地下通道矩形顶管工程施工组织设计.doc

编制单位：上海市第一市政工程有限公司编制日期： 二一二年七月二十一日目 录一、工程概况1二、管理目标6三、施工筹划7四、顶管施工方案及技术措施14五、顾戴路及地下管线保护技术措施24六、顶管工程监测27七、质量保证措施30八、安全保证措施32九、 文明施工措施33十、 环境保护措施34十一、 施工阶段环境保护措施36十三、 降本措施43十四、 内业资料管理44附图目录附图-01 顶管工程总平面图附图-02 顶管工程剖面图附图-03 施工进度计划图附图-04 施工现场平面布置图附图-05 顶管工程顶进工艺图附图-06 顶管工程始发井内平、剖面布置图附图-07 预制管节断面图上海轨交12号线顾戴路站2b出入口地下通道矩形顶管工程 专项施工组织设计上海市第一市政工程有限公司 第 1 页 共 44 页上海轨交12号线顾戴路站2b出入口地下通道矩形顶管工程 专项施工组织设计一、工程概况1.1. 概述轨道交通12号线顾戴路站位于顾戴路与合川路交口，车站主体结构位于顾戴路北侧，2b号出入口位于顾戴路南侧，因此与车站主体连接需建造穿越顾戴路的地下通道。由于顾戴路交通繁忙且地下管线众多，不具备开挖施工的条件，综合考虑环境及人流疏散的需要以及管线搬迁难度、工期等因素，地下通道采用4.2m6.9m矩形顶管法施工。顶管通道净尺寸为3.3m6m，采用4.2m6.9m多刀盘土压平衡式矩形顶管机进行掘进施工。顶管总长约37.22m，覆土深度约为5.4m，始发井位于顾戴路南侧，接收井位于顾戴路北侧，利用万源房产通道空间，与2a出入口合建。顶管由南向北推进，顶进坡度为0.5%。始发井结构净尺寸为10m7m（进深），接收井净尺寸为9m5.9m（进深），始发井、接收井基坑开挖深度分别为11.582m和11.868m，均设置3道支撑进行开挖。始发井基坑围护为800900钻孔灌注桩，其中型桩长21m，型桩长25m。基坑采用850600三轴搅拌桩做止水帷幕，桩长19米，出洞口及后靠加固采用4排800500高压旋喷桩加固，桩长19米；接收井采用800900钻孔灌注桩，其中型桩长21m，型桩长25m；顶管进洞部位采用4排800500高压旋喷桩做止水帷幕兼做进洞加固，桩长19米，洞口西侧采用3排800500高压旋喷桩做止水帷幕，其他部位采用一排850600三轴搅拌桩做止水帷幕，桩长为19米。顶管结构全部采用预制矩形钢筋混凝土管节，管节混凝土强度为C50，抗渗等级为S8，外形尺寸为6.9m4.2m，管壁厚为0.45m，长度为1.5m，单节重约35t，本工程共需管节23节。管节两端分别预埋钢套环和钢环，管节内还预留对称压浆孔、起吊孔及翻身孔。管节接口采用“F”型承插式，接缝防水装置采用密封橡胶圈和聚氨酯密封胶，充分防止管节结合部的渗漏水。附图-01 工程总平面图。1.2. 土质情况根据上海轨道交通12号线工程详勘1标顾戴路站详细勘察阶段岩土工程勘察告，上海欣宜建筑劳务有限公司 第 2 页 共 35 页上海轨交12号线顾戴路站2号出入口地下通道矩形顶管工程 专项施工组织设计本工程地质资料如下：本场地属滨海平原地貌，场地较为平坦，地面标高在4.655.21m左右，根据本工程岩土工程勘察报告，本场地自地表至80m深度范围内所揭露的土层特性如表1.2-1所示。地 层 特 性 表 表1.2-1层 号土 层 名 称层 厚（m）层底标高（m）湿度状态密实度压缩性土层描述1杂填土0.73.94.151.22地坪、杂物、建筑垃圾等。2素填土0.31.03.723.15以粘性土为主，土质不均匀。褐黄灰黄色粉质粘土1.12.92.00.25湿可塑中等含铁猛氧化物锈斑，随深度增加土质变软，颜色渐变成灰黄色。无摇振反应，土面稍有光滑，干强度中等，韧性中等。灰色淤泥质粉质粘土3.04.2-1.69-3.15饱和流塑高含云母，有机质，局部夹粉质黏土。夹贝壳碎片，土质不均匀。无摇振反应，土面稍有光滑，干强度中等，韧性中等。1灰色淤泥质粘土6.58.1-9.38-10.59饱和流塑高等含云母，有机质，夹薄层粉砂，含贝壳碎片，土质不均匀。摇振反应无，土面光滑，干强度高，韧性高。2灰色粉质粘土夹砂质粉土1.64.0-12.19-13.45很湿软塑中等含云母，贝壳碎屑。局部为粘质粉土。夹粘性土层，土质不均匀。1灰色粉质粘土1.12.1-13.89-14.95很湿软塑中等含云母、有机质，泥钙质结核、半腐烂芦苇根茎，土质均匀。无摇振反应，干强度高，韧性高。2灰色砂质粉土5.47.2-20.18-21.92饱和中密中等含云母，贝壳碎屑，局部为粉砂。夹粘性土层，土质不均匀，摇振反应快，土面粗糙，干强低，韧性低。暗绿-草黄色粉质粘土2.64.7-23.09-25.18湿硬塑中等含氧化铁、有机质。1草黄灰黄色砂质粉土4.76.9-29.68-31.65饱和中密中等含云母，局部以粘质粉土为主。2草黄-灰色粉砂33.433.9-63.29-64.54饱和中密中等含云母，颗粒成分以长石、石英为主，夹薄层粘性土局部为细砂，土质较均匀。灰色粉砂未钻穿未钻穿饱和密实中等含云母，颗粒成分以长石、石英为主。上海市第一市政工程有限公司 第 2 页 共 44页上海轨交12号线顾戴路站2b出入口地下通道矩形顶管工程 专项施工组织设计结合本工程矩形顶管的施工，本工程顶管覆土约为5.4m，从提供的地质资料来看，管顶以上土层分别为1层杂填土、2层素、褐黄灰黄色粉质粘土层，顶管主要在灰色淤泥质粉质粘土，1灰色淤泥质粘土中顶进，该两层土具流变触变性，扰动后强度迅速降低，顶管施工时，尽可能减少对土体的扰动，软粘性土易粘着机头，造成堵塞；同时，应预防工作面坍塌、流砂、涌水等不良现象。1.3. 管线情况本工程顶管均须穿越顾戴路，沿线管线较多，根据地下管线资料，主要有电力电缆、信息管、雨水管、上水管、污水管、路灯线、煤气管等管线。相对于本工程施工，管线保护工作主要有以下难点：（1）路中1400雨水管；（2）路中1000污水管；（3）接收井口300和500上水管路中的1000污水管底部埋深达到约4.2m，与顶管净距约为1.234m，在顶进过程中同样易受到土体扰动的影响，管线隆沉控制难度大。本方案针对以上工程管线特点，主要从顶进前、顶进中、顶进后三个方面出发，制定了详尽的管线保护措施（见P24顾戴路及地下管线保护技术措施）。出入口顶管穿越管线情况见下表1.3-1： 顶管穿越地下管线分布表 表1.3-1序号管线名称规格、型号埋深（m）管材与始发井外边距离（m）124孔信息管/1.2铜7.0192上水管300物探未标注铜物探未标注3煤气管3001.7铁9.174煤气管5001.2铁11.0352孔路灯电力管/0.4铜12.176污水管10004.2砼14.677雨水管14002.9砼17.18812孔信息孔/1.0铁25.8492孔路灯电力管/0.4铜28.1810上水管5001.3铜28.3811上水管800物探未标注铜物探未标注122孔电力/0.9铜29.013上水管300物探未标注铜物探未标注1412孔信息孔/0.8铁31.22注：1.管线位置排列由始发井往接收井方向。说明：表中地下管线资料依据为上海市轨道交通12号线工程顾戴路站2号出入口顶管线路图。现场管线情况以顶进前甲方的管线交底内容为准，并作相应调整。详见下表工程管线分布图及附图-02 工程剖面图。上海市第一市政工程有限公司 第 4 页 共 44 页上海轨交12号线顾戴路站2b出入口地下通道矩形顶管工程 专项施工组织设计上海市第一市政工程有限公司 第 5 页 共 44页上海轨交12号线顾戴路站2号出入口地下通道矩形顶管工程 专项施工组织设计上海市第一市政工程有限公司 第 45 页 共 44页活设施清洁文明、环境美化；施工现场必须严格按规定控制噪音、扬尘和泥浆处理；施工现场必须开展以创建文明施工为主要内容的思想政治工作。2.5. 环境目标净化环境、文明施工、预防和减少环境因素的影响，满足环境规定要求。生活和施工排水符合环境要求，减少各种施工噪音，做好安民措施，无重大管线和构筑物受损事故。（1）噪声控制围护结构阶段的施工：昼间75dB,夜间55dB。（2）现场扬尘排放控制施工现场扬尘排放达到目测无尘的要求，现场主要运输道路硬化率达到100%，施工场地硬化率达到95%。施工区域采用卫生包干负责制，对场地施工道路、场容场貌落实专人清扫整理，每天做好洒水降尘措施。（3）运输遗洒控制确保运输无遗洒。（4）生产及生活污水排放现场设置系统排水沟进行有组织的明水排放，定期清理沟池中的泥浆、污垢杂物，禁止泥浆污水未经沉淀的乱排、乱放的违法行为。保证清水排放至市政下水道内。（5）施工现场夜间照明无光污染施工现场夜间照明不影响周围社区，夜间施工照明灯罩的使用率达到100%。三、施工筹划3.1. 施工进度计划本工程顶管工程施工计划需根据始发井、接收井的土建施工进度进行安排。当两井的混凝土结构浇筑完成，并经养护达到设计规定的强度指标后，即认为具备顶管进场施工条件。我方将根据总包要求的时间组织人员进场进行场地布置，并随即进行设备的安装和调试工作。总工期45日历天。附图-03 施工进度计划图。（以10月20日进场）3.2. 机械设备计划根据工程量及施工需要，顶管顶进主要施工机械设备配备情况见表3.2-1。主要施工机械设备配备表表3.2-1序号机械或设备名称型号规格数量国别产地制造年份额定功率kW1矩形顶管机及配套设施4.2m6.9m(外尺寸)1套中国20105002主顶装置自制1套中国20103注浆泵SYB50-50-11台中国200544汽车吊200T1台中国20055履带吊150T1台中国20066潜水泵2.2KW3台中国20052.27污泥泵NL100-162台中国200598电焊机ZXG-3002台中国2006219空压机3m31台中国200610全站仪GTS-61台日本200611经纬仪J21台中国200612水准仪S31台中国20063.3. 材料供应计划 根据工程量和施工需要，顶管顶进主要材料供应见表3.3-1。顶管主要材料供应表表3.3-1序号主 要 设 备用 量1矩形管节（1.5m/节）23节2特殊管节（长度待定）1节3袜套（橡胶帘布）1根4止水带24根5聚硫密封膏150kg6水泥10吨7膨润土10吨820mm厚胶合板200m292寸白铁管100m101寸白铁管30m3.4. 项目管理组织架构及管理人员情况表3.4.1. 项目管理组织架构项目经理项目副经理施工员项目工程师质量员安全员测量员材料员资料员施工作业班组3.4.2. 项目管理人员一览表序号姓名职务持证情况1李淑海项目经理一级建造师证（建筑工程）、高工、安全B证2王中兵常务副经理施工员证3陈 龙项目工程师助理工程师证4陈 滔施工员施工员证5浦建国施工员施工员证6王 伟质量员质量员证7李文涛安全员安全员证8李 杰测量员测量员证9浦建国材料员兼职10王 伟资料员资料员证3.4.3. 项目主要管理岗位职责 项目经理职责（1）贯彻执行国家法律、法规、方针、政策和强制性标准，遵守公司规章制度，根据公司或工程部授权对工程项目实施全面管理。（2）负责各项工作及方案的决策与监控。（3）负责与内、外部相关单位的协调，解决项目中出现的问题。（4）建立项目安全管理体系并组织实施。（5）负责项目工程竣工验收及结算工作。（6）行使项目质量、安全否决权，配合企业进行项目的检查和评估，并对工程的管理进行总结。（7）负责项目体的责任分工，对进入现场的生产经营进行优化配置和动态管理。（8）负责项目总体管理方案、方针、体系与目标制定与落实。（9）负责项目人员的工作业绩考核与分配。（10）负责项目工作计划编报工作及工作情况总结和汇报工作。（11）负责施工项目的开工准备至竣工验收的安全、质量、成本、工期、文明施工、综合治理的日常管理工作。（12）负责工程项目的回访工作。（13）完成主管交办的其它工作。（14）实现公司下达的各项技术经济的考核指标。 项目工程师职责（1） 带头执行国家、公司有关施工技术政策和上级颁发的有关技术规程、规范和各项技术管理制度。（2）认真贯彻公司质量、环境和职业健康安全管理体系标准和程序文件，以及国家、政府有关工程法律法规和制度，协助项目经理做好技术质量分管工作，对项目经理负责。（3）负责完成施工组织设计的编制及报审工作，负责、组织施工人员的施工组织设计技术质量交底与安全、文明施工的技术措施交底。（4）组织技术、质量人员严格执行各项施工技术规范、规程，制定工艺改进和技术优化措施，负责施工分项工程质量的检查与验收，及时解决施工中出现的重大技术问题。（5）及时处理工程项目质量问题或重大质量事故，按管理归口负责向上通报相关信息。（6）负责开工申请书、开工令的办理及开、竣工通知的签发。（7）负责编写竣工报告，参与工程的竣工验收。（8）负责组织施工记录和检验批的收集、整理工作，并按要求及时归档。（9）协助项目经理负责工程项目贯标的日常管理工作。（10）完成主管交办的其他工作。 项目副经理项目副经理是本项目的生产负责人，对项目经理负责，主管本工程的施工进度、安全生产、文明施工。（1）认真贯彻国家和上级的有关方针、政策、法规及各项规章制度。（2）项目施工生产全过程的组织者、指挥者和全权责任者。接受并贯彻招标人、监理工程师有关工程质量、安全、施工进度等方面的指令。是本工程安全的主要责任人。（3）协调各部门之间的关系，科学地组织和调配参加工程施工的人、财、物资源，确保完成项目管理目标的实现，定期向项目经理汇报工作。（4）对本工程的安全生产负责，贯彻上级有关的安全法规和条例，组织制定和执行保障施工安全措施的落实。 项目施工员职责（1）负责现场施工管理，做好现场的安全、文明施工。（2）负责认真填写施工日记，对施工日记要求清晰、准确、全面。（3）参与施工组织设计的编写及开工前对作业人员的各项交底工作。（4）负责当班期间的施工安排工作，监督施工的执行情况。（5）合理组织施工生产，确保合同工期实现。（6）负责工程项目物资、设备进出场组织及设备的使用、保养、维修工作。（7）对当班期发生的问题及时汇报并协助有关人员作出处理。（8）完成主管交办的其他工作。 项目质量员职责（1）负责按各项质量验收规范及施工组织设计对施工质量进行监控与验收。（2）负责向作业人员进行质量措施和技术措施的交底。（3）负责施工中质量事宜与外部的联系工作。（4）负责施工中的质量文件、措施、资料的编写、收集、和整理。（5）参与施工组织设计的编制及竣工报告的编写。（6）完成主管交办的其他工作。 项目安全员职责（1）负责国家、地方、行业及企业安全生产规章制度的贯彻实施，做好工程项目的安全管理和安全台帐工作。（2）负责工程项目安全、文明施工的定期与不定期的检查，并作出相应的奖罚。（3）负责施工现场机械设备、电器设备的验收，对危险施工场所做好警戒标志，并落实监护人员。（4）负责工程项目安全生产的宣传教育工作和施工人员的三级安全教育及进场开工前的安全交底工作。（5）负责施工人员证件的办理、登记并负责提交给甲方。（6）参与项目施工安全技术措施的编制并监督实施。（7）负责工程项目安全事故的处理或汇报后协助有关人员予以处理。（8）完成主管交办的其他工作。 项目材料员职责（1）根据项目限额成本预算及施工进度负责编制材料总量计划及阶段采购计划并负责落实。（2）负责施工项目所有进出的材料进行数量、质量验收及记录标识。（3）负责项目施工过程中对材料消耗、库存作出统计，并记录相应台帐。根据动态的需求及时采购，保证正常施工。（4）负责妥善保管各种材料的采购、消耗、库存的记录台帐及各种票据配合核算员做做好材料核算及帐务处理工作。（5）负责按施工现场平面布置进行材料堆放、标识管理，保证现场整洁。（6）负责设备物资租赁、维修保养的管理及台帐的建立。（7）负责各类材料的取样、送检工作并记录整理。（8）完成主管交办的其他工作。 项目资料员职责（1）负责工程施工中各类技术质量文件、质量记录资料的登记、保管工作。（2）按有关规定要求，负责对资料的格式、内容及完整性进行监督检查。负责及时对各类资料进行汇总整理工作。（3）负责施工中同甲方、监理的各类文件及签证的收发登计工作。（4）负责工程施工过程中各类数据、表格、图纸、文字资料、信息的收集，并及时存入计算机。（5）负责工程项目竣工验收后，与建设单位或施工总承包单位办理竣工资料移交工作。（6）负责工程项目竣工验收后，向公司综合办办理竣工资料归档移交工作。（7）完成主管交办的其他工作。3.5. 劳动力安排计划根据工期及顶管施工工艺要求，现场劳动力配置见表3.4-1。劳动力配置表表3.5-1序号工种人数工作内容1工长2管理和指导各工种工作2电焊工4现场焊接、切割等3起重指挥2指挥各类吊车4吊车司机2现场设备吊运和管节、土箱吊放5挖机司机2出土6拌浆工4拌制各类浆液7电工1电器和电路检修8机修工2负责机械设备维修保养9操作司机2负责操作顶管机10辅助工12负责配合顶管施工11测量人员2负责工程放样及测量合计353.6. 施工现场平面布置根据甲方提供的现场允许使用范围，结合实际的施工需要，在始发井附近地面配置一台150T的桁架式履带吊，同时在场地内进行顶管动力站、集土坑、拌浆系统、管节堆场、料库、危险品仓库、办公区域等设施的布置。由于涉及到顶管机头和管节的吊装，使用包括300吨汽车吊在内的大量重型机械，要求施工便道具备相应的承载力。为此施工道路施工前首先使用压路机压实路面，先铺15cm厚的碎石基层压实，在此基础上制作钢筋混凝土道路，承重道路结构为厚20cm的C30混凝土，配筋16200双向网片。我方同时配备一定数量的路基板和厚钢板，满足重型机械施工临时需求。场地内各材料堆场采用10cm厚道渣基层，上设10cm厚素砼面层。为了防止扬尘，在施工围墙内其它位置设57cm厚素砼。附图-04 施工场地平面布置图。四、 顶管施工方案及技术措施4.1. 顶管施工工艺流程测量放样安装机架、后靠、主顶装置设备调试顶管出洞顶管顶进吊放垫块或管节置顶进测量顶管机进洞顶管机分解、吊出接收井置浆液置换拆除管内设备、嵌缝、清理、接头处理置详见附图-05 顶进工艺图。4.2. 顶进前的施工准备工作4.2.1. 地面准备工作（1）在顶管推进前，按常规进行施工用电、用水、排水及照明等设备的安装。（2）施工材料、设备及机具必须备齐，以满足本工程的施工要求。（3）井上、井下建立测量控制网，并经复核、认可。4.2.2. 井下准备工作（1）洞门密封圈安装由于洞圈与管节间存在着约10cm的建筑空隙，在顶管出洞及正常顶进过程中极易出现外部土体涌入始发井内的严重质量安全事故。为防止此类事故发生，施工前在洞圈上安装帘布橡胶板密封洞圈，橡胶板采用12mm厚钢压板作靠山，压板的螺栓孔采用腰子孔形式，以利于顶进过程中可随管节位置的变动而随时调节，保证帘布橡胶板的密封性能。（2）基座安装基座定位后必须稳固、正确，在顶进中承受各种负载不位移、不变形、不沉降。基座上的两根轨道必须平行、等高。后靠自身的垂直度、与轴线的垂直度对今后的顶进也至关重要。钢后靠根据实际顶进轴线放样安装时，与始发井内衬墙预留一定的空隙，固定后在空隙内填C20素砼，使钢后靠与墙壁充分接触。这样，顶管顶进中产生的反顶力能均匀分部在内衬墙上。（3）顶管机吊装下井矩形顶管机头设计总重量约100吨，可以分为前后两段：前段重约60吨，后段重约40吨。施工现场地处顾戴路旁，吊装时选用性能优良的200吨汽车吊来吊装机头，为了避免顶管机头吊装中工作井、路面及路面下管线的损坏，在起吊时，在四个支腿下方铺钢制路基箱（7m2.2m0.43m）四块，降低吊车对地面的压强。顶管机头的吊装：顶管机从平板车上被吊起后，要作片刻的停顿，一是确定顶管机头的实际重量是否在吊车的起重范围内；二是观察吊车对路面及工作井的影响。在确定是安全的情况下，将顶管机头缓慢吊入工作井，准确地停放在基座的轨道上。先吊前段再吊后段，分两次吊装完毕。在顶管机头起吊过程中，加强对周围地面的观测，如发现路基变形，立即将机头放下，吊车移位，同时对井周围原有的混凝土地面下进行注浆加固。（4）主顶的定位及调试验收主顶的定位将关系到顶进轴线控制的难易程度，故在定位时要力求与管节中心轴线成对称分布，以保证管节的均匀受力。主顶定位后，需进行调试验收，保证12个千斤顶的性能完好。（5）顶管机就位、调试验收为保证顶管出洞段的轴线控制，顶管机吊下井后，需对顶管机进行精确定位，尽量使顶管机轴线与设计轴线相符。在顶管机准确定位后，必须进行反复调试，在确定顶管机运转正常后，方可进行顶管出洞和正常顶进工作。详见附图-06 始发井内平、剖面布置图；附图-07 管节断面布置图。4.2.3. 技术交底、岗位培训在顶管施工前，对参加施工的全体人员按阶段进行详细的技术交底，使施工人员全面了解施工中将可能出现的各种工程难点，并努力提供施工人员的质量和安全意识。参与施工人员需按工种进行岗位培训，考核合格后方可上岗操作。4.3. 顶管出洞段顶进施工顶管机顶出洞圈至顶管机切口距工作井2.65m范围为出洞段。4.3.1. 封门形式本工程始发井围护为800钻孔灌注桩，混凝土挡墙内预埋钢洞圈，灌注桩外采用4排高压旋喷桩做出洞加固，顶管的出洞过程即为凿除出洞口范围内灌注桩，顶管机头经过出洞段加固区并进入原状土体的过程。4.3.2. 顶管出洞的施工步骤凿除出洞口范围内钻孔灌注桩设备调试顶管机头靠上旋喷桩封门 顶管机切削加固土体 机头切口进入原状土、提高正面土压力值至理论计算值。4.3.3. 出洞段顶进施工（1）凿除洞门内灌注桩前的准备工作对全套顶进设备做一次系统调试，由于本工程始发井出洞加固区搅拌桩设计强度为1.2MPa，在顶管机进入加固区时，应注意刀盘在穿越加固层时的切削性能，把机头顶进洞圈内距灌注桩20cm左右。灌注桩凿除前工程技术人员、施工人员应详细了解现场情况和封门图纸，分析可能发生的漏水情况，并准备相应措施，制订洞门灌注桩凿除顺序和方法，分工明确，并由专人统一指挥。（2）凿除灌注桩措施灌注桩凿除按由两边向中间凿除，先对洞门范围围护灌注桩进行剥皮，然后割断外层钢筋，再分段由上往下开凿桩体砼，至暴露出内层钢筋后再进行钢筋割断的凿桩措施。凿除时，起重吊装人员应配合默契，保证灌注桩凿除的砼块吊出时迅速和安全。（3）顶进施工在洞圈内的灌注桩全部凿除后，应立即开始顶进机头，由于正面为全断面的水泥土，为保护刀盘，顶进速度应放慢。另外，可能会出现螺旋机出土困难，必要时可加入适量清水来软化或润滑水泥土。顶管机进入原状土后，为防止机头“磕头”，拉紧机头和前三节管节之间的拉杆螺丝，同时适当提高顶进速度，使正面土压力稍大于理论计算值，以减少对正面土体的扰动及出现地面沉降。4.3.4. 出洞段的各类施工参数顶管机从始发井出洞后，应尽量减少水土流失，控制好地面沉降。应不断根据地面沉降数据的反馈进行参数调整，及时摸索出正面土压力、出土量、顶进速度、注浆量和压力等各种施工参数最佳值，为正常段施工服务。4.4. 顶管正常段顶进施工4.4.1. 各类施工参数的控制（1）正面土压力的设定本工程采用土压平衡式顶管机，是利用土压力平衡开挖面土体，达到支护开挖面土体和控制地表沉降的目的，平衡土压力的设定是顶进施工的关键。土压力采用Rankine压力理论进行计算： P上K0Z上P下K0Z下 P上：管道顶部的侧向土压力 P下：管道下部的侧向土压力K0：软粘土的侧向系数（参考基坑开挖手册及本工程详堪资料），此处取0.57：土的容重，取17.7。Z：覆土深度。Z上约为5.38m，Z下约为9.58m根据以上理论计算，本工程初始土压力设定为P上0.057Mpa，P下0.10Mpa。以上数据为理论计算值，只能作为土压力的最初设定值，随着顶进施工，土压力值应根据实际顶进参数、地面沉降监测数据作相应的调整。（2）主顶力的设定总拉力为初始拉力与各种阻力之和。F0 ：总顶力标准值（KN）D1 ：管道的外径（m）Fk ：管道外壁与土的平均摩阻力（KN/m2），此处取5.0 KN/m2L ：顶进长度（m）：顶管机的迎面阻力（KN）=4.26.917.75.0=2565KN则总顶力F0=2（4.2+6.9）*36*5+2565=6561KN主顶力随顶进距离的增加而增大。顶管掘进机头出洞，在进入原状土且正面土压力没有建立之前，要控制主顶力不能过大。在正常推进中，要注意主顶力的增大应该是缓慢的，而不允许有突变。经计算，实际最大主推力为6564kN ，远小于顶管机额定主顶力（为24000kN），小于管道允许顶力（，取=0.309计算，为23127KN）。（3) 出土方案及出土量控制本工程管节内铺设16kg/m轨道，采用1台平板车和1只3.0 m3土箱出土运输方案。在主顶平台上固定一台卷扬机用作拖动平板车的动力。一节管节的理论出土量为6.94.21.5=43.47m3，在顶进过程中，应尽量精确地统计出每节的出土量，力争使之与理论出土量保持一致，确保正面土体的相对稳定，减少地面沉降量。4.4.2. 顶进轴线控制顶管在正常顶进施工中，必须密切注意顶进轴线的控制。在每节管节顶进结束后，必须进行机头的姿态测量，并做到随偏随纠，且纠偏量不宜过大，以免土体出现较大扰动及管节间出现张角。由于是矩形顶管，因此对管道的横向水平要求较高，所以在顶进过程中对机头的转角要密切注意，机头一旦出现微小转角，应立即采取刀盘反转、加压铁等措施回纠。顶进轴线偏差控制要求：高程+100mm，-80mm；水平：+100mm。4.4.3. 地面沉降控制在顶进过程中，应合理控制顶进速度，保证连续均衡施工，避免出现长时间搁置情况；不断根据反馈数据进行土压力设定值调整，使之达到最佳状态；严格控制出土量，防止欠挖或超挖。4.4.4. 管节减摩为减少土体与管道间摩阻力，在管道外壁压注触变泥浆，在管道四周形成一圈泥浆套以达到减摩效果，在施工期间要求泥浆不失水，不沉淀，不固结。（1）泥浆配比（按公斤每立方米计）见下表4.4.4-1: 表4.4.4-1膨润土水纯碱CMC稠度40085062.51214备注：此配比为重量比。（2）压浆孔及压浆管路布置压浆系统分为二个独立的子系统。一路为了改良土体的流塑性，对机头内及螺旋机内的土体进行注浆。另一路则是为了形成减摩泥浆套，而对管节外进行注浆。（3） 压浆设备及压浆工艺采用泥浆搅拌机进行制浆，按配比表配制泥浆，泥浆要充分搅拌均匀。压浆泵采用HENY泵，将其固定在始发井口，拌浆机出料后先注入储浆桶，储浆桶中的浆液拌制后需经过一定时间方可通过HENY泵送至井下。注浆压力控制在0.05MPa左右。（4） 压浆施工要点1)压浆应专人负责，保证触变泥浆的稳定，在施工期间不失水，不固结，不沉淀。2)严格按压浆操作规程施工，在顶进时应及时压注触变泥浆，充填顶进时所形成的建筑空隙，在管节四周形成一泥浆套，减少顶进阻力和地表沉降。3)压浆时必须遵循“先压后顶、随顶随压、及时补浆”的原则。4)压浆顺序地面拌浆启动压浆泵总管阀门打开管节阀门打开送浆（顶进开始）管节阀门关闭（顶进停止）总管阀门关闭井内快速接头拆开下管节接2寸总管循环复始。（5) 压浆量的计算(每节管节)为了保证注浆效果，注浆量应取理论值的23倍。V=（6.9604.260-6.94.2）1.5（200300%）=23m34.4.5 止退装置由于矩形顶管掘进机的断面较大，前端阻力大，实际施工中，即使管节顶进了较长距离，而每次拼装管节或加垫块时，主顶油缸一回缩，机头和管节仍会一起后退2030cm。当顶管机和管节往后退时，机头和前方土体间的土压平衡受到破坏，土体面得不到稳定支撑，易引起机头前方的土体坍塌，若不采取一定的措施，路面和管线的沉降量将难以得到控制。本工程采取特有的止退装置，可有效阻止管节的后退和避免由此带来的前方土体沉降问题。4.5. 顶管进洞段施工4.5.1. 接收井封门形式本工程接收井围护为钻孔灌注桩，灌注桩外采用4排800500高压旋喷桩做出洞加固最内排的高压旋喷桩即为工作井的洞圈封门。顶管机开始顶进时，即可开始灌注桩混凝土的剥离凿除工作，待机头进洞时凿除洞门灌注桩。4.5.2. 顶管机位置、姿态的复核测量当顶管机头逐渐靠近接收井时，应加强测量的频率和精度，减少轴线偏差，确保顶管机能准确进洞。对洞门位置的坐标测量确认，根据实际标高安装顶管机接收基座。顶管贯通前的测量是复核顶管所处的方位、确认顶管状态、评估顶管进洞时的姿态和拟订顶管进洞的施工轴线及施工方案等的重要依据，使顶管机在此阶段的施工中始终按预定方案实施，以良好的姿态进洞，正确无误地坐落到接收井的基座上。4.5.3. 进洞接收架搭设由于机头重量重达100吨，加上土仓内残留的土，重量将达到135吨左右，如果机头直接推进到接收井底板上，容易造成接收井底板结构的损伤，因此，进洞前，应在接收井内预先搭设接收架。接收井施工时底板上预制两条400cm宽的钢筋砼梁作接收架的基础（高度为底板至洞圈面，长度为接收井后壁至洞圈前200mm），上部焊接=30钢板和12#工字钢轨道制作而成。接收架的具体高程根据进洞前实测的机头姿态计算确定，应保证机头顺利跑上接收架，同时不产生大的落差。4.5.4. 顶管进洞因接收井洞门和管节间存在16cm的周边间隙，顶管机头进洞时容易引起水土流失，严重时会导致路面沉降、损害地下管线，所以必须采取相应的措施，让顶管机头顺利进洞。（1）待机头顶进至加固区时，机头部位停止注入减摩泥浆，加大机头与加固体的摩阻力，以减少机头进洞时形成地下水外泄通道。（2）待第一节管节刚进入加固区时停止顶进，利用第一节管节的注浆孔注入聚氨酯，让第一节管节的土层与加固区的部位形成一道止水圈后再继续顶