机场顶管施工方案.docx

重庆市机场立交改造工程
A匝道、出租车停车场还建道路工程
雨水管道Y36～Y44段顶管工程

施工方案

编制单位： 重庆国华工程实业有限公司
编 制 人：
审 核 人：
编制日期： 二○一三年五月
目 录
1 工程概况……………………………………………………………………………..4
1.1 概况………………………………………………....………………………...…4
1.2 编制依据……………………………………………………………………..….4
1.3 地质情况…………………………………………………………………….…..6
1.4 主要工程量…………………………………………………………………...…7
1.5 施工程序……………………………………………………………………...…8
2 顶管施工总体部署……………………………………………………………….…8
2.1 工作井、接收井布置......................... ...... ...... ...................................................8
2.2 工作井井区现场布置…………………………….…………………………….9
2.3 施工现场用电、用水……………………………………….…………….. … 10
2.4 办公和生活区布置…………….…………………………….…………….…. 10
2.5 顶管管材预制………………………………………………………………... .12
3 施工进度计划和人员组织…………………………………………………….……12
3.1 施工进度计划安排……………………………………………………….….…12
3.2 施工人员组织…………………………………………………………….….…13
4 顶管工作井和接收井施工……………………………………………...……..…... 14
4.1 概述…………………………………………………………………………….. 14
4.2 结构类型和平面形状………………………………………………………….. 15
4.3 逆作法施工..…………………………......………………………………….…. 19
4.3.1 施工准备 …………………………………………………………...……...19
4.3.2 施工测量 ………………………………………………………………......19
4.3.3 井位施工………………………………………………………..………......19
4.4 井内检查井施工..... .....…………………......………………………………….23
5 顶管施工方法 …………………………………………………………………..…..24
5.1 概述 ………………………………………………………………………….…24
5.2 顶管工艺选择……………………………………………………………..…….26
5.3 工作井地面设备……………………………………………………………..….28
5.4 井内顶推设备及安装…………………………………………………….….….29
5.4.1 顶力计算……………………………………………………………..….….30
5.4.2 中继间安装…………………………………………………………..….….32
5.4.3 导轨安装……………………………………………………………..….….35
5.4.4 后靠背浇筑…………………………………………………………..….….36
5.4.5 穿墙止水……………………………………………………………..….….37
5.4.6 安装顶管机头………………………………………………………..….….38
5.5 顶进施工…………………………………………………………………...……38
5.5.1 顶管出洞…………………………………………………………….…..….38
5.5.2 注浆减阻…………………………………………………………….…..….40
5.6 地面沉降或隆起的控制及应急措施….………….………………………..…...41
5.7 管道外壁注浆………............………….………….………………………..…...42
5.8 挖孔井施工………………..……………………………………………….……43
5.9地基注浆加固措施…………………..……………………………………. . .……46
6 劳动力和材料投入计划………………….……………………………………….....48
6.1 劳动力投入计划…………………….…………………………………………...48
6.2 材料投入计划……………………….……………………………………….…..49
7 机械设备投入计划及检测设备………….…………………………………….….....50
8 本项目的重点和难点………….……………………………………………….….....50
9 安全施工措施…….……………….…………………………………….………..…..51
9.1 场地围挡安全方案…………………….………………………………………...51
9.2 施工管理安全保证措施…….…………………………………………....….......52
9.3 管内作业安全措施…….………………………………………………....……...53
9.4 卫生防疫…….…………………………………………………………....……...53
10 雨季施工措施………………………………………………………………………54
10.1雨季施工中的防范措施…………………………………………………………54
10.2 雨季施工中机电设备的保护措施………………………………………………55
10.3 临建工地的措施…………………………………………………………………55
10.4 季节性施工技术措施……………………………………………………………56
11 文明施工措施………………..………………………….…………………………...56
12 顶管测量控制…………………………………………………………………..……58
12.1 测量控制网及井下测量平台的建立……………………………………. …......58
12.2 顶管轴线与标高控制………….………………………………………….….. ...58
12.3 顶管测量注意事项…………….………………………………………….…... ..59
13 施工质量控制…….……………….……………………………………………....... 59
13.1 材料进场验收….……………….………………………………………….….....59
13.2 单位、部位、工序工程验收….……………….………………………….…......61
13.3工序工程检验和试验计划….……………….…………………………….... .......62
13.4紧急放行和例外转序的处置….……………….……………………….…. .……62
14 职业安全健康管理……………………………………………………………..……63
14.1 概述….…………….……….………….…………………………………..….…..63
14.1.1职业安全健康目标和指标….……………….………………… …...………..63
14.1.2项目部安全保障组织机构….……………….…………………..…..……......64
14.1.3安全管理人员配置….……………….……………………………..…..……..65
14.1.4安全保障措施….……………….…………………………………...………...65
14.2重要危害因素控制….……………….…………………………………..………...67
15 应急预案…….………………………………………………….………….…...….....67
15.1建立安全应急救援处置领导小组….…………………………………..………...68
15.2应急处置体系….………………………………………………………..………...68

顶管施工方案
1 工程概况
1.1 概况
现状机场立交位于渝北两路城区附近，重庆江北机场西侧，与机场快速路与渝航支路和机场出港道路呈“十”字交叉。现状机场立交为简易菱形立交，上层机场快速路南北向直通上跨桥，下层四条匝道与渝航支路和出港道路接入转盘，由转盘实现各方向交通转换。机场立交向东接机场出港道路，向西接渝航支路（连接在建的同茂大道），南北向为机场快速路，机场立交向北距离双凤桥立交约1km，向南距离城南立交约2.8km。因现状雨水管Y36～Y44段顶管施工区域为至机场和两路方向的交通要道，且部分管线埋深较大，现场不具备进行开挖作业的条件，所以该段采用顶管法施工。
1.2 编制依据
(1)《重庆市机场立交改造工程A匝道、出租车停车场还建道路工程施工图设计文件排水工程》；
(2)《安全生产法》；
(3)《建设工程安全生产管理条例》（国务院第393号令）；
(4)《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；
(5)《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）；
(6)《建筑施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
(7)《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91)；
(8)《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）；
(9)《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》（建质[2009]254号）；
(10)《企业职工伤亡事故报告和处理规定》（GB6441-1986）；
(11)《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》（AQ/T9002-2006）；
(12)《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；
(13)《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；
(14)《关于加强人工挖孔桩作业安全工作的紧急通知》（渝建发[2011]95号）；
(15)《施工现场机械设备检查技术规程》（JGJ160-2008）；
(16)《建筑施工土石方工程安全技术规范》（JGJ180-2009）；
(17)《建筑工程预防坍塌事故若干规定》（建质[2003]82号）；
(18)《特种设备安全监察条例》（国务院第373号令）；
(19)《国务院关于修改＜特种设备安全监察条例＞的决定》（国务院第549号令）；
(20)《重庆市特种设备安全监察条例》（重庆市人民代表大会常务委员会公告（2008）23号）；
(21)《给排水检查井图集02S515》；
(22)《关于强制执行<建筑施工安全检查标准>(JGJ59-99)有关规定》（渝建安[2001]13号）；
（23）《关于进一步加强基础安全施工的规定》（渝建安发[2003]21号）；
（24）《生产过程危险和有害因素分类与代码》（GB/T13861-2009）；
（25）《建设工程施工现场消防安全技术规范》（GB50720-2011）；
（26）《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》（JGJ88-2010）；
（27）《重庆市房屋建筑和市政基础设施工程现场文明施工标准》（渝建发[2008]169号）；
（28）《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246:2008）；
（29）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；
（30）《顶管施工技术及验收规范》（试行）；
（31）《城镇给水排水构筑物及管道工程施工及验收规范》（DBJ50-108-2010）；
（32）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268—97）；
（33）《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》（城市建设部分）；
（34）《砼结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；
（35）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-96）；
（36）现场踏勘场地情况。
1.3 地质情况
顶管区域多数地段基岩被第四系土层覆盖，基岩零头零星出露。场地表层有第四系填土层（Q4ml），残坡积层粉质粘土（Q4el+dl），下伏基岩为侏罗系沙溪庙祖（J2s）沉积岩层，沿线的岩层以砂岩和泥质岩为主。
（1）第四系全新统（Q4）
杂填土（Q4ml）
灰黑色，黑褐色，由碳渣、建筑垃圾、粘性土以及块石碎石等组成。石含量25~40%，粒径30~150mm，结构稍密~中密，堆积时间超过10年，厚度0.3~2.0m，局部分布于场区地表。
素填土（Q4ml）
紫褐色，灰褐色，由粘性土、以及砂、泥岩块石碎石等组成。石含量30~45%，粒径30~250mm，结构稍密~中密，堆积时间超过10年，厚度一般0.5~5.0m，最大可达31m，分布于场区地表。
其中拟建分流道上行线里程K0+380~K0+ 540段回填深度约在10~35m，下行线K0+780~K0+830段回填深度约在10~20m，均为上世纪50年代修建大田湾体育场时人工回填所致；拟建分流道下行线里程K0+140~K0+240段回填深度约在10~38m，为上世纪60年代修建向阳隧道堆渣回填；上述人工填土中下部多含块石，且具架空现象。
粉质粘土（Q4el+dl）：紫褐色，灰褐色，可~硬塑，韧性中等，干强度中等，稍有光泽，切面光滑。摇震反应无，残坡积成因，主要分布在场地内原始地貌沟心部位，厚度0~6.50m。
（2）侏罗系中统沙溪庙组（J2S）
砂质泥岩：紫色，紫红色，粉砂泥质结构，中厚层状构造，表层强风化带一般厚度0.50~2.00m，强风化岩心呈碎块状，风化裂隙发育；中~微风化岩心呈柱状、长柱状，裂隙不发育，完整性较好。为场地内的主要岩层，整个区间场地内均有分布。岩体基本质量等级为Ⅳ级。
砂岩：灰色，素灰色，紫灰色，细粒结构，中~厚层状构造，泥钙质胶结，主要矿物成分有：石英、长石、砂岩强风化层厚度0.3~1.50m，强风化岩心多呈黄色、黄灰色，碎块状、短柱状：中~微风化岩心呈柱状、长柱状，裂隙不发育，完整性好，为场地内的次要岩层，岩体基本质量等级为Ⅳ级。
1.4主要工程量
本次顶管施工长度235.8米，管径DN1800，全线布置工作井2座（1#、2#），接收井1座（3#）。
1#工作井净空尺寸：5500mm×4000mm，壁厚250mm；
2#工作井净空尺寸：内径6500mm，壁厚250mm；
3#接收井净空尺寸：3300mm×3300mm，壁厚200mm；
井内检查井净空尺寸：2460mm×1100mm，壁厚240mm；
挖孔井净空尺寸：内径800mm,壁厚200mm；
DN1800钢筋砼顶管：235.8m。
1.5 施工程序
本次顶管施工程序确定如下：
施工准备→管节预制→机头选型→工作井、接收井设置→顶管设备安装→机头出洞→顶进→测量→纠偏→压浆→中继间安装→机头入洞→中继间管段浇筑钢筋砼→工作井、接收井井内检查井施工→挖孔井施工→闭水试验→工作井、接收井回填→压密注浆→清退场。
2 顶管施工总体部署
2.1工作井、接收井布置
本工程拟布置工作井2座，接收井1座，将投入2套顶管设备施工。
井位及顶管的总体部署参见图2.1
图2. 1 井位及顶管的总体部署图
2.2 工作井井区现场布置
在工作井的井口周围需占用一定面积的土地，以布置顶管施工的地面机械设置,包括起重机、空压系统、油压系统及泥浆系统、供水供电、管节堆场、临时堆石渣场、车辆进出通道以及加工维修场地等临时设施。工作井内需安置爬梯，供施工人员上下，井口设安全护栏。
工作井区临时占地面积为25m×15m＝375m2，井区周围设围墙进行封闭式施工。
工作井井区的典型布置见工作井井区布置图所示。
2.3 施工现场用电、用水
每座工作井顶管期间用电量需要100KW，接收井需要15KW，根据现场供电接驳点情况，基本可以满足，施工用水采用自来水。
2.4 办公和生活区布置
现有的施工临时设施和生活用房可租用附近民房解决。

图2.2 工作井井区布置图
2.5 顶管管材预制
顶管管材的砼强度为C50，抗渗标号P8，其中管道内径为1800mm，管壁厚度180mm，单节长度为2m，单节重量约为8t。
管节之间采用F型接口，外嵌环状遇水膨胀橡胶圈止水，顶管端面与管轴中心线垂直度不大于1.5mm，端面不平整度允许偏差小于1.0mm。
顶管用钢筋砼管拟采用商品砼管，在重庆市向有资质的水泥制品厂订购，并要求厂商按供管计划送管节到工作井井区现场。
2.6 工作井、接收井用砼
本工程工作井和接收井结构采用商品砼C25，垫层采用C15素混凝土。。
3 施工进度计划和人员组织
3.1 施工进度计划安排
参见进度计划表 表1
时间
项目
第一月
第二、三月
第四月
1#工作井施工
20天

2#工作井施工
15天

3#接收井施工
10天

顶管顶进素填土

30天

顶管顶进岩层

30天

时间
项目
第一月
第二、三月
第四月
检查井、挖孔井施工

15天

压密注浆

20天
工作井、接收井回填

5天

清理场地

5天
3.2 施工人员组织
⑴ 公司将全面负责协调工程质量进度，组织强有力的现场管理部全面负责本工程的施工、进度、技术、安全及文明施工等工作。
⑵ 项目部定期主持现场办公会议，解决施工中存在问题，确保工程顺利进行。
⑶ 项目经理用五日计划来控制每日进度，确保按计划实施。
项目管理组织及施工人员组织分别如下所示。

项目经理

项目副经理
项目总工

后
勤
组

施
工
组

材料设备组

技术质量组

施工安全组

图3.2 项目管理组织框图
4 顶管工作井和接收井施工
4.1 概述
工作井和接收井的结构类型，通常有钢筋砼沉井、钢筋砼沉管、钢板桩、地下连续墙等，应根据地面环境条件，地质水文情况，施工设备条件、工作井后座反力、管道的直径、埋置深度等因素进行选择。
工作井和接收井的内净空尺寸和深度，应满足施工阶段的使用要求。可根据采用的顶管工艺，按设计图纸及《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008有关规定计算确定。
本工程工作井和接收井采用钢筋砼逆作法。顶管施工完成后，工作井和接收井内部空间可修建检查井。
本工程设置顶管工作井2座，接收井1座。
（3）各个井的平面尺寸
表2
类型
净空尺寸（m）
壁厚（m）
井深（m）
1#工作井
长×宽=5.5×4
0.25
9~10
2#工作井
φ6.5
0.25
5~6
3#接收井
长×宽=3.3×3.3
0.2
5~6
井内检查井
长×宽=2.46×1.1
0.2
5.0~9.0
挖孔井
φ0.8
0.2
5.0~6.0
4.2 结构类型和平面形状
工作井和接收井采用钢筋砼结构，施工方法采用逆作法，工作井和接收井的结构设计图如下4.2.1、4.2.2和4.2.3。
图4.2.1 1#工作井结构图
图4.2.2 2#工作井结构图
图4.2.3 3#接收井结构图
4.3 逆作法沉井施工
4.3.1 施工准备
施工场地维护、材料进场、接电、安全标志安装等前期准备。工作井和接收井施工场地位于马路上，要占用部分路面，需与相关交管部门协商。
因本工程没有地勘报告，施工前应准确核实井位以下是否有管线，如果有管线或障碍物，要做好施工前的管线保护措施，并将实际情况上报监理和建设单位。
4.3.2 施工测量
在工程施工区域首先设置地面测量控制网，包括控制基线、轴线和水平基准点，做好轴线控制的测量和校核。
开工前由建设单位组织有关单位向施工单位进行现场交桩。
施工设置的临时水准点及轴线控制桩必须设置在稳固地段和便于观测的位置，并采取保护措施。使用水准点的数量不宜少于3个，进行测量校核，防止标高和座标发生错误。
施工设置的临时水准点，轴线桩以及工作井施工的中心线定位桩、高程桩，必须经过复核方可使用。
临时水准点必须闭合，闭合后不得大于±12√kmm（k为两水准点间距，以km计）。
4.3.3 井位施工
根据设计图纸以及以往施工经验，本工程各个井逆作法采用如下施工程序进行施工：测量、放样定位→基坑开挖→钢筋绑扎→立模和支架→浇捣混凝土→养护及拆模→（重复前5项内容浇筑护壁直至达到设计标高）→浇筑混凝土垫层→绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土→混凝土养护。
（1）测量、放样定位
整平场地后，根据井位的中心坐标定出井位中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。施工放样结束后，须经监理工程师复核准确无误后方可开工。
（2）基坑开挖
经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。
根据设计图纸，基坑开挖深度为0.5—1.2米，采用人工挖土石方，自卸车直接运输出场；其他各井段采用人工挖孔桩施工方式进行，土石方采用吊斗配合卷扬机运至地面，再用自卸车运输出场。底面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥，在底部四周设置排水沟与集水井相通，集水井内汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除，防止积水而影响垫层的施工。如侧壁发生塌方现象，必须进行清理干净后方可浇筑砼。每层土方的开挖必须待上道工序中砼强度达到设计强度的60%以上，方可进行。
（3）钢筋绑扎
钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、鳞锈等清理干净；钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋均应调直；现场钢筋绑扎时，其交叉点应用21＃铁丝绑扎结实，必要时用电焊焊牢。
钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定，保证钢筋设计间距。为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。
钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽验收。隐蔽验收合格后，方可进行立模。
（4）立模和支架
钢筋绑扎验收后，应进行架立模和支架。井壁模用串心螺丝固定，串心螺丝采用φ16的圆钢，中间设置止水片，两端设置铁片控制井壁厚度尺寸，圆钢两端头上铰成螺纹，用定制钢螺帽固定，拆模时拆去钢螺帽，割去外露部分，再用同标号防水砂浆二度抹平，确保不渗水。模支架必须稳、牢、强，保证在浇捣混凝土时，模板不变形，不跑模。
（5）浇捣混凝土
模板和支架工序完成后，必须经监理工程师进行验收。验收合格后，方可进行混凝土的浇捣。为缩短施工周期和保证工程质量，采用泵送商品混凝土。泵送混凝土可将输送管的软管直接放入浇捣段，距离浇捣面1米左右，保证混凝土不离析。 混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，振捣棒插入时应离开钢筋，但应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生。混凝土在捣振时应注意和随时检查模板受力和钢筋受力的情况，防止模板因混凝土振捣的原因而跑模。混凝土要振捣密实，以免形成蜂窝，影响井的质量。在混凝土浇捣过程中，还应做好混凝土的试块工作，保证质保资料的完善。
井体结构砼等级为C25，井壁厚250mm，底板厚度200 mm。由于采用逆作法施工，结构墙体分多次浇筑，施工连接缝的处理，采用斜缝连接。混凝土浇筑及间歇的全部时间不得超过混凝土的初凝时间，同一井段的混凝土连续浇注，并在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇注完毕。在下次砼浇筑前，先对已浇砼表面进行凿毛、冲洗干净、保持湿润。为加快拆模，可在混凝土中掺加早强剂。
（6）养护及拆模
混凝土采用自然养护法，现场制作三组试块。根据以往的施工经验，混凝土7天抗压强度能达到设计强度的60%左右，为加快施工进度，在第七天进行一组试块试压，看其是否达到设计强度的60%，如达到则马上进行挖土，如强度不够，则对混凝土用太阳灯照射加温养护，使它尽快达到开挖的设计要求强度。养护时应确保混凝土表面不发白。养护期内，不得在混凝土表面加压、冲击及污染。
在拆模时，应注意时间和顺序。拆模时间过早或过晚的拆模对混凝土的养护都是不利的；拆模顺序一般是先上后下，小心谨慎，以免对混凝土表面造成破坏。
（7）铺设碎石层及素混凝土垫层
在铺筑碎石层前，应先根据施工需要制作好集水坑和料斗坑，应确保井底内无积水、无流砂、无翻浆等现象，预留好集水坑空间。碎石层应做到平整，无坑塘，必须时应用水平仪抄平，保证碎石层的水平。
碎石层铺筑完成后，即可在其上浇捣C15素混凝土垫层。在铺筑素混凝土垫层后，应保证表面平整，无地下水上冒现象。
（8）绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土
在素混凝土垫层完成后，就可在其上绑扎底板钢筋。钢筋在绑扎时，应保证上下两层钢筋的间距。
底板混凝土浇捣完成后应及时养护，确保其表面不露白，并应防止阳光及温差的剧烈变化，以免底板出现收缩裂缝，影响施工质量和使用功能。
4.4 井内检查井施工
工作井和接收井在顶管施工结束后，利用井内空间修建井内检查井。检查井结构图如4.4.1所示。
图4.4.1 井内检查井结构图
井内检查井施工工艺流程：
浇筑垫层→砌筑流槽→砌筑井墙→安装爬梯→盖板预制及安装→砌筑井筒→安装井座及井盖。
5 顶管施工方法
5.1 概述
本工程顶管管道长度为235.8m，管道埋深为3.0～7m，土质分为素填土和风化岩层。工作井2座，接收井1座。将投入2套设备同时顶进。
顶管施工是先制作工作井，且在井内安装主顶油缸系统提供水平推力，然后将顶管工具管和砼管道从工作井的前墙预留洞口中推出，通过人工清除土石方并外运（岩层顶管是利用水钻机破坏岩石层结构，人工凿除石块并外运），利用主顶油缸系统和中继间提供的水平推力将砼管道一节一节顶出洞口，直到进入接收井。为完成本工程施工，采取24小时连续施工作业。
管道顶进所遇到的阻力随顶进长度成正比增加，当管道所受阻力超过主顶油缸提供的水平推力或管材自身的允许承受能力时，需要增加中继间接力推进，实行长距离顶管。
顶管施工流程框图见下图所示：

施工准备

井内设备安装
地面设备安装

机头穿墙出洞

注浆减阻
顶 进（水钻凿岩）

测 量

纠 偏

砼管制作
井内安装后续管节
管内处理

安装中继间

井内安装后续管节

机头进洞

管缝处理
管道贯通

闭水试验
管道外壁注浆处理

图5.1 顶管施工流程图

5.2 顶管工艺选择
5.2.1 机头选型
本段顶管工程共划分为2段，顶管区域内既有岩层又有素填土，且第一段顶进距离较长，188.3m，结合以往施工经验，为确保施工万无一失，我公司决定在岩层段采用水钻法人工掘进机顶管，在素填土段采用敞开网格式机头施工。
图5.2.1 .a 敞开网格式机头

图5.2.1.b 水钻机
5.2.2 主顶站油缸
选用二级双行程等推力油缸，5.2.2，5.2.25.2.3 主顶液压泵站
图5.2.3 主顶液压泵站

5.2.4 膨润土注浆泵

图5.2.4 膨润土注浆泵

5.3 工作井地面设备
工作井的地面需布置一系列与顶管施工有关的设备，如空压设备、液压设备、泥浆站、起重设备、管道通风设备等。
（1）空压机：选用多台电动空压机，用于生产压缩空气，经过净化后输入管道内，以保管内工作人员的呼吸安全。
（2）油压系统：选用多台高压油泵，通过高压油路管向顶推油缸输送液压，使用42MPa的高压油泵。中继间和机头内的油泵也布置在工作井地面，统一管理。
（3）泥浆站：在井外用膨润土配制泥浆，供顶管时注浆使用，减少管外壁的摩擦阻力，选用0.8MPa的压浆泵。
（4）起重设备：管节入井及挖出的土石方提升到井外需用起重设备，2.0m长的DN1800管节重8吨左右，采用16t起重机。
5.4 井内顶推设备及安装
一个工作井内可选用4台300t的油压千斤顶，油压由电动油泵供给，两台并联供油，千斤顶行程150cm。井内其它设备包括：导轨、千斤顶台架、替顶、分压环、后靠背、操作平台、爬梯等。
当工作井封底后，安装好安全围栏和爬梯，然后用门架吊机或者轮胎吊将上述设备吊入井中。各种设备在井内的安装如下图所示。
图5.4 工作井内主顶设备安装示意图

5.4.1 顶力计算
1.831.83 （2）管材允许极限顶力及相关计算
按照标准要求，顶管管身混凝土的强度达到C40以上，则管材的允许极限顶力为：
[ F ] = fc×A / S
fc = 19.1 N/mm2，
A为加压面积，考虑顶环及胶圈槽深度tl，
S为安全系数取3.0；
A=π(D+t-t1)(t-t1)
按统一参数：t=D/10，tl=28mm计算；
DN2000的钢筋混凝土管[ F ]为：
[ F ]= fc×A / S
=19.1 N/mm2×3.14×（1800+180-28）×（180-28）/3
=5931508.565N
=5931.5KN
根据公式可求出允许顶进长度，如下式：
[ F ]= F极限
F极限=KπD1L
L= F极限/ KπD1
=5931.5÷（10×3.14×2.16）
=87.45m
D1 — 砼管道外径（m）；
K — 砼管道单位面积摩阻力（kN/m2），取10 kN/m2；
L — 砼管道长度（m）。
所以，本工程顶管距离188.3m段必须设置中继间，采用中继间接力顶进技术，实施分段逐次顶进。
5.4.2 中继间安装
在本工程中，顶管距离较长，顶管阻力随着距离的增加也逐渐增大，且管材自身具有允许极限顶力，为了能够顺利地一次性将管道顶进到位并不破坏管材结构，可在管段中间设置中继间，采用中继间接力顶进技术，实施分段逐次顶进。
本工程使用的中继间长2.26米，分为前端和后端，材料为钢结构，许多部位加工为精加工。结构图如下：

（1）工作原理
安装在管道中间的中继间，其千斤顶组在高压油路的作用下，以其后面的管道为后座支承点，将其前面管段向前推进30cm，然后第二个中继间再推后管段向前30cm，采用这种方法，将管道分段顶进至终点。
中继间的使用是按编组作业进行的，从顶管机头向后按程序依次将每段管节推移，当某一中继间千斤顶组伸出时，其余中继间应保持不动。当所有中继间依次完成顶伸后，主站千斤顶才开始启动并完成其顶进作业，如此往复顶进。中继站构造及动力供应系统如下图5.4.2所示。

图5.4.2中继站构造及动力供应系统
（3）中继间的配置
每套中继间内安装18个千斤顶，每个千斤顶行程为30cm、顶力为30t，总顶力为540t。
（4）中继间的安装位置
中继间在安放时，第一只中继间应放在比较前面一些。因为工具管在推进过程中推力的变化会因为地质条件的变化和顶进距离的增加而有较大的变化。所以，当总推力达到中继间总推力的40%~60%时，就应安放第一只中继间，以后，每当达到中继间总推力的70%~80%时，安放一只中继间。而当主顶油缸达到中继间总推力的90%时，就必须启用中继间。
根据公式可求出第一只中继间安置距离，如下式：
F=（F0 + RSL）×K
式中：F—总推力（KN）；
F0—初始推力（KN）；
R—综合摩擦阻力（KPa）；
S—管外周长（m）；
L—推进长度（m）；
K—安全系数
已知中继间的总顶力F为540t =5292KN（G取9.8），根据上述取50%，F=5292 KN×50% =2646KN，综合摩阻力R为10KPa；初始推力F0为90~170 KN，本式取其最大值170 KN，安全系数K取1.2。
可得：
2646=（170+10×7.536×L）×1.2
L=27（m）
根据公式求第二、三只中继间安置距离，带入下式：
F=（F0 + RSL）×K
已知中继间的总顶力F为540t =5292KN（G取9.8），根据上述取80%，F=5292KN×80% =4233.6KN，综合摩阻力R为10KPa；初始推力F0为90~170 KN，本式取其最大值170 KN，安全系数K取1.2。
可得：
4233.6=（170+10×7.536×L）×1.2
L=45（m）
1#工作井至2#工作井顶管距离为188.3m，此段顶管需设置3套中继间，第一套中继间均布置在机头后端约30m处，第二套中继间布置在80m处，第三套中继间布置在130m处。
5.4.3 导轨安装
导轨用型钢和P38以上钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用螺栓紧固于钢横梁上，以便装拆。钢横梁置于工作井底板上，并与底板上的预埋铁板焊接，使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的、牢固的整体。如导轨及千斤顶支架系统结构图所示。
导轨安装在顶管中至关重要，其安装精度甚至决定管道是否可顶好，故须达到如下要求：
a、两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。
b、导轨轴线偏差≤3mm；顶面高差0＋3mm；两轨间距±2mm。
图5.4.3 导轨及千斤顶支架系统结构图
5.4.4 后靠背浇筑
顶管顶进过程中主顶油压系统的反力会作用在井壁上，为了使井壁能够承受住这个力，需要在千斤顶与井壁之间浇筑一座后靠背（厚0.8米宽4米高2.5米）。后靠背是一堵钢筋混凝土墙(混凝土标号C30),为了能够提供一个垂直的受力面，在千斤顶与后靠背之间加上一块厚钢板，并垫一层8cm厚的木板，以使井壁受力均匀。示意图见图5.4.4
图5.4.4 导轨及千斤顶支架系统结构图
5.4.5 穿墙止水
穿墙止水是安装在管节外壁与井壁之间的构件，其主要作用是在顶进过程中防止工作井外的泥、水沿管壁流入井内。如下图5.4.5所示。
前墙止水圈的组成部分为：
① 预埋法兰底盘
② 橡胶板
③ 钢压板
④ 垫圈与螺栓
法兰盘应预先埋设在砼沉井内，中心正确，端面平整，安装牢固，螺栓丝口应妥善保护，水泥浆应预先清除。

图5.4.5 工作井洞口密封结构示意图
5.4.6 安装顶管机头
（1）机头吊入工作井前应进行详细检查。
（2）卸机头时应平稳、缓慢，避免冲击、碰撞，并由专人指挥，确保安全。
（3）机头安放在导轨上后，应测定前后端的中心的方向偏差和相对高差，并做好记录，机头与导轨的接触面必须平稳、吻合。
（4）机头必须对电路、油路、气压、注浆管路等设备进行逐一连接，各部件连接牢固，不得渗漏，安装正确，并对各分系统进行认真检查和试运行。
5.5 顶进施工
5.5.1 顶管出洞
顶管出洞是指顶管机头和第一节钢筋砼管，从前墙破出洞口封门