢查頂進前打算，全部機械設備交班檢查eq\o\ac(○,1)工具頭刀盤轉動、開進出泥漿泵eq\o\ac(○,2)頂進、調整進出泥漿流量到達平衡eq\o\ac(○,3)泥水系統(tǒng)處理泥漿、裝車外運eq\o\ac(○,4)測量工具頭的偏位、記錄、糾偏eq\o\ac(○,6)拆開各管線、混凝土管密封圈安裝、吊裝下井、各管線安裝1個頂進循環(huán)結束、重復頂進1個行eq\o\ac(○,5)頂進系統(tǒng)回收、吊頂鐵事前制作泥漿壓觸變減阻泥漿1個行程頂進結束1節(jié)混凝土管五、施工難點的解決措施(一)地基處理攪拌樁全部施工完成后進行管道頂進水泥攪拌樁的強度隨齡期的增長而增長，在齡期超過28天后，強度仍有明顯增長，設計以90天齡期為標準齡期。1）先進行地基處理攪拌樁的施工，在攪拌樁完成后再進行頂管。這時攪拌樁的齡期較長，樁體強度較高，可采納加強型刀盤。2）采納加強型大刀盤并改進，詳細是在刀盤外沿焊接超挖刀用來擴孔，使切削泥土的外徑比管材外徑略大。頂管機后面設置注漿孔，注入膨潤土泥漿，這樣可以削減土體對管道側面的摩阻力。3）在攪拌樁復合地基頂進要降低頂進速度，降低了頂進速度的同時也增加對土體的切削裂開時間，將土體盡量裂開削減泥水系統(tǒng)被堵塞的機會。親密留意刀盤電機的電流狀況，電流過大極可能是由于遇到堅硬的石塊或遇到攪拌樁加固的砂層，這時候要減低頂進速度，增加大刀盤力矩和增加旋轉次數(shù)。4）改進泥漿循環(huán)系統(tǒng)。運用的100mm的泥水管，可能常常被堵塞。因此將泥水循環(huán)管更換成內徑150～200mm的大直徑管，防止出土泥水管被雜物堵塞。同時更換了兩個大功率的重型渣漿泵。出土泥水管到達工作井內，并不干脆接上渣漿泵排出，而在渣漿泵的接口前，接上一個砂石過濾桶以過濾排出的雜物。針對攪拌樁的碎塊比較多，泥漿適當加入添加劑，增加了泥漿的相對密度，改善了循環(huán)泥漿的性能。5）在攪拌樁復合地基中，頂力略有增加，但增加不明顯，應當是正面壓力的增大，側面摩阻力增加不大。但由于攪拌樁齡期長，樁體強度較高，頂進時需裂開強度較高的攪拌樁，所以頂進速度相對較慢。（二）管道頂進與攪拌樁同步施工1）在進行地基處理攪拌樁施工的同時進行頂管，邊打擾拌樁邊進行頂管。即前面打擾拌樁，后面跟著管道頂進。依據建筑地基處理技術規(guī)范JGJ79～2002，不同齡期的攪拌樁強度關系大致呈線性，其閱歷關系如下：fcu7=（0.47～0.63）fcu28fcu14=（0.62～0.8）fcu28fcu60=（1.15～1.46）fcu28fcu90=（1.43～1.80）fcu28fcu90=（2.37～3.73）fcu7fcu90=（1.73～2.82）fcu14地基處理攪拌樁設計90天標準強度為1.6Mpa，其7天強度為（0.586～0.429）Mpa，14天的強度為（0.925～0.567）Mpa。從上述關系可以看出，攪拌樁在14天齡期內的強度只有標準強度的25～35%。依據實際施工閱歷，攪拌樁在深層淤泥土中，早期強度增長偏慢。假如在攪拌樁施工完7～14天內頂管穿過攪拌樁，這時攪拌樁既有肯定的齡期，樁體強度又不高，使淤泥軟土層具有肯定的承載力，解決了由于頂管機的比重較土重，會在淤泥中下沉造成管道脫節(jié)問題，又使刀盤比較簡潔的切削強度不高的攪拌樁，加快頂管速度，削減刀盤磨損。

六、施工中應留意的問題

1、當頂管機停止工作時，要防止泥水從土層或洞口及其他地方流失。否則挖掘面會失穩(wěn)，尤其在出洞時更應防止洞口止水圈漏水。2、在頂進過程中，親密留意地下水壓力的改變隨時調整，來保持挖掘面穩(wěn)定。3、在頂進過程中留意相關設備及系統(tǒng)的運行，如進出泥泵等協(xié)助系統(tǒng)是否正常等。4、對于覆土較淺的不穩(wěn)定土層，應減慢頂進速度，限制泥漿濃度及泥水倉壓力，來保持挖掘面的穩(wěn)定，限制頂進偏差及泥漿冒頂現(xiàn)象。七、泥水平衡式頂管施工的優(yōu)點：泥水平衡理論就是以含有肯定量粘土的且具有肯定相對密度的泥漿水充溢掘進機的泥水艙，并對它施加肯定的壓力，以平衡地下水壓力和土壓力的一種頂管施工理論，依據該理論，泥漿水在挖掘面上能形成泥膜，以防止地下水的滲透，然后再加上肯定的壓力就可以平衡地下水壓力，同時也可以平衡土壓力。（1）適用的土質范圍比較廣，如在地下水壓力很高，以及改變范圍很大的條件下，它都適用。（2）可有效地保持挖掘面的穩(wěn)定，對所頂管子四周的土體擾動比較小。（3）與其他類型的頂管比較，泥水頂管施工時的總推力比較小，所以比較適用于頂距較長及長距離頂管。（4）工作坑內的作業(yè)環(huán)境較好，作業(yè)比較平安，由于它采納泥水管道，輸送棄土，不存在吊土，搬運等危急的作業(yè)。（5）泥水輸送棄土為連續(xù)作業(yè)，因此進度比較快。八、在地基攪拌樁施工的同時進行管道頂進的優(yōu)點（1）攪拌樁與頂管同步進行，工序