制作顶管工作井工程施工组织设计

制作顶管工作井工程施工组织设计

目录

第八节主要施工技术方案 (2)

第八节主要施工技术方案

8）制作顶管工作井、接收井施工方案

工作井、接收井桩芯内土的开挖方法采用：对于较软的土方采用人工使用铁锹、镐，对较硬的强风化、中风化岩采用空压机凤镐等工具进行挖掘。

桩芯土的提升使用电动挖孔桩机架提升，水平运输采用手推车运输至堆土处，然后用挖掘机装至倒运汽车，运输至土方暂时存放点存放，晚上由运土自卸汽车运至弃土场地。

a.施工方法：

逆做法土方开挖及井壁施工：

施工顺序、方法：

逆做法施工顺序：

在开挖前，由测量工根据图纸尺寸进行桩位测放，经校核无误后，用红砖砌出200m高240mm厚桩护圈，并用醒目的红三角在护圈上标出桩心十字线，方可进行土方开挖施工。

采用人工从上至下逐层用镐、锹进行挖土，挖土顺序为先中间后周边。其尺寸允许偏差不超过30mm。按标出的桩心十字线吊线检查孔中心位置和孔径，然后进行井壁钢筋绑扎、支定型钢模板和浇筑砼，循环作业至设计要求深度。为保证桩的垂直度，要求每灌柱三节井壁，就应校核该桩中心位置及垂直度一次。

施工中可能遇见问题及处理：

如遇局部回填土及淤泥质土层或地下水较大时（如构造蚀变带），出现塌方、流砂等现象，应采取井壁节高适当缩减到300~500mm、并在支模前先采取特殊的防护措施，如堵沙包、稻草、护壁砼加厚、钢筋加密等加固措施。同时在坑底一侧挖一临时集水坑，加泵抽水，防止塌方加大，经加固处理后再进行挖土，所塌方后的孔洞应在浇捣护壁混凝土的同时，用混凝土填好。

井壁钢筋绑扎：

采用预先下料、井下绑扎的施工方法，工作井及接收井护壁钢筋配筋如下：每节护壁高度不能大于一米，竖向钢筋下料加长200，便于搭接，水平钢筋及竖向钢筋采用二级螺纹钢筋，φ14@200单层双向网片配置。

绑扎好后，经质监站、甲方和监理验收合格后，方可支模浇筑砼。

井壁模板支设：井壁模板支设：

井壁模板采用加工好的定型钢模板，按井径分块拼装，安装之前应涂刷脱模剂，安装时用U型扣件连接及固定，沿模板底打短钢筋加固，拼装中留一道接缝夹一根Φ48钢管，以便拆模；必要时采用Φ48钢管加固支撑对顶。

井壁砼浇筑：

井壁砼浇筑采用商品混凝土，强度为C30，厚度为200mm，加早强剂。砼利用吊桶下送，用圆形防护板作布料台，砼应对称浇筑，防止模板侧移，砼采用人捣实，每次分层厚度100~200mm，防止漏捣。首节井壁砼拆模后，放出中心线及标高于其上。

模板拆除：

井壁混凝土终凝8个小时后才能拆除支撑，强度达到1MPa以上时才能拆模，拆模时先拆除钢管，再撬模板；拆下的模板应及时清洁，变形的模板应及时修整。接着进行下一节护壁施工。

井坑地表水及井坑排水

地面排水：为防止地表雨水冲刷基坑，造成塌方，在基坑开挖前基坑四周地面设排水明沟，同时设置集水井，经沉淀后再让地表水排向地下管道。

井坑内施工排水，施工时在井底中间设置集水坑，及时抽水，以免浸泡井底。

9）顶管工程

本工程污水钢筋砼管道及所有污水检查井需增加防腐措施，采用IP8710互穿网络防腐涂料进行内防腐处理，采用两底两面，厚度需≥200μm.

a.施工测量放线

根据设计给定的施工图纸中道路规划桩的坐标及井位和道路中心线的关系，经过精细计算算出所有井位的坐标，再经过反复核算，确认没有问题时，方可进行下一步放线工作。现场施测时，由测量工程师用全站仪以给定的规划桩为控制点，逐个将设计的井位放出，用钢钉做标识，钢钉要用铁锤钉牢固，钉帽不能露出地面，以防止被过往的车辆

碾倒或偏移，并用红铅油做标示，注明该井井号，字体要大，醒目，易查找。井位施测完后，要及时做好拴桩工作，拴桩的控制点要选在远离井位且不易被人流及车辆碰到的地方，控制点要具有通视性，代表性。拴桩后要及时做好护桩工作，即将控制点保护起来，若在路面上，可钉钢钉做标识，若在土地上可采取砖砌或用混凝土浇筑防止被碰。测量放线工作结束后，应及时将各种数据及施测过程填写在专用表格上，申报监理检验，待监理检验合格后方可进行下一步工作。

b.施工临时用电

根据采用的施工机具及管线的长度，结合现场周边地区情况，前期施工电源采用200KW发电机两台，配电导线选用BX型（铜芯橡皮线）导线截面为75mm2架设电杆为圆木杆直径150mm、长8m，埋入地下1m，电杆间距为25m，部分临时电路敷设照明220V三相五线制混合型架空线路，按枝状线路布置架设，导线电压压降为5%。另外现场再配备一台200KW发电机一台备用。后期接入附近高压电网。

施工步骤及工艺流程施工步骤：

主要施工工艺

根据地质条件及同类工程施工经验，为保证施工质量及安全，采用土压平衡式顶管掘进机顶进施工。利用土压平衡顶管机可对矩形断面进行全断面切削,保持土压平衡，对周围土体扰动小，施工时无噪音、无环境污染，通过可编逻辑程序控制器及各类传感器等随时监测施工状况，确定施工参数，使整个施工过程处于受控状态，从而有效控制矩形隧道顶进轴线、转角偏差及地面沉降。本工法适用于在粘土、淤泥质粘土、粉质砂土及砂质粉土等地层中施工。特别适用于在不宜大开挖的错综复杂的各类地下管线下进行矩形断面的施工，保证地面建筑物不受损害。

c.工作坑、接收坑制作

a、打底板，下预埋钢板。底板施工时首先根据图纸尺寸用全站仪或经纬仪定出井中、底板长及宽的边线。模板采用钢模P3012，U型卡连接，后背用木支杠或钢管顶牢加固，模板的边线由给定的井中反出，砼底板的上平线用水准仪给出，控制点钉在钢模板的上端，用红铅油做出标识，并在旁边明显的地方标出向下反的数；砼采用商品砼；浇筑时，先从中央浇筑，均匀由里向外周圈式扩散，浇筑时使溜管自始至终垂直底板的平面。用插入式振捣棒进行振捣。

b、稳导轨、做后背、下设备，焊走道，做护栏。导轨采用重型钢轨，型号151，数量2根，长同底板长，和工字钢之间用横向的槽钢（80mm宽）焊接，导轨的间距布置应使管外底离横向的槽钢顶面不小于20mm，导轨长度按工作坑长度减去0.3m，满长铺设。导轨的高程误差和中线位移控制在应控制在2mm内。

后背墙采用定型后背铁，与钢桩之间灌注砼（C25、厚10～

150mm）找平，使后背墙的平面垂直于导轨。后背铁与钢桩用Φ16

钢筋焊接牢固.主顶坑内布置低压电源插座，以供坑内照明和激光

水准仪使用，在距后背墙1m处两组千斤顶之间安装激光经纬仪，

经纬仪的位置应在管道的中心线上，安装时应先安装水准仪支架，

用Φ14膨胀螺栓将支架底盘和砼基础固定，支架用Φ40钢管和3mm

厚的钢板制作，再通过由地面上的经纬仪或全站仪将管线中心点引

到坑内的经纬仪支架上，同时在顶管方向的迎面上预留一点，作为

仪器的前方控制点，通过该两点可安装激光经纬仪。经纬仪稳定好

后,在其上方用木板做遮挡防止上面物体落下砸到水准仪，

木板上铺设工程塑料薄膜，以防下雨淋湿。工作坑内前期

设备布置图如右

地面上的各种设备布置以不影响测量放线为原则，（即

尽可能的不要摆在管线的中线上），将高压油泵布置在顶坑

的侧面，以利于时时观察和操纵；各种线路、电源、空气

开关要固定牢靠，做好标识，易于分辨，查找方便；用高

压油管将液压千斤顶和高压油泵联接起来，将高压油泵上

的油箱灌满抗磨46#液压油，接通电源，进行空顶试顶，

顶时应先排空千斤顶内的空气，当出镐和回镐往返2个来

回正常时即可使用。

减阻设备包括注浆和涂腊，注浆设备应靠近工作坑，包括拌浆机，储浆池，注浆泵，储水池；因拌浆机进料口比较高，可在其高度的一半的位置上搭设工作平台，以短钢管做支架，上面排木板，将做触变泥浆的原材料膨润土、工业碱码放在木板之上，上面覆盖彩条布或苫布，以防下雨受潮失效。注浆机采用螺杆式，其进浆口连接的为普通胶管，出浆口连接的为高压胶管。胶管的连接处应用8#铅丝做紧、降箍两道紧固。高压胶管采用Φ50（压力8kg长20m），砼管内的注浆干管为Φ50钢管，干管之间安装铸铁球阀进行连接，支管为1″胶管，在砼管壁上的注浆孔预埋1″带丝扣钢管，露出管壁150mm，内设塑料单向止水阀，注浆孔每节管设4个，位置沿环向均布。带注浆孔的砼管按每2节设1个。机头后第1节为带注浆孔的砼管。支管胶管和注浆孔及干管联接处用10#铅丝做箍两道紧固。砼管下管前在地面上应做管外皮刷腊处理，涂腊工作应在管材区进行。具体做法：将石蜡和10%的柴油混合放在一个铁皮筒里，用火烧，将石蜡融化，并趁热将溶液用羊毛刷均匀刷在砼管的外皮上，冷却后在管外皮上形成一层乳黄色的滑模，要求涂抹均匀，

形成隔膜层。为了防止废弃石蜡及柴油污染地面，在石蜡加工区地表摊铺20cm厚砂子并配备铁筒，将剩余废弃装入筒中集中处理。

对设备的安全管理主要是设专业技术人员小组，24小时不间断的对起重吊装设备、顶管设备、液压系统进行检查监控。为防止顶铁的崩塌，在顶铁的外围焊接保护钢圈。随时注意顶铁的变形，发现异常及时更换。

c、工作坑清底做排水沟

当挖至基坑底时（设计的井底垫层下平），用人工清底。坑底四边挖排水沟深0.3m、宽0.3m，沟内安装Φ200无砂砼管，空隙的地方用石硝填充。在工作坑两角处做水窝子，对角布置共计两个，直径0.8m、深1m，周圈及底面用红砖干砌，外压草帘子。基坑地面应清平，遇有腐软的地方要挖掉软土回填片石或混渣石料以加固土体。待监理验过基坑底后，进行垫层的施工。

d、工作坑垫层的施工

混凝土浇筑前，要做好各项准备工作，保证现场的用电、照明、振捣器、振捣棒、平板振捣器能正常使用，以及混凝土溜管连接可靠，无漏口及破损。为保证工程质量和加快施工进度，本工程中所涉及的混凝土全部采用商品灰。混凝土运到现场后，先由现场的施工技术人员和质量负责人对其进行检查，包括观察其外观、测塌落度，待自检和监理检验均合格后方可浇筑，浇筑时混凝土溜管应自始至终垂直垫层的平面。浇筑顺序应先从垫层的中央浇筑，均匀由里向外周圈式扩散。由于垫层的混凝土用量较少，可一次浇齐。振捣时先用平板振捣器将垫层的大面平整一遍，后用插入式振捣棒对垫层的边角振捣，最后瓦工用木抹子对其表面抹平搓毛。浇筑后覆盖塑料薄膜进行养护。混凝土浇筑同时，派专人制作试块。

e、工作坑底板的施工

根据设计图纸结构井图详图，结合顶管施工工艺要求，本工程内工作坑底板整体满打混凝土处理，井室地板按照图纸做配筋处理。

钢筋的施工

钢筋的下料加工应在地面上的钢筋加工区提前制作，工作坑内绑扎底板钢筋时，先根据图纸给定的尺寸放出底板的宽度边线。底板的长度应按工作坑的长度满铺。因井壁的立筋是预埋在底板中的，所以在绑扎底板筋时将井壁立筋一步下到位，但为顶管施工方便，在顶进方向上的主筋预留出底板700mm。钢筋绑扎要牢固可靠，无松动。露出底板的部分用钢管做肋横向连接，防止钢筋骨架偏移，钢筋完成后可进行模板施工。

浇筑底板混凝土的施工

浇筑施工过程同垫层，但在两根导轨之间应用木抹子抹出一个凹状的流弧来，并使其坡向排水沟以利流水。浇筑混凝土的同时将导轨予埋钢板安装到位，钢板按中线一边五块均匀铺设，钢板尺寸为500X200mm，厚10mm。下面焊接Φ16钢筋做爪，长250mm。钢板顶面高程误差控制在2mm以内，待底板混凝土强度达到30%时安装顶管导轨。

f、安装导轨

导轨采用重型导轨，安放在砼基础面上，导轨定位时必须稳固、准确，在顶进过程中承受各种荷载时不移位、不变形、不沉降，两根轨道必须相互平行、等高，导轨面上的中心标高按顶管管内底标高设置。在顶进中经常观测调整，以确保顶进轴线的精度，导轨安放前先校核管道中心位置。

g、顶管后背处理

顶管后背采用整体钢板焊接的后背，后背铁和钢桩之间用C20混凝土浇筑，这样使千斤的集中应力传导至后背铁上，最后逐步扩散到后背土体，由土的被动土压力承担。后背铁的摆放垂直度满足规范的要求。后背铁的摆放要对称于管道中线，同时千斤架的摆放满足对称要求，反方向施工顶进以已经顶进的管道为后背，在原有管道的接口处放置大于10mm厚的橡胶板，再放环形顶铁一块，保护好原有管口。

h、做出洞止水封门

在顶进方向出洞口处增加止水封门。止水封门做法，将洞口处的土挖掉并清理干净，形状为内圆外方，内圆直径为管外皮直径加100mm，外方横向尺寸为以内圆直径加600mm，高度为管材半径；露出水泥搅拌桩支模，厚度为300mm，浇筑混凝土。在与水泥桩的接触缝隙处一定要灌满砼，并用振捣棒细致振捣，在距内圆5—100mm的位置上予埋

ф16螺栓，长350mm，埋入混凝土200mm，外露150mm。螺栓间距150mm，分内外两排，梅花桩交错布置，待混凝土强度达到50%后，先对封门迎面进行找平，凸起处用錾子剔掉，凹处补高标号水泥砂浆整体找平后，安装环形橡胶板，厚20mm，内环直径要比管外皮直径小200mm，外环直径同封门外边尺寸，在环形橡胶板上和螺栓对应的位置挖孔，将环形橡胶板紧紧贴住封门的迎面，并使螺栓从与其对应的孔中露出，再在橡胶板外面压上同厚度同形状的环形钢板（但钢板内环直径为管外皮加60mm，这一点与环形橡胶板不同，其余都同），最后用双螺母拧紧螺栓，将环形钢板和环形橡胶板与封门紧紧顶严，保证破洞后坑外的泥水不会顺着封门与管外皮的缝隙处流进坑内，在封门内与管外皮的缝隙处缠草袋子，并用铅丝固定。

i、工作坑内其它设施的安装

主顶坑内要布置低压电源插座，以供坑内照明使用，位置应靠近后背墙，以利接线方便。

在距后背墙1m处安装激光经纬仪，安装时应先安装经纬仪特制支架，支架用Φ40钢管和5mm厚的钢板制作，用Φ14膨胀螺栓将支架底盘和混凝土基础固定。

工作坑内作固定式踏步走道，30#槽钢做主梁和基坑钢桩焊接，将5X5的角钢焊在指定位置，在角钢上用50mm厚木板卡住，侧面用ф50钢管作为栏杆扶手与槽钢焊接。

每个工作坑均做2个砖砌的沉砂池（长2m、宽1m、高1m，内设挡水堰），用来将从大口井或从水窝子抽出的水进行沉淀、过滤，水经沉砂池沉淀后通过临时排水管排到附近的市政管网。

起重设备安装后，在正式作业前试吊，吊离地面10CM左右时检查重物、设备有无问题，确认安全才可正式起吊。起重设备设专人操纵，必须制定并严格遵守安全操作规程；工作坑上的平台孔口必须安装护栏，上、下人的地方设置牢固、方便的爬梯；采用专用的抽风机或鼓风机，通风管道一直通到工作面内；顶管设备安装完毕报监理工程师检验合格后方可进行顶管工作。在工作坑后部设置测量装置，如经纬仪、水准仪等。

d.顶管施工

a、顶管顶力计算

◆顶管顶力

本次顶管顶进距离较长，地表沉降控制要求较严格，故此需采用泥浆触变法。在顶进过程中必须预先在确定的管道点位向管壁外侧同步注入触变泥浆，以减少侧壁的顶进时阻力并支撑周围的地层。

本工程实际最长顶距按80m计算，根据地质报告所提供土质为粉质粘土和中粗砂，

顶力估算：

F2=f2∏DL

式中f2 ——采用注浆工艺的摩阻力，根据经验取（4～12KN／㎡）。

D ——管道的外径（m）

L ——管道的计算顶进长度（m）

则F2=6×3.14×2.84×80=4280.448KN。

迎面阻力：

PF=1/4∏D12Pt

式中：

PF ——封闭式顶管机头的迎面阻力（KN）；

D1 ——顶管掘进机的外径（m）；

Pt ——机头底部以下1/3D1处的被动土压力（KN/㎡）

Pt=Y（H+2/3D1）tg2（45+φ/2）

=19.28×(7.4+2/3×2.88)×1.995=358.48KN

则PF=1/4∏D12Pt=1/4×3.14×2.882×358.4=2334.101KN

因此,顶力由掘进机的迎面阻力和管壁外周摩阻力两部分组成:

R8=PF+F2=4280.448+2334.101=6614.549KN。

◆后背承载力计算

R=aB（rH2KP/2+2CH√KP +rhHKP）

=2.0X4.0X（18X3.42X2.76/2+2X100X3.4√2.76+18X3.8X3.4X2.76）

=16720KN

R ——总推力之反力（KN）

a ——系数（取1.5-2.5之间）

B ——后背墙的宽度

r ——土的容重（m）

H ——后背墙的高度

KP ——被动土压系数｛为tg2（45°+Φ/2）｝

C ——土的内聚力（KPa）

h ——地面到后背墙顶部土体高度（m）

经计算R/F2=3.91，满足顶力要求，为保证工程顺利进行防止后背拱起现象，在现场预备H型钢及打桩机备用。

b、设备选用

根据设计图纸、工程数量、该地土质情况以及已计算的顶力确定配置以下顶管设备：

◆顶进设备

机头HDK-Φ2000土压平衡机头4套，HDK-Φ1800土压平衡机头4套，头HDK-Φ1500土压平衡机头8套，HDK-Φ1200土压平衡机头土压平衡8套

千斤顶及支架：我公司现有20个液压千斤顶（300吨）最高可满足总顶力12000KN，双层千斤顶支架、两个高压油泵（32MPa其中一个作为备用）和高压油管。其中高压油泵是布置在地面上的，液压千斤顶（300吨）和千斤顶支架布置在主顶坑内，安装时先下千斤顶支架，后下千斤顶，用8吨吊车吊装，分两步进行。第一步先安装底层的支架，稳好后安装下面一排的两个千斤顶，第二步安装上面的支架，稳好后再安装上面一排的两个千斤顶，稳好后可用调整垫对千斤顶的位置进行细部调整，使千斤顶顶力的合力点落在管中心下1/4管内径处。

高压油泵：首先在地面上布置电器控制间（小集装箱），布置在顶坑的侧面，其它各种设备的摆放以不影响测量放线为原则（即尽可能的不要摆在管线的中线上），将高压油泵放进电器控制间内，以利于观察和操纵，各种线路要固定牢靠、易于分辨、查找方便，再安装高压油管将液压千斤顶和高压油泵联接起来，将高压油泵上的油箱灌满抗磨19#液压油，接通电源，进行空顶试顶，顶时应先排空千斤顶内的空气，当出镐和回镐往返两个来回正常时即可使用。

◆减阻设备

减阻设备包括注浆减阻设备和管外皮刷腊减阻设备

注浆减阻设备：注浆减阻设备紧靠电器控制间，包括拌浆机、储浆池、注浆泵、储水池。因拌浆机进料口比较高，可在其高度的一半的位置上搭设工作平台，以短钢管做支架上面排木板，将做触变泥浆的原材料膨润土、工业碱码放在木板之上，上面覆盖彩条布或苫布，以防下雨受潮失效。储浆池和储水池用5mm厚钢板制成，应紧靠拌浆机，使拌浆和存浆方便。注浆机采用螺杆式，进浆口连接处为普通胶管，出浆口连接处为高压胶管，高压胶管采用Φ50（压力8公斤长20m）。注浆干管为Φ50钢管，干管之间安装铸铁球阀进行连接，支管为1寸胶管，在混凝土管壁上的注浆孔予埋1寸钢管，露出管壁150mm，内设塑料单向止水阀，注浆孔每节管设3个，位置分别在管顶两侧和管顶夹角为120o的位置上。

管外皮刷腊减阻设备：下管前在地面上应做管外皮刷腊处理，具体做法：将石蜡和10%的柴油混合放在一个铁皮筒里，用火烧，将石蜡融化，并趁热将溶液用羊毛刷均匀刷在混凝土管的外皮上，冷却后在管外皮上形成一层乳黄色的滑模。

c、管道顶进

◆顶进过程

安装顶铁，千斤顶油，活塞伸出一个工作行程后，千斤顶回油，活塞回缩，增加顶铁。重复以上工作循环，直至顶进长度超过一节管子长度后，撤去纵向顶铁，安装下节管。

◆顶进前应检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进

全部设备经过检查并经过试运转；工具管在导轨上中心线、坡度和高程应符合规定要求；防止流动性土或地下水由洞口进入工作搞的措施；拆除封门时，可拔起或切割工字钢桩漏出洞口，并采取措施防止洞口上方的工字钢桩下落；不稳定地层顶进时，封门拆除后立即将工具管顶入土层；

◆顶进施工

开机头：机头自重20吨用80吨吊车将其吊至井内，平稳放在导轨上，要保证管外皮与导轨之间接触严实，并使其靠近洞口。此时，应立即开镐将稳好在导轨上的机头顶到洞口，使机头正面和洞外的土体紧密顶严；迅速顶机头入土。为预防机头下跌应加强机头与机头后第1、2节管之间的联结。在第1节管与机头间加M30螺栓4组。开机头时，先只开千斤架下面的2个千斤顶，上面的2个关闭不开，以防扎头。

减阻泥浆：当机头已顶进8m长时，开始注浆。当机头已顶进8m长时，开始注浆。在开始顶进中连续使用5节注浆工具管，其后每隔1节加入。顶进施工中，减阻泥浆的用量主要取决于管道周围空隙的大小及周围土层的特征，一般按管壁空隙的5cm计算理论压浆量，由于泥浆的流失及地下水的作用，泥浆的实际用量要比理论用量打得多，一般可达理论值得4～5倍，但在施工中还要根据土质情况、顶进情况、地面沉降的要求等作适当的调整。

顶管机头部分所受的力为主顶装置的分力，而且管道受到土层的被动土压力，所以需要减小土体对管道的阻力，减阻泥浆是减小阻力的重要措施。顶进时要及时有效地进行同步跟踪注浆，确保形成完整的泥浆套，同时在管道四周定时补压浆，确保泥浆套不流失破坏，其粘度为16MpaS、比重1.09g/cm、胶体率100%、状态。触变泥浆配合比为膨润土：水：石碱：25：83.7：0.75。

骑马井管节的控制：顶管施工时，确定工作井、骑马井、接收井之间的距离，骑马井顶管钢管节位置确定：假设：接收井到骑马井的距离为L1，骑马井到工作井的距离为L2。测量接收井至骑马井的距离L1及骑马井到工作井的距离为L2，确定顶管钢管节的安装位置；顶管工作开始后，顶管过程中操作员随时控制顶进管道的轴线的偏差，随时进行纠偏调整，控制在0.05%内，随时测量管道顶进的长度，当顶管长度达到L1前时，暂停顶进，技术人员测量距离并报监理复验，复验合格后，安装顶管钢管节继续顶进；当顶进长度达到L2时，顶进机头进入接收坑，测量骑马井位置，报监理复验合格后停止顶进。

顶进测量及纠偏：顶管时测量非常重要，要勤顶勤测，随时校正，切不可单纯为了求快而少测、漏测，一般在下管前和下管开镐后都应测一次，此时若发现偏移容易校正。正常顶进时每顶进30㎝测一次，当顶进后1M测一次。测量采用激光经纬仪进行，机头前方有固定光靶。利用机头千斤顶提高纠偏频率，确定顶进精度缩小顶进阻力。

纠偏操作：顶进过程中的纠偏是顶管作业质量好坏的关键，若操作不当，可能造成顶力骤升、管接口破损，严重时可能造成管道无法顶进，引发严重的安全、质量事故和重大经济损失，尤其是在砂层中顶进，管道极易因为泥水过度冲刷造成顶管机机头下沉，因此，对于顶进过程的纠偏显得尤为重要。在机头和机头连接工具管出洞前，即使发生中线和高程偏差，也尽可能不要纠偏，因为此时纠偏，机头连接管尚位于导轨上，起不到纠偏效果；机头连接管出洞后，若高程中线在±2cm以内时，可不纠偏，当高程或中线超出标准值2cm以上时，根据监视器内的光点位置变化趋势进行纠偏，必须有一个提前量，纠偏遵循“先纠高程，后纠中线，小角度连续纠偏”的原则，纠偏油缸的伸出量一次不得太大（以不超过2cm为宜）；当光点位置有反向移动趋势或移动速度放缓时，可将纠偏油缸缩回，停止纠偏，纠偏时还应观察监视器内仰俯角和旋转角变化，作为参考数值，仰俯角和旋转角最大偏差不得超过原始值3°。当监视器中光点发生显著变化时，应停止顶进，测量人员须下坑对经纬仪进行重新校正复核，查找是否属仪器被触碰或震动所致；若不是，须进行原因分析，并会商处理办法。顶进过程中，操作人员应随时监测监视器各项数据的变化，并及时记录，在分析记录数据的基础上进行纠偏。顶进过程中，操作人员必须对顶管各项数值进行记录，顶进记录应做到记录准确、清楚、完整、及时，顶进记录每顶进一根砼管记录数据不得少于一次，每班次不少于6次，尤其是交接班前，无论该管是否完全顶进都应进行记录，交接班必须履行交接班手续，测量人员应相互沟通。测量人员应对激光经纬仪进行每作业班次不少于两次的校核，并保留校核记录。

下管：下管前，将千斤顶回到头，将管道内所有的工艺管路全部临时断开，管内及坑内所有电源断掉，坑内的人员全都走道管内或上到地面上。下管要由专人指挥。用35吨吊车将管子下到导轨上时，管外皮与导轨之间不能有空隙。下管要注意插口朝前，承口朝后。在插口安装胶圈时要涂抹凡士林，以使开镐顶紧管接口时胶圈均匀被压缩，不被扭

曲、翻转，防止漏浆漏水。

出土：土压平衡机头的出土应在砼管内铺设轻型轨道，材料为8cm宽的槽钢，下面用同型号的槽钢做横梁，横梁间距1m，轨道和横梁之间焊接，做成长为2m的轻型小骨架，骨架与骨架之间用Φ16螺栓连接，骨架应提前在地面上制作好，摆放整齐，放在离工作坑稍远处。管内运土采用卷扬机拉动轱辘小车。将由螺旋输送泵输出的土运到工作坑内，用35吨吊车将土吊至地面上的运土车内运走。

顶管压力的控制：顶进中平衡土压力的设定是土压平衡顶管的关键。顶管掘进机在顶进过程中与所处土层的地下水压力和土压力处于一种平衡状态；它的排土量与掘进机推进所占的土的体积也处于一种平衡状态。

掘进机在顶进过程中，其土仓的压力P小于掘进机所处土层的主动土压力Pa即P＜Pa时，地面就产生沉降；相反，若土仓的压力P如果大于掘进机所处土层的被动土压力Pp时即P＞Pp时，地面就产生隆起。因此土仓压力只有控制在PA＜P＜PP 之间，达到土压平衡，才能对地面不会产生大的影响，从而满足在顶管施工中对地面沉降的要求。

通过历年的施工经验和理论计算分析对比，土压力P 控制在Po-20KPa＜P＜Po+20kpa(PO:静止土压力)时效果就比较好。

当然，影响土压力的因素有很多，诸如顶进速度、埋深、操作人员的技术水平、土质情况、地下水位情况、土壤的含水量等都有影响。因此在顶进过程中需要先计算静止土压力，然后与实测得到的静止土压力相互进行对比，根据土质的具体情况、埋深、顶进速度求得工作土压力，以保证处于平衡状态。

d、进出洞口的处理

◆顶管施工关键是处理好进出洞口的措施。洞口破除首先处理洞口的工字钢和洞口的水泥搅拌桩，工字钢是工作坑支撑体系的一部分，处理要小心，同时严格按方案施工，包括木板的固定和短头的固定，工字钢剩余短头和框架焊在一起，不许拔桩，以免影响基坑的稳定。木板及时整理，防止龙门口的土方坍塌。水泥搅拌桩能加强龙门口土方的稳定，在龙门口处增加止水桩排，要利用机械破除，破除时，应顶进速度慢、刀盘旋砖快的原则，破除后方可用机头顶进，开始顶进时要控制好高程及左右偏差。

◆止水封门做法，将洞口处的土挖掉并清理干净，形状为内圆外方，内圆直径为管外皮直径加10㎝，外方尺寸为以内圆直径加60㎝，露出水泥搅拌桩支模，厚度为30㎝，浇筑混凝土。在与水泥桩的接触缝隙处一定要灌满砼，并用振捣棒细致振捣，在距内圆5～10㎝

的位置上予埋ф16螺栓，长35㎝，埋入

混凝土20㎝，外露15㎝。螺栓间距15

㎝，分内外两排，梅花桩交错布置，待混

凝土强度达到50%后，先对封门迎面进行

找平，凸起处用錾子剔掉，凹处补高标号

水泥砂浆整体找平后，安装环形橡胶板，

厚2㎝，内环直径要比管外皮直径小20

㎝，外环直径同封门外边尺寸，在环形橡

胶板上和螺栓对应的位置挖孔，将环形橡

胶板紧紧贴住封门的迎面，并使螺栓从与

其对应的孔中露出，再在橡胶板外面压上同厚度同形状的环形钢板，最后用双螺母拧紧螺栓，将环形钢板和环形橡胶板与封门顶严，保证破洞后坑外的泥水不会顺着封门与管外皮的缝隙处流进坑内，在封门内与管外皮的缝隙处缠草袋

子，并用铅丝固定。

e、顶进中常见问题的防治

◆管道轴线偏差过大现象，管道轴线与设计轴线偏差过大，使管道发生弯曲，甚至造成管节损坏，接口渗漏的预防措施

顶管施工前应对管道通过地带的地质情况认真调查。设置测力装置，指导纠偏。纠偏应按照勤测量、勤纠偏、小量纠的操作方法进行。采用同种规格的千斤顶，使其顶力、行程、顶速相一致，保持顶力合力线与管道中心线相重合。加强顶管后背施工质量的控制，确保后背不发生位移，并应使后背平整，以保证顶进设备的安装精度。顶进过程中应随时绘制顶进曲线，以利指导顶进纠偏工作。

治理方法：重新调整千斤顶行程、顶力、顶速，或重新调整千斤顶的安装精度。对顶管后背进行加固，防止位移继续发展，并确保后背平整。纠偏前应认真分析顶进曲线的发展趋势，采取适当的纠偏量，循序渐进，切不可操之过急，适得其反。

◆地面沉降与隆起现象，顶管施工过程中或施工后，在管道轴线两侧一定范围内发生地面沉降或隆起，使管道周围建筑物和道路交通及管道等公用设施受到影响，甚至危及到正常使用和安全的防治措施

施工前应对工程地质条件和环境情况进行周密细致的调查，制定切实可行的施工方案，正确选用机头，并对距离管道近的建筑物和其它设施采取相应的加固保护措施。设置测力装置，以便掌握顶进压力，保持顶进压力与前端土体压力的平衡。严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作方法。在顶进过程中应及时足量地注人符合技术标准的润滑支承介质填充管道外围环形空隙。施工结束及时用水泥或粉煤灰（加入水泥石灰等激活）等置换润滑泥浆。严格控制管道接口的密封质量，防止渗漏。

◆顶力突然增大现象，在顶进过程中顶进压力突然增大的防治措施

顶进过程中应严格执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作要求，使管道轴线被控制在允许偏差范围以内。按不同地质条件配制适宜的泥浆，并采取同步注浆的方法，及时足量地注入泥浆。顶进施工前应对顶进设备进行认真的检修保养。停顶时间不能过久，发生故障应及时加以排除。

治理方法：发生顶力过大的情况时，应立即停止顶进，查找原因，判明情况后采取相应措施进行处理。

◆机头旋转现象，机头沿圆周方向旋转，使顶进操作发生困难的预防措施

遇前端土层软硬不均匀，应采取多挖硬、少挖软的方法。顶进前应将千斤顶逐台调试好，要采用同种规格的油缸，并使液压泵到各千斤顶之间的距离相等．管径一致。严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作要求。机头设置测力装置，以便测定出平衡力的大小来指导纠偏。

治理方法：可采用单侧配重的方法加以纠正，也可利用纠偏与旋转间的规律，配合上下方向的纠偏，造成一定的左右偏差，使机头得到一个反向旋转的力，但是采用此方法，应注意轴线的控制，以免造成轴线偏差过大形成弯曲，给以后的施工造成困难。

◆钢筋混凝土管道接口渗漏现象，管道接口渗水、漏水的预防措施

严格执行管节和接口密封材料的验收制度。严格控制管道轴线，按技术标准和操作规程进行施工。在管节的运输、装卸、码放、安装过程中，应做到吊（支）点正确，轻装轻卸，保护措施得当。认真进行接口和止水装置的选型。

治理方法：可采用环氧水泥砂浆或化学注浆的方法进行处理。

◆钢筋混凝土管节裂缝现象，管节纵向和环向有明显裂缝，造成管道渗水、漏水的预防措施

严格执行各管节质量验收标准。顶进时应严格控制管道轴线偏差，控制顶力在管节允许的承压范围以内。在管节运输过程中应采取管垫等保护措施，并应做到吊（支）点正确，轻装轻卸。

治理方法：应认真分析裂缝产生的原因和性质，根据不同受力情况，分别采取不同的治理方法，处理后应能保证结构原有的承载能力、整体性。

◆顶管前端正面土体坍塌现象，顶管施工中实际出土量远远大于理论出土量，地面有明显塌陷的预防措施

顶进施工中应采取短开挖、勤顶进的方法，严禁超挖，并随时注意到土质的变化情况，以便采取相应措施防止坍塌。认真做好土体的降水工作。

◆钢筋混凝土顶管纠偏的几条一般规律：

纠偏应在顶进过程中进行。在静止状态纠偏，首先纠偏力大，土质越硬，纠偏力越大。其次，静止纠偏测点偏差有时反而增大。顶进中纠偏，纠偏量逐渐增加，不会发生上述情况。第三，纠偏会对第一段钢筋混凝土管会产生较大的不均匀应力。钢筋混凝土管纠偏比较灵敏，只要机头能开挖出洞穴，后继管段就能顺着洞穴跟进。所以钢筋混凝土顶管的纠偏角不宜过大，否则会造成轴线较大的弯曲。第一段管段的质量要好，因为第一段管段要承受机头纠偏的反复应力，而且最大。为此长距离或超长距离顶管第一段管段可采用钢质管段代替钢筋混凝土管段。第一段管段的长度不宜过长。管段越短越有利于纠偏，管段长要影响纠偏的灵敏度。机头纠偏后的效果要滞后，这是因为机头的测点与机头端面有一定距离。纠偏后的效果，至少要顶进这一距离以后才能反映出来。为了及时知道机头端的偏差，可通过测点的偏差，机头第二节的斜率和机头的纠偏角推算。在纠偏角不变的情况下，管道的转弯半径基本一致。所以施工中应绘制机头测点的行进轨迹。该轨迹曲线能预示出偏差的发展趋势，帮助操作人员不失时机地改变纠偏角，避免产生轴线过度弯曲。钢筋混凝土顶管遇纠偏失灵，多数的原因是遇到了软弱土层、不均匀地层，或者是覆盖层太薄，因为纠偏需要有一定的地基反力。为了避免机头纠偏失灵，事先应采取措施，例如进行地基加固。

◆管道纠扭造成管道扭转的原因主要有以下几点：

管道向左、向下纠偏，管道反时针扭转；后座或后背不稳或主油缸与管轴线不平行，使主油缸在工作时方向变化，因此管道形成一个扭矩。促管道扭转；全断面钻削机具单方向旋转，使管道反方向扭转；管道内施工设备布置不对称，构成一个固定方向的扭矩，使管道按某一方向触预防管道扭转，措施为：管内设备布置重量要对称；主油缸安装要稳，并且要与管轴线平行；全断面钻进机要经常变换方面；尽量要采用小角度纠偏，其次是纠扭。除全断面钻削机以外，其余机头均可采用压重的办法纠扭，即管道单边压重，使管道相反扭转；砼管接口为T型环接口，管壁之间放20mm厚的柔性木半，空隙处用胶管填充，顶通后采用微膨胀水泥填充管端口。

f、沉降监测

◆监测目的：通过对路面沉降观测，可掌握地层动态，随时采取调整降水或回灌、注浆加固等措施，以确保道路安全。本部分路面检测准备委托具备相应资质的专业测量单位进行实施。

◆测点布置：采用φ25cm钢管打入地表，埋深1m，掏出管内土碴，浇灌砼，顶部埋钎头。每隔20米设置一个观测点。

◆测试方法

地表沉降：采取与管道端水准基点联测法。

测试仪器：TOPCON C32S3型水准仪、因瓦合金标尺。

测试频率：顶管顶进前读取初如值，取三次读数平均值，顶管顶进后1次/d，至顶管完成1周后结束。

◆减少测量误差的措施：对测量仪器进行定时检查；观测时须多人进行观测，确保观测值准确；采用模型改正法减小误差；连续长时段进行观测。

◆警戒值：采用一级标准，地面最大沉降不超过30mm。

◆观测工作结束后，提交下列成果：观测点平面布置图、观测成果表、地面沉降的t-s（时间、沉降）曲线图。

g、顶管施工质量标准：

管内清洁，管节无破损；顶进管道允许偏差；钢筋混凝土管道的接口应填料饱满、密实，且与管节接口内侧

h、注意事项：

下管前应先对管道进行外观检查，主要检查管道应无破损及纵向裂缝，端面应平直，管壁应光洁无坑陷或鼓包，经检验合格的管道方可下坑。下管时工作坑内严禁站人，当距导轨距离小于50CM时操作人员方可进行工作。第一节管道下到导轨上，测量工作中心及前端和后端的管底高程，确认安装合格后方可顶进。在顶进第一节顶管时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过30CM，管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不应超过10CM，并应及时根据偏差量进行校正。测量结果应及时记录并由监理工程师进行复测。

i、顶管进、出洞施工防水及减少土砂流失的技术措施

本工程中，顶管进出洞洞口采用分层双液注浆加固止水，分层双液注浆要求如下：水泥渗入量为注浆区域总体积的10%。双液注浆要求：浆体材料为水泥浆+水玻璃，水泥浆与水玻璃的体积比为1:1双液浆的粘度要求＞35″，相对密度1.3~1.5，初凝时间3min，水泥浆应采用新鲜的42.5#普通硅酸盐水泥配制，水泥浆水灰比为1:1，水玻璃采用符合国家质量要求的波美度为35°~40°水玻璃。注浆完毕后待注浆加固体达到强度后，方可进行进出洞施工。

◆顶管出洞防水及减少土砂流失的技术措施

顶管机顶出距工作井6m范围为出洞段。

洞圈止水：洞圈与管节间的留有间隙为，在顶管出洞过程中极易造成外部土体涌入工作井内的严重事故。为此，施工前在洞圈上安装一环形帘布橡胶板，以密封洞圈，橡胶板由12mm压板固定牢靠，压板的螺栓孔采用椭圆形式，以利于在顶进中随时调节压板与管节间的间隙，保证帘布橡胶板的密封性能。同时确保刀盘受力均匀，避免顶管机旋转。

主要施工参数摸索：由于工作井靠近道路，且在顶进中将穿越现有道路，所以在顶管出洞过程中应尽量减少水土流失，控制好地面沉降。导轨安好后，应立即开始顶进机头。顶进速度不宜过快，使刀盘对泥土进行彻底的切削，防止井壁整体移位；另外由于土体过硬，必要时可加入适量清水来软化和润滑土体。为控制好地面沉降、顶进轴线，防止顶管机突然“磕头”，宜适当提高顶进速度，把正面土压力建立到稍大于理论计算值，以减少对正面土体的扰动及出现的地面沉降。在顶管的出洞段施工中，应不断根据地面沉降的数据反馈进行参数调整，迅速摸索出各类参数最佳设定值。

◆顶管进洞施工防水及减少土砂流失的技术措施

顶管机顶进至距接收井6m范围为进洞段。

顶管机姿态的复核测量：当顶管机逐渐靠近接收井时，应适当加强测量的频率和精度，减小轴线偏差，以确保顶管顺利进洞。顶管贯通前的测量是复核顶管机所处的方位、确认顶管机状态、评估顶管机进洞时的姿态和拟订顶管进洞的施工轴线等的重要依据，使顶管机在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进洞，正确无误地座落到接收井的基座上。

各施工参数的调整：在顶管到达距接收井6m时，停止第一节管节的压浆，并将压浆位置逐渐后移，保证顶管机在进洞前有6m左右的完好土塞效应，避免在进洞过程中减摩泥浆的大量流失而造成管节周边摩阻力骤然上升。在顶管机切口进入接收井土体进洞加固区后，应立即调整机头姿态，使其与顶进轴线相平行，尽可能将顶管机和后部管节间出现的接缝间隙减为最小。同时适当减慢顶进速度，加大出土量，逐渐减小正面土压力，以保证洞口处结构稳定和顶管机设备完好。

洞圈封堵在顶管机切口接近接收井6米时，停止顶进，并在接收井洞圈外四个角开观察孔，以确切探测出顶管机的实际位置，在确保顶管机能正确落在接收井洞圈范围内时，继续顶进。迅速、连续顶进管节，缩短顶管机进洞时间。按设计要求材料填充管节和洞圈的间隙，减少水土流失。

j、顶管顶施工技术

◆主要施工技术参数的控制

正面土压力的设定作为土压力的最初设定值。在实际顶进后，通过顶进参数、地面沉降监测数据，将设定土压力值调整到0.12Mpa左右时，出土量、地面沉降情况较为理想。

出土量控制：在顶进过程中，应精确地统计出每节管节的出土量，尽量使之与理论出土量保持一致，以保证正面土体的相对稳定，减小地面沉降量。

顶进速度：顶管顶进速度是保证切口土压力稳定、正面出土量均匀的主要手段。所以在顶进时，应不断调整顶进速度，找出顶进速度、正面土压力、出土量三者的最佳匹配值，以保证顶管的顶进质量，确保顶进设备以最佳状态工

作。