顶管和隧道暗挖施工技术分析
顶管施工概述及施工技术方案
顶管施工概述及施工技术方案目录顶管技术简介 (2)一、工程技术 (2)1、种类 (2)2、类型 (2)二、工作原理 (3)三、分类 (3)四、现状分析 (3)五、发展过程 (4)六、发展方向 (6)七、存在问题 (7)八、施工工艺 (8)（1）主顶： (8)（2）中继间： (8)（3）接口： (9)（4）注浆工艺： (9)顶管工程施工方案 (10)第一章沉井施工 (10)第一节基坑测量放样 (10)第二节基坑开挖 (10)第三节刃脚垫层施工 (11)第四节立井筒内模和支架 (11)第五节钢筋绑扎 (11)第六节立外模和支架 (12)第七节浇捣混凝土 (12)第八节养护及拆模 (13)第九节封砌预留孔 (13)第十节井点安装及降水 (13)第十一节凿除垫层、挖土下沉 (14)第十二节沉降观察 (14)第十三节铺设碎石层及C15素混凝土垫层 (14)第十四节绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土 (15)第二章顶管施工 (15)第一节机头选型： (15)第二节顶进设备及顶进工艺 (15)第三节管道内辅助管道的辅设 (16)第三章施工技术管理 (17)第一节质量管理 (17)第二节进度管理 (19)第三节安全管理 (20)第四节文明生产管理 (20)第五节施工工期 (20)顶管技术简介一、工程技术非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。
这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。
非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语，它涉及的是利用少开挖，即工作井与接收井要开挖，以及不开挖，即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换，顶管直径DN800—4500。
通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工作井内的管子可在地下穿行1500米以上，并且还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。
220KV电缆砼顶管越江隧道工程超深基坑施工技术
220KV电缆砼顶管越江隧道工程超深基坑施工技术引言超深基坑的施工手段繁多，涉及到基坑的围护，基坑支撑与开挖、封底及环境的保护等各个方面的工艺，施工难度和风险极大，有很多失败的先例，特别是在承压水的作用下，实施干封底的例子还是比较鲜见。
本文从复兴东路220KV电缆砼顶管越江隧道工程工作井基坑施工中克服离黄浦江近，受承压水作用，周围环境复杂等困难，成功进行了基坑制作并实施干封底的实例，来分析说明超深基坑的施工工艺。
工程概况我们市政二公司于99年元月承建了复兴东路220KV电缆砼顶管越江隧道工程。
本工程工作井在浦东，接收井在浦西，顶管为Φ2600钢筋混凝土管，长度为530米；其工作井为圆形，外径为18.574米，有效内径为16米，采用钢筋混凝土地下墙作围护结构，墙厚0.8米，连续墙入土深度44.30米，基坑开挖深度为32.45米，钢筋混凝土底板厚2米。
内衬采用逆作法施工。
这样的工程在上海市来说应当属于难度较大的深基坑施工工程，其难度有以下几点：连续墙施工。
连续墙深度达44米，按地质资料土表下18米内有流沙层，且要穿越坚硬的第⑥层暗绿色粘土层以及第⑦层草黄色粉砂层（即上海市第一承压含水层）。
基坑封底。
基坑深度32米，要挖穿第⑥层暗绿色粘土层，2米厚钢筋混凝土底板坐落在⑦层承压含水层中，承压水水头标高可达-4.46米，压力约为273KN/M2。
环境保护困难。
工作井位于上海港务局东昌装卸公司的场区内，距黄浦江防汛墙约50米，场区附近有上海油脂一厂的厂房和若干油罐，及长江航运公司供应站的建筑物，工作井与相邻的煤气过江管工作井的中心距约为41m，与煤气仪表房距离不到2米。
工作井工程地质情况浦东工作井工程地质情况参考上海市民防地基勘察院编制的工程地质勘察报告（1997年2月）。
土层编号土层名称层底标高(米)层厚(米)渗透系数(×10-5cm/s)标准贯入度(击)地基土强度(KPa)①1a杂填土1.113.8----------②1粉质粘土0.610.5----------②2粉质粘土-0.090.70.09----------②3粉质粘土-2.692.62.380③淤泥质粉质粘土 -5.192.50.080.565④淤泥质粘土-13.1980.860⑤1a灰色粘土-17.894.7相对隔水层2.470⑤1b粉质粘土-20.8932.780⑥褐绿色粉质粘土-24.894相对隔水层16.3160⑦1b草黄色粉砂----------承压含水层35.4>200⑦1b层为承压含水层，水位埋深9.12米，相当于标高-4.46米。
顶管施工详解
一、真空泵抽水系统
• 井点排水要求降低的水位不大，不超过数米，所排水 量一般较小，因此常采用真空系统抽水。 • 采用真空泵的井点称为轻型井点，轻型井点降水深度 一般不超过6m。
二、水射泵抽水系统
• 有自来水的地方，可用水射泵形成真空，称为喷射井 点。水射泵造成的真空度较高，降水深度可达8m。 • 在管道施工中，井点常沿沟槽排列成行，用总管连接， 总管通真空系统。
施工预算
施工说明 编制 施工 组织 设计
工程性质、范围、工期； 施工方法和进度； 施工材料和机具设备； 确保工程质量和安全施工的技 术措施； 劳动力安排； 施工用地安排； 雨季、冬季、汛期的施工措施。
施工总平面图、施工分段图、 施工工艺图 总进度计划表、材料供应计划 表、机具设备供应计划表、劳 动力安排计划表。
送水、排泥泵
挤压式
挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一 段土体被挤进顶管机头，然后用钢丝绳沿挤压口内缘切 断土体，落在出土车或运土机上，运至工作坑。
挤压切土法
机械切土法
机械切土： 机头设有刀盘而 进行机械切土， 边切土边顶进， 切削下来的土， 用输送机运至 工作坑。
2、 管节顶进方向控制
施工设计图 施工计划表
施工预算
预算编制说明、分类工程量计 算清单、工程预算
初步验收 竣 工 验 收 竣工终验
由施工单位组织，邀请 有关工程建设单位、工程设 计单位、监理单位、质量管 理部门和工程接管单位参加
建设单位组织，必须对 工程竣工技术资料进行详细 验收
前期阶段文件
工程项目的有关请示、批复、 批准文件、立项报告、可研 报告、初设报告及其批复、 工程概况、施工合同、规划 许可证、工程地质勘查报告、 设计计算书 工程开工及竣工申请报告、 施工组织设计、工程预算清 单、交领桩记录、工程控制 点及施工基准线放样、复核 记录、工程质量检查文件。 施工材料质量保证文件、设 计变更依据性文件、监理工 作文件 工程竣工报告、各专业竣工 验收鉴定证书、工程质量保 修书、工程决算、施工总结、 全套施工图
隧道施工中的顶管施工工艺
隧道施工中的顶管施工工艺在隧道施工中，顶管施工工艺是一种常见且重要的施工方法。
本文将介绍顶管施工工艺的原理、步骤以及存在的问题与解决方案。
一、顶管施工工艺原理顶管施工工艺是指利用顶管机将管道从地面或者隧道入口顶部推进到目标位置的施工方法。
其原理是通过推进机械力量将管道逐段推进，并在推进过程中进行对隧道壁的支护，确保隧道稳定。
二、顶管施工工艺步骤1. 前期准备：确定隧道施工区域，并进行地质勘察和设计。
制定详细的施工方案，包括推进路径、推进机械选择等。
2. 隧道开挖：采用传统的隧道开挖方法，如爆破法或掘进机法等，开出足够大的隧道空间，以便顶管施工。
3. 支护施工：根据地质情况选择合适的支护方式，例如钢架支护、喷锚支护等，确保隧道的稳定和安全。
4. 顶管推进：选择合适的顶管机械进行推进作业，在推进过程中对隧道壁进行支护，以防止坍塌和不稳定。
5. 隧道封闭：当顶管推进到目标位置时，进行管道的封闭和连接工作，确保隧道的密封性和使用功能。
6. 后期验收：对施工质量进行验收，检查顶管施工是否符合要求，确保工程质量。
三、顶管施工存在的问题与解决方案1. 地质条件不确定性：隧道施工过程中地质条件的复杂性会给顶管施工带来一定的风险。
解决方案是进行充分的地质勘察，在施工前做好地质预测，并采取相应的处理措施。
2. 坚硬地层施工困难：在坚硬地层进行顶管施工时，可能会遇到推进困难或机器受损等问题。
解决方案是选择适当的推进机械，如盾构机等，提高施工效率和质量。
3. 隧道腐蚀问题：隧道内部环境复杂，可能存在腐蚀性物质，对顶管施工造成影响。
解决方案是选择耐腐蚀材料，加强隧道内通风和排水系统的建设。
4. 施工期间交通管制问题：隧道施工会对周边交通造成影响，需要进行交通管制和引导。
解决方案是提前制定周详的交通管理方案，并与相关部门进行合作，确保施工期间交通秩序的正常进行。
隧道施工中的顶管施工工艺是一项复杂而关键的工程，需要在地质勘察、施工方案设计、机械选择和通风排水等方面做好充分准备。
长距离顶管施工难点及技术安全控制分析
长距离顶管施工难点及技术安全控制分析长距离顶管施工是一种在城市建设和基础设施建设中广泛使用的技术。
它能够在不破坏地面或道路的情况下完成管道、河流或高速公路的穿越和连接。
虽然长距离顶管施工技术在工程建设中具有重要的应用价值，但由于施工难度大，风险高，安全问题备受关注。
因此，本文将分析长距离顶管施工的难点以及技术安全控制措施。
一、长距离顶管施工难点1.复杂的地质条件地质条件是决定长距离顶管施工难度的主要因素之一。
因为不同的地质条件会影响到施工的难度和安全，需要针对不同的地质情况采取技术措施。
特别是在沉积岩和城市地区的地下情况较为复杂，需要采用先进的技术手段。
2.管道长度与深度长距离顶管施工通常是通过顶管机进行，因此，管道的长度和深度是另一个决定施工难度的主要因素。
长距离顶管施工通常要求顶管机能够在地下挖掘直径为3米至5米的隧道，所以在施工过程中要保持隧道的纵向和横向稳定是一个关键的问题。
3.施工环境复杂长距离顶管施工需要大量的设备和人员，此外，由于地面交通等因素的干扰，施工环境十分复杂。
因此，施工现场安全和人员管理十分重要。
二、技术安全控制措施1.地质数据调查与分析顶管施工前需要进行详细的地质研究和数据分析，以确定不同地质条件下的管道顶管施工措施和施工方法。
对于复杂地质条件，需要采用高精度的地质勘探和测绘技术。
2.先进的施工设备和技术采用先进的施工设备和技术是提高长距离顶管施工效率和质量的关键措施。
例如，在地质状况复杂的区域，可以采用掘进机和综合机械；在城市地下管线密集区域，可以采用橡皮轮挖掘机，以适应狭小的施工工作空间。
3.安全监测和控制在施工过程中，需要严格控制地质变形、地质应力、管道变形等施工风险。
可以通过使用遥感技术、地质监控和引导钻孔技术等手段进行实时监测和控制。
4.人员管理和培训人员管理和培训是长距离顶管工程中的重要措施。
需要对施工现场进行人员培训，确保工人具备必要的技能和安全意识，在施工过程中严格执行安全标准，提高施工安全性。
大断面矩形隧道顶管顶进施工技术要点
大断面矩形隧道顶管顶进施工技术要点大断面矩形隧道顶管顶进施工技术是一种在地下挖掘大型矩形隧道时常用的施工方法。
它主要通过在隧道前方设置顶进井，在井内完成隧道顶部的施工工作，然后再向两侧挖掘，并在挖掘过程中不断向前推进。
以下是大断面矩形隧道顶管顶进施工技术的要点。
1. 井眼设置：首先需要在隧道的前方设置一个顶进井（或称顶送井），这个井眼是施工的起点。
井眼的位置和尺寸应根据具体情况，如隧道的设计要求、地质条件等来确定。
井眼需要加固，保证其稳定性。
2. 顶进设备：在顶进井中设置顶进设备，这包括顶进机、顶进导轨、支撑设备等。
顶进机的选择应根据隧道的尺寸和施工要求来确定，常见的有履带式顶进机、盾构机等。
导轨的作用是引导顶进机前行，确保隧道的准确施工。
3. 施工参数调整：在施工过程中，需要根据地质条件和顶进机的工况情况来调整施工参数。
包括推进速度、土压力、注浆压力等。
通过调整这些参数来确保施工的安全和效率。
4. 顶板施工：施工开始后，顶进机将从井眼向前推进，同时进行顶板的挖掘和支保作业。
挖掘过程中需要及时排除岩石碎屑，保持隧道的清洁。
支护作业要根据地质条件和隧道设计要求来选择合适的支撑方式，如液压支撑、钢拱等。
5. 横向挖掘：顶板施工完成后，顶进机开始进行横向挖掘，从顶板向两侧挖掘。
横向挖掘过程中需要注意避免对旁边的建筑物和地下管线的影响。
可以采取多种措施来确保挖掘的安全，如监测变形、加固措施等。
6. 顶进施工效果检查：在施工过程中，需要不断对顶进施工效果进行检查。
主要包括隧道的几何形状和尺寸、地表沉降情况、顶进机的工况等。
通过检查来评估施工的质量和效果。
7. 顶进施工完工：当顶进机完成横向挖掘后，即可认为顶进施工完成，可以开始后续的施工工作，如顶板毛刺处理、支护结构加固等。
大断面矩形隧道顶管顶进施工技术是一种常用的地下挖掘方法，通过合理的施工参数和措施，可以确保施工的安全和效果。
在实际施工中，需要根据具体情况进行调整和改进，以满足工程的要求。
顶管法施工技术
顶管法施工技术5.1 顶管法施工的概念顶管法是指隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。
顶管法属于非开挖施工,是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术,它不需要开挖面层就能穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。
顶管法施工工序是:在工作坑内借助顶进设备产生的顶力克服管道与周围土壤的摩擦力,将管道按设计坡度顶入土层中,并运走土方。
一节管道顶入土层中后,接续顶进第二节管道,这样依序顶入各节管道,做好接口,建成涵管。
其原理是借助主顶油缸、管道间及中继间等推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。
管道紧随其后,埋设在两坑之间,以实现非开挖敷设地下管道。
顶管法施工原理见图5.1。
图5.1 顶管法施工原理示意图5.2 顶管法施工技术发展史顶管法施工是继盾构法施工之后发展起来的地下管道施工方法,最早应用于1896年美国北太平洋铁路铺设工程,已有百年历史,20世纪60年代在世界各国推广应用,1970年,德国汉堡下水道混凝土顶管,直径 2.6m,一次最大顶进距离1200m,为国外首次最大顶距。
近20年,日本研究开发土压平衡、水压平衡顶管机等先进顶管机头和工法。
20世纪50年代中国从北京、上海开始试用。
1986年,上海穿越黄浦江输水钢质管道,应用计算机控制,激光导向等先进技术,单向顶进距离1120m,顶进轴线精度:(-150,+150)mm,上下(-50,+50)mm。
1981年,浙江镇海穿越甬江管道,直径2.6m,单向顶进581m,采用5只中继环,上下左右偏差(-10,+10)mm。
1997年,中国上海黄浦江上游引水工程长桥支线钢管顶管,直径 3.5m,一次最大顶进距离为1743m,创造了钢管顶管世界纪录。
2001年,中国浙江嘉兴污水钢筋混凝土顶管,直径2m,一次最大顶进距离为2050m,创造了混凝土顶管世界纪录。
5.3 顶管机分类(1)按顶管口径大小分为大口径、中口径、小口径和微型顶管四种。
大断面矩形隧道顶管顶进施工技术要点
大断面矩形隧道顶管顶进施工技术要点隧道是现代交通运输和基础设施建设中非常重要的部分，而矩形隧道顶管顶进施工技术则是其中的关键部分之一。
矩形隧道是指隧道的横截面形状为矩形，而顶管顶进施工技术则是指在地下施工时，先进行地表切割，然后从地表向下推进隧道顶管的施工技术。
在施工过程中，有一些关键的技术要点需要特别注意，以确保施工质量和安全。
对于大断面矩形隧道顶管顶进施工来说，施工前的准备工作非常重要。
在进行隧道顶管的顶进施工前，需要进行充分的勘察和试验。
勘察要求对地质、水文、地下管线等情况进行详细调查，确保在施工过程中能够及时处理各种地质灾害和水文问题。
同时还需要进行试验，在试验施工的过程中，要对各种设备和工艺进行充分的验证，确保可以适应实际的施工环境和要求。
在进行顶管顶进施工时，需要对隧道顶部进行加固和支护。
由于顶管顶进施工是从地表向下推进的方式进行的，所以在顶进施工前要对顶部进行加固和支护，以确保安全和稳定。
加固和支护的方式可以根据具体的地质条件和隧道结构进行选择，比如可以采用钢架支撑或者喷射混凝土等方式，来确保顶管施工的安全性。
顶管顶进施工需要充分考虑隧道内的通风和排水。
在进行顶管的顶进施工过程中，隧道内的通风和排水是非常重要的。
特别是在进行大断面矩形隧道的顶管顶进施工时，隧道内部空间较大，通风和排水更加重要。
在施工过程中，要确保隧道内的通风系统和排水系统正常运行，并定期对其进行检查和维护，以确保施工中的工作环境和人员安全。
隧道内的施工设备和机械也是大断面矩形隧道顶管顶进施工的重要技术要点之一。
在进行隧道施工时，需要使用各种专业的施工设备和机械，比如盾构机、液压钻机、岩石卸载机等。
这些设备和机械需要在施工前进行充分的检查和维护，以确保其正常运行。
同时还要对操作人员进行专业培训，确保他们能够熟练操作这些设备和机械，保证施工的顺利进行。
在进行大断面矩形隧道顶管顶进施工时，需要充分考虑施工的环境保护和资源节约。
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顶管和暗挖施工技术对比分析
管道施工过程中不可避免出现穿越公路、铁路等设施的情况，由于某些地段受管道埋深、地形条件、道路交通等因素制约,一般不宜采取明挖施工或采用明挖施工不经济,顶管和暗挖是目前比较常用的两种施工工艺，但在成都平原地区的管道施工中，该如何进行选择，首先对两种施工工艺的特点进行分析。
1.顶管施工工艺
顶管施工方案的选择，首先应根据管径、土壤类别等合理选择管道顶进的方法，再结合最大顶力等来选择顶进设备及后背结构.顶管技术修建管道总体来说，就是在拟修建管道的两端先修建竖井，然后在竖井之间采用顶管技术，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管道压入土层中,同时挖除并运走管正面的泥土.当第一节管全部顶入土层后,接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶入，作好接口，建成管道,并满足管道的质量技术规范要求。
其主要施工步骤为:
1。
1基础与导轨安装
基础导轨是安装在竖井内为管子出洞提供一个基准的设备。
导轨要求具备坚固、挺直，管子压上去不变形等特征。
基础一般选用木枕基础,在方木上直接铺设导轨。
1．2顶管后背墙
后背墙土壁应铲修平整,并使壁面与管道顶进方向垂直后背墙附加层采用道木，因木材具有伸缩性，顶管顶进时,为防止主顶油缸反复作用会造成木材反复受力，形成疲劳破坏，影响顶进质量,同时也会造成顶进设备损坏在道木前端加设20mm后钢板用以保证靠背稳定性。
1.3顶管设备安装
顶管下井前应作一次安装调试,油管安装先应清洗,防止灰尘等污物进入油
管,电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常,液压系统无泄漏。
1.4顶进施工
管子下到导轨上，要测量管子中心及前后端的调和,确认合格后方可顶进，头节管作为工具管,顶进方向与高程的准确,是保证整段顶管质量的关键.顶进开始时,应缓慢进行，等各接触点部位密合后，再按正常顶进速度顶进。
2。
暗挖施工工艺
暗挖施工采用一次衬砌结构型式，支护为钢拱架喷射混凝土结构,初支采用短台阶法施工，先采用超前小导管双液注浆加固上层，然后开挖隧道上拱土方、立拱架、焊纵向连接筋、绑扎钢筋网片、喷射混凝土，上拱和边墙支护施工完成后，再进行底部施工，保证每榀拱架封闭后再时行下一榀施工。
具体施工步骤如下：
2．1超前小导管双液注浆
隧道开挖前，在隧道拱部外利用风镐打入Φ３2钢制小导管,斜向上插角1０°左右,小导管一端加工成尖,端头封严.小导管根据拱架间距布置，搭接长度1m。
２。
2土方开挖
采用台阶法开挖,施工顺序为：开挖上台阶土方→支立拱部拱架→喷射混凝土→开挖下台阶土方→支立边墙和底板拱架→喷射混凝土→下一循环。
拱部开挖后要尽早封闭，尽量减少顶部土方的悬空时间.
2。
３钢拱架安装
土方开挖后及时架立钢拱架,钢拱架间距0．５ｍ，安装前应将拱架下虚土及其它杂物清理干净，阍利用激光导向仪控制位置,然后焊接纵向连接钢筋，安装钢筋网片。
2。
４喷射混凝土
喷射混凝土按试验室给定的配比通知单进行配料施工，混凝土分层喷射,每层７ｃm左右,每层喷完后及时清理表面结构，使其平整度良好。
3.成都平原地质分析
成都平原的地质构造是在很硬的岩石上覆盖了一层厚厚的以泥土为主
的沉积物。
据四川深部地球物理资料，盆地基地是硬化程度很高的早前寒武纪花岗石结晶基底，成都平原岩层十分坚硬，之上有杂填土,平均深度约5～7米和沙卵石，平均深度约7~10米。
砂卵石地层作为一种典型的力学不稳定层，其物理力学特性与一般粘性土、黄土、软土以及复合地层等存在较大差别。
该地层的主要特点为地层胶结较差、结构松散、自稳能力差、卵石颗粒点对点传力、单个卵石强度高、颗粒之间空隙大、渗透系数大、粘聚力小、内摩擦角大等。
4.砂卵石层地质施工方案选择
４．1施工工艺对比
由于在开挖施工前,实际地质情况无法真正明确判断，特别是砂卵石中卵石粒径无法确定，这给穿越施工带来巨大的质量和安全隐患,根据目前在顶管施工中表现出不少问题，主要有以下几点:
1、地面沉降
地面沉降的根本原因是施工中对土体产生了扰动,进而引起地层损失.地层损失主要是由于超挖、开挖面及管道周围土体塌陷、泥浆流失、管道纠偏以及砂卵石土特定的骨架效应等引起的。
在砂卵石层中进行顶管施工，严重的管前塌方和隐蔽在管顶的二次坍塌，是造成地面沉降的主要因素,而暗挖施工具有足够的作业空间，根据地层条件和机械配套情况,能较早使支护闭合,有利于控制其结构变形及由此引起的地面沉降。
2、纠偏困难
砂卵石地层后背土体稳定性计算结果显示，后背土体极限承载力不满足顶管顶进力要求，不能直接作为天然后背墙,需进行加固处理。
砂卵石地层顶管顶进方向不易控制，顶进过程中极易发生管道偏离,进而引起地表大面积沉陷；产生偏差纠偏难度大,采取适当的预防及纠偏措施可修正偏差。
开挖面稳定性分析结果显示，砂卵石层自稳能力较差,工具管在进出洞口时土体易失稳坍塌,造成工具管进出洞困难.而采用暗挖施工,则可有效避免上述问题。
４。
2施工工期对比
在砂卵石地质条件下，顶管施工平均进度为4m/天；暗挖施工平均进度为６m/天。
4。
4结论
根据上述分析对比，建议在砂卵石地质情况下优先选择暗挖施工工艺。