安徽省新路建设工程集团有限责任公司
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1.前言
顶管施工是一种非开挖管道施工方法，不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管技术在我国已得到大量地实际工程应用，且保持着高速的增长势头，无论在技术上、顶管设备还是施工工艺上取得了很大的进步，在某些方面甚至达到了世界领先水平。1984年前后，我国的北京、上海、南京等地先后起先引进国外先进的机械式顶管设备，使我国的顶管技术上了一个新台阶。
顶管分为人工掘进式顶管、机械顶管，机械顶管又依据不同的平衡理论分为气压平衡、泥水平衡和土压平衡。目前，机械顶管的的运用已经较为广泛，顶管技术在XX市的市政建设中大量采纳。随着技术引进，XX市也逐步推广机械顶管施工技术。本次的XXXXXXXX路泥水平衡法机械顶管的管径、管道埋置深度为XX之最。
本工法依据XXXXXXXXXX路泥水平衡法机械顶管的施工阅历编制。
2.工法特点物流器具
泥水平衡法机械顶管相较于传统大开挖管道施工及其他顶管方法有以下优点：
2.1、顶管施工能穿越马路、铁路、桥梁和地面建筑物。不开挖地面，不拆迁，不破坏地面建筑物；不影响交通；不破坏环境；施工不受气候和环境的影响；省时、高效、平安，综合造价低，具有显著的经济效益和社会效益。
2.2、可有效保持挖掘面的稳定，对管体四周的土体扰动较小，因此施工引起的地面沉降也较小，稳定土层的同时也克服了大开挖管道回填时路面沉降的质量通病。 2.3、顶管施工不占用地面空间，能于地面以上道路施工同步，缩短了工期。
2.4、泥水平衡法机械顶管工具管及钻头形成了封闭仓，有效爱护了井下操作人员，不会造成因土体失稳引起的坍塌事故，比其他顶管方法增加了平安性。
3.适用范围
本工法适用土层为粘土、粉质粘土、砂质粉土、中细砂、砂砾，适用环境为地表沉降要求严格的部位，开挖深度大于6米的管道，交通繁忙、人口密集的城镇管道施工。
4.工艺原理
4.1土体的平衡原理
顶管掘进机正常工作时，刀盘按预先设定的压力紧贴在被切削的土体断面，在后方顶力作用下一方面旋转切削土体，一方面对前推动维持土体的平衡。顶进中假如土体硬度增大，顶速不变时，刀盘受到迎面阻力大于预设定的刀盘压力，刀盘慢慢向后缩回，保盘对土体的压力不变。在刀盘缩回时，刀盘的切土口自动增大，切削土体的量增大，土体对刀盘的压力减小。土体压力 增大时，刀盘仍旧以预设定的土压力与土体在新位置保持平衡。协作手动调整刀盘切土口和预设压力大小的调整功能，可以使土体侧压力得到特别精确的平衡。停机时手动关闭切土口，刀盘仍旧保持预定压力紧贴土体，并且将泥水仓与开挖面隔离。无论土体过软或过硬，当自动调整范围到达极限值时，刀盘报警装置报警，提示操作人员留意，通过调整顶速，重新设定刀盘压力等手段，使土体维持新的平衡。
4.2土层中地下水的平衡原理
向开挖仓注入肯定压力的泥浆，该泥浆除能够将土层中的颗粒带走外，通过限制出泥流量的大小，就可以简洁而精确地限制泥水仓中的水压力，平衡地下水。
5.施工工序流程及操作要点
5.1工序流程（见图5.1）
图5.1 泥水平衡法机械顶管施工工序流程
透气盖5.2泥水平衡法机械顶管施工示意图
泥浆处理机
泥浆搅拌机
废弃土注入管
顶进施工
电脑操作台真空渗碳炉
排泥管
泥浆流量
限制器
推动机
导轨
5.3操作要点
5.3.1、测量要复核，交桩要明确
顶管用的水准点、限制点、设计高程的计算和放样成果，必需进行双人相互校核，放样后的限制桩并做好醒目标记，向顶管施工班组明确交桩，避开因测量失误或交桩不明引起不必要的返工。
5.3.2、工作井、接收井的钢筋砼沉井、封底、靠背的施工质量必需满意要求
a、工作井、接收井的沉井高度、砼强度、厚度、配筋必需经过验算，在考虑成本效益的同时必需确保顶进过程平安。
b、沉井下沉至设计高程30cm以上时，应降低下沉速度，做到少扰动基底土层，避开因不匀称下沉引起的沉井偏转和过沉。
c、沉井水下砼封底前须整平基底，确保封底厚度匀称，砼浇筑完成后依据气温条件2-7天后方可抽水，避开封底砼不密实引起泉涌，给井内作业带来困难。
d、靠背砼及配筋的设计和施工要能考虑到各种地质状况，要有足够的富余系数，避开土质太硬造成顶力过大，靠背碎裂的状况发生。
5.3.3、降水
工作井、接收井四周井点降水是顶进作业前重要的一道工序，在天鹅湖路顶管施工时经过多次的现场验证后，我们依据地下水文状况设置了6-10个Ф30cm，深度15m左右的砂井，基本能满意降水要求。
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5.3.4、管材强度和龄期
顶管工程的管材，国标要求一般为C50的Ⅲ级管。进场前先要考察管材生产厂家，选择手续齐全，质控措施有力的合格厂家，管材进场后要逐个检验砼强度，龄期不足、强度不够的管材一律不得运用，以免顶进过程中发生管节碎裂的状况。
5.3.5、触变泥浆的运用
触变泥浆由膨润土、CMC(粉末化学浆糊)、纯碱和水按肯定比例配方组成。在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆护套，削减管壁与土壁之间的摩擦力，能有效减小顶进阻力，增加顶进长度。
6.材料与设备
6.1材料
顶管、泥浆、钢筋、砼、砖、砂浆
6.2设备
全套设备包括：掘进机(工具管)、纠偏装置、250t液压千斤顶2台、油泵、基座导轨、顶铁、限制系统、加泥系统、测斜仪、激光经纬仪。
7.质量限制
7.1做好后封闭，削减顶进阻力。封闭效果好可充分发挥触变泥浆的作用，使顶进距离加长。
7.2依据土质状况调整加泥量。机头前方加泥可变更土体性质，增加其流淌性以利土压平衡，出泥顺畅。在亚砂土、粉砂土的土质条件下，加泥量为总出土量的30％为宜，而对于粘土质可适当削减加泥量。
7.3顶进钢承口管道时，将注浆孔位置放在插口处，让浆液干脆注入钢承口缝隙之间，浆液再由缝隙向管身外注入土与管壁的缝隙，形成很好的减阻环，加大管外壁触变泥浆的饱满度。
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7.4顶进前应将千斤顶逐台调试好，采纳同种规格的油缸，并使液压泵到各千斤顶之间的距离相等，管径一样。
7.5顶管施工前应对管道通过地带的地质状况仔细调查，设置测力装置指导纠偏。严格限制顶管轴线偏差，纠偏应依据勤测量、勤纠偏、小量纠的操作方法进行。
鱼苗孵化设备7.6采纳同种规格的千斤顶，使其顶力、行程、顶速相一样，保持顶力合力线与管道中心线相重合。
7.7加强顶管后背施工质量的限制，确保后背不发生位移，并应使后背平整，以保证顶进设备的安装精度。
7.8当掘进机停止作业时，肯定要防止泥水从土层或洞口及其他地方流失。不然，挖掘面就会失稳，尤其在出洞这一段时间内更应防止洞口止水圈漏水。
7.9在掘进过程中，应留意视察地下水压力的变更，特殊是有压力水头出现时，需刚好实行相应的措施，保持挖掘面的稳定。
7.10在顶进过程中，随时要留意挖掘面是否稳定、进排泥泵的流量及压力是否正常。防止排泥泵的排量过小而造成泥浆的淤积和堵塞现象。
8.平安措施
8.1 成立平安生产组织机构，建立健全平安生产责任制度和平安生产教化培训制度及平安生产技术交底制度，制定平安生产规章制度和操作规程，保证平安生产所需资金的投入，定期平安检查，并做好平安检查记录，做好平安事故预案、救援预案。专职平安员每天巡检，刚好发觉和消退平安隐患。
8.2 严格按平安操作规程操作机械设备。在操作前必需检查操作环境是否符合平安要求，平安设施和防护用品是否平安，符合要求后才可施工。
8.3 工作井、接收井平安防护措施
8.3.1施工现场严禁闲杂人员入内，工作井四周设置高度1.3m左右的防护栏；防护栏设置要坚固、牢靠。
8.3.2施工现场设置醒目的平安施工标语牌、警示牌、危急地加设警示牌，进行规范平安防护，在夜间悬挂红灯；
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