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1、xx市生態(tài)水系輸水管線xx、xx段改遷工程施工一標頂管施工方案編制人：審核人：批準人：頂管施工方案一、工程概況1本次工程位于xx客運高鐵與嵩山南路旁邊，工程全線長1596.2米，管徑DN1600。施工一標：管材采用預應力鋼筒混凝土管（PCCP），直埋，管徑1.6m，長611m；砼頂管275m.2 施工概況xx市生態(tài)水系輸水管線xx、xx段改遷工程施工一標段工程主要有管道鋪設、閥井工程。主要工程項目：土方開挖、土方回填、混凝土澆筑、管道安裝、閥件安裝、頂管工程等。臨時工程：修建與維護施工道路、施工排水、貯運設施、停放場地、施工風水電系統(tǒng)、混凝土拌和系統(tǒng)、辦公與生活營地營造、場地平整、場內(nèi)道路等臨2、建工程。計劃開工日期2015年4月10日，完工日期2015年6月28日。工程質(zhì)量目標為合格工程。二、工作井、接收井施工工作井、接收井采用開挖下沉工藝，即地面挖土下沉、支模、扎筋、澆砼，最后封底施工的工藝，采用集水井排水降低地下水位后，人工配合長臂挖掘機一次性挖土下沉到位。（一）、工作井，接收井施工工藝流程、鋼筋綁扎內(nèi)壁清理墊層澆筑基坑開挖底板鋼筋綁扎井體混凝土澆筑筑底板混凝土澆筑外模安裝砼養(yǎng)護基坑開挖同時實施井點降水，直至管道頂進驗收完成后，對路面或原地坪修復回填后拆除井點。（二）、 模板施工施工前，首先在墊層上測設好刃腳及井體尺寸平面投影線，用墨斗彈好墨線。1 、模板使用木模，選用強度高的九3、夾板。模板拼縫要緊密,并用雙面膠帶粘貼,以防漏漿。自制木模表面平整光滑，其長度和寬度誤差不得超過3mm，不平整度不得超過5mm，拼接的兩塊板高差不得超過1mm，板間拼縫不得大于2mm。模板制作檢查后應涂抹脫模油整齊堆放備用。2 、模板支架采用建筑常用扣件和483.5鋼管搭設。嚴格執(zhí)行JGJ130-2001建筑施工扣件或鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范。3 、鋼筋混凝土井壁模板安裝：支模前應根據(jù)軸線彈好模板控制線和位置線。模板限位采用電焊12限位鋼筋,保證模板不偏離軸線并不損壞原鋼筋。 為防止墻下部漏漿,墻模板和導墻拼縫處須用雙面膠帶粘貼,以防漏漿。 4 、模板的拆卸（1）非承重模板拆除時，結(jié)構(gòu)砼強度不宜4、低于1.2Mpa。（2）側(cè)面模板應在混凝土強度達到其表面及棱角不因拆模而損傷時；墩、墻、柱部位不低于3.5MPa時，方可拆除。（3）拆模時不要用力過猛過急，拆下來的材料要及時運走，整理。拆模過程中模板要傳遞下來，不得拋擲，拆下后立即清理干凈。（三）、鋼筋工程鋼筋制作及管理工程施工所需鋼筋進場時必須有出廠質(zhì)量保證單及試驗報告，其力學特性必須符合現(xiàn)行國家標準。在監(jiān)理見證下須按批號、數(shù)量、爐號、種類、等級、生產(chǎn)廠家抽樣做拉力、冷彎試驗，復試合格后才投入使用，并報請現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收，復試不合格的作為不合格品做退貨處理。鋼筋接頭：直徑在16mm以上熱軋鋼筋接頭宜采用閃光接觸對焊或用電弧焊，16mm以下5、可用電焊，也可用鐵絲綁扎接頭。采用電弧焊的搭接焊或綁條焊時，兩搭接鋼筋的軸線必須在同一直線上，搭接長度、焊接高度必須符合規(guī)范要求。同一截面內(nèi)的受拉鋼筋，其焊接接頭的截面積之和不得超過鋼筋總截面的50。鋼筋最小搭接長度LeE=1.2La。鋼筋最小錨固長度：鋼筋最小錨固長度與砼的標號，鋼筋種類、結(jié)構(gòu)的抗震等級有關，必須達到設計圖紙的要求。鋼筋最小錨固長度必須大于或等于250mm。（四）、混凝土澆筑 井體混凝土采用商品砼泵送澆筑，當采用插入式振搗器時振搗砼的移動間距不得大于振搗器作用半徑的1.5倍，并應避免碰撞鋼筋、模板、預埋管、吊環(huán)等，振搗器插入下層不少于50mm。在砼澆筑過程中，應經(jīng)常觀察模板、6、支架、鋼筋預埋件和預留孔洞情況，當發(fā)現(xiàn)有變形、移位時，應及時采取措施進行處理。墻板砼分層振搗，使用插入式振搗器時每層厚度不大于50cm，振搗棒不得觸動鋼筋，除上面振搗外，下面要有人隨時敲打模板。井壁墻板入料點對稱布置，澆筑高度必須平衡上升，澆筑速度盡量放緩一些。（五）、 混凝土養(yǎng)護混凝土采用草包覆蓋灑水養(yǎng)生。在養(yǎng)護過程中，如發(fā)現(xiàn)遮蓋不好，澆水不足，以致表面泛白或出現(xiàn)干縮小裂縫時，要立即仔細加以遮蓋，加強養(yǎng)護工作，充分澆水，并延長澆水日期，加以補救。（六）、 底板澆筑待井壁混凝土強度達到設計值50%后，開始進行底板鋼筋綁扎，然后澆筑底板混凝土。三、頂管施工（一）、頂管施工安排本工程頂管機采用適用7、于各種軟土地質(zhì)的泥水平衡式頂管機頂進施工，頂管主頂機械總頂力為12000kN。本工程共有頂管施工段275米,埋深約68m。采用泥水式平衡頂管機進行施工。計劃安排二班倒施工，每天施工完成20m。（二）、頂管測量系統(tǒng)測量的方法1、通視條件下的測量使用交匯法引工作井及接收井預留洞口中心至各自的井壁。置經(jīng)緯儀至A點，后視B點，作BA直線的延長線，并在工作井后部定出一點C。保證C、A、B在一條軸線上，置經(jīng)緯儀在C點上，后視A點，在工作井井壁上定出一點A，置激光經(jīng)緯儀基座于井下D點，并抄平固定激光經(jīng)緯儀架，置經(jīng)緯儀于A點，后視B點，在激光經(jīng)緯儀器架上定出D點，D 點同A，AB點在豎直方向上成一直線，安裝激8、光經(jīng)緯儀于儀器架上，對中D點，后視A點，依設計軸線打好角度，即可定出軸線。2、不通視條件下的測量引出A、B兩點后可根據(jù)導線法以及平移法定出C、D其余步驟同通視條件下測量定位。（三）、頂管施工準備現(xiàn)場準備分兩個階段進行。第一階段為預埋件的制作、預埋。第二階段由井上和井下布置組成。井上布置包括行車、氣壓設備、供電、注漿設備、棄土裝置、供水、換氣等七大部分組成。井下布置由測量、放樣、復核、井內(nèi)設備安裝等四個環(huán)節(jié)組成。其中井內(nèi)設備安裝包括鋼梯和洞口后座澆灌及有關的頂進設備、照明、通訊等安裝。頂管施工采用外徑泥水平衡頂管機，最大后頂力為1200t。首先按照設計圖紙，準確放置工作井的位置，構(gòu)筑基坑。 1、9、地質(zhì)條件本工程范圍內(nèi)的土層從上往下依次為：素填土、粉質(zhì)粘土、粉土。2、頂管機本工程選用泥水平衡頂管系統(tǒng)。泥水加壓平衡頂管工法的特征是在機械掘削式頂管前部的刀盤附近安裝隔板，形成泥水壓力倉，將加壓的泥水送入泥水壓力倉，使開挖面穩(wěn)定，刀盤切削下來的土砂以泥水形式被輸送到地面。泥水平衡頂管系統(tǒng)主要由頂管機、泥水輸送、泥水處理及頂進管理四個系統(tǒng)組成。工作原理：工具管在正常作業(yè)前，刀盤與殼體外圈接觸，刀排與刀盤盤體接觸，泥水倉處于密閉狀態(tài)，以延緩泥水壓力泄漏。同時在泥水旁路切換大循環(huán)時，使泥水壓力的波動對開挖面的擾動降到最小，待泥水倉中壓力穩(wěn)定后，啟動中心軸動力泵站帶動中心軸及刀架向前運動，使刀架與刀盤10、分離，在兩者之間形成四條70mm的進土間隙，并由中心軸及刀架的繼續(xù)伸出帶動刀盤盤體的運動，使之與殼體保持一定距離，此時機頭即處于待工作狀態(tài)，啟動刀盤驅(qū)動電機，通過第一級減速(105k行星齒輪減速機)，其輸出軸上的小齒輪帶動中心軸上的大齒輪(即第二級減速i=131/17)最終帶動刀盤及刀架，以1.5rpm轉(zhuǎn)動(可正反轉(zhuǎn))切削土體。3、工作井的選擇本工程由于工作井土質(zhì)情況較差、工作井深度較大，故選擇沉井式工作井。（四）、工作坑設備、地面設備安裝1、安裝導軌：先復核管道中心位置，計算導軌軌距。采用裝配式輕型導軌，按軌距安放在砼基礎面上。二根軌道必須互相平行、等高，導軌面的中心標高按設計溝底標高設置，11、坡度與設計管道坡度相一致，工作坑的砼基礎面標高為溝底標高減去導軌的構(gòu)造高度和10mm以下調(diào)整的薄鐵板厚度。導軌定位后必須穩(wěn)固、正確，在頂進中承受各種負載時不位移、不變形、不沉降。2、安裝主頂設備：將主頂千斤頂對稱布置為4只，固定在組合千斤頂架上作整體吊裝。每臺千斤頂規(guī)格一致，行程同步，油路并聯(lián)，共同作用，均備有獨立的控制閥，伸出的最大行程小于油缸行程10 cm左右。油泵設備設在距離主頂千斤頂?shù)慕?，并設置防雨棚，油路安裝順直，減小轉(zhuǎn)角，接頭不漏油，油泵的最大工作壓力不大于32kpa，裝有限壓閥、溢流閥和壓力表等指標保護裝置，安裝完畢后必須進行試車，在頂進中定時檢修維護，及時排除故障。選擇符合要12、求剛度的馬蹄形頂鐵，受力后無變形，相鄰面垂直，排列不扭曲，單塊放置穩(wěn)定性好，連續(xù)部位不脫焊、不凸面，與導軌的接觸面平整，頂進前滑動部分抹牛油潤滑。環(huán)形頂鐵與鋼筋砼管口相吻合，中間用軟木板襯墊。3、安裝前墻止水圈：為了防止頂管機頭進出工作坑洞口流入泥水，并確保在頂進過程中壓注的觸變泥漿不致流失，必須事先安裝好前墻止水圈，其組成部分為預埋法蘭底盤、橡膠板、鋼壓板、墊圈與螺栓。法蘭底盤予先埋設在砼沉井內(nèi)，中心正確，端面平整，安裝牢固，螺栓的絲口妥善保護，水泥漿予先清除。安裝時先裝橡膠板，后裝鋼壓板，再上墊圈并用螺帽緊固，使其阻止水流。4、安放頂管機頭：頂管機頭的尺寸和結(jié)構(gòu)要符合要求，在吊入頂進坑前要13、作詳細檢查。起重機卸機頭時，要平穩(wěn)、緩慢、避免沖擊、碰撞，并由專人指揮，確保安全可靠。機頭安放在導軌上后，測定前后端的中心的方向偏差和相對高差，并做好記錄，機頭與導軌的接觸面必須平穩(wěn)、吻合。工具管和掘進機要按設計要求，準確定位，兩邊對稱。機頭必須對電路、油路、水路、泥漿管路和操縱系統(tǒng)等設備進行逐一連接，各部件連接牢固，不得滲漏，安裝正確，并對各分系統(tǒng)進行認真檢查和試運行。5、安置起重機械：頂進工作坑配備一臺橋式起重機（即門式行車）和一臺汽車吊進行垂直運輸作業(yè)。其起重能力滿足頂管工具管和頂進設備的裝拆、吊鋼管和頂鐵裝拆、其他材料的垂直運輸。正式作業(yè)前要先試吊，離地面約10cm 檢查重物捆扎情況和14、制動性能，確認安全可靠，方可使用。6、安置土方運輸設備：采用泥水平衡頂管進機，以水力機械方式將泥漿通過與管路連接的吸泥泵輸出并與排泥旁通裝置直接輸送到地面泥漿沉淀池。（五）、頂進施工1、出坑：出洞前對所有設備進行全面檢查，液壓、電氣、壓漿、氣壓、水壓、照明、通訊、通風等操作系統(tǒng)是否能正常進行工作，各種電表、壓力表、換向閥、傳感器、流量計等是否能正確顯示其進入工作狀態(tài)，然后進行聯(lián)動調(diào)試，確認沒有故障后，方可準備出洞，如存在問題要及時調(diào)整、維修或更換。通過水位觀測孔檢查洞口外段的降水效果是否達到要求；洞口止水圈與機頭外殼的環(huán)形間隙均勻，密封、無泥漿流入；洞外地面無明顯沉陷后，方可拆除封門。先拆除磚15、墻，而后拆除井外的組合鋼封門。拆除封門后，在確保人身安全的前提下，立即清除洞口外可能存在的金屬物件或較大的硬塊等障礙物，而后將機頭隨即切入土層中，避免前方土體松動坍落。2、頂進：（1）掘進系統(tǒng)起動前要確保液壓泵組中的液壓油充分；液壓油軟管和泥漿管路的每一接頭可靠，接口對號；操縱臺上的所有控制開關處于空檔或停止位置；所有電纜和電氣配線都牢靠連接；供電電源符合規(guī)定值；電動機的回轉(zhuǎn)方向正確無誤。（2）掘進機的所有操作都是通過操縱臺上的開關來控制的，操縱人員按以下步驟進行：啟動之前所有按鈕開關和選擇開關都處于“斷開”或“停止”位置；合上電源開關指示燈亮，接通電視監(jiān)視；調(diào)整測斜儀的零位；啟動基坑旁位路裝16、置的送泥泵和排泥泵；按撳液壓裝置的“啟動”按鈕；把泥漿送入掘進機后，調(diào)整泥漿壓力達到穩(wěn)值；啟動刀盤起始頂進時，通過電視屏上土壓表數(shù)值調(diào)整到設定壓力值范圍；確保掘進機的平穩(wěn)工作狀態(tài)，當?shù)侗P位移指示器指在“零位”左右時表明掘進機處于良好工作狀態(tài)；掘進機在運行過程中，操縱人員要經(jīng)常通過電視屏上的儀表顯示進行調(diào)整，其主要操作內(nèi)容為：調(diào)整土壓力、挖掘刀盤位移、啟閉主切削刀刃通閥、泥漿流向變換、抽除掘進機內(nèi)積水。（3）主頂千斤頂?shù)捻斶M操作：把“千斤頂選擇”轉(zhuǎn)換開關拔到“主千斤頂”的位置，綠色指示燈顯亮；按下行程予調(diào)計數(shù)器的“速度儀調(diào)零”按鈕；按下“千斤頂控制”的“頂出”開關，綠色指示燈亮，千斤頂啟動；轉(zhuǎn)動17、旋鈕式調(diào)速閥，以調(diào)節(jié)千斤頂速度；當主頂千斤頂頂伸到數(shù)字式計算器予調(diào)的行程值時，千斤頂即自動停止，“頂出”開關動力組在卸載狀態(tài)下繼續(xù)運轉(zhuǎn)；按下“千斤頂控制”的“回縮”開關，紅色指示燈亮；主頂千斤頂?shù)竭_回縮終點時，按下“關”的開關，使主頂千斤頂停止；發(fā)生緊急情況時按下“緊急制動”開關，此時各開關的運轉(zhuǎn)電路和所有指示燈被全部切斷；運轉(zhuǎn)重新開始需要一次按“緊急制動”開關，此時“動轉(zhuǎn)電源”指示燈亮。按下“千斤頂速度選擇”開關，使油泵繼續(xù)工作。（4）停機操作：在掘進操作完全結(jié)束后，按以一步驟進行停機：停止主頂千斤頂頂進；“切土口”開關撥到“閉合”位置；停止刀盤轉(zhuǎn)動；把“機內(nèi)旁通閥”撥到“閉合”位置；把“泥18、漿截止閥”撥到“閉合”位置；把“機內(nèi)液壓動力機組”開關撥到停止位置；關閉“送泥閥”“排泥閥”開啟“旁通閥”三個指示燈發(fā)亮；按撳“送泥泵”的“停止”按鈕；把“泄放閥”開關撥到開啟位置；關閉“工作回路”開關，關閉電視監(jiān)視器及主電源。3、測量：按照設定的管道中心線和工作坑位建立地面與地下測量控制系統(tǒng)，控制點設在不易擾動、視線清楚、方便校核的地方，并加以保護；頂進坑內(nèi)設置由地面水準點引入的臨時水準點，在交接班時進行儀器高程的校對與調(diào)整，頂進軸線由設計管道中心通過經(jīng)緯儀引入坑內(nèi)，然后對中觀測；測量儀器架設在坑的后部，每個頂程結(jié)束后必須全線復測、繪制管道頂進軌跡圖并由施工質(zhì)監(jiān)人員檢查復核。4、糾偏：頂進糾19、偏可采取調(diào)整糾偏千斤頂?shù)霓k法進行編組操作，若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮方法，反之亦然，如同時有高程和方向偏差，則先糾正偏差大的一面。發(fā)生較大偏差要分析發(fā)展趨勢，采用分次逐步糾正，勤調(diào)微糾。5、壓漿：壓注觸變泥漿填充管道的外周空隙以減少地層損失控制地面沉降和減少頂進阻力。頂管機頭尾端的壓漿要緊隨管道頂進同步壓漿，并在砼管道的適當位置進行跟蹤補漿以補充在頂進中的泥漿損失量。（1）試壓：壓漿設備安裝完畢后，由專人進行檢查，然后作壓水試驗。（2）壓漿數(shù)量和壓力：一般壓漿量為管道外周環(huán)形空隙1.52.0倍，壓注壓力根據(jù)埋設深度和土的天然重度而定，為23rH。（r土的重度，H土的復土深度）在頂進過程中要20、按地面變形的測試資料適當調(diào)整壓漿量及壓力。（3）漿液配制：對頂管機頭尾端的同步壓漿材料要求粘滯度高失水量小穩(wěn)定性好；對補充管道外周泥漿損失的補漿材料要求粘滯度較小，流動性較大。本頂管中觸變泥漿采用單液注漿，其施工現(xiàn)場配制的組成材料為膨潤土、純堿、CNC、水。（4）孔的布置：每個注漿斷面設置4個壓漿孔以采用多點壓漿，相鄰注漿斷面的孔位平行布置。（5）壓漿方法：在每次頂進中必須對頂管機頭后的第一個注漿斷面上壓注足量的泥漿，以使其形成完整的泥套，其它斷面則按依次順序作定壓定量的跟蹤補漿，在頂進一百米范圍以后的補漿斷面上可每隔24天進行補漿。（6）置換泥漿：頂進結(jié)束后，對泥漿套的漿液進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換漿液21、一般有水泥砂漿并摻加適量的粉煤灰，以增加稠度，壓漿體凝結(jié)漿結(jié)束后所的設備必須認真清洗。 6、進坑：頂管機頭進坑時，接收坑內(nèi)預先安置枕墊和滾筒，當頂管機前部將近接觸接收坑外邊時，拆除封門。當管節(jié)頂入接收坑后要考慮留出的管節(jié)長度，以盡量避免敲拆管，方便接口施工，露出的管段小于管長的三分之一。掘進機脫離管子時必須采取措施，防止管節(jié)接頭橡圈的松動。7、管段連接（1）、管節(jié)在下井前再次作外觀和尺寸檢查，若發(fā)現(xiàn)有管端破損，管端面不平整，尺寸誤差較大時，不應下井。（2）、將檢查過的管節(jié)在安放O型橡膠圈位置一周涂上851聚氨脂涂膜橡膠后安裝O型橡膠止水圈。（3）在管節(jié)端部涂上851后安裝不襯板。（4）用35t22、吊車將管節(jié)平穩(wěn)卸入井底軌道上。（5）安裝環(huán)型頂鐵。8、進出洞施工措施從工作井中出洞開始頂進是整個施工過程中的關鍵環(huán)節(jié)之一。為確保頂管機順利出洞，防止土體坍塌涌入工作井，出洞前先在磚封門前打設一排鋼板樁，鋼板樁入土深度達到工作井底板以下。當頂管機出洞時，先把磚封門拆除，這時由于鋼封門擋住，土體不會涌入。等到頂管機推進到距鋼封門50100mm時，洞口止水圈已能發(fā)揮作用了，然后再按出洞口一側(cè)向另一側(cè)依次拔除鋼板樁。為減少鋼板樁拔除過程中對頂管機正面土體的擾動及可能出現(xiàn)的建筑間隙，鋼板樁全部拔除后應立即頂進，縮短停頓時間。在出洞施工初期，由于頂管機正面主動土壓力遠大于機頭及管節(jié)的周邊摩阻力和與導軌間摩23、阻力的總和，因此極易產(chǎn)生管節(jié)后退，引起頂管機前方土體不規(guī)則坍塌，使頂管機再次推進時方向失控和向上爬高。為此，采取在洞口兩側(cè)各安裝一只手拉葫蘆，當主頂油缸回縮之前，先將最后一節(jié)管節(jié)拉住不讓其后退，同時在出洞之初就預設了一定的向下糾偏量，盡可能克服出洞時機頭拋高的情況。頂管機進洞施工與出洞相比較為簡單，當頂管機靠近洞門時，須控制好土壓力，在切口距封門2050cm時停止頂進，并盡可能降低切口正面土壓力，確保拆除封門時的安全，拆除封門后將頂管機迅速、連續(xù)頂進，直到進洞洞口止水圈發(fā)揮作用為止，這就完成了進洞進程。（六）、長距離頂進施工措施1、頂進軸線控制長距離頂管施工的核心問題是對頂力的控制。計算管壁土24、壓的公式：Pv=HDPL=(H+D/2)D tg2(45+/2)Pv-管道上豎向土壓力PL-管道上側(cè)向土壓力-土體容重H-覆土層厚度D-管道外徑上述公式是基于土柱的受力模型，適用于不穩(wěn)定土層或覆土層厚度小于卸力拱高度的情況下。從公式中可以清楚地看到單位長度上的頂進阻力與管徑、覆土層厚度、土體容重、土層性質(zhì)有關。但是在實際頂管施工中糾偏對頂力的影響非常明顯，頂管機在頂進過程中由于受力不均勻，導致偏離管道設計軸線，所以必須對機頭的前進方向和旋轉(zhuǎn)進行糾偏，使其沿設計方向平穩(wěn)前進。糾偏在頂進過程中是不可避免的，是自始至終伴隨著頂進而進行的。每次糾偏時必須對頂管機施加力矩使之改變前進方向，施加的力矩就相25、當于附加了一個土壓力從而使阻力增大。這一附加阻力在規(guī)范中沒有反映，但它卻是一個不可忽視的因素。 糾偏阻力的估算方法：Pa=f/2La-糾偏阻力f-管壁與土體間的摩擦系數(shù)-側(cè)壁土壓力L-頂管機長度可見當頂管機的尺寸和土體的性質(zhì)確定后，附加阻力與糾偏角成正比，即糾偏角度越大，附加阻力也越大。所以在長距離頂管施工中需進行全過程連續(xù)監(jiān)測，隨時掌握頂管機偏離設計軸線距離的數(shù)據(jù)，并結(jié)合前方機頭操作臺上數(shù)字式傾斜儀的讀數(shù)來判斷頂管機實際頂進線路的變化趨勢，并及時采取措施加以控制，避免因機頭失控而被迫進行大角度糾偏。實際施工中加強了對軸線的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)有偏離的趨勢就及時采取糾偏措施，使得頂進軸線的控制較為理想，26、這就為將頂力限制在設計值的范圍內(nèi)提供了有力的保證。頂進力的計算（1）、頂管的頂力可按下式計算(亦可采用當?shù)氐慕?jīng)驗公式確定)：式中：P計算的總頂力，kN；管道所處土層的重力密度，kN/m3；D1管道的外徑，m；H管道頂部以上覆蓋土層的厚度，m；管道所處土層的內(nèi)摩擦角；管道單位長度的自重，kN/m；L管道的計算頂進長度，m；f頂進時，管道表面與其周圍土層之間的摩擦系數(shù)，其取值可按表所列數(shù)據(jù)選用；Ps 頂進時頂管掘進機的迎面阻力(其取值見表1)，kN。頂進管道與其周圍土層的摩擦系數(shù) 表1土層類型濕干粘土、亞粘土0.20.30.40.5砂土、亞砂土0.30.40.50.6（2）、采用敞開式頂管法施工時27、，頂管掘進機的切入阻力可按下面公式計算：這里：切削阻力，kN；頂管機外徑，m；切削工具管的壁厚，m；單位面積土的端部阻力(見表2)，kNm-2。不同地層的單位面積土的端部阻力 表2土層類型ps /kNm-2軟巖，固結(jié)土12000砂礫石層7000致密砂層6000中等密度砂層4000松散砂層2000硬-堅硬粘土層3000軟-硬粘土層1000粉砂層，淤積層400（3）、 在封閉式壓力平衡頂管施工中，迎面阻力可以用如下經(jīng)驗公式進行計算：這里：Ds掘進機外徑，m；N土的標準貫入指數(shù)。（4）、曲線頂進時，應分別計算其直線段和曲線段的頂進力，然后累加即得總的頂進力。直線段的頂進力仍然按照上述公式來計算，而曲28、線段的頂進力則可按照下面的公式進行計算：式中： 頂進力，kN；曲線頂管的摩擦系數(shù)；，其中：為每一根管節(jié)所對應的圓心角，為管道和土層之間的摩擦系數(shù)，；曲線段頂進施工所采用的管節(jié)數(shù)量；開始曲線段頂進時的初始推力，kN；作用于單根管節(jié)上的摩阻力，kN。在曲線段的頂進力計算完畢后，如要接著計算隨后的直線段頂進力，可按下述公式進行計算：式中：曲線段后的直線段頂進力，kN；直線段的頂進長度，m。2、注漿減摩注漿減摩是長距離頂管中非常重要的一項工藝，是關系到頂管成功與否的一項關鍵的技術(shù)。為確保減小管道外壁的摩阻力采取以下技術(shù)措施。保證潤滑泥漿的穩(wěn)定性，根據(jù)土質(zhì)的變化適當調(diào)整配方，以滿足不同的需要。 合理布置29、注漿孔。在混凝土管節(jié)雄頭一側(cè)按120設置三個孔，壓漿總管安裝于管節(jié)斷面右側(cè)，每隔6m接一三通閥門至管節(jié)注漿孔，在頂管機后的連續(xù)3節(jié)都設置注漿。制定合理的壓漿工藝，嚴格按壓漿操作規(guī)程進行。為使頂進時形成的建筑間隙及時被泥漿所填補形成泥漿套，必須堅持先壓后頂、隨壓隨頂、及時補漿的原則，泵送出口處的壓力控制在11.25kg/cm2。壓漿孔的位置設在管節(jié)雄頭一側(cè)靠近邊緣處，這樣在管節(jié)拼接后注漿孔就完全被前一節(jié)的鋼環(huán)所遮蓋，壓出的漿液先會在鋼套環(huán)與混凝土管節(jié)外壁之間形成漿套然后再被擠出。這樣泥漿套就較容易形成，減摩的效果也就比較明顯。3、中繼間利用中繼間進行接力頂進是中長距離頂管的一項重要技術(shù)措施。中繼30、間的布置要適應頂力及操作的要求，以提高頂進速度。第一只中繼間應放在比較前面，因為頂管機的正面土壓力在推進過程中會因土質(zhì)條件和施工情況等因素發(fā)生較大的變化，所以當總推力達到設計推力的60%時就安放第一只中繼間，以后當達到計推力的80%時安放下一只中繼間，而當主頂推力達到設計推力的90%時就必須啟用中繼間。（七）、周圍環(huán)境保護的施工技術(shù)措施由于工程沿線將穿越水管、氣管等諸多地下管線，在頂進過程中的地面沉降控制極為重要。 1、地面沉降處理在頂管頂進過程中，由于頂管機周圍土體的擾動和地層損失，造成地表沉降。從理論上講，頂管法施工引起隧道周圍地表沉降主要指施工沉降、主固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降三者之和。由于次31、固結(jié)沉降量相對較小，一般認為總沉降量等于施工沉降加上主固結(jié)沉降。施工沉降是指在施工過程中由于地層損失而引起的地表沉降。產(chǎn)生施工沉降的主要原因有：在頂進過程中，由于切口水壓過低、實際出土量大于理論出土量，引起周圍土體不斷涌到頂管機正面，使土層出現(xiàn)應力重分布；頂進時，同步注漿未能及時填補盾尾和管節(jié)之間形成的建筑空隙，致使周圍土層應力釋放，填補了這段空隙；在頂管糾偏時，引起一側(cè)土體擠壓，另一側(cè)土體附加應力釋放，形成空隙。主固結(jié)沉降主要由于頂管頂進過程中對土層產(chǎn)生擾動，使隧道周圍土層產(chǎn)生超孔隙水應力，而在這部分超孔隙水應力消散后，引起土層壓密。主固結(jié)沉降與土層厚度有著密切的關系，土層越厚，主固結(jié)沉降占32、總沉降的比例就越大。2、地面沉降控制技術(shù)合理使用仿形刀裝置本工程擬采用組合刀盤矩形頂管機，由于沿線有大量重要管線，對地面沉降要求較高。而圓形刀盤對正面土體的切削率僅為78%，僅靠刀盤切削土體，勢必將對地面土體產(chǎn)生較大的擾動。為此，矩形頂管機專門安裝了一套仿形刀裝置，對矩形頂管機的四個死角內(nèi)土體進行仿形切削，以配合大刀盤充分切削正面土體。嚴格控制頂進技術(shù)參數(shù)頂進速度不宜過快，一般控制在050mm/min左右，盡量做到均衡施工，避免在途中有較長時間的耽擱。嚴格控制頂管的出土量，防止超、欠挖。嚴格控制頂管頂進的糾偏量，盡量減小對正面土體的擾動。保證持續(xù)、均勻壓漿，使出現(xiàn)的建筑空隙能被迅速得到填充，保33、證管道上部土體的穩(wěn)定。盡量避免頂管背土由于矩形頂管頂部是一個3.8m寬的面，在頂進時猶如一條慢速運行的傳送帶，這就極易發(fā)生管節(jié)頂部背土現(xiàn)象，造成已成管節(jié)段由于土體的不斷損失而出現(xiàn)持續(xù)的地面沉降。為消除此工程難點，一方面通過壓注觸變泥漿盡量避免背土現(xiàn)象發(fā)生，另一方面在頂進過程中專門對出洞段管節(jié)上部進行注漿，隨時填堵由于管節(jié)背土而出現(xiàn)的建筑空隙，保證管線安全。信息化施工，調(diào)整各施工參數(shù)沉降監(jiān)測是指導工程施工的眼睛，了解各類管線動態(tài)情況的科學依據(jù)，是判斷頂進技術(shù)措施合理與否的標準。頂進前，在頂進軸線全線及幾個重要橫斷面上進行布點，頂進后實行24h連續(xù)監(jiān)測，及時把監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋到施工人員，以準確、及時地34、了解各類管線的沉降情況，并在頂進施工中及時根據(jù)反饋數(shù)據(jù)調(diào)整各類施工參數(shù)。3、主頂進主頂進裝置包括頂進油缸、頂進機架、前后底座。油缸最大頂力：9806=5880kN油缸行程：800mm頂進速度：019mm/min頂進機架：6.2m0.7m2.6m后靠由3根縱梁和8塊船形板組成，作業(yè)平臺長8.2m，寬3.5m，為可拆式鋼結(jié)構(gòu)，用于安裝頂管機頭和吊裝聯(lián)絡通道的鋼管節(jié)。4、頂進設備的安裝頂進基座、機頭、主頂進裝置全部安裝在下行線區(qū)間隧道內(nèi)，用5t手拉葫蘆吊運構(gòu)件，安裝順序如下：確定頂進的軸線坡度為，出洞口中心標高，洞口中心標高，測定水平偏斜；搭建頂進平臺；安裝頂進機架(包括6只油缸及頂進動力系統(tǒng))；側(cè)35、向?qū)蜃?、頂進座、矩形頂管機安裝、就位。區(qū)間隧道抗變形鋼框架(離聯(lián)絡通道前后各4m分設兩榀八角形鋼框架，限制襯砌環(huán)變形)安裝。測點(襯砌應力、圓環(huán)變形、隧道外圍水壓力監(jiān)測)埋設。安裝止水框架，使止水框架的導向與頂進軸線的方向保持一致。（八）、頂管施工管理由于頂管有較高的技術(shù)難度和許多不可預見的不利因素，因此加強施工管理是確保頂管獲得成功的重要環(huán)節(jié)。1、管節(jié)的吊裝、對接、就位時應確保連接質(zhì)量，嚴禁使用不合格的管節(jié)。2、 頂進施工中應隨時觀察頂進軸線和設計軸線的偏差，做到勤測勤糾，并隨著頂進距離的增長做好管內(nèi)測站的測量，在工具管出洞后20米更應注意軸線的精度。3、 土壓力的設定和排土量及頂進速度的36、控制，是頂管成功的關鍵。土壓力的設定應根據(jù)施工地質(zhì)狀況、地下水位高低、管道埋深等因素初步設定，并根據(jù)施工實際情況和地表沉降的實測結(jié)果隨時進行調(diào)整。 4、采用膨潤土泥漿減摩時，對膨潤土的產(chǎn)地、質(zhì)量、泥漿配比要嚴格控制，泥漿的注入量、注漿壓力等技術(shù)參數(shù)，應根據(jù)施工地質(zhì)狀況的不同做相應變化。5、 頂進時盡量做到全斷面出土，嚴禁在擠壓狀態(tài)下頂進，防止管道周圍土體的反彈，破壞直線通道。6、做好頂進速度、頂力、土壓力、軸線偏差和沉降量變化等原始數(shù)據(jù)的記錄、收集、整理工作，供施工管理人員分析預測施工中可能發(fā)生的問題，及時采取相應的技術(shù)措施。7、根據(jù)我公司的施工經(jīng)驗：頂管施工的關鍵在于注漿減摩、軸線控制及中繼37、頂布置等技術(shù)措施。 （九）、頂管施工原則1、頂管工作坑布置原則：（1）可利用坑壁土體作后背；（2）便于排水、出土和運輸；（3）對地上與地下建筑物、構(gòu)筑物易于采取保護和安全施工的措施；（4）距電源和水源較近，交通方便；（5）單向頂進時宜設在下游一側(cè)。2、工作坑技術(shù)要求（1）后背墻宜采用方木、型鋼或鋼板等組裝，組裝后的后背墻應有足夠的強度和剛度；（2）后背土體壁面應與后背墻貼緊，有孔隙時應采用砂石料填塞密實；（4）頂管工作坑及裝配式后背墻的墻面應與管道軸線垂直（5）頂管完成后的工作坑應及時進行下步工序，經(jīng)檢驗后及時回填。3、設備安裝導軌應選用鋼質(zhì)材料制作，其安裝應符合下列規(guī)定：（1）兩導軌應順直、38、平行、等高，其縱坡應與管道設計坡度一致；（2）導軌安裝的允許偏差應為：軸線位置：3mm頂面高程：0+3mm兩軌內(nèi)距：2mm（3）安裝后的導軌應牢固，不得在使用中產(chǎn)生位移，并應經(jīng)常檢查校核。千斤頂?shù)陌惭b應符合下列規(guī)定：千斤頂宜固定在支架上，并與管道中心的垂線對稱，其合力的作用點應在管道中心的垂直線上；當千斤頂多于一臺時，宜取偶數(shù)，且其規(guī)格宜相同；當規(guī)格不同時，其行程應同步，并應將同規(guī)格的千斤頂對稱布置；千斤頂?shù)挠吐窇⒙?lián)，每臺千斤頂應有進油、退油的控制系統(tǒng)。分塊拼裝式頂鐵的質(zhì)量應符合下列規(guī)定：頂鐵宜采用鑄鋼整體澆鑄或采用型鋼連接成型；當采用連接成型時，焊縫不得高出表面，且不得脫焊；頂鐵的相鄰面應互相垂直；同種規(guī)格的頂鐵尺寸應相同；頂鐵上應有鎖定裝置。（十）、施工注意事項1、頂管施工中進洞工序是一項關鍵的工作，采取有效的措施保證出洞階段的安全與順利將直接關系到整個工程的成敗。2、注漿減摩技術(shù)是頂管施工中的一個重要環(huán)節(jié)，良好完整的泥漿套將大大減小頂進阻力，減少中繼間的使用數(shù)量，節(jié)約投資，簡化工序，大幅提高頂進速度。3、中繼間是實現(xiàn)長距離頂管施工最根本最直接的措施，但在頂管施工中，由于密封圈磨損，中繼間加工精度不足或本身設計存在缺陷等多種原因?qū)⒔o工程帶來許多問題。頂管施工中沉降要求：位置管道中心線管中心左右各5米管中心左右各10米沉降（mm）1050