电缆隧道顶管法施工技术总结Word格式.docx
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2要紧施工风险
（1）富水砂层中顶管施工，保压不行，对周边建筑及管线阻碍大
本工程周边老旧建筑紧邻隧道，且隧道上方有一根DN800的雨水管，在富水砂层中，采用土压平稳式顶管施工，保压不行，极易显现喷涌，地面塌陷给周边建筑及地下管线带来专门大平安隐患。
（2）直径大，距离长，砂层中顶推失败风险大
本工程顶管外径3.8米，隧道长度达到371米，穿越地层要紧为粗砂层，局部为粗砂混砾石地层，该类地层顶推动程中摩阻力大，形成完整的泥浆套是本工程顶管成败的关键，因此顶管不成功的风险专门大。
3施工厂地平面布置
场地施工围挡长76米，宽13.85米，施工占地面积为1066平米，要紧布设有管节存放区，膨润土堆放区及制浆、拌浆、存浆区，泥水分离及渣场，渣土外运装车区，顶铁寄存区、操作室、液压泵站等，具体布置形式见图3-1所示。
图3-14#顶管始发井施工厂地布置图
4要紧施工工艺及方式
4.1顶管施工工艺流程
图4-1顶管施工工艺流程图
4.2要紧施工工艺及施工方式
4.2.1工作井要紧施工工艺
4.2.1.1钻孔灌注桩
钻孔桩做为工作井基坑支护的要紧受力结构，采纳反循环钻机隔“两孔”成孔，泥浆护壁；
钢筋笼分成两节采纳25t汽车吊起吊在孔口对接。
导管为圆形螺旋快速接头型式，下放导管后进行水下混凝土灌注。
图4-2成孔顺序示用意
图4-3反循环钻机成孔作业
4.2.1.2水泥搅拌桩
工作井基坑的止水帷幕为三轴搅拌桩，采纳SJB160三轴搅拌桩机进行施工；
三轴搅拌桩采取边喷边下钻的方式，提钻时采取静搅的方式；
作为止水帷幕的三轴搅拌桩，需要套打，富水砂层采取复搅的方式增强止水成效。
图4-4三轴搅拌止水帷幕施工
4.2.1.3双液注浆止水桩
（1）引孔时钻杆内管注入B液，外管注入C液，注入体积比为1：
1（B液和C液水玻璃和浓硫酸的质量缘故需在地面进行精准配置，配置要求为1：
1的B液C液混合后能速凝为胶状体）。
（2）钻进至设计深度后开始进行注浆施工。
图4-5双液注浆止水施工
4.2.1.4坑外降水施工
（1）工作井降水井散布：
坑内1口疏干井，井管采纳Φ400mm钢管，坑外6口降水井，采纳Φ400mm的PVC波纹管；
（2）降水井深度:
钻进成孔至基岩面。
（3）分节下管并回填卵石滤料。
图4-6坑外降水井施工
4.2.1.5工作井结构满堂红脚手支架施工
（1）支架体系
主体结构侧墙、顶板支模体系采纳Φ48满堂钢管架+顶托+双排钢管+方木+木模板，主体结构支模体系均采纳胶合木模板钢管脚手架体系。
工作井侧墙浇筑采纳Φ48满堂钢管架按纵、横间距700mm、层间距为750mm布置，侧墙水平背Ф48mm,t=3.5mm双排钢管，按层间距750mm布置，竖向背100mm*100mm方木，按水平间距@=150mm布置，木模板采纳1830*915*18mm胶合木模板。
本工程工作井顶板浇筑采纳Φ48满堂钢管架按纵、横间距700mm、层间距1200mm布置，主楞采纳Ф48mm,t=3.5mm双排钢管，按纵、横间距700mm布置，次楞采纳100mm*100mm方木，按水平间距@=150mm布置，木模板采纳1830*915*18mm胶合木模板。
（2）施工顺序
整体施工顺序：
结构底板→第一层侧墙→第二层侧墙→顶管施工→结构顶板。
（3）竖向分层、水平一体浇筑
从下往上分四次支模及浇筑混凝土，水平一体浇筑。
详见图4-7～9。
图4-7工作井结构支模平面设计图
图4-8工作井侧墙支模剖面图
图4-9工作井结构顶板支模设计图
4.2.2顶管要紧施工工艺
4.2.2.1始发基座安装及顶管机吊装
顶管机主机尺寸较大，整机重量达到60t。
顶管机主性能够整机直接吊装，不需翻身，主机顶部有四个吊装吊耳，出厂已加工好，质量符合标准要求。
通过施工工艺、工序、经济分析等。
本工程采纳220t汽车吊进行顶管机下井作业。
图4-10顶管整机吊装情形
4.2.2.2后背墙及油缸支架安装
（1）后靠背设计情形
后靠背分成两块，单块后靠背尺寸为2440mm宽×
5300mm高×
300mm厚；
后靠背要紧由加劲板和周围面板满焊而成，后靠背全数采纳20mm钢板满焊。
加劲钢板纵、横向间距均为200mm。
具体结构尺寸见图4-11所示。
图4-11单块后靠背结构尺寸设计图
（2）要紧技术参数
1）钢制后靠背技术参数
①焊接材料采纳Q345B型钢；
②内置加劲板采纳20mm钢板，纵、横加劲板中心间距均为200mm；
③包裹钢板采纳20mm钢板；
④连接处全数进行满焊。
2）后靠背与结构侧墙和预留钢环位置关系
图4-12后靠背与千斤顶及顶管预留洞门位置关系立面图
图4-13后靠背与千斤顶及顶管预留洞门位置关系纵剖面图
3）千斤顶技术参数
①单台千斤顶为200t，共计10台200t千斤顶；
②油缸外径为Φ345mm；
③施工最大顶推力为1080t；
单台千斤顶最大顶推力为108t。
（3）后背墙及油缸支架（含油缸）安装
后背墙及油缸支架均采纳QYU80t履带吊安装就位，安装进程中，由测量人员精准定位、调平；
顶进油缸轴线与隧道轴线必需高度一致，后期顶进时，对管节、基座受力状态和顶推力大小阻碍专门大。
图4-14油缸支架安装前情形图4-15油缸支架安装后情形
后背墙需要先行安装，为顶管推动提供反力，采纳2台200t油缸将顶管机推入洞门，给油缸支架安装提供空间，见以下图所示。
图4-16油缸支架安装前井内情形
4.2.2.3洞门双帘幕橡胶安装
洞口止水环安装在工作井预留洞口，具有避免地下水、泥砂和触变泥浆从管节与止水环之间的间隙流到工作井。
本工程采纳双帘幕橡胶止水圈+压环。
图4-17洞门双帘幕橡胶止浆成效图4-18洞门双帘幕橡胶设计
4.2.2.4洞门破除施工
土体加固采纳三轴搅拌施工，加固取芯成效较好，取芯孔位无地下水，洞门桩体由上而下破除，
图4-19取芯成效图4-20洞门破除情况
4.2.2.5管节预制及运输
管节预制采纳委外的方式，在预制厂内，管节钢筋笼采纳滚焊机进行加工，采纳整体钢模现浇混凝土施工，人工插入式振捣，蒸汽养护。
夜间采纳平板托车运输管节，每3节管装一车，管节平放于拖车上，保证管节的运输平安。
4.2.2.6管节翻身、下井
为了运输和堆放方便，管节在下井前竖向堆放在场地上，在下井前，需提早在地面翻身90度，将管节平放在地面，然后再进行下井作业。
吊车平稳将管节从车箱吊到地面后，需采纳抬吊方式在地面进行管节翻身吊装。
管节翻身时，QYU80t履带吊的主吊钩将管节平稳吊起，管节吊至1～2m高时，副钩吊住管节下部插口处，并慢慢起钩，同时主钩慢慢下钩，直至管节旋转90度，横向摆放在地面上，管节下井时，钢丝绳横穿管节内部，在承口部位安装爱惜装置，避免钢丝绳被损坏，采纳QYU80t履带吊下井作业，并保证插口方向为顶管顶进方向。
具体吊装见以下图和表4-1：
表4-1管节翻身
工序
步骤
施工顺序
说明
1
管节吊装
1需在地面提前进行翻身；
2下井时注意管方向。
图4-21管节翻身
图2-22管节下井
4.2.2.7顶管顶进
（1）激光导向系统
①测量系统的要紧设备：
苏光LT402L激光经纬仪（500m）、测量靶和监示器组成。
②测量系统的作用：
监示顶管施工进程中顶管机头推动的轴线误差。
图4-23机头测量靶图4-24操作及显示平台
（2）测量方式
1）在工作井内管道顶进轴线方向上架设一台苏光LT402L，长距离500m激光经纬仪，并要求底座平台（长1m、宽1m、高0.8m）只能与工作井结构底板单独连接，仪器高度要与顶管机内测量光靶的零位一致。
仪器支架也可用直径180～220mm钢管（钢管中线与隧道中线一致）。
除此之外不能与其它任何设备有接触，以避免其它设备的震动或移动致使底座平台的震动，如此会间接致使激光经纬仪的不稳固从而致使测量数据的不准确。
图4-25安装激光经纬仪图4-26激光经纬仪测量
2）激光经纬仪通过人工的测量和计算发出一束与管道设计轴线和管道坡度一致的激光直接打到顶管机内测量光靶上，后视点用50*50mm反射片贴在侧墙上（反射片零位与隧道中心一致）。
由于机头和管节在顶进时都在不断的向前移动，这束激光在机头和管节移动的同时是稳稳的跟踪测量光靶，在顶推动程中，能够在测量光靶上直观的看出机头的前进方向是不是依照管道设计轴线和坡度顶进，假设发觉有误差，顶管司机能够及时依据测量光靶上的误差数据来进行反向纠偏。
（3）顶管机纠偏
①要紧设备：
纠偏千斤顶、油泵站、位移传感器和倾斜仪组成。
②作用：
操纵顶管施工中的顶管机头推动的方向。
图4-27纠偏千斤顶图4-28纠偏液压泵
（4）土压掘进泥水出渣
顶管为土压平稳方式掘进，渣土通过螺旋输送机闸门进入搅拌箱后，再通过泥浆泵和管道泵送到地表分离系统，泥渣通过分离后，一部份泥浆由进浆管用于泥水输送循环，另一部份泥浆通过离心机分离成渣土和清水。
图4-29地面离心机系统图4-30洞内土压泥水转换系统
（5）始发井顶管状态
图4-31始发井内顶管情形
4.2.2.8减阻施工
（1）管节打蜡减阻
为了减少顶管顶进管周边摩擦阻力，需要对管道通身打蜡来减少阻力，以增加顶进距离。
施工采纳管道通身打蜡，采纳颗粒状工业石蜡（建议采纳54号半精炼石蜡）对管道外侧通体打mm厚的石蜡操作。
（1）管节打蜡施工步骤
将石蜡倒入电热熔蜡锅→加热熔化并加热至沸腾→用毛刷在管节的表面→晾干→用煤气喷加热石蜡，使管节表面石蜡均匀滑腻→晾干→寄存→下井运输→管节安装。
图4-32喷灯烤蜡图4-33管节打蜡成形
（2）润滑减阻泥浆
1）同步注浆减阻
①要紧材料：
要紧材料见表4-2。
表4-2要紧材料数量表
序号
材料名称
规格型号
质量技术要求
单位
需用数量
备注
钠基膨润土
NV-1
t
240
2
聚丙烯酰胺
kg
500
3
高压注浆软管
Dg25
国标
条
520
4
三通
200
5
注浆球阀
个
3要紧机具：
要紧施工机具见表4-3。
表4-3要紧施工机具配置表
名称
型号
数量
（套/台）
泥浆泵
BW-250
拌浆机
膨化箱
2.0×
6×
存浆箱
4浆液配制
对顶管机头尾端的同步压浆材料要求粘滞度高失水量小稳固性好；
对补充管道外周泥浆损失的补浆材料要求粘滞度较小，流动性较大。
本工程顶管中触变泥浆采纳单液注浆，其施工现场配制的组成材料为膨润土、纯碱、CMC、水，配制比例见下表。
表4-4触变泥浆配合比
水
聚丙烯酰胺溶液溶
125
1000
1-3‰
100
备注：
序号一、2作为减摩触变泥浆用，1为机头同步注浆选用，2为补充注浆选用，泥浆搅拌后静置12h至24h后再利用。
图5-1拌浆桶5-2触变泥浆静置
5注浆管路布设形式
顶推动程中，需要常常进行压注触变泥浆工作，以减少顶进的阻力。
注浆孔的形状及布置：
在管节的前端布置一道触变泥浆注浆孔，数量为4个，注浆孔为Dg25钢管，呈90度布置，通过不断压浆，在管外壁形成一个泥浆套。
图4-34管节注浆孔布置图4-35注浆泥浆套示意
触变泥浆管设置在顶管机后面4节管每节管都设置触变泥浆管，在管节外壁形成完整的浆套。
后续管节每2节，即每距离1节管节设置一道，用来对浆套进行补浆。
图4-36机头后4节均设置注浆管图4-37后续每隔1节设置一环注浆管
⑤注浆施工
A注浆压力
同步注浆时要求在地层中的浆液压力大于该点的静止水土压力之和，尽可能做到填补而不宜劈裂地层。
注浆压力过大时，浆液扰动管节外壁地层，造成地表隆起并会显现浅埋段跑浆的情形；
而注浆压力过小时，浆液注入速度过慢，填充不充分从而破坏泥浆套的完整性，极易显现阻力增大和地表沉降过大。
依照计算和体会，本工程管节注浆孔口理论注浆压力取值为0.12～0.15MPa。
考虑在顶推动程中，注浆压力和注浆量可依照地面变形的监测数据做适当调整。
B注浆量
3；
3。
C注浆时刻及速度
同步注浆速度宜与顶进的速度相匹配，依照顶管机顶进速度，每循环的总注浆量宜匀速、均匀地注入。
注浆泵采纳BW-250型泥浆泵，最小流量为35L/min。
依照有关盾构隧道的施工体会，预测顶管机顶推速度为40mm/min左右，顶管机顶进一环需要约60分钟，按每节管壁后注入1200L泥浆计算，注浆泵需要持续注入34分钟，即按73mm/min的顶进速度进行同步注浆。
但实际注浆速度和掘进速度需要依照现场情形不断地进行调整确信。
图4-38BW-250型注浆泵
D注浆终止标准
采纳注浆压力和注浆量双控标准，即当注浆压力达到设定值，或注浆量达到计算量时，视为注浆知足要求，但在实际操作进程中宜以注浆量操纵为主。
E注浆成效检查
a注浆压力达到设计压力值后，停止注入；
b注浆压力未达到设计压力值，但注浆量达到设计注浆量；
c依照监测情形判定是不是需要继续注浆；
d可依照顶推力转变数据的统计结果，判定是不是补浆，对未知足要求的，应进行二次补强注浆。
2）二次注浆减阻
补浆的顺序必需维持由后向前。
在顶进一百米范围以后的补浆断面上可天天进行补浆一次。
具体方式：
通过洞内技术员开关阀门和注浆时刻来进行补浆。
图4-39洞内补充注浆减阻管路布置
4.2.2.9中继站施工
（1）中继站要紧设备及作用
由小千斤顶、液压泵站、外壳体组成。
中继站的作用将整段管道分段推动，减少主推顶力。
中继站由30台50t千斤顶组成，推力为1500t。
图4-40中继站
（2）中继站工作原理及布设距离
通过中继站的小千斤顶的伸出动作，推动外衣往前推出，外衣向前推动管节一段距离后（示图2），又通事后部主顶或下一个中继站推动管道运动，使小千斤顶缩答复位（示图3）。
不断往复运动推动管段，使整段管道向前推动。
见图1所示。
图4-41中继站工作原理
中继站安放时，第一个中继站应放置在比较前一些，当后座总推力达到中继站总推力的40～60％时，就应放置第一个中继间；
理论上总推力达到中继站的总推力的70～80％时安置一个中继站，当总推力达到主顶千斤顶的总推力的90％时，应启动中继站接力顶进。
实际施工过程中，6～7#区间第14节为钢制中继站，即机头后35m处，６～5#区间，长度371米，依照顶推力情形，仅在第5节放置了中继站，区间推力最大值在1000～1100t左右。
（3）洞内中继站处置
①拆除中继站内千斤顶；
②焊接单层φ8间距200×
200mm钢筋网片；
③喷射C30混领土。
（4）置换洞内中继站
1）置换中继站的预备工作
置换中继站是一项极具风险的施工作业，在进行置换中继站前必需做好相应的预备工作，为置换中继站作业有条不紊地进行制造必要的条件。
其要点如下：
1置换中继站前，应将接收井口垂直吊装通道范围内无障碍，确保作业场地可控。
②预备好80t汽车吊1台、气割设备、电焊设备、电镐、葫芦及千斤顶等拆除所用设备，并进行必要的检查与调试，确保设备工作正常，做到设备可控。
③预备好钢丝绳、卸扣等材料，确保其强度、拉力等知足拆除作业平安进行，并取得厂家的合格保证，做到材料可控。
6将管节每节的吊装孔中砂浆凿除，并将孔内砂浆块等清理干净。
⑤预备拥有完成置换中继站作业的组织与劳动力资源，该人力资源应具有置换中继站的相关体会，良好的平安意识及集体观念，确保人员可控。
2）置换中继站方式
①当顶管机完全顶出接收洞门时，安装作业人员将首节管与顶管机连接螺栓及时拆除，安排专业的吊装队伍将顶管机吊出接收井。
②顶管拆除完毕后，继续将管节往前顶进，直至第二节管节顶出1/3时，暂停顶进作业。
③在管节双侧对称焊接拉耳，将手拉葫芦一端固定在接收基座上，另一端固定在拉耳上，对称使劲拉手拉葫芦直至首节管与第二节管节完全分离。
能够利用吊机配合管节的分离操作。
见以下图。
图4-42分离管节示用意
④将钢丝绳穿入管节，用80t的汽车吊将管节吊出，发在提早预备的平板车上，并用手拉葫芦固定好。
运至6号始发工作井以备置换利用。
图4-43管节吊装示用意
⑤在6号工作井将拆出的管节适当的清洗，如楔形密封圈有破损的情形，及时安排作业人员进行改换工作。
⑥以此类推，进行2～5节管节的拆除工作。
4.2.2.10置换注浆
（1）置换注浆施工方案
①安装注浆：
注浆管安装见附图一注浆施工方式示用意连接管线；
②调试注浆设备：
压浆设备安装完毕后，由专人进行检查，然后作压水实验；
③浆液拌制：
浆液拌制采纳顶管机转场期间内，利用搅拌桶在地面人工进行拌制，边拌边用。
浆液为水泥净浆，水泥浆配比见表4-5。
表4-5水泥浆配比
水泥浆液配比（重量比，单位kg）
水泥
水灰比
1:
注明：
水泥浆配比可依照现场注浆情形做适当调整。
④浆液质量检查：
用婆美度度比重计检测浆液的质量，假设不知足要求那么从头调配。
⑤注浆：
采纳地面顶管泥浆注入系统进行管壁后置换注浆；
将注浆软管取下，注浆孔全数改换为对丝和注浆球阀，注浆前球阀全数打开，待置换为水泥净浆后关闭球阀，置换由低处向高处进行。
注浆方式见附图一所示。
⑥注浆成效检查：
a、注浆压力操纵：
一样情形下置换注浆压力操纵1bar；
假设置换注浆成效不好，可适当增加注浆压力。
b、注浆数量3/延米或观看到管节预留孔排出的由泥浆大体上全数为水泥浆时，即可关闭注浆孔球阀，并继续下一管段置换。
图4-44置换注浆施工纵断面示意图
5机械设备配套与治理
5.1机械设备配备
顶管施工所需设备见表5-1所示。
表5-1顶管施工设备配置一览表
拟投入数量
使用部位
土压平衡式顶管机
DN3200（180KW）
台
砼管顶进
中铁装备造
汽车吊
260t
顶管机吊装
履带吊
QUY80
管材吊装
主顶液压站
扬州广鑫（22KW）
主顶系统
主顶千斤顶
200t
10
单行程
分离器
ZX-250
渣土系统
离心机
泥浆系统
泥水搅拌箱
7.5KW
土压转泥水用
注浆泵
注触变泥浆用
钢基座
座
始发及顶管
环形顶铁
Ø
3.2m
U型顶铁
3.2m，L=1m
排浆泵
37KW
进浆泵
22KW
潜水泵
3KW
竖井排水
电焊机
23KW
安装设备
挖掘机
PC200
出渣
全站仪
徕卡
测量
激光经纬仪
苏光LT402L
顶管测量
水准仪
S3
5.2机械设备治理
（1）施工组织、方案配备数量充沛，机况好，搭配合理的机械设备。
（2）增强对设备的管用养修的动态治理，提高机械设备平安高效、低耗运行。
（3）成立机修工区，配备技术精、能吃苦的机械修理力量，提高机械设备的完好率，保证各机械作业的正常作业。
（4）认真按施工打算编制配件打算，超前定货加工，并备有足够的库存量，保证机械配件供给。
（5）成立严格的设备责任制度，对责任人进行认真考评，奖罚。
6劳动力组织
顶管施工劳动组织见表6-1所示。
表6-1顶管施工人员配置表
部位及工种
人数
主要施工任务
井上
（地面）
司机
1、负责顶管机操作掘进及故障分析处理
土木值班
1、负责监督注浆及管片拼装等质
升级会员 