泥水平衡顶管施工专项方案.doc

施工方案报审表
工程名称：龙湾新区道路网二期-通海大道东段（滨海大道-经五支路）道路工程Ⅱ标 编号：
致：上海华申工程建设监理征询有限公司
我方已根据施工协议的有关规定完毕了龙湾新区道路网二期-通海大道东段（滨海大道-经五支路）道路工程Ⅱ标施工组织设计的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。
附：施工组织设计

承包单位（章）
项目经理
日 期
专业监理工程师意见：

专业监理工程师
日 期
总监理工程师审查意见：

项目监理机构
总监理工程师
日 期
审批表
年 月 日
工程名称
龙湾新区道路网二期-通海大道东段（滨海大道-经五支路）道路工程Ⅱ标
施工
单位
浙江广厦市政工程有限责任公司
有关部门会签意见：

结论：

审批单位（盖章）

审批人

龙湾新区道路网二期-通海大道东段（滨海大道-经五支路）道路工程Ⅱ标

顶
管
施
工
专
项
方
案

编 制 人:
审 核 人:
批 准 人:
编制单位:浙江广厦市政工程有限责任公司
日 期:2023年7月4日

目 录

第一章 编制依据及原则
第一节 编制依据
第二节 编制原则
第二章 工程概况
第一节 工程简介
第二节 环境与地质条件
第三节 实行目的
第三章 施工方案与工艺
第一节 沉井施工
第二节 施工工艺流程
第三节 顶力计算和最大顶距拟定
第四节 后座墙
第五节 泥水系统、水压控制和注浆量的计算
第六节 操作控制系统
第七节 进出洞和机头吊装措施
第八节 顶管施工过程中应注意的问题
第九节 顶管施工测量及方向控制
第十节 施工用电方案及作业人员安全措施
第四章 建筑物及地下管线保护措施
第一节 工程施工中需采用的保护措施
第二节 施工过程中地面变形量控制措施
第五章 质量标准与控制
第一节 质量标准
第二节 顶管施工质量规定
第三节 质量保证的技术措施
第六章 安全生产与文明施工
第一节 安全管理目的
第二节 现场安全管理措施
第三节 文明施工及治安消防
第七章 雨季施工措施
第八章 应急救援预案

前 言

在认真阅读和充足理解设计意图及对施工现场作具体了解的基础上，并结合我单位的施工经验，以信守协议、保证工期和质量、合理控制工程造价、优质高效文明施工为指导思想，编制本工程施工方案。

第一章 编制依据及原则
第一节 编制依据
一、《温州市龙湾东片配水管网改造方案（2023-2023》（温州龙湾供水有限公司，2023.4）；
二、通过阅读图纸及岩土勘察报告等；
三、国家现行的施工技术规范、验收标准及质量、安全技术规程
1、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2023）；
2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2023）；
3、《建筑地基解决技术规范》（JGJ79-2023）；
4、《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137：2023）；
5、《建筑基坑支护技术规范》（JGJl20-99）；
6、《建筑抗震设计规范》（GB050011-2023）；
7、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2023）；
8、《地下工程防水技术规范》（GB50108-2023）；
9、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268—2023）；
10、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2023）。
第二节 编制原则
一、严格遵守明确的设计规范、施工技术规范和质量评估验收标准。实事求是，施工方案可行、合用、经济。坚持在实事求是的基础上力求技术先进、科学合理、经济合用的原则。
二、始至终对施工现场实行全员、全过程、全范围严密监控，坚持动静结合、科学管理的原则。
三、推行全面质量管理，执行质量管理标准和程序。
四、采用项目法组织施工，推行标准化管理，达成安全、文明、高效。
五、实行项目法管理，通过对劳务、设备、材料、资金、技术、施工方案和信息优化处置，实现安全、质量、工期、成本及社会信誉的预期目的。坚持技术创新，推广和应用“四新” 成果。
五、组织专业队伍上场，装备足够的优良机械设备进行专业化施工，保证在规定的工期内完毕施工任务并力争提前。
六、遵守环境保护法并切实按有关规定和规定来组织实行。
七、在仔细考察工程实地，认真研究招标文献和有关规定的基础上，针对本协议工程的特点、施工条件，并结合现场实际、上场的机械装备、人员条件，科学合理地组织施工。
工程概况
1、建设单位：温州市龙湾区公用事业工程建设指挥部
2、设计单位：武汉市政工程设计研究院有限责任公司
3、监理单位：上海华申工程建设监理征询有限公司
4、勘察单位：温州地顺地质勘察有限公司
5、施工单位：浙江广厦市政工程有限责任公司
6、施工工期：按协议文献的规定定为540个日历日。
7、质量目的：创浙江省优质工程。
第二章
第一节 工程简介
龙湾新区道路网二期-通海大道东段（滨海大道-经五支路）道路工程Ⅱ标段位于温州市龙湾区。成东西走向，整个施工区域为农田和荒地，地势平坦，原地坪标高大约在2.6米~3.1米之间，河水常水位在2.7米左右，工程涉及道路、桥梁、排水、交通设施、沉井顶管及路灯管线等工程。起止桩号为K3+555-K5+294.547。
本段传输和收集的污水最终汇入滨海大道主干管后进入污水厂进行解决。管线部分涉及：W25-W32压力焊接钢管，管径为Ф1200，管长为780米； W18-W25压力焊接钢管，管径为Ф1400，管长为930米,总管长为1710米。管线的布置位于中偏北1.5米处。
第二节、环境与地质条件
顶管场区位于龙湾新区内，东西走向通海大道，沿线有路面，水田、果园、菜地、鱼塘，地势较平坦，地面标高为2.8米～3.1米之间，沿线地貌属温州滨海平原。
一 、场地岩土层划分及其工程特性
参照业主提供的岩土勘察报告可知地层如下表：
拟建工程场地属温州海滨淤积平原地貌，地形平坦，地层由素填土，淤泥、深部粘性土等5个工程地质层9个亚层组成。
①素填土：灰黄杂色，松散，西段上部以建筑垃圾及碎石土为主，下部约0.3m为耕土，含植物根，东段为耕土，层厚1.50～0.20m，层顶标高3.84～2.65m，除河道段缺失外全场分布.
②层粉质粘土：灰黄、灰褐色，呈软塑，高压缩性，含少量铁锰质氧化物、植物根茎等，中档韧性，刀切面较光滑，干强度中档。层厚1.50～0.80m，层顶标高3.26～2.34m，该层在河道中缺失。
③-1淤泥混粉砂：灰色，呈流塑，高压缩性，高灵敏度，易触变，混粉砂,以薄层状、层状分布，局部含量较高，含少量腐植物碎屑、贝壳残片，有异嗅，河道中表层约1-1.5m以腐泥为主，层厚7.80～4.50m，层顶标高1.94～1.14m，全场分布。
③-2淤泥：灰色，呈流塑，高压缩性，高灵敏度，易触变，含水量高，含少量腐植物碎屑、贝壳残片，有异嗅，层厚19.50～9.40m，层顶标高-2.96～-6.44m，全场分布。
③-3淤泥质粘土：与上层无明显界线，灰色，呈流塑，高压缩性，高灵敏度，易触变，呈鳞片状，含少量腐植物碎屑、贝壳残片，有异嗅，层厚12.30～2.00m，层顶标高-13.90～-22.45m，部分地段缺失。
④-1粉质粘土：灰色，呈软塑，高压缩性，干强度中档，中档韧性，刀切面光滑，含少量腐植物碎片。层厚17.00～1.40m，层顶标高-19.89～-30.03m。该层厚度变化较大，少数路基孔未揭露。
④-2粉质粘土：青灰、灰黄色，呈可塑，中压缩性，干强度中档，中档韧性，刀切面较光滑，含少量铁锰质氧化物斑点，该层厚度变化较大，局部缺失。揭露层厚7.40～1.40m，层顶标高-23.23～-41.20m。
④-3粉质粘土：灰色，呈软塑，高压缩性，干强度中档，中档韧性，刀切面较光滑，含少量腐植物碎片，部分地段含粉土、粉砂夹层。该层大部地段厚度较大，局部较薄，层顶埋深变化较大，层厚9.90～5.80m，层顶标高-29.75～-44.80m，桥涵孔揭露。
⑤-1层粉质粘土夹粉土：青灰、灰黄色，可塑，中档压缩性，韧性中档，刀切面较光滑，干强度中档，夹薄层粉土、粉砂，分布不均，该层桥涵孔揭露，大部地段较厚，局部较薄，揭露层厚7.70～2.60m，层顶标高-39.03～-51.03m。
⑤-2层粉质粘土：灰、青灰色，可塑，高～中档压缩性，含少量腐植物碎片，韧性中档，刀切面较光滑，干强度中档，该层桥涵孔揭露，大部分布，部分地段缺失，揭露层厚9.90～2.30m，层顶标高-42.85～-48.20m。
⑤-3层粘土：灰黄、青灰色，呈可塑，中档压缩性，干强度高，韧性较高，摇振反映无，夹少量薄层粉土及粉砂。该层桥涵孔揭露，厚度较大，分布均匀，揭露层顶标高-47.23～-56.40m，未揭穿。
二、水文地质条件
本地区属亚热带海洋性季节气候区,年平均气温17.9度,其中4-6月为梅雨季节,7-9月为台风期,在施工过程中严格按照施工组织及有关文献施工。
第三节、实行目的
一、质量目的：
本工程的质量目的定为省优质工程，各分项工程严格按设计图纸和施工规范优质高速地组织施工。
二、工期目的：
总工期540天，并按照建设方的统一部署安排，项目部组织人员，准备设备和材料，拟定施工工艺。
三、安全目的：
完善安全措施，提高安全意识，杜绝重伤和重死亡事故发生，月工伤频率控制在0.3‰以下。
四、文明施工目的：
划分职责，严格按施工平面图进行管理，设专人打扫现场和周边道路清洁，做到物流有序，施工顺畅，文明施工。
五、服务目的：
服务周到，业主满意，信守协议，认真协调与有关各方面的关系，接受并积极配合业主和监理对工程质量、工程进度、计划协调、现场管理的控制与监督。
本工程施工管理严格按我司目的管理体系执行，其施工总目的如下表：
项目
目 标 值
对 策 措 施
执行
工
程
质
量
(1)分项工程优良率95％以上，且重要项目必须优良。
(2)分部分单位工程优良率大于90％。
(3)杜绝重大质量事故。
(4)总工程质量目的为：省优质工程。
按照我单位质量文献《质量管理手册》和《协议》规定执行。
全
员
全
过
程
总工
期与
关键
工期
拟定：540个日历天内完毕所有协议内工程
按照质量文献《管理手册》和《协议》规定执行。
安全
生产
目的
杜绝死亡事故，负伤频率控制0.6‰以下
按照《安全生产管理办法》执行。
文明
施工
目的
创安全文明施工样板工地
按照《安全生产管理办法》执行。
成本
生产成本减少0.6％
按照《项目工程成本、费用控制办法》执行。

第三章 施工总体部署
第一节、工作井（沉井）施工
1.1工作井结构形式
工作井沉井为圆形、矩形结构，直径7米；总高度约8.8米，其中圆形壁厚60cm、矩形壁厚50cm。
1.2施工方法
根据设计图纸的规定以及施工现场的地质情况和周边环境条件，拟定沉井采用分节制作、分次下沉和排水挖干、湿封底的施工方案。
沉井施工流程图：

沉井施工现场清理

测量放样，
基坑施工
第一节沉井制作
砂垫层和素混凝土垫层施工
第二次下沉
第二节沉井制作
第一次下沉
底板浇筑
沉井封底
拟定井位

沉井施工流程图

(1)基坑开挖
为保证沉井制作均匀下沉，先将井区范围的障碍物与表层土挖出。根据设计规定及考虑沉井整体制作的方便可行，基坑底平面尺寸为8米×4.8米（以矩形工作井为例）。为保证制作沉井的地基具有足够的承载力，基坑底部若为松软的土质，必须予以清除，以砂或砂土回填、整平、夯实，防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降，导致井壁开裂。基坑开挖用反铲挖土机进行，并辅助人工整平。
基坑形成后立即以粗砂分层回填夯实，辅以洒水，用平板振动器或蛙夯密实，以保证填砂的承载力。
(2)工作井沉井模板施工
①模板受力分析
根据规范，砼入模时模板受侧压力为：

K——温度校正系数，取1.53；
P1——倾倒砼产生的水平动压力，取6KN/m2；
V——砼浇筑速度（m/h）；采用商品砼，V取0.42m/h；
P=8+24×1.53×0.420.5+6=37.8KN/m2
②模板的选用
模板采用胶合九厘板。模板横带2Φ48﹫600，竖带2Φ8﹫800。模板验算如下：
横带验算：
横带外径Φ1=4.8cm，内径Φ2=4.0cm。
=26.97cm4
L=0.8m
按五跨连续梁计算：
横带承受60cm宽均布荷载作用，如图：
q

五跨连续梁计算示意图
q=37.8×0.6=22.7KN/cm=0.227KN/m
按最不利活载计算，查表得：

=0.119×0.227×802
=172.9KN·cm

=
=15.4＜[δ]=15.5KN/cm2
所以强度满足规定。

=
=0.21cm＜[f]=L/250
=80/250
=0.32cm
可见强度满足规定，刚度也满足规定，故模板设计是合理可靠的。
竖带计算：
竖带2Φ8承受横带2Φ48脚手管传递的集中力，按抗剪进行验算，Φ8断面积A=10.24cm2，2Φ8的最大间距为80cm，承受最大作用力：
KN=18.16KN
剪应力==0.9KN/cm2＜[τ]=9.5KN/cm2
2Φ8满足抗剪规定。
③拉杆计算：
拉杆承受的最大拉力Nmax=18.16KN。
选用Φ16钢筋加工成M16拉杆，M12拉杆允许承受的拉力为24.84KN，大于Nmax，故拉杆满足规定。
(3)钢筋绑扎及模板支拆
在钢筋绑扎前，钢筋绑扎与摸板支立应交错进行，绑扎刃脚钢筋——临时支立墙身内侧模板——支立外侧模板——模板整体加固。模板采用胶合九厘板，重要对穿螺杆拉撑固定，辅以钢管支撑。钢筋绑扎和搭接应按规范严格执行，并参照设计说明和图纸施工，特别注意各种预埋件、预留钢筋的位置、数量及规格。
(4)混凝土浇筑
混凝土浇筑采用商品砼。坍落度控制在12cm，混凝土入模应注意对称布料并及时振捣，使上下砼结合成一体。入模振捣用插入式振捣棒进行。
工作井分三次浇筑完毕。第一次刃脚混凝土浇筑完毕后，再支第二节模板3.6米高，开始浇筑第二次混凝土，施工缝凿毛，用水冲，再铺一层10mm左右，水灰比0.3——0.4的水泥砂浆，然后模板制作、钢筋绑扎、浇筑。浇筑混凝土时，应有专门的指挥人员，保证连续、对称作业。
混凝土浇筑后应及时加强养护，加盖草包及湿水润湿，并保证带模养护时间。
(5)沉井下沉
①下沉系数计算

②稳定系数计算

K1——沉井下沉系数；
K2——沉井稳定系数；
G——沉井自重（KN）；
R——刃脚反力（KN）；
Tf——沉井外壁摩阻力（KN）；
B——被井壁排出的水重（KN）；由于采用排水下沉，故B取0；
经计算后可知沉井的下沉系数及稳定系数均满足施工规定。
③沉井分段下沉
本工程中沉井是整个工程的基础，故下沉控制非常重要，一旦发生倾斜就会给后续工序带来困难，故需精心施工，均匀下沉。每次沉井下沉前均要按规范进行沉井下沉计算，需满足下沉系数K≥1.05。每次下沉前都要注意有关下沉的技术数据，如井壁实际阻力等，供每次下沉系数计算时考虑。
a、初次下沉
沉井浇筑后，开始初次下沉。下沉高度韦5.2米，沉井下沉必须由专人指挥。初沉采用人工配合机械下沉。初沉是沉井下沉最关键的工序。此时四壁无约束无摩擦力，下沉系数很大。沉井重心又高，开挖若不均匀，就也许倾斜位移，刃脚下的砂垫层要分层均匀开挖，每层厚度25cm，在刃脚沿线全面进行。沉井入土后，挖土应分层、均匀、对称的进行，分层厚以30cm左右一层为宜。井内土面高差一般应控制在0.5m以内，为防止突沉，靠近刃脚处尽也许不掏土，发现沉井倾斜，应及时纠偏，如出现突沉，应分析因素，及时采用措施。
b、第二次下沉
第二次下沉在沉井最后浇筑后进行。
第二次沉井下沉采用长臂钩机挖土，汽车运土。沉井下沉过程中，在做好观测、分析刃脚压力变化、分析挖土深度与沉井下沉量的关系的基础上，拟定合理的开挖深度，让沉井缓缓“穿刺”下沉，防止因开挖过深形成突沉，特别是沉井最终接近设计标高时，尽量控制好井底开挖量。
沉井下沉至设计标高后，经观测在8小时内累计下沉量不大于100mm，或沉降速率在规范允许范围内时，即可进行沉井封底。
（6）沉井封底
沉井下沉至设计标高后进行封底。
①基底解决
a、基底面应尽量整平。
b、清除浮泥，防止封底砼和基底间渗入有害杂质。
c、刃脚与封底砼接触面处的泥污应予清除。
d、用块石回填锅底超挖部分。
e、用碎石、粗砂找平。
②砼浇筑采用商品砼。坍落度控制在12cm，人工浇筑，并及时振捣。
（9）底板砼浇筑
封底砼达成设计强度后，方可抽排沉井内积水，以防封底砼承受水压而遭受破坏。井内水抽干后即可进行底板砼浇筑。钢筋绑扎按设计图纸进行，与井壁预插钢筋配合布置。砼浇入后，用插入式振捣器振捣密实，再用平板振捣器提浆初平，最后人工找平，收面。
1、接受井沉井施工
2.1接受井结构形式
接受井沉井为矩形结构为例，直径3.55米；总高度以8.8米计，壁厚40cm。
2.2施工方法
根据设计图纸及招标文献的规定以及施工现场的地质情况和周边环境条件，拟定沉井采用分节制作、分次下沉和湿封底的施工方案。
其具体施工方法和工作井相似。
2、沉井测量、质量控制及注意事项
3.1沉井下沉测量规定
(1)在凿除砖砌斜面和砼垫层前，必须在井顶及井壁上画出沉井的纵横中线，中线用于沉井垂直度与位移的监测。
(2) 沉井初沉时，每班至少作两次监测，（中线位移、垂直度、下沉量），每开挖一层土均应作一次下沉量、垂直度测量。
(3)挖土下沉时，视下沉速度，每两班测l-2次，发现异常现象及时采用相应技术措施。
(4)在纠偏过程中要增长监测次数。
(5)沉井接近设计标高时，应放慢下沉速度，沉井沉至距设计标高100mm时停止挖土下沉，并加强监测直至稳定。
3.2下沉注意事项
(1)沉井下沉时，井内除土应先从中间开始，均匀、对称地逐步向刃脚处分层取土，使沉井均匀下沉，防止偏斜，特别是下沉初期，沉井入土较浅，土层对沉井的平衡稳定作用差，容易产生偏斜，尤应注意。在挖土下沉过程中，不应偏除土，避免沉井发生偏斜。
(2)下沉中随时掌握土层变化情况，分析和检查土壤阻力与沉井重量的关系，控制其除土部位及除土量，使沉井平衡地下沉。
(3)下沉过程中，应做好标高、下沉量、倾斜和位移的测量工作、随时注意纠正沉井的偏斜。
(4)当第一次沉井接近预定标高时，应调平沉井，准备接高。此时应特别注意除土部位及深度，防止沉井下沉量过大或产生较大偏斜，增长接高工作的困难。
(5)沉井下沉至设计标高以上2m前，控制井内除土量，注意调平沉井，防止因除土量过大及除土不均，而使沉井忽然大量下沉并产生较大的偏斜，增长准确下沉至设计标高的困难。
(6)在工作井沉井开始下沉前，在其周边构筑物及地面设立一定数量的沉降、位移观测点，随时观测沉井周边地面的塌陷、开裂情况和构筑物沉陷、位移的情况，以便迅速采用措施，保证附近设施的安全。
3.3施工偏差的解决
由于工作井和接受井是本顶管工程的基础，因此在沉井施工过程中一定要加强控制，保证沉井准确下沉到位，并且要制定尽也许具体的解决措施，为施工过程中也许出现的问题做好准备工作。
(1)倾斜解决
沉井下沉过程中倾斜率要控制在1/150～1/200，超过1/200时就要进行纠偏，纠偏方法是在倾斜的相反一侧刃脚偏除土，在井壁外侧射水冲刷，井顶施加水平力予以纠偏。
(2)水平位移解决
纠正位移时，可先故意偏除土使沉井向偏位的方向倾斜，然后沿倾斜的方向下沉，直至沉井底面中心与设计中心位置相合或接近时，再将倾斜纠正或纠至向相反方向倾斜一些，最后调整至使倾斜和位移都在允许偏差范围内为止。
(3)沉井位置扭转的纠正
在两对角偏除土，在另两对角偏填土，借助于刃脚下不相等的土压形成的扭矩使沉井在下沉过程中逐渐纠正其位置。
3.4沉井下沉中特殊情况的解决
(1)沉井突沉的解决
为了保证施工顺利进行，防止由于挖土过快或地质骤变等使下沉失控，产生突沉，在施工前一定要对施工地点进行实地考察，具体了解土质情况，做到心中有数。在下沉过程中如碰到突沉采用如下解决措施：
①沉井下沉速度过快时，一方面要放慢挖土速度，始终保持刃脚以上有较厚的土，使井壁内侧亦承受一定的摩阻力，刃脚下土的阻力和井壁内、外侧摩阻力之和与沉井自重处在极限平衡状态，沉井渐渐“穿刺”下沉。
②采用井壁外回填，以增强井壁外摩阻力。
(2)超沉的解决
①在刃脚处回填土，垫加石块，增长阻力。
②向井内灌水，增长沉井所受的浮力。
(3)遇障碍物的解决
沉井下沉发现障碍物，应立即停止下沉，根据障碍物的性质、大小、位置等情况决定解决办法。刃脚下如遇较小的孤石，可将四周土掏空后取出；较大孤石，可用风动工具破成小块后取出。
3.5质量规定
沉井施工质量按省优标准控制

第二节 施工工艺流程
一、泥水平衡式顶管
微型掘进机被主顶油缸向前推动，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接受井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层。挖掘的土质，石块等在转动的切削刀盘内被粉碎，然后进入泥水舱，在那里与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。在挖掘过程中，采用复杂的土压平衡装置来维持水土平衡，以至始终处在积极与被动土压之间，达成消除地面的沉降和隆起的效果。掘进机完全进入土层以后，电缆、泥浆管被拆除，吊下第一节顶进管，它被推到掘进机的尾套处，与掘进头连接管顶进以后，挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管道又吊入井内，套在第一节管道后方，连接在一起，重新顶进，这个过程不断反复，直到所有管道被顶入土层完毕，完毕一条永久性的地下管道。
掘进机在掘进过程中，采用了激光导向控制系统。位于工作后方的激光经纬仪发出激光束，调整好所需的标高及方向位置后，对准掘进机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕获到机内摄像机的影像内，并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。操作者可以根据需要启动位于掘进机内置式油缸进行伸缩，为达成纠偏的目的，调整切削部分头部上下左右高度。在整个掘进过程中，甚至可以获得控制整个管道水平、垂直向30cm内的偏离精度。

当工作井完毕以后，经调试完毕的液压系统，顶管掘进机便通过运送至工地，并安装就位至导轨上，微型掘进设备还涉及，操纵室和遥控台、液压动力站、后方主顶、泥水循环装置，激光定位装置，减摩剂搅拌注入装置，泥水解决装置；其他辅助装置涉及起重机，发电机、卡车、电焊机等。随后，微型掘进装置上。
泥水平衡式顶管突出的优点：
（1）合用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化范围很大的条件下，它都合用。
（2）可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周边的土体扰动比较小，因而由顶管引起的地面沉降较小。
（3）与其他类型的顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，特别在粘土层这种表现得更为突出，所以特别合用于长距离顶管。
（4）工作坑内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道，输送弃土，不存在吊土，搬运等危险的作业。
（5）泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。
重要设备参数：
本工程使用的重要设备三原重工制造的YX-1500型泥水平衡偏压破碎型顶管机。重要参数如下：
1 尺寸
内径（mm）：1500 外径（mm）：1820
全长（mm）：4200 重量（T）：18
2 切削刀盘
电机功率（KW）：55 转矩（KN.m）：57
转速(r/min)：1.5 偏心次数（次/min）：50
可破碎砾石最大直径(mm)：350
3 纠偏油缸
数量（个）：2 每个推力（KN）：1072
纠偏角度：上下1.7°, 左右1.2°
4 液压站（KW）：22
顶力（T）：200×4 行程（MM）：1200
5 泥水系统
排泥泵（KW）：22 送泥泵（KW）：15 送排泥管：4”
6 测量系统：用J2激光经纬仪导向
二、施工工艺流程：
测量引点→工作井施工→测量放样→井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装→地面辅助设施安装→顶管掘进机吊装就位→激光经纬仪安装→掘进机出工作坑→正常顶进→顶管机进接受坑，如下图所示

顶管机出洞
顶管设备就位
机头刀盘运转
顶管机进洞
送排泥泵启动
顶进出土
泥水分离
主顶推动到位
回缩主顶
拆除管内管线
管节安装
安装管内管线
弃土出运
顶管机转场
进洞密封器安装
出洞密封器安装
放样、复核
井施工
顶管井回填
顶管井施工

第三节 顶力计算、最大顶距拟定和准备工作
本工程顶管单元长度根据设计图纸的井室位置、地面运送和开挖工作坑的条件、顶管需要的顶力、后背与管口也许承受的顶力等因素拟定单元长度。本工程土质参数基本相同，顶力计算时分不同管径取一个最大管径和最大单元长度进行计算。
一、顶力的计算
最大推力计算，采用经验公式，按最大顶距140米计算：
F=F1+F2
上式中：F—总推力；
F1—端阻力；
F2—侧壁摩阻力；
F1=п/4×D×P
式中D—管外径；
P—控制土压力；
P=Ko·γ·Ho
式中：Ko—静止土压力系数，一般取0.55
Ho—地面至掘进机中心的高度，取值5m
γ—土的重量，取1.8t/m3
F2=πD·f·L
式中：f—管外表面综合磨擦阻力，根据地质勘察报告，取值0.40T/m2
D—管外径
L—顶距
F=F1+F2 =269.7T
工作井内设备顶进能力可达成500T，采用2个200T的千斤顶完全满足规定
二、地面准备工作
① 在顶管顶进施工前，按规定进行施工用电，用水，通道，排水及照明等设备的安装。施工用电每台套采用150KW的发电机组。，保证施工管材料、设备及机具进场。
② 施工材料，设备及机具必须备齐，以满足本工程的施工规定。管节等准备要有足够的余量(30～40m)。
③ 井上，井下建立测量控制网，并经复核报验监理认可。
三、井下准备工作及井内布置
工作井井内布置重要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。顶管基座为钢结构预制构件，顶管基座位置按管道设计轴线准确进行放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位安装固定。基座上的导轨按照顶管设计轴线并按实测洞门中心居中放置，并设立支撑加固，保证基座稳定不变形。
四、技术交底，岗位培训
在顶管施工前，对参与施工的全体人员分阶段进行具体的技术交底，对各技术工种进行岗位培训，经考核合格后，才干上岗。
第四节 后座墙
后座墙是顶进管道时为千斤顶提供反作用力的一种结构，有时也称为后座、后背或者后背墙等。在施工中，规定后座墙必须保持稳定，一旦后座墙遭到破坏，顶进工程就要停顿。后座墙设计要通过具体计算，其重要限度不亚于顶进力的预测计算。
1．后座墙重要有功能是在顶进过程自始至终地承担主顶工作站顶管前进时的后坐力。后座墙的最低强义应保证在设计顶进力的作用下不被破坏，规定其自身的压缩回弹量为最小，以利于充足发挥主顶工作站的顶进效率。在设计和安装后座墙时，应使其满足如下规定。
（1）、要有充足的强度
在顶管施工中能承受主顶工作站千斤顶的最大反作用力而不至破坏。
（2）、要有足够的刚度
当受到主顶工作站的反作用力时，后座墙材料受压缩而产生变形，卸荷后要恢复原状。如压缩回弹量大，会导致大量行程消耗在后座墙压缩变形土，从而大在减少千斤顶的有效冲程，使顶进效率减少。故后座墙必须具有足够的刚度。
（3）、后座墙表面要平直
后座墙表面应平直，并垂直于顶进管道的轴线，以免产生偏心受压，使顶力损失和发生质量、安全事故。
（4）、材质要均匀
后座墙材料的材质要均匀一致，以免承受较大的后从力时导致后座墙材料压缩不匀，出现倾斜现象。
（5）、结构简朴、装拆方便
装配式或临时性后座墙都要采用普通材料、装拆方便。
2、 后座墙的强度及其影响因素:
后座墙的强度取决于千斤顶在顶进过程中施加给后座墙的最大后从力，后从力的大小与最大顶力相等。影响顶力的因素甚多，可分为客观因素及主观因素两类。客观因素涉及管材种类、管径大小、顶距长短、覆土厚度、土的种类、地下水位、管节重量等；主观因素涉及操作误差、顶进方法、半途停工与否、是否采用润滑剂等。影响顶进力的客观因素在其他章节已经作了介绍。现在重要讨论影响后座墙强度的主观因素。
（1）、顶进误差
在顶进过程中，由于土质、设备的操作等因素，导致管子的方向或高程出与偏差，这种偏差称为顶进误差，简称误差。这种误差将导致顶力增长。技术纯熟的工人应既能采用措施防止误差的出现，又能及时发现误差的趋势而加以校正，使误差发展不致过大，并保持在允许范围以内，顶力即使增长也不显著。否则，当误差出现时，校正易操之过急而导致管线上出现折线段、错口等现象，从而导致顶力不断增长，使后座墙遭到破坏。
（2）、半途停工
顶进作业一开始，半途就不能停顿。假如停止一段时间后再顶进，其起始顶力要大大超过停工前的顶力。这重要是由于停工时间过长，使管顶土层坍落的缘故。在地下水位以下顶进时，因停顶而使液化的粉细砂将管周边包裹起来，顶力也会大大增长，假如顶力增长至后座墙的设计强度，此时就不能再顶进，必须对后座墙进行加固后方可再顶进。
此外，在顶进过程是否采用注浆润滑措施，对顶力的影响甚大。如采用注浆润滑，施工中的顶进阻力将减小很多。
由于主观因素对顶力的影响是人在操作过程中导致的，或者是事先未预计到的情况，所以对主观因素的影响不能事先计算，只能在施工过程中加强管理，防患于未然，以其不使顶力增长。因此，在计算所得顶力的基础上，适当增长安全系数，作为防止主观因素影响的储备力量，并严格遵守操作规程，就能保证后座墙在设计强度以内，不致受超负荷顶力的影响而导致破坏。
3、 后座墙的刚度规定
顶管时规定后后座墙具有充足的刚度，以避免往复回弹，消耗能量。要保证受最大顶力时不变形，或只有少量残余变形，后座墙应尽量采用弹性小的材料。假如后座墙弹性过大，顶进的后从力先压缩后座墙，直到后座墙被压紧而不能再压缩时顶力才向前发挥作用使管段前进，千斤顶卸荷，后从力解除后，后座墙虽然有残余变形但不大，甚至可以恢复到未受荷载的状态，可是下一次顶进时，仍要先压缩后座墙，因而每次顶进都要浪费一段千斤顶行程于压缩后座墙。用短行程千斤顶，行程一般为200mm，而后座墙压缩量为20～30mm，这样就可使千斤顶行程在顶管前进时的运用率只有70%～80%，每顶进2m长的管节，需12～14个行程。若再考虑到传力工具的压缩，需要的行程数还要增长。所以，要提高顶进效率，除采用长行程的千斤顶外，还应设法增长后座墙的刚度。
顶管工作坑及装配式后座墙的墙面应与管道轴线垂直，其施工允许偏差应符合表9-3中的规定。
工作坑及装配式后座墙的施工允许偏差（mm） 表2
项 目
允许偏差
工作坑每侧
宽度
不小于施工设计规定
长度
装配式后座墙
垂直度
0.1%H
水平扭转度
0.1%L
注：H——装配式后座墙的高度（mm）；
L——装配式后座墙的长度（mm）。

第五节 泥水系统、水压控制、注浆量的计算
一、泥水系统
泥浆系统有二个作用：送走被挖掘机的渣土和平衡地下水。泥浆系统是由密封的管道组成，通过机头循环，形成泥浆混合物，由排泥管送走，最后沉淀在地面上的泥浆池内，泥浆通过众多的排泥泵被排出。再由进水泵进水送入机头，排泥由变速的排泥泵进行控制。机坑旁通装置可控制进排泥浆的速度、方向，以防止泥渣堵塞管道，淤积现场。当挖粘土时，也许使普通粘土，有一定的粘合度，可以直接将泥浆排入泥浆池内，但是当挖沙土时，泥浆中必须添加一定的粘合剂（诸如膨润土等）以增长泥浆粘度，以达成排渣的最终目的。夹带泥砂的泥浆，可通过振动筛、循环沉淀器、干燥器等，解决分离渣质，泥浆被再用，渣质被积累后解决。解决渣土用翻斗车，泥浆用罐车运出场区，堆置于郊外，解决时注意不得污染路面等环境。
进排泥水系统起着第二个作用：在有地下水存在的地方，掘进机表面的压力可以减少到小于水中的压力。这样避免了抽地下水的需要。进排泥水系统中的压力感应器可测出地下水的压力。机内泥水循环系统，电磁阀，旁通装置及载水阀可以起到调节水压的作用。机内电磁阀和旁通系统，可以阻止水压的变化，保持水压，在加管道时，不至于减小机头的水压，保证内部压力平衡。
二、注浆量的计算
2．1注浆量计算
本工程每1米注浆量计算如下：
V＝πDwtL＝3.14×2.8×0.015×1＝0.13 m3
（1）按照地质条件。一般压浆量为计算的150％～200％，本工程在粉质粘土顶进，按照160％进行注浆量控制。
（2）为防止路面沉陷和地上、地下构筑物不受扰动，顶管结束后，应及时对管体四周的缝隙充填水泥浆，使其密实坚固，填充水泥所用设备与触变泥浆设备相同。逐孔注浆，水泥浆液需搅拌均匀，无结块，无杂物，注浆结束后，要及时清理注浆设备，以防堵塞。
（3）注浆压力根据管道深度H和土的天然重度γ而定，经验为2～3γH，本工程注浆压力为0.2～0.3MPa。
（4）压浆填充材料：在管顶间隙较小管段，采用管内注浆，压浆材料为水泥粉煤灰浆，配比为，水泥：粉煤灰＝1：3；在管顶间隙较大管段，采用管内注浆和地面注浆相结合，压浆材料为水泥粉煤灰砂浆，配比为，水泥：粉煤灰：细砂＝1：1：4。
（5）管内注浆布孔方式：沿管线纵向每3m设一处压浆孔。布孔方式宜采用左上方、右上方、左上方的顺序。地面注浆布孔方式：沿管道上方每4～6m打孔至管顶空腔。
（6）注浆顺序：每段注浆从第一孔开始，直注至下一孔出浆，依次注完。每段注浆后，静止6～8小时后进行第二次注浆。第二次注浆压力不变，直至压不进为止。地面管内注浆均采用两次注浆方式。采用地面管内注浆管段，宜先从地面压浆，再进行管内注浆。
（7）注浆操作规定：地面注浆孔采用冲击式钻机，机械冲钻孔，孔深5～6米，孔径φ100mm，安装注浆花管后的外侧埋灌细砂。注浆采用机械搅拌水泥浆，电动注浆泵压力灌注，逐孔灌注，直至所有孔位注满。经测试后必要时进行第二次补浆，以保证加固的可靠性。
对松散砂砾层及回填土层，顶进中需用水