第一章 工程概況
1.1、工程概況
木沉港泵閘及水立交工程二標(biāo)段為木沉港泵閘及水立交2標(biāo)工程為婁江水立交樞紐項(xiàng)目，水立交采用2根D3200鋼管穿越婁江和312國道，頂管單根長度252米，雙管施工，管道間距為：4.4米。滿足大于管外徑的要求。管材采用DN3200鋼管，鋼管壁厚35mm。采用焊接施工，頂管工作井和接收井均采用沉井施工。工作井外徑為17.2*15m，接收井外徑為：17.2*11m，井高度分別為19米和18米。頂管高程位置為-8.8~-12m，管道中心高程-10.4m。本工程管道穿越婁江河，河底最深處淤泥高程為-2.65米(實(shí)際測(cè)量)，本工程管道覆土厚度為6.15米，根據(jù)頂管技術(shù)操作規(guī)程，最小覆土厚度不小于1.5倍管外徑即4.91米，本工程覆土厚度滿足施工要求。穿越婁江距離約75米。穿越312國道約60米。
頂管工程平面位置圖
具體位置如下：
本工程沉井主要作用是作為管道的工作井、接收井，具體尺寸及數(shù)量如下表;
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序號(hào) |
功 能 |
尺寸（m） |
編 號(hào) |
深度（米） |
環(huán)境 |
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1 |
頂管工作井 |
17.2×15 |
工作井 |
19 |
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2 |
頂管接收井 |
17.2*11 |
接收井 |
18 |
312國道綠化帶 |
1.2、頂管工程土層情況及地質(zhì)分布表
沉井下沉切入土層情況及地質(zhì)分布表數(shù)據(jù)顯示，工作井如下圖：
接收井地質(zhì)情況：
沉井根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，大部分底板均坐落在5層灰色粉質(zhì)粘土層，穿越微承壓水4-1和4-2層，初見水位標(biāo)高為1.16-2.44m。沉井采用三軸攪拌樁帷幕止水。（基坑方案已論證）
頂管施工主要在4-2層灰色粉細(xì)砂層進(jìn)行施工。
1.3、工程地質(zhì)、水文情況
1 、工程地質(zhì)情況
工程場區(qū)根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，在勘探深度內(nèi)（沉井深度范圍）的巖土層分為5個(gè)主層，但分布不均勻，自上而下分布如下：
第二章 施工前準(zhǔn)備
2.1、施工準(zhǔn)備階段
熟悉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖和建設(shè)單位提供的相應(yīng)有關(guān)資料，了解地質(zhì)、地貌等情況，掌握結(jié)構(gòu)施工區(qū)域的地下管線分布，以確保頂管施工的安全。利用附近的固定建筑物設(shè)置控制點(diǎn)。以上施工放樣完畢后須經(jīng)技術(shù)部門復(fù)核后方可開工。
2.2、材料進(jìn)場準(zhǔn)備
頂管工程中所用主要材料包括：鋼管等。工程所用材料根據(jù)工程施工進(jìn)度分批進(jìn)場，保證施工進(jìn)度，考慮廠家生產(chǎn)供應(yīng)能力、工程進(jìn)度、氣候條件等因素，結(jié)合施工高峰期需用量，保證有充足的儲(chǔ)備。
2.3、機(jī)械設(shè)備進(jìn)場準(zhǔn)備
施工機(jī)械設(shè)備主要有頂管機(jī)、挖掘機(jī)、自卸汽車、起重機(jī)、發(fā)電機(jī)等。
機(jī) 械 設(shè) 備 表 表1
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序號(hào) |
機(jī)械設(shè)備名稱 |
數(shù)量 |
序號(hào) |
機(jī)械設(shè)備名稱 |
數(shù)量 |
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1 |
汽車吊 |
1輛 |
8 |
250噸液壓油頂 |
10臺(tái) |
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2 |
電焊機(jī) |
3臺(tái) |
9 |
膨潤土泥漿攪拌機(jī) |
1臺(tái) |
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3 |
自卸汽車 |
2輛 |
10 |
電纜線 |
若干 |
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4 |
水泵 |
1臺(tái) |
11 |
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5 |
挖掘機(jī) |
1臺(tái) |
12 |
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6 |
泥漿泵 |
2臺(tái) |
13 |
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7 |
泥水平衡頂管機(jī) |
1套 |
14 |
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第三章 頂管施工
3.1、頂管工程量統(tǒng)計(jì)表
本工程共2根DN3200（內(nèi)徑）頂管，頂管采用鋼管施工，單根長252米（含穿墻段1.5m*2，井間管段長249m），管道外徑3270mm，壁厚35mm，鋼管管材，焊接連接。采用NPD-3200型泥水平衡頂管機(jī)施工。
3.2、泥水平衡式頂管簡介
采用NPD-3200型泥水平衡頂管機(jī)施工。構(gòu)造圖如下：
微型掘進(jìn)機(jī)被主頂油缸向前推進(jìn)，掘進(jìn)機(jī)頭進(jìn)入止水圈，穿過土層到達(dá)接收井，電動(dòng)機(jī)提供能量，轉(zhuǎn)動(dòng)切削刀盤，通過切削刀盤進(jìn)入土層。挖掘的土質(zhì)，石塊等在轉(zhuǎn)動(dòng)的切削刀盤內(nèi)被粉碎，然后進(jìn)入泥水艙，在那里與泥漿混合，最后通過泥漿系統(tǒng)的排泥管由排泥泵輸送至地面上。在挖掘過程中，采用復(fù)雜的土壓平衡裝置來維持水土平衡，以至始終處于主動(dòng)與被動(dòng)土壓之間，達(dá)到消除地面的沉降和隆起的效果。掘進(jìn)機(jī)完全進(jìn)入土層以后，電纜、泥漿管被拆除，吊下第一節(jié)頂進(jìn)管，它被推到掘進(jìn)機(jī)的尾套處，與掘進(jìn)頭連接管頂進(jìn)以后，挖掘終止、液壓慢慢收回，另一節(jié)管道又吊入井內(nèi)，套在第一節(jié)管道后方，連接在一起，重新頂進(jìn)，這個(gè)過程不斷重復(fù)，直到所有管道被頂入土層完畢，完成一條永久性的地下管道。掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)過程中，采用了激光導(dǎo)向控制系統(tǒng)。位于工作后方的激光經(jīng)緯儀發(fā)出激光束，調(diào)整好所需的標(biāo)高及方向位置后，對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)機(jī)內(nèi)的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到機(jī)內(nèi)攝像機(jī)的影像內(nèi)，并輸送到挖掘系統(tǒng)的電腦顯示屏內(nèi)。操作者可以根據(jù)需要開啟位于掘進(jìn)機(jī)內(nèi)置式油缸進(jìn)行伸縮，為達(dá)到糾偏的目的，調(diào)整切削部分頭部上下左右高度。在整個(gè)掘進(jìn)過程中，甚至可以獲得控制整個(gè)管道水平、垂直向30cm內(nèi)的偏離精度。
當(dāng)工作井完成以后，經(jīng)調(diào)試完畢的液壓系統(tǒng)，頂管掘進(jìn)機(jī)便通過運(yùn)輸至工地，并安裝就位至導(dǎo)軌上，微型掘進(jìn)設(shè)備還包括，操縱室和遙控臺(tái)、液壓動(dòng)力站、后方主頂、泥水循環(huán)裝置，激光定位裝置，減摩劑攪拌注入裝置，泥水處理裝置；其他輔助裝置包括起重機(jī)，發(fā)電機(jī)、卡車、電焊機(jī)等。隨后，微型掘進(jìn)裝置上。
3.3、泥水平衡頂管的作業(yè)優(yōu)點(diǎn)
（1）、適用的土質(zhì)范圍比較廣，如在地下水壓力很高，以及變化范圍很大的條件下，）它都適用。
（2）、可有效地保持挖掘面的穩(wěn)定，對(duì)所頂管子周圍的土體擾動(dòng)比較小，因而由頂管引起的地面沉降較小。
（3）、與其他類型的頂管比較，泥水頂管施工時(shí)的總推力比較小，尤其在粘土層這種表現(xiàn)得更為突出，所以特別適用于長距 離頂管。
（4）、工作坑內(nèi)的作業(yè)環(huán)境較好，作業(yè)比較安全，由于它采用泥水管道，輸送棄土，不存在吊土，搬運(yùn)等危險(xiǎn)的作業(yè)。
（5）、泥水輸送棄土為連續(xù)作業(yè)，因此進(jìn)度比較快。
主要設(shè)備參數(shù)：
本工程使用的主要設(shè)備揚(yáng)州廣鑫制造的NPD-3200型泥水平衡偏壓破碎型頂管機(jī)。主要參數(shù)如下：1、尺寸：全長（mm）：5000；重量（T）：52。2、切削刀盤：電機(jī)功率（KW）：15*8；轉(zhuǎn)矩（KN.m）：150；轉(zhuǎn)速(rpm/min)：2；3、糾偏系統(tǒng)：油缸數(shù)量（個(gè)）：2；油缸推力（T）：15×8；糾偏角度：上下1.7°, 左右1.2°；電機(jī)功率：0.75；4、泥水系統(tǒng) ：排泥泵（KW）：22；送泥泵（KW）：15；送排泥管：4”；5、頂進(jìn)速度mm/min：0~120。 6、機(jī)頭總功率：160。本工程頂管機(jī)頭采用260噸汽車吊進(jìn)行吊裝。
3.4、頂管施工工藝流程圖
3.5、頂力計(jì)算、最大頂距確定和準(zhǔn)備工作
本工程頂管單元長度根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的井室位置、地面運(yùn)輸和開挖工作坑的條件、頂管需要的頂力、后背與管口可能承受的頂力等因素確定單元長度。頂力計(jì)算時(shí)分不同管徑取一個(gè)最大管徑和最大單元長度進(jìn)行計(jì)算。本工程頂管采用DN3200鋼管施工，管節(jié)長8.8米，采用焊接。
（1）、頂力的計(jì)算
最大推力計(jì)算，采用經(jīng)驗(yàn)公式，按最大頂距252米計(jì)算：
F=F1+F2 式中：F—總推力； F1—端阻力； F2—側(cè)壁摩阻力；F1=п/4×D2×P
式中D—管外徑；P—控制土壓力；P=Ko·γ·Ho 式中：Ko—靜止土壓力系數(shù)，一般取0.55
Ho—地面至掘進(jìn)機(jī)中心的高度，取值14m γ—土的重量，取1.9t/m3
P= Ko·γ·Ho =0.55*1.9*14=14.63t/m2
F1=3.14/4*3.27*3.27*14.63=122.8t F2=πD·f·L
式中：f—管外表面綜合磨擦阻力，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，位于砂土層，取值0.30T/m2（觸變泥漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土）
D—管外徑取3.27m L—頂距252m
F2=3.14*3.27*0.3*252=776.2t F=F1+F2 =122.8+776.2=899t
工作井最大承載力為1200T，能滿足頂管施工要求，不需設(shè)置中繼間。
（2）、地面準(zhǔn)備工作
①在頂管頂進(jìn)施工前，按要求進(jìn)行施工用電，用水，通道，排水及照明等設(shè)備的安裝。施工用電采用臨時(shí)變壓器滿足頂進(jìn)設(shè)備的功率（并備有150KW的發(fā)電機(jī)組一臺(tái)）。水需從外拖運(yùn)，要修進(jìn)場簡易便車道，保證施工管材料、設(shè)備及機(jī)具進(jìn)場。還需鋪毛渣石的場平。現(xiàn)場設(shè)備擺放空間至少需長45米，寬55米的平整封閉場平區(qū)域。
②施工材料，設(shè)備及機(jī)具必須備齊，以滿足本工程的施工要求。管節(jié)等準(zhǔn)備要有足夠的余量(30～40m)。
③井上，井下建立測(cè)量控制網(wǎng)，并經(jīng)復(fù)核報(bào)驗(yàn)監(jiān)理認(rèn)可。
（3）、井下準(zhǔn)備工作及井內(nèi)布置
工作井井內(nèi)布置主要是后靠背、導(dǎo)軌、主頂油缸、油泵動(dòng)力站、鋼制扶梯等。頂管基座為鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件，頂管基座位置按管道設(shè)計(jì)軸線準(zhǔn)確進(jìn)行放樣，安裝時(shí)按照測(cè)量放樣的基線，吊入井下就位安裝固定。基座上的導(dǎo)軌按照頂管設(shè)計(jì)軸線并按實(shí)測(cè)洞門中心居中放置，并設(shè)置支撐加固，保證基座穩(wěn)定不變形。
（4）、技術(shù)交底，崗位培訓(xùn)
在頂管施工前，對(duì)參加施工的全體人員分階段進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，對(duì)各技術(shù)工種進(jìn)行崗位培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后，才能上崗。
3.6、后座墻的選擇
本工程后背墻按照施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土后背墻，為保證砼后背墻受力均勻，避免局部受壓破壞，在施工時(shí)在鋼筋砼后背墻前增設(shè)20cm厚鋼板（5*5m）作為支墊，以分散千斤頂?shù)膲毫ΑＭ瑫r(shí)頂管工作井外側(cè)采用三軸攪拌樁加固。
后背墻加固區(qū)域圖
3.6.1、后背墻的剛度要求
頂管時(shí)要求后后座墻具有充分的剛度，以避免往復(fù)回彈，消耗能量。要保證受最大頂力時(shí)不變形，或只有少量殘余變形，后座墻應(yīng)盡量采用彈性小的材料。如果后座墻彈性過大，頂進(jìn)的后從力先壓縮后座墻，直到后座墻被壓緊而不能再壓縮時(shí)頂力才向前發(fā)揮作用使管段前進(jìn)，千斤頂卸荷，后從力解除后，后座墻雖然有殘余變形但不大，甚至可以恢復(fù)到未受荷載的狀態(tài)，可是下一次頂進(jìn)時(shí)，仍要先壓縮后座墻，因而每次頂進(jìn)都要浪費(fèi)一段千斤頂行程于壓縮后座墻。用短行程千斤頂，行程 一般為200mm，而后座墻壓縮量為20～30mm，這樣就可使千斤頂行程在頂管前進(jìn)時(shí)的利用率只有70%～80%，每頂進(jìn)2m長的管節(jié)，需12～14個(gè)行程。若再考慮到傳力工具的壓縮，需要的行程數(shù)還要增加。所以，要提高頂進(jìn)效率，除采用長行程的千斤頂外，還應(yīng)設(shè)法增加后座墻的剛度。
3.6.2、后座墻的形式和類別
后座墻形式雖然多種多樣，但就其使用條件來講，基本上有以下三種：
①.覆土較薄或穿過高填方路基的頂管，無土抗力可利用時(shí)修建的人工后座墻；
②.覆土較厚時(shí)可以充分利用土抗力的天然后座墻；
③.在混凝土或鋼筋混凝土豎井內(nèi)建筑的現(xiàn)澆鋼筋混凝土后座墻。
GB50286—97規(guī)范中對(duì)裝配式后座墻作出了如下規(guī)定：
①.裝配式后座墻宜采用方木、型鋼或鋼板等組裝，組裝后的后座墻應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度；
②.后座墻土體壁面應(yīng)平整，并與管道頂進(jìn)方向垂直；
③.裝配式后座墻的底端宜在工作坑底以下（不宜小于50cm）；
④.后座墻土體壁面應(yīng)與后座墻貼緊，有間隔時(shí)應(yīng)采用砂石料填塞密實(shí)；
⑤.組裝后座墻的構(gòu)件在同層內(nèi)的規(guī)格應(yīng)一致，各層之間的接觸應(yīng)緊貼，并層層固定。
頂管工作坑及裝配式后座墻的墻面應(yīng)與管道軸線垂直，其施工允許偏差應(yīng)符合表9-3中的規(guī)定。
工作坑及裝配式后座墻的施工允許偏差（mm） 表2
3.7、泥水系統(tǒng)、水壓控制、注漿量的計(jì)算
（1）、泥水系統(tǒng)
泥漿系統(tǒng)有二個(gè)作用：送走被挖掘機(jī)的渣土和平衡地下水。泥漿系統(tǒng)是由密封的管道組成，通過機(jī)頭循環(huán)，形成泥漿混合物，由排泥管送走，最后沉淀在地面上的泥漿池內(nèi)，泥漿通過眾多的排泥泵被排出。再由進(jìn)水泵進(jìn)水送入機(jī)頭，排泥由變速的排泥泵進(jìn)行控制。機(jī)坑旁通裝置可控制進(jìn)排泥漿的速度、方向，以防止泥渣堵塞管道，淤積現(xiàn)場。當(dāng)挖粘土?xí)r，可能使普通粘土，有一定的粘合度，可以直接將泥漿排入泥漿池內(nèi)，但是當(dāng)挖沙土?xí)r，泥漿中必須添加一定的粘合劑（諸如膨潤土等）以增加泥漿粘度，以達(dá)到排渣的最終目的。夾帶泥砂的泥漿，可通過振動(dòng)篩、循環(huán)沉淀器、干燥器等，處理分離渣質(zhì)，泥漿被再用，渣質(zhì)被積累后處理。處理渣土用翻斗車，泥漿用罐車運(yùn)出場區(qū)，堆置于郊外，處理時(shí)注意不得污染路面等環(huán)境。
進(jìn)排泥水系統(tǒng)起著第二個(gè)作用：在有地下水存在的地方，掘進(jìn)機(jī)表面的壓力可以降低到小于水中的壓力。這樣避免了抽地下水的需要。進(jìn)排泥水系統(tǒng)中的壓力感應(yīng)器可測(cè)出地下水的壓力。機(jī)內(nèi)泥水循環(huán)系統(tǒng)，電磁閥，旁通裝置及載水閥可以起到調(diào)節(jié)水壓的作用。機(jī)內(nèi)電磁閥和旁通系統(tǒng)，可以阻止水壓的變化，保持水壓，在加管道時(shí)，不至于減小機(jī)頭的水壓，保證內(nèi)部壓力平衡。
（2）、注漿量的計(jì)算
本工程每1米注漿量計(jì)算如下：
V＝πDwtL＝3.14×3.27×0.015×1＝0.153m3
1）、按照地質(zhì)條件。一般壓漿量為計(jì)算的150％～200％，本工程在粉質(zhì)粘土頂進(jìn)，按照160％進(jìn)行注漿量控制。
2）、為防止路面沉陷和地上、地下構(gòu)筑物不受擾動(dòng)，頂管結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)對(duì)管體四周的縫隙充填水泥漿，使其密實(shí)堅(jiān)固，填充水泥所用設(shè)備與觸變泥漿設(shè)備相同。逐孔注漿，水泥漿液需攪拌均勻，無結(jié)塊，無雜物，注漿結(jié)束后，要及時(shí)清理注漿設(shè)備，以防堵塞。
3）、注漿壓力根據(jù)管道深度H和土的天然重度γ而定，經(jīng)驗(yàn)為2～3γH，本工程注漿壓力為0.2～0.3MPa。
4）、壓漿填充材料：在管頂間隙較小管段，采用管內(nèi)注漿，壓漿材料為水泥粉煤灰漿，配比為，水泥：粉煤灰＝1：3；在管頂間隙較大管段，采用管內(nèi)注漿和地面注漿相結(jié)合，壓漿材料為水泥粉煤灰砂漿，配比為，水泥：粉煤灰：細(xì)砂＝1：1：4。
5）、管內(nèi)注漿布孔方式：沿管線縱向每3m設(shè)一處壓漿孔。布孔方式宜采用左上方、右上方、左上方的順序。地面注漿布孔方式：沿管道上方每4～6m打孔至管頂空腔。
6）、注漿順序：每段注漿從第一孔開始，直注至下一孔出漿，依次注完。每段注漿后，靜止6～8小時(shí)后進(jìn)行第二次注漿。第二次注漿壓力不變，直至壓不進(jìn)為止。
對(duì)松散砂礫層及回填土層，頂進(jìn)中需用水泥漿液進(jìn)行土壤加固。
根據(jù)本工程特點(diǎn)，初步設(shè)計(jì)每節(jié)管都設(shè)置注漿孔，依次調(diào)整注漿孔的位置，確保每個(gè)方向都能注漿潤滑。
總注漿量應(yīng)不小于管外環(huán)形空間體積的2倍，考慮到泥漿的漏失，必須經(jīng)常性地連續(xù)補(bǔ)漿，確保泥漿套的完整。
（3）、注漿減磨要點(diǎn)：
1)、選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對(duì)膨潤土取樣測(cè)試。主要指標(biāo)為造漿率、失水量和動(dòng)塑比。
2)、在管子上預(yù)埋壓漿孔，壓漿孔的設(shè)置要有利于漿套的形成。
3)、膨潤土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時(shí)間，聽取供應(yīng)商的建議但都必須按照規(guī)范進(jìn)行，使用前必須先進(jìn)行試驗(yàn)。
4)、壓漿方式要以同步注漿為主，補(bǔ)漿為輔。在頂進(jìn)過程中，要經(jīng)常檢查各推進(jìn)段的槳液形成情況。
5)、注漿設(shè)備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的密封性能。在注漿孔中設(shè)置一個(gè)單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞注漿孔，從而影響這漿效果。
6)、注漿工藝由專人負(fù)責(zé)，質(zhì)量員定期檢查。
7)、注漿泵選擇脈動(dòng)小的螺桿泵，流量與頂進(jìn)速度相應(yīng)配。
8)、由于頂管線路長，為使全程注漿壓力不致相差過大，在中間還將每隔400m增設(shè)壓漿泵以增大壓力。
泥漿處理系統(tǒng)
3.8、操作控制系統(tǒng)
由一名受過高度訓(xùn)練的操作人員，在地面控制室外內(nèi)操作并仔細(xì)檢測(cè)著整個(gè)操作系統(tǒng)、觀察掘進(jìn)機(jī)內(nèi)的土壓、油壓、激光束位置?？刂婆_(tái)提供操作數(shù)據(jù)和控制整套系統(tǒng)的電子按鈕?？刂瓢蹇梢允侨斯た刂品较蚝蛿?shù)據(jù)記錄，或者是全自動(dòng)控計(jì)算機(jī)控制方向和記錄，其他的工作人員則負(fù)責(zé)井內(nèi)管道和頂鐵的更換以及進(jìn)行、進(jìn)排泥管和電纜的連接。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)到達(dá)接收井時(shí)，挖掘會(huì)暫時(shí)中斷，如果遇到有地下水或軟土層時(shí)，還需有洞口止水圈安裝在接收口墻上。最后，掘進(jìn)機(jī)頭從土層出來進(jìn)接收井，就完成整個(gè)管道的鋪裝。這以后，掘進(jìn)機(jī)被撤走，建造人工出口，接收井被關(guān)閉。一個(gè)工程常常有幾個(gè)掘進(jìn)段組成，這時(shí)，在工作井內(nèi)的頂進(jìn)設(shè)備變換方向，重新開始另一方的頂進(jìn)工作，這個(gè)過程每過一個(gè)工作井重復(fù)二次，最后鋪設(shè)成了整個(gè)下水道或輸送管道。
3.9、進(jìn)出洞口措施
洞口采用高壓旋噴樁加固，另在洞口處采取止水裝置。
頂進(jìn)前，為防止洞口處的水土沿工具管外壁與洞門的間隙涌入工作井，在工作井內(nèi)洞口處安裝一道止水裝置。在頂進(jìn)施工過程中又可防止減摩漿從此處流失，保證泥漿套的完整，以達(dá)到減小頂進(jìn)阻力的效果。
3.10、長距離頂管通風(fēng)機(jī)管線布置
通風(fēng)是不容忽視的問題。在頂進(jìn)超過40m以上時(shí)，操作人員在管子內(nèi)要消耗大量的氧氣，而管內(nèi)會(huì)出現(xiàn)缺氧，還有一些有害氣體夾雜其間。為了操作人員健康及安全，必須靠通風(fēng)設(shè)施來解決。我們采用鼓風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)機(jī)相結(jié)合的方式來解決這一問題，將鼓風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)機(jī)安裝在工作坑的上方，以塑料管通入管道內(nèi)。
在管子內(nèi)有電纜，照明電線，水管，輸油管，通風(fēng)管等各種管線，一般均懸掛在管子頂壁及側(cè)壁上，為保證施工有條不紊，預(yù)先在管子內(nèi)壁上設(shè)置固定裝置。做這些管線時(shí)，一定要作好接頭，彎頭的處理，并經(jīng)常檢查。管內(nèi)采用12V低壓照明。
3.11、頂管施工過程中應(yīng)注意的問題
（1）、當(dāng)掘進(jìn)機(jī)停止工作時(shí)，一定要防止泥水從土層或洞口及其 它地方流失。不然，挖掘面就會(huì)失穩(wěn)，尤其是在進(jìn)洞這一段時(shí) 間內(nèi)更應(yīng)防止洞口止水圈漏水。
（2）、在掘進(jìn)過程中，應(yīng)注意觀察地下水壓力、泥水倉水壓力的變化，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施和對(duì)策，只有這樣才能保持挖掘 面的平衡穩(wěn)定。
（3）、在頂進(jìn)過程中，隨時(shí)要注意挖掘面是否穩(wěn)定，要不時(shí)檢查泥水的濃度和相對(duì)密度是否正常，還要注意進(jìn)排泥泵的流量及壓力是否正常。應(yīng)防止排泥泵的排量過小而造成排泥管的淤泥 和堵塞現(xiàn)象。
（4）、壓漿孔的處理，頂管頂進(jìn)完成后，對(duì)管節(jié)上的壓漿孔進(jìn)行封堵措施。
3.12、頂管施工測(cè)量和方向控制
3.12.1、測(cè)量及控制指標(biāo)
為了保證頂進(jìn)軸線控制在設(shè)計(jì)軸線允許偏差范圍內(nèi)，在頂進(jìn)過程中要密切注意激光點(diǎn)的偏向。軸線測(cè)量的控制系統(tǒng)設(shè)在工作井內(nèi)液壓主頂裝置中間。施工中需經(jīng)常對(duì)控制臺(tái)進(jìn)行復(fù)測(cè)，以保證測(cè)量精度，控制臺(tái)基礎(chǔ)應(yīng)用混凝土澆筑在沉井底板上。按獨(dú)立坐標(biāo)系放樣后用測(cè)量控制臺(tái)使它精確地移動(dòng)至頂管軸線上，用它正確指揮頂管的施工方向。
3.12.2、施工頂管測(cè)量和方向控制
在后頂觀察臺(tái)架設(shè)J2型激光經(jīng)儀一臺(tái)，通過后視測(cè)機(jī)頭的光靶及后標(biāo)點(diǎn)的水平角和豎直角各一測(cè)回，編排程序計(jì)算頂管的頭部及尾部的平面及高程，測(cè)量與方向控制要點(diǎn)如下：①、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(cè)制度，堅(jiān)持三級(jí)復(fù)測(cè)：施工組測(cè)量員→項(xiàng)目管理部→監(jiān)理工程師，確保測(cè)量萬無一失。②、布設(shè)在工作井后方的儀座必須避免頂進(jìn)時(shí)移位和變形，必須定時(shí)復(fù)測(cè)并及時(shí)調(diào)整。③、頂進(jìn)糾偏必須勤測(cè)量、多微調(diào)，糾偏角度保持在10’～20’不得大于0.5°。并設(shè)置偏差警戒線。④、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。⑤、開始頂進(jìn)前必須制定坡度計(jì)劃，對(duì)每一米、每節(jié)管的位置、標(biāo)高需事先計(jì)算，確保頂進(jìn)時(shí)正確，以最終符合設(shè)計(jì)坡度要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為原則。
頂管施工過程測(cè)量，采用激光導(dǎo)向控制系統(tǒng)，測(cè)量儀器位于頂進(jìn)后方，在主頂設(shè)備后方底板砼上，預(yù)埋鋼板，做托架，調(diào)整到所需的標(biāo)高及管線軸線方向后，對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)機(jī)內(nèi)定位光靶上，并使其在監(jiān)控顯示屏上反映出來。操作人員根據(jù)投影影像判斷頂進(jìn)偏差情況。頂進(jìn)剛進(jìn)入土層時(shí)，每頂進(jìn)0.3m測(cè)量一次，頂進(jìn)3—4節(jié)后，正常頂進(jìn)，每頂進(jìn)1m測(cè)量一次，在進(jìn)入接收井前30m范圍增加測(cè)量頻率，每頂進(jìn)0.3m測(cè)量一次。
3.13、施工常見風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)急措施
3.13.1工程風(fēng)險(xiǎn)分析：
1、支撐變形較大或失穩(wěn)
2、地面沉降、隆起
3、地質(zhì)發(fā)生很大的變化，突然間變硬或變軟
4、在頂管施工過程中，如果出現(xiàn)異常的偏差或糾偏失效
5、頂進(jìn)管道滲水
6、注漿措施
3.13.2應(yīng)急措施：
1、支撐變形較大或失穩(wěn)
現(xiàn)場備足鋼支撐、型鋼、水泥及砂石料，并確保挖掘機(jī)、點(diǎn)焊接、攪拌機(jī)、噴漿機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，放置在不影響施工的地方。
對(duì)支撐除按規(guī)定頻率進(jìn)行檢測(cè)外，暴雨后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)支撐端頭的檢查，若有脫落或移位的跡象應(yīng)及時(shí)整改。加強(qiáng)司機(jī)安全教育嚴(yán)防挖掘機(jī)和其他工程機(jī)械碰撞鋼支撐，造成鋼支撐脫落。
支撐失穩(wěn)或脫落后，在設(shè)計(jì)位置的左右及下方及時(shí)架設(shè)臨時(shí)支撐，然后再恢復(fù)設(shè)計(jì)位置的支撐。
2、地面沉降、隆起
在頂管通過路面設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)沉降超過警戒值應(yīng)立即停止作業(yè)，必須找出原因，及時(shí)調(diào)整方案并采取相應(yīng)措施后才可繼續(xù)施工。如沉降發(fā)生得到控制，則按調(diào)整方案繼續(xù)施工。
如沉降發(fā)生不能得到控制，應(yīng)停止頂管作業(yè)，馬上進(jìn)行換漿工作，保證地面的穩(wěn)定，確保路面的安全。
在頂管的施工過程中做好換漿工作，在一段管道頂進(jìn)完成后，及時(shí)換漿，一般以3天為一個(gè)周期，將水泥漿從注漿高于膨潤土注漿的壓力注入，把頂管前面的第一節(jié)的注漿孔打開，使膨潤土泥漿流出，直到有水泥砂漿壓出時(shí)，再把注漿孔塞上，換漿后管的周圍有充分的水泥漿，經(jīng)過一段時(shí)間后，水泥漿溶入粉砂土中，最終改變了土質(zhì)和管壁合成一體，可充分保證塌陷問題的產(chǎn)生。在頂通前應(yīng)做好出洞前的準(zhǔn)備工作，在機(jī)頭出洞后及時(shí)將機(jī)頭和連接的管道分離，機(jī)頭及時(shí)吊出井外，在第一時(shí)間抓緊處理井內(nèi)泥漿和進(jìn)行洞口封門，保證洞內(nèi)土體和水量不流失，保證管道沉降得到控制。 根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整減阻泥漿注漿量，減少管節(jié)背土現(xiàn)象，控制地面沉降。
3、地質(zhì)發(fā)生很大的變化，突然間變硬或變軟。
可以通過刀盤的扭矩來判斷，如果突然變硬了，則像水倉加入水或泥漿，掘進(jìn)機(jī)上設(shè)有加漿孔，其目的就是用來加泥的。
4、在頂管施工過程中，如果出現(xiàn)異常的偏差或糾偏失效的質(zhì)量措施
必須在允許偏差標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)就停下來，分析原因，找出對(duì)策再繼續(xù)頂進(jìn)，切不可盲目行動(dòng)。操作人員必須嚴(yán)格遵守這樣一條規(guī)定：無論何種情況，超過允許偏差一律停下來，并且如實(shí)匯報(bào)情況，以便分析原因，找準(zhǔn)對(duì)策。
5、頂進(jìn)管道滲水
安全預(yù)防措施： 頂進(jìn)過程中地層受力變化、頂進(jìn)機(jī)頭突然出現(xiàn)栽頭后進(jìn)行糾偏造成管口接口錯(cuò)口位置設(shè)專人監(jiān)視；若發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)滲漏，應(yīng)及時(shí)處理。應(yīng)急措施：當(dāng)漏水量較小時(shí)，采用在漏水處附近鉆孔，向管外注入聚氨酯，利用聚氨酯遇水固化的化學(xué)特點(diǎn)，進(jìn)行止水；當(dāng)漏水較大時(shí)，采用高效速凝水泥臨時(shí)封堵部分漏洞，并加設(shè)引流管，控制漏水盡量少?zèng)_刷高效速凝水泥封口，待速凝水泥達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí)，在漏點(diǎn)附近鉆孔注入速凝液漿進(jìn)行堵漏。
6、注漿措施
布孔原則：注漿孔眼的位置及數(shù)量，則需根據(jù)不同地質(zhì)情況進(jìn)行合理安設(shè)。打孔的方法可視施工條件采用機(jī)械（鉆巖機(jī)）方法。灌漿孔眼的小則需根據(jù)灌漿嘴或灌漿鋼管大小確定，一般鉆孔孔徑要比灌漿嘴或灌漿管1～2mm.
灌漿是整個(gè)化學(xué)灌漿的中心環(huán)節(jié)，須待一切準(zhǔn)備工作完成后再進(jìn)行，灌漿前必須有組織地進(jìn)行分工，固定崗位，尤其需要有專職熟練人員進(jìn)行操作，其操作程序如下：灌漿前應(yīng)對(duì)整個(gè)灌漿系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，在灌漿機(jī)具運(yùn)轉(zhuǎn)正常，管路暢通情況下，方可進(jìn)行灌漿。對(duì)于垂直裂縫一般自下而上灌漿，水平裂縫（橫向縫）由一端向另一端或從兩端向中間進(jìn)行灌漿，對(duì)集中漏水應(yīng)先對(duì)漏水量的孔洞進(jìn)行灌漿，在有條件的情況下，橫縫也可以幾個(gè)嘴同時(shí)灌漿。將灌漿系統(tǒng)和灌漿嘴牢固聯(lián)結(jié)，打開排水閥門，使水從排水閥門中流出。開放灌漿系統(tǒng)的全部閥門并起動(dòng)壓力泵，待漿液從排水閥門中流出后，即關(guān)閉排水閥門，繼續(xù)加壓進(jìn)行正常灌漿。
3.14、頂管施工具體過程
1、洞口破除
頂進(jìn)基坑：頂管導(dǎo)軌及機(jī)頭安裝就位后，用風(fēng)鎬對(duì)預(yù)留洞口進(jìn)行破除，破除后的洞口應(yīng)為圓形，圓心與管道中心保持一致，洞口直徑大于管道外徑10cm。預(yù)留洞口破除到位后，頂進(jìn)。
2、開機(jī)頭：
用吊車（260噸）將現(xiàn)場的管道吊入基坑內(nèi)，當(dāng)機(jī)頭就位后，首先接通機(jī)頭刀盤旋轉(zhuǎn)電源，開動(dòng)刀盤使其向左或向右旋轉(zhuǎn)，再接通進(jìn)泥泵和排泥泵電源，泥漿由進(jìn)泥管進(jìn)到泥水平衡倉，充滿泥水平衡倉，由出泥管回到泥漿池，形成循環(huán)泥漿管路。再接通機(jī)頭刀盤頂進(jìn)電源，使刀盤主軸向前行進(jìn)，同時(shí)開動(dòng)基坑內(nèi)頂鎬，推動(dòng)機(jī)頭向前行進(jìn)，當(dāng)頂進(jìn)1節(jié)管的長度后，關(guān)閉機(jī)頭進(jìn)泥閥門和出泥閥門，并使用排泥泵將管路中的泥漿抽空，若已頂進(jìn)3節(jié)管后，應(yīng)在頂進(jìn)時(shí)注入觸變泥漿。卸掉基坑內(nèi)各種接頭軟管和電纜管路，使主頂鎬回縮，移走頂鐵，用吊車將混凝土管下到位，重新快速連接各種接頭軟管和電纜管路，使頂管就位，重復(fù)以上操作步驟循環(huán)頂進(jìn)。在頂進(jìn)過程中預(yù)先在確定的管道點(diǎn)位向管壁外側(cè)同步注入泥漿，以減少側(cè)壁頂進(jìn)時(shí)的阻力，并支撐周圍的土層。
3、頂管頂進(jìn)：
3.1頂管機(jī)頭安裝到軌道上，復(fù)核管道中心與頂管機(jī)頭后，頂管機(jī)頭頂進(jìn)，頂進(jìn)機(jī)頭在沒有全部進(jìn)入洞時(shí)，在機(jī)頭中心、高程偏差不大于±20mm，不考慮糾偏，如中心、高程偏差大于±20mm，及時(shí)確定糾偏方案，糾偏高程時(shí)，軌道上管要加配重，糾偏中心時(shí)，軌道管兩側(cè)要加支撐。
3.2每節(jié)頂管吊至坑內(nèi)導(dǎo)軌上，測(cè)量管道中心線及前后端管底高程，檢查合格后，頂進(jìn)至前一節(jié)管后端，并與之連接。在安裝頂管時(shí)，頂管接口膠圈施工，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求實(shí)施。
3.3試頂：本次施工主頂設(shè)備均選用1.0m沖程的油缸，前端有環(huán)形頂鐵連接。在頂管頂進(jìn)一段距離后，要加設(shè)弧形活動(dòng)頂鐵，做一次頂進(jìn)再下后一節(jié)管時(shí)，可將其吊移。在正式頂進(jìn)前，對(duì)所有機(jī)器、電路、油路及其它設(shè)備進(jìn)行最后一次測(cè)試。無誤后即開始頂進(jìn)。
3.4洞口封閉安裝后，先不轉(zhuǎn)刀盤將機(jī)頭緩慢平推入洞內(nèi)。頂進(jìn)時(shí)進(jìn)泥流量控制在0.4-0.6m3／min。此時(shí)泥水分兩部分流出，一部分由機(jī)頭外流出井，另一部分由機(jī)頭出泥管排出。
3.5初始頂進(jìn)的速度控制主要是機(jī)頭吃土，機(jī)頭克服刀盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩，靠的是機(jī)頭重量產(chǎn)生的與軌道的摩擦力，如果盤刀吃土太深扭矩大，機(jī)頭會(huì)旋轉(zhuǎn)，所以頂進(jìn)速度不要太快，第一節(jié)管進(jìn)洞階段，刀盤速度控制在10-20mm／min，此階段重點(diǎn)是找正管子中心、高程，偏差控制在±5mm之內(nèi)；進(jìn)泥流量控制在0.6-0.8m3／min，泥漿由頂管機(jī)出泥管排入砂水分離設(shè)備。 機(jī)頭全部入土后，高程、中心偏差大于±10mm要糾偏，此時(shí)糾偏用機(jī)頭糾偏設(shè)備。初始頂進(jìn)最終把中心控制在5mm以內(nèi)，高程控制在+10mm以內(nèi)，為后面的掘進(jìn)打下好基礎(chǔ)。
3.6當(dāng)主頂油缸頂進(jìn)一段距離后，掘進(jìn)機(jī)機(jī)頭進(jìn)入止水圈接觸到坑外側(cè)土體，機(jī)頭刀片開始工作，掘進(jìn)出的土體在切削刀盤內(nèi)粉碎，進(jìn)入泥漿艙，在那里與泥漿混合，泥漿通過排泥管輸送到地面上。掘進(jìn)機(jī)完全進(jìn)入土層后，電纜及泥漿管拆除，下第一節(jié)頂管，將其推到掘進(jìn)機(jī)尾套處與掘進(jìn)機(jī)頭連接，頂進(jìn)，每節(jié)頂管頂進(jìn)均安裝前一節(jié)頂管后連接進(jìn)行頂進(jìn)。 頂管施工中，為了使挖掘面保持穩(wěn)定，必須在泥水艙中充滿一定壓力和相對(duì)密度在1.2左右的泥水，泥水在挖掘面上形成一層不透水的泥膜，它可以阻止泥水向挖掘面里面滲透。同時(shí)，泥水本身具有一定壓力，可以用來平衡地下水壓力和土壓力。開挖面的泥水平衡是使泥水艙內(nèi)保持一定壓力，使其與地下水壓力相平衡。泥水壓力過大，地面隆起；泥水壓力過小，地面沉陷。因此每段頂管施工前根據(jù)此段穿越土層及地下水位情況設(shè)定泥水艙基準(zhǔn)面泥漿壓力。 當(dāng)偏差流量為正值時(shí)，頂管機(jī)處于“超挖”狀態(tài)，偏差流量為負(fù)值時(shí)，頂管機(jī)處于“溢水”狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)掘削量過大時(shí)，應(yīng)立即檢查泥水密度、粘度和切口水壓，查明原因后應(yīng)及時(shí)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，確保開挖面穩(wěn)定。
3.7當(dāng)掘進(jìn)機(jī)或前面幾節(jié)工作管進(jìn)入土體后，在安裝下一節(jié)管子時(shí)，主頂油缸回縮，此時(shí)由于主動(dòng)土壓力的作用，常會(huì)造成掘進(jìn)機(jī)和管子的后退，前端土體也隨之滑裂，推進(jìn)方向出現(xiàn)偏差。
3.8頂進(jìn)機(jī)頭入土后，機(jī)頭后方連續(xù)放置注漿管，頂進(jìn)時(shí)不斷注漿充填水泥漿使?jié){液在管外壁形成比較完整的漿套.
3.15頂管過312國道和婁江河施工措施
1、頂進(jìn)過程中，及時(shí)注入觸變泥漿，以保證土體穩(wěn)定和機(jī)頭正面壓力。
2、 頂進(jìn)速度應(yīng)適中。過快，產(chǎn)生偏差后不易糾正；過慢，易出現(xiàn)坍塌。
3、 頂進(jìn)一旦開始，應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。如遇下列情況時(shí)，應(yīng)暫停頂進(jìn)，并應(yīng)及時(shí)處理：a.頂管掘進(jìn)機(jī)前方遇到障礙；b.后背墻變形嚴(yán)重；c.頂鐵發(fā)生扭曲現(xiàn)象；d.管位偏差過大且校正無效；e.頂進(jìn)力超過管端的允許頂力；f.油泵、油路發(fā)生異?，F(xiàn)象；g.接縫中漏泥漿。
4、頂管掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入土層過程中，每頂進(jìn)300mm，測(cè)量不應(yīng)少于一次；管道進(jìn)入土層后正常頂進(jìn)時(shí)，每頂進(jìn)l 000mm，測(cè)量不應(yīng)少于一次，糾偏時(shí)應(yīng)增加測(cè)量次數(shù)。頂進(jìn)糾偏必須勤測(cè)量、多微調(diào)，糾偏角度應(yīng)保持在10′~20′，不得大于0.50，并設(shè)置偏差警戒線。
5、 頂管掘進(jìn)機(jī)開始頂進(jìn)5~10m的范圍內(nèi)，允許偏差應(yīng)為：軸線位置3mm，高程0~13 mm。當(dāng)超過允許偏差時(shí)，應(yīng)采取措施糾正。在軟土層中頂進(jìn)混凝土管時(shí)，為防止管節(jié)飄移，可將前3~5節(jié)管與頂管掘進(jìn)機(jī)聯(lián)成一體。
6、頂管掘進(jìn)機(jī)切入土體后，應(yīng)嚴(yán)格控制其水平偏差不大于5mm，其高程應(yīng)為設(shè)定標(biāo)高加上拋高數(shù)，其數(shù)值可根據(jù)土質(zhì)情況、管徑大小、頂管掘進(jìn)機(jī)的自重以及頂進(jìn)坡度等因素確定，以抵消機(jī)頭到達(dá)接收坑后的“磕頭”而引起的誤差。當(dāng)出現(xiàn)“磕頭”現(xiàn)象時(shí)應(yīng)迅速調(diào)整，必要時(shí)應(yīng)拉回后重新頂進(jìn)，但必須抓緊時(shí)間迅速完成，以減少對(duì)正面土體的擾動(dòng)。
7、嚴(yán)格控制進(jìn)水量和泥漿出水量，保持壓力平衡。
8、頂管出洞時(shí)要防止泥漿泄露，加強(qiáng)補(bǔ)漿措施。必要時(shí)采取封門措施。 8、采取泥漿置換措施：頂管施工結(jié)束后，采用水泥漿置換頂進(jìn)時(shí)注入的觸變泥漿。
9、管內(nèi)鋼管敷設(shè)時(shí)，鋼管每道焊縫必須經(jīng)過拍片檢測(cè)，達(dá)到II級(jí)片以上才可以施工，