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1、目录一、工程概况2二、工程地质及管位4三、工艺选择5四、顶管工艺7五、顶管施工关键参数计算9六、主要关键技术12七、顶管施工质量控制措施27八、预案29九、建议29一、工程概况汕头市南区污水处理濠江分厂厂外收集系统中穿过濠江管道，采用先顶一根D2600钢管，而后在大管内敷设两根D820钢管的污水传输方案。顶管管线长521m，一次顶进，属长距离水下顶管施工。（1）顶管管道：设计管中心标高为11.46m，管道坡度为0；最深管顶覆土在工作井和接收井处约12.46m，最浅管顶覆土在濠江底约为6.0m。 (2)工作井：工作井为14m圆井，井深15m，沉井刃脚深约20m，采用沉井施工。沉井采用排水下沉，干
2、封底，井体分两次制作，两次下沉，采用旋喷桩止水；根据工艺要求工作井布置在濠江左岸。(3)接收井：接收井为6m的圆井，深度与工作井等同。接收井施工方式、平面布置、平面形状、材料与工作井一致。接收井布置在濠江右岸。管道纵剖面图如下：二、工程地质及管位1）本段工程勘察报告由“汕头市建筑设计院”提供，ZK16ZK29共计钻孔14个，控制性钻孔7个，孔深25m，一般性钻孔7个，孔深20m，钻孔间距40m。层淤泥、淤泥混砂、淤泥质土：沿管线全程分布，层厚3.0-9.6m，饱和，流塑状态，地基承载力特征值fak=30-40kPa；层淤泥质粘土、灰色粘土：沿管线全程分布，层厚3.0-12.9m，以流塑淤泥质粘
3、土为主，有机质含量较高，根据现场土层特征及沉积环境分析，宜作淤泥质粘土处理，地基承载力特征值fak=50-60kPa。多年平均高潮位、平均低潮位分别为0.978m、-0.042m(85国家高程基准)。2)管位和顶进土层设计管底标高-12.46m，管位基本处于第层淤泥、淤泥混砂、淤泥质土层及第层淤泥质土层中。管道穿过土层的纵剖面如下：三、 工艺选择（一）根据地质资料及现场勘查，本工程具有以下特点、难点：1、管道分别穿越濠江左右岸提防，施工易影响提防安全。2、受涨退潮影响，水位变化大，涨潮时水位高，水压大。3、管顶覆土厚度变化大，最大覆土厚度12.46m，最小6m。4、管径大，顶距长，属大口径长距
4、离顶管。5、可能会碰到地下孤石。（二）根据本工程的特点，拟采取以下对策：1、在顶管顶进过程中采用管外壁注触变泥浆的措施从而降低顶进时的摩阻力，施工工程中严格控制膨润土的浓度来达到最好的减阻效果。2、在顶进过程中设置中继间，将整段管道分段推进，减少主推顶力。3、对提防高程变化进行跟踪监测，一旦发现变形超过要求，马上停工，采取补救措施；4、根据覆土厚度的不同及水位的变化，控制进排浆系统，确保泥水平衡。5、对可能遇到的地下孤石头编制预案，并严格执行施工方案的审批制度。三、基于以上特点和对策，通过对多种顶管机进行比较，本工程顶管工艺拟采用泥水平衡式顶管，它具有以下优点：图4-2泥水平衡式工具头顶管施工
5、形象示意图1）本工程选用的是一种具有破碎能力的泥水平衡的顶管机，切削下来的泥土在泥土仓内形成塑性体，以平衡土压力，而在泥水仓内建立高于地下水压力1020KPa的泥水、泥浆，以平衡地下水压力。通过把进水添加粘土等成份的比重调整到一定范围内，即使挖掘面是砂的土质，也可形成一层结实的不透水泥膜，同时平衡地下水压力和土压力。2）顶管机的刀盘前面切割面安装有合金固定刮刀，刀座和刀盘焊接采用耐磨焊条。刮刀在刀盘的4把刀杆上的布置是全段面切割布置，刀盘每转动一周，滚刀和刮刀对前面土体是全段面的刮动。顶管机在主顶装置的推动下，使到坚硬的土体破裂；刮刀对破裂的土体进行切割，掏空前方土体，顶管机向前推进。3）顶管
6、机的刀盘和泥土仓是个多棱体，且刀盘是围绕主轴作偏心转动，经过刀盘对前方土体切割，当有大块土体或小块石进入顶管机泥土仓，经刀盘转动时就会被轧碎，碎块泥土小于顶管机的隔栅孔就进入泥水仓被泥水循环管输送走。四、 顶管工艺（一）泥水平衡顶管施工的基本原理顶管施工是从地面开挖两个基坑井，然后管节从工作井安放，通过主顶千斤顶或中继间的顶推机械的顶进，推动管节从工作井预留口穿出，穿越土层到达接收井的预留口边，然后通过接收井的预留口穿出，形成管道的施工。顶管施工时，通过后座主顶油泵和主顶千斤顶产生推力，推动管道向前推进。在管节推进的同时，顶管掘进机大刀盘切削前方土体，切削下来的土体进入顶管掘进机的泥土仓内，经
7、刀盘的搅拌与进浆管送入的泥浆搅拌成浓的泥浆，再通过排浆管道将浓泥浆排出机头。通过管节一节一节向前推进，顶管掘进机不断推进最后到达接收井，形成整段管道。通过调整进排泥水量，或调整顶进速度，调整顶管掘进机泥水仓的泥水压力，从而保持了挖掘面的稳定。顶管施工前需先在地面上的泥浆池内搅拌一定量的比重1.11.2左右的泥浆。顶管施工时打开泥浆池的阀门，泥浆通过进泥泵加压，经进浆管进入到顶管掘进机的泥水仓；泥水仓的泥浆在工作井内的排泥泵抽排作用下，泥浆经排泥管排到地面泥水分离器处理，泥渣分离外运，泥浆留在泥浆池内，形成了泥水循环系统。顶管施工工艺示意图（二）顶管施工工艺流程图顶管施工开始测量、放样监理复测工
8、作井布置顶管机井下调试出洞准备工作顶管机出洞初始顶进正常顶进顶管、排土偏差纠正下管、接口处理进洞、中继间合拢取顶管机拆除管内设备YESNO地面设备及设施：供电、起吊、排土等安装，安全护栏、名牌顶进用管材准备注浆材料设备准备偏差测量校核及纪录泥水压力管理注浆控制、管理偏差测量校核及纪录距出洞50米须复测中继间启用、顶进顶管施工结束焊接、外防腐、探伤五、 顶管施工关键参数计算以下的顶管机主要性能参数的计算主要是根据本工程地质勘察报告和水文地质资料选取适当参数，根据规范及有关资料进行计算。（一）顶力计算：顶管过程是一个复杂的力学过程，它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。但顶管计
9、算的根本问题是要估计顶管的顶力。顶管的顶力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具头正面泥水压力、管壁摩擦阻力。1、 管材受力分析（钢管d260026）钢管顶管传力面允许的最大顶力按下式计算：Fds=fsAp式中 Fds 钢管管道允许顶力设计值（KN） 1钢材受压强度折减系数，可取1.003钢材脆性系数，可取1.004钢管顶管稳定系数，可取0.36：当顶进长度300m时，穿越土层又均匀时，可取0.45,：本式取0.36Qd顶力分项系数，可取1.3Ap管道的最小有效传力面积（mm2）计算得210141fs钢材受压强度设计值（N/mm2）205 N/mm2由上式可得钢管顶管传力面允许的最大顶力11630
10、KN。2、顶管段，约长521m，管顶覆土取最大13.76m 式中： F总推力（kN）F0初始推力（kN） f0每米管子与土层之间的综合摩擦阻力（kN/m）式中： Bc管外径，取2.6m Pe挖掘面前土压力（取Pe150kPa）Pw地下水压力（kPa）P附加压力（一般取20kPa）Pw=wh1012.44124.4kPa式中：w水的密度（kg/m3）h 地下水位到挖掘机中心深度，取最大12.44m得：F0（150+124.4+20）3.142.62.6 / 41562（kN） 式中： R综合摩擦阻力（kPa），采用触变泥浆注浆后取4（kN/m2）S管外周长（m），得S3.142.68.164（m
11、）W每米管子的重力（kN/m），计算得到每米重量为1650kgW16509.8/1000=16.17（kN/m）f 管子重力在土中的摩擦系数，取0.2。得： f048.164+16.170.235.89（kN/m）总推力F1562+35.8952120261（kN）。经计算得知总推力F=20261（kN），大于钢管顶管传力面允许的最大顶力11930KN，估算总顶力大于管节允许顶力设计值或工作井允许顶力设计值时，应设置中继间。3、设计阶段中继间的数量按下式计算：n=-1式中 n中继间数量（取整数）D1管外径2.6mk管外表面平均综合摩阻力，取4kn/m20中继间设计允许顶力（KN）5000knL
12、顶管长度521m由上式可得n=4.3,取整数为5个中继间4、中继环安装验算因为掘进机在推进过程中推力的变化会因土质条件的变化而有较大的变化。所以，当总推力达到中继环总推力4060时，就应安放第一只中继环，以后，每当达到中继环总推力的7080时，安放一只中继环，中继环在管道上的分段安放位置，可通过顶进阻力计算确定。每个中继环的额定顶力Fz250(KN/个)20(个)5000(KN)第一个中继环放置距离L1：60%FZ=F0+f0L1L140.1m 第二个及以后的中继环放置距离L2：70%FZ= f0L2L297.5mL397.5m、L497.5m 、L597.5m该段顶管总长521m，经验算需放
13、置5个中继环。5、主顶总推力Ft本工程工作井的最大允许顶力为：（521-40.1-97.54）35.89=3263kn，考虑土质条件的变化，工程似采用4支2000KN千斤顶作为主顶推力。六、 主要关键技术（一）管节长度及组对焊接控制1、管节长度工作井为14.0m的圆井。在出洞口除浇注500mm月牙形的前止水墙用以安装洞口止水圈外，在钢管顶进过程还需露出600mm的距离用以焊接及接口防腐处理。在后面需浇注的700mm厚的月牙形后座墙。这样工作井内可用的空间只有12.2m。在这12.2m当中，分别扣除300mm的钢后靠板、3000mm的主顶油缸、300mm的护口环形顶铁和留出600mm的操作空间，
14、余下来的8.0m即为顶进钢管的最大长度，顶进管节长度取8m。2、组对焊接控制工程钢管是在工厂内卷制，并涂刷外防腐涂层的。钢管运送至施工现场后，在堆放钢管的临时托架上增设硬质塑料滚轮；顶进施工中，在顶进主导轨上涂刷黄油，并放置钢制滑靴，滑靴紧贴钢管向前滑动至焊接坑落下，防止外防腐涂层损伤，并缓解管节自重产生的变形。钢管组对前需要对管端剖口进行打磨，在管端焊缝处采用马铁导向，主顶系统辅助推进对接。对接时严格控制前后管道轴线重合一致，钢管接口处错缝最大在2 mm左右，初始顶进的前100 m范围内不能使前后两管节产生夹角，否则会影响顶进轴线控制。在钢顶管施工中，顶管用钢管节与钢管节之间的焊缝坡口必须采
15、用下图所示的双单边“V”形坡口，也称“K” 形坡口。施工时必须按图5所示的方向顶进。采用双单边“V”形坡口形式的钢管管节在顶进过程中，其后方式平的，这样可以防止坡口卷边。另外，采用这种坡口形式，使钢管在焊接时对口也较方便。顶进方向顶进方向焊接接口采用半自动手工电弧焊接。（二）注浆减摩控制在顶进过程中，随着距离的增长，管道的摩阻力也随之增大。在施工过程中尽可能地降低管道外侧的阻力，通常情况下往管外侧喷谢触变泥浆，降低顶进的阻力。 在长距离钢管顶进中触变泥浆主要减摩作用，注浆效果对顶进阻力控制起着至关重要的作用。注浆应采用同步形式，以减小摩阻力。注浆孔最好采用前密后疏的原则，每个注浆断面可布置6个
16、注浆孔。每个注浆孔设置1个球阀，每组注浆孔设置1个总阀门。为保证形成良好的泥浆套，顶管机头后四道注浆孔独立布置，管底不布置注浆孔，每个中继间处均布置注浆孔，注浆孔与钢管呈90角，采用单向阀、斜螺纹。触变泥浆管设置在顶管机后面4节管每节管都设置触变泥浆管，在管节外壁形成完整的浆套。以后的管节间隔3节管设置一道，用来对浆套进行补浆。1）浆液配置：触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成。拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液(造浆后应静置24小时后方可使用)。注浆是通过注浆泵进行的，根据压力表和流量表，它可以控制注浆的压力(压力控制在水深的1.11.2 倍)和注浆量(计量桶控制)。管道分总管和
17、支管，总管安装在管道内一侧，支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔上去。触变泥浆由膨润土、水和掺合剂按一定比例混合而成。施工现场按重量计的触变泥浆配合比为：水：膨润土8：1，膨润土：CMC30：1。本工程拟购置膨润土袋装复合材料，在现场施工加水拌和。2）注浆流程：造浆静置注浆顶管推进(注浆)顶管停顶停止注浆。3）数量和压力压浆量为管道外围环形空隙的1.5倍，压注压力根据管顶水压力而定。触变泥浆管压浆机泥浆搅拌桶（三）顶进控制出洞段施工控制顶管机初始顶进是顶管施工的关键环节之一。其主要内容包括：出洞口前土体加固、设置顶管机始发基座、顶管机组装就位调试、安装密封胀圈、顶管机试运转、除洞临时墙
18、、顶管机贯入作业面加压和顶进等。在洞口前方挨着顶进方向做旋喷桩止水幕墙并加固，在井出洞口安装可拆式止水钢圈，再在钢圈上上安装止水胶圈，达到止水效果。如下图由于是水下顶管，又由于是长距离顶管，所以洞口止水圈采用双层设计。洞口止水圈参见下图。在出洞施工初期，由于顶管机正面主动土压力远大于顶管即周边的摩擦力和与导轨间的摩擦力的总和，因此极易产生顶管机反弹，引起顶管即前方土体不规则坍塌，使顶管机再次推进时方向失控和向上爬高。为此，在洞口的两侧平行地面各安装好一条工字钢，当主顶千斤顶准备回缩加顶铁时，将两条工字钢分别与第一个顶铁的焊牢，然后回收千斤顶，防止顶管机反弹。穿越旋喷桩止水幕墙：旋喷桩硬度较大，
19、顶进不能过快，否则会使顶管机严重扭转或使顶管机损坏。因此，要放慢顶进速度，一般顶进速度控制在20mm/min。加大泥水流量，防止旋喷桩硬泥块堵塞泥浆管道。（四）正常顶进管道出洞成功后，管道开始正常顶进。通过后座主顶油泵和主顶千斤顶产生推力，推动管道向前推进。在管节推进的同时，顶管机大刀盘切削前方土体，切削下来的土体进入顶管机的泥土仓内，经刀盘的搅拌与进浆管送入的清泥浆搅拌成浓的泥浆，再通过排浆管道将浓泥浆排出机头。通过管节一节一节向前推进，顶管机不断推进最后到达接收井，形成整段管道。初始顶进时顶进速度一般控制在2050mm/min，正常顶进时顶进速度控制在50150mm/min，如遇正面障碍物
20、，应控制在10mm/min以内。（五）测量、纠偏1、顶管顶进中的测量工作管道顶进长度大于300m，采用激光经纬仪进行测量。激光经纬仪安置在观测台上，它发出的激光束为管道中心线，又符合设计坡度要求，实为顶管导向的基准线。施工开始时将顶管机的测量靶的中心与激光斑点中心重合。当顶管机头出现偏差，相应激光斑点将偏离靶中心，测量靶图像通过视频传送到操作台的监示器上，从而观察出激光斑点将偏离靶中心偏离图像，通过控制纠偏千斤顶的伸缩量，进行顶进方向的纠正，使顶管机始终沿激光束方向前进。顶管施工中测量工作的主要任务是掌握好管线的中线方向、高程和坡度。激光经纬仪图4-19 导线控制19 井口投点示意图1）根据设
21、计坡度要求，沿线路布设水准路线，并在各井口处埋设临时水准点以供顶管高程放样。将高程从井上传至井下，埋设临时水准标点，如图右图所示。2）在工作井下建立控制观测台，在其上配置有强制对中的仪器基座，并设有上下左右可调节的装置，能使架设于其上的仪器调整到中线（或与中线偏离一定距离）的位置，并使仪器横轴调整到中线（或与中线偏离一定距离）的高度上。2、纠偏1）纠偏系统主要设备：纠偏千斤顶、油泵站、位移传感器和倾斜仪组成。2）纠偏系统的作用：控制顶管施工中的顶管机推进方向。3）纠偏系统的动作控制是在地面操作室的操作台远程控制的，纠偏量的控制是通过安放在纠偏千斤顶上的位移传感器来实现纠偏量的控制，纠偏动作是一
22、个纠偏千斤顶的组合式动作来实现。纠偏动作组合如：向上纠偏：左下、右下油缸同时伸动作；向下纠偏：左上、右上油缸同时伸动作；向左纠偏：右上、右下油缸同时伸动作；向右纠偏：左上、左下油缸同时伸动作。4）顶管机的测量靶网格为10mm，根据顶管机测量靶激光点的偏移量计算顶管机的斜率，伸出相应的纠偏千斤顶组，使顶管机推进改变方向，从而实现顶进方向的控制。纠正偏量应缓慢进行，使管节逐渐复位，不得猛纠硬调。由于顶管机头附有测量靶，激光经纬仪安置在观测台上，在工作中，已使它发出的激光束既为管道中心线，又符合设计坡度要求，实为顶管导向的基准线。施工开始时使测量靶中心与激光光斑中心重合，当掘进机头出现偏差，相应测量
23、靶中心将偏离光斑中心，从而给出偏离信号，通过通过视频传送到操作台的监示器，进行顶进方向的纠正，使工具头始终沿激光束方向前进。 激光经纬仪图4-20 顶进施工中的测量示意图工具头开始顶进510m的范围内，允许偏差应为：轴线位置50mm，高程30mm，当超过允许偏差时，应采取措施纠正。纠正偏差应缓慢进行，使管节逐渐复位，不得猛纠硬调。工具头前方有纠偏节，纠偏节中安装有纠偏千斤顶，顶进过程中，根据测量反馈的结果，调整纠偏千斤顶，使工具头改变方向，从而实现顶进方向的控制。如果工具头的方向偏差超过10mm，即应采用纠偏千斤顶进行纠偏。管顶出穿墙管及在长度3040m范围内的偏差是影响全段偏差的关键，特别是
24、出墙洞时，由于管段长度短、工具头重量大，近出洞口土质易受扰动等因素的影响，往往会导致向下偏，此时，应该综合运用工具头自身纠偏和调整千斤顶的作用力合力中心来控制顶管方向。纠偏应贯穿在顶进施工的全过程，必须做到严密监测顶管的偏位情况，并及时纠偏，尽量做到纠偏在偏位发生的萌芽阶段。如果根据顶管机的测斜仪及激光经纬仪测量偏位趋势没有减少，增大纠偏力度，如果根据顶管机的测斜仪及激光经纬仪测量偏位趋势稳定或减少时，保持该纠偏力度，继续顶进，当偏位趋势相反时，则需要将纠偏力度逐渐减少。纠偏泵站4组纠偏千斤顶5）、钢管顶管的方向如果控制得好、土质较均匀，则容易控制；反之，则不容易控制。为了改善纠正偏差起来就比
25、较困难这种情况，采取在顶管机后联上两节铰接管后再连接顶进用钢管。具有柔性接口的纠偏用的铰接管，如下图所示。图1铰接管与铰接管、铰接管与顶管机的管接口大体上与混凝土管的F型接口相似。每节铰接管的长度与管外径相等。两节铰接管之间的法兰上开有数个孔，孔内插有螺栓，以防前后铰接管脱开。（六）顶管机顶入接收井控制顶管机顶入接收井是一项关键的施工环节。在顶进接近接收井前，先将接收井施工好等待顶管机的接收。当顶进到接收井边排旋喷桩时，须放慢顶进速度，等顶管机慢慢切削旋喷桩体，形成一个较完整的止水孔，否则会因推进过快使预留孔前的旋喷桩体破坏不能形成止水孔，严重时损坏顶管机或顶力剧增使管节破裂而无法完成接收顶管
26、机。（七）中继间的控制在顶进过程中，随着距离的增长，管道的摩阻力也随之增大，主顶推力也随之增大，管节强度和工作井的结构强度不能满足顶力时，需采取中继环接力顶进。中继环是长距离顶管中不可缺少的设备，中继环是经机械加工的内外套组合。中继环内均匀地安装有许多台小千斤顶，通过中间的小千斤顶的伸出动作，推动外套往前推出，外套向前推动管节一段距离(如300mm)后，又通过后部主顶推动管道运动，使小千斤顶缩回复位。不断往复运动推进管节，使整段管道向前推进。在长距离顶进时，把长距离的管道分成几段。可分段减少主顶的压力，它可以与其他中继环和后座通过程序连动，一环接一环，自动切换。中继环的设计必须满足刚度大、安装
27、方便和加工精确，并在使用中具有水密性。本工程拟采用充气中继间1、充气中继间的结构充气中继间的结构配如上图所示，它由踏板、油缸、前壳体、法兰、螺栓、密封件、后壳体等零部件构成。工作用充气密封圈在中继间安放后就必须对其进行充气，以免渗漏。在使用过程中它也必须始终是处于充气状态。如果当中继间有渗漏时，可对其补充充气。中继间工作用充气密封圈又由贴在前壳体上的耐磨环和耐磨环下的充气囊组成。如果耐磨环磨损以后可以更换。修理用充气密封圈平时是不充气的，只有当工作用充气密封圈的耐磨环磨损后且无法正常使用而需更换耐磨环时才对其进行充气。更换耐磨环之前先把修理用充气密封圈的气囊充足气，再把工作用充气止水圈气囊中的
28、气放掉，然后把法兰拆下，就可更换了。安放中继间时必须按上图所示的那样安放，前后方向绝不可放反掉。中继间安放好以后就应向工作用充气密封圈内充气，充气的压力在0.4 MPa左右。用普通的打气筒就可以完成充气工作。中继间油缸是一种活塞式双作用油缸：它能伸出、回缩，通常中继间油缸的行程为300mm。所有中继间油缸的油管都并联在一根总管上，开启中继间油泵以后，再通过手动换向阀把这根总管与中继间油泵的进油口连接，这时，中继间油缸就会伸出。当它们伸出300mm时，就应该立即使换向阀换向，即把这根总管与中继间油箱的回油口连接。这时，如果主顶油缸向前顶进，中继间油缸就慢慢回缩到位。不断地重复上述过程一直到把管子
29、顶到位为止。（2）推进流程：第一个中继环推进第一个中继环停顶第二个中继环推进第二个中继环停顶如此类推到最后一个中继环主顶推进主顶停顶(如此循环)（3）中继环的配置中继环在安放时，第一只中继环应放在比较前面一些。因为掘进机在推进过程中推力的变化会因土质条件的变化而有较大的变化。所以，当总推力达到中继环总推力4060时，就应安放第一只中继环，以后，每当达到中继环总推力的7080时，安放一只中继环。而当主顶油缸达到中继环总推力的90时，就必须启用中继环。中继环设计允许转角1，每道中继环安装一套行程传感器及限位开关。中继环在管道上的分段安放位置，可通过顶进阻力计算确定。中继间位置中继间位置（管节后）间
30、距（m）累计距离（m）15404021796136329962324419632855396424主顶97521（4）中继间的拆除在拆除中继间时，绝不允许停止通风，且须把鼓风管道截短到中继间附近。拆除中继间的具体方法和步骤如下：1）先把中继间合拢；2）通过中继间的注浆管往土体内注入聚氨酯，封住中继间前后壳体的空隙，防止地下水和泥土流入；3）拆除中继间油管和油缸；4）割去中继间内的所有留下的部件。然后，打磨、清理管道和焊接接口。中继间在设计时，已考虑到拆除后的焊接，故采用单V型坡口。5）最后焊接中继间处的焊缝。6）在拆除中继间前，预先要准备数桶清水，用以冷却风割中与DN2600管子上联结部件，防
31、止DN2600管子外防腐受损。最后，按要求打磨、清理管道后，再补漆。顶管工作结束。（八）排土系统1、泥水式排泥系统（图4-11）主要设备：包括进排泥浆泵、泥浆管、泥水处理装置、泥水箱等。排泥系统有两个作用：一方面是排土，另一方面是平衡地下水。泥水处理器泥浆箱进浆泵进浆管排浆管进浆泵机内旁通泥水系统的进排泥水的调配是确保挖掘面稳定的条件之一，同时也是确保泥水能正常输送不可忽视的一个重要环节。根据地质资料，顶管穿越的土质为粘土及淤泥层，含泥量较大。所以，进浆泥水的比重调配在1.051.10之间。在含砂土层中，排浆泥水的比重在1.251.30之间，此排浆泥水的比重能确保细砂在输送管内不易沉淀，也能确
32、保挖掘面的稳定。同时，地层含有较多杂物和贝壳，进入泥水循环系统的杂物和贝壳，容易堵塞排泥管和泥浆泵，所以，在排泥泵前需加装滤石箱，防止杂物和贝壳堵塞泵叶轮，同时还需及时清理滤石箱里的杂物和贝壳，保证循环系流无堵塞。排泥采用100无缝钢管、卡箍式活络接头，中继间处也采用橡胶波纹管过渡。废弃泥浆用管道泵串联水平输送，管道内每隔200m左右设置1台。工作井内设置1台大功率管道泵，担负泥浆的垂直输送。（九）通风系统：在长距离顶管中，通风是一个不容忽视的问题，它直接影响至管内工作人员的健康。为获得理想的通风效果，本工程采用长鼓短抽组合式通风机，通风系统安装在距掘进机1215m处，抽风风筒与鼓风风筒分别安
33、装于管内左右两侧，两风筒必须重叠510m，抽风机的吸入口在前，鼓风机的排风口在后，并在管道中间配置若干外轴流风扇，向井内排出浑浊空气。七、 顶管施工质量控制措施（一）顶管进出洞口的质量控制措施在顶管施工中，把顶管机从顶进井中经过洞口渐渐顶到土中的这一过程称之为出洞。顶管施工中出洞工作十分重要，如果出洞安全，止水效果很好，可以说顶管施工已经成功了一半。1、安装止水圈洞口止水圈主要由预埋钢环、压板、橡胶圈和安装钢环组成。为了使预埋钢环能牢固地预埋在洞口井壁上，在它与混凝土接触的一面焊接数根开叉的锚杆，预埋钢环的内径同预留洞口一样大小；安装钢环是焊在预埋钢环上的，在安装钢环上焊数根螺栓用来安装橡胶圈
34、和压板。安装位置要根据出洞轴心位置进行调整，由于顶管出洞时不可避免有一定偏离出洞轴线位置，止水圈允许机头有2cm轴线位置，若机头偏差超过2cm，止水圈的安装位置必须根据实际偏差进行调整。机头的直径一般比管外径大2cm，使得管与洞之间有2cm的空隙，容易形成泥浆套，便于减少管壁与土之间的摩擦阻力。2、加固机头出洞口在洞口进行加固，就是穿墙时为防止工具头流水流泥导致地面塌陷，发生安全事故，或者顶进方向失去控制，对穿墙管前方土体采用高压旋喷桩进行加固，以提高这部分土的强度，从而使工具管在出洞时土体不发生坍塌现象。（二）中继间顶进中渗漏预防措施中继间渗漏的原因，这是由于中继间的密封受到磨损以后而产生失
35、效所致。中继间渗漏的处理措施：采用耐磨橡胶制成中继间密封件，把密封件设计成双密封圈。（三）进穿越堤防及码头桩的控制措施1、在顶管机头距离堤防、码头桩20m时，须全面检查顶管各顶进系统和机械设备，确保各顶管系统和机械设备处于良好状态，作好穿越堤防的准备；2、在顶管机头距离堤防、码头桩20m时，须反复测量管道偏差，确保管道偏差不超过20mm，并在今后穿越顶管过程中，勤测管道偏差，每顶管班次测量2次；3、在顶管机头开始穿越和穿越过堤防、码头桩，并距离其20m时，须控制顶进速度，穿越时，顶进速度5cm/min；4、顶进穿越时，须加强对堤防、码头桩的监测。（四）刀盘加固措施顶管施工遇到石块、坚土时，为了
36、防止刀盘磨损过大，导致顶管失败，所以根据地质和管道长短情况，必须对刀盘进行加固处理，加密合金头刀齿。（五）长距离顶管信息化施工管理措施顶管施工要符合设计要求、施工技术要求。这些要求构成工程所应达到的目标。须进行详细的信息化施工。1、首先在施工前对顶管设备进行检查，在确认设备运行正常情况下进行施工，每顶进一节钢管须对标高复核并做出完好的原始记录，各班组及管理人员对各项质量指标的落实情况都有鉴别数据生成，质量问题能及时发现，敦促班组及时整改。2、顶管过程中对原始数据的记录进行收集，并对高程控制做流程行像进度图，对高程超接近规范警示的进行监控纠偏，。每顶进一节管施工对工程的工程量、材料用量都能事先做
37、出预算，为合理地进行进度安排、材料管理提供了可能。事后也都做出详细的统计，为工程决算提供了方便。这些都为企业内部经济核算、挖掘节约潜力提供了依据。3、在施工过程中对顶管纠偏进行全方位的跟踪和记录：纠偏控制量20mm内。管道偏差超过20mm须向项目经理、技术负责人报告，纠偏千斤顶伸出量不得大于20mm，大于此值的纠偏须由项目技术负责人许可。4、在顶进施工中对浆液配置安排专业技术施工人员进行全跟踪检查，做到顶管前后都对设备运行跟踪数据的记录。5、注浆是通过注浆泵进行的，施工人员根据顶进长度的压力表和流量表，可以控制注浆的压力(压力控制在水深的1.11.2 倍)和注浆量(计量桶控制)。6、触变泥浆由
38、膨润土、水和掺合剂按一定比例混合而成。施工人员严格现场按重量计的触变泥浆配合比为：水：膨润土8：1，膨润土：CMC30：1。本工程拟购置膨润土袋装复合材料，在现场施工加水拌和。7、数量和压力压浆量为管道外围环形空隙的1.5倍，压注压力根据管顶水压力而定。八、 预案 （一）遇到孤石的预案因为在全程顶进过程中，不排除钻孔未探到的有各种大小孤石的存在。1、遇到孤石的处理如果遇到孤石时，就把附在顶管机后的气压舱门关闭，加气压后把机械顶管机拆除改为气压仓人工开挖顶管。气压仓的结构可参见下图各种管道照明气压舱座椅控制仪表控制区气压舱门隔舱板隔舱板常压舱作业舱进排泥管作业舱门2、进入第(10)层强风化黑云母
39、花岗岩带的预案根据地质资料，顶管在接近接收井时，有可能遇到第(10)层强风化黑云母花岗岩带。如果顶管机在进入第(10)层强风化黑云母花岗岩带雨阻则需从接收井内用手掘式工具管顶一根DN300030mm钢管，直插到DN2600顶管机外100mm处，然后再把DN2600沿DN300030mm钢管内顶到接收井。九、建议根据地质资料显示，顶管基本上在底3淤泥层及第6粘土层穿过，但不排除遇到孤石等障碍的可能。为了顺利的完成顶管工程，建议对管线位置进行加密钻孔勘察。对发现的障碍事先进行处理，使顶管能顺利通过。对事先发现的孤石等可对管道位置采用筑岛、打桩船进行冲击、冲抓对障碍进行预先处理。二一三年一月二十一日29
