dn钢管顶管施工方案.docx

目录

一、工程概况????????????????????????2

二、工程地质条件??????????????????????2

三、顶管方案????????????????????????2

1.管平面布置?????????????????????2

2.管施工流程??????????????????????4

3.管施工工及配置??????????????????5

4.管施工方法及技量保措施?????????????11

四、施工计划????????????????????????18

1.施工度划??????????????????????18

2.施工源划??????????????????????18

五、环境监测????????????????????????19

1.工程情况????????????????????????19

2.内容????????????????????????20

3.点布????????????????????????20

4.率????????????????????????20

六、安全文明施工保证体系?????????????????20

1.安全保管理体系????????????????????20

2.安全保措施??????????????????????21

3.重点工序的安全措施???????????????????21

4.境保????????????????????????22

5.文明施工措施????????????????????22附一：管平面布置

附二：出洞口增板示意

附三：管系布置

附四：管施工

一、工程概况

严桥支线输水管道采用 2 根 DN3600钢管，2 根管线平行段中心间距为8m，管道中心线距道路红线2m，管线长度约为 27km。管道绝大部分拟采用顶管施工，仅在五

号沟泵站和严桥泵站附近有一段管道采用开挖方式。管顶覆土厚度不小于 5.4m，对于特殊地段（穿越建筑物或重要道路），视情况适当加大埋设深度。顶管工作井和接收井拟采用沉井、地下连续墙或者SMW工法，根据实际地质地形条件确定，其平面净尺寸分别为约13.0 × 13.8m 和 8.0 ×13.8m，沿顶管方向的长度分别为约13.0m 和8m，埋深均约为 9.8m。钢管顶进施工采用管径对应的大刀盘土压平衡式顶管机，配

备4～ 6 个 400t 主顶作为主顶设备，现场配备 120t 履带吊。管道沿线除穿越 A20 立交和磁浮快速轨道交通高架外，其它一般位于已有道路绿化带内。

二、工程地质条件

根据上海岩土工程勘察设计研究院有限公司提供的青草沙水源地原水工程严桥

支线工程岩土工程勘察报告，拟建输水管道沿线场地40.5m 深度范围内地基土属第四纪滨海～河口、滨海～浅海、滨海、沼泽、溺谷、河口～湖泽及河口～滨海相沉

积物。主要由粘性土、粉性土及砂土组成，一般呈水平层理分布。根据顶管施工段

工程地质剖面图分析，顶管施工主要涉及第② 3 层灰色砂质粉土、第③ 1 层灰色淤泥质粉质粘土、第③ 1 夹层灰色粘质粉土、第③ 2 层灰色砂质粉土夹淤泥质粉质粘土、第

④层灰色淤泥质粘土。第③ 1 层及第④层以淤泥质粘性土为主，呈流塑状态，局部夹

少量薄层粉砂；而第② 3 层、第③ 1 夹层及第③ 2 层以粉性土为主，呈松散～稍密状态，

局部夹少量粘性土。

三、顶管方案

1、顶管现场平面布置

1.1地面布置

在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中

心、办公室、仓库、配电间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行

管理。井顶布置一台120t 履带吊车负责钢管及顶铁吊运和井内、地面的吊装工作。

现场内另设临时堆场，供管节及半成品、周转材料等堆放，顶管现场考虑一定管节

的贮存量。现场一侧布置泥浆房、进水排泥系统等。顶进控制室布置工作井内，自

动控制台、通讯、中央控制均在顶进控制室内。顶管出泥排入泥浆池。

由于顶管为 24 小时连续作业施工，在现场四个角上各安装錪钨灯一座，供夜间

现场照明。管道顶进时，现场布置采用120t 覆带吊，设备进场时，采用150t 汽车吊车。

1.2井内布置

工作井内沿顶管轴线方向在临时后座墙上装刚性后座，主顶千斤顶、导轨、刚

性顶铁、环形顶铁等顶进设备。工作井边侧设置下井扶梯二座供施工人员上下。

管内供电及工作井内电力配电箱均位于工作井内。管内测量起始平台，安装在

主顶千斤顶之间轴线上，独立与砼底板连接，与千斤顶支架分离，确保顶进时测量

平台的稳定。

沿工作井井壁依次安装 2 寸压浆管、 4 寸供水和出泥管、供电管线。井内二侧

工作平台布置配电箱、电焊机、泥水旁通装置、后座主顶油泵车和顶铁堆放。

沉井内照明采用高压水银灯。

1.3管内布置

管内进、排泥管、压浆管、供电、通风管分别安装于钢管左右偏下侧。

管内照明采用 36 伏低压照明灯，每8m布置 1 只。

施工期间在工作井内及管道内应配置足量的排水设备。

2、顶管施工流程图

顶管出洞口加固

3、顶管施工工艺及设备配置

顶管准备

起重设备就位

3.1顶管机选型

顶进设备进场

本工程由于地段复杂一次顶进距离较长，为确保工程质量万无一失，确保绝对

导轨拼装

工程安全，为适应本工程顶管的特点，根据顶进沿线的地质情况并结合以往的施工

后座顶板安装

经验，在经过全面分析比较之后，顶管顶进施工选用大刀盘土压平衡式顶管机，水

后座千斤顶安装

顶管掘进机就位

力出土。

井内其它设备安装

顶管机的结构：大刀盘电机驱动土压平衡顶管机主要由大刀盘、大刀盘驱动装

机头调试

置、前后壳体、止转装置、联接两壳体的纠偏油缸组和铰接密封装置、出土螺旋输

工具头进行试运转

送机、纠偏油缸液压动力站和液压管路、润滑油脂泵和油脂输送管路、加泥( 水) 装顶管掘进机穿墙封门拆除

后座顶进

安装出泥系统

置、驱动电机电器柜及顶管操纵台等组成。

大刀盘土压平衡式顶管机的工作原理是：先由工作井中的主顶进油缸推动顶管机

前进，同时大刀盘旋转切削土体，切削下的土体进入密封土仓与螺旋输送机中，并被

挤压形成具有一定土压的压缩土体；经过螺旋输送机的旋转，输送出切削的土体。密

封土仓内的土压力值可通过螺旋输送机的出土量或顶管机的前进速度来控制，使此土

压力与切削面前方的静止土压力和地下水压力保持平衡，从而保证开挖面的

稳定，防止地面的沉降或隆起。由于大刀盘无面板，其开口率接近 100%，所以设在隔

仓板上的土压计所测得的土压力值就近似于掘削面的土压力。

根据顶管机开挖面不同的特性，通过向刀盘正面和土仓内加入清水、粘土浆（或

膨润土浆）、各种配比与浓度的泥浆或发泡剂等添加材料，使一般难以施工的硬粘土、

砂土、含水砂土和砂砾土改变成具有塑性、流动性和止水性的泥状土，不仅能被螺

旋输送机顺利排出，还能顶住开挖面前的土压力和地下水压力，保持刀盘前面的土

体稳定。

本顶管机的技术特点：

A、适应土质范围广，不仅适用于各种土质，而且适用于中粗砂、强风化、中风

化砂岩。

B、施工后地面沉降小，可在覆土层仅为管径 1.5 倍的浅土层中施工。

C、有完善的土体改良系统，可对土体进行改良，从而扩大它的使用范围。

D、开口率达 100%，土压力更切合实际。

E、采用中心支承式刀盘，结构紧凑、重量轻、寿命长、维修保养方便。

F、采用无轴式螺杆，端面出土螺旋输送机，从而提高了出土口的高度及增大了

排除障碍物的粒径。

G、配有先进的控制仪表，纠偏油缸行程及机头的俯、仰和偏转均可数字显示。

H、操作简单、动作灵活、直观可靠。

I 、具有可靠的主轴密封装置。

3.2顶进系统

工作井主顶装置共有四只千斤顶，分两列布置。主顶千斤顶为单冲程千斤顶，

总行程为 1.10m，主顶千斤顶每只最大顶力为4000KN，主顶最大总顶力可达16000KN。实际施工时应控制油压在8000KN。四只油缸有其独立的油路控制系统，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。

3.3出泥系统

大刀盘土压平衡式顶管的出土采用工作井中的主顶进油缸推动顶管机前进，同

时大刀盘旋转切削土体，切削下的土体进入密封土仓与螺旋输送机中，并被挤压形

成具有一定土压的压缩土体；经过螺旋输送机的旋转，输送出切削的土体。

在大刀盘土压平衡顶管机后第一节钢管内，装置一只配有高压水枪和水力机械

的土体处置箱，顶管机输送出切削的土体直接置入箱内，然后采用 TSWA150× 9 级高压水泵抽水用 4 寸进水管输送高压水，将土体破碎稀释形成泥浆，由水力机械结合

排泥不堵泵将泥浆吸出并水平通过 4 寸排泥管输送排放到泥水池或直接排入泥罐车按

文明施工要求和泥浆处理办法，运到永久排放点，不污染沿途道路环境。长距离顶进时，为增强高压输水的能力，拟在土体处置箱处串联增压水泵一台；长距离顶

管时，排泥也采用串联接力形式，排泥泵每隔 200m设置一台。排泥时，可先将泥浆

排入工作井泥浆箱中，然后再启动渣浆泵或备用水力机械进行二级提升。

3.4泥浆系统

3.4.1泥浆减阻

用泥浆减阻是顶管减少摩阻力的重要环节之一。如果注入的润滑泥浆能在管子

的外围形成一个比较完整的浆套，在长距离顶管施工过程中其减摩效果将是十分令

人满意的，一般情况摩阻力可由12~20KN/m2减至 3~6KN/ m2。本工程采用顶管掘进机尾部同步注浆和中继环后面管段补浆两种方式进行减阻。

补浆管一般布置于中继环后面第二节管段及中断环与工具头及后座中间位置，

补浆孔按 90 设置。每道补浆环有独立的阀门控制。润滑泥浆材料主要采用钠基膨润土，纯碱、CMC、物理性能指标：比重 1.05~1.08g/cm3 ，粘度 30~40S，泥皮厚 3~5mm。施工时按土质具体情况调整合适参数。

3.4.2泥浆置换

顶进结束，对已形成的泥浆套的浆液进行置换，置换浆液为水泥砂浆并掺入适

量的粉煤灰，在管内用单螺杆泵压住。压浆体凝结后（一般为24 小时）拆除管路换上封盖，再将孔口封堵。

3.4.3注浆设备

符合物理性能要求的润滑泥浆用BW-200压浆泵通过总管、支管、球阀、管节上

的预留注浆孔压到管子与外管土体之间，包住钢管。管道内的压浆系统布置如图所示。

3.5组合密封中继间与自动控制系统

3.5.1组合密封中继间

本工程中继间采用我司自行研制并获得专利技术的组合式密封中继间，其主要

特点是密封装置可调节、可组合、可在常压下对磨损的密封圈进行调换，从而攻克

了在高水头、复杂地质条件下由于中继间密封圈的磨损而造成中继间的磨损而造成

中继间渗漏的技术难题，满足了各种复杂地质条件下和高水头压力下的超长距离顶

管的工艺要求。

中继环结构布置图

3.5.2中继间布置

本工程顶管长度拟以640m作为基准，顶管共布置 3 道中继间，中继间拟安装40 只 250KN油缸，合计最大顶力10000KN，中继间设计允许转角1°，中继间可通过径向调节螺旋丝自由调节，在圆角方向可以根据需要局部或整体调节，具有良好

止水性能，每道中继环安装一套行程传感器及限位开关与DK-20 自动控制台相连。

中继间布置计算

①掘进机正面阻力N

根据我公司在该地区相关工程施工经验，正面阻力按500KN/m2估算。

经计算：迎面阻力N=4863kN

②每米管壁摩阻力： F=πD·f

F——管壁每延长米摩阻力（KN）

D——管壁外径（ m），D=3.60m

f ——管壁单位摩阻力，取4KN/m2

经计算： F=π D·f=45.2KN/m

③中继间布置

L=（K·P-N） /F

P——中继环设计顶力（ KN）

N——机头迎面阻力（ KN）

F——每米管壁摩阻力（ KN/m）

K——顶力系数0.8

L=（ 0.8 × 10000-4863）/45.2=70m，考虑到第一道中继环的纠偏作用，布置在距工具头 80 米处。

第一道中继环布置于距头部32m处

④第二道以后中继环布置L=（K·P）/F=177m

取间隔 184m布置一道中继环

⑤主顶千斤顶推进长度计算

L=16000/45.2=354m

经计算 640m顶管共需要 3 套中继环。

由于地质资料不完整，实际中继环安放数量及距离根据现场顶进顶力作相应调

整，保证顶管有足够的顶力。

3.5.3自动控制台

中继环自动控制采用我公司自行设计的ZD-20 中继控制台进行程序控制，在顶管过程中按摩擦力的大小，由控制台自动发出信号自动控制中继环，中继环控制台

通过控制电缆、中继箱、远程传感器及限位装置与中继环油泵自控箱连接。按顶进

程序自动控制中继环工作。

中继环自动控制台具有如下功能：

①可以控制各中继环按程序要求自动/ 手动进行顶管。

②可以按要求改变顶进程序。

③可以按受力情况调整每环顶进距离。

④计算机可以从自动控制台自动取样，设置中继环自动 / 手动工作，并适时打印各类数据，供技术人员分析。

3.6通风系统

在顶管中，通风是一个不容忽视的问题，它直接影响至管内工作人员的健康。

为获得理想的通风效果，本工程采用长鼓短抽组合式通风，通风系统安装在距掘进

机 12～15m处，抽风风筒与鼓风风筒分别安装于管内左右两侧，两风筒必须重叠5～10m，抽风机的吸入口在前，鼓风机的排风口在后，并在管道中间配置若干外轴流风扇，向井内排出浑浊空气。

3.7通讯与工业电视监视系统

1）管内通讯与工作面现场通讯采用HE系列自动电话总机，用机械拨盘式电话机互相联系。电话设置在水泵房、压浆棚、各工种间、中控室、办公室、掘进机、

每道中继环、工作井内。

2）配备 2 只低照度摄像头，一只安装于顶管机操作台处，监测操作台各项数据；一只安装于工作井内，监测主千斤顶的动作，监视器安装中央控制室，以利技术人

员正确指挥。

3.8供电系统

工作井现场由变压器供电，为适应供电要求配置电容补偿柜。输出端电缆分三路，分别供工作井上供电系统、井下顶管机头、及井内主千斤顶。

第一路：泥浆间： 2×15KW，各工种间： 10KW，现场照明： 20KW

第二路：后座油泵： 2×20KW=40KW，电焊机： 4×20KW=80KW

第三路：工具头：大刀盘土压平衡200kw （含出泥系统），中继间： 20KW 管内照明： 10KW

管内供电系统配备可靠的触电、漏电保护措施。井上井下与管内照明用电采用

36v 的低压行灯。现场配电间为适应上述要求，安装600A主受电柜一只，分别输入3 只配电屏，经 3 路分送至各用电部门。

3.9测量系统

3.9.1平面控制网的建立

地面上按业主、设计院提供的井位轴线控制桩定位。采用T2 经纬仪测量。

工作井施工结束后，按工作井穿墙孔实际坐标与设计终点的坐标测量放线，定

出管道顶进轴线并将轴线投放到工作井测量平台上和井壁上。在沉井四周建立测量

控制网，并定期进行复核各控制点。

工作井上下点的投放采用索佳PD-3 天底仪（精度 <1/200000）。

投放顶管测量始测点和 2 个后视点，始测点设在顶管后座专用测量平台上，后视点设于穿墙孔上部的井壁上，定期互相校核。

3.9.2管道轴向测量

施工管道轴向测量采用高精度激光经纬仪进行测量，测量主要用导线测量法，

测量平台设在顶管后座处。测量光靶安装在顶管机尾部，测量时激光经纬仪直接测

量机头尾部的测量光靶的位置，并根据机头内的倾斜仪计算机头实际状态。

3.9.3顶管水准测量

水准仪测量精度由于顶进距离长而略有降低，传统方法用联通管测量，由于水

经过一定时间沉淀会分解出气体引起测量误差，为进一步提高管道水准测量精度，

本工程水准测量采用硅油微压差计测量系统。

在工作井地面设置硅油箱和标准压力传感器，根据测定硅油标准箱和顶管机头

部前端装置内的硅油压力差，通过数据电缆与中央控制室内PC联接，计算出在水准方向上偏离顶进基线的偏差量。

为了确保顶进轴线无较大偏差，在顶进到最后30～50m时，用人工测量的方式，对管道进行全线复核，确保测量工作做到万无一失。

4、顶管施工方法及技术质量保证措施

4.1测量以及设备安装

4.l.1测量的方法

①通视条件下的测量：使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至 A 点，后视 B 点，作 BA直线的延长线，并在工作井后部定出一点C。保证 C、A、B 在一条轴线上，置经纬仪在 C 点上，后视 A 点，在工作井井壁上定出一点 A，，置激光经纬仪基座于井下 D 点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于 A 点，后视 B 点，在激光经纬仪器架上定出 D 点，D 点同 A，，A，B 点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中 D 点，后视 A，点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。

②不通视条件下的测量：引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A，，其余步骤同通视条件下测量定位。

4.1.2后靠背导轨及千斤顶的安装

轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100～ 200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心与轴线相重合，调整方法见图：

顶

进

方

向

'

在轴线定好后即可安装导轨以及千斤顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨

顶面至轴线的高差 h，至水平仪于井下，在井四周作出 4～6 个临水点，保证轴线标

高-临水点高程 = h ，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导

轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直

投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。

引轴线至井底前后两侧 A、B 两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点 C，开始放置后靠背时尽量使 C 点在 AB的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于 10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点 D、D' ，测量 AD和 AD'的距离，只需保证 AD的距离约等于AD'的距离即可，误差不应大于 3cm，后靠背左右方向确定后即固定下面两侧

各一点，后使用线坠调整前后方向即可，最后根据实际情况填塞 C15-C30 的混凝土至

井壁到后靠背的间隙。千斤顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平千斤顶后

只要保证所用千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。斤顶合力中心应在钢管中心偏下

直径的 1/4 ～ 1/5 处，主推千斤顶安装于后座型钢支架上。千斤顶安装要求：对称布置，保持受力均匀。

②安装位置允许偏差± 3mm，头部偏差小于± 3mm，水平偏差小于± 2mm，确保顶进时处于受力良好状态。

导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主

导轨保持一至，此副导轨用于防止机头进洞后磕头，见下图：

砖封门

副导轨导轨

增高装置

增高装置可根据顶管机的重量以及增高量选择钢支架或砼垫层。

4.2出泥系统的安装

泥浆池或泥罐车应尽量靠近工作井边，可采用串联法，见图：

注

排泥

浆

系

统

补水

排

泥水泥

泵

罐

箱车

旁

通

装

置

送水泵

送水

泥浆池或泥罐车尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩

阻力。

注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配

置减压系统，在泵出口处 1 米外以及顶管机头部注浆处各安装一只隔膜式压力表。

4.3顶管出洞方案

出洞前所有顶进设备及顶

管掘进机必须全部安装就位，

设备需试运试。从工作井中出

洞开始顶进是整个施工过程中

的关键环节之一。为确保顶管

机顺利出洞，防止土体塌涌入

工作井，出洞前先在工作井穿

墙管外边侧前打设一排钢板

桩，钢板桩入土深度达到工作井底板以下 1m左右。为确保出洞时的绝对安全，如果

穿墙管内没有进行加固，通过闷板上的注浆孔进行压密注浆加固，以起到挡水隔泥作用。确保出洞安全后，才能拆除闷板。闷板拆除后，随即马上安装穿墙止水装置。这

种穿墙止水装置的特点是用复合橡胶止水，根据水头压力可以用一层～三层来选

择，而且止水橡胶预先装入穿墙管装置系统，既能平面止水（闷板与法兰间），又能轴向止水（管段与穿墙管间）。当顶管机出洞时，先把穿墙管清理内垃圾，这时由于

钢板桩挡住，土体不会涌入。等到顶管机推进到距钢板桩 50～100mm时，洞口止水圈已能发挥作用了，然后再按出洞口一侧向另一侧依次拔除钢板桩。为减少钢板桩

拔除过程中对顶管机正面土体的扰动及可能出现的建筑间隙，钢板桩全部拔除后应

立即顶进，缩短停顿时间。

在出洞施工初期，由于顶管机正面主动土压力远大于顶管机及顶进管节的周边

摩阻力和与导轨间摩阻力的总和，因此当主顶油缸回缩时极易产生管节后退，引起

顶管机前方土体不规则坍塌，使顶管机再次推进时方向失控和洞口止水装置受损危

险。为此，采取在管节后部的发射架上增加一个限位设置，控制后退，直至钢管外

壁摩阻力大于掘进机正面水土压力后取消限位。

4.4顶管机出洞防磕头措施

顶管机出洞时由于工作井下沉时周围土体被破坏或在出洞时洞外泥水流失过

多，造成出洞时顶管机因自重太重而下磕，为防止这一现场产生，采取以下措施：顶管机就位后，将机头垫高５mm，保持出洞时顶管机有一向上的趋势。

调整后座主推千斤顶的合力中心，出洞时观察顶管机的状态，一旦发现下磕趋势，立即用后座千斤顶进行纠偏。由于距离较短。这一方法效果会非常明显。

由于洞中外侧进行了加固措施，也进一步防止了磕头现象的产生。

4.5施工参数控制措施

（1）初始顶进

a、顶进速度

初始顶进速度不宜过快，一般控制在10mm/min左右。

b、出土量

加固区一般控制在105%左右，非加固区一般控制在95%左右。

（2）正常顶进

a、土压力设定

结合实际施工经验，设定值应介于土压力的上限值与下限值之间。

b、顶进速度

一般情况下，顶进速度控制在20～ 30mm/min，如遇正面障碍物，应控制在10mm/min以内。

c、出土量

严格控制出土量，防止超挖及欠挖，正常情况下出土量控制在理论出土量的98%～100%。

4.6管道抗扭转措施

顶进过程中由于周围土质的变化、设备安装、纠偏的影响及管内设备的不均匀性等会造成推进时管道发生不同程度的扭转，直接影响到施工质量。因此主要采用以下措施：

①在管内设备及管道安装时，根据重量平衡原理，在安装设备及管材的另一侧配以相同重量的配重，使管道顶进时左右重量保持平衡。消除人为造成管道扭转的因素。

②顶进时在掘进机及每个中继环处设有管道扭转指示针。一旦发现微小的扭转即用单侧加压配重的方法进行纠扭。因此配备了30t 压铁。单块重量为25kg。

③严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作要求。

④工具管设置测力装置，以便测定平衡力的大小指导纠偏。

⑤刀盘不能单方向旋转，视顶管机旋转趋势，要经常变换方向。

⑥顶进前应逐台调试千斤顶，应采用同种规格，并使液压泵到千斤顶之间的距离相等、管径一致。

⑦管内设备布置重量要对称，主油缸安装要平稳，并且与管轴线平行。

4.7顶管轴线控制措施

由于本工程顶管施工穿越的土层土性很不均匀，顶进施工中极易产生向轴线偏差，因此，在顶进施工中应采取必要控制措施，确保施工质量。

施工控制：在施工前应掌握施工区域较详细地质情况，施工中应及时观测前舱土压力变化情况，及时调整出土量与顶进速度的关系。并及时调整顶管机头部姿态及后座纠偏油缸推力的大小来及时纠偏。在顶管同时穿越不同土层时，可采取工具头向下保持一定倾角顶进。施工中应利用中继环进行辅助纠偏。

顶管要按设计要求的轴线进行，主要是顶管机头部测量与纠偏的相互配合。纠偏是完成管道线型的主要手段。纠偏原则如下：

勤测勤纠：即每顶进一段距离，测量一次顶管机头部轴线及标高偏差情况。用电话通知顶管机头部纠偏人员，纠偏人员再将顶管机头部现在纠偏角度、各方向上千斤顶的油压值、轴线的偏差等报给中控室，输入微机。微机将显示出纠偏方法、数据，再按此进行纠偏。

小角度纠偏：每次纠偏角度要小，微机每次指出的纠偏角度变化值一般的都不大于 0.5 ，当累计纠偏角度过大时应与值班工程师联系，决定如何纠偏，此时应特别慎重。

纠偏操作中不能大起大落，如果在某处已经出现了较大的偏差，这时也要保持管道轴线以适当的曲率半径逐步地返回到轴线上来，避免相邻两段间形成的夹角过大。

4.8地下有害气体防治措施

由于顶管穿越的土层，可能存在沼气等有害气体，因顶管采用的顶管机对地下水及有毒、可燃气体有良好的密封作用，一般情况下对施工不产生影响，为防止意外，因此采取以下措施：

1、在顶管机内及管道设置有毒有害气体报警装置，同时按管内施工人员数量配备足够的氧气面罩，以备急用。

2、管内设置应排风管道，由轴流风机将气体排出井口，一旦报警装置显示管内

有害气体，即启动排风系统，迅速抽取管内有害气体，并通过程控电话通知供气房，加大对管内净化气体的供应量。

3、建立健全管内动火制度，中继环处配置干粉灭火机及泡沫灭火机，管内施工

员人不允许吸烟，管内动用明火施工必须开具动火证明且专职安全员在场监督。

4、如果发现开挖土体含大量沼气，且浓度较高时，立即停止顶管施工。会同工

程技术人员制定详细、周密的施工方案，报监理、业主同意后方可继续施工。

4.9穿越重要构筑物的保护措施

在穿越重要构筑物顶进前，先在构筑物及前面一定范围沿顶进轴线上设若干变

形监测点。首先通过计算确定顶管机正面土压力值，然后通过监测区的地表变形量

来调节和修正正面土压值的大小，并在施工中注意控制出土量，不得超挖或欠挖。

使顶进时对地表的变形控制在+10mm，-30mm以内。同时将顶进速度降低在

3~5mm/min

以内，以较低的速度平缓通过大堤，并在顶管机尾部进行同步注浆，减小管壁与周

围土体的摩阻力，降低顶进对土体扰动的影响范围，并可以填充顶管顶进后管道外

壁的建筑空隙，防止地面沉降。

穿越结束后，采用水泥浆置换减阻泥浆，使管道周围的地基土与浆液凝结体形

成密实的地基土，从而杜绝沿管壁渗流的可能，确保构筑物的安全。同时应对构筑

物进行注浆加固。

4.10减阻泥浆管理及控制

长距离顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进

阻力最有效的方法是进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进

时的摩阻力，我们在注浆时做到以下几点：

①选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水量

和动塑比。

②在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。

③膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供应商的建议但都必须按

照规范进行，使用前必须先进行试验。一般性能见下表：

膨润土纯碱掺加药剂漏斗粘度视粘度CP 失水量ml终应力比重稳定性8％4‰Cmc、PHP l ’19”22112.680 1.0480~0.001

④压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进

段的桨液形成情况。

⑤注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。在注浆孔中设

置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响注浆效果。

⑥注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。

⑦注浆泵选择脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相应配。

4.11地面沉降控制措施

①地面沉降控制监测

地表监控采用地表和深层观测相结合的方法。沿顶进轴线的管线保护和重要区

段应增加每天监测次数以致进行24 小时跟踪监测。正常情况下地面的观测点每天进

行1～ 2 次沉降跟踪观测，经数据处理分析后作为及时调整顶管机参数的依据，减小

地面沉降量。

②顶管注浆

顶管注浆压力和注浆量是直接影响地面沉降的关键因素，为精确控制注浆压力和

注浆量，施工中应用“综合信息控制法” ，能有效控制地表沉降量要求的范围内。

四、施工计划

1.施工进度计划（以双排 640m为准）

施工准备 15 天；

顶管顶进 60 天；

顶管工具头割除及管内设备拆除 15 天；

实际工期根据施工场地实际交付情况作相应调整。

2.施工资源计划（以双排 640m为准）

2.1主要施工机械设备计划

序号设备名称（型号规格）

功率

数量备注/ 能力

1履带吊120t1 2电焊机AX-5002

3电焊机BX-5008 4砂轮机S3-3502 5潜水泵QY-2.58 6泥浆泵φ 1004 7泥浆泵φ 1504 8低压水泵400m3/h2 9高压水泵75KW1 10砂石泵75KW2

11

3

2电动空压机10m

12水力机械2

13大刀盘土压平衡顶管机DN36002

14主顶油缸400t6

15主油泵车DB-3003备用 1 台

16中继环φ 36006按进度陆续进场17中继油泵车ZB-3006按进度陆续进场18触变泥浆站1

19压浆机BW-2002

20空气滤清器2

21轴流风机CF-52

22经纬仪T22

23水准仪NA22

2.2劳动力计划

序号名称人数1起重工4

2机、钳工各 2

3电工2

4电焊冷作工10

5测量工2

6泥浆工2

7普工20

合计44

五、环境监测

1.工程情况

严桥支线输水管道顶管在浦东新区主要交通干道两侧绿化内施工，附近建筑物

较多；输水管道顶管直径较大，均需穿越A20立交和磁浮快速轨道交通高架。

2.监测内容

在工程施工中，不仅要保证工程的安全、质量和进度。亦需对工程四周环境，

交通干线加以保护，使其受影响减到最小程度。

因此，根据工程具体情况于输水管道顶管轴线两侧 15m范围内的管线，建（构）筑物，地表变形等相邻环境进行监测。主要有居民房、高压电线杆等，特别在高架立交处布置沉降观测点，昼夜进行监测。

3.测点布设①邻近建（构）筑物沉降监测点的布置，主要从顶管施工引起的地面

沉降的影

响范围这一角度出发，来确定被监测的邻近建筑物、构筑物是否安全，防止因施工

而引起邻近建（构）筑物的结构破坏。建（构）筑物沉降点一般布设在建（构）筑

物主要受力点部位。

②顶管施工时，沿顶管轴线布置若干垂直于轴线的观测断面，每个断面设 5 个观测点，对施工引起的地面沉降进行监测。采用水准仪测量。

③为了保护建（构）筑物，避免因土体沉降引起建（构）筑物的破坏，须对建（构）筑物进行必要的沉降观测，严密控制建（构）筑物的下沉量。按建（构）筑物

的重要性、危险性有选择地在建（构）筑物设立一定密度的监测点，监测建（构）筑

物是否发生沉降等情况。即在建（构）筑物垂直上方布置地面沉降观测点，通过地面

沉降来确定建（构）筑物面的下沉量。

测点密度为每 5m设一点，范围为顶管轴线两则各15m，设沉降点 3 个，测点间

距为 5m。

4.监测频率

①建（构）筑物监测在顶管经过时，每天8 次，穿过后每天 4 次，共测二周。

②顶管施工地面沉降观测范围为顶管机头前后各20m，每天二次，顶管机头后20m以外，每周测二次，后期沉降观测每月一次。

六、安全文明施工保证体系

1.安全保证管理体系

项目经理作为项目生产安全地第一责任人，全面负责项目各项安全管理工作的

实施。项目安全工程师检查工程施工过程中各项安全措施到位情况。安全员、项目

管理人员以及各工种的班组长，对自己所负责施工内容进行直接安全管理。

安全管理网络图

项目经理

项目副经理项目工程师

钳工组电工组起重组基础公司综安材机合施技质

2. 安全保证措施

料管同工术量合全

员员员员员员员员

⑴建立、健全各级安全生产责任制，责任落实到人；

⑵进行全面的针对性的安全技术交底；

⑶各项经济承包有明确的安全指标和包括奖惩办法在内的保证措施；

⑷特种作业人员必须培训考试合格后持证上岗；

⑸建立定期安全检查制度，查出隐患必须定人限时整改；

⑹进入施工现场，必须遵章守纪，佩带安全帽；高空作业无安全设施的必须戴

好安全带，并扣好保险钩；

⑺施工现场按规定悬挂“七牌二图”与安全标牌及灭火机；

⑻支架、脚手架搭设必须规范，建立现场巡视值班制度，发现隐患立即整改。

3.重点工序的安全措施

3.1 管内通风

由于顶管距离长，管内施工作业频繁，管内空气流通不畅，并且顶管穿越的土

层，可能存在沼气等有害气体，为保证作业人员的健康，需采取以下措施：

1、管内采取抽吸式通风方式，采用空压机将新鲜压缩空气送至顶管机头部；排

气采用管内设置三道轴流风机排气，保证浑浊空气及时外排。

2、在顶管机内及管道每30m处设置有毒有害气体报警装置，同时按管内施工人员数量配备足够的氧气面罩，以备急用。

3、建立健全管内动火制度，中继环处配置干粉灭火机及泡沫灭火机，管内施工

员人不允许吸烟，管内动用明火施工必须开具动火证明且专职安全员在场监督。

4、如果发现开挖土体含大量沼气，且浓度较高时，立即停止顶管施工。会同工

程技术人员制定详细、周密的施工方案，报监理、业主同意后方可继续施工。

3.2顶管用电安全

因本工程为长距离顶管，虽然采用高压水作为动力，但管内用电也必须注意安全。管内供电系统必须配备可靠的触电、漏电保护装置。井上井下与管内照明用电

采用 36v 的低压行灯。施工中应保证高压电缆、配电箱具有良好的绝缘性能，电缆

接头应连接方便可靠，电器设备的检修维护必须有专人负责。同时作业人员必须具

备高压电操作技能，做到持证上岗。

3.3管节吊运

顶管施工中钢管节需在地面吊运入井，垂直运输十分频繁。故极易发生坠物伤

人事故。因此施工中应在井四周设安全挡板，防止井边坠物伤人；起重履带吊等设

备有限位保险装置，不带病、超负荷工作并定期检修：履带吊操作由专人持证上岗：吊装时，施工现场有两名指挥，井上下各一名：定期检查料索具，发现断丝超标、

钢丝绳棱角边损坏等现象，及时报废更换；同时加强施工人员教育，严禁向下抛物。

4.环境保护

本工程重点工序为顶管施工。施工主要废弃物为顶管施工产生的大量泥浆，由

于本工程施工规模大，产生的泥浆量也十分巨大，如不能够及时处理将可能对周边

环境产生较大影响。因此，我公司结合以往施工经验，以及根据现场实际情况，施

工产生的泥浆直接通过泥罐车排放到有关部门指定区域，避免污染环境。

5.现场文明施工措施

施工区域与非施工区域必须严格分隔；施工现场必须做到挂牌施工和管理人员

配卡上岗；工地现场施工标必须堆放整齐；工地生活设施必须清洁文明；工地现场