顶管施工(修改1111) - 图文

青草沙水源地原水工程 凌桥支线工程C1标

顶管施工专项方案

编制人： 审核人： 审批人：

湖南省第四工程有限公司

青草沙原水凌桥支线工程C1标项目经理部

2009年12月

凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 目 录

第一章 工程概况 ................................................................................................ 1

1.1. 1.2. 1.3.

地理位置、周边环境 ........................................................................................... 1 主要工作内容概况 ............................................................................................... 1 工程地质概况 ....................................................................................................... 2

第二章 施工总体部署 ........................................................................................ 3

2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6.

顶管工艺流程图 ................................................................................................... 3 顶管施工总体规划 ............................................................................................... 3 平面布置 ............................................................................................................... 3

2.3.1. 工作井外平面布置 ......................................................................................................... 4 2.3.2. 工作井内平面布置 ......................................................................................................... 4

施工进度计划安排 ............................................................................................... 5 劳动力使用计划 ................................................................................................... 6

2.5.1. 劳动力组织 ..................................................................................................................... 6 2.5.2. 主要劳动力计划表 ......................................................................................................... 6

施工机械设备配置和管理 ................................................................................... 6

2.6.1. 机械设备配置计划 ......................................................................................................... 6 2.6.2. 机械设备调度和管理 ..................................................................................................... 7

第三章 顶管施工方案 ........................................................................................ 8

3.1 3.2

钢管材料 ............................................................................................................... 8 钢管焊接工艺及其相关质量控制措施与防腐 ................................................... 8

3.2.1. 钢管焊接工艺 ................................................................................................................. 8 3.2.2. 钢管焊接质量的控制措施 ........................................................................................... 11 3.2.3. 钢管的防腐 ................................................................................................................... 11

3.3 顶管各系统设计 ................................................................................................. 13

3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. 3.3.4. 3.3.5. 3.3.6.

土压平衡泥水顶管机 ................................................................................................... 13 主顶进系统 ................................................................................................................... 14 注浆减摩系统 ............................................................................................................... 14 泥水管路系统 ............................................................................................................... 18 通风系统 ....................................................................................................................... 19 土压平衡泥水出土掘进机控制系统 ........................................................................... 19 测量施工方案 ............................................................................................................... 20 吊装方案 ....................................................................................................................... 22 顶管机出洞和施工方法 ............................................................................................... 23 顶管机进洞和施工方法 ............................................................................................... 25

3.4 顶管施工 ............................................................................................................. 20

3.4.1. 3.4.2. 3.4.3. 3.4.4.

3.5 中继间技术要求、设置情况及闭合措施 ......................................................... 26

3.5.1. 中继间技术要求 ........................................................................................................... 26 3.5.2. 中继间设计 ................................................................................................................... 27 3.5.3. 中继间的闭合 ............................................................................................................... 28

3.6 土体加固及穿越A30桥墩的技术措施 ............................................................ 28

3.6.1. 进出洞口土体加固………………………………………….………………………….27 3.6.2. 远东大道立交A30桥墩的保护及应对措施………………………………………….28

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 3.7 顶管施工其它控制措施 ..................................................................................... 32

3.7.1. 3.7.2. 3.7.3. 3.7.4. 3.7.5. 3.7.6.

地面沉降控制措施 ....................................................................................................... 32 顶管纠偏要点 ............................................................................................................... 33 长距离顶管供电的技术措施 ....................................................................................... 33 长距离顶管通讯的技术措施 ....................................................................................... 34 管节止转措施 ............................................................................................................... 34 管道的后期下沉的针对性措施 ................................................................................... 34

3.8 顶管过程中的应急措施 ..................................................................................... 34

3.8.1. 对开挖面的土体进行改良的技术措施 ....................................................................... 34 3.8.2. 管道内照明的应急技术措施 ....................................................................................... 35 3.8.3. 不明障碍物与流砂的处理措施 ................................................................................... 35

第四章 施工风险分析及关键项目应急预案 .................................................. 36

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

工程风险分析 ..................................................................................................... 36 施工风险管理 ..................................................................................................... 36 施工风险应急预案 ............................................................................................. 37 顶管施工风险预防及应急措施 ......................................................................... 37 穿越地上地下构筑物的应急预案 ..................................................................... 38 其他突发事件的应急预案 ................................................................................. 38

第五章 周边建（构）筑物、管线等设施监测保护措施 .............................. 40

5.1

周边建（构）筑物、管线等民用、公用设施的监测、保护方案 ................. 40

5.1.1.

5.1.2. 5.1.3. 5.1.4. 5.1.5. 5.1.6. 5.1.7.

监测内容 ....................................................................................................................... 40 监测控制流程 ............................................................................................................... 40 监测点布设 ................................................................................................................... 41 监测工作安排 ............................................................................................................... 41 监测频率 ....................................................................................................................... 41 监测精度及技术要求 ................................................................................................... 41 主要仪器仪表 ............................................................................................................... 42

第六章 质量保证措施 ...................................................................................... 43

6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

质量创优目标 ..................................................................................................... 43 原材料质量保证措施 ......................................................................................... 43 现场计量器具管理措施 ..................................................................................... 43 轴线定位控制措施 ............................................................................................. 43 钢管的焊接和检验及防腐的质量保证措施 ..................................................... 43 顶管施工质量保证措施 ..................................................................................... 44

第七章 安全保证措施 ...................................................................................... 45

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 附件：

附件一：《凌桥支线工程（QLZ－C1标）施工方案流程示意图》

附件二：《顶管土层分布示意图》

附件三：《青草沙水源地原水工程-凌桥支线工程QLZ-C1标顶管施工进度计划图》 附件四：《监测点布置图-1》： 附件五：《监测点布置图-2》： 附件六：《中继间制作图》：

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 第一章 工程概况

1.1. 地理位置、周边环境

本工程为凌桥支线工程（QLZ－C1标）自五号沟泵站接出后沿五洲大道北侧绿化带向西至龙跃路，穿越远东大道桥墩，横穿公路赵家沟、五洲大道、东川公路、浦东运河及龙跃路。与本工程管线相交的现有地下管线包括给水、电力、电信、220KV.A电缆，军通、铁通电缆等管线。 1.2. 主要工作内容概况

本标段工程范围为五号沟泵站内顶管井（不含该井）沿五洲大道北侧至J10顶管井（不含J10顶管井），顶管口径DN2200，全线长度3208.99m，共计9座管井，顶管形式为直线顶管。顶管流程图详见附件一：《凌桥支线工程（QLZ－C1标）施工方案流程示意图》。

主要工程内容表

管线长度（m） 3208.99 管径（mm） 2200 管道根数 1 顶管工作井（座） 5 顶管接收井（座） 4 排气、排水 （处） 排气3处，排水2处 电气设备安装 J10井1处 主要工程数量

序号 一 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 J1接收井 J2工作井 J3接收井 J4工作井 J5工作井 J6接收井 J7工作井 J8接收井 J9工作井 J10工作井 6.4m 9.5m 6.4m 12.5m 12.5m 6.4m 9.5m 6.4m 11.1*6.1m 小计 项目名称 内径规格 井深/管顶单位 数量 顶管距离 覆土（m） 顶 管 井 工 程 11.80 11.70 11.70 11.60 11.80 11.53 11.50 11.80 11.90 座 座 座 座 座 座 座 座 座 1 1 1 1 1 1 1 1 1 9 492.39 145.42 191.22 497.21 142.58 160.17 157.11 278.39 494.94 649.56 3208.99 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 J0→J1 J1→J2 J2→J3 J3→J4 J4→J5 J5→J6 J6→J7 J7→J8 J8→J9 J9→J10 口径 备注 湖南省第四工程有限公司 1

凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 1.3. 工程地质概况

本工程位于东海之滨、长江入海口处，属长江三角洲冲积平原，拟建场地位于上海市浦东新区，西起五号沟，东至凌桥水厂，地貌类型属滨海平原，地面标高一般为5.21～2.00m之间，高差为3.21m。

根据地基土的岩性、成因、物理力学性质的差异，将土层分为8个工程地质层, 其中③层又分为二个亚层。

本工程管底埋深为6.0～10.0m，顶管两端设有工作井和接收井，管线主要穿越第③、③夹层土。具体顶管土层分布情况详见附件二：《顶管土层分布示意图》。

与本工程相关两个土层特性分述如下：

③灰色淤泥质粉质粘土：层底标高1.87～-12.00m，厚度0.30～11.40m，地质时代为Q２４，成因类型为滨海～浅海相，饱和，流塑，含云母，夹薄层粘质粉土或粉砂团块，土质不均匀，稍显光滑、中等干强度、中等韧性，压缩模量平均值为3.32Mpa，Ps值平均值为0.63Mpa，高压缩性。

③夹灰色粘质粉土夹淤泥质粉质粘土：层底标高-0.59～-19.65m,厚度1.90～21.00m，地质时代为Q２４，成因类型为滨海～浅海相，饱和，稍密，含云母，夹薄层粘性土，局部为砂质粉土、粉砂，土质不均匀，摇震反应迅速、低干强度、低韧性，压缩模量平均值为7.20Mpa,Ps值平均值为1.58Mpa，中压缩性。

经现场勘察本工程地下水稳定水位埋深在0.4~1.9m，相应水位标高2.40~4.01m。勘察期间所测钻孔地下水位为浅部土层潜水水位，随着季节、气候等影响而变化，年平均高水位埋深为0.5m，年平均低水位埋深为1.5m，根据上海地区经验，深部承压水和浅部微承压水水位一般均低于潜水水位，年呈周期性变化，埋深3.0~11.0m，拟建场地地下水和土对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。在长期浸水环境下对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 第二章 施工总体部署

2.1. 顶管工艺流程图

施工准备测量放样轨道安装后座顶板安装顶进设备安装后座千斤顶安装洞口止水装置安装掘进机井内就位掘进机试运行洞口开凿及处理掘进机穿墙后座千斤顶顶进出泥准备偏差测量管道顶进出泥顶进纠偏钢管焊接接口检查施工准备钢管进场检验轴线控制顶进结束 图2-1-1 顶管施工流程图

2.2. 顶管施工总体规划

为确保施工工期，在顶管工作井结构施工完成后，分别投入两台土压平衡泥水出土掘进机设备及相关配套设备进行顶进。一台进行自五号沟泵站起至J02号井、J04-J06号井及J08-J10号井的顶管任务，另一台进行J02-J04号井、J06-J08号井的工作任务。 2.3. 平面布置

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 2.3.1. 工作井外平面布置

本工程顶管顶进作业时工作井实行全封闭隔离，并建筑必要的生产临时设施。要保持施工现场的文明、安全和卫生整洁。工作井布置按工厂加工管长为7.6m设置，工作井内平面布置和管内布置详见下图：

顶管工作井现场平面布置图

2.3.2. 工作井内平面布置

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顶管工作井内部平面图

照明灯动力电缆照明电缆通信电缆减摩浆管清水管排水管通风管进泥管轨道中线顶管中线

图3-4-3-3 泥水平衡顶管施工洞内断面布置图

2.4. 施工进度计划安排

合理安排施工顺序，是保证顶管进度和施工安全的有力措施之一，为了方便和有计划施工，本工程将做如下安排：

1、本工程顶管施工划分两个专业施工队。

2、每个顶管专业施工队伍，每天顶管施工进度约为25米左右。

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 3、工期定为198个工作日（2010年2月8日—2010年8月31日）。

施工进度计划安排详见：附件三《青草沙水源地原水工程-凌桥支线工程QLZ-C1标顶管施工进度计划图》。 2.5. 劳动力使用计划 2.5.1. 劳动力组织

为保证本工程的顺利实施，我公司拟在顶管作业投入二支顶管专业施工队伍。施工高峰期作业人数为74人。下属各队相对独立，全面展开平行流水作业。并随着工程的施工变化情况，各队人员进行弹性编制，动态管理。 2.5.2. 主要劳动力计划表

主要劳动力需求计划表 表2-3-2

季度 名称 普工 电焊工 机电工 防腐工 吊车司机 顶管机操作手 合计 2月份 18 8 2 4 2 3 37 3月份 18 8 2 4 2 3 37 4月份 18 8 2 4 2 3 37 2010年 5月份 36 16 4 8 4 6 74 6月份 36 16 4 8 4 6 74 7月份 36 16 4 8 4 6 74 8月份 36 16 4 8 4 6 74 2.6. 施工机械设备配置和管理 2.6.1. 机械设备配置计划

为保证施工质量及进度，我公司将为本工程配备工程所需的机械设备，并有一定的充余量，从而确保工程严格地按施工进度计划顺利进行。

选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的。根据凌桥支线工程地勘资料和顶管施工段工程地质剖面图分析，顶管主要穿越土层为③层、③夹层。③层土透水性较差，属高含水量、高塑性、高压缩性、低强度、低渗透性的饱和软土，蠕变量大，土层灵敏度高。针对本工程顶管的特点，我们采用经改进的大刀盘、大扭矩的土压平衡泥水出土掘进机施工。土压平衡泥水出土掘进机能直接反映前方正面土压力，调速螺旋机，调节出土量及时平衡土舱内压力；对不明障碍物的处理比较容易；机头的重心偏后，出洞时不容易叩头。同时具有沉降控制精度高，顶进速度快，便于操作等特点，且在本工程的软

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 土中能较好地控制在掘进过程中对地面沉降的控制。

图3-1-2 土压平衡泥水出土顶管机示意图

2.6.2. 机械设备调度和管理

1.制定机械设备使用的最优方案，采用先进的施工机械来投入施工。根据工程占地面积、工程量、结构特点、施工需要等具体情况选择施工机械并合理布置。

2.大型施工机械设备安装完毕后，必须经调试、试运转，并经施工现场负责人对设备进行验收合格签证，在设备明显处挂上“验收合格”牌后方可投入施工生产运行。

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 第三章 顶管施工方案

3.1 钢管材料

本工程φ2200钢管，采用Q235b钢板卷制螺旋埋弧焊接，本标段中采用管长7.6m和3.5m两种尺寸。钢管壁厚为22mm，内径2176mm，外径2220mm。钢管现场对接采用CO2砌体保护焊焊接，按GB/T985－88气体保护焊焊缝坡口的标准执行。

钢管从制管厂加工完成后，管内应加设临时幅式支撑，到钢管下到基坑导轨上就位后临时支撑才能拆除。成品管的质量和管接口密封对工程质量至关重要。我们将定期经常去制管厂进行检查，严格把好制造过程中的质量关。 3.2 钢管焊接工艺及其相关质量控制措施与防腐

本工程钢管为材质Q235-B，钢管单节圆筒长7.6m，每两节为一对接换缝，管线全长共3208.99m。每环对接焊缝的展开长度约6.97m。

进场焊接前，应根据材质和工艺要求编制、进行焊接工艺试验和评定。施工中按规定焊接工艺进行。两筒节纵缝错开及控制错边量，并做好焊前的坡口清理工作。 3.2.1. 钢管焊接工艺

1.工艺流程

管身、坡口清理?钢管管口质量及尺寸检查?修口?导轨变形及尺寸检查?人工调正?上一接钢管的管口检查?中心线检查?对口?用千斤顶调正?定位焊?正式施焊

(1）修口: 钢管对口之前必须首先修口,使钢管端面的坡口、钝边、圆度符合质量标准要求。施工现场焊件的切割和坡口加工采用氧乙炔焰切割，用磨光机将凹凸不平打磨平整。

(2)对口：对口时先使钢管内壁齐平，再用液压专用设备进行组对，组对钢管焊口各部尺寸偏差允许标准：

a 间隙: 2.0mm-4.0mm； b 直边：3.0mm-5.0mm； c 坡口角度：40°。

管口应垫牢固，不得强力对口，严禁使用火烤或用大锤锤砸进行对口。 (3)纵向焊缝：对口时管子纵向焊缝错开距离大于30cm。 (4)定位焊：钢管对口检查合格后进行定位焊。 2.焊接材料的选择 焊丝：ER50-6

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 焊条：E4315

3.坡口形式：本工程φ2200厚22mm钢管顶管，接管工艺采用单面坡口形式

40°2-4mm22mm

分1、2、3、4区域，3、4区域为外坡口与内坡口的交界，用焊接清根的方法保证焊缝质量，与工具管相接的一头钢管是坡口与顶铁接触的一头钢管为平口。

4.焊接

1）焊接方法：水平固定，采用二氧化碳气体保护焊(GMAW),及单面焊接双面成型工艺由4名焊工同时对称焊接，焊接过程采用多层多道焊。如下图所示。

焊工2焊工41工焊2）焊接施工人员必须从事过管道焊接，有丰富的焊接操作经验。通过焊接工艺平

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3工焊

凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 定合格后方可进行正式焊接。焊接严格按照工艺要求和规范要求进行施工。

定位焊：焊接定位焊缝时，采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺，由合格焊工对称施焊，其厚度与第一层焊接厚度一致。钢管的焊缝处不得定位焊。定位焊缝的长度为50-100mm，间距为250-300mm，原则能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂为准。定位焊完成后用角磨机将焊口两侧打磨成缓型斜坡。

焊道正式焊接前，应将定位焊缝进行检查，当发现缺陷时，应处理后方可施焊。 焊接过程中引弧，熄弧都要求在坡口内和焊道上，不准在母材上随意打火，防止电弧擦伤母材。

5.焊接检查

1）外观检查：所有焊缝应按照《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB 50268-97）的规定进行外观检查；焊缝和热影响区表面不得有裂纹、气孔、断弧、弧坑和灰渣等缺陷；表面要光顺、均匀、焊道与母体应平缓过渡。

焊缝外观质量要求一览表 表3-5-1-3

序号 1 2 3 4 5 6 7 缺陷名称 裂纹未焊透 不允许 质量要求 表面气孔、夹渣、焊瘤 不允许 咬 边 余 高 焊缝宽度 飞 溅 错 位 ≤0.5mm，连续长度≤100mm，且焊缝两侧咬边总长≤10%焊缝全长 0.5~4mm 手工焊：盖过每边坡口宽度2~4mm 埋弧焊：盖过每边坡口宽度2~7mm 清除干净 ≤2mm 6.返修工艺 当焊接接头有超标缺陷时，必须进行返修，并应遵守下列规定： 1）焊缝返修应由经验丰富的焊工承担。

2）对于不合格的焊接接头，应查明原因，采取对策，提出返修工艺，进行返修。返修后还应重新进行检验，并认真做好记录。

3）焊缝修补宜使用同等强度级别的低氢型焊条，按返修工艺要求进行。

4）返修采用砂轮打磨清除缺陷。确认缺陷清除后，再对返修部位进行清理和修磨，方可进行补焊。焊缝同一部位的返修次数不得超过二次。

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 7.无损检测

（1）焊缝外观检验合格后，方可进行无损检验。 （2）Q235B钢在焊缝冷却到常温即可进行无损检验。

钢管焊接进行现场抽检，对于抽检不合格的焊工所焊焊缝，进行100%无损探伤。 本标段内在五号沟泵站向J01方向穿越远东大道（长度约80米），工厂内制作管道的焊缝100%X射线检验，现场制作的管道内的焊缝按100%超声波检验。

顶管焊缝采用超声波检测时，焊缝质量不得底于GB／T11345-89B级中Ⅱ级的规定；当采用X射线检测时，焊缝质量不得底于GB3323-2005中的Ⅲ级标准。探伤比例为20%（按焊缝长度计，每条焊缝至少分成4个不同部位，具体部位由项目监理决定）。 3.2.2. 钢管焊接质量的控制措施

1.焊接时，管子保持平衡，不要受到震动和冲击。

2.焊机地线连接牢固，禁止焊在母材上损伤母材，禁止地线与管材间发生电弧面烧伤管材表面。

3.施焊时严禁在坡口以外管材表面引弧。

4.根焊必须熔透，背面成型良好。根焊道焊完后，应尽快进行打磨和热焊，根焊与热焊间隔时间不宜超过5分钟。

5.施焊时更换焊条应迅速，应在熔池来冷却前换定焊条，并再行引弧。

6.全位置焊应遵循薄层多遍焊道的原则，层间必须仔细清除熔渣和飞溅物，外观检查合格后方可焊下一层焊道。

7.每相邻两层焊道更换焊条时，接头不得重叠，应错开20～30mm。

8.焊口焊接完成后在管面焊口5cm处用不易脱落的油漆或记号笔记录焊工钢印编号、焊口编号、桩号。打磨清理表面飞溅、夹渣等，并进行外观检查合格，同时完成焊接过程的各项有关原始记录。

9.煤油或着色渗透检查的数量为100％。 3.2.3. 钢管的防腐

钢管除锈等级严格按照GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》Sa2.5级。钢管防腐采用乳化剂清洗，喷沙除锈处理，钢材表面清洁度达到Sa2.5级，粗糙度值在60μm内，钢管除锈后应在4小时内涂装底漆。

1.钢管基层处理和检查

(1)喷砂除锈可将铁锈、氧化皮、油脂、污垢和涂层等物清除干净，其残留痕迹仅

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 为点状、条纹或轻度色斑，除锈质量等级标准为Sa2.5级。

(2)钢管防腐涂料施工前应对基层处理的质量指标进行验收，并作记录。认可后，应及时涂装防锈底漆。

2.钢管外防腐

顶管钢管外防腐采用熔结环氧粉沫涂料，厚度为400μM。 涂料施工要点

(1)施工时，钢材表面需保持清洁，无任何附着杂质；

(2)以上钢构件防腐蚀涂料均可采用刷涂、漆涂、高压无气喷涂的方法； (3)涂料施工时，钢构件温度须高于露点以上3℃，室外施工温度不低于5℃，相对湿度低于85％；

(4)对边、角、焊缝、切痕等部分，应先预涂一道，然后再进行大面积涂装； (5)涂膜总厚度应达到设计要求，80％测点膜厚应达到设计要求，未达到膜厚部位，其厚度应大于设计要求的80％。

3.钢管内防腐

钢管内防腐采用水泥砂浆衬里，管道表面处理和内衬厚度、工艺等符合《埋地给水钢管道水泥砂浆衬里技术标准》（CECS10:89）的规定。

（1）采用水泥砂浆衬里，管道表面处理和内衬厚度、工艺等应符合《埋地给水钢管道水泥砂浆衬里技术标准》（CECS10:89）的规定。在顶管完成后施工，采用机械喷涂工艺。

（2）水泥砂浆衬里表面粗糙系数n≤0.012，涂衬厚度（机械喷涂）为15㎜。 （3）封堵用钢板的两面除锈达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）中的Sa2.5级，采用环氧涂料二底二面，总厚度不低于400um，钢板采用与输水管及坡口处理相同的防腐材料。

涂装的卫生指标需达到国家《饮用水卫生标准》的规定及卫生部《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》（GB/T17219-1998）规定的全部指标，必须具有国家卫生部《涉及饮用水卫生安全国产产品》卫生许可证。

4.钢管接口防腐

施工现场管子拼接接口及不能采用熔结工艺涂装的管配件采用无溶剂液体环氧防腐涂料，涂层厚度不应低于600μm。

现场补口涂层质量检验：

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 a. 对每天补口施工的第一道口，喷涂厚应进行现场附着力检验，方法是：喷涂后待管体温度降至环境温度，用刀尖沿钢管轴线方向在涂层上刻画两条相距10㎜的平行线，再刻画两条相距10㎜并与两条相交成30°角的平行线，形成一个平行四边形。要求各条刻线必须划透涂层。然后，把刀尖插入平行四边形各内角的涂层下，施加水平推力。如果涂层成片状剥离，应调整喷涂参数，直至成碎末状剥离为止。检验区应进行涂层修补。

b. 外观质量检验：目测，涂层表面应平整光滑，不得有明显流淌。

c. 厚度检测：用涂层测厚仪在焊口两侧补口区上下左右位置共8点进行厚度测量。其最小厚度不得小于66um。

d. 漏点检测：用电火花检漏仪，以5V/um的直流电压对补口处进行100%检测，以不出现电火花为合格。 3.3 顶管各系统设计 3.3.1. 土压平衡泥水顶管机

本工程选用两台土压平衡泥水出土掘进机，设备参数表见下表; DH-2200土压平衡泥水出土掘进机技术参数一览表 表3-3-1

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名称 刀盘外径 刀盘切削外径 全长 刀盘转矩 刀盘转速 刀盘动力 刀盘对抗土压 纠偏能力 纠偏角度 机内液压动力站 整机重量 参数 φ2240mm φ2250mm 4200mm 29.0ton-m 1.83rpm.. 30kw×2台 40ton/ m 80ton×8根 行程65mm 左右、上下各3.0 动力2.2kw 排量6L/min 2额定压力310kgf/cm 21000kg 02机头与工作段的连接方式为铰接，详见下图

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 3.3.2. 主顶进系统

主顶进系统考虑的主要是顶管机及中继间顶进速度，顶力匹配，同时工作井后座能承受。工作井内管子在顶进时不失稳。其它要解决问题，便于安装、便于下管、便于管道焊接。主顶系统主要任务是完成管节顶进。

主顶系统的油缸组由6只油缸分两列左右对称布置，每列各3只油缸，搁置于固定支座上。6只2000KN双冲程油缸，行程1800mm，总推力12000KN（顶进时最大控制顶力为4500KN），安装后的6只油缸中心位置必须与设计图一致，以使顶进受力点和后座受力都保持良好状态。

钢管顶进时主顶系统总推力控制在4500 KN以下,布置六个油缸使钢管受力保持均匀。安装后的油缸中心误差应小于10mm。主顶液压动力机组由二台大流量斜轴式轴向柱塞泵供油，采用大通径的电磁阀和系统管路，减小系统阻力，油缸可以单动，亦可联动。主顶系统可以改变油泵的流量，根据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速。 3.3.3. 注浆减摩系统

本工程属于超长距离顶管，注浆减摩是顶管成功与否的一个极其重要的关键性的环节，顶管必须谨慎细致的选择注浆材料和合理的注浆工艺,保证在全部顶进管路上任何里程都有浆液压入。如果注浆系统做得好，减阻效果明显，可加大中继间之间的距离，减少中继间数量。

注浆浆液在制作过程中，搅拌要充分均匀。为保证每天的浆液有24小时的静置时间，做1个18m3储浆箱中间隔开，分为两个箱轮流使用。箱做成长方形，长4.5m，宽和高各2.0m。

注浆设备采用耐弛泵，注浆流量为6m3/h。压浆总管采用1.5寸镀锌管，除顶管机及

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 随后的十节钢管外，总管上每隔一节装一只球阀，再用压浆软管接至压浆孔处。管内注浆管采用1.5寸镀锌钢管。钢管采用管螺纹联接，在中继间处设1.5〃×1〃三通，装闸阀，并用胶管与中继间补浆管联接，总管在中继间附近装高压软管补偿伸缩。

顶管顶进时与掘进机后相连接的三根钢管的12个注浆孔全部打开进行同步注浆，后面钢管的压浆孔采用人工跟踪注浆。当发生触变泥浆无流量或注浆压力陡增时，立即停止注浆和顶进，检查注浆管路是否有堵塞，排除故障后注浆管路正常才能顶进。

触变泥浆的压浆必须坚持“先压后顶、随顶随压、及时补浆”的原则，歇班后再开顶前全线压浆一遍。注浆系统示意图见图3-3-3所示。

拌浆泵中继间支路压力表注浆接力支路压力表中继间支路压力表中继间支路压力表底下设球阀压力压流表密量注计浆泵20米高压软管200米设一1.5寸球阀储浆箱1储浆箱2管道泵拌浆桶2寸球阀蝶阀1.5--1寸三通接机头注浆管

图3-3-3 注浆系统示意图

压浆孔设置

A 规格：1 寸管牙。 B 方式：开通空，攻全内丝。

C 位置：孔中心距离管端50㎝，4个等距分布，4孔在同一断面。

D 数量：J0-J1，492米，计63节。第1~10节，每节置孔;第11~40节，每2节置孔;第41~61节，每3节置孔。（10+15+7）

J2- J1， 145米，计11节。第1~4节，每节置孔，第5~16节，每2节置孔，第17~25节，每3节置孔。（4+6+3）

J2-J3，191米，计34节，第1~5节，每节置孔，第6~21节，每2节置孔，第22~33节，

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 每3节置孔。（5+8+4）

J4-J3，497米，计62节，第1~10节，每节置孔，第11~40节，每2节置孔，第41~61节，每3节置孔。（10+15+7）

J4-J5，142米，计16节，第1~4节，每节置孔，第5~10节，每2节置孔，第11~16节。（4+3+2）

J5-J6，160米，计19节，第1~4节，每节置孔，第5~10节，每2节置孔，第11~19节。（4+3+3）

J7-J6，157米，计28节，第1~5节，每节置孔，第6~19节，每2节置孔，第20~28节。（5+7+3）

J7-J8，278米，计51节，第1~5节，每节置孔，第6~35节，每2节置孔，第36~50节。（5+15+5）

J9-J8，494米，计71节，第1~10节，每节置孔，第11~40节，每2节置孔，第41~70节。（10+15+10）

J9-J10，649米，计96节，第1~10节，每节置孔，第11~60节，每2节置孔，第61~96节。（10+25+12）

总计：开孔节235节，共940个孔。

本工程共10根顶管，长度大于450m的有4根，其余为100-280m之间。我们在工具管头部均安装2m3的泥浆桶，配一只压浆泵，泥浆由泥浆总管送入，我们把顶管分为三个压浆段，成套段，饱和段，维持段，头部压浆泵主要负责泥浆成套段；泥浆套饱和段和浆套维持段，由泥浆房直接压浆，两处压浆泵在顶管过程中，全程压浆。压浆材料采用成品钠基膨润土作为润滑材料，按配合比加水在工地泥浆间搅拌成生浆，经6小时充分膨胀成熟浆后才能使用，本工程备用9m3泥浆箱2只。

每100米泥浆用量：Q=пD×0.03（泥浆套厚为3cm）×100 =3.14×2.220×0.03×100=0.21m3×100=21m3 每节管子布置4个孔，孔径为90°均布，如下图

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 mmA-A 顶管结束后，要进行水泥浆置换和注浆孔封堵，顺序如下：

关闭每个注浆孔的阀门 拆除注浆总管和分路管 安装水泥注浆

管 接通工作井前第一道注浆孔（每组4个） 开启第二道注浆孔（4只） 注水泥浆 待第二道注浆孔（4只）流完触变泥浆流出良好水泥浆后 开启第三道注浆孔，关闭第二道注浆孔??，逐道置换触变泥浆，50m为一组进行置换，同时加强地面观察，发现水泥冒出，或地面有隆起，立即暂停减小注浆压力，分析对策，缩短每组置换长度。

每一次顶进段施工结束后，对已形成的泥浆套的浆液进行置换和固化，置换浆液为水泥砂浆并掺入适量粉煤灰。压浆体凝结后（一般为24小时）对空口进行封堵和采取与管道内壁相同的防腐措施。封堵采用螺栓封堵方式，预留注浆孔内螺纹已在管道制作时预留并与管道外壁相同的防腐措施。

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注浆孔封堵形式示意图 3-3-4

3.3.4. 泥水管路系统

为了满足施工对环境保护和长距离顶管的要求，本工程顶进的泥水由泥水管路输送到地面的废泥箱，排放的废泥浆通过专业泥罐车在渣土管理部门的许可下运到指导地点。整套泥水排放系统为全封闭运行，不会泄漏泥水，对环境的影响降到最低。

泥水系统选用二台渣浆泵。一台放在地面上为送泥泵，另一台放在基坑下为排泥泵。地面安放6只沉泥箱，管路采用4〃无缝钢管，管节接头为卡箍式活络接头。基坑内设有旁通装置等。渣浆泵型号：4/3 C－AH，电机功率18.5KW/台，流量75m3/min，扬程36m，共2台。

在长距离顶进段总长超过400 m时，在顶管机头后部60 m处设置1个排泥接力泵来保持泥水管路的通畅进行顶进。

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3.3.5. 通风系统

本工程采用专用10KW通风鼓风机，鼓风机出风口配备专用的挂式人造膜通风管，每节人造膜通风管长20米。人造膜通风管与固定在钢管内壁上的Φ150PVC通风管捆绑连接，在通过中继间时采用风琴管连接，使用方便。在工具管头部装有出风口，连接通风管，一直逐根通风管接到顶管尾部以上管段。经计算，新风通风量能满足要求。随顶管不断顶进，在工作井内接长。并且每班组都备有空气监测仪监测管内空气情况。

3.3.6. 土压平衡泥水出土掘进机控制系统

土压平衡泥水出土掘进机是由专业顶管操作人员操作，通过视频监控掘进机内部仪器仪表，以及操作台各仪表、电磁流量计等仪器反应的数据，对顶进速度、出土量、泥

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 土仓的压力等进行调整控制，保证顶管施工的顺利进行。

专业顶管操作人员根据顶进时的刀盘电流、主顶压力、泥土仓压力、出土量的实际情况来调整主顶系统的顶进速度。当泥土仓压力产生变化时，即刻调整顶进速度和螺旋机的出土量，来平衡泥土仓内的压力和土体的稳定。当出现紧急情况时，立即按照停止工序的顺序停止顶进，由技术人员分析、制定方案后再开始顶进。

图3-3-5 土压平衡泥水出土掘进机控制系统

3.4 顶管施工 3.4.1. 测量施工方案

（1）、轴线测量：建立地面和地下测量控制系统，即工作井穿墙管中心和接收井穿墙管中心，用全站仪建立连线，转入井内设置测站，修正测量误差。

（2）、顶管水准测量的传统方法是用联通管测量，由于水经过一定时间的沉淀会分解出气体引起测量误差，为进一步提高管道水准测量精度，本工程水准测量采用常规的水准仪测量。

接收井和工作井两井通视，可采用精密经纬仪（如不通视，需采用精密全站仪）布置地面控制桩，在顶管施工期间必须对控制桩进行复测，并每顶进80米对井位及顶管轴线复测一次，以防井位移动和轴线变化。

井内测量通过地面控制桩用精密经纬仪定出井下管道顶进轴线及井内固定激光经纬仪的位置；同时在激光经纬仪对面井口与壁上分别设置激光经纬仪的复测校核点与线，以便在管道顶进轴线测量过程中对激光经纬仪自身位置的位移进行检查；激光经纬仪自身位置的复核为每个工作班一次。

管道顶进轴线测量：在井内设固定的测站。根据设计坡度，激光经纬仪对好轴线调准坡度角度，在顶管推进机内垂直面正中心处，设置中心一致的刻度标靶来反映顶进管道中心轴线及高程的偏差量。打开激光发射器，激光点在刻度标靶上与原点的偏差位置既为偏差量（上、下偏差为高程偏差量；左、右偏差为轴线偏差量）。

顶管推进机内水平设置坡度线。用以测量推进机的倾斜和旋转。

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 在顶进过程中应有专业人员经常性的对顶进轴线进行测量做到勤测勤纠。 本顶管工程采用全自动比较先进的泥水平衡机头及土压平衡机头，设备比较先进，配有全自动激光经纬仪，测量结果直接反映在屏幕上，供操作员调整操作，为保证测量的准确，每200米全程采用全站仪复测一次，在顶管出洞前80米时，是最后的关键阶段，此时测量的准确与否是关系到能否顺利进洞，整条顶管最终能否成功的关键所在，我们首先暂停顶进，通知专业精确测量队复测，根据准确的测量指导进行进洞顶进。为确保测量复测正确指导顶管施工，详细测量方案如下：

测量队顶管施工测量 1）准备工作 （1）井下平面测量

根据地面导线网，采用导线测量的方法，将地面坐标向井下传递。首先，测出工作井及接收井洞门中心的实际坐标，检查其与设计坐标的偏差，然后以工作井洞门中心与接收井洞门中心的连线为基准在工作井后背及地面测设顶进基准线，作为搭设测量起始平台的依据。第二，利用垂球或经纬仪精确的将工作井洞门中心及接收井洞门中心测设到工作井及接收井的混凝土井壁上，并用水泥钉打入做好标记。该标记点必须做在管道安装后的可视范围内，作为顶管顶进测量的后视点。

以上测量出工作井及接收井顶管洞门中心坐标为城市坐标，为方便起见，将其转换为施工坐标。

工作井洞门中心为坐标原点，以工作井与接收井洞门中心的连线方位角为0度角，建立坐标系作为顶管的施工坐标系。

（2）高程传递

为了方便顶管施工测量，必须将地面水准点传递到井下。

高程传递采用钢尺导入法进行作业，采用两台DS2级水准仪同时观测。如图所示，将钢尺悬挂在支架上，其零端放入井中，并在该端挂一重锤，一台水准仪在地面上，另一台在工作井中，同时读取钢尺读数R1、R2和水准尺读数A、B，此时井下BM1点高程为： Hb?HA＋R1?R2?A?B??l1??l2 式中：?l1为钢尺的温度改正数 ?l2为钢尺的检定改正数 湖南省第四工程有限公司 21

凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 而

?l1????R1?R2???T均－T0?

其中：α为钢尺的膨胀系数=0.0000125/C T均为地面地下平均温度 T0为钢尺检定时的温度

井下临时水准点做在井壁上。为便于复核，井下临时水准点应不少于2个。并经常复核。

2） 导轨、后靠定位

测出两导轨的中心线，使顶进基准线与导轨中心线相重合。 计算出导轨中心高程，使导轨高程与设计高程一致。

后靠与中心轴线垂直，控制工具头与后靠的水平距离，如起始有坡度，后靠坡度与导轨坡度相一致。

3）管道顶进测量 （1）管道轴向测量

顶管工作井施工结束后，按工作井穿墙孔实际坐标与设计终点的坐标测量放线，定出管道顶进轴线并将轴线投放到工作井测量平台上和井壁上。施工管道轴向测量采用电子经纬仪进行测量，测量主要用导线测量法，测量平台设在顶管后座处。测量标靶安装在掘进机头部，测量时电子全站仪直接测量机头的测量标靶的位置，并根据机头内的倾斜仪计算机头实际状态。

（2）顶管水准测量

本工程水准测量采用常规的水准仪测量。为了确保顶进轴线无较大偏差，要多次的进行水准测量，通过对各次数据的对比分析来保证高程控制的精度，在顶进到最后30～50m时，用人工测量的方式，对管道进行全线复核，确保测量工作做到万无一失。 3.4.2. 吊装方案

本工程单根钢管最大重量为9.3T，吊装机械选择为25T汽车吊进行吊装。吊管和对管时均采用厚6.8cm厚的卡子，配1寸钢丝绳，如下图：

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 这种吊钩十分安全，吊件不会滑钩，且对管子的防腐没有损伤，因为吊点处的钢管是在焊接后再防腐的。 3.4.3. 顶管机出洞和施工方法

1.工作井准备

工作井施工完成后，必须对洞门的方位进行测量确认，根据实际标高安装顶管机导轨、后靠墙等。

2.出洞口开凿和洞口密封的安装

本工程为直径φ2200大口径顶管，在顶管机出洞前，对围护结构的钻孔桩在洞口部位的钢筋砼要进行凿除，为了防止洞口砼处理时的泥水涌进，我们在洞口外采用搅拌桩进行洞口加固，水泥土搅拌桩采用φ850@600三轴水泥搅拌桩，采用42.5新普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比为1：1，浆液比重1.5t/m3，水泥掺量按360kg/m3计，qu28≥1.2MPa，渗透系数≤1×10-6cm/s。

凿除门洞砼顺序：

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 在工具管安装到位后，采用φ100切割钻机，切割钻孔桩的钢筋砼，分割几块，用吊车吊出工作井，此时由井外的水泥土搅拌桩挡住洞外水土，防止坍方，然后在内衬穿墙管外侧，钻孔桩被割除的部位，用砂、瓜子片、水泥浆填平。作为架设轨道延伸的作用，防止工具头叩头。

（2）、凿除钻孔桩程序和顶管轨道延伸。

工具管吊运至轨道 后座钢结构检查、千斤顶试顶，送工具管距穿墙管80cm左右 钻孔切割门洞 布设延伸辅助轨道 砂石水泥修补洞口 工具管顶进穿墙管 顶进至灌注桩外边位置 上、下、左、右固定工具管位置

继续顶进至可安装下一节钢管。

工具管出洞时，轨道上的防腐垫块，前部要比后部的垫块高10mm。让工具头微翘。 随后进行洞口密封的安装和顶进的准备工作。洞口密封装置的安装一定要遵循快速、准确就位的原则。

3.顶管机出洞

当洞口密封安装好后，顶管机匀速穿过洞口密封区，防止洞口橡胶瓦套不被破坏。顶管机刀盘切入水泥土搅拌桩缓慢进行顶进。初始顶进分为两个部分，机头入洞阶段速度控制在3～5mm/min，影响速度因素：一是刀盘切削水泥土搅拌桩厚度，当顶进速度3～5mm/min，水泥土搅拌桩切下厚度1.7～2.7mm，在这样厚度下水泥土搅拌桩成粗粉末状，便于泥浆带出；二是机头没入土时，机头克服刀盘旋转产生的扭矩，靠的是机头重量产生的与轨道摩擦力，吃刀太深扭矩大，机头会旋转。考虑到这一点在机头尾部两边靠近导轨处焊接止转挡块。三是防止机头叩头，由于机头出洞入土时，重心已出导轨前端支撑点，后面管节自重无法平衡机头重量，容易产生叩头现象。为防止叩头现象发生，在洞口内加装延伸导轨。第一节管进洞阶段，机头顶进速度控制在10～20mm/min，此阶段重点是找正管子中心、高程，偏差控制在±5mm之内，所以速度不能太快。

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3.4.4. 顶管机进洞和施工方法

1.接收井准备

接受井施工完成后，必须对洞门的方位进行测量确认，根据实际标高安装顶管机接受基座，并配备拆除灌注桩的材料和机械设备。

2.顶管机位置姿态的复核测量

顶管贯通前的测量是复核顶管所处方位、确认顶管状态、评估顶管进洞时的姿态和拟订顶管进洞施工轴线及施工方案等的重要依据，必须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，正确无误地座落在接受井的基座上。

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 3.进洞口的拆除

当顶管机接近洞门时，必须控制好顶进的土压力，在顶管机刀盘距封门20～50cm时停止顶进，并尽可能地降低切口正面的土压力，确保安全切割灌注桩。采用φ100切割钻机，切割钻孔桩的钢筋砼，分割几块，用吊车吊出工作井

4.顶管机进洞

当进洞口切割完成后，顶管应迅速、连续顶进管节，尽可能缩短顶管机进洞时间，洞圈特殊管节出洞后，马上将弧型钢板与其焊成整体，并用水泥浆液填充管节与洞圈的间隙，减少水土流失。

顶管机在超长距离顶进中进洞前200m进行两次定向测量，确保顺利进入接收井。

3.5 中继间技术要求、设置情况及闭合措施 3.5.1. 中继间技术要求

1.确定控制顶力

(1)顶进设备允许最大顶力

6台2000KN双冲程油缸，总推力为12000KN。

(2)顶管工作井最大允许顶力： 最大允许顶力为4500KN。 (3)控制顶力的确定： 顶管控制顶力D2200取4500KN。 2.顶力计算及中继间设置计划 (1)机头迎面阻力

D2200 F1＝rHtg2(45°+13.5°/2)*A

＝17.2*10.5tg251.75(0.25×π×2.250) ＝1152KN (2)机头外壁阻力

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 D2200 F2＝πd*L0*f0 ＝π*2.250*4.5*20 ＝636KN (3)中继环设置计划

①第一节中继间间距L1＝(F控 –F1－F2)0.6/(πDf)

第一段管长度： L1=（450－115.2－63.6）×0.6/(3.14×2.250×0.5)=58m 由于钢管顶进是超长距离顶进,综合地层的实际情况和我公司的施工经验,选取第一节中继间管长L1=50m为好。

② 其它段中继间间距

L2＝F控 /πDf =450×0.8/(π×2.250*0.5)=102m

根据以上计算结合本工程以往工程实践经验，现场施工综合考虑中继间间距为80m，以保障管节的顺利顶进。采用优良注浆材料后钢管与粉质粘土层的摩阻力大大降低，在西气东输黄河顶管工程施工过程中将磨阻力控制的很小。我公司将在实际施工时根据现场实测顶力对应调整中继间设置安排。

中继间配置列表 表3-6-1

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 顶程 五号沟泵站→J01 J1→J2 J2→J3 J4→J3 J4→J5 J5→J6 J7→J6 J7→J8 J9→J8 J9→J10 合计 顶距(m) 492.39 145.42 191.22 497.21 142.58 160.17 157.11 278.39 494.94 649.56 3208.99 口径 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 φ2200 中继间设置 6 2 2 6 2 2 2 3 6 8 39 3.5.2. 中继间设计 青草沙公司经过在多年的顶管工程中不断探索总结，为我们提供了较为科学的中继间形式，提高了中继间的密封效果，同时将中继间设置为前体、后体及可拆卸的后承力

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 座，当单线顶进完成后，先利用不锈钢球阀进行压密注浆密封中继间缝隙，在确保不漏的情况下拆除，然后进行中继间焊接固定,可拆卸后承力座的构件可以重复利用，能较大程度上节约成本；同时考虑将中继间环轨布置分四个区间,在特殊情况下可以起纠偏作用。

本工程顶管所设每套中继环安装12只800KN双作用油缸，总推力9600KN（实际控制顶力为4500KN），油缸行程为500mm。在每套中继环处设一台液压动力机组

1.使用80T行程为500mm双作用中继间油缸，中继间长度可以根据油缸的实际长度做适当调整；

2. 当单线顶进完成后，先利用不锈钢球阀进行压密注浆或其它方式密封中继间缝隙，在确保不漏的情况下才可以拆，然后进行中继间焊接固定,可拆卸后承力座的构件可以重复利用；

3. 焊接前先进行焊接处清理和除锈,焊接方式为二氧化碳气体保护焊,先打底后进行6次左右盖面成型,焊缝进行100%超声波探伤；

4. 运输前必须进行前体与后体固定连接，确保运输安全，拆除须在井下进行; 5. 密封采用二道D2型中空密封圈,完全确保中继间在顶距<100m内不损坏; 中继间的详细做法见附图 3.5.3. 中继间的闭合

本工程顶进段较多，同时顶管施工与顶管井施工平行作业。在顶管顶进段完成后的中继间具备闭合条件时开始闭合。首先在中继间合拢以前，要对全段的管道长度进行校核，确认最后一节管子的合理长度。合拢步骤先按一、二、三、四等中继间顺序把所有中继间油缸缩回。只有在第一只中继间前特殊管内的所有附件清理完毕、焊缝打磨后方可把第二只中继间油缸推出。以后按顺序进行，直到最后一只中继间合拢，最后一只中继间由主顶油缸来合拢。

中继间闭合后将其还原成管道，还原后的管道强度和防腐性能与原管道要求相同。闭合后如发现有薄弱断面，则在该断面处加焊内环，两端焊缝要平滑。 3.6 土体加固及穿越A30桥墩的技术措施

3.6.1 进出洞口土体加固

在顶管进出洞段，为确保基坑稳定，进行土体加固是十分必要的。土体加固处理的目的是使土体具有自立性、隔水性和一定的强度，保证顶管进出洞稳定，另外，也可防止机头在顶进初期由于自重过大而产生“叩头”现象。

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 顶管基坑进出洞口采用水泥搅拌桩加固，D2200进出洞加固范围为1.7×6.9×9.2m。采用φ850的搅拌桩，均匀布置，搭接250mm。采用42.5新普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比为1：1，浆液比重1.5t/m3，水泥掺量按360kg/m3计，qu28≥1.2MPa。

J00号井原设计为接收井，因J01号井的周边环境影响，只能作为接收井，故对J00号井进行改造，进洞口的加固方式为高压旋喷桩。

加固方式见下图：

进出洞加固示意图

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案

3.6.2 远东大道立交A30桥墩的保护及应对措施

顶管机由五号沟泵站向J01工作井向顶进时，将会穿越远东大道立交桥墩，桥墩距管道最小距离为3.46m，桥墩基础为桩基础，桩长约35m，桩底高程约为-33.8m。

匝 道远东大道J01远东大道立交A30桥墩与管道位置关系

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 为保证顶管穿越时远东大道立交桥墩安全，我们将制定详细可行的保护方案及顶管穿越方案。

1.压密注浆

在顶管穿越远东大道立交桥墩前，先对桥墩周围土体进行压密注浆保护。压密注浆液采用单液浆（当遇地下富水时采用水泥、水玻璃双液浆）。压密注浆孔分两个部位布设，第一在桥墩承台周边均匀布置注浆孔，孔间距为2m；第二在即将穿越的管道两侧分别布置注浆孔，孔间距为2m。压密注浆深度为地面以下18m。具体布置见图4-5。注浆终压为1.0～2.5MPa，注浆压力逐步提高，达到注浆终压后保持压力并继续注浆10min以上方可停止注浆。

在注浆施工中应通过现场试验对布孔方式、注浆参数及浆液配比作进一步试验调整，并在以后注浆施工过程中根据现场实际情况进行适当调整，以确保注浆效果。施工过程中做好注浆施工的各种记录，及时了解注浆压力和流量变化情况并进行综合分析，判断注浆效果是否满足设计要求。

A30桥墩保护压密注浆孔布置图

2.加强桥墩监测

顶管穿越远东大道立交桥墩时，在桥墩上设置沉降观测点（部分可利用已有的沉降观测点），提高观测密度，保证施工过程后最大沉降不大于5mm。

3.顶管机穿越远东大道立交桥墩技术措施

顶管穿越该区域时确保设备的完好率，平稳快速穿过该区域，减少停留时间。顶进中合理控制泥水循环系统参数，严格控制出土量，避免超、欠挖。

顶管在穿越时，每隔50～80cm后，复核顶管纠偏量，并根据监测数据及时调整施

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 工参数，并提高施工参数调整精度。水平与垂直纠偏幅度差尽量要小，水土压力波动值尽量要小，以减小对地层的扰动，降低管道周边地层和地面的变形量。

当顶进结束后，在拆除触变泥浆压注孔接头之前，对每个孔的球阀内用纯水泥浆置换触变泥浆，以填充管外泥浆固结后体积缩小产生管外周空隙，减少管道的后期沉降。 3.7 顶管施工其它控制措施 3.7.1. 地面沉降控制措施

在顶管施工前，必须与沿线管线、桥墩等产权单位取得联系，摸清管线、标高、位置。制订切实可行的保护措施，并取得对方的认可才能施工，确保地下管线的安全。

在施工场地附近地下管线复杂，尽管我们采用的是土压平衡泥水出土掘进机，地表沉降控制精度比较好，但是为保证管线的绝对安全，我们仍要制订必要的监测措施。

1． 地面监测，优化掘进机参数

在初始推进阶段，要精心组织地表监测，在轴线上方每隔3m布设一个沉降控制桩。通过地表监测得到隆沉量与相对应的掘进机主参数（包括推进速度、开挖面土压力值，出土率等）进行比较，从而优化掘进机参数，指导以后的顶管推进。

2． 注浆稳定措施

除了在初始推进阶段，优化推进参数以外，在顶进过程中加强同步注浆也是有效手段之一，钢管顶进中带着管外泥浆套随机头向前移动，形成连续的环状浆套。

3． 置换泥浆措施

在顶进结束后，我们必须立即用纯水泥浆置换滑材，置换水泥浆的水灰比为0.45，P=0.2～0.5MPa，Q=0.3m3/m。

4．加强对管线、桥墩等的监测措施。

a.在顶管施工中，用监控来指导施工是十分必要的，依靠监控和数据的不断反馈可避免盲目施工、冒险施工。根据本工程的规模和环境控制的要求，施工监控包括二项内容：沉降、隆起和水平位移，以确保绝对安全。

b.沉降控制，在监测站采用水准仪，通过测量取得的数据与原始值进行对比分析，并绘制沉降速率图表，有效的掌握沉降量，要求沉降控制在±10mm之内。当发现沉降量接近控制量，必须立即停止推进，调整泥水压力控制值，并采取相应的跟踪注浆措施。各监测站进行全过程沉降、位移监测，汇总数据，分析取得的数据。

c. 监测频率

监测工作由专业人员实施，从顶管距离监测对象20米，就进行监测。各监测内容的

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 初始值的获得，其测值次数不少于3次，顶管进入监测区域每2小时至少测量一次，必要时连续观测。当机头到达监测对象底部时应连续观测。监测人员对每次的监测数据及累计数据变化规律进行分析。及时提供沉降、位移观测曲线图。

d. 报警及处理原则

如果监测数据任一项到达警戒值即向业主、设计、监理、项目部提出告警，提请有关部门关注。同时一起参与补救方案的制定和研究。有关部门得到报警口头通知后或接到书面通知后，应立即汇集监测单位和各方人员进行情况分析，必要时召开专家讨论会，调整方案，采取调整措施。 3.7.2. 顶管纠偏要点

纠偏是影响顶力和管道竣工质量的关键操作。纠偏操作方案是顶管司机交接班讨论的重点，方案的依据是测量提供的机头的折角、倾斜仪基数和走动趋势、前后尺读数比较，0.50大动作纠偏尽量避免并慎重讨论。

纠偏动作如无折角变动应停顶，会同电工、机修工检查电路和液压管路，尽早排除故障，严防轴线偏差。

机头折角尽量减小，严防机头大折角平推。

我们以往的经验是，机头走机头线路，管子走管子线路，即机头与前进方向倾斜前进，尤其顶钢管，这种现象更为严重。

轴线纠偏主要是通过纠偏系统来进行的，顶进轴线发生偏差后，先计算出纠偏的量，然后调节纠偏千斤顶的伸缩量至纠偏需要的位置，再锁定纠偏系统，纠偏一定要按照“勤测、勤纠、缓纠”的原则进行。

出洞阶段的纠偏既可以用纠偏系统也可以用主顶装置，利用主顶装置纠偏是通过对主顶的油缸进行合理的编组，利用主顶的合力作用点的变化对工具管进行纠偏。

当机头纠偏时，机头前进产生的侧向压力N的分力要克服土体对管子的约束力，如土体是原状土，约束力会很大，土体被触变泥浆置换，触变泥浆是胶体，约束力很小，管子比较容易纠偏。

3.7.3. 长距离顶管供电的技术措施

顶管施工有其特殊性，若采用高压供电安全缺乏保障，因此必须采用380V低压输电。采用低压供电，就必须加大电缆容量，并且设置增压设备，以便在压降过大时起稳压作用。为了防止不可预见情况的发生，还安装了一套自动增压装置，当线路压降过大时，增压装置开启，稳定施工用电电压，保证顶进设备的正常运作。

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 供电方式：一根120mm2软电缆。共2只总控箱：1#总控箱接机头；2#总控箱接挂箱，一方面满足升压要求，另一方面挂箱电源送至各中继间，120mm2动力电缆连接采用特殊接头箱，确保接头可靠安全。

照明采用安全电压，由管道内电箱中的变压器提供36V电源，每只变压器连接9~10只行灯进行照明，根据顶进长度来决定使用变压器的数量。管道内还设有应急照明系统，因故突然停电时，使用应急照明，保证施工人员安全撤离。应急照明安装在机头和中继间处。

3.7.4. 长距离顶管通讯的技术措施

长距离顶进必须保证信息交换渠道的畅通，同时对施工操作人员要进行监护，防止发生安全事故，因此需要设置通讯、监控系统。

通讯采用数字程控交换机，各联络点之间可以通过电话联系，辅助对讲机进行通讯，由于管道内空气潮湿，应使用防潮、防爆的矿用电话机，以保证通话质量。

监控采用了两台监视器，分别对工具管操作面和主顶操纵台进行监控。这样地面人员能及时了解施工情况，发生问题可以及时解决。为了解决传输信号长距离输送衰减的问题，将信号通过放大器放大后再送上地面，保证图像的清晰。 3.7.5. 管节止转措施

在顶管出洞和穿越加固的土体时，由于顶管机切削扭矩较大，易造成顶管机和管道反向滚转。在顶进中由于偏心受力和管壁摩阻力小，导致管道不同程度的旋转。

主要对策：用钢丝绳和木方将顶管机和管道捆绑在导轨上。或在靠近导轨的两侧管道外壁焊接防转挡板。同时辅以偏压配重和中继站油缸偏置进行纠转。在顶管机顶进时可通过刀盘的反向旋转对顶管机和管道反向滚转进行微调。 3.7.6. 管道的后期下沉的针对性措施

1.一旦顶进结束，立即利用原注浆孔向管外壁压注水泥浆，以置换原来的膨润土泥浆，置换浆的容积为原建筑空隙的2倍，置换体的强度为0.2MPa。

2.管道接缝的渗漏对后期沉降更为重要。为此，顶进结束后应逐一检查管接缝渗漏情况。对薄弱环节，应立即从木衬垫处钻孔至根部，对根部环形空隙处压注聚胺脂浆，大量施工经验表明这是一种最有效的堵漏措施。（对管道接缝的渗漏进行修补） 3.8 顶管过程中的应急措施

3.8.1. 对开挖面的土体进行改良的技术措施

为了对正面的土体进行改良，在机头迎土面的上部布置了注浆管。顶进时,通过注

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 浆管向土体内压注一定量的泥浆并经刀盘搅拌后,可以有效地改良正面的土体，使出土保持顺畅。

3.8.2. 管道内照明的应急技术措施

管道内的照明采用36V安全电压，照明电源由工作井内操作平台上的配电箱供电。工具管和中继间处均安装 lKVA36v变压器,管道内照明灯每三节管节上装一只,功率为60w。管道内还设有应急照明系统，因故突然停电时，使用应急照明，保证施工人员安全撤离。

3.8.3. 不明障碍物与流砂的处理措施

本工程顶进过程中最大可能出现的意外事故是遇到不明障碍物，地面工人应随时观察出土口有无碴、砖、混凝土硬块和石块等异物的出现。顶管司机应注意刀盘转矩的突然增大，并监听机头声响，一旦有意外应减慢顶速或停顶，同时严密观察、慢行，如果遇到顶进面有刚性障碍物而必须停机时刀盘应处于零位，防止机头磕头。研究排除方案后再进行顶进，同时注意管内沿线的补压浆。主要有以下三种方法解决这种情况：

1.土体改良加固。在顶管机遇到障碍的区域，对其进行土体改良加固，用以平衡土压力及地下水压力，同时阻止地下水进入顶管机头内，待加固土体性能参数达到要求后，打开机头检查孔，进行排障。

2.明挖处理。如果前方障碍使用上述方法无法排除，就采用开挖排障。如果埋深较浅，采用基坑法开挖排障；如果埋深较深，先施作SMW工法围护结构，再配合井点降水，最后采用开挖排障。

在施工过程中，如遇到流砂层，这时倾斜表显示机头下沉明显，测量时水平方向偏出异常。这时要采取果断措施，首先加快顶进速度，使机头尽快通过这一地层；其次加大纠偏力度；辅以减小泥土输出流量，这样可增加纠偏反力；同时增加测量次数，使操作者能更好判断机头前进的趋势；在各个工序衔接过程中尽量节约辅助时间，使机头尽量少在这一地层停留。通过以上措施可保证顶进轴线的准确并顺利通过这一地层。

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凌桥支线工程（QLZ－C1标） 顶管施工专项方案 第四章 施工风险分析及关键项目应急预案

4.1 工程风险分析

风险分析就是识别项目中存在的各种风险，分析其发生的概率，风险大小及其影响，最后提出规避风险的对策和措施，达到以最小的成本获得最大的安全保障预期效果。风险分析全过程如下图所示

图4-1 风险分析流程图

4.2 施工风险管理

顶管工程在施工过程中难免有气候骤变和不可预见的因素，影响工程的安全，故在施工过程中，除了很好地满足规定的技术、经济指标外，还必须预测施工风险，并将消除风险放在工程管理的第一位，制定各项应急预案来防范风险，使风险减小到可以控制和承受的程度。为确保工程的安全顺利建设，施工风险管理拟采取以下措施：

1.认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，工程实施前项经部会同有关单位成立工程施工风险应急领导小组，统一指挥领导本工程的工程施工风险管理。

2.严格按施工组织设计进行施工，同时加强监测管理，根据“信息化施工管理及工程监测”方案实施，利用监测数据指导施工。

3.为防止突发事故引起的危害，施工前必须准备好紧急联络一览表（便于同有关方面及时联系），如发生事故，值班人员应立即按紧急联络一览表与相关方面取得联系，

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