2.6 手掘式顶管施工艺标准
2.6.1 总则
2.6.1.1 适用范围
顶管工艺的选择，应根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上或地下建筑物、构筑物等各种设施情况，经技术经济比较后确定。顶管工艺大致可分类为：手掘式顶管工艺、挤压式顶管工艺、土压平衡顶管工艺、泥水平衡式顶管工艺和挤密土层顶管工艺。本标准介绍的是手掘式顶管式工艺。手掘式顶管施工适用于土质较好的黏性土或砂性土层中，且管径在80cm 以上。如地下水位较高，则需要采用井点降水等辅助施工措施；不适用于曲率半径小和软土地层的施工。
2.6.1.2 编制参考标准及规范
（l）《给水排水管道工程质量验收规范》GB50268—2001
（2）《市政排水管渠工程质量检验评定标准》GJJ3—1990
（3）混凝土和钢筋混凝土排水管》GB／T11836—1999
（4）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001
（5）《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208—2002
（6）《地下工程防水技术规范》GB50108——2001
2.6.2 术语
2.6.2.1 术语
（1）顶管段单元长度：指不采用中继间时计算所能顶进的管段长度。此长度由管径、管道所处土层性质、千斤顶规格、后背墙允许抗力、管道端部所能承受的允许顶力等因素确定。
（2）工作坑：是安放所有顶进设备的场所，也是顶管掘进机的始发场所。
（3）接收坑：是接收掘进机的场所。
（4）后背：指根据土的性质设计能承受顶管段单元长度最大顶力的反作用力的后背墙。
（5）顶铁：指管道顶进时，千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其作用能将千斤顶集中荷载通过顶铁比较均匀地分在管端并能延伸千斤顶活塞的功能。
2.6.3 基本规定
该工艺操作全过程应遵守的标准是《给水排水管道工程质量验收规范》GB50268—2001。
2.6.4 施工准备
2.6.4.1 技术准备
（1）组织管理人员和技术人员熟悉设计文件及设计交底并进行图纸会审。
（2）会同业主、监理单位进行交桩并做好交桩复核记录；对沿线水准点及轴线控制桩进行加密，并报监理工程师审核。
（3）进行工程量复核并编制详细的工料分析。
（4）编制实施性的作业指导书。
（5）组织技术人员熟悉施工规范并进行书面技术交底和安全交底。
2.6.4.2 材料要求
所有材料进场前均应附有生产许可证、产品合格证和相应的检验报告书，并经专职质检员验收合格后方可进场；在材料使用前，必须按规定抽样送检，合格后方可使用。对顶管工艺中最主要的材料钢筋混凝土管材在进场前还必须检查其所有原材料试验报告、混凝土试块抗压强度报告和管材本身的抗压检验报告。材料要求具体如表2.6.4.2。
材料要求一览表表2..
2.6.4.3 主要机具
主要机具设备如表2.6.4.3－l，测量仪器设备如表2.6.4.3－2。
主要机具配备表
（以1 个作业班组单端作业为例）表2.6.4.3－1
测量仪器配备表
（以一个作业班组施工为例）表2.6.4.3-2
作业现场还应配备相应的试验检测设备。
2.6.4.4 作业条件
施工前应具备的基本条件：
（1）清理场地，将作业区的障碍物及杂物全部清运干净。
（2）修施工便道，确保大型车辆能进入到作业区。
（3）电源、水源落实。
（4）搭设临时设施。
2.6.5 材料和质量要点
2.6.5.1 材料的关键要求:钢筋混凝土管材的质量必须符合GB/T11836—1999 的规范要求。
2.6.5.2 技术关键要求
该施工工艺的技术关键点为顶力计算和测量控制。顶管的顶力可按下式计算，也可按当地的经验公式确定：P＝frD1［2H 十（2H＋D1）tg2（45°－φ／2）＋ω／rD1］L 十P F
式中P——计算的总顶力（kN）；
r——管道所处土层的重力密度（kN／m3）；
D1 管道的外径（m）；
H——管道顶部以上覆盖土层的厚度（m）；
φ——管道所处土层的内摩擦角（°）；
ω——管道单位长度的自重（kN／m）；
L——管道的计算顶进长度（m）；
F——顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数，若土质为湿砂性土或黏土，一般取0.2～0.4，若土质为干土，一般取0.4～0.6；
P F——顶进时，工具管的迎面阻力（kN），因管前及两侧允许超挖，故取0。
2.6.5.3 质量关键要求
顶进过程中的管道轴线和高程控制以及管接口的处理是否密实是整个顶管过程中的质量关键点。
2.6.5.4 职业健康安全关键要求
（1）管道埋置较深时必须用鼓风机不断向顶管作业区内输送新鲜氧气，以免缺氧。
（2）工作坑支撑必须牢固，以免坑壁塌方。
2.6.5.5 环境关键要求:挖出的土方不能随意乱倒，要集中堆放到指定位置。
2.6.6 施工工艺
2.6.6.1 工艺流程
施工工艺流程详见图2.6.6.1《施工工艺流程框图》。
图2.6.6.1 顶管施工工艺流程图
2.6.6.2 操作工艺
（1）工作坑选择及开挖
1）工作坑尽量设在检查井位置处，且与接收坑交替布置，这样不仅可以缩短工期，也可以节约费用。工作坊布置图见图2.6.6.2-1。工作坑开挖宜采用人工开挖，不宜机械作业，以防扰动坑土质造成塌方。开挖的坡度由土质决定。工作坑深度大于5m 时，中间留用50cm 的土质台阶以缓冲土质的侧向压力。工作坑支撑形式应根据土质及开挖深度情况确定，支撑应满足便于运土提吊管件及机具设备的要求。如采用矩形
工作坑，则底部宜符合下列公式要求：
B=D1+S
L=L1+ L2+ L3+ L4+ L5
式中 B 一矩形工作坑的底部宽度（m);
D1——管道外径（m）；
S——操作宽度（m），可取2.4～3.2m；
L——矩形工作坑的底部长度（m）；
L1——工具管长度（m）。当采用管道第一节管为工具管时，钢筋混凝土管不宜小于0.3m；钢管不宜小于0.6m；L2——管节长度（m）；
L3——运土工作间长度（m）；
L4——千斤顶长度（m）；
L5——后背墙的厚度（m）。
2）后背墙的安装：
工作坑后背土壁表面应平整，并与管道轴线垂直；后背墙的面积必须通过顶力的反作用力及土质的情况来确定，后背墙构造如下：
（A）贴土壁立码一层15～20cm 的方木，其宽度应不小于所需的受力面积；
（B）横放一层15～20cm 的方木；
（C）立放2～4 根40 号工字钢，设在千斤顶作用点位置；
（D）后背土壁面应与后背墙贴紧，有孔隙时应用砂石料填密实；组装后背墙的底端应在工作坑底以下，不宜小于50cm。这一规定的目的，是在增加施工工作量不大的条件下，利用后背墙的抗力与其高度的平方成正比的规律，以充分发挥其抗力。
（2）设备安装（见图2.6.6.2－2）
图2.6.6.2－2 顶管作业坑设备布置图
l 一混凝土管；2 一环形顶铁；3 一弧形顶铁；4 一枕木；
5 一导轨；
6 一主顶油缸；
7 一主顶油缸架；
8 一测量系统；
9 一混凝土底座；10 一后靠背；11 一后座墙S12 一工作井
1）导轨安装
工作坑及后背墙成型后，在槽底安放25cm×25cm 的枕木，枕木项与槽底平，使枕木镶在槽底土层中，间距为0.5m，长度3m，枕木的下面浇筑15cm 厚C20 混凝土，以免枕木下沉，在顺管子方向安放两根重型钢质导轨，长度为5m，导轨与枕木之间应锚固连接，以防滑动。两根导轨之间的轴线应与管子的轴线重合，导轨的间距为：
式中D1——管外径；
h——钢轨高度；
c——管外壁与基础间缝隙，一般取6～8m。
2)千斤顶安装
千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的中心应比管中心低5％的管内径左右的垂直线上；当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜相同；当用多台千斤顶时，其油路应并联，每台千斤
顶应有进油、退油的控制系统。
3)顶铁安装
顶铁宜采用铸铁整体浇铸或采用型钢焊接成型，安装顶铁时，应首先检查顶铁与顶铁之间的接触面。如有泥土或油污等，应擦拭干净，防止接触不良，相互滑动。安装后，顶铁必须与管道的轴线平行，使千斤顶轴线顶铁轴线和管道的轴线相互平行；更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后应锁定；顶铁与管口之间应采用缓冲材料，一般可采用油毡或胶合板。
4)架设起吊设备
龙门架安装要牢固、安全，基座应采用50cm×50cm×80cm 的现浇混凝土结构，龙门架的两侧必须用钢丝绳做拉锚固定，上部搭设帆布篷，以在雨天作业。
(3)吊管
正式作业前应试吊，吊离地面l0cm 左右时，检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全后方可起吊；下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm 时，操作人员方可近前工作；严禁超负荷工作。
(4)顶进
1)挖土
本工艺采用手工掘进顶管法。工具管接触土层后，应自上而下分层挖土；挖出的土方用专用手推车运出，工具管迎面的超挖量如土质良好，可超出管端40～50cm；管顶以上的超挖量不得超过1.5cm。管下部135°范围内不得超挖。(见图2.6.6.2-3)
图2.6.6.2－3 管顶超挖示意图
a－最大超挖量；b－允许超挖范围
2)顶进
顶进开始时，应缓慢进行，待各部位密合后，再按正常顶进速度进行；顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。顶管要连续进行，不能停滞不前，随挖随运随顶。尽量减少停歇时间，以免造成管上方土质塌方及水位上涨造成顶力增大。当顶管单元段计算顶力较大时，可采取管外壁润滑等措施以减小阻力。
3)测量及纠偏
顶进过程中，开始每顶30～50cm；测量高程和轴线不少于1 次；管道顶入土层后正常顶进时，每顶进l00cm，不少于1 次；开始顶进5～l0cm 的范围内，允许偏差应为轴线位置3mm，高程0～+3mm，测量记录应完整、清晰，当超过允许偏差时，必须及时纠正；如偏差在1～2cm 左右，可采用超挖纠偏法，即在管子偏向的反侧适当超挖，使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到实际位置。如偏差较大，宜采用顶木纠偏法，即用方木的一端顶在管子偏向的另一侧内管壁上，另一端斜撑在垫有钢板或木板的管前土壤土，顶木牢固后，即可顶进，在顶进中配合超挖纠偏法，边顶边支。
4)顶管的接口：
接管前，在两管的接口处均匀加衬3cm 粗的防水油麻，油麻置于管外缝外侧面1～2cm处，油麻顶紧后能起到均布顶力和保护管节，防止地下水渗入管内的作用，顶完后，拆除临时连接的内胀圈，用石棉水泥做内勾缝。
(5)检查井砌筑：
顶管单元段质量验收合格后，及时进行检查井的砌筑。
(6)支撑的拆除：
拆除支撑前，应对沟槽两侧的建筑物和槽壁进行安全检查，并应制定拆除支撑的实施细则和安全措施。支撑的拆除应与回填土的填筑高度配合进行，且在拆除后应及时回填。
(7)闭水试验：
闭水试验前做好堵头。闭水试验段水位至上游管道内顶以上2m。如上游管内顶到检查口的高度小于2m 时，闭水试验水位可至井口为止。闭水试验在管道灌满水后经24h 后再进行，对渗水量的测定时间不小于
30min。试验频率为D≥700mm 的管段，每3 个井段抽检1 段，D<700mm 的管段，每个井段检验。
2.6.7 质量标准
2.6.7.1 主控项目
(1)导轨安装
安装后的导轨应顺直、牢固、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。允许偏差为：轴线位置：3mm；顶面高程；0~+3mm；两轨内距：＋2mm。
(2)顶管轴线及高程
质量允许偏差为：(见表2.6.7.1)
质量施工允许偏差表表2.6.7.1
2.6.7.2 一般项目
(1)后背墙
后背墙必须牢固，表面应平整、光滑、管道的中心线应与后背墙垂直。
(2)管接口
管接口必须密实、平顺、不脱落；相邻管间错口不大于20mm。
(3)检查井
井壁必须互相垂直，不得有通缝；必须保证灰浆饱满，抹面压光，不得有空鼓、裂缝等现象；井内流槽应平顺，踏步应安装牢固，位置准确；井框、井盖必须完整无损，安装平稳，位置正确；井的长、宽及直径的允许偏差均为20mm。
2.6.8 成品保护
2.6.8.1 对已顶完的单元段，工作棚拆除以后，应在工作坑四周用土筑成15cm 高的堤，以防下雨时雨水冲刷坑壁及进入管道造成污染。
2.6.8.2 做接口内勾缝时，应经常洒水湿润以防开裂，在下班时应用塑料布封堵管头以便养生。
2.6.8.3 检查井砌筑完毕后应立即盖好井盖，以防落入杂物。
2.6.9 安全环保措施
2.6.9.1 安全措施
(1)建立详细的安全岗位责任制，设专职的安全员并持证上岗。
(2)经常教育职工和民建队提高安全意识和安全的重要性。
(3)机械操作必须设专人操作，严禁非操作人员操作机械。
(4)坑内工作人员必须戴安全帽。
(5)吊机必须经常有专人检查是否漏电的危险，钢丝绳及吊钩是否能继续使用。
(6)工作坑四周宜设70cm 高，离坑边距离不少于50cm 的钢制栏杆，并悬挂安全警示牌。
(7)工作坑每边lm 范围内不得堆放任何东西，以防滑落。
(8)顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并随时观察顶铁有无异常现象，以防发生“崩铁”现象。
2.6.9.2 环保措施
（1）挖出的土方不能随意乱倒。
（2）现场必须搭建简易厕所，且有专人清扫和管理。
2.6.10 质量记录
2.6.10.1 交桩复核记录。
2.6.10.2 管材抗压检查报告。
2.6.10.3 顶管轴线和高程控制记录。
2.6.11 附加说明
2.6.11.1 在顶进中，中间发现有管子顶烂了，该采取的措施：
1）如管子有轻微裂缝，则与管厂联系，采取补救措施。
2）如管子确实无法使用，将采取人工砸破管子，然后重新顶进一根补充。
2.6.11.2 在施工中，为了不截管，将对无支管连接的井位在2mm 范围内调整，如井位不能调整，管子又必须截断的情况，拟采取截管子，浇混凝土管座的方法处理，管接口用钢丝网水泥砂浆抹带。
顶管 一、管道施工工序 顶管法是用大功率的顶推设备将新管顶进至终点来完成铺设任务的施工方法，其工序如下： （1）铺设前在管段一段建造工作坑（竖井）。 （2）工作坑内布置后背墙、千斤顶，讲管道放在千斤顶前面的导轨上，管道最前端安装工具管。 （3）调整好管道高程和中心位置，开启千斤顶使工具管的刃角切入土层，然后工人进入工作面挖掘刃角切入土层的泥土，并将弃土通过外运设备运至地面。 二、顶管设备 （1）千斤顶：分活塞式和柱塞式两种，多采用液压千斤顶 （2）高压油泵： （3）顶铁：把千斤顶几个点的推理均匀分布到钢筋混凝土管端面，按位置和作用不同分为顺铁、横铁和立铁（4）刃角：安装于首节管前端，先贯入土中以减少贯入阻力，有外壳、内环和肋板组成 （5）机头：掘进机，切开土层并向前推进的机构，主要有水力切削式机头、土压平衡式机头和泥水平衡式机头 ①水力切削式机头 ?水力切削式有三矫式和套筒式 ?三铰式由控制室、操作间和冲泥舱三段组成，用于管径1200~~3000mm饱和软土层 ?套筒式由两段组成，两段之间放套筒，套筒与第一段之间上下安装纠偏千斤顶，水平方向设置 铰链 ②土压平衡式机头 ?切下泥土中注入流动性和不透水性的作泥材料，是切下来的土变成流动性的、不透水的特殊土 体使之充满密封舱，并保持压力平衡挖面土压 ?适用于含水量较高的黏性、砂性土以及地面隆陷要求控制较严格地区 ③泥水平衡式机头 ?与土压平衡式机头类似 ?挖掘面稳定、地面沉降小、可以连续出土，但因泥水量大，弃土的运输和堆放比较困难 三、顶管施工方法 1、按铺设管道口径分类 （1）小口径顶管法（管道内径小于800mm管道） ①挤压类施工法： ?管段形状有锥形挤压（管尖）和开口挤压（管帽） ?锥形挤压正面阻力大，易偏差，无需排泥 ?开口挤压正面阻力小，顶进是土体挤入管内形成土塞，及时排除土塞以减少正面阻力 ?挤压类施工法适用于软土层，如淤泥之土、沙土、软塑状态的黏性土，不适合用于土质不均匀 或混有大小石块的土层 ②螺旋钻输类顶管法： ?管道前段管外安装螺旋钻头，钻头通过管道内钻杆与螺旋输送机连接，可以边切削、边顶进、 边输送 ?适用于砂性土、砂砾土以及呈硬塑状态的黏性土 ③泥水钻进顶管法： ?采用切削法钻进，弃土排放采用泥水 ?采用碎石型泥水掘进机，一次可顶进100m以上，偏差小 ?泥水由输送管和排泥管排放 ?适用于硬土层、软岩层及流沙层和极易坍塌的土层 ④扩管法： ?先顶进小直径管 ?然后小直径管末端接扩管器，再把所需管道顶进去 ?或者扩管器安装在所需管道前端
泥水平衡顶管穿越施工工法 冯大永倪宏源曾士伟历明马鹏程 1.前言 随着管道建设的发展，管道在穿越高速公路、铁路、建筑物等特殊地段时，传统的人工掏土顶管施工，因易坍塌、效率低、受周边环境制约等缺点越来越不适合于现场施工，泥水平衡顶管施工属于机械化、长距离顶进施工技术，在我国近年来逐步得到推广和应用，泥水平衡顶管施工则切实解决了施工中受地形限制、顶管长度限制、施工安全、环境污染等传统顶管存在的各项问题。本工法对施工技术操作要求较高，主要体现在对顶管设备操作、排泥系统的操作、注浆系统的操作都比较严格。 泥水平衡顶管的主要设备有：泥水平衡顶管机、主顶设备、测量设备、电气控制系统、泥水处理设备、压浆系统等。 2.工法特点 2.1 该工法层次清楚，操作简便，运行可靠，便于掌握，可以对复杂的地下情况作出快速反应。
2.2顶管在地面操作，安全、直观、方便。 2.3适用土质范围广，软土、粘土、砂土、砂砾土、硬土均可适用。 2.2施工精度高，上、下、左、右可纠偏，最大纠偏角度达2.5°，并可作较长距离顶进。 2.3对管体周围的土体扰动较小，地面沉降小，道路交通及构筑物相对安全。 2.4操作坑内施工环境较好，采用泥水输送弃土，没有吊土、搬运土方，施工无安全风险。 2.5施工噪音小，对周围的环境影响小。 3.适用范围 泥水平衡顶管施工工法适用于各种粘土、粉土、砂土和渗透系数较大的砂卵石，也适应强风化岩等恶劣地质条件下的石油管道、室外给水、排水、电力及其它适用于顶管施工的管道工程。 由于泥水平衡顶管顶距长，只要控制好降水措施，就能很好控制地面隆沉、施工安全等特点，并可适用于各类复杂地质条件，因此像穿越重要公路、铁路、建筑物等特殊工程地段、穿越砂层、淤泥质土等特殊地质构造地段应用泥水平衡顶管施工工法，可达到良好的效果。 4. 工艺原理 泥水平衡式顶管机是利用泥水压力来平衡顶进工作面上的水压力和土压力，采用机械掘进技术。工艺原理为：当接通机头刀盘电动机的电源开关时，刀盘就被驱动并以均匀速度对土体进行切削，刀盘可以根据土压自动前后移动，在顶进中起机械支撑开挖面的作用，维持挖掘面的土压。通过刀盘切削，将相当于管子顶入土壤同体积的泥土进入泥水仓，土将相当于管子顶入土壤同体积的泥土进入机头泥水仓内，由供水管向泥水仓内供水，泥土在泥水仓内与泥水混合成泥浆后，再由排泥管道排到泥浆池，泥浆经沉淀或分离后泥水可重复利用，残渣外运；掘进过程通过调节循环水压力用以平衡地下水压力。在切土、排泥时同步采用等压油缸持续顶进套管，同时通过机头内设置的4处纠偏油缸进行纠偏，在顶进过程中，加注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。
手掘式顶管施工 （目录） 一、概述、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2 二、适用范围、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3 三、顶管施工得基本原理 四、手掘式顶管施工工艺流程、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3 五、长距离顶管施工、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、15 六、手掘式顶管施工中得常见问题及处理方法、、、、、、、、、、、、、、、、17 七、顶管施工发展趋势、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、24 一、概述 顶管施工就是继盾构施工之后而发展起来得一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，因此与开挖法埋管相比，顶管 1在国内也逐渐普及。由于不开挖地面，所以能穿越公路、铁路、河流，甚至能在建筑物底下穿过，就是一种能安全有效地进行环境保护得施工法。 2、顶管施工不开挖地面，故而被铺设管道得上部土层未经扰动，管路得管节端不易产生段差变形，其管寿命亦大于开挖法埋管。 3、采用房下顶管施工法能节约一大笔征地拆迁费用，减少动迁房，缩短管线长度，有很大得经济效益。 顶管施工最早始于1896年美国得太平洋铁路铺设工程施工中，我国得顶管施工最早始于何时，已无确切得资料记载，据了解，在上世纪五十年代初，北京、上海等一些城市已开始进行顶管试验；我市最早进行顶管施工约在上世纪八十年代初，最早得顶管施工都就是些手掘式顶管，设备也比较简陋，在1964年前后，上海开始试验机械式顶管施工；经过50余年得发展，顶管施工已随方兴未艾得城市建设越来越普及，顶管施工已发展成为一门非开挖施工技术，应用领域也越来越宽；目前，机械式顶管施工已在沿海城市得到普及，顶管施工
手掘式顶管施工艺 1总则 1.1适用范围 顶管工艺的选择，应根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上或地下建筑物、构筑物等各种设施情况，经技术经济比较后确定。顶管工艺大致可分类为：手掘式顶管工艺、挤压式顶管工艺、土压平衡顶管工艺、泥水平衡式顶管工艺和挤密土层顶管工艺。本标准介绍的是手掘式顶管式工艺。手掘式顶管施工适用于土质较好的黏性土或砂性土层中，且管径在 80cm 以上。如地下水位较高，则需要采用井点降水等辅助施工措施；不适用于曲率半径小和软土地层的施工。 1.2编制参考标准及规范 （ l ）《给水排水管道工程质量验收规范》 GB50268— 2001 （2）《市政排水管渠工程质量检验评定标准》GJJ3— 1990 （3）混凝土和钢筋混凝土排水管》 GB／T11836— 1999 （ 4）《建筑工程施工质量验收统一标准》 GB50300— 2001 （ 5）《地下防水工程施工质量验收规范》 GB50208— 2002 （ 6）《地下工程防水技术规范》 GB50108—— 2001 2术语 2.1术语 （1）顶管段单元长度：指不采用中继间时计算所能顶进的管段长度。此长度由管径、管道所处土层性质、千斤顶规格、后背墙允许抗力、管道端部所能承受的允许顶力等因素确定。 （2）工作坑：是安放所有顶进设备的场所，也是顶管掘进机的始发场所。 （3）接收坑：是接收掘进机的场所。 （4）后背：指根据土的性质设计能承受顶管段单元长度最大顶力的反作用力的后背墙。 （5）顶铁：指管道顶进时，千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其作用能将千斤顶集中荷载通过顶铁比较均匀地分在管端并能延伸千斤顶活塞的功能。 3基本规定 该工艺操作全过程应遵守的标准是《给水排水管道工程质量验收规范》GB50268— 2001。 4施工准备 4.1技术准备 （1）组织管理人员和技术人员熟悉设计文件及设计交底并进行图纸会审。 （ 2）会同业主、监理单位进行交桩并做好交桩复核记录；对沿线水准点及轴线控制桩进行加密，并报监理工程师审核。 （3）进行工程量复核并编制详细的工料分析。 （4）编制实施性的作业指导书。 （5）组织技术人员熟悉施工规范并进行书面技术交底和安全交底。 4.2材料要求 所有材料进场前均应附有生产许可证、产品合格证和相应的检验报告书，并经专职质检员验收合格后方可进场；在材料使用前，必须按规定抽样送检，合格后方可使用。对顶管工艺中最主要的材料钢筋混凝土管材在进场前还必须检查其所有原材料试验报告、混凝土试块抗压强度报告和管材本身的抗压检验报告。材料要求具体如表 4.2 。 材料要求一览表表 2..
顶管 法施工 １、技术简介 顶管施工就是非开挖施工方法,是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力,克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中,并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。 非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。 非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语,它涉及的是利用少开挖,即工作井与接收井要开挖，以及不开挖,即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换，顶管直径ＤN800—４５00。通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工作井内的管子可在地下穿行１500米以上，并且还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。 它的技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。特别适用于大中型管径的非开挖铺设。具有经济、高效,保护环境的综合功能。这种技术的优点是:不开挖地面；不拆迁,不破坏地面建筑物；不影响交通;不破坏环境；施工不受气候和环境的影响;不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，综合造价低。 该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天燃气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。采用该技术施工，能节约一大笔征地拆迁费用、减少对环境污染和道路的堵塞,具有显著的经济效益和社会效益。 2、技术原理 顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层,并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力,把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时,也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间,以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。 ３、现状分析 经过多年的发展，顶管技术在我国已得到大量地实际工程应用，且保持着高速的增长势头,无论在技术上、顶管设备还是施工工艺上取得了很大的进步,在某些方
光明污水处理厂配套干管工程Ⅱ标段 令狐文艳 顶管施工方案 目录 一、顶管施工方案编制依据 (2) 二、顶管施工简况.........................................（2）三、顶管施工方案.. (3) 四、顶管施工机具和劳力组织 (9) 五、顶管施工过程中安全措施 (10) 六、顶管施工安全应急预案 (12) 顶管施工方案
一、顶管施工方案编制依据： 1-1.深圳市城市建设研究院提供的《光明污水处理厂配套干管工程Ⅱ标段》全套设计施工图。 1-2.中国建筑西南勘察设计研究院提供的《光明污水处理厂配套干管工程详勘地质报告》。 1-3.顶管施工技术的相关资料及顶管施工在深圳地区应用情况的调查资料。 1-4.顶管施工区域的地理环境水文条件调查。 1-5.顶管施工材料生产厂家提供的技术数据。 二、顶管施工简况 2-1.工程简况： 2-2.工程地质简况： 2-2-1、顶管施工区域地形地貌为砂层，勘探资料提供43个详勘孔，地下水位在0.64m～6m之间。 2-2-2、顶管施工场地的工程地质结构情况为： （1）地表填土层：主要成分为杂填土，土层厚度为0.5m～5.82m不均匀，属于大孔隙、压缩性高的松散结构土体。（2）砂质粘性土层：主要分为中砂和砂质粘土相结合，土质结构极不均匀。砂层中含有中砂、细砂成份占65％，砂质粘土为35％，土层厚度为5.1m～11.45m。 （3）砂层：主要是中粗砂和细砂，中粗砂占72%，细砂占28%。 2-2-3、顶管施工区域水文地质条件：
（1）顶管施工区域内的地下水比较丰富，主要赋存于中砂层内，该土层渗透系数为30m/d，属强透水层。地下水和顶管施工区域内的已建排水明渠水系形成互状态。在雨季时，受降雨影响水位降升幅度更为明显，给顶管施工会产生一定影响。（2）顶管施工设计采用顶管材料Ⅲ混凝土管。 2-3.顶管施工区域和工程量： 本标段管道铺设施工位置主要分为田寮段、东坑段；将石段；田寮段主要顶管施工污水主干道设计图纸管径为d800；支管管径分别是d300、d200。施工里程桩号为： Z5K2+757~Z5K4+181，全长约为1409m。 东坑段主要顶管施工污水主干道设计图纸管径为d1400；支管管径分别是d300、d200。施工里程桩号为： Z6K0+340~Z6K1+239，全长约为805米。 将石段主要顶管施工污水主干道设计图纸管径为d1500、d1400；支管管径分 别是d300、d200。施工里程桩号为：Z6K1+239~Z6K1+288，全长约为1049米。 根据设计施工图，本标段顶管施工共有四种管径，施工种类多，工程地质条件复杂，这对顶管机具，施工方法和施工技术的选择和确定是一项重要工作。 本方案编制是顶管施工专项方案，是指导顶管施工的技术性文件和施工依据。 三、顶管施工方案 3-3.管施工方法的选择：
顶管施工工艺流程 顶管法施工技术 顶管施工即在地表不挖下槽沟，以液压为动力将钢管（含多节钢管）或混凝土管从A点顶至B点的施工工艺，我公司经多次工程实践，形成该施工技术。 工艺特点及适用范围 1、路下顶管，路上畅通； 2、建筑物下顶管，不影响建筑物使用功能； 3、缩短管道铺设周期，降低工程造价显著； 4、设备单一，操作简便； 5、本工艺所用管道的管节必须是国家定点厂家生产的合格产品； 6、适用于铁路、公路及不易或不宜开挖沟槽的地下管道施工。 工艺原理及工艺流程 明铺管道改为以机械为动力在地表下使管道从A点转移至B点。 施工准备??测量高程及轴线??挖顶管工作坑??铺顶管导轨??设置顶进后背??安装顶进设备及吊放管节??挖土顶进??测量及纠偏??再次挖土（管中土）顶进??测量循环作业直致完成。 主要机械设备：吊装设备、高压油泵、大吨位千斤顶、后背桩及后背梁、导轨及出土工具、经纬仪、水平仪。机具功能及数量根据被顶进管节的直径长度及重量而定。
施工要点 1、顶管工作坑开挖要依照施工方案及具体环境进行，坑的长宽要视土质，被顶管节的直径、长度，机具设备，下管及出土方法而定。工作坑除安装顶管的机具设备后背、导轨、顶进管节以外，还要有利于向坑外出土和作业人员的操作。一般要求，工作坑上口前缘距路缘≥2m，安放管节后每侧要有1m的工作面，管节后侧与千斤顶之间要有利于出土的空间，在有水的环境中要设置水坑及排水设施，工作坑壁的放坡系数根据土质情况应符合要求，坑底要夯实。 2、导轨由四根钢轨和若干枕木组成，枕木置在工作坑底下1/2枕木高的基土上，枕木间距800?1000mm，钢轨的长度等于工作坑底面的长度减去钢轨桩所占的位置，钢轨的间距要视被顶管节的外径而定，一般要保证管节安放后下皮高出枕木上皮20mm，千斤顶安装后要与管节的横截面有最大的接触面，钢轨安装要平直，前端抬头要有0.5-1.0%的坡度。 3、顶进后背：后背的坚固与否直接影响顶管的效果，所以，后背所具有的能力必须能满足最大顶力的需要，后背由后背桩及后背梁，后背桩后面的夯实土所组成，后背桩一般以钢轨代替，埋入坑底以下1.5m左右，桩后填土分层夯实，后背桩平面垂直于顶进方向的轴线，钢制后背梁放在桩前的导轨上。顶进后背的其它组成型式有砌筑毛石的，有预制钢筋混凝土块组合的。 4、安装顶进设备和管节：顶进设备由一台高压油泵和两台200?500t千斤顶组成，千斤顶安在后背梁与管节之间，管节后端和千斤顶之间有专用钢护圈及麻辨或橡胶垫对混凝土管端保护，管外壁涂石蜡做润滑剂，减少顶进摩阻力，千斤顶通过传力柱将管节顶入路基。 5、挖土、顶进、测量及纠偏：设备安装后经试运转无异常即可掏土顶进，掏土视土质及管顶上部覆土厚度而掌握进尺深度，土质较密而且覆土较厚，有利于形成卸力拱，可以适当多挖，土质松散或覆土厚度较小，则要少挖，勤挖勤顶，挖土直径不可超过管节的外径。 挖土及运土的工具根据管径的大小而定，内径在880?1500mm的制做专用小车，内径在1500mm以上的可用双轮小车直接出土，土的垂直运输可用吊车或电动葫芦。 顶进过程要时刻测量，每一顶程过后，要对管的高程及左右偏差测量一次，发现问题及时纠偏，纠正左右偏及抬头扎头的措施，可以在管的前端设一斜撑支于管前的土壁上，结合一侧超挖土方，随顶随纠偏。前两节的衔接处，用钢板焊制的钢胀圈加固，做为防止偏差的一项措施。 质量要求及安全措施
顶管施工工艺流程 顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。 本工程顶管均采用泥水平衡顶管机进行施工，顶管施工的具体流程如下图 顶管施工工艺流程图 1顶进设备的选用 顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、顶管机及排浆设备等。 下 一 段 顶 管 施 工
千斤顶是掘进顶管的主要设备，考虑到为避免千斤顶故障而影响工程进度，故采用两套设备。千斤顶在工作坑内的布置采用两台并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，顶管上半部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4～1/5处为宜。 高压油泵由电动机带动油泵工作，选用额定压力为62Mpa的ZB-500塞泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程。 顶铁是传递和分散顶力的设备。要求它能承受顶压力而不变形，并且便于搬动。根据顶 结构，在安装时严格控制轴线与高差，轴线控制在3mm以内，高差控制在0～+3mm以内，两轨内距±2mm。在安装调平时确定砼后靠背的位置，后靠背采用40mm厚钢板，砼采用商品砼，后靠背的砼厚度宜控制大于40cm。之后将工具头下到导轨上，就位以后，装好顶铁，连接好各系统并检查正常后，校测工具头水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具头，然后安放混凝土管节，再次测量标高，核定无误后，开动工具头进行试顶，待调整好各项参数后即可正常顶进施工。
土压平衡顶管施工工艺工法 QB/ZTYJGYGF-GS-0101-2011 市政环保公司孙刚武 1前言 1.1概况 土压平衡顶管施工，是…种机械式顶管施工工法。它与手掘式顶管和其他形式顶管施工工法相比，乂具有适应土质范围广和不需要采用任何其他辅助施工手段的优点。因而，这种土压平衡顶管施工工法越来越受到业内人士和技术人员的欢迎。 该法顶进施工中，利用土舱内的压力和螺旋输送机的排土来平衡地下水压力和土压力。该法掘进机排出的土可以是含水坦较少的干土或含水量较多的泥浆，-?般都不需要 再进行泥水分离的二次处理。随着土砂泵的应用，该工法将会更加得到普及推广使用。 1.2工艺原理 土压平衡顶管是根据土压平衡的基本原理，利用顶管机的刀盘切削和支承机内土压舱的正面土体，抵抗开挖面的水、土压力以达到土体稳定的目的。以顶管机的顶速即切削量为常量:，螺旋输送机转速即排上量为变量进行控制，待到I?.压舱内的水、土压力与切削而的水、土压力保持平衡，由此则可减少对正而土体的扰动及减小地面的沉降与隆 起。 2工艺特点 2.1它适用的土质范围广。从软黏土到砂砾土都能适用，是一种全土质的顶管施工方 法。 2.2能保持挖掘面稳定，地面变形极小。 2.3施工时的覆土可很浅，最浅为0.8倍管外径。这是其他任何形式顶管施工所无法做 到的。 2.4弃土的运输、处理都较方便、简单。 2.5作业环境好。既没有气压式那样的压力环境下作业，也没有泥水式那样 的泥水处理装置等。如采用土砂家输土，作业环境还会更好。 2.6操作安全和方便。 2.7该法在砂砾层和黏粒含量少的砂层中施工时，必须采用添加剂改良土体。 3适用范围 3. 1本工法适用于N值0-50的淤泥到砂砾等各种土质条件下施工。
顶管施工方案 一、顶管范围及主要施工内容 本工程为鄞州路已建W6-1～钱湖南路已建W51主要穿越路基、河流。管径采用?900的钢筋砼F型承插管，全长约1300米，顶管工作井10只，接收井7只. 一、顶管前准备工作 1、顶管施工方法的选定应根据施工沿线的地形、工程和水文地质、交通状况、地上建筑物、地下管线和有无地下障碍物等实际情况和对地表变形控制的要求综合考虑后作出选定，必须确保安全，保证质量，经济适用，节约用地。 2、顶管的施工顺序，应从整个排水系统考虑，一般宜从下游开始，在进行起始掘进段顶管时，应选择施工条件较好、技术风险较少，顶程较短的地段进行，同时作必要的现场技术数据的测试和分析工作，以便了解地下实际土质，适应施工环境，掌握顶管设备运转规律，合理组织操作人员，通过起始掘进段的顶进小结，进一步调整各项施工技术参数，优化下一步顶管施工工艺。 3、所有顶管设备必须经过维修保养，经检验合格后方可运入施工现场。在进入工作坑安装时必须进行单机和整机联动调试，在顶进中必须贯彻例行保养制度。 4、应按保证工程质量、安全、文明施工、保护地面建筑物与地下管线、维持道路交通等要求，根据不同的工程地质、水文地质与施工环境和条件合理选择顶管机头。 5、在综合考虑了上述各种因素后，合理选择顶管和施工方法。 二、顶管施工顺序及工艺流程 一、施工顺序 基坑底基础及后靠背安置──安装导轨──设置承压壁──安装主顶设备──安装顶管机头──安置起重机械──安置土方运输设备──安放管节──顶进 顶进工艺流程： 沉井中心线测量放样──安装顶机架与主顶装置──顶进管机顶进，吊下一节管节──管节顶
进────顶完第一节管，吊下一节管──管节拼装──顶力接近许用力──吊放中继环──同上继续再顶──出洞，顶管机与管节分离。 三、顶管设备安装 （1）顶管机头选型 本施工段管道内底标高，管顶覆盖厚度已达到要求。根据地质状况及实际情况，拟采用多盘土压平衡式机头，头部有4个切土切刀盘，机头出土采用刀盘切削原状土， （2）顶力估算 按采取管壁外侧同步注入触变泥浆处理，手掘式顶管所引起的阻力R2=F2。根据以往在软土地层顶进的施工经验，一般可取 F2=8～12KN/m2 按顶进长度为50m，管道外径0.52计算，最大顶进阻力P=F2лDL=12×3.1416×1.20×50=113 0KN≈113t。 配备150t液压千斤顶能完全满足顶力需要。活塞行程700mm，主油泵最大供电压49MPa，供电量10L/min。 （3）顶管设备安装 a、安装导轨 导轨采用装配式导轨，安放在砼基础面上，导轨定位后，必须稳固正确，在顶进中承受各种负载时不位移，不变形，不沉降，导轨安放前应先复核管道中心位置。 二根导轨必须互相平行，等高，导轨面的中心标高应按设计沟底标高设置，在顶进中必须经常复测调整，以确保顶进轴线的精度。导轨的坡度应与设计管道坡度相一致。 导轨采用轻型导轨，由钢轨、横梁和垫板组成。 导轨的轨距B=2√R2外-R2内。 b、设置承压壁 承压壁应承受和传递全部顶力，必须具有足够的强度和刚度，应根据最大顶力计算具有较大的安全度。1、方形沉井前垫以40×40cm方枕木，枕木外衬厚5cm钢板作为承压面，钢板面
顶管施工法 一、技术简介 顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完全顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。 非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语，它涉及的是利用少开挖，即工作井与接收井要开挖，以及不开挖，即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换，顶管直径DN800—4500。通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工作井内的管子可在地下穿行1500米以上，并且还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。 它的技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。特别适用于大中型管径的非开挖铺设。具有经济、高效，保护环境的综合功能。这种技术的优点是：不开挖地面；不拆迁，不破坏地面建筑物；不影响交
通；不破坏环境；施工不受气候和环境的影响；不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，综合造价低。 该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天燃气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。采用该技术施工，能节约一大笔征地拆迁费用、减少对环境污染和道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。 二、技术原理和施工工艺 顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。 顶管法敷管的施工工艺类型很多，按照开挖工作面的施工方法，可以分为敞开式和封闭式两种。敞开式又细分为手掘式顶管、挤压式顶管、机械开挖式顶管和挤压土层式顶管。封闭式施工工艺有水力掘进顶管法、土压平衡式顶管法和泥水平衡时顶管法。 三、现状分析 经过多年的发展，顶管技术在我国已得到大量地实际工程应用，且保持着高速的增长势头，无论在技术上、顶管设备还是施
手掘式顶管施工方案 Revised by BETTY on December 25,2020
光明污水处理厂配套干管工程Ⅱ标段 顶管施工方案 目录 一、顶管施工方案编制依据 (2) 二、顶管施工简况.........................................（2）三、顶管施工方案.. (3) 四、顶管施工机具和劳力组织 (9) 五、顶管施工过程中安全措施 (10) 六、顶管施工安全应急预案 (12) 顶管施工方案 一、顶管施工方案编制依据： 1-1.深圳市城市建设研究院提供的《光明污水处理厂配套干管工程Ⅱ标段》全套设计施工图。
1-2.中国建筑西南勘察设计研究院提供的《光明污水处理厂配套干管工程详勘地质报告》。 1-3.顶管施工技术的相关资料及顶管施工在深圳地区应用情况的调查资料。 1-4.顶管施工区域的地理环境水文条件调查。 1-5.顶管施工材料生产厂家提供的技术数据。 二、顶管施工简况 2-1.工程简况： 2-2.工程地质简况： 2-2-1、顶管施工区域地形地貌为砂层，勘探资料提供43个详勘孔，地下水位在0.64m～6m之间。 2-2-2、顶管施工场地的工程地质结构情况为： （1）地表填土层：主要成分为杂填土，土层厚度为0.5m～5.82m不均匀，属于大孔隙、压缩性高的松散结构土体。 （2）砂质粘性土层：主要分为中砂和砂质粘土相结合，土质结构极不均匀。砂层中含有中砂、细砂成份占65％，砂质粘土为35％，土层厚度为5.1m～11.45m。（3）砂层：主要是中粗砂和细砂，中粗砂占72%，细砂占28%。 2-2-3、顶管施工区域水文地质条件： （1）顶管施工区域内的地下水比较丰富，主要赋存于中砂层内，该土层渗透系数为30m/d，属强透水层。地下水和顶管施工区域内的已建排水明渠水系形成互状态。在雨季时，受降雨影响水位降升幅度更为明显，给顶管施工会产生一定影响。（2）顶管施工设计采用顶管材料Ⅲ混凝土管。 2-3.顶管施工区域和工程量： 本标段管道铺设施工位置主要分为田寮段、东坑段；将石段；田寮段主要顶管施工污水主干道设计图纸管径为d800；支管管径分别是d300、d200。施工里程桩号为：Z5K2+757~Z5K4+181，全长约为1409m。 东坑段主要顶管施工污水主干道设计图纸管径为d1400；支管管径分别是 d300、d200。施工里程桩号为：Z6K0+340~Z6K1+239，全长约为805米。 将石段主要顶管施工污水主干道设计图纸管径为d1500、d1400；支管管径分别是d300、d200。施工里程桩号为：Z6K1+239~Z6K1+288，全长约为1049米。
(5)施工方法 ①导向钻管法的施工工艺 地质勘察→穿越曲线设计→测量磁方位角→钻机就位→钻导向孔→扩孔→回拖→环境保护→地貌恢复 ②导向钻管法的工作原理 水平导向钻机的工作原理是：在施工时，按照设计的钻孔轨迹(一般为弧形)，采用可从地表钻进的钻机先钻一个近似水平的导向孔，然后在导向钻头后换上大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待铺设工作管线，然后进行反向扩孔，同时将待铺管线回拉入钻孔内，当全部钻杆被拖回时，铺管工作同时也就完成了。此工程根据地质情况计划采用分级扩孔，共分2级扩孔，再回拖管线的方法，进行穿越施工。 ③设备就位、安装、调试 钻机就位前对机施工场地进行平整(20m×30m)，保证设备通行及进出场。设备及材料存放场地须高出自然地面不小于15cm，推平、碾压，并设断面不小于 0．3m×0．3m的边沟。打好轴线后，根据入土点、入土角度结合现场实际情况使钻机准确就位。钻机设备、泥浆设备、固控设备安装完成后，对设备进行调试、检查、测试，确保设备安全运行。控向设备仪器安装完成后，对其进行调试，确保导向孔的精度。入土端泥浆储运坑(2m×4m×2m)及出土端泥浆储运坑(2m×3m×2m)。多余泥浆由吸污车集中清运。浆储运坑(2m×4m×2m)及出土端泥浆储运坑 (2m×3m×2m)。多余泥浆由吸污车集中清运。 ④钻导向孔 本穿越工程穿越段地质条件暂按Ⅱ类土考虑，根据地层情况，选择并设计出导向孔轨迹曲线。钻导向孔的成功与否关键在于如何防止塌方的问题，故此在钻导向孔时按照地质构造的不同详细制定出合理的泥浆配比方案，规定在不同的地质情况下选用不同的泥浆配方，该工程中需加适量大分子聚合物及一些多功能处理剂，增加泥浆的粘度、降低泥浆的失水，使其性能控制在密度1．02～1．05g／cm。左右、粘度45～55s、失水10mL，以利于更好的保护孔壁，提高泥浆在孔洞中的悬浮携带能力。在造斜段使用的泥浆中添加适量的润滑剂，降低孔壁的摩擦系数，从而可以防钻具粘卡。 为保证预扩孔及回拖工作的顺利进行，钻导向孔时要求造斜段应严格按设计曲线钻进。经过对轴线及钻机就位情况进行校准，检查无误后方能开始钻进施工。探头装入探头盒后，标定、校准后再把导向钻头连接到钻杆上，转动钻杆测试探头发射信号是否正常，回转钻进2m后方可开始按照设计轨迹进行穿越。控向设备宜采用有缆控向系统，以提高钻进的准确性，导向孔完成后经检查合格后方可进行预扩孔。 ⑤预扩孔及磨孔 a．预扩孔采用一台FDP—30型导向钻机进行预扩孔，边扩孔边打入泥浆，视旋转压力及回拉压力逐渐加大扩孔级别。预扩孔采用导向钻机进行预扩孔，边扩孔边打入泥浆，视旋转压力及回拉压力逐渐加大扩孔级别。 b．扩孔次数需视钻机回转压力及回拖压力而定。扩孔级别如下： 使用φ320mm螺旋扩孔钻头扩一遍。
1. 前言 机械式泥水平衡顶管掘进机从结构原理上能够保证安全、优质、高效地完成在砂土、粉质粘土及两层土体之间的顶进施工任务。该类掘进机的构造是在掘进机的前部设置一隔板，形成泥水压力仓；能够预设刀盘压力、可根据土体压力大小自动伸缩、极限位置能够自动报警的切削刀盘，安装在掘进机的前端；刀盘切土口的增减具备手动或根据刀盘的伸缩量自动增大或减小，可随时调节切削量。 2. 工法特点 2.1可有效保持挖掘面的稳定，对管体周围的土体扰动较小，因此施工引起的地面沉降也较小。 2.2与其它顶管方法比较，施工时总推力较小，且可长距离输送泥土。 2.3不影响地下各类管线，不影响道路交通及地面建筑物安全；可长距离顶进，无环境污染。 3. 适用范围 本工法适用于粘土、粉质粘土、砂质粉土、中细砂、砂砾的地层中顶管施工，也适用于地表沉降要求严格的部位顶管施工。 4. 工艺原理 4.1土体的平衡原理。 顶管掘进机正常工作时，刀盘按预先设定的压力紧贴在被切削的土体断面，在后方顶力作用下一方面旋转切削土体，一方面向前推进维持土体的平衡。顶进中如果土体硬度增大，顶速不变时，刀盘受到迎面阻力大于预设定的刀盘压力，刀盘渐渐向后缩回，保持刀盘对土体的压力不变。在刀盘缩回时，刀盘的切土口自动增大，切削土体的量增大，土体对刀盘的压力减小，土体压力增大，刀盘仍然以预设定的土压力与土体在新位置保持平衡。配合手动调节刀盘切土口和预设压力大小的调节功能，可以使土体侧压力得到非常精确的平衡。停机时手动关闭切土口，刀盘仍然保持预定压力紧贴土体，并且将泥水仓与开挖面隔离。无论土体过软或过硬，当自动调节范围到达极限值时，刀盘报警装置报警，提醒操作人员注意，通过调节顶速，重新设定刀盘压力等手段，使土体维持新的平衡。 4.2土层中地下水的平衡原理。 向开挖仓注入一定压力的泥浆，该泥浆除能够将土层中的颗粒带走外，通过控制出泥流量的大小，就可以简单而准确地控制泥水仓中的水压力，平衡地下水。 5. 施工工艺 5.1工艺流程。 测量放线→工作井施工→装配式后背墙安装→导轨安装→主顶千斤顶安装→油泵安装→顶铁安装→进出洞施工及密封→管道顶进→出土 5.2测量放线。 布设临时水准点和管道轴线控制桩，施工放线时，可每隔20m设中心桩，另外在检查井处应设置中心桩，必要时应设置控制桩。 5.3工作井施工。 5.3.1在工作井上口预留槽口内安装钢筋砼预制板，槽口内要座浆饱满，板缝要按规定勾缝。在预制板预留口处砌砖墙，所有砖要浸透水，砌筑时应满铺、满挤，上下搭砌，水平灰缝厚度和竖向灰缝宽度应均匀，不得有竖向通缝。 5.3.2在砌筑检查井时，应同步安装踏步，位置要准确，踏步安装后在砌筑砂浆未达到规定抗压强度前不得踩踏。 5.3.3井内壁设计规定要求封面时，应分两层抹成，第一道抹成后刮平并使表面造成粗糙纹；第二道砂浆抹干后，应分两次压实抹光。浆与基层之层间应粘结紧密牢固，不得有
谈手掘式顶管施工关键技术 发表时间：2018-12-17T11:30:56.840Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：王亮1 王强2 [导读] 摘要：手掘式作为顶管施工的一种方法，具有易掌握、好控制、成本低的特点，应用较为广泛。 1中国葛洲坝集团第三工程有限公司湖北宜昌 4430022黑龙江省水利水电勘测设计研究院黑龙江哈尔滨 150080摘要：手掘式作为顶管施工的一种方法，具有易掌握、好控制、成本低的特点，应用较为广泛。本文详细阐述了手掘式顶管施工的洞门止水、管线测量以及触变泥浆减阻等关键技术的内容，供同类施工参考。 关键词：手掘式顶管；施工；关键技术 1 手掘式顶管（人工土顶法）施工概述 手掘式顶管施工的工具管是一种刃口敞口式工具管，进泥口大小根据土质情况确定，如遇顶含石块土层、强度较高的干土，基本上采用全敞口方式，用人工掘进先挖后顶、人工运土的施工方法，这种施工方法主要适用于无地下水并对地面沉降无严格要求的含石块土层、砂石土等，但不适用于含水量较高的土质。 工具管前端设计为斜面，其倾斜角度为70 o（见图），保证土体自身稳定性，有效地防止前方土体自身滑移。 工具管设计安装了注浆系统，可对管顶土方进行加固，防止塌方，减少后继顶力，且工具管比管材周边外径各大1.5cm以形成注触变泥浆需要的空隙。管前保证足够的插入力切土顶进。 1.1 手掘式顶管（人工土顶法）施工的工作原理 在一般正常的湿土，当工具管在顶力的作用下向前推进时，工具管正面的土体向压力较低的方向流动，从进泥口进入工具管，如遇强度较高的土质，必须先挖后顶，减少工具管正面阻力。要实现上述过程，需要具备以下条件： （1）要有足够的覆盖层，工具管正面土体的最大被动土压力要大于土体挤入工具管的阻力，否则地面会隆起。 （2）工具管进泥口大小，要根据土质情况调整，否则工具管正面土体会自动流入工具管内或不会流入工具管内（先挖后顶）。造成地面变形。 1.2 顶进速度控制 顶进速度的控制过程中，应注意以下几点： （1）主顶启动时，必须检查千斤顶是否靠足，开始顶进和结束顶进之前速度不宜过快。每节顶进开始时，应逐步提高顶进速度，防止启动速度过大。 （2）在先挖后顶施工过程中，千斤顶行程必须严格控制在设定范围内，防止靠背及设备吃力过猛。 （3）顶进速度的快慢必须满足每节润滑泥浆注浆量的要求，保证润滑泥浆系统始终处于良好工作状态。 根据实际施工经验，正常顶进条件下（干黄土），顶进速度应设定为1～1.5cm/min；如正面遇到障碍物或地基加固土，顶进速度应低于1cm/min。 2 顶管配套设备选型 主顶进系统由油缸组、顶进环及液压泵站等组成，其主要功能是完成管节顶进，是顶管设备系统的主要组成部份。 （1）油缸组 由4只油缸分两列左右对称布置，每列各2只油缸叠积而成，并用可分式结构的支座固定，用联接梁连成一体。其最大推力根据顶力计算配置。 （2）液压泵站 由油泵和电机组成。通过调速阀可改变油泵的流量，据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速。以满足开挖面土压平衡的条件，从而起到控制地面沉降的作用。 （3）后靠背 管节顶进时油缸的反力，通过后靠均匀地传递到工作井井壁上，避免井壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏。后靠制作时，应与顶进轴线保持垂直。 （4）导轨 导轨安装时，应复核轨道的中心位置，两根导轨必须相互平行、等高，导轨面的中心标高应比设计管底标高适当抛高（一般为0.5～1cm）。平面布置图如下：
2.6 手掘式顶管施工艺标准 2.6.1 总则 2.6.1.1 适用范围 顶管工艺的选择，应根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上或地下建筑物、构筑物等各种设施情况，经技术经济比较后确定。顶管工艺大致可分类为：手掘式顶管工艺、挤压式顶管工艺、土压平衡顶管工艺、泥水平衡式顶管工艺和挤密土层顶管工艺。本标准介绍的是手掘式顶管式工艺。手掘式顶管施工适用于土质较好的黏性土或砂性土层中，且管径在80cm 以上。如地下水位较高，则需要采用井点降水等辅助施工措施；不适用于曲率半径小和软土地层的施工。 2.6.1.2 编制参考标准及规范 （l）《给水排水管道工程质量验收规范》GB50268—2001 （2）《市政排水管渠工程质量检验评定标准》GJJ3—1990 （3）混凝土和钢筋混凝土排水管》GB／T11836—1999 （4）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001 （5）《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208—2002 （6）《地下工程防水技术规范》GB50108——2001 2.6.2 术语 2.6.2.1 术语 （1）顶管段单元长度：指不采用中继间时计算所能顶进的管段长度。此长度由管径、管道所处土层性质、千斤顶规格、后背墙允许抗力、管道端部所能承受的允许顶力等因素确定。 （2）工作坑：是安放所有顶进设备的场所，也是顶管掘进机的始发场所。 （3）接收坑：是接收掘进机的场所。 （4）后背：指根据土的性质设计能承受顶管段单元长度最大顶力的反作用力的后背墙。 （5）顶铁：指管道顶进时，千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其作用能将千斤顶集中荷载通过顶铁比较均匀地分在管端并能延伸千斤顶活塞的功能。 2.6.3 基本规定 该工艺操作全过程应遵守的标准是《给水排水管道工程质量验收规范》GB50268—2001。 2.6.4 施工准备 2.6.4.1 技术准备 （1）组织管理人员和技术人员熟悉设计文件及设计交底并进行图纸会审。 （2）会同业主、监理单位进行交桩并做好交桩复核记录；对沿线水准点及轴线控制桩进行加密，并报监理工程师审核。 （3）进行工程量复核并编制详细的工料分析。 （4）编制实施性的作业指导书。 （5）组织技术人员熟悉施工规范并进行书面技术交底和安全交底。 2.6.4.2 材料要求 所有材料进场前均应附有生产许可证、产品合格证和相应的检验报告书，并经专职质检员验收合格后方可进场；在材料使用前，必须按规定抽样送检，合格后方可使用。对顶管工艺中最主要的材料钢筋混凝土管材在进场前还必须检查其所有原材料试验报告、混凝土试块抗压强度报告和管材本身的抗压检验报告。材料要求具体如表2.6.4.2。 材料要求一览表表2..
顶管施工方法及施工工艺方案 1、顶管机械选择 UNCLEMOLE 型TCZ600泥水平衡顶管掘进机其基本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的15%～20%。 刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。 另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。 一般情况下，刀盘每分钟旋转4～5转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达20～23次。由于本机有以上这些特殊的构造，因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的，破碎的最大粒径可达掘进机口径的40%～45%之间，破碎的卵石强度可达200Mpa。 顶管机图片一
顶管机图片二 2、UNCLEMOLE 型TCZ600泥水平衡顶管掘进机特点 2.1、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置（DESANDMAN）成套化。 2.2、带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎小于外径30%，一轴强度196Mpa（2000 kg/cm2）的砾石。 2.3、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。 2.4、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。 2.5、该机由一人在地面遥控操纵即可。 2.6、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有ISEKI专利的RSG双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内！ 2.7、使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。 2.8、泥水分离装置DESANDMAN是一种密封性好，操作灵活的分离系统，且能节省安装空间。 此机型在现今使用较广，我们有着成功施工经验、技术成熟、可靠，对土层扰动少的特点。偏心破碎泥水平衡顶管掘进机是根据含水量较高的沙砾土而专门设计的。因此特别适应本工地基顶管的施工。