浦星路矩形人行地道顶管施工方案文档格式.docx
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入口坡道段下根据地质变化采用深层搅拌桩抽条加固。
加固范围为底板以下3m,间距3m。
1.3.1钻孔桩围护施工根据我公司众多类似工程的施工经验,本工程钻孔灌注桩采用正循环
成孔,泥浆护壁,导管灌入法制桩。
钻机选用GPS-10型正循环钻机,施工中配合多台50t履带吊。
单根钻孔桩（约22.5m）施工时间拟为12小时，若钻孔桩为1天24小时不间断钻进,即每天可完成2根桩。
本工程计划共安排2台钻机进行本工程所有钻孔灌注桩的施工。
计划钻孔桩施工2个月完成。
结合图纸及现场实际情况,采用2台钻机及2台水泥土搅拌桩机施工围护桩。
钻孔灌注桩具体施工流程如下：
施工准备t测量放线t桩位复核t护筒埋设t钻机就位t钻进成孔-一次清孔-吊放钢筋笼-导管安装-二次清孔-沉渣测量-灌注水下混凝土。
1.3.2止水帷幕及坑底加固
工作井、风井及出入口皆采用双排①700深层搅拌桩防渗帷幕，桩长19m。
出入口坡道段下根据地质变化采用深层搅拌桩抽条加固。
加固范围为底版以下3m,间距3m。
搅拌桩具体施工流程如下：
定位-预搅下沉水泥浆配制并倒入集料斗-提升喷浆搅拌-重复搅拌下沉f注浆提升f再次搅拌下沉f注浆提升f移位。
1.3.3挖土及支撑施工
工作井开挖深度约10m,共设置3道支撑。
其中始发井角撑为砼支撑，
水平支撑为钢支撑。
接收井均为钢支撑。
采用明挖顺作法施工。
围檩采用双拼HM-600x300X12X17型钢。
桩顶设钢筋砼圈梁，第一道支撑一般支在砼顶圈梁上。
土方开挖也相应在每个工区中先分层再分段进行，并限时完成每段的开挖和支撑。
第一层土施工配备2台1m3挖机，土方车外运；
二层以下配备1台长臂挖机挖土，1台0.25m3小挖机在基坑下短驳配合，土方车外运。
支撑采用25t履带吊安装。
1.3.4基坑降水施工
工作井基坑挖深约为10米，基坑呈狭方形。
在基坑开挖20天前必须进行井点降水，根据设计要求，地下水位应降至坑底以下1.5m。
开挖至坑
底后，施工底板时，井点管位置设置底板泄水孔，然后拆除井管。
当基坑开挖至标高后，应设置排水沟及集水井及时将地表水排出，保持基坑的干燥。
工作井采用深井降水，拟在始发井和接收井个布置一套深井。
1.3.5工作井结构施工
工作井围护结构、支撑施工完成之后，开始进行工作井的底板、侧板及顶板施工。
土方挖至坑底设计标高后浇筑素砼垫层，素砼垫层达到强度后，进行
底板结构的放样测量，然后绑扎底板钢筋。
结构底板需要在设计要求时间内完成砼浇注，以减少基坑暴露时间。
在底板砼达到强度后，施工侧墙及顶板。
采用搭设脚手架立模施工。
支撑采用满堂脚手杆支撑，当下层顶板施工完成后进行上层顶板施工时，为了保证上层顶板的施工安全，其下层顶板支撑不拆除。
1.4顶管施工
1.4.1机型的选择
本工程下穿浦星路矩形顶管截面与我集团06年完成施工的浦电路站
顶管通道工程截面相同，我们将选用本集团自有的并具有知识产权的TH625PMX-1型矩形隧道掘进机进行施工。
该机各项技术参数完全能够满足本工程的施工要求。
布置150T履带吊在始发井侧区域，负责管节的吊运、井内吊装工作，部分设备的安装、材料的就位等。
见矩形顶管照片。
1.4.2选用机型的主要特点及技术参数
（1）机型特点：
1）本矩形土压平衡式顶管掘进机按上海及江浙周边地区的不同地质条件设计。
2）该掘进机切口环部位，具有独立模块单元和分解功能。
3）该掘进机正常施工时能将地面沉
降控制在+1cm~-3cm之间。
4）该掘进机正常施工时平均速度可
为3米/天。
5）该掘进机正常施工时，具备防止
产生背土的功能。
6）该掘进机正常施工时，具备防止
掘进机侧向滚动的功能。
7）该掘进机施工时采用泵送渣土的施工方法。
（2）机型主要技术参数：
1）顶管机尺寸：
6200mm（宽）x4200mm（高）x5200mm（长）
2）该顶管机总推力3200T。
3）刀盘转矩：
224KN.mx6（max）、刀盘转速：
2.4r.p.m（max）
4）螺旋输送机（©
508X2986X2）转矩：
21.1KN.m（max），螺旋输送机转速：
16.5r.p.m（max）螺旋输送机排土量69.7m3/h（max）
5）铰接油缸：
150tfX16P=31.5MpaL=250mm，螺旋机油缸：
6.2tfX4P=31.5MpaL=375mm
6）平衡器油缸：
16.5tfX8P=21MpaL=240mm
7）刀盘驱动减速器：
29.3KN.m18.5KW
8）螺旋机油马达：
转矩2.3KN.m转速75.7r.p.mP=26Mpa
143顶管施工流程
1.4.4顶进设备配置
1、顶管机头根据本工程特点及我司以往类似工程的经验，由于工况条件复杂，特别是需穿越浦星路主干道及众多地下管线，对地面沉降控制要求较高。
本工程机头采用我司自行研究设计的切削式刀盘（6个），通过6组驱动马达驱动刀盘进行切削，并配备两个螺旋出土机进行取土，通过控制顶进速度及取土量来平衡正面土压，减少对地面的影响。
6个刀盘可设定成同一方向旋转，也可单独设置转向，刀盘的转速分为3档，在加固区域内刀盘转速设置为高速，在软弱土质中设置为低速，正常掘进时设置为中速。
2、推进系统及推力计算
工作井内主顶装置采用主千斤顶16只，行程2500mm,顶力2000KN/只，后座总顶力可达32000KN，16只千斤顶有独立的油路控制系统，分成4组,可根据施工需要通过调整主顶装置的合力中心来进行辅助纠偏。
本顶管机还配备了16只铰接油缸，行程250mm,顶力1500KN/只，工作油压31.5Mpa，具有纠偏及中续间双用功能。
铰接油缸的最大纠偏角度为0.50。
本顶管推进顶力计算：
根据日本下水道协会的经验公式：
P=SXqr+（RXF+Wxf）xL
式中P——顶力（t）
S――刃刀的外周长（m）
qr顶进端的阻力（t/m）
R――土和管的摩擦力（t/m2）
F管的外周长（m）
W管的单位重量（t/m）
f——管自重的摩擦系数
L顶进长度（m）
其中部分计算参数如下表
土质
qr（t/m）
R（t/m2）
f
软弱土
3〜10
0.4〜1.0
0.2
普通十
5〜15
0.8〜1.4
0.3
硬质土
10〜30
1.2〜2.5
0.4
S=（4.2+6.2）x2=20.8m
F=（4.17+6.17）X2=20.68m
W=35.7t
L=77.2m
P=20.8X（3〜10）+{（0.4〜1.0）X20.68+35.7X0.2}X77.2
=1252t〜2355t
施工中，考虑一些外加的不利因素，实际顶进的最大推力在2500T
以下。
3、触变泥浆减阻
顶进施工中，运用触变泥浆是为了减少掘进机、管节与土壤的磨阻力，使机体外壳及管节外壳形成完整的减摩浆液薄膜，有效的减少顶进阻力，确保施工正常进行。
为了达到理想减磨注浆效果，掘进机头部配置18个注浆口，管节处
配置相应的10个补浆孔进行补浆减阻（考虑施工中设备及人员的操作方便，原管节中间底部的一个补浆孔取消）。
顶进时压浆孔要及时有效的跟踪压浆，补压浆的次数和压浆量应根据施工时的具体情况来确定。
注浆系统组成：
浆液搅拌机---＞注浆泵---＞压力表---＞机头注浆接口---＞管节注浆接口
触变泥浆由膨润土、水和掺合剂按一定比例混合而成，触变泥浆的拌制要严格按照操作规程进行，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结既要有一定的粘度，也要有良好的流动性。
压浆是通过注浆泵将泥浆压至机体及管壁外。
施工中，在压浆口装有压力表，便于观察、控制和调节压浆的压力，目标控制值为0.5Mpa。
触变泥浆的用量主要取决于管道周围空隙的大小及周围土质的特性，由于泥浆的流失及地下水等作用，泥浆的实际用量要比理论大得多。
实际压浆量一般为可达理论值的2-3倍，但在施工中还要根据土质的情况、顶进状况、地面沉降的要求等作适当调整。
理论间隙每环：
（4.2+6.2）x2X0.015X1.5=0.468m3环
泥浆配比：
每立方
膨润土二
水
纯碱
CMC
400KG
850KG
6KG
2.5KG
触变泥浆指标:
项次
项目
性能指标
检验方法
1
比重
1.1-1.15g/cm3
泥浆比重剂
2
粘度
1-2s
500ml漏斗法
3
PH值
7
PH剂
4
失水率
<
25cm3/30mim
失水仪
5
稳定性
稳定性筒
4、测量系统
（1）施工测量流程:
（2）控制测量
1）平面控制测量
A、空导点和洞门复测
先对业主提供的空导点进行复测并上报监理,然后对出洞口和进洞口进行复测.
B、发射架定位
因设计线路较短且为直线,所以我们把两洞门中心连线作为矩形顶管掘进的轴线.放出该轴线后通过全站仪投到井下作为发射架的定位的中心轴线.
C、施工导线点的控制
根据复测后的空导点施工现场布设控制网,然后利用全站仪传递到施工导线点（吊篮点）,所有导线按一级导线的要求进行测量并不断对控制点进行检查。
2）高程控制测量
根据业主提供的高程控制点实测两洞门的实际高程,并在出洞口的井上和井下各布置两个高程控制点,并定期对其进行复测.
（3）矩形顶管测量系统的安装及姿态测量
1）矩形顶管标尺的安装对非自动测量顶管机来说，顶管机出洞前标尺的安装是关键的一步，标尺安装的精度直接影响到我们测量顶管机姿态的精度。
我们通常是安装两把横尺，即前、后横尺各一把.测量横尺中心来控制顶管机的平面,测量横尺的下边来控制顶管机的高程。
安装步骤如下：
首先选好位置，保证与吊篮通视，尽量拉长前、后尺的水平距离。
安装前要测出顶管机出洞前的坡度和旋转角。
找出顶管机的机械中心，使尺的中心与机械中心重合。
横尺安装时要考虑顶管机旋转角的影响.（旋转角通过安装U型管来测量）
对前、后尺进行安装固定，确保在顶管机在推进过程中尺的稳定。
标尺安装到位后，要仔细测量顶管机的有关数据及参数，如：
顶管机的长度、宽度、高度及顶管机的前尺到切口的距离、后尺到顶管机尾的距离、前、后尺的水平距离、横尺下边到顶管机中心的垂直距离，以及每推进一环后拼装环的大里程到顶管机尾部的距离。
为简化计算，根据这些常数我们编写了电算化程序来测量顶管机的姿态。
另外，在顶管机出洞前，我们要对顶管姿态进行人、机对算，以保证电算化程序计算顶管机姿态的准确性。
2）矩形顶管机姿态测量顶管机姿态测量是实时测量顶管机的现有状态，及时指导顶管机纠偏。
顶管姿态测量是利用J2经纬仪测量前、后横尺偏差来反算盾首、盾尾的偏差，即实测角度与理论设计角度相比较，再根据公式推算至盾首、盾尾。
为避免复杂计算，进行程序化。
这样计算出的顶管姿态才能较准确地反映当时的顶管机的状况。
（4）管节状态测量管节状态测量包括管节的平面偏差和高程偏差测量以及管节的法面测量。
管节的平面偏差测量即是测量当班施工管节的左右偏差。
我们先找出每环管节的平面中心点，把经纬仪对准后视水平度盘置零，然后瞄准管节的平面中心点实测出角度,知道实测角度与事先计算好的理论角度的差值以及该点到测站的水平距离即可计算出该环的左右偏差。
上下偏差测量的方法是：
放一水准尺于所测环的大里程的底部，根据通道内的高程控制点测出该环大里程的高程，通过与设计高程比较得出该环管节的上下偏差。
通过测量此偏差，可以反映出管节的错缝情况、管节在顶管机内和出顶管机尾后的变化情况以及管节最近两天的偏差变化情况。
以便于及时调整注浆、推进速度等施工参数。
对于矩形顶管机机来说，顶管机内径与管节外径间有30mm的间隙。
法面测量不准或测量不及时，会出现管节安装困难、管节破碎、管节错缝的现象。
因此管节的法面测量也非常重要。
管节的上下法面（俯仰度）相对好测一些，可利用吊线锤的方法来解决；
左右法面的测量可用反射片测出该环管节左右两边对称点坐标并计算出其实际方位角，与理论方位角比较，计算出左右法面的偏差。
1.4.5顶管施工工艺
1、管节生产
本工程需要生产52节管节（其中1.5m标准管节48节，1.3m非标准管节4节），采取本集团下属构件公司预制。
预制管节全部采用钢模（底模、外模、内模），为便于混凝土浇灌、成型，保证混凝土密实及外观质量，预制时采用立式支模、插入式振捣工艺。
管节生产过程中，严把质量关，控制好尺寸、关键部位、预埋件等的制作工艺，保证钢筋的绑扎质量，混凝土浇捣密实，表面无蜂窝，外观整洁，平面误差控制在规范允许范围内。
管节混凝土经养护并满足设计起吊强度后，起吊并翻转堆放。
管节在预制工厂由龙门吊吊上车，经平板车运输，进入现场后由150吨履带吊卸车就位。
2、洞口止水装置为防止顶管机进出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井与接收预留洞上安装洞口止水装置。
该装置安装在洞口设计预留法兰上，由橡胶止水圈与插板组成，需与设计管位
保持同心，误差小于2mm
进洞口区域有3米的搅拌桩坑底加固加固区，强度要求qu>
1.2Mpa
在进洞环端面预埋钢板，顶管进洞后，将进洞环管节与洞门之间的间隙及时封堵，并填充一定量的浆液，以弥补洞口进洞阶段的水土流失，控制洞口上方的沉降。
3、顶管出洞段施工顶管出洞的施工步骤：
设备下井安装、设备调试、凿除洞门、安装止
水装置、顶进机头至洞圈内、切削加固土、机头切削进原状土、提高正面土压力至理论计算值、正常顶进。
由于正面为全断面的水泥土，为保护刀盘和防形刀，顶进速度应尽量放慢，使刀盘和纺形刀能对水泥土进行彻底的切削；
另外由于土体过硬，螺旋机出土可能有一定困难，必要时可加入适量清水来软化和润滑土体。
在水泥土被基本排出，螺旋机内出来全断面原状土后，为控制好地面沉降、顶进轴线，防止顶管机突然“磕头”，宜适当提高顶进速度，把正面土压力建立到稍大于理论计算值，以减小对正面土体的扰动及出现的地面沉降。
初始掘进时出土采用排土泵，将土直接排至地面的土坑内，为了保证排土管的畅通，排土前进行必要的润滑措施。
顶管机彻底进入洞门后，需检查洞口止水装置是否有损坏，如有损坏应立即整修，确保泥水、浆液的不外漏。
首节管节下井后，按照推进实际轴线及顶管机的相对位置，拼装管节为了保证管节与顶管机的相对位置，首届管节内壁埋设钢板，与顶管机主体相连。
4、顶管正常段施工
（1）顶进速度
初始阶段不宜过快，一般控制在10mm/min左右，正常施工阶段可控制在20~30mm/min左右。
（2）出土量
严格控制出土量，防止超挖或欠挖，正常情况下出土量控制在理论出土量的98%~100%,—节管节的理论出土量为39m3。
出土采用排土泵直接排至地面的集土坑内。
顶管工程中，管内的出泥量要与顶进的取泥量相一致，出泥量大于顶进取泥量，地面会沉降，出泥量小于顶进取泥量，地面会隆起.这都会造成管道周围的土体扰动，只有控制出泥量与顶进取泥量相一致，才不会影响管道周围的土体，从而才能维护地面不受影响，而要作到出泥量与取泥量一致的关键是严格控制土体切削掌握的尺度，防止超量出泥.
（3）管节减摩
为减少土体与管壁间的摩阻力，提高工程质量和施工进度，在顶管顶进的同时，向管道外壁压注一定量的润滑泥浆，变固固摩擦为固液摩擦，以达到减小总顶力的效果。
加强润滑泥浆的压注管理，一方面要保证一定的压注量，另一方面还应保证所注泥浆要有质的要求。
为保证压浆效果，现制订以下几点技术措施：
1）对泥浆原材料进行验收，保证其质量；
制定合理的泥浆配比，保证润滑泥浆的稳定；
经常对拌好的泥浆进行测试，确保润滑泥浆的质量。
2）制定合理的压浆工艺，严格按压浆操作规程进行。
为使顶进时形成的建筑间隙及时用润滑泥浆所填补，形成泥浆套，达到减少摩阻力及地面沉降。
压浆时必须坚持“随顶随压、逐孔压浆、全线补浆、浆量均匀”的原则，注浆压力控制在0.5kg/cm2左右。
3）加强压浆管理，保证压浆工作的正确落实。
（4）管节安装
每节管节安装前，需先粘贴止水圈及木衬垫，管节与管节的接口部分按设计要求进行嵌填，同时，尽量保证管节与机体处于同心同轴状态。
管节相连后，应在同一轴线，不应有夹角、偏转，受力面应均匀。
（5）姿态测量
推进过程中，时刻注意机体姿态的变化，及时纠偏，纠偏过程中不能大起大落，尽量避免猛纠造成相临两段形成很大的夹角，避免顶管机走“蛇”形。
管节安装完毕后，也应该测出相对位置、高程，并作好记录。
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1.4.6顶管进洞段顶进施工
（1）接收井准备
进洞前，先对洞门位置进行测量确认，根据实际标高安装顶管机接收基座（接收架），并安排洞门凿除工作，配备封洞门钢板、补充注浆等材料。
（2）顶管机位置姿态的复核测量当顶管机头逐渐靠近接收井时，应适当加强测量的频率和精度，减小轴线偏差，以确保顶管能正确进洞。
顶管贯通前的测量是复核顶管所处的方位、确认顶管状态、评估顶管进洞时的姿态和拟订顶管进洞的施工轴线及施工方案等的重要依据，能保证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，准确无误地座落到接收井的基座上。
（3）各施工参数的调整
在顶管机距接收井6m后，开始停止第一节管节的压浆，并在以后顶进中压浆位置逐渐后移，保证顶管在进洞前有6m左右的完好土塞，避免在进洞过程中减摩泥浆的大量流失而造成管节周边摩阻力骤然上升，以致出现工程难点。
在顶管机切口进入接收井加固区后应适当减慢顶进速度，加大出土量，逐渐减小顶进时机头正面土压力，以保证顶管机设备完好和洞口处结构稳定。
（4）顶管进洞
当顶管机刀盘切口距接收井井壁20cm左右时，顶管停止顶进，顶管应迅速、连续顶进管节，尽快缩短顶管机进洞时间。
出洞后，马上用钢板将管节与洞圈焊成一个整体，并用水硬性浆液填充管节和洞圈的间隙，减少水土流失。
1.4.7顶管施工主要控制措施
1、初始顶进管节防止后退措施由于在初始顶进阶段正面水土压力远大于管周围的摩擦阻力，拼装管节时主推千斤顶在缩回前，必须对以顶进的部分与井壁进行固定，否则管节后退会导致洞口止水装置受损，利用管节的外侧吊装孔，在主推千斤顶退回前将管节与井壁预埋钢板相连，直至管外壁摩阻力大于掘进机正面土压力为止。
2、顶管轨迹控制措施
本通道顶进线路为2%横坡，顶管机、后顶设备及反力系统都按设计坡度安置。
初期顶进时顶管机应均匀出土，控制好初始偏差，并及时调整后座千斤顶合力中心来控制初始偏差，确保机头初始状态稳定和轴线顺直。
由于推进距离短，需尽早调整好参数，结合地面沉降数据，调整出土速度，控制好正面土压，确保地面沉降量控制在+10mm~-30mm之间。
推进时姿态需时时跟踪，一旦发现轨迹的偏依，立即采取措施，通过调整千斤顶合力中心、铰接油缸伸长量等手段，保证推进线路的偏差在允许的范围内。
本顶管机两侧各有2个平衡翼，可伸缩（行程450mm）,可转动（±
200）。
当顶管机出现一定的侧转时，可伸出平衡翼并转动一定的角度,以纠正侧转。
铰接油缸除了可进行顶进轨迹纠偏外,还具备了中续环的作用。
3、顶管接口质量控制措施
接口是顶管工程的关键部位,保证做好接口部分是顶管成败的关键,因此对组成接口的每一部分都必须严格遵守有关规程的要求逐一分别严格制作。
管节止水圈材质为氯丁橡胶与水膨胀橡胶复合体,用粘结剂粘贴于管节基面上，粘贴前必须进行基面处理，清理基面的杂质，保证粘贴的效果。
管节下井拼装时，在止水圈斜面上和钢套环斜口上均匀涂刷一层硅油，接口插入后，用探棒插入钢套环空隙中，沿周边检查止水圈定位是否准确，发现有翻转、位移等现象，应拔出重新粘接和插入。
施工时如若发现止水条有质量问题，立即上报技术部门，整改后方可继续使用。
管节与管节之间采用中等硬度的木制材料作为衬垫，以缓冲混凝土之间的应力，板接口处以企口方式相接，板厚为18mm~20mm。
粘贴前注意清理管节的基面，管节下井或拼装时发现有脱落的立即进行返工，确保整个环面衬垫的平整性、完好性。
管节与钢套环间形成的嵌缝槽采用聚氨脂密封胶嵌注；
在钢套环上的两圆筋之间嵌入挤出型SM胶（单组份水膨胀密封胶），从而构成一封闭环；
这部分工作在管节厂预先完成。
顶进结束后，管节下部的嵌缝槽采用聚硫密封胶嵌填。
4、顶管允许最
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