顶管施工方案说明书.docx

6-1 顶管施工概况①3500mm顶管全长553ml采用土压平衡式顶管 掘进机，穿越的土层主要为 层④1粉土、层④2淤泥质粉 质粘土和层⑤1粉质粘土对 顶管机头和管节的顶进阻 力进行估算⑴顶管机正面最大阻力：Pt =r(H+2/3D)tg 2(45 o+ ① ⑵= 18.5(7.35+2 X 4.2/3) tg 2(45 o+20.8 o /2) 2=394kN/mN =1/4 兀 D2Pt= 1/4 兀 X 4.22X342=5463kN⑵采取注浆减摩措施时， 553m管道摩阻力：F 摩=K；t DL=5 兀 X 4.16X553=39338kN⑶总顶进阻力："4N+F摩安装电气=5463+39338 1 =44801kN⑷实际顶力：根据中继间的布置(见“6-4穿运地涵顶管段的轴线采用 直线布置，为过水能力为30mVs、 内径尺寸为3.5m、外径为4.16m、 长553.1m的钢筋混凝土顶管 顶管采用“ F”型接头式钢筋混 凝土管，顶管共分3孔管间净 距4.94m,管顶覆土厚5.0〜6.0 m,顶管顶高程-6.0m ,底高程 -10.1m在顶管范围内分布的土 层有③2、④1、④2、⑤1、⑤2 层。

其中③2、④2层土呈流塑状， 高压缩性，土质差，京杭运河以 北该二层土厚度相对较厚，顶管 基础座落在④2层上，京杭运河 以南顶管基础座落在⑤1、⑤2层 上，土质较好顶管施工平、剖面图见 附图6—01» J6-2 顶管施工工艺⑴顶管施工流程见下图：安装机架、后靠、主顶।工… … 四 ——装置顶管施工流程图|设备调试 ］测量放样-⑵顶管顶进工艺 । 出洞顶管顶进工艺见附图6-026-3顶力计算吊放设备段、中继间中呻间的布置”)，顶进实际最 大小力就是100m管道摩阻力：Li=9000X 75%/(5 兀 X4.16)=5 兀 X4.16 X 100 =6535kN式中：N 一顶管机正面阻力（kN）;Pt 一 被动土压力（kN）;r 一 土容重（kN/m3）;h 一最大复土深度（m） ；①一内摩擦角（o）;D 一顶管机外径（m）;D 一硅管道外径（m）;K 一硅管道单位面积摩阻 力（kN/m2）,根据《地基基础设 计规范 » （DGj08-11-1999 ）, 取 5 kN/m2;l 一硅管道长度（m16-4中继间的布置⑴中继间的布置根据以上顶力的计算并结 合以往类似工程的施工经验，为 了减少顶进阻力，提高顶进质 量，减少地表变形，施工中必须 采用中间接力顶进。

当总推力达到中继间总推 力40%~60%，设置第一只中继 间，以后每当达到中继间总推力 的70%~80附，设置一只中继间 中继间的总推力为9000kN,使用 中继间推进硅管道的长度：= 103 米第一只中继间设于顶管机 尾部处以后每隔100米设置一 只中继间，设置5只，余下的53 米由主顶承担每条顶管初步设 置6只中继间，当主顶油缸达到 中继间总推力的90%寸，就必须 启用中继间在施工中根据实际 情况对中继间的布置可以作必 要的调整⑵顶进实际最大顶力：根据中继间的布置，顶进实 际最大顶力就是100m管道摩阻 力：F实=K%D L1=5 兀 X4.16 X 100 =6535kN6-5后背（座）设计顶管的后座由钢后靠、后座 墙和工作井后方的土体三者组 成在顶进过程中，各个油缸推 力的反力均匀地作用在顶管的 后座上对顶管后座的承受力进 行估算顶管后座的承受力R为：R=a B（rH2Kp/2+2cH Kp）2=2.0 乂 1.2【18.5 X 12 x tg 2（45 o+20.8 o /2） +2 X 40 X 12Xtg （45 o+20.8o /2）］=16775kN式中：R一顶管后座承受力（kN）;% 一系数（取2.0 ）;B —后座墙的宽度（m）;H —后座墙的高度（mm;Kp一被动土压系数， tg 2（45°+①⑵；c 一土的内聚力（kPa）。

为确保安全，顶管后座的实 际承受力应为：R/1.5=11184kN<6535kN（实际最大顶力）由以上可见，顶管工作井的 后座满足顶管顶力要求根据设计要求顶进工作井 后座土体进行了 3排①850搅拌 桩进行土体加固，具体见 附图 6-03:顶管后靠布置示意图6-6顶管机头选型及设备的 规格、数量⑴顶管机头选型根据工程地质资料和业主 要求结合多年的顶管施工经 验，决定选用多刀盘土压平衡顶 管机进行施工多刀盘土压平衡 顶管机结构简单，设备投入少， 经济合理，操作简便，技术先进， 安全可靠，适用于淤泥质粘土、 粘土、粉砂土、砂性土，尤其适 用于在建筑群下、公路、河流等 特殊地段的顶管施工⑵顶管机械设备①多刀盘土压平衡顶管机A.根据土压平衡的基本原 理，利用顶管机的刀盘切削搅拌 正面土体，使机头土压仓内的土 体压力平衡开挖面的水土压力， 稳定土体以顶管机的顶速（即 切削量）为常量，螺旋输送机转 速（即排土量）为变量进行控制， 使土压仓内的土体压力与开挖 面的水土压力保持平衡，保证开 挖面的土体稳定，控制地表的隆 起和沉降B.本机采用二段一较承插 式结构，在较接处设置二道具有 径向调节功能的密封装置，并设 有注浆孔，便于在施工时同步注 浆。

刀盘为电驱动，变频调速， 控制刀盘转速，并在土压仓面板 设置3只土压传感器，显示正面 土体的土压力值纠偏系统采用 8只双作用油缸，编成4组，与 座标轴线呈45°布置，纠偏夹角 0c =±2°C.在顶管机二段壳体之间均设有止转装置，可防止壳体在 顶进中发生相对转动密封土仓 上方设置注浆孔，可注入水或泥 浆，改善土质，便于排土D.螺旋输送机采用轴向端 部出土，增加排土高度，为大容 量土箱运输创造条件采用电驱 动形式，变频调速，根据正面土 体土压值大小，控制螺旋输送机 排土速度，保持土压平衡②主顶装置主顶装置由底架、油缸组、 顶进环、钢后靠及液压动力站等 组成，是顶管施工的重要组成部 分A、底架主要承载顶管机、中继间、 管节之用，底架为拼装式钢结构 件，设置8只螺旋千斤顶，每只 起重量320KN可以调整底架高 度达到施工要求；底架前端和两 侧设置10只水平支撑，能将底 架与井壁撑实，防止底架移位 底架上部设置内外两付轨道，左 右对称分布，内轨道作顶管机、 中继间、管节的承载之用，外轨 道则为顶进环行走之用B、油缸组根据要求，顶管机装备顶力 为12000KN选用双作用双冲程 等推力油缸6只，每只油缸最大 推力为2000KNN施工时主顶最大 顶力不超过9000KN避免因顶力 过大使硅管节碎裂，并确保工作 井安全。

油缸行程S=3500mm油 缸分两组，并用可分式结构的支 座固定，左右对称分布，并用连 接梁连成一体顶进环由顶环和顶座组成，顶环用 螺栓固定在顶座上，顶座底部设 置4只滚轮，放于外侧轨道上可 往复运行顶进时顶环伸入管节 尾部，起对中及导向作用，并传 递油缸的顶力，使管节受力均 布D钢后靠主要承受油缸顶进时的反 力，并将其均匀地传递到工作井 钢筋硅井壁上，避免井壁因受力 不匀而碎裂钢后靠的受力区域 设有加强板，应尽可能与主顶进 油缸对准钢后靠安装时应与顶 进轴线保持垂直，与井壁留有约 10cm空隙，并用素硅充填捣实E、主顶装置液压系统液压泵站选用 25SCY14-1B 和10SCY14-1B手动变量轴向柱 塞油泵各一台组合而成，分别配 备Y160L-6和Y132M-6型电机 通过变频调速可自动改变油泵 的流量，根据顶进时工况要求及 时控制主顶油缸的顶速F、主顶装置技术参数油缸尺寸：DX dx L=?325x?280x 2655mm油缸数量：6只 油缸行程：S=3500mm 装 备 顶 力：Fma户12000kN(Pna户31.5Mpa)额定顶力：F额W 9000KN(P额 <25Mpa)顶进速度：V=0~80mm/min (3)中继间装置A、中继间装置的结构特征 中继间采用二段一较可伸 缩的套筒承插式结构，偏转角％ =± 2°,长度约2000mm外形几 何尺寸与管节相同。

在校接处设 置二道可径向调节密封间隙的 密封装置，确保顶进时不漏浆， 并在承插处设置可以压注1号锂 基润滑脂的油嘴，以减少顶进时 密封圈的磨损在较接处设置 4 只注浆孔，顶进时可以进行同步 注浆，减小顶进阻力在正常顶进时，只用第一道密封装置，第二道作为储备当 第一道密封圈磨损时，发现有漏 浆点，即可用径向调节装置，调 整密封间隙，使漏浆现象得以及 时制止当第一道密封圈失效 时，即可启用第二道密封装置， 从而保证顶进的连续性由于顶 进距离长，密封圈磨损相当厉 害，为防止万一，第一道密封装 置设计成可拆卸的，便于更换密 封圈，从而达到万无一失B、中继间装置主要技术参数油缸尺寸：DX dx L=?168 x?140x 650mm油缸数量：20只油缸行程：S=300mm装 备 顶 力：Fma=0000kN( Pma户31.5Mpa) 额定顶力：F额W9000kN(P 额 <27Mpa)⑵顶管机头数量根据本标段工程施工总 进度计划安排，顶管机头采 用1只投入本工程即可满足 业主工期要求，这样设备投 入费用也较经济，可以相应 减少工程的投资费用6-7顶管施工测量及测量纠偏方⑴顶管施工测量①顶管轴线的布设按甲方所提供的城市坐标 点连接出洞井和进洞井之间的 进、出洞门的两点坐标及高程， 以坐标值的计算建立相应坐标 系，为顶进轴线高程之差决定顶 管顶进坡度。

②建立施工顶进轴线的观 测台按独立坐标系放样后靠观 测台（后台），使它精确地移动至 顶管轴线上，用它正确指挥顶管 的正确施工以后按施工的情 况，决定定期复测后台的平面和 高程位置③按三等水准连测两井之 间的进出洞的情况，计算顶进设 计坡度④顶进施工测量在后台架设J2型经伟仪一 台，后视出洞口红三角（即顶进 轴线）测顶管机的前标及后标的 水平角和竖直角测一全测回，采 用fx4500P计算编排程序计算顶 管的头（切口）尾的平面和高程 偏差离值，来正确指挥顶管的施 工⑤注意问题顶管施工初次放样及顶进 极为重要另外由于顶管后靠顶 进中要造成变化，后台的布置应 保持始终不动，来确保顶管施工 的测量的正确性⑵测量纠偏控制① 为了使顶进轴线和设计 轴线相吻合，在顶进过程中，要 经常对顶进轴线进行测量在正 常情况下，每顶进一节管节测量 一次，在出洞、纠偏、进洞时， 适量增加测量次数施工时还要 经常对测量控制点进行复测，以 保证测量的精度②在施工过程中，要根据 测量报表绘制顶进轴线的单值 控制图，直接反映顶进轴线的偏 差情况，使操作人员及时了解纠 偏的方向，保证顶管机处于良好 的工作状态③在实际顶进中，顶进轴 线和设计轴线经常发生偏差，因 此要采取纠偏措施，减小顶进轴 线和设计轴线间的偏差值，使之 尽量趋于一致。

顶进轴线发生偏 差时，通过调节纠偏千斤顶的伸 缩量，使偏差值逐渐减小并回至 设计轴线位置在施工过程中，应贯彻“勤测、勤纠、缓纠”的 原则，不能剧烈纠偏，以免对管 节和顶进施工造成不利影响④本工程测量所用的仪器 有全站仪、激光经纬仪和高精度 的水准仪顶管机内设有坡度板 和光靶，坡度板用于读取顶管机 的坡度和转角，光靶用于激光经 纬仪进行轴线的跟踪测量6-8 顶管顶进施工6-8-1 顶进设备安装(1)把地面上的测量控制网 络引。