頂管施工方法

1頂管施工主要內(nèi)容：

本工程頂管穿過通呂運(yùn)河，總長為292M的⑦1400*16mm的鋼管,

頂管中心標(biāo)高為一7.84m?-9.13m。

2施工工藝和施工方法：

在井內(nèi)頂進(jìn)軸線的后方布置主千斤頂，千斤頂頂推時，以工具頭

開路，頂進(jìn)管道，穿過工作井的穿墻洞把工具頭壓入土中，與此同時

不斷加入頂鐵，工具頭不斷向土中延伸。當(dāng)工具頭和第一節(jié)管段幾乎

全部頂入土中后，吊去全部頂鐵，再將第二節(jié)管段吊入井內(nèi)與第一節(jié)

管段焊接后，繼續(xù)頂進(jìn)，如此循環(huán)施工，直至全部頂完。在頂進(jìn)過程

中，從管道內(nèi)向外壁壓注觸變泥漿，以減少四周的摩阻力。

施工工藝流程：

頂管準(zhǔn)備一頂管掘進(jìn)機(jī)就位一頂管掘進(jìn)機(jī)穿墻身一頂管掘進(jìn)機(jī)

推進(jìn)一鋼管拼裝焊接一加入中繼環(huán)一繼續(xù)頂進(jìn)一進(jìn)入接收井。

2.1頂管準(zhǔn)備：

①為保證施工車輛進(jìn)出和施工需要,沿工作井修筑臨時道路，由

于頂管為三班連續(xù)作業(yè)施工，在井的四個角上各安裝^鋁燈一座，供

夜間現(xiàn)場照明。工作井后側(cè)布置頂進(jìn)控制室，自動控制臺、通訊中央

控制均在頂進(jìn)控制室內(nèi)。

②現(xiàn)場內(nèi)另設(shè)臨時堆場，供鋼管及半成品、周轉(zhuǎn)材料等堆放，頂

管現(xiàn)場考慮一定鋼管的貯存量?，F(xiàn)場一側(cè)布置工具間、修理間、空壓

機(jī)房、泥漿池等；并布置大型汽吊一輛，負(fù)責(zé)鋼管及頂鐵吊運(yùn)和井內(nèi)、

地面的吊裝工作。

③工作井內(nèi)沿頂管軸線方向在臨時后座墻上裝剛性后座，主頂千

斤頂、導(dǎo)軌、剛性頂鐵、環(huán)形頂鐵等頂進(jìn)設(shè)備。工作井邊側(cè)設(shè)置下井

扶梯一座供施工人員上下。

④管內(nèi)供電及工作井內(nèi)電力配電箱均位于工作井內(nèi)。管內(nèi)測量起

始平臺，安裝在主頂千斤頂之間軸線上，獨(dú)立與混凝土底板連接，與

千斤頂支架分離，確保頂進(jìn)時測量平臺的穩(wěn)定。

⑤沿井壁依次安裝2寸壓漿管、6寸供水和出泥管、供電、2寸

供氣管線。井內(nèi)二側(cè)工作平臺布置配電箱、電焊機(jī)、后座主頂油泵車

和頂鐵堆放。引水管內(nèi)進(jìn)、排泥管、壓漿管、供電、通風(fēng)管分別安裝

于鋼管左右偏下側(cè)，

2.2頂管設(shè)備的準(zhǔn)備

1、選定適用的頂管掘進(jìn)機(jī)：根據(jù)頂進(jìn)沿線的地質(zhì)情況并結(jié)合以

往類似工程的施工經(jīng)驗，在經(jīng)過全面分析比較之后，鋼管頂進(jìn)施工選

用一臺泥水切削氣壓平衡工具管。

泥水切削氣壓平衡工具管的工作原理是：正面的土體經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分

割擠壓后進(jìn)入泥水倉，由泥水倉內(nèi)的高壓水槍破碎沖成泥水，然后經(jīng)

出水管排至地面沉漿池沉淀處理，頂進(jìn)時由氣壓用來穩(wěn)定擠壓面的土

體。其特點(diǎn)是：

①結(jié)構(gòu)簡單實用，可操作性強(qiáng)，施工速度快，適用性強(qiáng)，在頂面

覆土變化較大的情況下易于平衡控制。

②正面障礙物處理可以在氣壓下完成,能處理直徑400mm^5C0mm

大的硬物。

③開挖面與操作倉內(nèi)相互隔離，出土也是通過密封管道輸送，施

工人員不受地下沼氣等可燃?xì)怏w的影響。

④開挖面土體狀況可通過觀察窗直接觀察其土質(zhì)變化，便于施工

參數(shù)的適應(yīng)性調(diào)整。

工具管共分開挖艙和操作艙二部分。中間有鋼板密封隔離，開挖

艙設(shè)有擋土擱柵、泥土攪拌器、防爆照明燈、高壓水槍、加氣孔，底

部為吸泥口。隔離鋼板中央設(shè)一道水密閘門可供人員進(jìn)入開挖艙排障。

上部左右各有一個觀察孔，兩邊為水槍噴射裝置。操作艙內(nèi)有四組8

Ot糾偏油缸及糾偏系統(tǒng)、加壓裝置、出泥控制閥，尾部是一道氣閘

門，門中央為測量牌。開挖艙的土經(jīng)高壓水沖成泥漿后由水力機(jī)械及

排污管道泵通過6寸管道接力輸送到工作井內(nèi)。

2、頂進(jìn)系統(tǒng)：工作井主頂裝置共有兩只千斤頂，分兩列布置。

千斤頂為單沖程千斤頂，總行程為1.10m,千斤頂每只最大頂力為

3000KNo四只油缸有其獨(dú)立的油路控制系統(tǒng)，可根據(jù)施工需要通過調(diào)

整主頂裝置的合力中心來進(jìn)行輔助糾偏。

3＞出泥系統(tǒng)：

出泥系統(tǒng)采用TSWA150X9級高壓水泵抽水用6寸管輸送高壓水。

送至工具管尾部后一路輸送至頂管掘進(jìn)機(jī)尾部水力機(jī)械設(shè)備，另一路

分出一根①50mm的水管進(jìn)入掘進(jìn)機(jī)頭部高壓水槍。高壓水槍將正面

土體破碎形成泥漿，由水力機(jī)械將泥漿吸出并水平輸送排放到泥水沉

淀池。在施工時隨頂進(jìn)距離增加時如遇出泥效率較差時，可先將泥漿

排入工作井泥漿箱中，然后再啟動渣漿泵或備用水力機(jī)械進(jìn)行二級提

升。

4、泥漿系統(tǒng)：

①泥漿減阻：用泥漿減阻是長距離頂管減少摩阻力的重要環(huán)節(jié)之

一。在頂管施工過程中，如果注入的潤滑泥漿能在管子的外圍形成一

個比較完整的漿套，則其減摩效果將是十分令人滿意的，一般情況摩

阻力可由12?20KN/m2減至3?5KN/n）2。本工程采用頂管掘進(jìn)機(jī)尾部

同步注漿和中繼環(huán)后面管段補(bǔ)漿兩種方式進(jìn)行減阻。

補(bǔ)漿管一般布置于中繼環(huán)后面第二節(jié)管段及中斷環(huán)與工具頭及

后座中間位置，補(bǔ)漿孔按908設(shè)置。每道補(bǔ)漿環(huán)有獨(dú)立的閥門控制。

潤滑泥漿材料主要采用鈉基彭潤土，純堿、CMC、物理性能指標(biāo)：比

重1.05?1.08g/cm3,粘度30?40S,泥皮厚3?5m鵬施工時按具體

情況設(shè)置。

②泥漿置換：頂進(jìn)結(jié)束，對已形成的泥漿套的漿液進(jìn)行置換，置

換漿液為水泥砂漿并摻入適量的粉煤灰，在管內(nèi)用單螺桿泵壓住。壓

漿體凝結(jié)后（一般為24小時）拆除管路換上封蓋，將孔口用環(huán)氧水

泥封堵抹平。

③注漿設(shè)備：符合物理性能要求的潤滑泥漿用BW-200壓漿泵通

過總管、支管、球閥、管節(jié)上的預(yù)留注漿孔壓到管子與外管土體之間，

包住鋼管。

5、通風(fēng)系統(tǒng)：

在長距離頂管中，通風(fēng)是一個不容忽視的問題，它直接影響至管

內(nèi)工作人員的健康。為獲得理想的通風(fēng)效果，本工程采用長鼓短抽組

合式通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)系統(tǒng)安裝在距掘進(jìn)機(jī)12?15nl處，抽風(fēng)風(fēng)筒與鼓風(fēng)

風(fēng)筒分別安裝于管內(nèi)左右兩側(cè)，兩風(fēng)筒必須重疊5?10m,抽風(fēng)機(jī)的

吸入口在前，鼓風(fēng)機(jī)的排風(fēng)口在后，并在管道中間配置若干外軸流風(fēng)

扇，向井內(nèi)排出渾濁空氣。

6、通訊與工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)：

①管內(nèi)通訊與工作面現(xiàn)場通訊采用HE系列自動電話總機(jī)，用機(jī)

械撥盤式電話機(jī)互相聯(lián)系。電話設(shè)置在空壓機(jī)房、壓漿棚；各工種間、

中控室、辦公室、掘進(jìn)機(jī)、每道中繼環(huán)、工作井內(nèi)。

②配備2只低照度攝像頭，一只安裝于掘進(jìn)機(jī)操作臺處，監(jiān)測操

作臺各項數(shù)據(jù)；一只安裝于工作井內(nèi)，監(jiān)測主千斤頂?shù)膭幼?，監(jiān)視器

安裝中央控制室，以利技術(shù)人員正確指揮。

7、供電系統(tǒng)：

為適應(yīng)供電要求配置電容補(bǔ)償柜。輸出端電纜分三路，分別供工

作井上供電系統(tǒng)、井下頂管機(jī)頭、及井內(nèi)主千斤頂。管內(nèi)供電系統(tǒng)配

備可靠的觸電、漏電保護(hù)措施。井上井下與管內(nèi)照明用電采用低壓照

明?，F(xiàn)場配電間為適應(yīng)上述要求，安裝6Q0A主受電柜一只，分別輸

入3只配電屏，經(jīng)3路分送至各用電部門。

第一路：泥漿間：2X10KW

各工種間：10KW

現(xiàn)場照明：20KW

第二路：后座油泵：2X22KW=44KW

電焊機(jī)：4X10KW=40KW

第三路：工具頭：泥水切削氣壓平衡25KN

中繼閭：11KW

管內(nèi)照明：10KW

8、全氣壓下施工：

一般情況下采用常壓或局部氣壓施工，但應(yīng)擁有全氣壓施工的手

段。該工程位于地面以下10M左右，中繼環(huán)反復(fù)使用，密封性能可能

降低，不能完全排除故障的發(fā)生及急需搶修的可能性，因此還應(yīng)考慮

全氣壓施工。進(jìn)行全氣壓施工所需的氣閘段安裝在第三道中繼環(huán)與第

二道中繼環(huán)之間。

2.3頂管掘進(jìn)機(jī)頂進(jìn)：

1、首先在地面建立管道軸線控制點(diǎn)。井上井下控制點(diǎn)的傳遞，

可采用全站儀定向，經(jīng)緯儀一次投遞。水準(zhǔn)測量采用水準(zhǔn)儀，確立基

準(zhǔn)小平臺，工具管后部設(shè)立水準(zhǔn)標(biāo)尺，由此確定高程偏差。

2、為保證頂管工序順利進(jìn)行，對后靠背及千斤頂支架等設(shè)備安

裝準(zhǔn)確牢固尤為重要。防止工具頭發(fā)生“磕頭”現(xiàn)象必須采取措施，

在工具管出洞時，須嚴(yán)格控制其軸線偏差不大于3mm,其高程應(yīng)為

設(shè)計標(biāo)高加拋高數(shù)（其數(shù)值可根據(jù)土質(zhì)情況、管徑大小、工具管自身

重量和頂進(jìn)速度等因素設(shè)定）。

3、出洞：

在沉井下沉前，要求在穿墻管內(nèi)充填事先經(jīng)過夯實的黃粘土，黃

粘土在管道穿墻階段起臨時止水的作用。沉井下沉?xí)r要盡量減少塌方,

塌方區(qū)如果需要回填時，在穿墻管一側(cè)應(yīng)回填粘性土，并且不允許混

有雜物。

同時在工作井外側(cè)布置好深井降水設(shè)備，降低地下水，保證工具管順

利出洞。

為防止出洞口及頂進(jìn)過程中泥水壓力過大涌入工作井內(nèi)，在洞口

內(nèi)預(yù)先安裝一個單法蘭穿墻鋼套管，用于安裝橡膠止水圈及止水封板。

由于頂進(jìn)距離長，造成管材表面及F型鋼套環(huán)、砂等對橡膠止水圈不

可避免的磨損，需經(jīng)常更換橡膠止水圈。因此，我們在洞口里側(cè)增加

一道橡膠止水圈，當(dāng)需更換外部橡膠止水法蘭時，洞口內(nèi)部的橡膠止

水圈可防止地下水進(jìn)入井內(nèi)。

打開穿墻管悶板時，應(yīng)立刻將工具管頂進(jìn)，把橡膠止水環(huán)帶壓進(jìn)

穿墻洞內(nèi)止水，從比時開始，管道應(yīng)連續(xù)頂進(jìn)，不能停息。

出洞前必須對所有設(shè)備進(jìn)行全面檢查，包括液壓、電氣、壓漿、

照明、通訊、通風(fēng)等操作系統(tǒng)是否能正常進(jìn)行工作。各種電表、壓力

表等是否能正確顯示其進(jìn)入工作狀態(tài)，然后進(jìn)行聯(lián)動調(diào)試，確認(rèn)沒有

故障后，方可準(zhǔn)備出洞。工具頭出洞時，嚴(yán)格控制頂進(jìn)偏差，中心偏

差不得大于0.5cm,高程偏差宜拋高0.5-1.0cm,若達(dá)不到上述要求，

應(yīng)拉出工具管，作第二次出洞。

4、出土：工具管頂進(jìn)時，正面的泥土通過格柵擠壓進(jìn)入沖泥艙，

然后被高壓水破碎沖成泥漿，泥漿通過吸泥口、吸泥管，最后被抽出

管外運(yùn)至指定地點(diǎn)。

5、管道頂進(jìn)：頂進(jìn)施工，嚴(yán)格控制前5m管道的頂進(jìn)偏差，其軸

線、高程偏差不得大于3—5mm。本工程管道沿線主要為砂土，在施

工前，須依據(jù)土質(zhì)情況和管道埋深，計算工具頭的主動力及被動力和

水壓力，力爭精確控制頂進(jìn)時掘進(jìn)機(jī)前的壓力；工作井設(shè)備安裝精度

須嚴(yán)格控制，如后背澆筑垂直度、軌道的高程、坡比、千斤頂?shù)奈恢茫?/p>

液壓系統(tǒng)的設(shè)計合理；假設(shè)管道頂進(jìn)停止，管道與土體間的摩阻力隨

時間的延長而增大，故采用多班連續(xù)24小時作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行班前、

班后技術(shù)交底制度；控制千斤頂?shù)男谐?，?yán)禁超越臨界沖程；嚴(yán)密注

視主站油泵壓力的變化，假設(shè)發(fā)現(xiàn)壓力突然上升時，應(yīng)立即停止頂進(jìn),

查明原因，以防發(fā)生意外；密切注意掘進(jìn)機(jī)的壓力表讀數(shù)，在允許的

變化范圍內(nèi)，如發(fā)現(xiàn)出土土質(zhì)變化、土壓變化及掘進(jìn)機(jī)偏移等情況立

即向值班技術(shù)人員匯報，及時采取措施。

根據(jù)土質(zhì)進(jìn)行取土控制，隨取隨頂，頂進(jìn)時及時補(bǔ)漿，并注意注

漿壓力及注漿量的控制，在頂進(jìn)過程中，注意頂進(jìn)面土的穩(wěn)定與否,

氣壓平衡頂管的艙前土壓及后頂壓力是否正常、地下水壓力的變化,

發(fā)現(xiàn)問題或前兆時，及時采取措施促使掘進(jìn)而保持穩(wěn)定；加強(qiáng)對頂進(jìn)

速度的控制并加強(qiáng)監(jiān)測，及時控制，隨偏隨糾；頂進(jìn)應(yīng)與管外圍注漿

同步進(jìn)行，其原則為先注漿后頂進(jìn)，隨頂進(jìn)，隨壓漿，以保證管外圍

充滿泥漿套，充分發(fā)揮減阻和支承作用。

2.4鋼管拼裝焊接：

鋼管制作采用工廠制作短管，現(xiàn)場拼接方法。根據(jù)工作井結(jié)構(gòu)及

運(yùn)輸、起吊能力，確定短管在工廠加工的長度為6M,卷制鋼板采用

Q235材質(zhì)鋼板，其機(jī)械性能主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足如下要求：oS2

235Mpa,。b^375Mpa,。226%。

鋼管制作加工過程中，其母材質(zhì)量及卷制、焊接操作工藝、鋼管

防腐等均必須滿足招標(biāo)文件中規(guī)定相關(guān)技術(shù)規(guī)范和要求。

現(xiàn)場拼接時不得切割管端，不得填焊；現(xiàn)場組焊時，接頭處防腐

硬化后方可進(jìn)行頂管；施工中防腐層如有損傷，一定要補(bǔ)救牢固，確

保使用壽命。每節(jié)頂管焊縫都必須作探傷檢查，確定合格后方可頂進(jìn)。

(1)焊接

鋼管的焊接質(zhì)量等級應(yīng)不低于n級。施工時應(yīng)保持投標(biāo)時焊工

名單報項目監(jiān)理批準(zhǔn)，施工中每個焊接口都應(yīng)用一個記號表明其執(zhí)行

者。如果通過焊點(diǎn)的視覺檢查和其他試驗的結(jié)果表明某焊工的焊件在

質(zhì)量和牢度方面低于標(biāo)準(zhǔn)，重新更換技術(shù)好電焊工。

在施工過程中要嚴(yán)格執(zhí)行以下技術(shù)規(guī)程

a.保護(hù)金屬弧焊的過程，該過程適用于所有的現(xiàn)場焊接。

b.如果有雨、雪、冰雹或強(qiáng)風(fēng)(五級)的沖擊時，應(yīng)停止焊接。

c.間斷焊應(yīng)滿足下列要求：

?是由合格的焊工用同樣的技術(shù)規(guī)程來完成的焊接；

?所用的焊條與首次焊接焊條相同；

?不能出現(xiàn)裂縫或其它不完整現(xiàn)象，否則焊接之前徹底清理。

d.使用電動金屬刷徹底刷干凈每層沉積的殘渣，包括最后一道。

e.焊接不應(yīng)有裂縫、滲透、多孔性渣、過分的加強(qiáng)焊接以及超

過有關(guān)規(guī)范限定的其它缺陷。

f.根據(jù)有關(guān)規(guī)范詳細(xì)描述的情況進(jìn)行支管連接及焊接。

g.焊條采用E4303,進(jìn)行6?7道施焊。

⑵鋼管外防腐層的修補(bǔ)

本節(jié)所指的外防腐層修補(bǔ)系指管道外防腐層施工中造成的

局部損壞和搬運(yùn)等因素造成的損傷處的修改，包括管道施工接

頭處外防腐層的施工和損傷處的修補(bǔ)。

修補(bǔ)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于技術(shù)規(guī)范有關(guān)節(jié)的規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

鋼管的外部涂層應(yīng)當(dāng)制作完好，鋼管不允許有暴露或涂層

由于損傷而明顯減薄，或涂層沒有緊密地粘附牢。一旦有鋼管

暴露出來，那就要仔細(xì)地將暴露出來的地方的銹斑和污垢，用

金屬絲或別的方法除去，并在確信已清潔和干燥后方可進(jìn)行修

補(bǔ)。修補(bǔ)時先采用經(jīng)批準(zhǔn)的快干漆打底，那些嵌入涂層的小石

頭應(yīng)當(dāng)揀出，然后用噴燈局部加熱涂層，用修補(bǔ)刀將涂層修理

平整，必要時可添加外層涂料。

所有涂層疵點(diǎn)應(yīng)修復(fù)至監(jiān)理工程師滿意為止。而監(jiān)理工程師認(rèn)為

某些損傷在現(xiàn)場無法修補(bǔ)到滿意時，則應(yīng)將這些管子或配件送回工廠

修理或完全換掉。

修補(bǔ)處搭接寬度必須大于損壞部位100mmo

2.5接力中繼環(huán)設(shè)置：

頂管長度約292M,因此頂管需考慮設(shè)中繼間進(jìn)行接力頂進(jìn)。

（1）中繼頂裝置的結(jié)構(gòu)特征

中繼頂采用二段一較可伸縮的套筒承插式結(jié)構(gòu)，偏轉(zhuǎn)角&二±

20°,端部結(jié)構(gòu)形式與所選用的管節(jié)形式相同，外形幾何尺寸與管

節(jié)基本相同。在錢接處設(shè)置二道可徑向調(diào)節(jié)密封間隙的密封裝置，

確保頂進(jìn)時不漏漿，并在承插處設(shè)置可以壓注1號鋰基潤滑脂的油

嘴，以減少頂進(jìn)時密封圈的磨損。在中繼間的較接處設(shè)置4只注漿

孔，頂進(jìn)時可以進(jìn)行同步注漿，減小頂進(jìn)阻力。

在止常頂進(jìn)時，只用第一道密封裝置，第二道作為儲備。當(dāng)?shù)?/p>

一道密封圈磨損時，發(fā)現(xiàn)有漏漿點(diǎn)，即可用徑向調(diào)節(jié)裝置，調(diào)整密

封間隙，使漏漿現(xiàn)象得以及時制止。當(dāng)?shù)谝坏烂芊馊κr，即可

啟用第二道密封裝置，從而保證頂進(jìn)的連續(xù)進(jìn)行。由于頂進(jìn)距離長，

密封圈磨損相當(dāng)厲害，為防止萬一，第一道密封裝置設(shè)計成可拆卸

的，便于更換密封圈，從而達(dá)到萬無一失。

（2）中繼頂裝置主要技術(shù)參數(shù)

油缸尺寸：DXdXL=DN168XDN140X650mm

油缸數(shù)量:24只

油缸行程：S=300mm

裝備頂力：Fmax=12000kN（Pmax=31.5Mpa）

額定頂力：F額W8000KN（P額=22Mpa）

（3）中繼間布置計算

①掘進(jìn)機(jī)正面阻力N

?Pt

N=4

N——機(jī)頭的迎面阻力

D1---頂管掘進(jìn)機(jī)外徑，Dl=1.460m

Pt——機(jī)頭底部以上1/3D1處的被動土壓力（KN/n?）

Pt=y(H+2/3D1)tg(45°十萬)

Y---土的天然重度(kg/m)

。一一土的內(nèi)摩擦角(度)

H——管頂土層厚度(in),取11.0m

根據(jù)地質(zhì)資料,頂管穿越土層為粉土，Y取L9.0,內(nèi)摩擦角31.6o

經(jīng)計算：迎面阻力N=761KN

②每米管壁摩阻力：F=nD-f

F一一管壁每延長米摩阻力(KN)

D——管壁外徑(m),D=1.440m

f一一管壁單位摩阻力，取8KN/m2

經(jīng)計算：F=nD-f=37.OKN/m

③第一道中繼間布置

L=(K?P-N)/F

P——中繼環(huán)設(shè)計頂力(KN)

N——機(jī)頭迎面阻力(KN)

F——每米管壁摩阻力(KN/m)

L=(0.9X10000-761)/37.0=37m,取30m

因頭部中繼環(huán)使用次數(shù)有近萬次,故頭部中繼環(huán)的間距取30m。

④中繼環(huán)設(shè)置間距

掘進(jìn)機(jī)正面阻力N

每米管壁摩阻力：F=兀D?f

經(jīng)計算得，頂管總阻力F=761+37*346=13563KN

因施工總頂力為后座頂力加中繼間頂力為(10000+8000M)X

0.8二14400KN,故中繼間的數(shù)量M=2,為施工安全取3個。

其設(shè)置位置分別為30m、70m.140m

2.6測量

1、平面控制網(wǎng)的建立

地面上按業(yè)主、設(shè)計院提供的井位軸線控制樁定位。采用T2經(jīng)

緯儀測量。

工作井施工結(jié)束后，按頂管工作井穿墻孔與接收井穿墻孔的實

際坐標(biāo)測量放線，定出管道頂進(jìn)軸線并將軸線投放到工作井測量平

臺上和井壁上。在沉井四周建立測量控制網(wǎng)，并定期進(jìn)行復(fù)核各控

制點(diǎn)。

工作井上下點(diǎn)的投放采用T2經(jīng)緯儀c

投放頂管測量始測點(diǎn)和2個后視點(diǎn)，始測點(diǎn)設(shè)在頂管后座專用

測量平臺上，后視點(diǎn)設(shè)于穿墻孔上部的井壁上，定期互相校核。

2、管道軸向測量

施工管道軸向測量采用高精度激光經(jīng)緯儀進(jìn)行測量，測量主要

用導(dǎo)線測量法，測量平臺設(shè)在頂管后座處。測量光靶安裝在掘進(jìn)機(jī)尾

部，測量時激光經(jīng)緯儀直接測量機(jī)頭尾部的測量光靶的位置，并根據(jù)

機(jī)頭內(nèi)的傾斜儀計算機(jī)頭實際狀態(tài)。

3、頂管水準(zhǔn)測量

水準(zhǔn)儀測量精度由于頂進(jìn)距離長而略有降低，傳統(tǒng)方法用聯(lián)通

管測量，由于水經(jīng)過一定時間沉淀會分解出氣體引起測量誤差，為進(jìn)

一步提高管道水準(zhǔn)測量精度，本工程水準(zhǔn)測量采用硅油微壓差計測量

系統(tǒng)。

在工作井地面設(shè)置硅油箱和標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器，根據(jù)測定硅油標(biāo)

準(zhǔn)箱和掘進(jìn)機(jī)頭部前端裝置內(nèi)的硅油壓力差，通過數(shù)據(jù)電纜與中央控

制室內(nèi)PC聯(lián)接，計算出在水準(zhǔn)方向上偏離頂進(jìn)基線的偏差量。

為了確保機(jī)頭準(zhǔn)確到位，在頂進(jìn)到最后30?50M時，用人工測

量的方式，對管道進(jìn)行全線復(fù)核，確保測量工作做到萬無一失。頂

管機(jī)內(nèi)設(shè)有坡度板，坡度板用于讀取頂管機(jī)的坡度和轉(zhuǎn)角。

管道在初頂及終頂?shù)?0M范圍內(nèi)按水平頂進(jìn)，其余按坡度頂進(jìn)。

3頂管施工技術(shù)與質(zhì)量保證措施：

3.1洞口加固及頂管掘進(jìn)穿墻措施：

頂進(jìn)前所有頂進(jìn)設(shè)備及頂管掘進(jìn)機(jī)必須全部安裝就位，設(shè)備需

試運(yùn)試。為確保出洞時的絕對安全，在洞口前打深井降水，同時在沉

井外側(cè)進(jìn)行壓密注漿加固，以起到擋水隔泥作用，并控制加固強(qiáng)度不

超過0.8Mpa。在拆除悶板前，先開幾個觀察孔，如發(fā)現(xiàn)意外情況應(yīng)

先從悶板上向外壓漿，確保出洞安全后，才能拆除悶板。悶板拆除后，

馬上將頂管掘進(jìn)機(jī)頂進(jìn)沉井襯墻，隨即馬上安裝穿墻止水裝置（見附

圖）。這種穿墻止水裝置的特點(diǎn)是用復(fù)合橡膠止水，根據(jù)水頭壓力可

以用一層?三層來選擇，而且止水橡膠預(yù)先裝入穿墻管裝置系統(tǒng)，既

能平面止水（悶板與法蘭間），又能軸向止水（管段與穿墻管間）c當(dāng)

工具管穿墻時，悶板開啟，工具管進(jìn)入穿墻管即能達(dá)到止水目的。

3.2掘進(jìn)機(jī)出洞防磕頭措施：

掘進(jìn)機(jī)出洞時由于沉井下沉?xí)r周圍土體被破壞或在出洞時洞外

泥水流失過多，造成出洞時掘進(jìn)機(jī)因自重太重而下磕，為防止這一現(xiàn)

場產(chǎn)生，采取以下措施：

掘進(jìn)機(jī)就位后，將機(jī)頭墊高5mm,保持出洞時掘進(jìn)機(jī)有一向上

的趨勢。

調(diào)整后座主推千斤頂?shù)暮狭χ行?，出洞時觀察掘進(jìn)機(jī)的狀態(tài)，

一旦發(fā)現(xiàn)下磕趨勢，立即用后座千斤頂進(jìn)行糾偏。由于距離較短，這

一方法效果會非常明顯。

由于洞中外側(cè)進(jìn)行了加固措施，也進(jìn)一步防止了磕頭現(xiàn)象的產(chǎn)

生。

3.3初始頂進(jìn)防止管道后退措施：

由于出洞口深度較深，在初始頂進(jìn)階段正面水土壓力遠(yuǎn)大于管

周圍的摩擦阻力。拼接管子時主推千斤頂在縮回前必須對已頂進(jìn)的部

分與井壁進(jìn)行固定，否則管道發(fā)生后退會導(dǎo)致洞口止水裝置受損及發(fā)

生人員的生命危險，因此在初始頂進(jìn)的鋼管外側(cè)埋設(shè)預(yù)埋鋼板，在主

推千斤頂退回前將鋼管與沉井壁相連，直至鋼管外壁摩阻力大于掘進(jìn)

機(jī)正面水土壓力為止。

3.4施工參數(shù)控制措施：

1）初始頂進(jìn)

①土壓力設(shè)定

實際土壓力的設(shè)定值介于上限值與下限值之間，為了有效地控

制軸線，初出洞時，宜將土壓力值適當(dāng)提高，同時加強(qiáng)動態(tài)管理，

及時調(diào)整。

②頂進(jìn)速度

初始頂進(jìn)速度不宜過快，一般控制在10mm/min左右。

⑶出土量

加固區(qū)一般控制在105%左右，非加固區(qū)一般控制在95%左右。

2）止常頂進(jìn)

①土壓力設(shè)定

結(jié)合實際施工經(jīng)驗，實際土壓力的設(shè)定值應(yīng)介于上限值與下限

值之間。

②頂進(jìn)速度

一般情況下，頂進(jìn)速度控制在20?3（hm/min,如遇正面障礙物，

應(yīng)控制在lOmm/min以內(nèi)。

⑶出土量

嚴(yán)格控制出土量，防止超挖及欠挖，正常情況下出土量控制在

理論出土量的98%?100%。

3.5管道抗扭轉(zhuǎn)措施：

頂進(jìn)過程中由于周圍土質(zhì)的變化，糾偏的影響及管內(nèi)設(shè)備的不

均勻性會造成推進(jìn)時管道發(fā)生不同程度的扭轉(zhuǎn)，直接影響到施工質(zhì)

量。因此主要采用以下措施：

1）在管內(nèi)設(shè)備及管道安裝時，根據(jù)直量平衡原理，在安裝設(shè)備

及管材的另一側(cè)配以相同重量的配重，使管道頂進(jìn)時左右重量保持

平衡。消除人為造成管道扭轉(zhuǎn)的因素。

2）頂進(jìn)時在掘進(jìn)機(jī)及每個中繼環(huán)處設(shè)有管道扭轉(zhuǎn)指示針。一旦

發(fā)現(xiàn)微小的扭轉(zhuǎn)即用單側(cè)加壓配重的方法進(jìn)行糾扭。因此配備了

300t壓鐵。單塊重量為25kg。

掘進(jìn)機(jī)若發(fā)生扭轉(zhuǎn)，則將左右兩只抗扭轉(zhuǎn)翼板向外推出。推出

越長，抗扭力矩就越大，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)平衡時則縮回翼板即可。

3.6頂管軸線控制措施：

頂管要按設(shè)計要求的軸線、坡度進(jìn)行。主要是掘進(jìn)機(jī)頭部測量

與糾偏的相互配合。糾偏是完成管道線型的主要手段。糾偏原則如

下：

1）勤測勤糾：即每頂進(jìn)一段距離，測量一次工具頭軸線及標(biāo)高

偏差情況。用電話通知工具頭糾偏人員，糾偏人員再將工具頭現(xiàn)在

糾偏角度、各方向上千斤頂?shù)挠蛪褐?、粕線的偏差等報給中控室，

輸入微機(jī)。微機(jī)將顯示出糾偏方法、數(shù)據(jù)，再按此進(jìn)行糾偏。

2）小角度糾偏：每次糾偏角度要小，微機(jī)每次指出的糾偏角度

變化值一般在10'?20',不大于0.58,并設(shè)置偏差警戒線。當(dāng)累

計糾偏角度過大時應(yīng)與值班工程師聯(lián)系，決定如何糾偏，此時應(yīng)特

別慎重。

3）糾偏操作中不能大起大落，如果在某處已經(jīng)出現(xiàn)了較大的偏

差，這時也要保持管道軸線以適當(dāng)?shù)那拾霃街鸩降胤祷氐捷S線上

來，避免相鄰兩段間形成的夾角過大。

4）有嚴(yán)格的放樣復(fù)核制度，并做好原始記錄。頂進(jìn)前必須遵守

嚴(yán)格的放樣復(fù)測制度，堅持三級復(fù)測：施工組測量員一項目管理部

一監(jiān)理工程師，確保測量萬無一失。

5）布設(shè)在工作井后方的儀座必須避免頂進(jìn)時移位和變形，必須

定時復(fù)測并及時調(diào)整。

6）初始推進(jìn)階段，方向主要是主頂油缸控制，因此，一方面要

減慢主頂推進(jìn)速度，另一方面要不斷調(diào)整油缸編組和機(jī)頭糾偏。

3.7減阻泥漿管理及控制：

頂進(jìn)時應(yīng)貫徹同步壓漿與補(bǔ)漿相結(jié)合的原則，工具管尾部的壓

漿孔要及時有效地進(jìn)行跟蹤注漿