某城市污水處理廠擴(kuò)建工程排放系統(tǒng)施工工程出海頂管工程施工設(shè)計(jì)方案

1、某城市污水處理廠擴(kuò)建工程排放系統(tǒng)施工工程出海頂管施工組織設(shè)計(jì)一、工程簡(jiǎn)述 4二、頂管主要工程容 4三、地質(zhì)情況 4四、編制依據(jù) 5第二章 出海頂管施工 一、頂管設(shè)備的選擇 5二、工作井平面布置 8三、頂管的施工工藝流程 8四、土壓力值設(shè)定、總推力估算及中繼間設(shè)置 9五、初始頂進(jìn) 14六、泥水平衡頂管頂進(jìn)施工 15七、頂進(jìn)施工測(cè)量 18八、頂管機(jī)姿態(tài)控制 20九、頂管施工過程防旋轉(zhuǎn)措施 22十、頂管機(jī)的管、用、養(yǎng)、修 22十一、頂進(jìn)過程監(jiān)控測(cè)量 24十二、洞口止水裝置 25十三、頂管管材、橡膠密封圈、木襯墊 25十四、成品管的接口形式 26十五、頂管出洞口地基加固措施 26十六、地表隆沉控制措施

2、 26十七、頂管質(zhì)量要求 27第三章 頂管穿越長(zhǎng)江大堤施工 28一、頂管施工沉降分析 28二、大堤加固 28三、頂管穿越施工措施 29四、管道密封控制 30五、監(jiān)測(cè)措施 31第四章 垂直頂升施工 31一、工程概況 31二、頂升前的準(zhǔn)備工作 32三、頂升施工相關(guān)理論計(jì)算 33四、頂升施工 34五、頂升施工防泥水滲漏措施 35六、止退措施 35七、施工測(cè)量 35八、質(zhì)量要求 36九、安全與文明施工要求 3638第五章 應(yīng)急預(yù)案措施 一、頂管施工階段 38二、頂管穿越大堤階段 38三、垂直頂升施工階段 38四、海上施工作業(yè)階段 39第一章 工程概況一、工程簡(jiǎn)述本工程共有 3 個(gè)頂程共計(jì) 1803.9

3、m 的頂管施工，管徑均為 DN350，0 三根頂管均穿越 圍墾新大堤頂入長(zhǎng)江入。管材均為 DN3500鋼承口式鋼筋混凝土管，采用“ F “型鋼承口 式鋼筋砼管，鋼套環(huán)接口，楔型半圓型兩道橡膠圈密封。二、頂管主要工程容（1）1#排海管全長(zhǎng)L=853.8m,設(shè)置6根DN130（上升管（管壁7.8cm鋼筋混凝土、 外壁2.2cm鋼管），每根上升管設(shè)置噴頭，噴頭處分二層設(shè)置 12個(gè)DN340賁頭。在擴(kuò) 散段處設(shè)置拋石護(hù)底，尺寸120.0m>20.0m,厚1m（2）2#排海管全長(zhǎng)L=746.3m設(shè)置6根DN130（上升管（管壁7.8cm鋼筋混凝土、 外壁2.2cm鋼管），每根上升管設(shè)置噴頭，噴頭處

4、分二層設(shè)置 12個(gè)DN340賁頭。在擴(kuò) 散段處設(shè)置拋石護(hù)底，尺寸120.0m>20.0m,厚1m（3）應(yīng)急排放管L=203.8m設(shè)置4根DN160C上升管，每根上升管設(shè)置橡膠鴨嘴閥。 在擴(kuò)散段處設(shè)置拋石護(hù)底，尺寸 50.0m>20.0 m,厚1m三、地 質(zhì)情況根據(jù)地質(zhì)資料，頂管施工的主要土層為 3 粉性土、 灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、 灰 色淤泥質(zhì)粘土。 詳見附圖 0 1 1 #排海管地質(zhì)剖面圖 、附圖 022#排海管、應(yīng)急排海 管地質(zhì)剖面圖。第3 層為粉性土，在動(dòng)水壓力的作用下易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象；頂管過程中在軟硬界面 易使管道產(chǎn)生偏離，對(duì)頂管是不利的因素。第層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：該層分布、

5、層位及厚度變化較小，整體均勻性較差。 其土的物理力學(xué)性質(zhì)較差，以流塑狀為主，土質(zhì)軟，高壓縮性。第層灰色淤泥質(zhì)粘土：該層分布、層位及厚度變化較小，整體均勻性較好。其土 的物理力學(xué)性質(zhì)較差，以流塑狀為主，土質(zhì)軟，高壓縮性。1#排海管管頂覆土深度為 6.3m10.33m,覆土最淺處位于頂管完成后的工具管位 置；2#排海管管頂覆土深度為6.0m10.33m覆土最淺處位于頂管出海后260m的位置; 應(yīng)急排放管管頂覆土深度為4.84m10.33m,覆土最淺處位于頂管完成后的工具管 位置;四、編制依據(jù)1) 某市某城市污水處理廠擴(kuò)建工程排放系統(tǒng)施工工程招標(biāo)文件;2) 某市某城市污水處理廠擴(kuò)建工程排放系統(tǒng)施工工

6、程施工圖;3) 某市某城市污水處理廠擴(kuò)建工程排放系統(tǒng)施工工程補(bǔ)充招標(biāo)文件;3) 某市某城市污水處理廠擴(kuò)建工程排放系統(tǒng)施工工程施工組織設(shè)計(jì)方案;4) 某市排水管道通用圖 PSAR-D-01-92;5) 給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī) GB50268-97;8) 市政地下工程施工及驗(yàn)收規(guī) DGJ-236-1999;9) 市政道路、排水管道成品與半成品施工及驗(yàn)收規(guī)程DGJ-87-2000;10) 市政排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)程 DBJ-220-96 ;11) 市政排水構(gòu)筑物工程施工及驗(yàn)收規(guī)程 DBJ-224-96;1 2) 鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程 JGJ18-96;13) 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī) GB5

7、0205-200114) 建筑防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī) GB50212-1991;15) 工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī) GB50235-97第二章 出海頂管施工一、頂管設(shè)備的選擇1.1 、選擇頂管掘進(jìn)機(jī) 根據(jù)本工程地質(zhì)條件及現(xiàn)場(chǎng)情況,本工程采取大刀盤泥水平衡頂管法施工。 (參見 附圖 03泥水系統(tǒng)示意圖)泥水平衡頂管機(jī)的工作原理是利用具有一定壓力的泥水與土的混合體作用在頂管 開挖面上,在開挖面上形成一層泥漿層(泥漿護(hù)壁)。泥水壓力透過泥漿層與開挖面上 的水、土壓力相平衡,保持開挖面不會(huì)發(fā)生坍塌與沉降。作用在開挖面上的泥漿壓力一般設(shè)定為：泥漿壓力=土壓+水壓+附加壓（ 0.2kgf/cm2 ） 泥

8、漿壓力一般根據(jù)滲透系數(shù)，開挖面松馳狀況、滲水量決定。如果加壓過大而頂管 機(jī)頂力及泥漿對(duì)開挖面的滲透量會(huì)加大 ，加快泥漿流失 ；相反會(huì)造成開挖面坍塌 、失穩(wěn)。 泥漿是通過設(shè)置在地面上的調(diào)整槽將泥漿調(diào)整到適合地層狀態(tài)后，用泥漿輸送泵加壓后 經(jīng)輸送管道送至開挖面和土壓力艙，調(diào)整泥水壓力，使泥水壓力與開挖面上的水、土壓 力與開挖面上的水、土壓力保持平衡，達(dá)到穩(wěn)定開挖面的目的。在管道系統(tǒng)中設(shè)置了旁通回路，當(dāng)管道被堵塞或后續(xù)設(shè)備發(fā)生故障，需要排堵及維 修，長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，由于泥漿的滲漏，開挖面的泥漿壓力將下降，此時(shí)打開旁通回路， 通過送泥泵（ P1 泵）向開挖面補(bǔ)充輸送泥漿，這樣可以確保開挖面的泥漿壓力與水

9、、土 壓力保持平衡。頂管機(jī)頂進(jìn)時(shí)為了確保開挖面的穩(wěn)定，對(duì)以下方面進(jìn)行嚴(yán)格管理：送泥漿、開挖面 土壓力、頂管機(jī)推進(jìn)速度、送泥泵的轉(zhuǎn)速、掘削土量、鋼頂管背后注觸變泥漿。1.2 、主頂進(jìn)系統(tǒng)主頂進(jìn)系統(tǒng)共有8只2000kN雙沖程（或單沖程）等推力油缸，總推力16000kN根 據(jù)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)，最大頂力控制在1200KN 8只雙沖程（或單沖程）油缸組裝在油缸架， 安裝后的 8 只油缸中心位置必須與設(shè)計(jì)圖一致，以使頂進(jìn)受力點(diǎn)和后座受力都保持良好 狀態(tài)。安裝后的油缸中心誤差應(yīng)小于 5mm主頂液壓動(dòng)力機(jī)組由二臺(tái)大流量斜軸式軸向 柱塞泵供油，采用大通徑的電磁閥和系統(tǒng)管路，減小系統(tǒng)阻尼， 8只油缸可以單動(dòng)，亦 可聯(lián)

10、動(dòng)。 參見附圖 04工作井設(shè)施示意圖1.3 、注漿系統(tǒng) （參見附圖 05注漿系統(tǒng)示意圖） 頂進(jìn)施工中，減阻泥漿的運(yùn)用是減少頂進(jìn)阻力的主要措施，頂進(jìn)時(shí)通過管節(jié)上的壓 漿孔，向管道外壁注入一定量的減阻泥漿，在管道外圍形成一個(gè)泥漿環(huán)套，減小管節(jié)外 壁和土層間的摩擦力 ，從而減小頂進(jìn)時(shí)的頂力 ，泥漿套的好壞 ，直接關(guān)系到減阻的效果。為了做好壓漿工作，頂進(jìn)施工時(shí)采用我公司特制配方的優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土進(jìn)行減摩注漿施 工。該優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土在其它類似工程和類似土質(zhì)條件下取得了很好的效果。在工具管尾部 環(huán)向均勻地布置了四只壓漿孔，用于頂進(jìn)時(shí)跟蹤注漿。混凝土管節(jié)上布置有四只壓漿 孔，其后每?jī)晒?jié)到三節(jié)管節(jié)里有一節(jié)管節(jié)上有壓漿孔

11、，壓漿總管用 2" 耐壓橡膠管，除工 具管及隨后的三節(jié)混凝土管節(jié)外，壓漿總管上每隔6M裝一只三通，再用壓漿軟管接至壓漿孔處，頂進(jìn)時(shí)，工具管尾部的壓漿孔要及時(shí)有效地跟蹤壓漿，確保能形成完整有 效 的泥漿環(huán)套，混凝土管節(jié)上的壓漿孔是供補(bǔ)壓漿用的，補(bǔ)壓漿的次數(shù)及壓 漿量根據(jù)施工時(shí)的具體情況確定。減阻泥漿的性能要穩(wěn)定，施工期間要求泥漿不失水，不沉淀，不固結(jié)，既要有良好 的流動(dòng)性，又要有一定的稠度。減阻泥漿的拌漿制度要嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，催化劑，化學(xué)添加劑等要攪拌均勻， 使之均勻化開，膨潤(rùn)土加入后要充分?jǐn)嚢?，使其充分水化。泥漿拌好后，放置一定的時(shí) 間才能使用，壓漿是通過儲(chǔ)蓄池處的壓漿泵將泥漿壓

12、至管道的壓漿總管，然后經(jīng)由壓漿 孔壓至管壁外，施工中，在壓漿泵，工具管尾部等處裝有壓力表，便于觀察，控制和調(diào) 整壓漿壓力。在壓漿支管處的漿液壓力一般應(yīng)控制略高于土體靜止土壓力。頂進(jìn)施工中，減阻泥漿的用量主要取決于管道周圍空隙的大小及周圍土層的特征， 一般按管壁空隙的5CM計(jì)算理論壓漿量，由于泥漿的流失及地下水的作用，泥漿的實(shí)際 用量要比理論用量大得多，一般可達(dá)理論值的 3-5倍，但在施工中根據(jù)土質(zhì)情況、頂進(jìn) 情況而定。頂管注漿系統(tǒng)分為機(jī)頭同步注漿和管道補(bǔ)漿。機(jī)頭同步注漿由地面液壓注漿泵通過 50管路壓送到機(jī)頭處儲(chǔ)箱，再由螺桿泵定 量壓入機(jī)頭殼體外，在機(jī)頭處應(yīng)安裝隔膜式壓力表，以檢驗(yàn)液是否到達(dá)指

13、定位置，在所 有注漿孔要設(shè)置單向閥和球閥，軟管和接頭的耐壓力5MPa支管通徑為 25。在整個(gè)管道中每間隔2個(gè)管子設(shè)1個(gè)補(bǔ)漿斷面共4個(gè)注漿孔，補(bǔ)漿由總管（50） 壓送至各補(bǔ)漿斷面上的注漿孔。補(bǔ)漿應(yīng)按順序依次進(jìn)行，每班不少于 2次循環(huán)，定量壓 注。同步注漿和補(bǔ)漿分別選用A漿和B漿二種不同配方的漿液。漿液配置技術(shù)指標(biāo)參數(shù)表配方膨潤(rùn)土純堿摻加劑漏斗粘度（秒）視粘度CP失水量ml終切力（達(dá)因/mm3）比重穩(wěn)定性A漿12%6%。CMC話量塞流30.591301.0730B漿8%4%oCMC話量36”2112.6801.04800.001注漿壓力：大于地下水壓力，注漿量為建筑空隙的 35倍。1.4 、供電系

14、統(tǒng)地面以及工作井設(shè)備供電分別采用 75 mm2電纜，380V常壓輸電，且分別用一只 250A電箱控制；管道動(dòng)力電采用120 mm2t纜，380V常壓輸電。 詳細(xì)供電方方案請(qǐng)參 見用電施工組織設(shè)計(jì)方案?？紤]到 1#、2#排海頂管頂程長(zhǎng)，動(dòng)力線路的降壓較大， 頂管工具管前設(shè)置升壓器一臺(tái)。1.5 、通訊系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng) 長(zhǎng)距離頂進(jìn)必須保證信息交換渠道的暢通，同時(shí)對(duì)施工操作人員要進(jìn)行監(jiān)護(hù)，防止 發(fā)生安全事故，因此需要設(shè)置通訊、監(jiān)控系統(tǒng)。通訊采用數(shù)字程控交換機(jī)，各聯(lián)絡(luò)點(diǎn)之間可以通過聯(lián)系，由于管道空氣潮濕，現(xiàn)場(chǎng) 配備移動(dòng)便攜式烘干設(shè)備，隨時(shí)能夠處理交換機(jī)遇潮故障，以保證通話安全暢通。監(jiān)控采用了一臺(tái)監(jiān)視器，對(duì)

15、工具管儀表盤、光靶進(jìn)行監(jiān)控。這樣地面人員能及時(shí)了 解施工情況，發(fā)生問題可以及時(shí)解決。為了解決傳輸信號(hào)長(zhǎng)距離輸送衰減的問題，將信 號(hào)通過放大器放大后再送上地面，保證圖像清晰。1.6 、照明系統(tǒng)照明采用36V安全電壓，用16mm電纜供電解決照明供電。管道每6米安裝一個(gè)6W 行燈，每200米放設(shè)一個(gè)變壓器提供36V電源升壓，每只變壓器連接33只行燈進(jìn)行照 明。工作井及龍門吊位置設(shè)置三盞 1000W鹵素?zé)艄┩砩享敼芗肮懿牡醴艜r(shí)照明。1.7 、通風(fēng)系統(tǒng) （參見附圖 06通風(fēng)系統(tǒng)示意圖）為了改善管道的工作環(huán)境，施工時(shí)對(duì)管道進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，由地面空壓機(jī)提供的經(jīng)過 濾清、除濕、降溫的新鮮空氣利用大功率鼓風(fēng)機(jī)通過

16、300mn進(jìn)氣管送到頂管機(jī)頭，并在通風(fēng)管道上100M 250M 500M三處開設(shè)排風(fēng)孔，管道一氧化碳、二氧化碳、沼氣等 有害渾濁氣體及微粒由軸流鼓風(fēng)機(jī)排放出管道外。管道放置有害氣體檢測(cè)儀，派專人巡視檢測(cè)有害氣體，一旦有害氣體超標(biāo)，當(dāng)即命 令管道所有人員撤離。二、工作井平面布置（詳見附圖 07頂管工作井平面布置圖） 。三、頂管的施工工藝流程四、土壓力值設(shè)定、總推力估算及中繼間設(shè)置1#排海管全長(zhǎng)L=853.6m, 2#排海管全長(zhǎng)L=746.3m,應(yīng)急排管全長(zhǎng) L=203.8m, 1#、 2#排海管埋設(shè)深度為管中心標(biāo)高為-8.00-18.00 m，應(yīng)急排管埋設(shè)深度為管中心標(biāo)高 -8.00 -10.0

17、0 m。4.1、泥水壓力設(shè)定泥水壓力設(shè)定、總推力估算、1#排海管泥水壓力設(shè)定：本工程地下水位為淺部土層潛水水位，隨著季節(jié)、氣候等影響而變 化，根據(jù)地質(zhì)資料反映，設(shè)計(jì)時(shí)地下水水位埋深可按Om考慮。泥水艙壓力大于地下水壓力，泥水艙泥水向地層空隙滲透，在泥水艙、泥水于土層之間形成泥膜，且泥水艙壓 力托住土層，使切削面穩(wěn)定不塌陷。P> FW+A P式中：P-表示泥水艙管道基準(zhǔn)面泥漿壓力；P WA-表示相對(duì)于管道基準(zhǔn)面地下水壓力；A P-表示泥水艙建立高于地下水壓力，一般設(shè)為20Kpa；管中心最大埋深標(biāo)高：-18m；地下水位設(shè)計(jì)考慮標(biāo)高水位：Om地下水位相對(duì)管底基準(zhǔn)面水頭：Hv=18m;地下水位相

18、對(duì)管底壓力：HW* 丫水=180Kpa泥水艙壓力：P> Pw+A P= 180Kpa+ 20Kpa= 200Kpa泥水艙壓設(shè)定暫按P> 200Kpa施工時(shí)要隨時(shí)測(cè)地下水位，當(dāng)?shù)叵滤惶岣邥r(shí)，要 按上式公式及時(shí)調(diào)整泥水艙泥水壓力。對(duì)泥水艙壓力控制在頂管機(jī)泥艙設(shè)有壓力傳感 器。頂管總推力值估算如下：掘進(jìn)機(jī)迎面阻力F0F 1= n D2 Pmax4n2=X4.142>200二 2652.3KN4管道的綜合阻力F1F 2 = n DL=3 Xn *14 >853.8=33297.18KN總推力FF = F 1 + F2=35950KN本標(biāo)段高位井所能承受的最大頂力為 12000

19、KN根據(jù)計(jì)算該頂程須要設(shè)置中繼間。、2#排海管泥水壓力設(shè)定：管中心最大埋深標(biāo)高：-18m；地下水位設(shè)計(jì)考慮標(biāo)高水位：Om地下水位相對(duì)管底基準(zhǔn)面水頭：HW=18m;地下水位相對(duì)管底壓力：PW HWY水=180Kpa泥水艙壓力：P> PW追 P= 180Kpa+ 20Kpa= 200Kpa泥水艙壓設(shè)定暫按P> 200Kpa施工時(shí)要隨時(shí)測(cè)地下水位，當(dāng)?shù)叵滤惶岣邥r(shí)，要 按上式公式及時(shí)調(diào)整泥水艙泥水壓力。對(duì)泥水艙壓力控制在頂管機(jī)泥艙設(shè)有壓力傳感 器。頂管總推力值估算如下：掘進(jìn)機(jī)迎面阻力F1F 1 = n D2 Pmax4n2=>4.14 >200= 2652.3KN4管道的綜合

20、阻力F1F 2 =卩兀DL=3>14 X746.3=29104.8KN總推力FF = F 1 + F2=31757.1KN本標(biāo)段高位井所能承受的最大頂力為 12000KN根據(jù)計(jì)算該頂程須要設(shè)置中繼間。、應(yīng)急排管頂管泥水壓力設(shè)定：管中心最大埋深標(biāo)高：-10m；地下水位設(shè)計(jì)考慮標(biāo)高水位：0m地下水位相對(duì)管底基準(zhǔn)面水頭:HW=10m;地下水位相對(duì)管底壓力：pw= hwy水=100Kpa泥水艙壓力：P> PW追 P= 100Kpa+ 20Kpa= 120Kpa泥水艙壓設(shè)定暫按P> 120Kpa施工時(shí)要隨時(shí)測(cè)地下水位，當(dāng)?shù)叵滤惶岣邥r(shí)，要 按上式公式及時(shí)調(diào)整泥水艙泥水壓力。對(duì)泥水艙壓力

21、控制在頂管機(jī)泥艙設(shè)有壓力傳感 器。頂管總推力值估算如下：掘進(jìn)機(jī)迎面阻力F0F 1= n D2 Pmax4n2=X4.14 X12O= 1615.4KN4管道的綜合阻力F1F 2二卩兀DL=3 Xn X14 X203.8=7948KN總推力FF = F 1 + F2 =9563KN本標(biāo)段高位井所能承受的最大頂力為 12000KN根據(jù)計(jì)算該頂程無須設(shè)置中繼間。4.2、頂力控制與中繼環(huán)設(shè)置、1#排海管中繼間的設(shè)置估算在綜合分析了主頂液壓裝置，中繼間的最大推力，管子允許的軸向力以及沉井后座 最大土抗力以后，我們先確定控制頂力 F控二1200t頂進(jìn)阻力由二部分組成F=F1+F2工具管迎面阻力為：F1=2

22、65.23t管道周邊摩阻力F2=nX»LXD- 管外徑L-頂進(jìn)長(zhǎng)度f- 單位面積周邊阻力。在1號(hào)中繼環(huán)以前，取f=1.2t/m2，在1號(hào)中繼環(huán)以后，取f=0.6t/m2 ，2號(hào)中繼環(huán)以后，取f=0.4t/m2這樣可得：L1=(F 控-F1)/ n Df = (1200-265.23)/(nX4.14 X.2 ) =60m對(duì)1號(hào)中繼環(huán)以后的長(zhǎng)度L2L2=F控 / n Df =1200/ (n >4.14 X).8 ) =155 m對(duì) 2 號(hào)中繼環(huán)以后的長(zhǎng)度 L3L3=F控 / n Df =1200/ ( n >4.14 X).4)=230m對(duì)3號(hào)中繼環(huán)以后的長(zhǎng)度 L4L4=

23、F控 / n Df =1200/ ( n >4.14 >0.4)=230m頂力控制的關(guān)鍵是最大限度地降低頂進(jìn)阻力，而降低頂進(jìn)阻力最有效方法是注漿。 我們?cè)O(shè)想在管外壁與土層之間形成一條完整的環(huán)狀的泥漿潤(rùn)滑套，變?cè)瓉淼母赡Σ翣顟B(tài) 為液體摩擦狀態(tài)。這樣就可以大減少頂進(jìn)阻力。要達(dá)到這一目的，就必須嚴(yán)格執(zhí)行頂管 注漿操作規(guī)程，由專人操作，質(zhì)量員檢查嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)。結(jié)合我公司多年施工經(jīng)驗(yàn)，采取必要減摩措施，對(duì)中繼間進(jìn)行合理調(diào)整后，中繼環(huán) 的設(shè)置計(jì)劃如下：1#排海管：L1= 30m L2= 150m L3= 200m L4 = 230m 共需 4 套中繼環(huán)。(L1 指 1號(hào)中繼環(huán)以前的長(zhǎng)度，L2

24、指1號(hào)中繼環(huán)以后的長(zhǎng)度，L3指3號(hào)中繼環(huán)以后的長(zhǎng)度，L4 指最后一段長(zhǎng)度)。4.2.2 、2#排海管中繼間的設(shè)置估算L1=(F 控-F1)/ n Df = (1200-265.23)/ n>4.14 >.2=60m對(duì) 1 號(hào)中繼環(huán)以后的長(zhǎng)度 L2L2=F控 / n Df =1200/ n >4.14 >0.6=155 m對(duì)2號(hào)中繼環(huán)以后的長(zhǎng)度 L3L3=F控 / n Df =1200/ n >4.14 X).4=230m考慮到曲線頂管的影響，經(jīng)調(diào)整后，中繼環(huán)的設(shè)置計(jì)劃如下：2#排海管：L1 = 30m L2= 150m L3 = 230m共需3套中繼環(huán)。(L1指1

25、號(hào)中繼環(huán) 以前的長(zhǎng)度，L2指1號(hào)中繼環(huán)以后的長(zhǎng)度，L3指指最后一段長(zhǎng)度)。4.2.3 、中繼環(huán)設(shè)計(jì)為提高工程的可靠性，每套中繼環(huán)安裝 25只800KN單作用油缸，總推力20000KN， 油缸行程為300mm由于中繼環(huán)的實(shí)際總推力是頂進(jìn)阻力引起的，所以在正常頂進(jìn)條件 下，中繼環(huán)液壓系統(tǒng)工作壓力較低，設(shè)備故障率小，可靠性高。中繼環(huán)的結(jié)構(gòu)形式是經(jīng) 過立車切削加工的，尺寸精度高。由于中繼間啟動(dòng)伸縮次數(shù)很多。密封圈極易磨損失效 而發(fā)生漏水、漏泥砂、漏漿等現(xiàn)象，給工程帶來嚴(yán)重后果，甚至發(fā)生工程事故。為此本 工程中繼間結(jié)構(gòu)采用徑向可調(diào)密封形式，并設(shè)二道密封圈。在二道密封圈之間設(shè)置 4只 可以壓注潤(rùn)滑油脂的油

26、嘴，以減輕頂進(jìn)時(shí)密封圈的磨損。還設(shè)置有 4 只注漿孔，頂進(jìn)時(shí) 可進(jìn)行同步注漿，以減少頂進(jìn)阻力。中繼環(huán)的結(jié)構(gòu)形式是采用特殊管的形式， 根據(jù)我單位類似工程成功施工經(jīng)驗(yàn)（綜 合考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)因數(shù)） 1#、2#排海頂管第一套中繼環(huán)采用鋼結(jié)構(gòu)形式，其他后續(xù)中繼 環(huán)采用混凝土結(jié)構(gòu)形式。五、初始頂進(jìn) 頂管機(jī)初始頂進(jìn)是頂管施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其主要容包括：出洞口前地層降水和 土體加固、設(shè)置頂管機(jī)始發(fā)基座、頂管機(jī)機(jī)組裝就位調(diào)試、安裝密封脹圈、頂管機(jī)試運(yùn) 轉(zhuǎn)，拆除洞臨時(shí)墻、頂管機(jī)機(jī)貫入作業(yè)面加壓和頂進(jìn)等。5.1 、準(zhǔn)備工作（1）洞門止水設(shè)施安裝完畢；（2）軌道、基座安裝完畢；（3）主頂、后背設(shè)施的定位及調(diào)試驗(yàn)收合

27、格；（4）頂管機(jī)吊裝就位、調(diào)試驗(yàn)收合格。5.2 、頂管機(jī)出洞在頂管機(jī)出洞前，需重點(diǎn)對(duì)洞圈外部土體的加固效果進(jìn)行檢查，只有在確認(rèn)出洞口 土體達(dá)到止水效果后，方可進(jìn)行頂管出洞施工。對(duì)頂管機(jī)、主頂進(jìn)裝置等主要設(shè)備進(jìn)行一次全面的檢查、調(diào)試工作，對(duì)存在問題及 時(shí)解決；同時(shí)，充分準(zhǔn)備好頂管出洞施工所需材料，并在各相關(guān)位置就位。仔細(xì)檢查好洞口第二道橡膠襯壓密效果，以確保頂管機(jī)正常出洞。 工作井洞口止水裝置應(yīng)確保良好的止水效果。根據(jù)設(shè)計(jì)預(yù)留的法蘭，我們?cè)诜ㄌm上 安裝兩道工作井洞口止水裝置 。該裝置必須與導(dǎo)軌上的管道保持同心 ，誤差應(yīng)小于 2mm。鋼封門打開后，頂管機(jī)迅速靠上開挖面，并調(diào)整洞口止水裝置，貫入工作

28、面進(jìn)行加 壓頂進(jìn)，盡量縮短開挖面暴露的時(shí)間。5.3 、試頂頂管機(jī)在出洞后頂進(jìn)的前20m作為頂進(jìn)試驗(yàn)段。通過試驗(yàn)段頂進(jìn)熟練掌握頂管機(jī)在 本工程地層中的操作方法、頂管機(jī)推進(jìn)各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)節(jié)控制方法：熟練掌握觸變泥漿注 漿工藝：測(cè)試地表隆陷、地中位移等，并據(jù)此及時(shí)詳細(xì)分析在不同地層中各種推進(jìn)參數(shù) 條件下的地層位移規(guī)律和結(jié)構(gòu)受力狀況，以及施工對(duì)地面環(huán)境的影響，并及時(shí)反饋調(diào)整施工參數(shù)，確保全段頂管安全順利施工。5.4 、頂管機(jī)出洞注意事項(xiàng)頂管機(jī)出洞前要根據(jù)地層情況，設(shè)定頂進(jìn)。開始頂進(jìn)后要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)分析、反 饋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整頂管機(jī)頂進(jìn)參數(shù)，同時(shí)還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1）出洞前在基座軌道上涂抹油，減少

29、頂管機(jī)推進(jìn)阻力。（2）出洞前在刀頭和密封裝置上涂抹油脂，避免刀盤上刀頭損壞洞門密封裝置。（3）出洞基座要有足夠的抗偏壓強(qiáng)度，導(dǎo)軌必須順直，嚴(yán)格控制其標(biāo)高、間距及 中心軸線。（4）及時(shí)封堵洞圈，以防洞口漏漿。（5）端頭砼墻拆除前的確認(rèn)：出洞前確認(rèn)墻拆除后的形狀是否有礙于頂管機(jī)的通 過，另外，檢查襯墊的安裝狀況，如襯墊與圍巖之間較遠(yuǎn)，則設(shè)置延伸導(dǎo)軌，防止頂管 機(jī)前傾。（6）防止頂管機(jī)旋轉(zhuǎn)、上飄。頂管機(jī)出洞時(shí)，正面加固土體強(qiáng)度較高，由于頂管 機(jī)與地層間無摩擦力，頂管機(jī)易旋轉(zhuǎn)，宜加強(qiáng)頂管機(jī)姿態(tài)測(cè)量，如發(fā)現(xiàn)頂管機(jī)有較大轉(zhuǎn) 角，可以采用刀盤正反轉(zhuǎn)的措施進(jìn)行調(diào)整。頂管機(jī)剛出洞時(shí)，頂進(jìn)速度宜緩慢，刀盤切 削土

30、體中可加水降低頂管機(jī)正面壓力，防止頂管機(jī)上飄，同時(shí)加強(qiáng)后背支撐觀測(cè)，盡快 完善后背支撐。（7）在頂管機(jī)靠上正面土體后，需立即開啟刀盤切削系統(tǒng)進(jìn)行土體切削，以防頂 管機(jī)對(duì)正面土體產(chǎn)生過量擠壓，使切削刀盤扭距過大。（8）由于頂管初出洞處于加固區(qū)域，為控制頂進(jìn)軸線。保護(hù)刀盤，頂進(jìn)速度不宜 過快。（9）在頂管初出洞段頂進(jìn)施工過程中，對(duì)頂管機(jī)姿態(tài)要勤測(cè)勤糾，力爭(zhēng)將出洞段 頂管軸線控制到最好，為后階段頂管施工形成一個(gè)良好的導(dǎo)向。（10）頂管機(jī)完全貫入地層，管外注漿還未實(shí)施之前，頂管機(jī)以及出發(fā)的各設(shè)備均 處于極不穩(wěn)定狀態(tài)，頂進(jìn)中要經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)異常，立刻停止頂進(jìn)，進(jìn)行妥善的處理。六、泥水平衡頂管頂進(jìn)施工6.

31、1 、頂進(jìn)主要參數(shù)在頂管機(jī)頂進(jìn)中，泥漿的壓力、濃度對(duì)保持挖掘面的穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。泥漿濃 度根據(jù)土質(zhì)變化及時(shí)調(diào)整。泥水艙泥漿壓力取決與地下水、土壓力，施工過程及時(shí)測(cè)得數(shù)據(jù)，確定泥水壓力，使泥水艙壓力始終大于水壓力泥水出定參數(shù)：頂進(jìn)速度100mm/min泥水比重1.15t/m3泥水艙壓力控制）p=160200Kpa （根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況動(dòng)態(tài)優(yōu)化泥水流量Q1< 0.65m3/min排泥流量6.1.1 、頂進(jìn)速度Q2< 1.07m3/min機(jī)頭頂進(jìn)速度設(shè)定100mm/min如要加大頂進(jìn)速度，在保證泥水艙泥壓的條件下，要先加大泥漿流量，再計(jì)算頂進(jìn)速度，否則排泥管會(huì)堵塞。6.1.2 、泥水壓

32、力（1）泥水壓力值 P 的選定：P值應(yīng)能與地層土壓力和靜水壓力相抗衡，設(shè)刀盤中心地層靜水壓力、土壓力之和 為P0,則P 一般控制在P=P肝20（Kpa），并在地層頂進(jìn)過程中根據(jù)地質(zhì)和埋深情況以及 采取的相應(yīng)技術(shù)措施進(jìn)行反饋和調(diào)整優(yōu)化。（2）地表沉降與開挖面保持平衡穩(wěn)定關(guān)系以及相應(yīng)措施對(duì)策。地表沉降信息表工作面狀態(tài)P與P0關(guān)系措施與對(duì)策 備注下沉超過基準(zhǔn)值 示 P 的最大最小峰值工作面塌陷與失水 Pmax<P0 增大P值 Pmax Pmin分別表隆起超過基準(zhǔn)值支撐土壓力過大，土艙水進(jìn)入地層Pmin> P0 減少P值。（3）泥水壓力 P 的保持主要通過維持開挖土量與排泥量的平衡來實(shí)現(xiàn)。

33、可通過設(shè) 定頂進(jìn)速度、調(diào)整排泥量或設(shè)定排泥量、調(diào)整頂進(jìn)速度兩條途徑來達(dá)到。6.2 、泥漿管理 泥漿管理就是對(duì)泥漿質(zhì)量的控制，即對(duì)泥漿四大要素的調(diào)整。四大要素為：最大顆 粒粒徑、粒徑分布、泥漿水密度和泥漿水壓力。泥漿控制除保持開挖面穩(wěn)定外，對(duì)泥漿穩(wěn)定、泥漿中土粒保持也很重要。隨著粘土 礦物質(zhì)組成和氯離子濃度的不同，泥漿物理特性有很大的不同。因此，使用前先進(jìn)行泥 漿試驗(yàn)，了解其主要特性，根據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行控制以保持適當(dāng)泥漿壓力。6.3、頂進(jìn)工序、頂進(jìn)啟動(dòng)刀盤系統(tǒng)：?jiǎn)?dòng)輸泥管和排泥管泵，泥路循環(huán)。機(jī)頭頂進(jìn)：工作井頂進(jìn)千斤頂設(shè)定頂進(jìn)速度 100mm/min再計(jì)算機(jī)控制下，千斤頂 以100mm/min速

34、度頂進(jìn)。同時(shí)，流量計(jì)測(cè)量流量，使排泥管流量保持在1.07m3/min，保持泥水艙壓力。、下管時(shí)的操作程序保持泥水艙壓力；機(jī)頭刀盤停轉(zhuǎn)；待排泥管路沖洗干凈后，停止輸泥泵、排泥泵；關(guān)閉觸變泥漿、輸泥管、油管、排泥管閥門。拆除工作井管接口各種管線、電纜、管應(yīng)急燈工作。6.4、觸變泥漿系統(tǒng)只要管開始出洞，觸變泥漿只有在下管時(shí)不補(bǔ)漿，其他時(shí)間全部補(bǔ)漿。觸變泥漿以頂管機(jī)頭的同步加漿非常重要，機(jī)人員在機(jī)頭頂進(jìn)時(shí)要觀察注漿壓力和 流量，并作記錄。每次下管后頂進(jìn)前，機(jī)頭操作人員要開啟觸變泥漿與排泥管聯(lián)通閥門 515秒，以使管觸變泥漿有凝膠變成膠體，減少壓力損失。6.5、排風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)由地面的11KW送風(fēng)機(jī)經(jīng) 30

35、0管道送風(fēng)至掘進(jìn)機(jī)處。地面和井的水平，垂直 和彎頭處的管道均采用硬管（=1mm白鐵皮）。為了改善管道的工作環(huán)境，施工時(shí)對(duì)管道進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，由地面11KW送風(fēng)機(jī)提供的經(jīng)過濾清、除濕、降溫的新鮮空氣通過 300mn進(jìn)氣管送到頂管機(jī)頭，并在通風(fēng)管道 上100M 250M 500M三處開設(shè)排風(fēng)孔，管道一氧化碳、二氧化碳、沼氣等有害渾濁氣 體及微粒由軸流鼓風(fēng)機(jī)排放出管道外。6.6、測(cè)量詳見測(cè)量章節(jié)。6.7、糾偏本工程頂管施工過程中需24小時(shí)全程監(jiān)控頂進(jìn)過程：600m以用激光打到機(jī)頭中心 光靶，通過光靶把偏移情況反應(yīng)到機(jī)頭控制室，控制室控制糾偏千斤頂工作，頂管頂出600 米后利用電子經(jīng)緯儀建立中轉(zhuǎn)站。全站

36、儀測(cè)量高程、中心誤差百萬分之二。頂管機(jī)糾偏誤差2cm之間。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，我們采取如下的措施：一是機(jī)頭外徑比管徑大30mm即管外與土體有15mm的觸變泥漿膜。當(dāng)機(jī)頭糾偏時(shí)，機(jī)頭前進(jìn)產(chǎn)生的側(cè)向壓力 N的分力要克服土體對(duì)管子的約束力，如 土體是原狀土，約束力會(huì)很大，土體被觸變泥漿置換，觸變泥漿是膠體，約束力很小， 管子比較容易糾偏。七、頂進(jìn)施工測(cè)量7.1 、測(cè)量方法 測(cè)量是使頂管機(jī)沿設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)，保證頂管機(jī)頂進(jìn)方向精確度的前提和基礎(chǔ)。為保 證本工程的測(cè)量精度，施工前首先完成對(duì)業(yè)主所給測(cè)區(qū)導(dǎo)線網(wǎng)與水準(zhǔn)網(wǎng)及其它控制點(diǎn)的 檢核。在頂管機(jī)上配備激光導(dǎo)向系統(tǒng)指導(dǎo)頂管機(jī)頂進(jìn)，以降低人工測(cè)量的誤差和勞動(dòng)強(qiáng) 度，

37、加快施工進(jìn)度。同時(shí)采用全站儀對(duì)頂管軸線進(jìn)行測(cè)量控制。施工時(shí)嚴(yán)格貫徹三級(jí)測(cè) 量復(fù)核制度，即作業(yè)隊(duì)復(fù)核后報(bào)項(xiàng)目經(jīng)理部，項(xiàng)目經(jīng)理部測(cè)量隊(duì)進(jìn)行復(fù)核，然后反饋給 監(jiān)理和業(yè)主確認(rèn)，監(jiān)理監(jiān)測(cè)隊(duì)確認(rèn)后，再由項(xiàng)目測(cè)量隊(duì)進(jìn)行施工放樣測(cè)量，從而確保頂 管按設(shè)計(jì)方向頂進(jìn)。7.2 、主要測(cè)量技術(shù)措施7.2.1 、地面控制測(cè)量 頂管施工前，組織公司精測(cè)隊(duì)根據(jù)業(yè)主提供的工程定位和測(cè)量標(biāo)志資料，對(duì)所給導(dǎo) 線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)及其它控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)；同時(shí)測(cè)設(shè)施工過程中使用的加密控制點(diǎn)，并將測(cè) 量成果書報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師及業(yè)主審查、批準(zhǔn)。（ 1 ）引測(cè)工作井地面導(dǎo)線點(diǎn) 根據(jù)業(yè)主及工程師批準(zhǔn)的測(cè)量成果書由公司精測(cè)隊(duì)以最近的控制點(diǎn)為基點(diǎn)，引測(cè)三

38、個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)至每個(gè)出發(fā)井附近，布設(shè)成三角形，形成閉合導(dǎo)線網(wǎng)。（2）引測(cè)工作井地面水準(zhǔn)點(diǎn) 根據(jù)業(yè)主及工程師批準(zhǔn)的水準(zhǔn)點(diǎn)由公司精測(cè)隊(duì)以最近的水準(zhǔn)點(diǎn)為基點(diǎn)，按國(guó)家 2級(jí) 水準(zhǔn)要求建立本工程的首級(jí)高程控制。每個(gè)出發(fā)井附近至少布設(shè)二個(gè)測(cè)點(diǎn)，以便相互校 核。7.2.2 、堅(jiān)井聯(lián)系測(cè)量（1）平面坐標(biāo)傳遞 利用全站儀采用導(dǎo)線法將地面坐標(biāo)傳遞到井下儀器臺(tái)和后視點(diǎn)（2）高程傳遞用鑒定后的鋼尺，掛重錘10kg，用兩臺(tái)水準(zhǔn)儀在井上井下同步觀測(cè)，將高程傳至出 發(fā)井下固定點(diǎn)，最大高差中誤差小于等于一毫米，整個(gè)管段施工過程中，高程傳遞至少 進(jìn)行三次。7.3 、頂管機(jī)頂進(jìn)測(cè)量7.3.1 、控制測(cè)量方法 頂管接收激光束的光靶傳感器

39、和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成了頂進(jìn)姿態(tài)測(cè)量控制系統(tǒng)，用來測(cè)量以激光導(dǎo)向點(diǎn)為參照的頂管機(jī)切削艙的測(cè)量板的垂直和水平位移、激光入射水平角 及頂管機(jī)切削艙仰角及滾動(dòng)角。7.3.2 、控制系統(tǒng) 操作人員通過遠(yuǎn)距離攝像監(jiān)控及微機(jī)系統(tǒng)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算并將處理結(jié)果反應(yīng)出來的頂管機(jī)位置偏差顯示在操作室屏幕上，指導(dǎo)操作人員對(duì)頂管機(jī)進(jìn)行修正糾偏 作業(yè)。7.3.3 、測(cè)量系統(tǒng) 激光定向儀、經(jīng)緯儀、電子測(cè)距儀、水準(zhǔn)儀組成了測(cè)量系統(tǒng)。7.3.4 、頂管機(jī)初始位置的測(cè)定和輸入： 將頂管機(jī)切削艙的測(cè)量板的仰角、滾動(dòng)角、水平角三個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)出，并將激光基準(zhǔn)點(diǎn)的相對(duì)于頂管機(jī)的位置（X.Y）測(cè)得并輸入控制系統(tǒng)。、經(jīng)緯儀坐標(biāo)（）的測(cè)量及

40、經(jīng)緯儀的設(shè)置直線段每 50 米左右安裝接口系統(tǒng)，使發(fā)射的激光束能夠被目標(biāo)系統(tǒng)有效接收。同時(shí)，人工測(cè)量出經(jīng)緯儀的坐標(biāo)（）。輸入控制系統(tǒng)，作為計(jì)算頂管機(jī)位置的基準(zhǔn)。、導(dǎo)向系統(tǒng)以安裝在頂管壁上的激光經(jīng)緯儀發(fā)出的激光為基準(zhǔn)點(diǎn)。然后，測(cè)量系統(tǒng)把激光束的方向精度、距離、經(jīng)緯儀的坐標(biāo)（）等數(shù)據(jù)測(cè)出，輸入到控制系統(tǒng)。 激光束發(fā)射到測(cè)量板上以后，測(cè)出光點(diǎn)在測(cè)量板上的位置（X.Y），計(jì)算出頂管機(jī)軸線與激光束軸線的關(guān)系、頂管機(jī)的仰角和滾動(dòng)角，通過電纜把數(shù)據(jù)輸給控制系統(tǒng)，控 制系統(tǒng)中的微機(jī)計(jì)算結(jié)果考慮測(cè)量系統(tǒng)與頂管設(shè)計(jì)軸線的安裝誤差，計(jì)算出測(cè)量板對(duì)應(yīng) 的頂管軸線與頂管設(shè)計(jì)軸線偏差值 （X.Y）。通過頂管機(jī)實(shí)際軸線與頂

41、管設(shè)計(jì)軸線夾角， 預(yù)測(cè)出頂管機(jī)切削艙的(X, Y偏差趨勢(shì)。通過這些顯示在頂管機(jī)操作屏上的數(shù)據(jù)，施工人員可以調(diào)整頂管機(jī)頂進(jìn)方向，使頂管機(jī)沿設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)，從而確保了頂管頂進(jìn)方向 的精度符合要求。7.4 、測(cè)量精度控制措施(1) 嚴(yán)格落實(shí)公司精測(cè)隊(duì)、項(xiàng)目部測(cè)量隊(duì)、監(jiān)理監(jiān)測(cè)隊(duì)三級(jí)測(cè)量復(fù)核制度。(2) 項(xiàng)目部測(cè)量隊(duì)有經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)熟練、責(zé)任心強(qiáng)、持證上崗的測(cè)量人員組成， 并配備數(shù)量足夠及符合精度要求的測(cè)量?jī)x器。(3) 測(cè)量?jī)x器要定期到國(guó)家認(rèn)可的鑒定部門進(jìn)行檢校。(4) 測(cè)量放樣的有關(guān)數(shù)據(jù)，要記錄完整、清晰，并報(bào)監(jiān)理工程師核對(duì)。(5) 項(xiàng)目部測(cè)量隊(duì)每周及時(shí)向監(jiān)理工程師提交測(cè)量報(bào)告。八、頂管機(jī)姿態(tài)控制8.1

42、 、頂進(jìn)偏差產(chǎn)生的原因8.1.1 、形成機(jī)頭旋轉(zhuǎn)偏差的原因頂管機(jī)向前頂進(jìn)的反力，由工作井后靠背提供。刀盤切削土體的扭矩要是由頂管機(jī) 殼與土層之間的摩擦力矩來平衡。當(dāng)摩擦力矩?zé)o法平衡刀盤切削土體產(chǎn)生的扭矩時(shí)頂管 機(jī)將形成滾動(dòng)偏差。過大的滾動(dòng)會(huì)影響測(cè)量板、糾偏油缸、螺旋出土機(jī)偏離正常位置， 造成測(cè)量、糾偏及出土困難，對(duì)頂管軸線偏斜也有一定影響。8.1.2 、引起方向偏差的因素(1) 頂進(jìn)過程中因?yàn)椴煌课豁斶M(jìn)千斤頂參數(shù)的設(shè)定偏差，使頂進(jìn)方向產(chǎn)生偏差。(2) 由于頂管機(jī)表面與地層間的摩擦阻力不均勻、開挖掌子面上的土壓力的差異、 以及切削刀口欠挖時(shí)引起的地層阻力不同，也會(huì)引起一定的偏差。( 3 )開挖

43、掌子面砂層與砂礫層分界起伏較大，掌子面軟硬不均，也易引起方向偏 差，即使在開挖掌子面砂層的力學(xué)性質(zhì)十分均勻的情況下，受頂管機(jī)刀盤自重的影響， 頂管機(jī)也有下扎的趨勢(shì)。因此，在頂進(jìn)的過程中，須對(duì)豎直方向的誤差進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)控 制，隨時(shí)修正各項(xiàng)偏差值，把頂進(jìn)方向偏差控制在允許圍。8.2 、頂管機(jī)的姿態(tài)監(jiān)測(cè)采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等測(cè)量?jī)x器測(cè)量頂管機(jī)的軸線偏差，監(jiān)測(cè)頂管機(jī)的姿態(tài)。8.2.1 、偏轉(zhuǎn)角的監(jiān)測(cè)用電子水準(zhǔn)儀測(cè)量高差，推算頂管機(jī)的偏轉(zhuǎn)圓心角，監(jiān)測(cè)頂管機(jī)的滾動(dòng)偏差。方法 時(shí)在切削艙隔墻后方對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)，二點(diǎn)處于同一水平上，且距離為一定值。測(cè) 量?jī)牲c(diǎn)的高程差，即可算出偏轉(zhuǎn)角。A B為測(cè)量標(biāo)志，a b

44、為頂管機(jī)發(fā)生滾動(dòng)后，測(cè)量點(diǎn)所處的新位置，Ha Hb為兩點(diǎn)的高程，a為頂管機(jī)的滾動(dòng)角。線段A吐20A=20B定值a= arcsi n (Hb-Ha)/AB上式中，如果Hb Ha>0表明頂管機(jī)逆時(shí)針方向滾動(dòng)。如果Hb- Ha<0表明頂管機(jī)順時(shí)針方向滾動(dòng)。工一 L -皿/、(卜 b)A I.丿“，；a I I- <1 .:、豎直偏可直接測(cè)量頂管機(jī)的俯仰角變化，上仰或下俯其角度增量的變化方向相 反。、水平角的監(jiān)測(cè)電子經(jīng)緯儀可直接測(cè)量頂管機(jī)的左右擺動(dòng)，左擺或右擺水平方向角的變化方向相 反。儀器的配備電子水準(zhǔn)儀精度：土 0.4mm全站儀：28.3、頂管機(jī)姿態(tài)調(diào)整(1) 滾動(dòng)糾偏由于刀盤正

45、反向均可以出土，因此通過反轉(zhuǎn)頂管機(jī)刀盤，就可以糾正滾動(dòng)偏差。允 許滾動(dòng)偏差小于等于1.50時(shí)頂管機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)報(bào)警，提示操作者切換刀盤旋轉(zhuǎn)方 向，進(jìn)行反轉(zhuǎn)糾偏。(2) 豎直方向糾偏控制頂進(jìn)方向的主要方法時(shí)改變單側(cè)糾偏油缸行程。但它與頂管機(jī)姿態(tài)變化量間的 關(guān)系沒有固定規(guī)律，需要靠人的經(jīng)驗(yàn)靈活掌握。當(dāng)頂管機(jī)出現(xiàn)下俯時(shí)，可加大下側(cè)糾偏油缸行程，當(dāng)頂管機(jī)出現(xiàn)上仰時(shí)，可加大糾 偏油缸行程，來進(jìn)行糾偏。（3）水平方向糾偏 與豎直方向糾偏的原理一樣，左偏時(shí)加大左側(cè)糾偏油缸行程，右偏時(shí)則加大右側(cè)糾 偏油缸行程。8.4 、糾偏注意事項(xiàng)（1）切換刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，先讓刀盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)，間隔一段時(shí)間后，再改變轉(zhuǎn)動(dòng)方 向

46、，以保持開挖面的穩(wěn)定。（2）要隨時(shí)根據(jù)掌子面地層情況及時(shí)調(diào)整頂進(jìn)參數(shù)，修正頂進(jìn)方向，避免偏差越 來越大。（3）頂進(jìn)時(shí)要及時(shí)進(jìn)行糾偏，消除偏差后，再繼續(xù)向前頂進(jìn)。8.5 、確保頂管機(jī)土壓力平衡和地層穩(wěn)定的技術(shù)參數(shù)（1）焊接鋼管時(shí)，嚴(yán)防頂管機(jī)后退，確保正面土體穩(wěn)定。（2）同步注漿充填環(huán)形間隙，使鋼筋砼管盡早支承地層，控制地層沉陷。（3）切實(shí)作好土艙壓力平衡控制，保證掌子面土體穩(wěn)定。（4）利用信息化施工技術(shù)指導(dǎo)頂進(jìn)管理，保證周圍自然環(huán)境。8.6 、正常施工時(shí)的主要事項(xiàng)（1）每一作業(yè)班次要留下一定時(shí)間做好機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)和作業(yè)面的清潔工作。（2）前后作業(yè)班組做好交接班的施工工況介紹并作文字記錄。（3）出

47、土車輛進(jìn)出時(shí)，施工人員要站在安全的位置。九、頂管施工過程防旋轉(zhuǎn)措施在頂管頂進(jìn)施工中，為防止開口管節(jié)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，排海管道擴(kuò)散段所有頂管管材壁兩 段預(yù)埋20cm（或全部鋼套）鋼套環(huán)，管材套接后在接口處焊接防轉(zhuǎn)舌，達(dá)到將擴(kuò)散段圍的 頂管在旋轉(zhuǎn)方向連接成一整體的效果；若頂管頂進(jìn)過程仍然發(fā)生旋轉(zhuǎn)，則采用單邊壓重 的方法進(jìn)行糾正。十、頂管機(jī)的管、用、養(yǎng)、修10.1 、建立完善的頂管機(jī)管理組織機(jī)構(gòu)對(duì)于大型施工機(jī)械設(shè)備的管理必須制定詳細(xì)的、規(guī)的、科學(xué)的組織管理體系，實(shí)行 系統(tǒng)化管理。借鑒我公司已有頂管機(jī)的管、用、養(yǎng)、修成功經(jīng)驗(yàn)，實(shí)行以機(jī)電工程師為 主的設(shè)備管理體系，對(duì)各系統(tǒng)實(shí)行工程師負(fù)責(zé)制，機(jī)械工程師、電氣工程

48、師、刀具工程 師、狀態(tài)檢測(cè)工程師共同組成頂管設(shè)備管理體系，并成立主機(jī)組、電氣組、液壓組、后 續(xù)設(shè)備組、刀具組和狀態(tài)檢測(cè)組負(fù)責(zé)頂管機(jī)的管、用、養(yǎng)、修工作。10.2 、建立頂管機(jī)頂進(jìn)機(jī)技術(shù)支持系統(tǒng)（1）制造廠專家培訓(xùn)組；（2）公司頂管設(shè)備科研開發(fā)小組；（3）公司頂管施工技術(shù)組；（4 ）施工現(xiàn)場(chǎng)組成以設(shè)備工程師為主的技術(shù)攻關(guān)小組；10.3 、制定詳細(xì)的頂管機(jī)的管、用、養(yǎng)、修制度10.3.1 、根據(jù)頂管施工的特點(diǎn)，制訂如下制度：（1）頂管機(jī)綜合管理制度；（2）頂管機(jī)使用安全操作規(guī)程；（3）頂管機(jī)維修保養(yǎng)制度；（4）頂管機(jī)油水管理制度；（5）頂管機(jī)狀態(tài)檢測(cè)制度；（6）頂管機(jī)配件管理制度；10.3.2 、

49、對(duì)頂管機(jī)的使用及維修保養(yǎng)人員進(jìn)行培訓(xùn)，經(jīng)考試合格后持證上崗，實(shí)行崗位 責(zé)任制，實(shí)行“二定三包”，即：定人、定崗；包保管、包使用、包維修保養(yǎng)。10.3.3 、建立頂管機(jī)履歷薄、運(yùn)行記錄、狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄、維修保養(yǎng)記錄，實(shí)行頂管機(jī)的 表格化管理。10.3.4 、對(duì)頂管機(jī)進(jìn)行成本管理，詳細(xì)記錄和考核油料消耗、配件消耗、電力消耗、設(shè) 備完好率考核。設(shè)備利用率考核等工作，總結(jié)和積累頂管機(jī)的使用成本分析。10.4 、對(duì)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)（1）派頂管機(jī)管理、操作人員赴頂管制造廠進(jìn)行理論和技術(shù)培訓(xùn)。（2）對(duì)頂管機(jī)操作、維修、保養(yǎng)人員進(jìn)行培訓(xùn)，使其做到“三懂四會(huì)”（懂構(gòu)造、 懂原理、懂性能；會(huì)使用、會(huì)保養(yǎng)、會(huì)檢查、會(huì)

50、排除故障）。（3）對(duì)頂管機(jī)操作司機(jī)，使用具有資格技術(shù)人員擔(dān)任。10.5 、采用頂管頂進(jìn)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)（1）運(yùn)用已有的頂管掘進(jìn)機(jī)設(shè)備檢測(cè)結(jié)果，推廣和運(yùn)用“頂管機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障 預(yù)報(bào)專家系統(tǒng)”。（2）完善狀態(tài)檢測(cè)體系，配和指導(dǎo)維修保養(yǎng)工作。10.6 、頂管掘進(jìn)機(jī)的維修保養(yǎng)（1）除施工特別原因外，每日都有一定時(shí)間對(duì)頂管掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行維修保養(yǎng)工作，主 要是檢查、清潔、潤(rùn)滑。（2）實(shí)行日常保養(yǎng)及定期保養(yǎng)相結(jié)合的維修保養(yǎng)體系。 十一、頂進(jìn)過程監(jiān)控測(cè)量11.1 、地表隆陷監(jiān)測(cè)11.1.1 、監(jiān)測(cè)的目的 主要是測(cè)定縱、橫沉降槽曲線及最大沉降坡度、最小曲率半徑和沉降速率等，可按 PECK 公式，預(yù)測(cè)施工時(shí)在不同深度

51、引起的地表、地層沉降槽曲線，施工中按反饋資料，合理 調(diào)整頂管正面壓力、送泥量、注漿時(shí)間和壓力、推進(jìn)速度等施工參數(shù)，以達(dá)到控制沉降 的最優(yōu)效果。另外，頂管進(jìn)出洞是頂管施工術(shù)難度最大、工序較復(fù)雜的施工階段，須加 強(qiáng)對(duì)洞外地表沉降觀測(cè)確保頂管順利進(jìn)出洞。11.1.2 、監(jiān)測(cè)儀器 全自動(dòng)電子水準(zhǔn)儀，銦鋼尺等高精度儀器進(jìn)行地表沉降監(jiān)測(cè)。11.1.3 、檢測(cè)實(shí)施（1）基點(diǎn)埋設(shè)方法 采用標(biāo)準(zhǔn)地表樁，必須將其埋入原狀土，并做好保護(hù)井圈和井蓋。在堅(jiān)硬的道路上埋設(shè) 地表樁，硬鑿除路面和路基，將地表樁埋入原狀土，也可鉆孔打入長(zhǎng)1m 以上的圓鋼作地表觀測(cè)樁，并同時(shí)打入保護(hù)鋼管套。地表樁的埋設(shè)穩(wěn)定期不少于 30 天。（

52、2）測(cè)點(diǎn)布設(shè)在頂管工程圍，沿軸線方向每隔30m布設(shè)一組測(cè)點(diǎn)，橫向地表樁的設(shè)置圍在預(yù)測(cè)沉降槽 圍。（3）隆陷測(cè)點(diǎn)埋設(shè)在地表挖孔，然后放入長(zhǎng)200300mm直徑2030mnt勺圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填 實(shí)。11.3.4 、測(cè)量方法 觀測(cè)方法采用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法?；c(diǎn)和附近水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)取得初始高程。觀測(cè)時(shí)嚴(yán)格控 制限差，每測(cè)點(diǎn)讀數(shù)高差不超過 0.3mm對(duì)不在水準(zhǔn)路線上得觀測(cè)點(diǎn)，一個(gè)測(cè)站不超過 3隔，如超過時(shí)，重讀后視點(diǎn)讀數(shù)，以作核對(duì)。首次觀測(cè)應(yīng)對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)兩次觀測(cè)， 兩次觀測(cè)高程之差應(yīng)小于土 1.0mm取平均值作為初始值。、隆陷值計(jì)算在條件許可的情況下，盡可能的布設(shè)導(dǎo)線網(wǎng)，以便進(jìn)行平差處理，提高觀

53、測(cè)精度，水準(zhǔn)線路閉合差應(yīng)小于土 0.3 N (mm)(N為測(cè)站數(shù))。然后按照測(cè)站進(jìn)行平差，求得各點(diǎn)高程。 施工前，由基點(diǎn)通過水準(zhǔn)測(cè)量量測(cè)出隆陷觀測(cè)點(diǎn)的初始高程 HQ在施工過程中測(cè)出的高 程為He則高差 H=HnH0即為隆陷值。11.2、數(shù)據(jù)分析與處理(1) 畫出時(shí)間一位移曲線散點(diǎn)圖和距離一位移曲線散點(diǎn)圖，根據(jù)沉降規(guī)律判斷土層穩(wěn) 定狀態(tài)和施工措施的有效性。(2) 當(dāng)位移一時(shí)間曲線趨于平緩時(shí)，可選取合適的函數(shù)進(jìn)行回歸分析，預(yù)測(cè)最大沉降量；(3) 作橫斷面和縱斷面沉降槽曲線，判斷施工影響圍、最大沉降坡度、土體體積損失 等。十二、洞口止水裝置工作井洞口止水裝置應(yīng)確保良好的止水效果。根據(jù)設(shè)計(jì)預(yù)留的法蘭，

54、我們?cè)诜ㄌm上 安裝兩道工作井洞口止水裝置。該裝置必須與導(dǎo)軌上的管道保持同心，誤差應(yīng)小于2mm 在橡膠止水法蘭之前應(yīng)預(yù)埋注漿孔，以便壓注膨潤(rùn)土泥漿。(參見附圖08頂管出洞口止水結(jié)構(gòu)示意圖)十三、頂管管材、橡膠密封圈、木襯墊(1) 頂管前對(duì)鋼筋混凝土管材成品進(jìn)行檢查：管接頭的槽口尺寸是否正確，光滑 平整。(2) 鋼套環(huán)上刃口無庇點(diǎn)，焊接處平整，肢部與鋼板平面垂直。管材現(xiàn)場(chǎng)堆放整 齊、擱平。(3) 橡膠密封圈外觀和任何斷面都必須致密均勻，無裂縫，孔隙或凹痕等缺陷， 本工程每節(jié)頂管采用兩道橡膠密封圈。橡膠密封圈保持清潔，無油污，不放在下（4）木襯墊采用膠合板材加工，厚度符合管環(huán)的間隙要求。（5）管節(jié)槽

55、口上涂膠水，裝上橡膠密封圈。下管前均勻涂薄一層硅油，使承插時(shí) 橡膠圈不移位，不反轉(zhuǎn)，不露出管外。十四、成品管的接口形式本工程設(shè)計(jì)的 F 型成品管和接口形式是非?？煽康摹５谥圃旌褪┕ぶ羞€應(yīng)嚴(yán)格把 關(guān)，確保成品管強(qiáng)度，選材尺寸精度和密封都符合設(shè)計(jì)要求。F 型成品管的接口存在二道滲水途徑可能從管外進(jìn)入管，一道是從鋼套環(huán)和混凝土 交界面滲入，另一道是從楔型和 0 型橡膠止水圈滲入，前者通過錨固鋼筋使鋼套環(huán)與混 凝土牢固結(jié)合，并由一環(huán)聚胺脂軟膏阻斷可能因糾偏引起的滲水通徑，后者是通過高精 度鋼模保證橡膠止水圈產(chǎn)生足夠的壓縮過盈量，從而滿足密封要求。十五、頂管出洞口地基加固措施15.1 、加固方法頂管出

56、洞口采用旋噴樁地基加固法，加固圍為頂管出洞口長(zhǎng)X寬X深=28.2m>5mM6m地下土體，頂管進(jìn)出洞口旋噴加固措施是施工成敗的關(guān)鍵。由于頂管進(jìn)出洞口土體軟弱 ，強(qiáng)度低，含水量高，因此采取旋噴樁來進(jìn)行土體加固 。15.2 施工方法（1 ）布孔原則：排距和孔距均為 lm。（2）施工時(shí)采用先從外圍，后部的加固施工方式，防止?jié){液流失。（3 ）提升速度控制在2025cm/min圍；（4）漿液采用 325”普通硅酸鹽水泥漿， 水泥摻入量 250Kg/m3， 水灰比0.8 1.0 。十六、地表隆沉控制措施16.1 地表沉降預(yù)測(cè)由派克法，地面沉降的橫向分布似正態(tài)分布曲線。Smax=V/（2.5i）Smax 最大沉降量；V 地表?yè)p失量i 沉降槽寬度系數(shù)i=R（Z/2R）0.8 =2.07 （7/1.98）0.8 =5.68地表?yè)p失量 V 與以下