泥水平衡頂管施工工法—(國家優(yōu)秀獎)VIP

.泥水平衡頂管施工工法泥水平衡頂管施工工法是機械化頂管施工的主要方法之一，屬于機械化、長距離頂進施工技術，該工法在我國沿海富水地區(qū)近年來逐步得到推廣應用，而在貧水的西北地區(qū)，此項技術應用尚屬空白，本工法對施工技術管理有較高的要求，主要體現(xiàn)在對頂管設備操作的嚴謹性、對施工工藝參數(shù)計算和選擇的準確性和合理性等。為了規(guī)范施工管理，提高施工技術水平，促進本地區(qū)非開挖管道機械化施工技術的應用和發(fā)展，在分析西北地區(qū)土質、總結成功施工經(jīng)驗的基礎上，將泥水平衡頂管施工工法予以推廣應用。一、工法特點泥水平衡頂管施工工法采用機械掘進技術，其特征為：刀盤將切削的土壤送入泥水倉，然后由送水泵將具有一定濃度的泥水送至挖掘面，通過刀盤充分攪拌后由排泥泵經(jīng)排泥管道將泥水送至地面泥漿池，經(jīng)沉淀或分離后泥水可重復利用，殘渣外運；掘進過程通過刀盤以及頂速平衡正面土壓力，調(diào)節(jié)循環(huán)水壓力用以平衡地下水壓力；采用流體輸送切削入泥倉的土體，頂進過程中不間斷，施工速度快；無需土質改良或降水處理，施工后地表沉降小。通常泥水平衡頂管的主要設備有：掘進機、主頂設備、測量設備、井內(nèi)旁通、控制系統(tǒng)等；輔助設備包括：泥水處理設備、注漿設備、中繼間等。泥水平衡頂管工法示意圖二、適用范圍泥水平衡頂管施工工法適用于各種粘土、粉土、砂土和滲透系數(shù)較大的砂卵石，也適應強風化巖等惡劣地質條件下的室外給水、排水、電力及其它適用于頂管施工的管道工程。泥水平衡頂管一般適用于管徑D4002400mm的管道施工，由于泥水平衡頂管頂距長、不需降水、能很好控制地面隆沉、施工安全等特點，并可適用于各類復雜地質條件，因此像穿越重要公路、鐵路、建筑物等特殊工程地段、穿越砂層、淤泥質土等特殊地質構造地段應用泥水平衡頂管施工工法，可達到良好的效果。三、工藝原理泥水平衡頂管施工技術是利用泥水壓力來平衡土壓力和地下水壓力的一種頂管施工方法。其基本原理是由送水泵將具有一定濃度的泥水送至挖掘面，再經(jīng)井內(nèi)旁通壓力調(diào)整閥及調(diào)整排泥泵轉速來調(diào)整進水壓力大小，使其平衡地下水壓及挖掘面土壓力，盡量使掘進機刀盤在平衡壓力下工作，從而可防止由于挖掘面的失穩(wěn)，造成地面沉降和隆起。四、工藝流程及操作要點一）、基本工藝流程工程開始測量放樣不合格放樣復核基坑構筑 工作坑設備安裝 地面設備安裝 進洞準備 注漿材料準備機頭出洞加中繼間注漿減摩頂進推進結束機頭入洞水平頂進下管、接口安裝二）、操作要點1施工準備泥水平衡頂管施工前應編制詳細的施工組織設計，其中施工方案應包括以下內(nèi)容：（1）施工依據(jù)、內(nèi)容、范圍施工方案應依據(jù)經(jīng)過批準的工程文件，按照經(jīng)過批準的地堪資料進行工藝設計；施工方案應明確施工內(nèi)容和范圍并繪制施工現(xiàn)場平面布置圖。（2）頂管設備選擇泥水平衡頂管機有多種類型，應根據(jù)不同的地質條件選擇適用的機型，以達到良好的頂進效果。我公司與揚州廣鑫機械設備有限公司合作開發(fā)的NPD-B多邊形偏心破碎泥水平衡頂管機可適用于西北地區(qū)復雜地質條件，是一種全土質頂管機。NPD-B型泥水平衡頂管機可用于用通常意義上的泥水平衡，也可用于全巖石頂管機。NPD-B泥水平衡頂管機的關鍵是如何保住泥水倉內(nèi)的泥水不讓其流失。為此該設備采取三個保水措施：第一、在刀盤上加兩塊面板，減小刀盤的開口率，隔斷大部份泥水流失的通道以保水；第二、在面板上設計注漿孔，向挖掘面上注入粘土泥漿，讓泥土倉內(nèi)的把透水性好的粗砂變成不透水性的泥沙以保水；第三、施工過程中把進水泥水的比重設定在1.151.20之間，漏斗粘度在4555秒之間（到施工時視情況經(jīng)試驗確定一個最佳值），讓它形成較結實的泥膜以保水。NPD-B偏心破碎泥水平衡頂管機構造圖改進設計的NPD-B型泥水平衡頂管機仍然可用于粘土等其他土質。采用泥水平衡頂管施工的進度快、頂進阻力也小。這種頂管機的刀盤是由一組十字形刀排和安裝在刀排后的多邊形錐體組成。泥土倉則是由一個多邊形喇叭狀的殼體和刀排后的多邊形錐體組成。兩個多邊形的邊數(shù)是不等的，且多邊形錐體與主軸之間有一固定的偏心量。多邊形錐體的后部安裝有一塊隔柵板和刮泥板，它們都在泥水倉中隨刀盤一起轉動。只有當破碎后的泥土、石塊小于隔柵板柵孔的間隙時才能進入泥水倉，爾后通過排泥管被排出。如果泥水倉內(nèi)粘聚或沉積有土砂時，就會被刮泥板刮起，通過排泥管排出。每當?shù)侗P作偏心轉動時，它就對泥土、石塊形成第一次壓碎。由于多邊形刀盤的每一個邊與多邊形泥土倉殼體的每一個邊所構成的空間，在刀盤作偏心旋轉的過程中，一會兒不斷地增大，一會兒變小，這就對泥土、石塊形成第二次更為功能更強大的破碎。 當多邊形刀盤的每一個邊與多邊形泥土倉殼體的每一個邊所構成的空間在由小變大的一瞬間，即使是粘土，也會拽成一定的縫隙，泥水可通過這些縫隙送達到挖掘面上。加之我們在多邊形泥土倉殼體上設有數(shù)個高壓水噴嘴，一旦送入高壓水就會對粘土進行切割、粉碎。因此，多邊形偏心破碎泥水平衡頂管機能適用一般泥水平衡頂管機不能適用的內(nèi)聚力很大的固結性粘土。（3）施工工藝施工工藝主要包括：頂管區(qū)間段長度的確定，是否使用中繼間以及中繼間的數(shù)量和布置；初始頂進的方案及措施；測量及糾偏的方法；長距離頂進減阻的方案及措施；泥水的運輸方案。（4）施工工藝參數(shù)的計算工藝參數(shù)計算主要包括：頂力的計算、后背承載力的計算、土壓力和泥水壓力控制值計算、泥水的稠度控制計算、注漿系統(tǒng)的相關計算等。（5）頂管工作井的設計和施工方法工作井的設計和施工方法主要包括以下內(nèi)容：工作井的位置及斷面形式的選擇；工作井的尺寸；工作井的開挖及支撐方法；后背結構的設計及安裝方法；洞口密封的設計；工作平臺的支搭方法；工作井的降水措施等。（6）設備安裝調(diào)試的技術措施施工設備的安裝、調(diào)試的技術措施主要包括：施工設備的安裝位置、安裝精度和牢固要求、安裝順序、調(diào)試方法和要求等。（7）施工過程控制的技術措施施工過程控制的技術措施主要包括以下內(nèi)容：工作井內(nèi)管子的吊運的安裝、泥水處理、測量等作業(yè)的空間布置以及及平行或交叉作業(yè)的安排等；頂管入洞及出洞措施；施工過程中操作室與掘進機頭、中繼間的聯(lián)絡方式等。（8）質量安全技術措施質量及安全技術措施主要包括：控制頂進軸線、高程誤差及其他質量因素的措施；頂進操作及設備維護的技術與安全措施；控制地面隆起、沉降的措施；穿越重要構筑物的技術與安全措施。（9）應對突發(fā)事件的預案進行施工過程中技術、質量、安全的風險分析，制訂處理風險事件的應急措施。（10）頂管施工記錄記錄包括頂進過程中的頂進長度、頂力數(shù)值或油泵壓力表數(shù)值、管位偏差及其校正情況、機械運轉情況、中繼間使用情況、土質水位變化及出現(xiàn)的問題等。2工作井（1）工作井位置的選擇應根據(jù)管道設計、地形、地層結構、施工環(huán)境條件等因素選定。（2）工作井的開挖深度應滿足頂進設備軌道高程及基礎厚度的要求。（3）工作井的結構及支撐應根據(jù)開挖斷面、挖深、土質條件、地下水狀況及總頂力等進行施工設計。（4）工作井前壁上應預留頂管入土洞口，洞口中心應與管道中心重合，洞口直徑宜大于頂管機刀盤直徑25cm。（5）工作井應采用鋼筋混凝土護壁，工作井內(nèi)應設有集水坑。（6）根據(jù)施工設計搭建用于吊運和防護的工作平臺，工作井上的平臺孔口的尺寸滿足管子及棄土吊運空間所需。依據(jù)管重及其他附加荷載計算選用工作平臺承重主梁。依據(jù)起吊設備能力及起吊物重量核算起重架。垂直運輸設備必須按施工中最大起吊重量選型，且符合起重設備使用的有關規(guī)定。起重設備設專人檢驗、安裝，并遵守安全操作規(guī)程。（7）工作井應設防雨棚，有良好的施工照明條件。（8）頂管完成任務后，應及時拆除、清理工作井，并進行井室等施工作業(yè)，經(jīng)檢驗合格后及時回填。3設備安裝及試運行設備安裝前，根據(jù)設備的操作要求及施工方便的原則確定各設備的安裝位置、各種管線和電纜的鋪設位置及走向等。對設備的吊運、安裝順序進行計劃和安排。（1）設備的安裝主頂設備底盤的安裝應支撐牢固，防止產(chǎn)生受力變形或位移。底盤的調(diào)整的定位宜在將頂管機吊運至底盤導軌上后進行。主頂設備液壓系統(tǒng)宜設置在主頂設備附近以便于操作，液壓軟管接頭連接清潔無污染。吊運完成后，調(diào)整底盤及頂管機機頭的位置、高程、中線、仰俯角、旋轉角等。工作井總電源閘箱及用電設備必須執(zhí)行三相五線制，且安裝漏電保護裝置，工作坑及管內(nèi)使用36V以下的照明設備；總電源的匹配大于頂管施工過程中需同時運行的全部設備功耗之和；長距離頂管時須考慮電纜的電壓降。頂管機頭內(nèi)應設有應急照明電源，頂管機機頭、工作坑及地面設備之間設置通訊聯(lián)絡設備。工作井內(nèi)測量儀器的基座不能固定在主頂裝置底盤、工作井后背或其他可能在頂進受力時產(chǎn)生變形或位移的基礎上，應安裝在獨立的固定基座上，以減少重復移動和調(diào)整次數(shù)；宜使用激光經(jīng)緯儀或激光指向儀與安裝在頂管機內(nèi)的激光目標靶共同組成方位誤差測量系統(tǒng)，對頂進的高程的軸線誤差進行全過程的監(jiān)控。泥水分離系統(tǒng)及注漿系統(tǒng)應安裝在地面上適當?shù)奈恢?，符合便投料和排放所需落差的工藝要求。頂進時應根據(jù)所頂管道的管徑確定安裝通風設備的位置的長度。通風設備結合管內(nèi)的工作環(huán)境條件選定，保證管內(nèi)有足夠的氧氣。（2）設備試運行設備試運行之前，應對設備的安裝，各種管線、電纜的連接進行檢查，確認安裝和連接無誤后方可接通電源。設備的試運行應遵照設備說明書進行。通過試運轉查找和消除設備可能存在的所有問題，確認其處于完好狀態(tài)。主要包括以下內(nèi)容：不加載的情況下，電源電路開關的接通、切斷工況試驗的檢查。液壓系統(tǒng)控制閥件的動作靈敏、正確，特別注意有無控制電路反接的現(xiàn)象、操作臺顯示動作與實際動作是否一致。設備潤滑和密封系統(tǒng)供油正常，油路暢通，供油壓力可在設定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。刀盤正反旋轉動作正確，無異常響聲。糾偏千斤頂?shù)纳炜s動作正常，編組動作與操作臺顯示一致。試查完畢將千斤頂回縮到工作零位。頂進千斤頂伸縮動作正常，試查完畢將千斤頂回縮到工作零位。泥水處理系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)輸送泵的試運轉符合設備說明書的規(guī)定。對注漿管路進行加壓試驗和檢查，保證管路暢通、無泄漏。其調(diào)試順序為：將操作臺輸出電纜分別與對應的接口接好以后，逐步送電，觀察各儀表電壓值是否正常；然后依次送電檢查各設備運行狀態(tài)，送水泵、排泥泵、抽水泵以及攪拌筒電機旋轉方向，排泥泵的調(diào)速系統(tǒng)是否正常，若旋轉方向相反則調(diào)換該電機兩相電源線，若發(fā)生異常聲音或氣味，立刻停電檢查故障原因，盡快排除；注漿泵一般采用螺桿泵，不能在無漿液下運行，在調(diào)試或運行之前先用管鉗扭動轉軸，待靈活以后可加水運轉，看泵的旋轉方向與出口壓力；將掘進機各電纜接好，開啟操作按鈕、動力按鈕，并使后方動力站運行（運行前檢查油箱內(nèi)油量是否充足，有無污染）；調(diào)速旋鈕撥至10位,千斤頂切換成伸出，逐漸將調(diào)速器撥至0位使全速運行，全部伸出以后再退回，反復操作1-2次進行排氣；關閉后方動力站，打開機內(nèi)動力站，刀盤運行，TV開，看刀盤旋轉方向是否正確，轉矩儀是否正常，將轉矩儀設定于0位，看報警系統(tǒng)是否正常，傾斜儀指示情況，開、關旁通閥和止水閥，動作是否靈活，操作糾偏控制旋鈕，觀察糾偏指針在光靶上移動的情況，能否達到最大位置；關閉機內(nèi)動力站，待機10-15分鐘，觀察掘進機破碎錐體內(nèi)有無油滴滴下 ，若有少量滲出無滴下，可視為合格，停止刀盤運轉，TV及動力回路操作回路；拆除掘進機電纜線，可以吊裝掘進機于導軌之上，準備頂進。4頂進設備安裝、調(diào)試和試運行正常后開始正式頂進。（1） 初始頂進我們把從破洞一直到第三節(jié)砼管全部推進入土中的全過程稱之為初始頂進。在頂管施工中，初始頂進是一個至關重要的階段，它的成敗將取決于整個頂管過程的成敗。我們把初始頂進分為以下幾步：第一步是破洞。在破洞之前，洞口必須要有防止土體或砂層塌方的措施。在土質均勻的黃土中頂進時，一般洞口采用磚砌封門；但是在砂土中，比較有效的是采取深層攪拌樁和高壓旋噴兩種方法，但是筆者推薦采用高壓旋噴來對頂管井洞口外土體進行加固。因為一般頂管施工都在比較狹小的場地，深層攪拌樁的施工設備龐大，占地大，樁機高度很高，在市區(qū)很容易受高壓線等的制約，另外相比于高壓旋噴造價高，所以不推薦使用。高壓旋噴樁機小，加固土體效果理想，加固頂管井洞口外土體時可以采用純水泥漿，也可以摻加適量的粉煤灰，主要根據(jù)工期和經(jīng)濟性選擇。我們在工程工作井洞口外側采用水灰比為1：1的水泥漿，添加2%氯化鈣，正常氣溫養(yǎng)護期710天，因為養(yǎng)護期過長高壓旋噴處理過的土體強度大，機具穿過困難；而在接收井洞口處理時則摻加了30的粉煤灰，養(yǎng)護期28天。實踐證明，其固砂效果非常好，而且不影響頂進；同時高壓旋噴還可用于對工作坑坑壁的預支護，也取得了令人滿意的效果。第二步是讓頂管機入土。當封門破除后，可把頂管機刀盤開動，用主頂油缸徐徐把頂管機推入土中。這一過程中應注意防止刀盤嵌入砂土中不轉而頂管機殼體旋轉，我們采取了控制頂進速度和在頂管機左右兩側加設角撐的辦法來防止其旋轉。第三步是將機頭后方的兩根砼管與機頭管連接，形成一個整體，用來控制頂進段的高程和中線。至此，初始推進工作完成，此時應停下來進行一次全面的測量，并把測量數(shù)據(jù)繪成曲線，便于分析。同時，在初始頂進中還需注意，應在初始頂進的后期方可以進行正常的方向校正工作，這是因為如果當?shù)谝还?jié)砼管尚未與頂管機后殼體聯(lián)接時進行糾偏，這時頂管機的前殼體已在土中，后殼體沿在導軌上，糾偏時前殼體不動，后殼體則有可能偏離導軌，不僅起不到糾偏作用，反而會帶來更多的麻煩。在初始頂進階段若非要糾偏不可，這時也只能用糾偏油缸推出（即用糾偏油缸伸出），而不能用糾偏油缸拉（即不能用糾偏油缸縮回）。（2）頂管機刀盤轉速和扭矩控制和調(diào)整在頂進過程中，根據(jù)土質情況和頂進效果進行刀盤轉速和扭矩的控制和調(diào)整。正常頂進情況下刀盤應調(diào)至高轉速、中低扭矩的狀態(tài)工作，以獲得較好的泥水分離效果。在施工中需停止刀盤回轉時，應先停止頂進，讓刀盤回轉一段時間，觀察到刀盤工作電流（或工作油壓）開始回落后方可停止刀盤回轉。在頂進過程中發(fā)現(xiàn)刀盤工作電流（或油壓）異常上升時，應降低頂進速度或停止頂進，待刀盤電流（或油壓）平穩(wěn)后再按正常速度頂進。當頂管機頭發(fā)生自轉時，應將刀盤回轉方向調(diào)至與頂管機頭自轉相同方向進行頂管機頭的旋轉偏移糾正。刀盤的重新起動應采取一切可能的措施降低起動阻力，在確認不會對設備造成破壞或進一步加大頂進困難后，方可加大扭矩起動刀盤。（3）頂進設備操作頂進設備的操作應按前方頂進反饋的控制信息要求實施。初始頂進或中途停機重新頂進時，都應遵循從低速到高速的控制原則。頂進速度應盡量控制平穩(wěn)，尤其要避免頂速突然加大的現(xiàn)象。對頂進過程中出現(xiàn)的任何工作油壓波動都應及時分析原因并采取相應措施。遇到下列情況時應立即停止頂進，及時分析原因并采取相應措施，處理完善后再繼續(xù)頂進： A 頂進頂力驟升或頂力達最大值時；B 后背發(fā)生位移或后背開裂時；C 千斤頂油管不通或油泵工作不正常時；D 進水排泥管路不暢時；E 監(jiān)視器工作不正常時；F 激光經(jīng)緯儀工作不正常時；G 砼管出現(xiàn)裂縫或破損時；H 洞口止水圈漏水時；I 電路發(fā)生故障時。（4）泥水控制在泥水平衡頂管中，泥水管理尤其重要，在正式開始頂進前需做必要的計算，來確定泥水的主要技術參數(shù)。泥水管理問題包括流量、流速、壓力、相對密度等管理。流速和流量：流速太小泥砂就會在管內(nèi)沉淀，引起管道的堵塞，排水泥砂中含有較大的顆粒，當粒徑大于排泥管內(nèi)徑1/3時，排出有困難。為了不引起管道堵塞，流速必須大于一定值，該定值為臨界流速，當排泥管公稱直徑為100MM時，其臨界流速為2.2-2.4M/S ，而流量Q為： Q=V*S =（105.3/2*10-3）2*(2.22.4) 0.0190.021M3/s =1.151.25m3/min（105.3為公稱直徑100MM管的實際內(nèi)徑）為了保險，而實際流速大于臨界流速，取Q1.4M3/min泥水壓力：由排泥管總長度和挖掘面地下水壓力決定。L=L1+L2+L+H1+H2L：排泥管最大長度L1：推進最大距離L2：基坑到沉淀池距離L：由閥，彎頭引起損失折算成的長度，一般取1020M。H1：基坑深度H2：沉淀池排泥口到地面高度揚程損失：HF2=L*HF2 HF2：每米揚程損失，取0.0750.106。損失壓力：P=gHF2 其中：泥水密度 g:重力加速度泥水壓力：P=PW+P+（0.10.2）PW：地下水壓力覆土淺取0.1，覆土深，地下水位高取0.2 泥水濃度：根據(jù)地質情況，在滲透系數(shù)較小的土層中，泥水比重可控制在1.05以下；在滲透系數(shù)適中的土層中，必須保持泥水穩(wěn)定，即泥水中除必須含有一定比例的粘土外，還須加一定比例的膨潤土，保持泥水穩(wěn)定，泥水比重控制在1.051.10之間；在滲透系數(shù)大的土層，濃度太小泥水會滲入土層，致使泥水壓力無法建立，無法排泥，為了保證壓力水不易滲透到土層中，泥水的濃度應適當增加，泥水比重控制在1.101.20之間，在挖掘面上使泥膜快速形成，從而使泥水壓力有效控制挖掘面保持正常穩(wěn)定狀態(tài)，而泥水循環(huán)利用會損失一些粘土，這時要不斷地向循環(huán)水中加粘土或膨潤土來補充。（5）糾偏操作頂進過程中的糾偏是頂管作業(yè)質量好壞的關鍵，若操作不當，可能造成頂力驟升、管接口破損，嚴重時可能造成管道無法頂進，引發(fā)嚴重的安全、質量事故和重大經(jīng)濟損失，尤其是在砂層中頂進，管道極易因為泥水過度沖刷造成頂管機機頭下沉，因此，對于頂進過程的糾偏顯得尤為重要。在機頭和機頭連接工具管出洞前，即使發(fā)生中線和高程偏差，也盡可能不要糾偏，因為此時糾偏，機頭連接管尚位于導軌上，起不到糾偏效果；機頭連接管出洞后，若高程中線在2以內(nèi)時，可不糾偏，當高程或中線超出標準值2以上時，根據(jù)監(jiān)視器內(nèi)的光點位置變化趨勢進行糾偏，必須有一個提前量，糾偏遵循“先糾高程，后糾中線，小角度連續(xù)糾偏”的原則，糾偏油缸的伸出量一次不得太大（以不超過2為宜）；當光點位置有反向移動趨勢或移動速度放緩時，可將糾偏油缸縮回，停止糾偏，糾偏時還應觀察監(jiān)視器內(nèi)仰俯角和旋轉角變化，作為參考數(shù)值，仰俯角和旋轉角最大偏差不得超過原始值3。 當監(jiān)視器中光點發(fā)生顯著變化時，應停止頂進，測量人員須下坑對經(jīng)緯儀進行重新校正復核，查找是否屬儀器被觸碰或震動所致；若不是，須進行原因分析，并會商處理辦法。 頂進工程中，操作人員應隨時監(jiān)測監(jiān)視器各項數(shù)據(jù)的變化，并及時記錄，在分析記錄數(shù)據(jù)的基礎上進行糾偏。 頂管過程中，操作人員必須對頂管各項數(shù)值進行紀錄，頂進記錄應做到記錄準確、清楚、完整、及時，頂進記錄每頂進一根管子記錄數(shù)據(jù)不得少于一次，每班次不少于6次，尤其是交接班前，無論該管子是否完全頂進都應進行紀錄，交接班必須履行交接班手續(xù)，測量人員應相互溝通。 測量人員應對激光經(jīng)緯儀進行每作業(yè)班次不少于兩次的校核，并保留校核紀錄。（6）頂進過程中工作井管理工作井是管子安裝、頂進、泥水處理、測量等交叉作業(yè)的區(qū)域，應制定工作井管理制度。應合理安排施工作業(yè)順序并做好施工人員的調(diào)配管理，各道工序操作應有專人負責，職責分明。頂管機、中繼間、工作井內(nèi)以及地面上設備的操作應有統(tǒng)一的施工指揮，按約定的信號操作，并設有報警信號。管子吊運的方式、吊具強度及合理性等應經(jīng)檢查確認安全可靠。管子從工作坑平臺上吊運到主頂設備軌道上的過程中，應有相應措施保證施工人員的安全，并防止可能對管子造成的損壞。管子吊運到主頂設備軌道上后，應進行管端密封圈部位的清潔和潤滑處理，并調(diào)整好管子接口同心度。管子對接宜借助主頂設備緩慢獎管子頂入，應注意檢查密封圈的情況，防止被擠不或擠出。管內(nèi)泥水輸送管道應做好密封，防止漏水。定時檢查管道是否暢通，防止管道堵塞，保證泥水的正常輸送。頂鐵應有足夠的剛度，頂鐵上有鎖定裝置；頂鐵的安裝必須保證對位準確，防止千斤頂活塞桿偏心受力；邊圈與管口之間應采用緩沖材料襯墊。施工過程中應注意防止頂進千斤頂活塞桿被硬物撞傷，應及時清除灑落在活塞桿上的泥砂和污物。施工過程中應注意保護好測量基準點及固定在工作坑內(nèi)的激光測量儀器等，測量點及測量儀器應定時或定況進行校核。施工過程中應避免出現(xiàn)互相干擾的交叉作業(yè)。每根管子頂進完畢后，進行電纜、泥水輸送管、注漿管等的斷開和穿過管子后再接通作業(yè)時，應注意如下事項：a電纜斷開前應先切斷電源。b電纜插頭拔下后應做好插頭防護，防止被泥砂污染和遇水。c電纜再接通前應檢查插頭是否清潔、干燥。d泥水輸送管、注漿管等的斷開前應停止泵送、關閉閥門。e在操作過程中應注意防止各種電纜和管線被擠壞。f各種電纜和管線的分布應避免因頂進設備等的移動受到扯拽。施工現(xiàn)場應設置管子存放區(qū)，管子應排放整齊，以方便管子的吊運下管。（8）施工指令及記錄泥水平衡頂管施工應有統(tǒng)一的施工組織和現(xiàn)場指揮，頂進指令、糾偏指令、停止指令的下達應由有關負責人做出。頂進應晝夜連續(xù)進行施工，除頂管機停機正常維護或不可抗拒情況下，不得停止作業(yè)。每班均應填寫施工記錄。施工記錄應包括長度、頂力數(shù)值或油泵壓力數(shù)值、管位偏差及其校正情況、土質水位變化及出現(xiàn)的問題的應注意的事項。交接時應將施工記錄向下一班交接清楚。應設專職人員對頂管施工設備進行定期保養(yǎng)和日常維修，做維修保養(yǎng)記錄。設備的保養(yǎng)和維修應符合設備使用說明書的要求。5測量與監(jiān)控（1）編制測量及監(jiān)控方案頂管施工開始前，應根據(jù)設計文件規(guī)定的工程內(nèi)容與現(xiàn)場環(huán)境條件及頂管施工特點編制工程的測量與監(jiān)控方案，主要包括：平面與高程控制測量方案。工作坑內(nèi)及管道內(nèi)控制測量方案。頂管施工中的測量項目、內(nèi)容、要求。頂管貫通前的測控方案。地面及周邊建筑物隆沉監(jiān)控方案。（2）高程及中線誤差監(jiān)測泥水平衡頂管施工測量應建立地面及地下測量控制系統(tǒng)，控制點應設在不易擾動、視線清楚、方便校核、易于保護處。為了實現(xiàn)對前端頂管機偏離軸線的動態(tài)監(jiān)測、提高施工測量效率并與機械化頂管技術相適應，泥水平衡頂管應采用激光導向進行監(jiān)控。宜以激光測量數(shù)據(jù)作為頂進過程中判斷前端頂管機高程及中線誤差的主要依據(jù)。在施工經(jīng)驗不足的情況下，應使用水準儀和經(jīng)緯儀進行高程和中線誤差的校驗測量；這種測量方法還用于對頂進管段高程及中線誤差的測量。使用水準儀和經(jīng)緯儀對頂管機進行測量應安排在工作間隙進行，在糾偏過程中應增加測量次數(shù)，反之在頂進正常情況下可減少測量次數(shù)。每完成一節(jié)管子的頂進，應測量一次管中心線和高程；每個接口應測一點，有錯口時測兩點，并形成文件。工作坑與接收坑貫通后，應進行管道最終驗收測量。確定管道的中心線與管底高程、井位位置。（3）地面隆沉情況監(jiān)控對頂管施工中地面隆起情況進行監(jiān)控，監(jiān)控應符合下列要求：監(jiān)控基準點應設在施工影響區(qū)域外，并具有良好通視與防干擾條件。隆沉觀測點應沿頂管機前進軸線方向對稱安排布置，具體布設尺寸應結合初始頂進試驗，由施工設計確定。對需要保護的建筑物、構筑物等應設監(jiān)控點。對已完成的管段應繼續(xù)進行隆沉觀測，觀測間隔時間按控制測量方案確定。（4）數(shù)據(jù)記錄與反饋準確填寫頂管施工過程中每次及最終測量數(shù)據(jù)，形成完整的測量記錄。每次測量、監(jiān)控的軸線誤差與地面隆沉數(shù)據(jù)，并及時進行糾偏。6觸變泥漿與填充注漿（1）制定方案觸變泥漿的加注應按施工方案進行，頂管完畢應通過注漿進行管外空隙填充和泥漿置換。施工方案應包括以下內(nèi)容。泥漿配合比、注漿時及注漿壓力確定。制備和輸送泥漿的設備及其安裝規(guī)定。注漿系統(tǒng)及注漿孔的布置。頂進洞口封閉泥漿的措施。填充注漿和泥漿的置換。（2）加注觸變泥漿頂管機外徑宜比頂進管子外徑大26cm，注漿后使土體與管子間形成1030mm厚的泥漿環(huán)。應根據(jù)管道直徑、土質條件、計算注漿量等確定每個注漿面上注漿孔的數(shù)量。注漿應從頂管機后的第1、2節(jié)管開始進行，并通過對注漿分閘門的控制，使管道的前端在頂進過程中始終得到注漿補充。頂進過程中還應通過后續(xù)管子的補漿孔進行補漿，補漿孔的間距和數(shù)量取決于土質、頂速等，宜相隔25節(jié)管子布置補漿孔。注漿壓力因管道上方土體的塌落程度、土體的滲透系數(shù)以及注漿管路沿程壓力損失等而存在差異，注漿壓力控制宜遵循以下原則：a漿液能以較平穩(wěn)的工作壓力連續(xù)注入。b防止?jié){液竄入管道內(nèi)。c注漿壓力的上限不允許超過管道上方覆土的承壓能力。（3）填充注漿頂管終止頂進后，應向管外壁與土層間形成的空隙，或減阻觸變泥漿層進行充填、置換，保障被穿越的地面構筑物安全。注漿應符合下列要求：應由管內(nèi)均勻分布的注漿孔向外測空隙壓注漿液；注漿應與地面監(jiān)控相配合，應采用多點注漿將管道與土層的間隙充分填滿，注漿量宜按計算空隙體積的150%控制。注漿壓力應根據(jù)管頂覆蓋土層的厚度計算或試驗確定，宜為0.10.3MPa,砂卵石層宜控制在0.10.2MPa。注漿結束后，應在規(guī)定時間內(nèi)將注漿孔封閉。7中繼間頂進使用中繼間接力頂進是長距離頂管的重要技術措施，隨著頂進距離的增加，管壁與土體的摩阻力隨之加大，雖然利用觸變泥漿可以減阻，但其作用畢竟有限。長距離頂管應設置中繼間，采用中繼間接力頂進技術，可提高一次頂進的距離，并減少工作井，降低施工成本。（1）應根據(jù)頂進作業(yè)總頂力的計算和頂進管材的管壁承受能力等在施工方案中確定中繼間的設置及其使用數(shù)量。（2）中繼間應符合下列要求：具有足夠剛度、卸裝方便，在使用中具有良好的連接性和密封性；中繼間的設計最大頂力不宜超過管子承壓面抗壓能力的70%；（3）中繼間應在主頂設備頂力達到中繼間設計頂力的3/4前使用。（4）中繼間的液壓設備與工作井頂進設備宜集中控制。頂進時，距離頂管機最近的中繼間先頂，其他的中繼間保持不動，在所有中繼間依次完成頂伸后，工作井內(nèi)主頂千斤完成最后的頂進作業(yè)。8頂管機的接收（1）接收井一般設在管線的檢查井位置。接收井的開挖、支撐方式與工作井類似。在有地下水地段應進行降水處理。（2）接收井的尺寸應滿足頂管機與首節(jié)管子脫離后進行設備檢查、維護及吊運所需空間要求。（3）接收井應預留頂管機出洞口，洞口直徑宜大于頂管機直徑1020cm。（4）頂管機臨近接收坑井壁12m時，應調(diào)整、控制頂管機頂進速度，加密對頂管機軸線的測控。六、勞動力組織由于頂管施工需要連續(xù)24小時不間斷，因此勞動力配備每日三班，具體勞動力配備及職責如下：（1）施工員每班設1名，全面負責頂管施工的指揮和協(xié)調(diào)工作。（2）頂管機機頭控制人員，每班設1人。機頭控制人員是頂管施工最主要的操作人員，其職責有：機頭控制系統(tǒng)的操作。泥水輸送的操作。糾偏裝置的操作。油脂密封系統(tǒng)的操作。泥水壓力監(jiān)測和頂力控制。進行主頂裝置動作的操作。負責工作坑工作人員的聯(lián)絡。填寫有關施工過程記錄和工作日志。工具管偏差和傾角的監(jiān)測。（3）測量人員，每班設1名。其職責是協(xié)助頂管機操作員的工作，并側重于做好以下工作。激光經(jīng)緯儀的初始安裝、調(diào)整和定位。頂進過程中對激光經(jīng)緯儀偏移的檢查和調(diào)整。管道垂直和水平誤差的實測。（4）中繼間操作員，當使用中繼間時每套每班次設置1名。其職責是在頂進過程中，根據(jù)頂管機操作員的指令進行中繼間的操作。（5）坑內(nèi)輔助人員每班4名，負責坑內(nèi)混凝土管吊運、安裝，進排泥管道的拆卸、安裝等。（6）地面輔助人員，每班設3名。其職責有：注漿設備的安裝、操作及供料?；炷凉艿踹\。泥水外運。（7）坑口吊車司機，每班1名。主要負責管材、頂鐵等材料設備吊運。（8）機械、電氣設備維修人員每班2名。主要負責現(xiàn)場電路檢修和設備維修保養(yǎng)。七 材料1、管材泥水平衡頂管施工使用的管材需采用級或級鋼筋混凝土鋼承口管，采用橡膠圈接口，嵌縫材料采用聚硫密封膏，質量均應符合國家規(guī)范要求。管材對頂管施工質量至關重要，由于機械頂管頂力大，糾偏操作頻繁，不合格的管材在頂進過程中有可能發(fā)生裂縫、管口破損、甚至會發(fā)生管材環(huán)向斷裂，給施工造成嚴重后果，因此，施工時應注意如下幾點：（1）必須對運進現(xiàn)場管材進行嚴格質量檢驗，不合格的管材嚴禁用于頂管施工。（2）頂管用混凝土管宜采用鋼承口的接口形式，管材質量應符合下列要求：混凝土管節(jié)表面光潔、平整、無砂眼和汽泡；接口尺寸符合規(guī)定；鋼套環(huán)尺寸符合設計規(guī)定，接口無疵點，焊接接縫平整，肋部與鋼板平面垂直，且應按設計規(guī)定進行防腐處理；密封橡膠圈安裝前保持清潔，無油污；混凝土管接口處加襯墊，防止管口受力不均勻而被頂壞。2、注漿材料（1）觸變泥漿觸變泥漿的配合比應按管道周圍土層的類別、膨潤土的性質以及觸變泥漿的技術指標確定。膨潤土在使用前應測定其膠質價。觸變泥漿配制應符合下列要求：按試驗確定的觸變泥漿的配合比，稱量水、膨潤土及堿的質量；分別配制堿溶液和膨潤土漿液；將配制好的堿溶液，注入膨潤土漿內(nèi)，通過制漿機攪拌至均勻，形成觸變泥漿；配制好的觸變泥漿靜置1224h后方可使用。（2）填充注漿填充注漿漿液宜采用水泥粉煤灰系列，應攪拌均勻，無團塊、雜質。八、機具設備（見表1）表1 主要機具設備配備表序號名稱規(guī)格單位、數(shù)量用途1泥水平衡頂管機NPD-B1臺掘進機2發(fā)電機200KW1臺機頭用電3水車5T1輛施工用水4主頂泵站31.5Mp1臺頂進泵站5油壓千斤頂200T68個頂鎬6吊車25T1臺下安管、挪移頂鐵序號名稱規(guī)格單位、數(shù)量用途7挖掘機1201輛基坑開挖8運泥漿車5m32輛泥漿運輸9泥漿攪拌機1臺制備膨潤泥漿10螺桿泵1.5寸1臺管壁注漿11渣漿泵（30kw）4寸2臺進排泥漿12離心泵3寸2臺供水排水13水準儀DS31臺高程點引測14激光經(jīng)緯儀21臺高程、中線控制根據(jù)工程需要還可增加中繼間、增壓泵等輔助設備。九、質量控制本工法施工質量嚴格執(zhí)行CJJ3-90市政排水管渠工程質量檢驗評定標準和GB50268-97給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范中的相關規(guī)定：1接口必須密實、平順、不脫落，密封材料完好、均勻。2管內(nèi)不得有泥土、石子、砂漿、磚塊、木塊等雜物。3管外壁與土體間的空隙，應填充處理完畢。4有嚴密性要求的管道應經(jīng)水壓、閉水試驗合格。5頂管允許偏差（見表2）。表2 泥水平衡頂管允許偏差表序號項 目允許偏差（mm）檢查頻率檢驗方法范圍點數(shù)1中線位移D150030每節(jié)管1 測量并查閱 測量記錄2D1500503管內(nèi)底高程D1500+30-40每節(jié)管1用水準儀測量4D1500+40-505相鄰管間錯口混凝土管d15%且不大于20每 個接 口1用尺量6鋼管2對 頂接 口1用尺量7相頂時管節(jié)錯口30注： D為管徑，d為管壁厚。十、安全與環(huán)境保護 1、安全措施（1）操作人員必須經(jīng)過安全及技術培訓，經(jīng)考試合格方可上崗并在指定崗位上操作；非專業(yè)人員不得從事機械及電器維護維修作業(yè)，嚴禁擅自拆改設備。（2）進入施工現(xiàn)場的人員需按規(guī)定佩戴勞保用品。（3）與施工無關人員不得進入施工現(xiàn)場。（4）作業(yè)中各環(huán)節(jié)操作人員間必須嚴格按約定操作信號操作，遇到任何報警信號，應立即停止操作。（5）因故停頂后在恢復頂進前應對支承、平臺、支架、吊具索具、機械設備及電器設備進行檢查，對地面以下工作面空氣中氧含量及有