1、【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案I目 录第 1 章 工程概况 .51.1 工程概况 51.2 工程地质及水文地质情况 61.2.1 工程地质 .61.2.2 水文概况 7第 2 章 编制说明及依据 .72.1 编制说明 72.2 编制依据 72.3 编制原则 8第 3 章 施工总体筹划 .83.1 施工目标 83.1.1 工期目标 .83.1.2 质量目标 .93.1.3 安全目标 .93.1.4 文明施工目标 .93.1.5 环境保护目标 .93.2 整体施工规划 93.3 顶管施工工艺选择 .93.4 施工准备 103.4.1 施工技术准备 .103.4
2、.2 施工现场准备 .113.5 施工现场平面布置 123.5.1 顶管工作井 .123.5.2 顶管接收井 .123.5.3 顶管管节加工场地 .13第 4 章 施工资源配置 .144.1 劳动力配置 144.2 施工机械、物资准备 144.2.1 施工机械准备 144.2.2 物资准备 .15第 5 章 施工方案 .16【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案II5.1 顶管施工 165.2.1 工艺流程 .165.2.2 顶管掘进机选型 .175.2.3 顶进系统示意图 .175.2.4 顶进速度与工期 .185.3 单轴搅拌桩施工 185.3.1 概况 .1
3、85.3.2 单轴搅拌桩施工工艺和流程 .195.3.3 单轴搅拌桩施工工序 .215.4 顶管各系统布置 225.4.1 顶进系统 .225.4.2 穿墙止水装置 .255.4.3 触变泥浆系统 .265.4.4 泥水循环系统 .285.4.5 泥水处理系统 .295.4.6 通风系统 .305.4.7 通讯与工业电视监视系统 .305.4.8 供电系统 .315.4.9 测量纠偏系统 .315.5 顶管顶进施工 335.5.1 顶管顶进工艺流程 .335.5.2 顶管准备 .335.5.3 顶管始发 .345.5.4 正常顶进 .355.5.5 顶管测量纠偏 .355.5.6 顶管施工技术
4、质量措施 .405.6 基坑监测 485.6.1 基坑观测的项目、测点布置 .485.6.2 监测注意事项 .485.6.3 信息化施工 .49第 6 章 施工质量保证、难点分析及应对措施 .506.1 质量保证措施 50【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案III6.1.1 测量控制质量保证措施 .506.1.2 单轴搅拌桩质量保证措施 .506.1.3 顶管施工质量保证措施 .516.1.4 触变减阻泥浆质量保证措施 .526.2 特殊季节施工保证措施 526.2.1 寒冷季节施工 .536.3 难点分析及应对措施 536.3.1 难点分析 .536.3.2
5、应对措施 .53第 7 章 安全保证措施 .557.1 安全生产管理目标 557.2 安全生产保证措施 557.2.1 安全组织机构 .557.2.2 安全技术保障措施及安全管理保证措施 .574、起重吊装安全操作规程 .585、特种作业管理 .606、机械安全管理 .607、 电（气）焊作业安全保证措施 .608、安全教育 .619、安全检查 .62第 8 章 周边建筑物及地下管线安全保证措施 .638.1 周边建筑物 638.2 地下管线 638.2.1 地下管线控制指标 .638.2.2 地下管线保护措施 .63第 9 章 文明施工保证措施 .649.1 文明施工保证措施 649.2 合
6、理布设临时施工设施 649.3 振动控制措施 649.4 噪音控制措施 649.5 加强机具、材料管理 659.6 环境保护措施 65【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案IV第 10 章 应急预案 .6610.1 应急指挥及救援组织机构 6610.2 应急指挥及救援组织职责 6710.3 工作要求 6810.4 紧急情况处理程序和措施 6910.4.1 应急救援程序 .6910.4.2 应急救援电话 .7110.4.3 应急救援物资 .7210.5 专项应急预案 7210.4.1 触电事故的应急预案 .7210.4.2 高处坠落及物体打击事故的应急预案 .72【
7、XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案5第 1 章 工程概况1.1 工程概况XX 站 2 号出入口站设于松北大道与银河大街地道桥交叉口西南侧绿地内，跨银河大街地道桥沿呈西北向东南方向敷设。XX 站 2 号出入口站为地下二层岛式车站，车站内包尺寸为 470.10m(长) 19.8m(宽)/23.6m( 盾构加宽处 )，站台宽度 12.5m。车站共设4 个出入口 4 组风亭，出入口和风井均为地下一层外挂式结构。其中 2#出入口兼具过街通道功能，过阶段拟采用泥水平衡矩形顶管掘进机施工，其余均采用明挖法施工。图 1.1 2 号出入口平面位置图2 号出入口位于车站东南侧，通道
8、总长约 166m，兼具过街通道功能，其中 2A 出入口位于松北大道东侧，2B 出入口位于松北大道西侧，标准段结构净宽为 8.0m，过街通道段净宽 6.5m。计划从 2B 出入口向 2A 出入口方向顶进，采用 7.7m4.5m 矩形顶管施工，通道覆土深度约 3.7m，通道长度共 67.35m。【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案6图 1.2 7.7m4.5m 矩形顶管机工具头1.2 工程地质及水文地质情况1.2.1 工程地质开挖土层自上而下依次为：1-1 层杂填土：灰褐色黄褐色，松散，稍湿，由建筑垃圾、生活垃圾和黏性土组成，段落范围内均有分布，层底深度约 0.57
9、.9m，平均厚度约 4.53m。2-2-2 层细砂：黄褐色灰褐色，饱和，松散，成分以长石、石英为主，局部含黏性土，普遍分布于表层，层底深度约 2.010.5m，平均厚度约 3.04m。2-3-2 层细砂：褐黄色灰褐色，饱和，松散稍密，成分以长石、石英为主，局部夹少量黏性土，普遍分布，层底深度约 8.015.0m，平均厚度约 3.63m。2-4 层中砂：褐黄色褐灰色，饱和，密实，成分以长石、石英为主，局部夹少量黏性土，普遍分布，层底深度约 19.030.5m，平均厚度约 3.66m。根据 2 号出入口通道剖面图，本工程矩形顶管通道主要处于 1-1 杂填土层、2-2-1粉砂层和 2-2-2 细砂层
10、中。1.2.2 水文概况根据地勘报告揭示，附属结构出入口场地内空隙潜水赋存于 2-2-2 层粉砂、2-3-2【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案7层细砂、2-4-1 层中砂、2-4 层中砂，该含水层厚度约 35.448.2m，埋深约4.28.9m，标高为 111.71117.66，潜水层未隔断，抗浮水位按 118.10m 进行设计。微承压水主要赋存于 7-2 层中砂、7-4 层砂砾层，经计算，抗承压水稳定性满足基坑开挖要求。第 2 章 编制说明及依据2.1 编制说明本方案是根据本附属结构土建特点，结合我公司施工实力和完成类似工程的施工经验、施工技术、机具设备配套
11、能力等方面因素。按照规范、设计文件及业主管理文件编制而成。2.2 编制依据XX市轨道交通2号线一期工程XX站2号出入口站附属结构施工图设计。XX市轨道交通2号线一期工程XX站2号出入口站岩土工程勘察报告（详细勘察阶段）地铁设计规范（GB50157-2013）建筑基坑支护技术规程（JGJ1202012）建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）XX站2号出入口站施工测量方案城市轨道交通工程测量规范（GB50308-2008）XX站2号出入口站施工监测方案施工所涉及的适用于车站明挖段的标准、规范、规程以及国家、部委和 XX 市有关安全、质量、工程验收等方面的标准及法规文件。2.3 编制原
12、则认真贯彻国家有关工程建设的各项方针和政策，严格执行工程建设程序。【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案8严格执行有关设计、施工规范，遵循建筑施工工艺及其技术规律、坚持合理的施工程序和规律。在充分理解施工图纸及现场条件的基础上采用安全、先进、合理、经济、可行的施工方案。严格控制施工质量、确保施工安全，努力缩短工期，降低工程成本。应用先进的管理技术，合理计划，统筹安排，突出重点，控制关键工作，实现均衡生产，连续施工。坚持优化技术方案和推广应用“四新”成果，加强科技创新和技术攻关，应用新技术、新材料、新工艺、新设备，确保施工质量。科学规划施工场地，保证施工全过程对环境
13、破坏最小、占用场地最少，并有较周密的环境保护措施。施工过程中加强施工管理，确保施工质量，保证现场施工安全、文明施工，保护环境，保证职工身体健康。第 3 章 施工总体筹划3.1 施工目标3.1.1 工期目标2 号出入口矩形顶管通道工期计划见表 3.1。表 3.1 顶管施工计划序号 任务名称 工日 开始时间 完成时间1 前期准备 10 工作日 2017/6/15 2017/6/242 井体端部与后靠土体加固 20 工作日 2017/6/25 2017/7/143 管节制作 65 工作日 2017/6/20 2017/8/234 顶管设备安装 15 工作日 2017/8/24 2017/9/85 顶
14、进 50 工作日 2017/9/9 2017/10/296 管缝密封处理 20 工作日 2017/10/12 2017/10/313.1.2 质量目标确保本工程全部工程达到设计标准和国家现行的有关质量验收规范的标准，工程【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案9质量等级达到合格，争创黑龙江省优质工程。3.1.3 安全目标 杜绝死亡、重伤事故。 杜绝重大交通事故、重大火灾事故，轻伤率控制在 8以内。 职业病发病率控制在 0.5以内。 各种变形均控制在允许范围内，地下管线不断不裂；地表建筑物及环境稳定。3.1.4 文明施工目标确保荣获黑龙江省“安全文明工地”称号。3.1
15、.5 环境保护目标噪音、粉尘不超过国家规定的三级标准，废气、废水（液）、废弃物按行业规定处理。3.2 整体施工规划根据施工场地大小进行合理的总平面布置，达到平面行走路线合理，减少二次搬运。按照招标文件及初步设计图纸，施工内容主要为工作井端头搅拌桩加固、矩形顶管通道长约 67.35m。XX 站 2 号出入口矩形顶管项目施工流程：工作井搅拌桩端头加固通道顶进竣工验收。3.3 顶管施工工艺选择1、根据地质资料及现场勘查，本工程具有以下特点、难点：1）本场地地下水位埋深比较浅，顶管主要穿越的为杂填土层、细砂层，地下水丰富。2）通道采用大型矩形顶管施工，需穿越交通繁忙的市政主干道松北大道，施工难度较大，
16、技术含量高。【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案103）因是过街通道，施工精度要求高，不允许出现顶偏现象，需严格控制施工精度。2、基于以上特点，本工程顶管工艺拟采用泥水平衡式顶管，它具有以下优点：1）工具头为密闭施工，可避免地下水及软弱土层对施工的影响；2）可有效保持挖掘面的稳定，减少对土体的扰动，有效减小管道的偏差和路面的影响，可有效地防止路面隆起、沉降、开裂；3）弃土由管道抽排出，有效改善作业环境，提高安全性；4）工作效率高，施工进度快。泥水平衡式工具头顶管施工形象示意图如下图 3-1 所示。图 3.1 泥水平衡式工具头顶管施工形象示意图3.4 施工准备3.
17、4.1 施工技术准备1、掌握地形、地质、水文等勘察资料，对管线线路的地质水文情况进行充分的分【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案11析，预先分析将来施工中可能遇到的各种不利因素（如施工排水、流砂流泥处理等），并提出相应的解决方法措施。2、组织有丰富施工经验的技术人员成立施工技术组，仔细阅读、熟悉图纸，以便作好图纸会审工作，充分了解和掌握设计意图、结构特点和技术要求。3、与建设和设计单位一起进行设计交底，图纸会审和测量交桩。4、在施工前对各工种、各施工班组进行详细的技术交底。3.4.2 施工现场准备1、施工测量放线按设计图纸对管道沿线进行测量放样，测放出管道开挖面
18、、各井位的位置和标高，并做出标记。各控制点（坐标桩和水平基准点桩）均应设置保护措施，以防破坏。2、做好现场的“ 三通一平 ”工作本工程施工用电主要为冲孔桩机、顶管机械，施工至少须 2 台 500kVA 的变压器，其他施工用电量较小；施工用水各场地需 1 个 DN100 的水源接入点；施工场地内设置6m 宽施工便道；合理布置施工设施、机械行走路线、水管等。3、组织机械设备进场根据施工机具的需用量计划，按施工平面布置图的要求，组织施工机械设备进场，机械设备进场后按规定地点和方式布置，并进行相应的保养和试运转等工作。4、组织材料和构配件的进场根据施工进度计划组织其所需的材料、构配件进场，材料进场后并
19、按规定地点和方式存放或堆放，并作好进场检验和抽检手续，做好组织和保护措施。【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案123.5 施工现场平面布置3.5.1 顶管工作井顶管工作井位于松北大道西侧，利用 2B 出入口围挡，出入口暂不施工，做为工作井配套场地，工作井后方明挖段土方需待顶管完成后方可开挖。顶管工作井净空尺寸为 17.8m（长）12m（宽），如下图所示：图 3.2 始发端平面布置图为满足顶管顶进时后靠背提供反力的要求，工作井后靠施工 8000mm15400mm 范围采用 850mm600mm 单轴搅拌桩对土体进行加固。根据地质勘探，顶管段存在粉细砂层，为防止顶管
20、始发洞门破除时井外土体坍塌，在工作井始发端施工 10000mm15400mm 范围采用 850mm600mm 单轴搅拌桩对土体进行加固。搅拌桩加固长度为地面至坑底以下 3 米。3.5.2 顶管接收井顶管接收井位于松北大道东侧，顶管接收井净空尺寸为 8.3m（长）12.2m（宽），在工作井接收端施工 8000mm15400mm 范围采用 850mm600mm 单轴搅拌桩对土体进行【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案13加固，如下图所示：图 3.3 接收端平面布置图3.5.3 顶管管节加工场地本工程顶管管节外包尺寸选为 7.7 米4.5 米，壁厚 0.5 米，单节长
21、度 1.5 米，管节混凝土采用 C50P8，F 型承插接口连接。顶管段长度 61.75 米，需要管节约 41 节。图 3.4 顶管管片施工为减少场地占用，管片预制场地放在现车站施工场地内，将车站顶板回填做为管【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案14预制的场地。采用一套模具即可完成全部管片的预制，预制场地约 3500，可在顶板回填后将预制场地放置在顶板上。第 4 章 施工资源配置4.1 劳动力配置劳动力投入计划如表 4.1 所示。实际施工时可视现场需求做适当调整。表 4.1 劳动力配置表编号 名称 数量 编号 名称 数量1 生产副经理 1 8 电工 22 主管工程
22、师 1 9 搅拌桩操作工 43 质检员 1 10 装载机司机 34 专职安全员 1 11 顶管操作工 105 测量工程师 1 12 吊车司机 16 测量员 2 13 司索工 17 监测员 2 14 杂工 34.2 施工机械、物资准备4.2.1 施工机械准备根据实际情况进行同类设备调整以保证施工正常进行，施工设备进场配置见表4.2。表 4.2 主要机械设备投入计划表序号 机械或设备名称 型号规格 数量 额定功率 （kw） 生产能力 备注1 搅拌桩机 2 70 良好2 挖掘机 PC120 1 良好3 汽车吊 25T 1 良好4 汽车吊 500T 1 良好5 电焊机 BX30F 2 30 良好6 钢
23、筋切断机 Q3G-400 1 2.5 良好7 泥水平衡式顶管机 77004500 1 400 良好8 泥浆处理系统 ZX250 2 70 良好9 油压千斤顶 350/280*1800mm 18 / 良好10 高压油泵站 15kw*2-25L-31.5Mpa 2 / 良好【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案1511 进浆泵 BZ280E-50/QABP4 2 55 良好12 排浆泵 BD150-125-35E/QABP4 2 45 良好13 高压注浆泵 6/4D-G 2 40 良好14 高压清水泵 Cv205r 2 30 良好15 水泵 Cv205r 10 5 良
24、好16 电焊机 BX1-300-5F 5 30 良好17 矩形管模 77004500 1 / 良好18 泥浆测试仪器 / 1 / 良好19 坍落度测试设备 / 1 / 良好20 全站仪 拓普康 GTS-602P 1 / 良好21 激光电子经纬仪 博飞 DJD2-2GJ 1 / 良好22 水准仪 苏光 DZS2 1 / 良好4.2.2 物资准备施工前准备足够以下材料保证工程正常施工，具体材料类型见表 4.3。表 4.3 主要材料投入计划表序号 材料种类 规格型号 数量 备注1 混凝土预制管节 77004500mm，C50P10 67.35m（约 44 节）2 水泥 PO42.5R 约 2000
25、吨4 混凝土 C35P8 约 300m35 钢筋 HPB300，HRB400 约 85 吨【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案16第 5 章 施工方案5.1 顶管施工5.2.1 工艺流程回收工具头否顶管机吊出正常顶进施工加中继环管节吊装、对接管材运输堆放工具头、顶进设备的加工检修始发井后座、导轨等的顶进设备安装场地“三通一平”顶管弃壳与暗挖段加固穿墙顶进工具头需加中继环到达设计位置否结束图 5.1 顶管施工工艺流程图【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案175.2.2 顶管掘进机选型根据本工程的地质资料显示，顶管管道通过的地层主要处
26、于细砂、中粗砂、粘土，根据以上地质情况：1、本工程选用的是泥水平衡的顶管机，切削下来的泥土在泥土仓内形成塑性体，以平衡土压力，而在泥水仓内建立高于地下水压力 1020KPa 的泥水、泥浆，以平衡地下水压力。通过把进水添加粘土等成份的比重调整到一定范围内，即使挖掘面是砂的土质，也可形成一层结实的不透水泥膜，同时平衡地下水压力和土压力。2、顶管机的刀盘前面切割面安装固定刮刀，刀座和刀盘焊接采用耐磨焊条。刀盘刮刀对前面土体是全段面的刮动。刮刀对破裂的土体进行切割，掏空前方土体，顶管机向前推进。3、顶管机的刀盘和泥土仓是个多棱体，且刀盘是围绕主轴作偏心转动，经过刀盘对前方土体切割，当有大块土体或块石进
27、入顶管机泥土仓，经刀盘转动时就会被轧碎，碎块泥土小于顶管机的隔栅孔就进入泥水仓被泥水循环管输送走。5.2.3 顶进系统示意图【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案18图 5.2 顶进系统平面与剖面示意图5.2.4 顶进速度与工期矩形顶管每天顶进 12m，设备安装调试与洞门破除 15 天。通道总顶进工期约 50天。5.3 单轴搅拌桩施工5.3.1 概况本工程顶管井端头加固采用单轴搅拌桩工艺，为满足顶管顶进时后靠背提供反力的要求，工作井后靠施工 8m 单轴搅拌桩对土体进行加固，工作井始发端采用 10m 单轴搅拌桩进行加固，接收井采用 8m 单轴搅拌桩进行加固。搅拌桩桩
28、径为 850mm，桩长深入坑底以下 3m。(1) 单轴搅拌桩采用 P42.5 级普通硅酸盐水泥，水泥掺量为 15%，即每立方水泥土中水泥重为 270Kg,水泥浆的水灰比 0.5，按水泥重量参加 0.05%的三乙醇胺及 0.2%的木质素。【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案19(2) 单轴水泥土搅拌桩采用 850 单轴搅拌设备施工，水泥搅拌桩机械就位时应对中桩位，最大偏差不得大于 20mm，并且调平桩机的垂直度，偏差不得大于 0.5%桩长。当搅拌头下沉到设计深度时，应再次检查并调整机械的垂直度。 (3) 工艺性试桩需在监理人员监管下施工，以确定水泥掺入量、浆液水灰
29、比、浆液泵送时间和搅拌下沉及上升速度、桩体垂直度控制方法等。(4) 桩体施工须保持连续性，采用套接一孔法施工，形成水泥土搅拌墙，确保防渗可靠性。施工时如因故停浆，应在恢复压浆前将搅拌机提升或下沉 0.5m 后再注浆搅拌施工，以保证搅拌桩的连续性。桩与桩的搭接时间不得大于 10h。(5) 单轴水泥土搅拌桩施工其它未尽事宜可参考规范型钢水泥土搅拌墙技术规程(JGJ/T199-2010)相关规定。5.3.2 单轴搅拌桩施工工艺和流程水泥搅拌桩施工工艺主要流程为：桩机定位喷浆搅拌钻时到底关泵搅拌提升喷浆搅拌到底关泵搅拌提升成桩。1、桩机定位：首先熟悉图纸要求。在桩位放样后，桩机就位，整平对中。2、喷浆
30、搅拌钻时到底：开动灰浆泵，确认浆液顺利从喷咀喷出时，启动桩机，操作升降手把使搅拌轴沿导向架搅拌回转向下切土钻进。钻进参数一般为钻速 1m/min,转数 60r/min 左右，喷浆压力 1-1.4Mpa,喷浆量 33L/min。如遇硬土层，可用钢绳加压器均匀给压，钻进到设计桩底高程。3、关泵搅拌提升：搅拌头进入工序后，即可自桩底以 60r/min 的转数反转，以与钻进相等的速度将搅拌头提升到地面（如发现搅拌头被软泥糊住，须及时清除）。4、喷浆重复搅拌钻时到设计桩底高程：按照工序 2 操作要求进行。【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案205、关泵重复搅拌提升到地面，
31、成桩。6、成桩后，停止搅拌开启灰浆泵，加清水清洗全部管路中残存的水泥浆，清除粘附在搅拌头上的软土。重复工序 1 再施工另一搅拌桩（见水泥搅拌桩施工工艺流程图）。ZDKZDKZDKZDK图 13- 水 泥 土 搅 拌 墙 典 型 施 工 顺 序 完 成 一 幅 墙 体 搅 拌 下 一 循 环 开 始 钻 杆 搅 拌 提 升 桩 底 重 复 搅 拌 水 泥 浆液 由 钻头 喷 出水 泥 浆液 由 钻头 喷 出 水 泥 浆 液由 钻 头 喷 出 2 341（ 施 工 时 间 ）深度 下 沉 注 浆 搅 拌0.3 10提 升 注 浆 搅 拌 注 浆1 2桩 底 部 位 1处 重 复 搅 拌 0.5/顺
32、 序 1 顺 序 2顺 序 3普 通 叶 片 螺 旋 叶 片 钻 进 搅 拌 下 沉 施工准备桩机就位制备水泥浆下沉喷浆提升喷浆搅拌二次下沉喷浆提升喷浆搅拌成桩图 5.3 单轴泥搅拌桩施工工艺流程图【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案21图 5.4 单轴水泥搅拌桩施工示意图5.3.3 单轴搅拌桩施工工序（1）测量放样 施工前，根据设计图纸，定位放线，开挖沟槽，然后放第一组桩柆，根据设计图纸尺寸带线。（2）制备水泥浆水泥用量按设计标准为土体质量的 15%，水灰比为 0.45。施工中加水可使用定量容器进行用水量控制。（3）预拌下沉喷浆待水泥搅拌桩机的冷却水循环正常后
33、，启动搅拌桩机电机，放松搅拌桩机吊索，使搅拌桩机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度可由电机的电流监测表控制。下沉速度0.8m/分，工作电流不应大于 70A。开始喷浆搅拌，喷浆过程中，不断搅拌水泥浆。随时观察设备运行及地层变化情况，钻头下沉至设计深度位置时，停止钻进。（4）提升喷浆提升钻头喷浆。喷浆过程中，不断搅拌水泥浆，防止其离析，并通过电脑自动计录，喷浆量，离地面 50cm 时，停止喷浆。（5）二次搅拌喷浆第一次喷浆完成后，继续二次下沉进行补浆喷浆，搅拌至设计位置深度。（6）清洗若桩机停止施工或施工间歇时间太长时，向水泥浆搅拌桶中加入清水，开启灰浆泵，清洗全部管中残存的水泥浆，直至基本干净，并将
34、粘附在搅拌头的软土清洗干净。【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案22（7）移位桩机移至进行下一桩位，重复进行上述步骤的施工。5.4 顶管各系统布置5.4.1 顶进系统1、后座千斤顶选用管节轴向允许推力为 171864kN，根据总推力、始发井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。各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。每只油缸顶力控制在1800kN 以下，这可以通过油泵压力来控制。表 5.1 顶进系统管线段 长度（m） 主顶油缸选用 备注XX 站 2 号出入口顶管通道67.35 14 台
35、 2000kN 级油缸2、顶进系统施工要求（1）导轨1）导轨应选用钢质材料制作，安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查。2）两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。3）导轨安装的允许偏差为：轴线位置：3mm；顶面高程：0+3mm；两轨内距：【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案232mm。图 5.5 导轨和顶推系统（2）千斤顶1）千斤顶安装应固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上。2）千斤顶最大顶力不大于 1800KN。（3）油泵安装和运转应符合下列规定1）油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少
36、。2）泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进行试运转。3）顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进。4）顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。（4）顶铁1）顶铁应有足够的刚度。【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案242）顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型；当采用焊接成型时，焊缝不得高于表面，且不得脱焊。3）顶铁的相邻面应互相垂直。4）同种规格的顶铁尺寸应相同。5）顶铁上应有锁定装置。6）顶铁单块放置时应能保持稳定。（5）开始顶进前要检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进：1）全部
37、设备经过检查并经过试运转。2）工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合规范规定。3）防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施。4）开启封门的措施。图 5.6 主顶油泵【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案25图 5.7 主顶设备安装图5.4.2 穿墙止水装置穿墙止水环安装在始发井预留洞口，具有防止地下水、泥砂和触变泥浆从管节与止水环之间的间隙流到始发井。穿墙止水圈的组成部分为： 预埋钢板环； 橡胶圈； 钢压板； 钢压环； 螺栓。止水环结构采用钢法兰加压板，中间夹装 20mm 厚的橡胶止水环，该橡胶环具有较高的拉伸率（大于 300）和耐磨性，硬度为 4555，永久
38、性变形不大于 10。借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置。安装固定好后，预埋钢环板与混凝土墙接触面处采用水泥砂浆堵缝止水。待机头完全进入洞门后，在洞门外面绕管节周边浇筑一圈钢筋混凝土环梁进行二后靠垫铁千斤顶支架千斤顶过度顶铁【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案26次防水，防止泥水泄漏。图 5.8 二次防水环梁5.4.3 触变泥浆系统1、泥浆配制目前，常用的注浆材料主要有膨润土、聚合物、泡沫等。在顶管工程中应用最广泛的是膨润土泥浆。膨润土泥浆又称触变泥浆, 是由膨润土、粉末化学浆糊(CMC) 、纯碱和水按一定比例配方组成。泥浆配制时,在货源上应优选颗粒细
39、、胶质价高的膨润土。在制作过程中, 为了使膨润土充分分散, 搅拌应充分均匀，泥浆拌和后的停滞时间应在 12h 以上。常用的膨润土泥浆配比(重量比)见下表。2、注浆设备及管路选择适宜的注浆设备是注浆减阻成功的根本保障。现在使用的顶管注浆设备有往二次防水环梁【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案27复活塞式注浆泵、螺杆泵及胶管泵等; 使用最多的则是螺杆泵。它无脉动、自吸能力强、压力均匀平稳, 缺点是不能通过较大颗粒及尖锐杂质, 且不能在无浆液的情况下干转。注浆孔一般按 90或 120设计成 4 个或 3 个，采取点式注浆。注浆管路分为总管和支管：总管采用 40 钢管，
40、以减小浆在管中的阻力，距离短时可用胶管；支管用25 胶管。在每根支管与总管连接处应设置 1 个球阀。3、注浆控制注浆原则: 先压后顶, 随顶随压, 及时补浆。注浆控制包括: 注浆量、注浆压力和注浆速度。(1) 注浆量是注浆减摩中重要的技术指标,它反映的是顶管的长度和浆膜厚度的量化关系。它和顶管的管材、顶管长度、土体结构及含水率等因素有关。从顶管注浆开始,就要对注浆量、顶进长度、顶进推力、注浆压力及时间作综合的对比记录,并可根据注浆量及顶进长度、浆膜厚度, 对减阻效果进行动态分析。在顶管过程中注意观察浆池内浆面是否下降, 下降多少并统计注浆量。【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形
41、顶管通道施工方案28(2) 注浆压力应平稳均匀。一般通过观察贮浆池内浆液减少量、顶进长度、顶进推力及估算的浆膜厚度, 来综合分析注浆压力是否过大或过少。开始注浆时压力不宜过高, 过高不仅不易形成浆套, 还会产生冒浆现象, 影响减摩效果。另外, 还要观察注浆泵上的压力表和注浆管前端的压力表。压力是否正常( 注浆管前端的正常压力应为地下水压力再加上 2050 kPa) ,出洞后可调试。(3) 注浆速度受很多因素影响和制约, 如注浆孔的设置、浆套形成快慢及效果、顶进速度等。可根据实际工程中减摩效果及注浆压力对注浆速度进行调节,以适应工程需要。4、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
42、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，将孔口用环氧水泥封堵抹平。5.4.4 泥水循环系统1、泥水加压平衡顶管工法的基本原理是，经过合理调整比重、压力和流量的泥浆被送入顶管机的压力仓，与切削后的泥土混合后被排出，经流体输送设备输送至泥水处理站，分离出泥土，并调整泥水比重后再次循环使用。2、工作面稳定原理（1）泥浆的压力与作用于工作面的土压力、水压力相抗衡，以稳定工作面；（2）刀盘的平面紧贴着工作面，起到挡土作用；（3）泥浆使工作面形成一层抗渗性泥膜，以有效发挥泥浆压力的作用；（4）泥浆渗透至工作面一定深度后，可起到稳定工作面及
43、防止泥浆向地层泄漏作【XX 局集团有限公司】 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案29用。工作面对泥浆的过滤作用，因土的颗粒直径、渗透系数等而异，但总的来说，以上相互作用可让工作面达到稳定。因此，施工中应加强对泥浆压力和泥浆品质的控制。泥浆的浓度越高，对稳定工作面的效果越大，但流体输送设备和泥水处理设备的负担也随之增大，因此，应根据切削土体的实际情况进行适当控制。通常采用的泥浆比重值为 1.051.3，粘度不小于 25。3、接力泵的布置送浆管的输送对象是经过比重调整的泥水，即使延长输送距离送浆压力也不会明显降低，相比之下，排泥管需要把切削后的泥土输送至泥水处理站，随着管道的延长，泥土密度
44、增大，输送压力损失较大，因此，排泥管路中必须合理设置接力泵，以防止排泥压力（流量）降低。4、排砾装置当排泥管内混入了砾石或其他固结物体，可利用砾石破碎装置将其破碎。破碎机的最大破碎尺寸为 5010mm。5、旁通管的布置当遇到以软弱土层和砾石层为主的地层时，切削后的泥土有可能造成排泥管口及阀的堵塞，从而引起工作面泥水过多、流量不稳等。这些现象很有可能对掘进效率和工作面稳定造成不良影响。应利用旁通循环消除排泥管的堵塞。6、送排泥管路送排泥管路的作用是在顶管机与泥水处理设备之间输送泥浆，在掘进施工中发挥着重要的作用。必须考虑流体输送的安全、降低管路输送损失以及加强耐磨性能等。【XX 局集团有限公司】
45、 XX 站 2 号出入口矩形顶管通道施工方案305.4.5 泥水处理系统这里的泥水处理是指泥水平衡顶管过程中排放出来的泥水的二次处理，即泥水分离。本工程计划采用黑旋风泥沙处理器来进行泥水分离工作。图 5.9 黑旋风泥沙处理器5.4.6 通风系统在长距离顶管中，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 1215m 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510m，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。5.4.7 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。电话设置在空压机房、压浆棚；各工种间、中控室、办公室、掘进机、每道中继环、始发井内。2、配备 2 只低照度摄像头，一只安装于掘进机操作台处，监测操 作台各项数据；
