超長距離頂管施工方案

1、超長距離頂管施工方案6.2.1概述頂管段排海管總長約3200M，共分為2段，其中E工作井（中心里程K0+747）F工作井（中心里程K2+927）長2180M，為直線頂管，采用1臺頂管機由E工作井始發(fā)，向F工作井方向頂進，在F工作井吊出，一次頂進距離2164.3m，為超長距離直線頂管。F工作井（中心里程K2+927）擴散器段（里程K3+947）長1020M，為直線頂管，采用1臺頂管機由F工作井向擴散器段頂進。頂管管材采用DN2000鋼管，壁厚20MM，管道底部標高-21.5M，頂管全線縱向均為平坡，頂管穿越土層為7、8，其中7為中砂，8為粉質粘土，管道覆蓋土層為12m19m,土質為粉質粘土和砂性

2、土。6.2.2 機械配備表6.1 施工主要機械設備機具名稱規(guī)格、性能單位數量用 途水沖吸泥工具頭2000臺2頂管發(fā)電機200kw臺2發(fā)電備用吊機50T臺2起重工具頭、其他設備龍門吊20T2頂進設備（現場已有）泥水處理系統套2泥水處理渣漿泵臺4泥漿系統泥漿泵臺4泥漿系統管道4”無縫鋼管m800泥漿系統泥漿車輛2運泥漿水泵QS32254臺4基坑排水鋼筋調直機GJ414/4臺2鋼筋調直鋼筋切斷機GJ5401臺2鋼筋切斷電焊機BX330臺8鋼焊接油壓千斤頂200t臺12頂管高壓油泵ZB50臺2頂管6.2.3 工程測量根據提供的測量基準點，按設計圖紙要求進行循環(huán)引水泵房每段管道（工作井）的放樣工作，并放

3、出頂管起點至終點的位置及頂進的高程，在工作井正前方墻體頂部及底部、工作井后靠背中部頂部、防浪堤地面用鋼筋及油漆作好測量控制點的標志。測量放樣需復核后方可進入下一工序的施工。6.2.4 工作井臨時后靠背的施工施工方法：地下連續(xù)墻穿墻位置埋設內徑3764mm鋼套管預留孔，在孔位安裝好穿墻止水裝置。在進行材料和設備吊裝時，有專門人員進行指揮，保證安全措施。對工作井引水泵房前池底板混凝土澆筑前，在底板鋼筋上放出每段引水鋼管的后靠背位置，將要預埋到底板上的鋼筋和工字鋼提前預埋好，根據本工程鋼管直徑和我司的施工經驗，設計后靠背的頂推力為1500噸（詳下文中有關頂推力的理論計算），后靠背的高度為4300mm

4、，寬度為5000mm，長度為4300mm。具體配筋和尺寸詳附圖（臨時支墩后靠背大樣圖）。6.2.5 工作井設備安裝工作井后靠背施工的同時，可進行工作井上的設備安裝準備，包括砌好工具頭系統的泥漿池磚墻及觸變泥漿系統的泥漿池磚墻、安裝好泥水處理系統、安裝好進泥漿的渣漿泵及管道系統、壓觸變泥漿的螺桿式泥漿泵及管道系統、安裝好地面操作系統及操作系統的防雨棚、接好水電。后靠背施工完畢后，可進行工作井下的設備安裝準備，包括穿墻位置止水密封橡膠的安裝、整體式頂進構架的安裝（最重的部件約10T）、出泥漿的渣漿泵及管道系統的安裝、測量系統的安裝。1、頂進井內設備安裝工作井內設備安裝包括：后座墊鐵、導軌、油缸支架

5、及油缸、測量棚、穿墻止水設備的安裝。(1)后座墊鐵安裝后座墊鐵是把主頂油缸推力的反力傳遞到頂進井后座墻處，通過后座墊鐵，可把油缸的反力較均勻地傳遞到后座墻上，這樣后座墻就不太容易損壞。根據圖紙將墊鐵的安裝位置放好線，在后座墻體表面把后座墊鐵的四個角的位置用紅油漆作好標志，鑿平墊鐵范圍內的墻體，底部用磚塊墊平，將后座墊鐵吊到安裝位置，調整橫向縱向的方向(采用2mm的薄鐵皮墊底部)，該平面需要垂直于頂管的頂進方向，定位安裝尺寸誤差控制在2mm以內，調整好后，如后靠背鋼板（后座墊鐵）與后座墻有偏差空位時，采用C30混凝土填充密實。(2)導軌安裝基坑導軌是由兩道平行的工字鋼軌固定在鋼支架上構成，主要作

6、用有兩點：一是支承推進管并在頂進井中有一個穩(wěn)定的導向，使推進管沿該導向進入土體；二是讓環(huán)形、弧形頂鐵工作時有一個可靠的托架。在基坑底板面放出頂管的頂進軸線，先調整導軌的中線對準頂進軸線，根據圖紙，墊高導軌調整導軌的高度，當縱向及高程調整好后，將導軌與底板預埋鋼板焊牢，導軌的定位安裝尺寸誤差控制在2mm以內。(3)油缸支架及油缸安裝油缸支架是由槽鋼焊接合成的一個支架，起固定主頂油缸的作用，使油缸工作時有一個可靠的托架。根據基坑底板面放出頂管的頂進軸線，先調整支架的中線對準頂進軸線，根據圖紙，墊高支架調整支架的高度，當縱向及高程調整好后，將支架與底板預埋鋼板焊牢，油缸即可吊裝到支架上，采用鋼板壓實

7、，油缸支架及油缸的定位安裝尺寸誤差控制在2mm以內。(4)測量棚搭設測量棚位于油缸及后座墊鐵位置，在測量時的起保護儀器作用，并作為全站儀或電子經緯儀的基座。頂部采用25鋼管焊成支架，上面鋪石棉瓦。(5)穿墻止水設備安裝穿墻止水設備安裝在工作井出洞洞口，具有制止地下水和泥砂流到工作井的作用，穿墻管預制好后，運輸到現場，先將預埋的穿墻管鑿出，焊接位置清除干凈，吊裝預制件到安裝位置對中后焊牢。穿墻管結構重2.5T。止水橡膠重200Kg。(6)工作井集水坑排水在引水泵房前池（頂進井）的一側設一0.8m0.8m0.8m的集水井，澆筑底板時四周向集水井位置傾斜，形成排水坡度，收集由管道內流出的水及基坑的積

8、水，集水井內布置一個潛水泵抽水上井到地面適當位置排放。圖6.3 工作井內布置示意圖2、地面設備安裝工作井地面設備安裝包括：主控棚搭設及主頂裝置安裝、泥漿棚搭設及泥漿系統設備安裝、通風棚及通風設備安裝。工作井起重采用50T履帶吊機。(1)主控棚搭設及主頂裝置安裝主控棚內主要放置主頂裝置，主頂裝置包括主頂油缸(井下)、主頂油泵一臺(含控制部分)及油管，主頂油缸的推進和回縮是通過主頂油泵的控制部分控制的，操作方式為手動。主控棚采用25鋼管焊成支架，上面鋪石棉瓦。(2)泥漿棚搭設及泥漿系統設備安裝泥漿棚采用25鋼管焊成支架，上面鋪石棉瓦。泥漿棚內主要放置一個電箱、兩臺泥漿泵及一個泥漿箱。(3)通風棚及

9、通風設備安裝通風棚采用25鋼管焊成支架，上面鋪石棉瓦。通風棚內主要放置一個鼓風機，起防曬擋雨作用6.2.6 工具頭吊裝下井、全套設備調試工作井上下設備安裝完畢后，將運到現場的工具頭(約40T)吊裝下井，將電力電纜、信號線、油管接好，對整機進行現場調試、對整體式頂進構架進行調試、對泥水處理系統進行調試、調好測量系統的激光經緯儀，調試工作必須全面細致，確保正式頂進時設備的萬無一失。6.2.7 管材加工鋼管材料加工和喇叭口鋼結構加工由專業(yè)加工廠家進行加工防腐，每根鋼頂管定制長度6000mm和1節(jié)鋼管長度4940mm，喇叭口鋼結構按施工圖要求加工。1、質量要求（1）鋼頂管的材質為Q345焊接鋼管，其規(guī)

10、格和性能應符合現行國家標準碳素結構鋼GB/T 700的要求。（2）卷制鋼管采用2m寬定尺鋼板，每節(jié)6000mm長，兩條環(huán)焊縫，一條縱焊縫。（3）卷制鋼管接長時，管口對接應平整，當采用300mm的直尺在接口外縱向貼靠檢查時，相鄰管壁的錯位允許偏差為0.2倍壁厚，且不大于2mm。相鄰段對接時，縱向焊縫位置錯開的距離應大于300mm。（4） 防腐排污管道直接埋入海水環(huán)境中，其腐蝕性較一般土壤的腐蝕強，需要進行防腐，以確保管道防腐質量。（5） 除銹為了保證防腐涂料能夠有效地附著再管道上，必須對管道的內外壁進行機械除銹處理，處理后的表面等級達到SIS055900規(guī)定中的St2.5級，施工時應選擇干燥的天

11、氣，并在6小時內進行涂裝。（6）鋼制取水口及鋼頂管外壁涂料防腐：鋼制取水口及鋼頂管外壁防腐因需考慮頂管施工時鋼管外壁與土壤的摩擦，防腐涂料應具有良好的耐磨性，保證頂管時外壁防腐不受破壞，鋼制取水口及鋼頂管外壁防腐方案擬采用佐敦電力工程重防腐涂料-玻璃鱗片加強涂料：頂管外壁（膜厚根據具體防腐年限確定，本方案以20年防腐為準）設計使用壽命20年表面處理 噴砂處理到 ISO8501-1 Sa 2 表面粗糙度ISO8503：Ry5 5085微米涂 層油漆名稱顏色膜 厚(m)底漆Mathathon XHB厚漿環(huán)氧玻璃鱗片漆紅色400面漆Mathathon XHB厚漿環(huán)氧玻璃鱗片漆灰色400共計總膜厚80

12、0（7）管道內壁防腐 采用水泥砂漿襯里內防腐，機械噴涂。水泥砂漿厚度為：300mm及以下管道，襯里厚度為5mm；400700mm管道，襯里厚度為8mm；8001000mm管道，襯里厚度為10mm；11001500mm管道，襯里厚度為12mm；（8） 焊縫接口外防腐涂刷SYJ18有機富鋅一道，表面采用SYJ-13環(huán)氧瀝青涂料六道，即六油三布?？偤穸?00m。6.2.8機頭選型根據本工程的地質土層為淤泥質粘土的特點，適應該土層的頂管工藝有泥水平衡、加泥式土壓平衡、網格式水沖吸泥等。如果采用泥水平衡機頭或加泥式土壓平衡機頭進行頂管施工，就必須對機頭采用長距離供電。需要裝備輸出大的變壓器，還要增加導線

13、截面，不但成本較大，而且有用電危險。我公司針對這些特點選擇了網格式水沖吸泥機頭，網格式水沖吸泥機頭重量輕且不需要電機設備，只需使用高壓水沖和空氣吸泥兩種動力，可克服這兩種機頭的缺點，故選擇該工藝。該機頭構造圖如下：圖6.4 網格式水沖吸泥機頭構造圖頂管工種：工具頭機械工兼測量工泥漿工電工電焊工起重工雜工整體式頂進構架調節(jié)頂塊泥水處理系統處理砂土、裝車、外運頂進前準備所有機械設備交班檢查調節(jié)氣壓及網格切入土深度平衡土層頂進、調整進出渣漿泵流量到達平衡拆開各管路、鋼管吊裝、各管路安裝焊接1個行程頂進結束測量工具頭的偏位、作好記錄、糾偏1節(jié)鋼管頂進1個頂進循環(huán)結束、重復頂進1個行程頂管管內管道：A電

14、纜管B觸變泥漿管C進泥漿管D出泥漿管E信號線F油管G通風管壓觸變減阻漿泥漿制作圖6.5 頂進工藝圖6.2.9頂管工程力學參數確定頂管過程是一個復雜的力學過程，它涉及材料力學、巖土力學、流體力學、彈塑性力學等諸多學科。但頂管計算的根本問題是要估計頂管的推力。頂管的推力就是頂管過程管道受的阻力，包括工具頭正面被動壓力、管壁摩擦阻力。（1）后座總頂力計算本工程采用頂管總頂力計算的經驗公式進行計算：F=F0+F1F0=peBC2/4F1=RSLF0初始頂力（kN）F1管壁摩擦力（kN）綜合系數，本工程取淤泥質土系數值1.5pe土倉的壓力（kpa），pe=150kpaBC=管外徑（m），取2.04mR綜

15、合摩擦阻力（kpa），本工程取淤泥質土值8；S管外周長（m），=3.1415*2.046.4m；L推進長度（m），本工程考慮L=120m。初始頂力：F0=1.5*150*2.04*/4=360.50kN管壁摩擦力：F1=8*6.4*120=6144kN總推力：F=360.5+6144=6504.5 kN=650.45t說明：以上的管壁摩擦力計算沒有考慮觸變泥漿減阻以及鋼管上部夾部分中細砂層增加摩擦力，施工是采用觸變泥漿減阻，按以上增加和減少摩擦阻力相抵消。根據該管的要求，其承受的頂力遠大于650.45t。在考慮一定的儲備頂推力時，對于臨時支墩后靠背承受的頂推力設為1500t足夠安全的。但在實際

16、施工過程中會采取減阻措施來進行減摩，通過減阻措施，盡量減少頂力，利于保證管的安全、后靠背的安全。通常減少管壁摩擦阻力的措施有：管壁與泥土間壓觸變泥漿減阻(優(yōu)質膨潤土拌制而成)，減阻效果好時，R綜合摩擦力系數可以降低到4-7kpa左右，將觸變泥漿的減阻作為保險系數。后座主頂系統采用6個200t的千斤頂，共計1200t。所以在管段頂進過程中根據后座頂力情況設置油缸的數量。 （2）鋼管受力計算：在一般的鋼管頂進中，每節(jié)鋼管所能承受的最大推力可由以下公式計算：F=21000(D+t)t 式中參數： F：鋼管所能承受的推力（t） D：鋼管的內徑（m）t：鋼管的壁厚（m）本鋼管內徑D=2000mm，管壁厚

17、度t=20mm，每節(jié)管長度6000mm， 則管可承受的最大頂力為：F=21000(2.0+0.02) 0.02=2664T。6.2.10主要施工設備的安裝與調試 主頂系統后座主頂系統主要是由主頂油泵、6個千斤頂、操縱臺和油管等四部分組成，其作用是完成管道的推進。千斤頂是管子推進的動力，呈對稱狀布置在管壁周邊。千斤頂的壓力由主頂油泵通過高壓油管供給，其最大壓力可達31.5MP，此時每個千斤頂的最大推力為200t。千斤頂的推進和回縮是通過操縱臺控制的。操縱方式有電動和手動兩種，本工程使用的是電磁閥操縱。圖6.6 頂進系統整體式頂進構架(含千斤頂及頂塊)整體式頂進構架(含千斤頂及頂塊)是頂管的主要設

18、備，本工程4段頂管均擬采用6個200t液壓千斤頂頂進，行程1800mm，根據頂塊（包括環(huán)型和U型頂鐵）的組合，一次頂進最大距離為6000mm。高壓油泵及油管由電動機帶動油泵工作，選用額定壓力為31.5MPa的柱塞泵，經分流器，控制閥進入千斤頂，各千斤頂的進油管并聯在一起，保證各千斤頂活塞的出力和行程一致。液壓油管采用高壓油管。工具頭及泥漿系統設備密封式頂管采用水沖吸泥工具頭，泥漿系統分兩部分，屬于頂進的配套設備，由攪拌系統、渣漿泵、注漿泵、3條泥漿管路、沉淀池組成。其它設備工作井上采用50T吊機和龍門吊起重。工作棚用帆布遮蓋。穿墻止水環(huán)穿墻止水環(huán)安裝在工作井預留洞口，具有防止地下水、泥砂和觸變

19、泥漿從管節(jié)與止水環(huán)之間的間隙流到工作井。洞口止水環(huán)導軌預留洞口 圖6.7 洞口止水穿墻止水圈的組成部分為：a預埋鋼板環(huán)；b 法蘭橡膠板；c 鋼環(huán)壓板；d 鋼環(huán)壓環(huán)；e 螺栓。止水環(huán)結構采用鋼法蘭環(huán)壓板，中間夾裝16mm厚的法蘭橡膠止水板，該橡膠環(huán)具有較高的拉伸率（大于300）和耐磨性，硬度為4555，永久性變形不大于10。借助管道頂進帶動安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置。安裝固定好后，預埋鋼環(huán)板與混凝土墻接觸面處采用水泥砂漿堵縫止水。其構造見圖。排土系統水沖排泥系統主要設備：包括高壓進水泵、排泥射流泵、噴槍泥漿管、泥水分離器（適應砂土）、泥水箱等。安裝調試：泥水處理是指泥水平衡頂管過程中排放出來

20、的泥水的二次處理，即泥水分離。一般采用振動篩與旋流器組合起來進行泥水分離的方法。由振動篩把較粗的顆粒，一般在1.0mm以上的顆粒分離出來，然后由旋流器把較細的顆粒再分離出來。如果顆粒比較細，分離出來的土的含水量比較高，可在其中摻入一定比例的吸水劑，如丙稀酸鹽，這種吸水劑可吸去土中的水分，使原來流淌的土變成可運輸的干土。同時，地層含有較多雜物和貝殼，進入泥水循環(huán)系統的雜物和貝殼，容易堵塞排泥管和泥漿泵，所以，在排泥泵前需加裝濾石清渣箱，防止雜物和貝殼堵塞，保證循環(huán)系流無堵塞。 觸變泥漿系統觸變泥漿系統主要設備：由拌漿、注漿和管道三部分組成。觸變泥漿系統的作用：減少頂進過程中的管節(jié)與土體的摩阻力。

21、 觸變泥漿管壓漿機泥漿攪拌桶圖6.8觸變泥漿系統測量系統測量系統的主要設備：由激光經緯儀、測量靶和監(jiān)示器組成。測量系統的作用：監(jiān)示頂管施工過程中頂管機推進的軸線偏差。圖6.9測量系統安裝調試：頂管機安放在工作井內的道軌上，調整測量靶中心與管道中心線基本一致，與管道中心線垂直。調整激光經緯儀座的高度，使激光經緯儀的激光束的高度基本與管道中心線標高一致。根據測量定位點調整激光束，使到激光束基本與管道軸線重合。調整測量靶激光束點的大小，根據測量靶激光斑點的位置，調整測量靶的位置，使激光點與靶中心點重合。糾偏系統糾偏泵站4組糾偏千斤頂圖6.10糾偏系統糾偏系統主要設備：糾偏千斤頂、油泵站、位移傳感器和

22、傾斜儀組成。糾偏系統的作用：控制頂管施工中的頂管機推進方向。糾偏系統的動作控制是在地面操作室的操作臺遠程控制的，糾偏量的控制是通過安放在糾偏千斤頂上的位移傳感器來實現糾偏量的控制，糾偏動作是一個糾偏千斤頂的組合式動作來實現。糾偏動作組合如：向上糾偏：左下、右下油缸同時伸動作；向下糾偏：左上、右上油缸同時伸動作；向左糾偏：右上、右下油缸同時伸動作；向右糾偏：左上、左下油缸同時伸動作。6.2.11頂進施工頂管出洞頂管機頭從工作井內的導軌上推入工作井前壁預留洞內，并穿越前墻進入井外土層中的整個過程叫做頂管出洞。頂管出洞是整個施工過程中的關鍵環(huán)節(jié)之一，出洞控制得好，整條頂管才可能頂好，出洞不好，整條頂

23、管很難頂好。本工程是采用地下連續(xù)墻預埋鋼盒作為預留進出洞口，并在洞口前方挨著頂進方向的連續(xù)墻的外邊線用攪拌樁做一道止水幕墻，厚度為2000mm、寬度為8000mm、深度做到鋼管流水位以下5000mm深度。工作井出洞處理：在出洞前，割掉預埋鋼盒井內一側鋼板，并將止水鋼環(huán)焊接到預埋鋼盒的外側，再將止水橡膠圈安裝在止水鋼環(huán)上。在準備出洞時，再將鋼盒井壁外側擋土鋼板割掉，清理預留孔內的雜物后立即將工具頭推進預留孔，縮短停頓時間，這時止水橡膠圈緊抱工具頭外殼，發(fā)揮止水作用。頂進工具頭到穿墻管內，工具頭與第一節(jié)鋼管采用剛性聯結，避免工具頭“磕頭”。頂管出洞的施工環(huán)節(jié)相當關鍵，頂管穿墻時要防止工具頭下跌，在

24、穿墻的初期，因入土較小，工具頭的自重僅由兩點支承，其中一點是導軌，另一點是入土較淺的土體。因此，工具頭穿墻時，穿墻管下部要有支托（即限位板），并且加強管段與工具管、管段與管段之間的聯結。此外，工具管的推進一定要迅速，不使穿墻管內的土體暴露時間太長。頂管穿墻位置必須作好止水，防止孔口因為流失減阻泥漿，造成孔口地層塌陷。在出洞施工初期，由于頂管機正面主動土壓力遠大于頂管即周邊的摩擦力和與導軌間的摩擦力的總和，因此極易產生頂管機反彈，引起頂管即前方土體不規(guī)則坍塌，使頂管機再次推進時方向失控和向上爬高。為此，在洞口的兩側平行地面各安裝好一條工字鋼，當主頂千斤頂準備回縮加頂鐵時，將兩條工字鋼分別與第一個

25、頂鐵的焊牢，然后回收千斤頂，防止頂管機反彈。穿越攪拌樁止水幕墻：攪拌樁硬度較大，一般有11.5 MPa，采用分次頂進分次清渣的措施。工具管前端網格上布置有尖形高錳鋼，依靠后方強大的推力將機頭擠入攪拌樁土層內，并將其破碎。擠入網格后方的水泥土塊會掉入機頭前倉底部，小于50mm粒徑被水沖吸泥泵抽至地面，大塊在清渣罐內人工清除。正常頂進管道出洞成功后，管道開始正常頂進。通過后座主頂油泵和主頂千斤頂產生推力，將管道向前推進。在管節(jié)推進的同時，高壓水槍沖刷下來的土體進入工具管的泥水倉內，再通過排泥管道排出機頭并抽至地面。管節(jié)一節(jié)一節(jié)跟在機頭后面向前推進，最后到達海底設計終點，形成整段管道。初始頂進時頂進

26、速度一般控制在2050mm/min，正常頂進時頂進速度控制在50150mm/min，如遇正面障礙物，應控制在10mm/min以內。初始頂進時出土量一般控制在理論出土量的95%左右，正常情況下出土量控制在理論出土量的98%100%。平衡方式排泥過程是通過后座主頂千斤頂推進，土體被擠入頂管工具管內，工具管密封倉門上安裝有兩把高壓水槍，由高壓水槍破土形成泥漿，再由射流吸泥泵將泥水抽至地面。 測量糾偏系統測量方法激光經緯儀圖6.11井口投點示意圖19 井口投點示意圖激光經緯儀安置在觀測臺上，它發(fā)出的激光束為管道中心線，又符合設計坡度要求，實為頂管導向的基準線。施工開始時將頂管機的測量靶的中心與激光斑點

27、中心重合。當頂管機頭出現偏差，相應激光斑點將偏離靶中心，測量靶圖像通過視頻傳送到操作臺的監(jiān)示器上，從而觀察出激光斑點將偏離靶中心偏離圖像，通過控制糾偏千斤頂的伸縮量，進行頂進方向的糾正，使頂管機始終沿激光束方向前進。頂管施工中測量工作的主要任務是掌握好管線的中線方向、高程和坡度。.根據設計坡度要求，沿線路布設四等水準路線，并在各井口處埋設臨時水準點以供頂管高程放樣。.根據頂管線路所布設的導線點及水準點，標定出井的平面位置及測定其深度，以指導工作井的開挖施工；定出始發(fā)井與接收井的管道中心點，并將其投設于地面（以下簡稱投點），作好標記，由于投點處于井的邊緣，事先作好投點的支架搭設與焊接標志工作。以

28、布設的線路導線點中的一個導線點及一條邊的方位角，重新精密測定二井間的導線，即貫通導線，并聯測二井投點，在有條件的地方，最好將投點作為導線點，以便獲得投點的精確坐標，所有導線點應埋設牢固標志，以備復測。根據貫通導線及井口投點，在始發(fā)井邊緣放樣出頂進方向的坐標點，而后與井口投點一起向井下投設方向線，并將高程從井上傳至井下，埋設臨時水準標點，如圖所示。在工作井下建立控制觀測臺，在其上配置有強制對中的儀器基座，并設有上下左右可調節(jié)的裝置，能使架設于其上的儀器調整到中線（或與中線偏離一定距離）的位置，并使儀器橫軸調整到中線（或與中線偏離一定距離）的高度上。糾偏辦法 激光經緯儀頂管機的測量靶網格為10mm

29、，根據頂管機測量靶激光點的偏移量計算頂管機的斜率，伸出相應的糾偏千斤頂組，使頂管機推進改變方向，從而實現頂進方向的控制。糾正偏量應緩慢進行，使管節(jié)逐漸復位，不得猛糾硬調。由于頂管機頭附有測量靶，激光經緯儀安置在觀測臺上，在工作中，已使它發(fā)出的激光束既為管道中心線，又符合設計坡度要求，實為頂管導向的基準線。施工開始時使測量靶中心與激光光斑中心重合，當掘進機頭出現偏差，相應測量靶中心將偏離光斑中心，從而給出偏離信號，通過視頻傳送到操作臺的監(jiān)示器，進行頂進方向的糾正，使工具頭始終沿激光束方向前進。圖6.12 頂進施工中的測量示意圖工具頭開始頂進510m的范圍內，允許偏差應為：軸線位置50mm，高程3

30、0mm，當超過允許偏差時，應采取措施糾正。糾正偏差應緩慢進行，使管節(jié)逐漸復位，不得猛糾硬調。工具頭前方有糾偏節(jié)，糾偏節(jié)中安裝有糾偏千斤頂，頂進過程中，根據測量反饋的結果，調整糾偏千斤頂，使工具頭改變方向，從而實現頂進方向的控制。如果工具頭的方向偏差超過10mm，即應采用糾偏千斤頂進行糾偏。管頂出穿墻管及在長度3040m范圍內的偏差是影響全段偏差的關鍵，特別是出墻洞時，由于管段長度短、工具頭重量大，近出洞口土質易受擾動等因素的影響，往往會導致向下偏，此時，應該綜合運用工具頭自身糾偏和調整千斤頂的作用力合力中心來控制頂管方向。每次糾偏的幅度以5mm為一個單元，再頂進1m時，如果根據頂管機的測斜儀及

31、激光經緯儀測量偏位趨勢沒有減少，增大糾偏力度（以5mm為一個單元），如果根據頂管機的測斜儀及激光經緯儀測量偏位趨勢穩(wěn)定或減少時，保持該糾偏力度，繼續(xù)頂進，當偏位趨勢相反時，則需要將糾偏力度逐漸減少。糾偏應貫穿在頂進施工的全過程，必須做到嚴密監(jiān)測頂管的偏位情況，并及時糾偏，盡量做到糾偏在偏位發(fā)生的萌芽階段。表6.2 頂進管道允許偏差表（mm）項目允許偏差軸線位置頂進長度300m50300m頂進長度1000m100管道內底高程頂進長度300mD1500+30,-40D1500+40,-50300m頂進長度1000m+60,-80相鄰管間錯口鋼 管2對頂時兩端錯口50注：D為管道內徑（mm）觸變泥漿

32、系統頂進過程中，需要經常進行壓觸變泥漿工作，以減少頂進的阻力，觸變泥漿系統由拌漿、注漿和管道三部分組成。拌漿是把注漿材料兌水以后再攪拌成所需的漿液(造漿后應靜置24小時后方可使用)。注漿是通過注漿泵進行的，根據壓力表和流量表，它可以控制注漿的壓力(壓力控制在水深的1.11.2 倍)和注漿量(計量桶控制)。管道分總管和支管，總管安裝在管道內一側，支管則把總管內壓送過來的漿液輸送到每個注漿孔上去。注漿孔的形狀及布置：約每10m長鋼管布置一道觸變泥漿注漿孔，數量為8個，孔的大小為25mm，呈45度布置。在吊管前，根據注漿孔的位置，先鉆孔后攻絲，形成一個M25的螺絲孔，并在孔的外邊加一塊3mm厚的鋼板

33、，具體如下圖，目的保證泥漿向管壁擴散，且防止注漿口不被阻塞。然后安裝好注漿管。圖6.13 注漿孔大樣圖注漿設備：觸變泥漿的壓漿泵，宜采用活塞泵或螺旋泵。管路接頭宜選用拆卸方便、密封可靠的活接頭。每個注漿孔宜安裝閥門，注漿遇有機械故障、管道堵塞、接頭滲漏等情況時，經處理后方可繼續(xù)頂進。觸變泥漿由膨潤土、水和摻合劑按一定比例混合而成。施工現場按重量計的觸變泥漿配合比通常為：水：膨潤土(45)：1，膨潤土：CMC(2030)：1。本工程擬購置膨潤土袋裝復合材料，在現場施工加水拌和。注漿工藝流程：造漿靜置注漿頂管推進(注漿)頂管停頂停止注漿 數量和壓力壓漿量為管道外圍環(huán)形空隙的1.52.0倍，壓注壓力

34、根據管頂水壓力而定。管內供電系統施工用電主干線采用380V三相五線制，接通地面、工作井、管道內、工具頭，管道照明采用24V低壓電源供電，每隔10m安裝電燈一個。管內通風及氣體檢測系統為保證管內空氣充足，本工程采用空壓機向管道內供氣，供氣管道采用370mm鍍鋅鋼管，管路上安裝一臺空氣濾清器，以保證空氣的清潔。由于頂進是在地下工作，地層中可能有許多有毒或可燃性氣體，在施工中，這些氣體可能會從管道的縫隙處滲入管道內，危機施工人員的安全。為此，在每次下井前，必須由安全員用氣體檢測儀對管道內進行檢測，確保安全后才能進行施工。管內通訊及監(jiān)控系統為保證管內、后座泵站、地面辦公室的通訊聯絡順暢，在平時頂管時，

35、工具機頭操作工、后座靠背機械工、辦公室值班人員3個崗位通過對講機通話，由于對講機的設備質量、通話距離及角度的限制，因本頂管工程的通信距離小于250m，工具頭與地面辦公室的通話效果應該不錯，沒必要增加有線電話的輔助通話聯絡方法。同時，通過攝像頭將工具機頭頂進及出土情況反映到監(jiān)控系統中來，一些數據采用電腦監(jiān)控。真正做到信息化施工，實現機電一體化。頂管施工中其他附屬工序頂前準備所有機械設備交班檢查頂進前，機械工需要進行交接班手續(xù)，將記錄的設備運轉情況表交給下一個班組的機械工，并進行口頭的設備運轉狀況交班，剛上班的機械工需要對控制臺、各個泥漿泵、管道、測量系統、工具頭等進行例行檢查。進排水管路平衡檢查

36、交班和例行檢查完畢后，接通電源，開通進水排泥管路，達到平衡穩(wěn)定后，正式水沖吸泥頂進。鋼管的焊接鋼管對口焊接質量技術要求：.焊條的化學成分、機械強度應與母材相同且匹配，兼顧工作條件和工藝性；焊條的質量應符合現行國家標準碳鋼焊條、低合金焊條的規(guī)定；焊條必須是干燥。.焊縫要做到無裂紋，無夾縫，無氣孔，無下陷及未溶合現象，無焊瘤，并且藥皮清除干凈。.焊縫咬邊深度不得大于1mm，其長度累積總和不大于該焊縫長度的10%.鋼管表面要求無斑疤、夾皮、裂紋、麻點等缺陷。點焊不能有咬邊、夾渣、裂縫、氣孔等。在接近縱縫的區(qū)域內，其凹進凸出公差小于1/2壁厚。相鄰兩節(jié)的縱縫應互相錯開，其環(huán)向間距應不大于300mm。在

37、兩節(jié)管焊好后，用卷尺將兩節(jié)管水平拉一拉，校核一下兩管是否在同一直線上。焊接方式 焊接方式見鋼管焊接大樣圖：圖6.14 鋼管焊接大樣圖 t:為鋼管壁厚32mm。 b:為2mm。 ：為605。本焊接方式所采用的焊機為21千瓦的交流電焊機。環(huán)縫長度11.3mm，內環(huán)縫采用兩臺焊機，外環(huán)縫采用3臺焊機，5臺焊機一起焊約用 6個小時。接頭焊接完成后，按設計要求進行探傷檢驗，不合格的點局部氣刨返工重焊，直至全部焊縫達到合格標準，然后涂刷快干型防腐涂料。鋼管的防腐鋼頂管下井管段兩端各100mm范圍應在井下焊縫檢查合格后再涂快干型涂料防腐。鋼管的吊放本工程的鋼管每節(jié)為6m（除第1節(jié)鋼管為5.94m），6m長鋼

38、管重約為17T，采用50t吊車吊放。吊放鋼管時要注意三方面的問題：吊放下去的鋼管要和前面所要連接的鋼管對齊，保證兩管的軸線要在同一直線上，從而保證焊接時，兩節(jié)鋼管始終在同一直線上。要保證吊放下去的鋼管其內的注漿孔的位置要與前面的注漿孔位置錯開45。鋼管的縱焊縫要與前面一節(jié)管錯開300mm以上。頂管進洞處理因本工程沒有接收井，機頭工具管在海底覆土約6000mm，頂至離設計位置約1000500mm時，停止水沖吸泥系統，使工具機頭前的土壓力增大，讓土層擠入工具管腹腔內，當引水鋼管頂進到設計位置時，拆除工具機頭內的所有設備和密封好泥漿管，然后再拆除工具機頭與第一節(jié)鋼管的剛性聯結，進入下一根頂管施工。管

39、道閉水試驗整個管道經初步驗收合格后進行閉水試驗，閉水試驗進行前由質檢科組織，工程負責人及施工員參加，共同檢查管道內部清理情況及穿墻螺栓孔封堵情況，并做好外觀質量評定。閉水遵照給水排水構筑物施工及驗收規(guī)范規(guī)定程序進行，充水分三次入管，試驗用水采用75鋼管接自現場臨時水。閉水試驗所用設備精度達到有關規(guī)范要求，側針讀數精確到0.1m，鋼管的試驗水壓力為1.0Mpa即通過驗收合格。6.1.12頂管施工監(jiān)測方案1、監(jiān)測的重要性本工程位于海邊處，施工場地環(huán)境條件比較特殊，工作井和接收位的管道經過海堤壩，地層主要是淤泥質土，為了防止在施工過程中出現質量事故，并且保證海堤壩的安全，必須建立可靠的施工安全監(jiān)測系

40、統，動態(tài)地觀測施工地層變形和地下水位變化情況，利用監(jiān)測信息，指導施工過程，并及時發(fā)現安全隱患，采用相應的施工措施和控制手段，防止嚴重質量安全事故的發(fā)生。2、施工監(jiān)測方案設計施工監(jiān)測的任務是配合施工過程動態(tài)測量地層各點的水平側移、垂直位移及地面沉降、建筑物變形和地下水位變化情況，把測量結果及時反饋于施工過程，指導施工和實施控制，防止施工事故的發(fā)生。監(jiān)測分為二類，地層水平位移觀測和地層垂直位移。地層水平位移監(jiān)測采用測斜管觀測監(jiān)控，地層垂直位移采用觀察地面沉降的方法監(jiān)測，觀測過程配合頂管施工進行。根據頂管施工要求和場地環(huán)境條件的實際情況，各類觀測點布置如下：在頂管頂進軸線上附近各布置2組觀測點，進行

41、地層的水平位移、垂直位移的觀測。觀測的目的是探索頂進速度、出土速度等對周圍土層的影響。每組有1條測斜管、1個沉降觀測點。每組垂直于頂管前進方向布置，稱為一個剖面。第1剖面布置在距工作井5米處，第2 與第一剖面距離5米。此外，在4段引水泵房前池進口洞1米處各設1個側移變形和沉降觀測點。本項監(jiān)測共4條測斜管、4個沉降觀測點。工作井后靠背墻后面各布置1組觀測點，對地層的水平位移和垂直位移進行觀測。觀測的目的是監(jiān)測頂力對地層的影晌和工作井的位移。每組垂直于頂管中心線方向布置，稱為1個剖面。后座墻后面布置4條測斜管、 4個沉降觀測點。6.2.13管內二襯施工DN2000鋼頂管管道內有一層25cm厚的環(huán)向

42、鋼筋砼內襯結構，頂進完成后，開始施工管內襯鋼筋砼結構。分三段施工，工作井E工作井F段頂管段中點為分界線，向兩端同時施工，工作井F擴散管段頂管從頂管末端開始向工作井F推進施工。內襯鋼筋砼施工采用可拆裝重復使用的模板臺車作為模板結構、砼地泵長距離輸送砼的工藝進行現澆施工。1、鋼筋的加工和安裝橫向鋼筋和縱向鋼筋的每個節(jié)點均必須進行綁扎或焊接受力主筋的搭接采用單面焊接，焊接搭接長度不小于10d（d為鋼筋直徑），位于同一連接區(qū)段內的搭接接頭面積百分率不大于50%。相鄰主筋搭接位置應錯開，錯開距離應不小于100cm仰拱澆筑時注意主筋預留，當于拱部主筋間采用綁扎連接，搭接長度為100cm。同一受力鋼筋的兩處

43、搭接，距離不小于150cm箍筋連接點應在縱橫向筋的交叉連接處，必須進行綁扎或焊接，以保證兩 層主筋之間的間距；受力主筋于模板之間設符合設計要求保護層厚度的混凝土墊塊。2、模板臺車就位臺車拼裝調試襯砌臺車工廠制造，現場拼裝，共加工兩套臺車。襯砌前對模板表面進行徹底打磨，清除銹斑，涂油防銹。臺車就位調整臺車模板定位采用五點定位法，即：以襯砌圓心為原點建立平面坐標系，通過控制頂模中心點、頂模與側模的鉸接點、側模的底腳點來精確控制臺車就位。曲線隧道應考慮內外弧長差引起的左右側搭接長度的變化，以使弧線圓順，減少接縫錯臺。臺車模板應與混凝土有適當的搭接（10cm，曲線地段指內側），撐開就位后檢查臺車各節(jié)點

44、連接是否牢固，有無錯動移位情況，模板是否翹曲或扭動，位置是否準確，保證襯砌凈空。為避免在澆注邊墻砼時臺車上浮，還須在臺車頂部加設木撐或千斤頂。同時檢查工作窗狀況是否良好。預留洞室和預埋件的固定鋼筋砼襯砌地段，預留、預埋件固定在鋼筋骨架上。無筋襯砌地段采取在襯砌臺車模板上鉆孔，用螺栓固定預留、預埋件。安裝擋頭板臺車端部的擋頭模板應能保證設計襯砌厚度，并可適當調整以適應其不規(guī)則性；擋頭模板結構應能保證襯砌環(huán)接縫榫接，以保證接頭處質量，增強其止水功能。頂部應留有觀察小窗口，以觀察封頂混凝土情況。3、混凝土澆筑砼輸送采用地泵，即將輸送泵放在工地的一個位置,用管道將砼送到管道內施工面。二襯砼灌注前應重點檢查以下幾點：復查臺車模板及中心高是否符合要求，倉內尺寸是否符合要求；臺車及擋頭模安裝定位是否牢靠；止水條、止水帶安裝是否符合設計及規(guī)范要求；模板接縫是否填塞緊密； 脫模劑是否涂刷均勻；基倉清理是否干凈，施工縫是否處理；預埋件位置是否符合要求；輸送泵接頭是否密閉，機械運轉是否正常；輸送管道布置是否合