给水顶管施工方案.doc

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1、第一章 工程情况简介（一）工程概况1、工程简介本工程为陈塘庄热电厂煤改气搬迁工程生产备用水源及自来水管线穿越周芦铁路顶管工程。顶管中心线与周芦铁路正交90，顶程142.5m。管线穿越周芦铁路K21+050处。2、 顶管结构本次顶管管材采用铁路专用钢筋混凝土管3000T12-S，内径3000mm，壁厚280mm，外径3560mm，有效长度2500mm，插口形式为钢承口、钢套环。每根钢筋混凝土管重量约为17t，预控顶力为10517KN。采用泥水平衡顶管工艺，触变泥浆减阻。3、现场状况3、 施工平面图、立面图、剖面图4、 周芦铁路 6m 6m K21+050 副坑主坑 7m 8m 30.3m 112

2、.2m 新设计西南环线 周芦铁路 3.75 7.8533.4 -11.41 冠梁 3m 圈梁 双拼工字钢 6m 钢牛腿 9m 5、工程重点 （1）前期需要与既有设备单位签订安全协议和配合协议，在施工范围内做好既有电力、通信、信号设备的探明、保护或拆改措施。 （2）管道穿越周芦铁路和污水河，做好泥水舱压力控制、地面沉降控制。 （3）控制好顶管机的出洞、进洞、基坑开挖和支护、路基注浆等施工项目。（二） 水文概况 1、水文地质地下水静止水位埋深2.4-3.8m，水位标高为2.39-2.74m，补给方式为大气降水补给。2、工程地质 深度30m范围内的地基土属第四系全新统人工填土层、陆相沉积层、沼泽相沉

3、积层和海相沉积层，共分五大层。地层时代地层编号岩性层厚（m)土层承载力KPa渗透性质等级Q4ml2素填土2.585弱透水Q43al1粉质粘土2.5140弱透水Q42m1粉质粘土195弱透水2淤泥质粉质粘土3.585弱透水3粉土2130弱透水4淤泥质粘土785弱透水Q41h粉质粘土2125弱透水Q41al1粉质粘土4140弱透水(三） 施工组织机构项目经理 夏井如 技术负责人李帅 施工负责人苏宝国 安全负责人阎春浩质检员李俊申技术员布尼施工员于振兴施工员张建喜防护员王学奎安全员陈新立 第二章 主要项目施工方法(一) 施工现场准备进场后立即组织技术人员对施工现场进行复测，核对顶进中线、高程系统是否

4、与图纸相符。并将管道顶进中线、高程与周围建筑物、地下构筑物的相对位置进行复核，看是否满足施工及安全防护需要。1. 施工前，对施工人员进行安全及技术交底，提高施工人员的安全意识和安全员、防护员、带班人员、工班长的业务素质，确保施工安全。2. 施工前同设备管理单位签订施工安全协议，明确安全责任。对顶管范围内地下（各种管线）地上（各电杆、树等）障碍进行调查核实并做好加固保护工作，在电务部门配合下，施工前把电缆明出，做好防护，并请各专业产权管理单位现场监护方可施工。开工前人工挖探沟探明铁路两侧及基坑背后的管线，采取妥善保护措施后方可动用机械设备进行工作坑及水泥搅拌桩施工。如发现管线、电缆与顶管冲突，及

5、时通知业主单位及设计单位采取措施。3. 重新探测污水河水位标高，与图示尺寸进行比对。4. 施工用电：本工程现场无电源，拟采用自备发电机发电。进场后自备两台发电机（一台为备用，以保证连续顶进）。5. 组织及调配主要施工人员进场（见主要劳动力计划表）。6. 组织挖掘机、水泥搅拌桩桩机及配套机具进场（见主要施工机具一览表）。7. 主副工作坑进行场地平整、修筑便道。(二） 资源配置1、 施工机具计划 施工大型机械设备管理严格执行北京铁路局建设工程大型机械设备安全管理办法（试行）京铁建【2010】28号。主要施工机械设备表序号设备名称单位数量型号规格1载重汽车台150吨2测量用激光经纬仪台1SY27-J

6、2-JDE3离心降水泵台61.5kw4测量辅助设备套15吊装绳个25t6吊链个210t7液压千斤顶台4320t8液压油泵套19户口铁 套1自制10洞口密封环套1自制11排泥泵套1渣浆泵12起重机台1QY50T13发电机台2120KVA14注浆设备套1LF10015自卸汽车辆216履带式挖掘机台2EX20017电焊机台218水泥搅拌桩机套119回旋钻孔桩机台120泥水平衡顶管机套1DHKT36002、劳动力计划工种级别按工程施工阶段投入劳动力情况施工准备顶管阶段收尾工程测量工4人4人2人机械工4人4人2人电焊工6人4人6人电 工4人6人4人木 工4人2人2人壮 工10人10人10人顶管操作工04

7、2（三）基坑设计1、平面布置： 工作坑位于铁路北侧，平面尺寸为8m6m，开挖深度13.96m；接收坑位于铁路南侧，平面尺寸为7m6m，开挖深度9.13m。2、支护结构 工作坑采用1000mm灌注桩支护，灌注桩中心距1.2m，长度28m。主坑28根，副坑26根。灌注桩外侧四周设置双排700mm的水泥搅拌桩止水帷幕，中心间距为0.45m，长度为20m。3、加固方式 灌注桩桩顶设置1.2m0.8m的冠梁，其下设置双拼40C工字钢框架及斜撑（共设3道，分别设置于桩顶一下3m、6m、9m处）为减少围护结构的侧向位移，减小土压力对支护桩产生的弯矩，超挖至设计钢支撑框架位置下0.3m时，必须及时设置钢支撑框

8、架。4、 水泥搅拌桩止水帷幕施工水泥搅拌桩采用GZB-750 深层搅拌机进行施工，配备相应的导向架、灰浆泵、拌浆机、电子监测表等。材料采用强度等级为32.5R级的普通硅酸盐水泥，浆液严格按设计配方和试验确定的配合比（本段水泥搅拌桩设计理论配合比为288Kg水泥:1600 Kg被加固土壤:158 Kg拌合用水)。施工前应进行室内试验，已确定水泥搅拌桩的各项参数值，为基坑提供依据。整个制桩过程要保障边喷浆，边搅拌，边提升的连续作业，工艺做到“两喷四搅”。i. 搅拌桩施工流程桩机定位预搅下沉预拌提升重复下沉清洗系统移机浆液制备ii. 施工工艺： 桩机定位：搅拌桩机到达指定桩位后，进行对中，调平。 当

9、搅拌桩机调试正常后，启动电机下沉，下沉可用4档，在下沉过程中，应边送浆边钻进。 浆液制备：即按设计确定的浆液配方投料，拌制水泥浆。在送浆前必须不停搅拌，防止浆液离析。 提升注浆搅拌：待搅拌机下沉到设计深度后，边搅拌边提升，提升速度用2档。 重复下沉：当搅拌机提升到设计桩顶标高时，重复下沉搅拌，使浆液与土体搅拌均匀，下沉速度为4 档。 重复提升：待下沉到设计深度时，边喷浆，边搅拌，边提升。直至提升到地面，控制速度为2 档。 冲洗系统：冲洗灰浆泵和输浆管系统，直至基本干净，并清除钻头上粘附的软土，检查钻头，如有磨损及时更换。移到新的桩位，重复以上步骤。5、 钻孔灌注桩施工5.1施工准备熟悉图纸及工

10、程勘探资料编制施工组织设计 定位、角桩、轴线控制桩按平面布置图布置材料堆场放样、对桩位进行三点式探桩搭 设 临 时 设 施布置桩位、经有关方面验收铺设、架立施工用水电组织机具、人员按场布图进场、到位按施工要求堆放材料组机、立架、试运转按规范要求进行材料验收工艺试桩开工5.2施工测量前的准备工作（1） 校对测量仪器：本工程使用的全站仪、经纬仪、水准仪、塔尺、钢卷尺等测量器具都已经国家法定计量部门校验合格，保证测量结果的准确性。（2） 根据建筑施工总平面图及其它相关资料进行复核，确保工程定位坐标的准确性，做好坐标控制点、高程原点、资料的交接工作。（3） 熟悉图纸，参与图纸会审，切实了解结构、建筑等

11、细部的尺寸与相对位置关系。（4） 了解各分部分项工程的施工进度计划和施工工艺流程，确定各细部的轴线、标高的放样时间、方法。（5） 对施测用辅助材料提前进行准备。5.3高程控制将测量偏差控制在规范允许的范围内，及时准确地为工程提供可靠的高程基准点，紧密配合施工指导施工。（1） 平面高程控制网的施测将轨顶设为水准点0.00，采用双仪高法进行引测。为减少架设水准仪的次数，减少误差的产生，按就近原则四个准点分别控制不同的区域。（2） 基准点形式 考虑现场情况拟定高程基准点的标识。（3） 测量器具配置选用全站仪一台，5m塔尺一把，50m钢卷尺一把，电子经纬仪一台，水准仪一台。 测量放线质量要求及保证措施

12、测量仪器打桩施工桩位测放测量员测量控制点测量控制网有关部门鉴定合格在鉴定有效期内使用监理工程师审定合格业主提供测量方格网点有效的书面控制点资料现场实际复测经过测量培训合格测量员持证上岗报监理工程师认可控制网布置与施工现场结合，提供测量控制网布置图，提供测量控制有效数据监理工程师复测合格监理工程师复测合格签字同意施工打桩机机对准桩位桩位测放允许偏差满足设计及规范要求桩位偏差满足设计及规范要求定期检查控制网测量放线流程图 5.4施工工艺及技术措施钻孔灌注桩施工工艺主要包括桩位测放、钻孔、清孔、钢筋笼制作、钢筋笼下放、安放导管、灌注混凝土成桩等。5.5测放桩位及高程由测量人员按设计单位所提供的现场坐

13、标点，使用经纬仪，按桩基平面布置图测放各控制点及桩位，桩位测量偏差应在10mm以内。由测量人员测定场地地面高程，由此确定施工桩深及桩顶标高。在施工过程中用水准仪控制工程桩的标高。桩位测放桩位检查钢筋检验焊接试验埋置护筒泥浆护壁钻孔钢筋加工钻孔检查清孔合格钢筋笼成型商品砼采购下放钢筋笼否商品砼检验灌注混凝土质量检查合格是提升导管 灌注成桩 养护 钻孔灌注桩施工工艺流程图5.6埋置钢护筒根据施工情况适当埋置钢护筒，以防止孔口坍塌，护筒顶端高度宜高出地面不少于0.3m，护筒埋深1.01.5m，钢护筒底的高程根据场地标高和设计要求确定，护筒的孔口平面位置的偏差不得大于5cm，护筒斜度不得大于1%。5.

14、7钻进成孔（1）钻机就位时，底座应用枕木垫实塞紧，防止钻机发生偏移、倾斜和沉陷。（2）钻台行走钢轨铺设必须平直、稳固。（3）开钻前应进行试成孔，以便核对地质资料，检验钻机设备，施工工艺以及技术要求是否适宜。（4）钻进成孔的冲洗液循环系统采用反循环方式。钻进开始时泵入清水原土自然造浆，当遇易坍塌或缩径地层或返砂不利时，应加入膨润土造浆，提高泥浆质量，以保证孔壁的稳定性。（5）下钻时，当钻头距孔底5080mm时，应开动泥浆泵，使冲洗液循环二分钟左右，然后开动钻机，慢慢将钻头放到孔底，并适当控制钻进速度。（6）加接钻杆时，应先将钻具稍稍提离孔底，待冲洗液循环12分钟后，再拧卸加接钻杆。（7）泥浆池的

15、开挖位置应选在桩位区外，挖池容积和数量以满足施工钻进为准。（8）钻孔应连续操作，不得中途停止。5.8钻孔的检查（1）钻孔完成后，采用检测仪器进行成孔自检，并报监理单位复检。（2）钻孔应作全深的孔径检查，当发现钻孔不直、偏斜、孔径减小、椭圆形断面、井壁有探头等，立即采取补救措施，达到合格后方可继续施工。（3）钻孔的允许偏差：平面位置：任何方向在5cm；钻孔直径：不小于桩的设计直径；倾 斜 度：对垂直井孔为1/100；孔 深：不短于设计规定，但超钻深度不得大于50cm。5.9清孔（1）反循环钻进施工的桩孔，到达设计孔深位置后，停钻并将钻头提离孔底5080mm，空转不进尺，持续进行清孔，采用换浆法清

16、孔。（2）清孔后，泥浆返出比重应控制在1.151.20，孔底沉渣厚度应50mm，并有记录。（3）清孔时，应保持钻孔内的水位高出地下水位0.51.0m，以防止塌孔。（4）应及时清除导向槽内沉渣及土块，并将沉渣及土块及时排出场外。5.10钢筋笼制作及吊放（1）经检验合格后的钢筋应根据其规格、型号分别堆放，并作标识。（2）钢筋笼焊接前，应先进行钢筋调直，钢筋切割，箍筋制作，螺旋筋制作，钢筋清污处理。（3）焊接质量外观检查包括：焊点处熔化金属均匀。压入深度符合要求。焊点无脱落、漏焊、裂纹、明显烧伤等缺陷。（4）钢筋笼制作允许偏差主筋间距10mm箍筋间距或螺旋筋螺距20mm钢筋笼直径10mm钢筋笼长度1

17、00mm（5）为保障保护层厚度，钢筋笼每4米同一截面周围对称设置混凝土块，确保主筋保护层厚度。（6）钢筋笼吊放应缓慢进行，要对准孔位，避免碰撞孔壁，不得强行下放。（7）钢筋笼吊放入孔内，位置允许偏差应符合下列规定：钢筋笼定位标高偏差为50mm，笼中心与桩孔中心偏差为10mm，主筋的混凝土保护层厚度不应小于50mm，保护层允许偏差为20mm。（8）钢筋笼下端主筋的端部应稍稍向内收敛，以防止下端钢筋笼在下放时插入孔壁或在导管提升时卡挂导管。5.11商品混凝土采购及运输本工程采用商品混凝土，灌注混凝土前，应检查商品混凝土的出厂合格证和出厂试验报告，符合要求方能在工程中使用。5.12灌注成桩（1）采用

18、水下混凝土灌注，选择导管直径为250mm左右，壁厚3mm，应选用连接处经过加强的导管。（2）吊放入孔时，导管丝扣连接，应周正、严密、确保密封良好；导管在桩孔内的位置应保持居中，防止导管跑管，损坏钢筋笼。（3）开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为300500mm。（4）灌注前利用球胆作为止水塞，以保证初灌混凝土的质量。灌入足量的首批混凝土，使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上，严禁初存量不足就灌入孔内。（5）首批混凝土灌注正常以后，应紧凑、连续不断地进行，每根桩的浇注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制。（6）灌注过程中，导管埋深宜为26m，严禁导管提出混凝土面，而使导管内进浆造成断桩。（7

19、）严格控制最后一次灌注量，使灌注的桩顶标高比设计标高增加50cm，确保灌注后的桩顶在凿除浮浆后达到设计桩顶标高和混凝土质量。（8）钻成孔后的灌注间隔时间不宜过长，否则，灌前应重新测量沉碴是否满足要求。孔内液面不得低于地面0.5m，以防塌孔。5.13钻孔灌注桩施工质量控制（1） 项目技术负责人或其指定人员向施工人员进行技术交底，明确技术要求、施工注意事项等。重要部位要添写“技术交底单”交责任人。（2） 项目技术负责人对工程材料试验报告进行确认，合格的工程材料通知项目工程部可以使用，不合格的工程材料通知项目采购部处置。（3） 测量放点人员对项目技术负责人提供的桩位坐标及控制点坐标进行检查复核无误后

20、，进行桩位测放并进行标识。（4） 技术人员和质检员共同对测放的桩位验收无误后，交甲方代表验收合格，方可开工。（5） 桩机就位后，操作人员首先用经纬仪（或铅锤）调直钻机，技术人员对桩位进行核对，符合规范要求偏差后方可钻进。（6） 钢筋笼制作人员应按设计和规范要求进行制作，技术人员进行检查验收后，进行标识。（7） 技术负责人、质量检查员随时对钢筋笼制作、钻孔、灌注全过程进行监督检查。（8） 终孔后应立即清孔。清孔后，技术人员用标准测锤测量清孔后的孔深及沉渣厚度，验孔合格，符合设计及规范要求后方可灌注混凝土。（9） 混凝土灌注，充盈系数大于1.05，成桩完毕后做好记录。（10） 严格按照施工规范的要

21、求作好材料实验，钢筋及混凝土按时报送实验，控制桩的材料质量。技术人员对每天完成的基桩应在桩基平面布置图上予以标识，以防漏桩。（四）基坑开挖采用人机配合分步开挖，开挖时采用先支护后开挖。整体开挖分五步进行。第一步向下开挖1m，开挖后破除桩头施工1.2m0.8m的冠梁。第二步继续向下开挖3m后立即焊接双拼工字钢圈梁及角撑支撑。 双拼工字钢圈梁 角撑 第三步、第四步开挖深度见图，焊接圈梁及角撑同前一步。 3m 圈梁 双拼工字钢 6m 钢牛腿 9m 第五步开挖到基底以上10cm由人工清底至设计标高，基坑开挖后在四周挖设排水沟，坑底填碎石并在角部设集水井，采用泥浆泵抽水。角撑长度不小于17m，所有型钢采

22、用焊接连接。圈梁与灌注桩之间的缝隙用木楔和钢楔塞紧。（五）基坑安全防护工作坑周围安装护栏，护栏用40mm钢管制作，高度1.2m，立杆与冠梁预埋件焊接牢固。工作坑上下配有梯子，梯子设有扶手，其跨度不大于30cm。工作坑在二步框架处设置二步平台，作业人员戴安全帽从规定通道上下，不得从非通道进行攀登，也不得任意利用吊车臂架等施工设备进行攀登。（六）导轨、后背1、导轨安装 工作坑底板施工前，提前进行钢板预埋作为枕铁，导轨选用P43钢轨，用焊接固定在枕铁上。 两根导轨应顺直，两根导轨的内距按下式计算： A=2(Dh+e)(he) 式中：A一两导轨内距() D一管外径()； h一轨高()； e一管外底距枕

23、木面的距离() 导轨及枕铁的安装质量应付符合下列规定： 枕铁的高程宜低于管外底高程1020mm，间距均匀，其铺装纵坡应与管道纵坡一致。 两根导轨应直顺、平行、等高，导轨安装牢固，其纵坡与管道设计坡度一致。 导轨、高程及内距允许偏差为2mm；中心线允许偏差为3mm，顶面高程允许偏差为0+3mm。2、后背安装后背采用4m4m0.5m的整体式后背，由30#工字钢拼装组成，型钢前部焊接20厚钢面板，后部焊接10mm厚钢板，使之形成整体。后背卧到工作坑底以下500mm，并应与管道顶进方向垂直，与工作坑壁之间的空隙部分用碎石填充并捣实。（七）路基注浆路基注浆加固为防止顶管顶进过程中及顶进后铁路路基发生沉降

24、，需对顶管通过处铁路路基进行注浆加固。水泥砂浆桩是采用排土桩施工原理，用长螺钻机在桩位点钻至设计深度，在提钻同时，用砂浆泵通过设计在钻头上的活门向孔内压灌制备好的水泥砂浆，用水泥砂浆将孔内土置换后成桩，从而形成桩与桩间土共同作用承受上部荷载的复合地基。施工范围为：自路基底（+2.1m）至-14.95m处，平面范围按照图纸给定范围。1、工艺流程（）多向多轴搅拌水泥砂浆桩进入已整平的场地和测放了桩位的地段准备施钻，施钻程序如下：a）搅拌桩机就位、调平，钻头对准桩位。b）搅拌下沉：启动搅拌机，使其钻杆沿导向架向下搅拌切土，此时多轴上的叶片同时正反向旋转搅拌直到设计深度，桩底应原位搅拌不小于30s。c

25、）搅拌、喷浆提升：多向多轴搅拌桩机钻杆上叶片正反向旋转搅拌提升，同时开启送浆泵向土体喷水泥砂浆至设计桩头标高，桩头应原位搅拌不小于2min。d）重复搅拌下沉至设计深度。e）重复搅拌、喷浆，提升钻头到设计标高，f）搅拌完毕，关闭机械，完成单根多向多轴搅拌水泥砂浆桩的施工2、工艺流程（）桩位放样钻机就位按设计配合比配置水泥砂浆检查、调整钻机正循环钻进至设计深度打开注浆泵反循环提钻并喷水泥浆液至设计桩顶标高重复搅拌至设计深度提钻喷浆至地表结束成桩施工下一根桩3、施工参数的确定根据设计要求及场地的地质条件，选择有代表性的地段进行成桩工艺性试验，经现场成桩试验水泥砂浆桩的施工参数如下：3.1、根据该地段

26、的工程地质勘察资料及施工设计图的布置要求，水泥砂浆桩施工土层，施工桩长为17.05m。 3.2、水泥砂浆桩的直径为500mm，梅花桩布置，间距1.0m。3.3、平均每米水泥的掺入量为5060 kg，水灰比（水与水泥的重量比）为0.6 ：1。3.4、平均每米砂掺入量为2030kg，灰砂比为1:0.4。3.5、采用两喷四搅施工工艺，施工顺序采用从线路中心向两侧推进。3.6、钻杆下沉的速度为0.61.0 m/min。3.7、钻机转度为60r120r/min。3.8、喷浆量不小于60L/m。3.9、喷浆压力为1.52.0Mpa。3.10、配置的灰浆应流动性好、便于泵送、搅拌。4、施工技术质量要求（1）

27、桩位严格按水泥砂浆搅拌桩设计图进行测放，桩位的水平偏差50mm，施工过程中随时测量桩的垂直偏差，其垂直度偏差小于1%，可通过测量钻杆的垂直度。（2）施工中施工员（现场技术负责人）及质量检验员要严格按设计要求进行桩的施工和检验桩的施工质量。（3）严格控制灰砂比、水灰比（水：水泥的重量比）为0.6:1。灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥、砂沉淀，喷浆压力应控制在1.52.0Mpa范围内。（4）施工中应认真做好施工记录，记录要准确可靠，记录的深度误差不得大于5cm，记录的时间误差不得大于5秒钟。（5）钻杆下沉的速度可为0.61.0m/min，严格控制喷浆提升的速度，其喷浆

28、提升速度宜为1.01.5m/min。（6）搅拌头下沉到设计深度时，应原地旋转10秒钟，待水泥砂浆送至孔底，管道压力达1.53.0Mpa时，再旋转上提，以保证桩端质量。（7）对施工的水泥砂浆搅拌桩，要求送浆压力均衡，常规工艺施工的水泥砂浆桩还应进行复搅，以保证桩身的均匀性。（8）在成桩过程中，遇有故障而停止喷浆，停机超过3小时，需拆卸导管清理，第二次喷浆接桩时，其重叠长度不小于1米，接桩间隔时间不能超过24小时，否则重打该桩。（9）根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，以确保桩的施工质量。调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告，并经同意后调整。（10）水泥砂浆桩在施工完成28天内不得有

29、任何机械在上面行走，28天后按要求进行单桩载荷及复合地基载荷试验检测。检测合格后，方可进行后期施工。4.2、做好施工材料的验收和保管工作。该项工程施工，水泥、砂是主要材料，水泥、砂的质量是保证施工质量的关键。对施工用水泥、砂的选择要严格把关。进场的水泥必须有出厂合格证或出厂水泥检验报告单。水泥的标号及相应的质量必须符合设计要求和有关规范要求。对进场的水泥要做好验收和保管工作，防止淋雨或受潮，影响水泥的质量。4.3、要积极与业主代表、监理密切配合，虚心接受业主、监理的指导，及时做好各项资料的签证工作。4.4、根据设计要求积极配合业主做好加固地基质量的检测工作，检测内容包括单桩载荷及复合地基载荷试

30、验。质量检测的方法如下：（1）轻便触探试验（N10）：成桩后3天内用轻便触探器钻取桩身加固土体，观察搅拌均匀程度，同时通过探击数判断桩身强度。（2）取芯检测：在成桩28天后在桩径的1/4处用双管单动取样器在桩长范围内取芯，检验桩体完整性和均匀性。（3）静荷载试验：在成桩28天后，任意取总桩数的1进行单桩复合地基载荷试验，取总桩数的1进行单桩载荷试验。（八）泥水平衡顶管施工方法和技术措施1、泥水平衡顶管形象示意图主要包括：工作坑、接收坑、混凝土管、泥水平衡顶管机、整体式顶进系统、进泥泵、排泥泵、泥水分离器、泥水管道、激光导航系统、遥控室、50T汽车吊。2、 顶管工程力学参数确定a) 顶力计算（d

31、3560 砼管顶进140m）l 顶管机头正面挤压力：F1=D2/4P 其中 F1-顶管泥水阻力(t) D-顶管外径(m) P-顶管前端压力(t/m2) 取13t/m2F1=D2/4P129.3T l 管壁摩擦阻力： F2=SLf 其中 S 顶管外周长(m) L最长一段顶管长度(m) f综合摩擦力系数(T/ m2) f 与管道的埋设深度、土质、地下水位等因素有关。根据有关工程统计资料和本工程的分析，采用触变泥浆减阻后估算综合摩擦力系数f=0.6 T/m2。F2=SLf=3.561400.6939T 在考虑一次顶进距离为140m时，顶管总阻力为以上阻力之和：F=F1+F2 =1068.3T 顶进采

32、用4 台320T千斤顶，按70%核算最大顶力为:43200.7=896tF(通过)b) 管材受力计算管内径d=3000mm，管壁厚度t=280mm，外径D=3560mm，每节管长度2500mm，混凝土强度C45。端面受力面积s=(3.563.56-33)/4=2.884m2 可承受的最大顶力为(安全系数为4)： F=s5000T/m2/4=3189T896T（满足要求）； c) 泥水压力核算泥水平衡顶管施工中，为了使挖掘面保持稳定，必须在泥水舱中充满一定压力和相对密度在1.2左右的泥水，泥水在挖掘面上形成一层不透水的泥膜，它可以阻止泥水向挖掘面里面渗透。同时，泥水本身具有一定压力，可以用来平衡

33、地下水压力和土压力。开挖面的泥水平衡采用管道外PLC全自动操控台进行控制，其平衡原理是：当进泥和吸泥泵稳定工作后，调节进泥和吸泥的泵量，使泥水舱内保持一定压力，使其与地下水压力相平衡。泥水压力过大，地面隆起；泥水压力过小，地面沉陷。因此需在顶进前根据土质及地下水位情况设定泥水舱基准面泥浆压力，使其满足如下条件：PPW+P式中：P-泥水舱管道基准面泥浆压力PW-相对于管道基准面地下水压力 P-泥水舱设定高于地下水压力，一般设为20KPaPW=h=140KPa即泥水舱基准面泥浆压力P应不小于160Kpa。3、工艺准备i. 吊装系统 DHKT3000型泥水平衡顶管机，重量约20吨；管材重量约为17吨

34、，根据现场实际支吊车的距离，选用垂直运输吊车为50吨。ii. 泥浆系统 泥水平衡注入泥浆采用钢制罐，容积共计18m3，其规格为24m和51m，共两个，钢罐单个重量为4吨。出泥浆采用漩流器及振动筛进行出渣。泥浆由离心泵传送。安装好地面泥水泵和排泥泵、工作坑内排泥泵及管线。启动冲洗模式检查泥路循环是否正常；检查电磁流量计Q通过PLC系统对变频调速排泥泵流量控制情况，并作调整；检查压力计C2通过PLC系统对变频调速排泥泵流量控制情况，并作调整。iii. 减阻系统 管道顶进过程中采用触变泥浆减小土壤与管线间的摩擦系数，减少顶进阻力。现场设置搅拌罐一台，储存罐两个，每个3m3，单个重量为2吨。触变泥浆管

35、路使用DN50钢管，泥浆通过离心泵送至坑下管道内。顶进开始前做好触变泥浆配比，用搅拌机拌和足量浆液以备使用。iv. 机头管管材准备工作采用泥水平衡机械化顶管工程，要进行管材与机头之间的拉紧联系，所以对管材进行机头管加工处理，及每次入洞前加工四根机头管。1) 初始顶进初始顶进的速度控制主要是机头吃土时，机头克服刀盘旋砖产生的扭矩，靠的是机头重量产生的与轨道的摩擦力，吃刀太深扭矩大，机头会旋转。第一节管进洞阶段，刀盘速度控制在10-20mmmin，此阶段重点是找正管子中心、高程，偏差控制在5mm之内，所以速度不要太快。 初始顶进泥水控制 洞口封闭安装后，先不转刀盘将机头缓慢平推入洞内。顶进时进泥流

36、量控制在0.4-0.6mmin。此时泥水分两部分流出，一部分由机头外流入集水井，集水井设4寸泥浆泵排入砂水分离装置；另一部分由机头出泥管排入砂水分离装置。初始顶进时，进泥流量控制在0.6-0.8mmin，泥水容重r=l.20，泥浆由顶管机出泥管排入砂水分离设备。 测量 初始顶进1m后，顶进测量开始，每顶进3m做一次中线、高程记录，并及时向技术负责人汇报，以便采取措施。 纠偏 顶管机头没有全部进入洞时，在机头中心、高程偏差不大于20mm，不考虑纠偏，因此时轨道在控制前进方向，另外因机头没有全进管，此时纠偏如采取措施，纠偏没效果反而使第一节管偏离轨道。如中心、高程偏差大于20mm，要停止顶进，由项

37、目技术负责人主持研究是否纠偏及纠偏方案，此时纠偏高程时，轨道上管要加配重，纠偏中心时，轨道管两侧要加支撑。机头全部入土后，高程、中心偏差大于10mm要纠偏，此时纠偏用机头纠偏设备，但应用人工操作、全站仪测量，暂不用自动纠偏装置。初始顶进最终把中心控制在5mm以内，高程控制在10mm以内，为后面的掘进打下好基础。2) 正常顶进时主要参数的确定泥浆在整个顶管过程中起着关键作用，泥浆的压力、浓度影响挖掘面的稳定性。泥浆浓度流量影响到切削下土体能否正常送到地面。泥浆配比要在优选货源的前提下优化配比，并能根据土质变化及时变化。泥水仓泥浆压力须始终大于水压力。 泥水初定参数： 泥水比重 1.25tm 泥水

38、仓压力 160KPa 送泥水流量 Q1066mmin 排泥流量 Q20.79rIl3min 机头顶进速度设定100mmmin，如要加大顶进速度，在保证泥水仓泥压的条件下，要先加大泥浆流量，再计算顶进速度，否则排泥管会堵塞。流量计设定08mmmin。 泥水管理泥水质量控制 密度 为了保持开挖面稳定，必须可靠而迅速地形成泥膜，以使压力有效地作用于开挖面。为此，泥水应具有以下特性： 泥水密度：为保持开挖面稳定，即把开挖面的变形控制到最小限度，泥水密度应比较高。从理论上讲，泥水密度最好能达到开挖土体的密度。但是，大密度的泥水会引起泥浆泵超负荷运转以及泥水处理困难，而小密度的泥水虽可减轻泥浆泵的负荷。但

39、因泥粒渗走量增加，泥膜形成慢，对开挖面稳定不利、因此，在选定泥水密度时，必须充分考虑土体的地层结构，在保证开挖面稳定的同时也要考虑设备能力。一般，泥水密度为1.051.30，适用于本工程泥水密度范围应在1.12-1.25gmm。适当含砂量 如果泥水向土体过量渗透不仅泥水压力不能有效作用于开挖面，而且会引起土体孔隙水压力上升，有效应力下降，这对开挖面稳定是不利的。因此，对渗透系数大的砂质土、砂砾石层必须采取措施以加速泥膜的形成。在强透水性土质中，泥膜形成的快慢与掺入泥水中砂粒的最大粒径以及含砂量(砂粒重粘土颗粒重)有密切关系，这是因为砂粒具有填堵土体孔隙的作用、为了充分发挥这一作用，砂粒的粒径应比土体孔隙大且其含