第一章   工程概況

      1.1、工程概況

木沉港泵閘及水立交工程二標段為木沉港泵閘及水立交2標工程為婁江水立交樞紐項目，水立交采用2根D3200鋼管穿越婁江和312國道，頂管單根長度252米，雙管施工，管道間距為：4.4米。滿足大于管外徑的要求。管材采用DN3200鋼管，鋼管壁厚35mm。采用焊接施工，頂管工作井和接收井均采用沉井施工。工作井外徑為17.2*15m，接收井外徑為：17.2*11m，井高度分別為19米和18米。頂管高程位置為-8.8~-12m，管道中心高程-10.4m。本工程管道穿越婁江河，河底最深處淤泥高程為-2.65米(實際測量)，本工程管道覆土厚度為6.15米，根據(jù)頂管技術(shù)操作規(guī)程，最小覆土厚度不小于1.5倍管外徑即4.91米，本工程覆土厚度滿足施工要求。穿越婁江距離約75米。穿越312國道約60米。

                                   

                                 頂管工程平面位置圖

    具體位置如下：

 

      本工程沉井主要作用是作為管道的工作井、接收井，具體尺寸及數(shù)量如下表;                                          

序號	功  能	尺寸（m）	編  號	深度（米）	環(huán)境
1	頂管工作井	17.2×15	工作井	19
2	頂管接收井	17.2*11	接收井	18	312國道綠化帶

     1.2、頂管工程土層情況及地質(zhì)分布表

   沉井下沉切入土層情況及地質(zhì)分布表數(shù)據(jù)顯示，工作井如下圖：

   接收井地質(zhì)情況：

 

 

    沉井根據(jù)地質(zhì)報告，大部分底板均坐落在5層灰色粉質(zhì)粘土層，穿越微承壓水4-1和4-2層，初見水位標高為1.16-2.44m。沉井采用三軸攪拌樁帷幕止水。（基坑方案已論證）

    頂管施工主要在4-2層灰色粉細砂層進行施工。

    1.3、工程地質(zhì)、水文情況

    1 、工程地質(zhì)情況

     工程場區(qū)根據(jù)巖土工程勘察報告，在勘探深度內(nèi)（沉井深度范圍）的巖土層分為5個主層，但分布不均勻，自上而下分布如下：

 

     第二章  施工前準備  

        2.1、施工準備階段

熟悉結(jié)構(gòu)設(shè)計圖和建設(shè)單位提供的相應(yīng)有關(guān)資料，了解地質(zhì)、地貌等情況，掌握結(jié)構(gòu)施工區(qū)域的地下管線分布，以確保頂管施工的安全。利用附近的固定建筑物設(shè)置控制點。以上施工放樣完畢后須經(jīng)技術(shù)部門復(fù)核后方可開工。

        2.2、材料進場準備

頂管工程中所用主要材料包括：鋼管等。工程所用材料根據(jù)工程施工進度分批進場，保證施工進度，考慮廠家生產(chǎn)供應(yīng)能力、工程進度、氣候條件等因素，結(jié)合施工高峰期需用量，保證有充足的儲備。

        2.3、機械設(shè)備進場準備

   施工機械設(shè)備主要有頂管機、挖掘機、自卸汽車、起重機、發(fā)電機等。 

                    機 械 設(shè) 備 表            表1

    

序號	機械設(shè)備名稱	數(shù)量	序號	機械設(shè)備名稱	數(shù)量
1	汽車吊	1輛	8	250噸液壓油頂	10臺
2	電焊機	3臺	9	膨潤土泥漿攪拌機	1臺
3	自卸汽車	2輛	10	電纜線	若干
4	水泵	1臺	11
5	挖掘機	1臺	12
6	泥漿泵	2臺	13
7	泥水平衡頂管機	1套	14

第三章 頂管施工

         3.1、頂管工程量統(tǒng)計表

本工程共2根DN3200（內(nèi)徑）頂管，頂管采用鋼管施工，單根長252米（含穿墻段1.5m*2，井間管段長249m），管道外徑3270mm，壁厚35mm，鋼管管材，焊接連接。采用NPD-3200型泥水平衡頂管機施工。

        3.2、泥水平衡式頂管簡介

  采用NPD-3200型泥水平衡頂管機施工。構(gòu)造圖如下：

 

微型掘進機被主頂油缸向前推進，掘進機頭進入止水圈，穿過土層到達接收井，電動機提供能量，轉(zhuǎn)動切削刀盤，通過切削刀盤進入土層。挖掘的土質(zhì)，石塊等在轉(zhuǎn)動的切削刀盤內(nèi)被粉碎，然后進入泥水艙，在那里與泥漿混合，最后通過泥漿系統(tǒng)的排泥管由排泥泵輸送至地面上。在挖掘過程中，采用復(fù)雜的土壓平衡裝置來維持水土平衡，以至始終處于主動與被動土壓之間，達到消除地面的沉降和隆起的效果。掘進機完全進入土層以后，電纜、泥漿管被拆除，吊下第一節(jié)頂進管，它被推到掘進機的尾套處，與掘進頭連接管頂進以后，挖掘終止、液壓慢慢收回，另一節(jié)管道又吊入井內(nèi)，套在第一節(jié)管道后方，連接在一起，重新頂進，這個過程不斷重復(fù)，直到所有管道被頂入土層完畢，完成一條永久性的地下管道。掘進機在掘進過程中，采用了激光導(dǎo)向控制系統(tǒng)。位于工作后方的激光經(jīng)緯儀發(fā)出激光束，調(diào)整好所需的標高及方向位置后，對準掘進機內(nèi)的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到機內(nèi)攝像機的影像內(nèi)，并輸送到挖掘系統(tǒng)的電腦顯示屏內(nèi)。操作者可以根據(jù)需要開啟位于掘進機內(nèi)置式油缸進行伸縮，為達到糾偏的目的，調(diào)整切削部分頭部上下左右高度。在整個掘進過程中，甚至可以獲得控制整個管道水平、垂直向30cm內(nèi)的偏離精度。

當工作井完成以后，經(jīng)調(diào)試完畢的液壓系統(tǒng)，頂管掘進機便通過運輸至工地，并安裝就位至導(dǎo)軌上，微型掘進設(shè)備還包括，操縱室和遙控臺、液壓動力站、后方主頂、泥水循環(huán)裝置，激光定位裝置，減摩劑攪拌注入裝置，泥水處理裝置；其他輔助裝置包括起重機，發(fā)電機、卡車、電焊機等。隨后，微型掘進裝置上。   

3.3、泥水平衡頂管的作業(yè)優(yōu)點

   （1）、適用的土質(zhì)范圍比較廣，如在地下水壓力很高，以及變化范圍很大的條件下，）它都適用。

   （2）、可有效地保持挖掘面的穩(wěn)定，對所頂管子周圍的土體擾動比較小，因而由頂管引起的地面沉降較小。

   （3）、與其他類型的頂管比較，泥水頂管施工時的總推力比較小，尤其在粘土層這種表現(xiàn)得更為突出，所以特別適用于長距 離頂管。

   （4）、工作坑內(nèi)的作業(yè)環(huán)境較好，作業(yè)比較安全，由于它采用泥水管道，輸送棄土，不存在吊土，搬運等危險的作業(yè)。

   （5）、泥水輸送棄土為連續(xù)作業(yè)，因此進度比較快。

   主要設(shè)備參數(shù)：

  本工程使用的主要設(shè)備揚州廣鑫制造的NPD-3200型泥水平衡偏壓破碎型頂管機。主要參數(shù)如下：1、尺寸：全長（mm）：5000；重量（T）：52。2、切削刀盤：電機功率（KW）：15*8；轉(zhuǎn)矩（KN.m）：150；轉(zhuǎn)速(rpm/min)：2；3、糾偏系統(tǒng)：油缸數(shù)量（個）：2；油缸推力（T）：15×8；糾偏角度：上下1.7°, 左右1.2°；電機功率：0.75；4、泥水系統(tǒng) ：排泥泵（KW）：22；送泥泵（KW）：15；送排泥管：4”；5、頂進速度mm/min：0~120。  6、機頭總功率：160。本工程頂管機頭采用260噸汽車吊進行吊裝。

         3.4、頂管施工工藝流程圖 

  

        3.5、頂力計算、最大頂距確定和準備工作

本工程頂管單元長度根據(jù)設(shè)計圖紙的井室位置、地面運輸和開挖工作坑的條件、頂管需要的頂力、后背與管口可能承受的頂力等因素確定單元長度。頂力計算時分不同管徑取一個最大管徑和最大單元長度進行計算。本工程頂管采用DN3200鋼管施工，管節(jié)長8.8米，采用焊接。

    （1）、頂力的計算

    最大推力計算，采用經(jīng)驗公式，按最大頂距252米計算：

    F=F1+F2    式中：F—總推力；   F1—端阻力；   F2—側(cè)壁摩阻力；F1=п/4×D²×P

    式中D—管外徑；P—控制土壓力；P=Ko·γ·Ho   式中：Ko—靜止土壓力系數(shù)，一般取0.55

     Ho—地面至掘進機中心的高度，取值14m             γ—土的重量，取1.9t/m3

     P= Ko·γ·Ho =0.55*1.9*14=14.63t/m²

     F1=3.14/4*3.27*3.27*14.63=122.8t      F2=πD·f·L

    式中：f—管外表面綜合磨擦阻力，根據(jù)地質(zhì)勘察報告，位于砂土層，取值0.30T/m2（觸變泥漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土）

         D—管外徑取3.27m          L—頂距252m

     F2=3.14*3.27*0.3*252=776.2t     F=F1+F2 =122.8+776.2=899t

     工作井最大承載力為1200T，能滿足頂管施工要求，不需設(shè)置中繼間。

   （2）、地面準備工作

     ①在頂管頂進施工前，按要求進行施工用電，用水，通道，排水及照明等設(shè)備的安裝。施工用電采用臨時變壓器滿足頂進設(shè)備的功率（并備有150KW的發(fā)電機組一臺）。水需從外拖運，要修進場簡易便車道，保證施工管材料、設(shè)備及機具進場。還需鋪毛渣石的場平?，F(xiàn)場設(shè)備擺放空間至少需長45米，寬55米的平整封閉場平區(qū)域。

     ②施工材料，設(shè)備及機具必須備齊，以滿足本工程的施工要求。管節(jié)等準備要有足夠的余量(30～40m)。

     ③井上，井下建立測量控制網(wǎng)，并經(jīng)復(fù)核報驗監(jiān)理認可。

   （3）、井下準備工作及井內(nèi)布置

     工作井井內(nèi)布置主要是后靠背、導(dǎo)軌、主頂油缸、油泵動力站、鋼制扶梯等。頂管基座為鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件，頂管基座位置按管道設(shè)計軸線準確進行放樣，安裝時按照測量放樣的基線，吊入井下就位安裝固定。基座上的導(dǎo)軌按照頂管設(shè)計軸線并按實測洞門中心居中放置，并設(shè)置支撐加固，保證基座穩(wěn)定不變形。

   （4）、技術(shù)交底，崗位培訓(xùn)

    在頂管施工前，對參加施工的全體人員分階段進行詳細的技術(shù)交底，對各技術(shù)工種進行崗位培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后，才能上崗。

   3.6、后座墻的選擇

本工程后背墻按照施工圖紙設(shè)計采用鋼筋混凝土后背墻，為保證砼后背墻受力均勻，避免局部受壓破壞，在施工時在鋼筋砼后背墻前增設(shè)20cm厚鋼板（5*5m）作為支墊，以分散千斤頂?shù)膲毫?。同時頂管工作井外側(cè)采用三軸攪拌樁加固。

                   

后背墻加固區(qū)域圖

            3.6.1、后背墻的剛度要求

頂管時要求后后座墻具有充分的剛度，以避免往復(fù)回彈，消耗能量。要保證受最大頂力時不變形，或只有少量殘余變形，后座墻應(yīng)盡量采用彈性小的材料。如果后座墻彈性過大，頂進的后從力先壓縮后座墻，直到后座墻被壓緊而不能再壓縮時頂力才向前發(fā)揮作用使管段前進，千斤頂卸荷，后從力解除后，后座墻雖然有殘余變形但不大，甚至可以恢復(fù)到未受荷載的狀態(tài)，可是下一次頂進時，仍要先壓縮后座墻，因而每次頂進都要浪費一段千斤頂行程于壓縮后座墻。用短行程千斤頂，行程 一般為200mm，而后座墻壓縮量為20～30mm，這樣就可使千斤頂行程在頂管前進時的利用率只有70%～80%，每頂進2m長的管節(jié)，需12～14個行程。若再考慮到傳力工具的壓縮，需要的行程數(shù)還要增加。所以，要提高頂進效率，除采用長行程的千斤頂外，還應(yīng)設(shè)法增加后座墻的剛度。

          3.6.2、后座墻的形式和類別

后座墻形式雖然多種多樣，但就其使用條件來講，基本上有以下三種：

    ①.覆土較薄或穿過高填方路基的頂管，無土抗力可利用時修建的人工后座墻；

    ②.覆土較厚時可以充分利用土抗力的天然后座墻；

    ③.在混凝土或鋼筋混凝土豎井內(nèi)建筑的現(xiàn)澆鋼筋混凝土后座墻。

    GB50286—97規(guī)范中對裝配式后座墻作出了如下規(guī)定：

    ①.裝配式后座墻宜采用方木、型鋼或鋼板等組裝，組裝后的后座墻應(yīng)有足夠的強度和剛度；

    ②.后座墻土體壁面應(yīng)平整，并與管道頂進方向垂直；

    ③.裝配式后座墻的底端宜在工作坑底以下（不宜小于50cm）；

    ④.后座墻土體壁面應(yīng)與后座墻貼緊，有間隔時應(yīng)采用砂石料填塞密實；

    ⑤.組裝后座墻的構(gòu)件在同層內(nèi)的規(guī)格應(yīng)一致，各層之間的接觸應(yīng)緊貼，并層層固定。

    頂管工作坑及裝配式后座墻的墻面應(yīng)與管道軸線垂直，其施工允許偏差應(yīng)符合表9-3中的規(guī)定。

工作坑及裝配式后座墻的施工允許偏差（mm）     表2

  

   3.7、泥水系統(tǒng)、水壓控制、注漿量的計算

   （1）、泥水系統(tǒng)

泥漿系統(tǒng)有二個作用：送走被挖掘機的渣土和平衡地下水。泥漿系統(tǒng)是由密封的管道組成，通過機頭循環(huán)，形成泥漿混合物，由排泥管送走，最后沉淀在地面上的泥漿池內(nèi)，泥漿通過眾多的排泥泵被排出。再由進水泵進水送入機頭，排泥由變速的排泥泵進行控制。機坑旁通裝置可控制進排泥漿的速度、方向，以防止泥渣堵塞管道，淤積現(xiàn)場。當挖粘土?xí)r，可能使普通粘土，有一定的粘合度，可以直接將泥漿排入泥漿池內(nèi)，但是當挖沙土?xí)r，泥漿中必須添加一定的粘合劑（諸如膨潤土等）以增加泥漿粘度，以達到排渣的最終目的。夾帶泥砂的泥漿，可通過振動篩、循環(huán)沉淀器、干燥器等，處理分離渣質(zhì)，泥漿被再用，渣質(zhì)被積累后處理。處理渣土用翻斗車，泥漿用罐車運出場區(qū)，堆置于郊外，處理時注意不得污染路面等環(huán)境。

進排泥水系統(tǒng)起著第二個作用：在有地下水存在的地方，掘進機表面的壓力可以降低到小于水中的壓力。這樣避免了抽地下水的需要。進排泥水系統(tǒng)中的壓力感應(yīng)器可測出地下水的壓力。機內(nèi)泥水循環(huán)系統(tǒng)，電磁閥，旁通裝置及載水閥可以起到調(diào)節(jié)水壓的作用。機內(nèi)電磁閥和旁通系統(tǒng)，可以阻止水壓的變化，保持水壓，在加管道時，不至于減小機頭的水壓，保證內(nèi)部壓力平衡。

    （2）、注漿量的計算

    本工程每1米注漿量計算如下：

    V＝πDwtL＝3.14×3.27×0.015×1＝0.153m3

    1）、按照地質(zhì)條件。一般壓漿量為計算的150％～200％，本工程在粉質(zhì)粘土頂進，按照160％進行注漿量控制。

    2）、為防止路面沉陷和地上、地下構(gòu)筑物不受擾動，頂管結(jié)束后，應(yīng)及時對管體四周的縫隙充填水泥漿，使其密實堅固，填充水泥所用設(shè)備與觸變泥漿設(shè)備相同。逐孔注漿，水泥漿液需攪拌均勻，無結(jié)塊，無雜物，注漿結(jié)束后，要及時清理注漿設(shè)備，以防堵塞。

    3）、注漿壓力根據(jù)管道深度H和土的天然重度γ而定，經(jīng)驗為2～3γH，本工程注漿壓力為0.2～0.3MPa。

    4）、壓漿填充材料：在管頂間隙較小管段，采用管內(nèi)注漿，壓漿材料為水泥粉煤灰漿，配比為，水泥：粉煤灰＝1：3；在管頂間隙較大管段，采用管內(nèi)注漿和地面注漿相結(jié)合，壓漿材料為水泥粉煤灰砂漿，配比為，水泥：粉煤灰：細砂＝1：1：4。

    5）、管內(nèi)注漿布孔方式：沿管線縱向每3m設(shè)一處壓漿孔。布孔方式宜采用左上方、右上方、左上方的順序。地面注漿布孔方式：沿管道上方每4～6m打孔至管頂空腔。

 

    6）、注漿順序：每段注漿從第一孔開始，直注至下一孔出漿，依次注完。每段注漿后，靜止6～8小時后進行第二次注漿。第二次注漿壓力不變，直至壓不進為止。

    對松散砂礫層及回填土層，頂進中需用水泥漿液進行土壤加固。

    根據(jù)本工程特點，初步設(shè)計每節(jié)管都設(shè)置注漿孔，依次調(diào)整注漿孔的位置，確保每個方向都能注漿潤滑。 

    總注漿量應(yīng)不小于管外環(huán)形空間體積的2倍，考慮到泥漿的漏失，必須經(jīng)常性地連續(xù)補漿，確保泥漿套的完整。

   （3）、注漿減磨要點：

      1)、選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對膨潤土取樣測試。主要指標為造漿率、失水量和動塑比。

      2)、在管子上預(yù)埋壓漿孔，壓漿孔的設(shè)置要有利于漿套的形成。

      3)、膨潤土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時間，聽取供應(yīng)商的建議但都必須按照規(guī)范進行，使用前必須先進行試驗。    

      4)、壓漿方式要以同步注漿為主，補漿為輔。在頂進過程中，要經(jīng)常檢查各推進段的槳液形成情況。

      5)、注漿設(shè)備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的密封性能。在注漿孔中設(shè)置一個單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞注漿孔，從而影響這漿效果。

      6)、注漿工藝由專人負責(zé)，質(zhì)量員定期檢查。

      7)、注漿泵選擇脈動小的螺桿泵，流量與頂進速度相應(yīng)配。

      8)、由于頂管線路長，為使全程注漿壓力不致相差過大，在中間還將每隔400m增設(shè)壓漿泵以增大壓力。

 

泥漿處理系統(tǒng)

     3.8、操作控制系統(tǒng)

由一名受過高度訓(xùn)練的操作人員，在地面控制室外內(nèi)操作并仔細檢測著整個操作系統(tǒng)、觀察掘進機內(nèi)的土壓、油壓、激光束位置。控制臺提供操作數(shù)據(jù)和控制整套系統(tǒng)的電子按鈕?？刂瓢蹇梢允侨斯た刂品较蚝蛿?shù)據(jù)記錄，或者是全自動控計算機控制方向和記錄，其他的工作人員則負責(zé)井內(nèi)管道和頂鐵的更換以及進行、進排泥管和電纜的連接。當掘進機到達接收井時，挖掘會暫時中斷，如果遇到有地下水或軟土層時，還需有洞口止水圈安裝在接收口墻上。最后，掘進機頭從土層出來進接收井，就完成整個管道的鋪裝。這以后，掘進機被撤走，建造人工出口，接收井被關(guān)閉。一個工程常常有幾個掘進段組成，這時，在工作井內(nèi)的頂進設(shè)備變換方向，重新開始另一方的頂進工作，這個過程每過一個工作井重復(fù)二次，最后鋪設(shè)成了整個下水道或輸送管道。

     3.9、進出洞口措施

洞口采用高壓旋噴樁加固，另在洞口處采取止水裝置。

頂進前，為防止洞口處的水土沿工具管外壁與洞門的間隙涌入工作井，在工作井內(nèi)洞口處安裝一道止水裝置。在頂進施工過程中又可防止減摩漿從此處流失，保證泥漿套的完整，以達到減小頂進阻力的效果。

     3.10、長距離頂管通風(fēng)機管線布置

通風(fēng)是不容忽視的問題。在頂進超過40m以上時，操作人員在管子內(nèi)要消耗大量的氧氣，而管內(nèi)會出現(xiàn)缺氧，還有一些有害氣體夾雜其間。為了操作人員健康及安全，必須靠通風(fēng)設(shè)施來解決。我們采用鼓風(fēng)機和抽風(fēng)機相結(jié)合的方式來解決這一問題，將鼓風(fēng)機和抽風(fēng)機安裝在工作坑的上方，以塑料管通入管道內(nèi)。

      在管子內(nèi)有電纜，照明電線，水管，輸油管，通風(fēng)管等各種管線，一般均懸掛在管子頂壁及側(cè)壁上，為保證施工有條不紊，預(yù)先在管子內(nèi)壁上設(shè)置固定裝置。做這些管線時，一定要作好接頭，彎頭的處理，并經(jīng)常檢查。管內(nèi)采用12V低壓照明。

   3.11、頂管施工過程中應(yīng)注意的問題

     （1）、當掘進機停止工作時，一定要防止泥水從土層或洞口及其 它地方流失。不然，挖掘面就會失穩(wěn)，尤其是在進洞這一段時 間內(nèi)更應(yīng)防止洞口止水圈漏水。

     （2）、在掘進過程中，應(yīng)注意觀察地下水壓力、泥水倉水壓力的變化，并及時采取相應(yīng)的措施和對策，只有這樣才能保持挖掘 面的平衡穩(wěn)定。

     （3）、在頂進過程中，隨時要注意挖掘面是否穩(wěn)定，要不時檢查泥水的濃度和相對密度是否正常，還要注意進排泥泵的流量及壓力是否正常。應(yīng)防止排泥泵的排量過小而造成排泥管的淤泥 和堵塞現(xiàn)象。

     （4）、壓漿孔的處理，頂管頂進完成后，對管節(jié)上的壓漿孔進行封堵措施。

     3.12、頂管施工測量和方向控制

       3.12.1、測量及控制指標

為了保證頂進軸線控制在設(shè)計軸線允許偏差范圍內(nèi)，在頂進過程中要密切注意激光點的偏向。軸線測量的控制系統(tǒng)設(shè)在工作井內(nèi)液壓主頂裝置中間。施工中需經(jīng)常對控制臺進行復(fù)測，以保證測量精度，控制臺基礎(chǔ)應(yīng)用混凝土澆筑在沉井底板上。按獨立坐標系放樣后用測量控制臺使它精確地移動至頂管軸線上，用它正確指揮頂管的施工方向。

       3.12.2、施工頂管測量和方向控制

在后頂觀察臺架設(shè)J2型激光經(jīng)儀一臺，通過后視測機頭的光靶及后標點的水平角和豎直角各一測回，編排程序計算頂管的頭部及尾部的平面及高程，測量與方向控制要點如下：①、有嚴格的放樣復(fù)核制度，并做好原始記錄。頂進前必須遵守嚴格的放樣復(fù)測制度，堅持三級復(fù)測：施工組測量員→項目管理部→監(jiān)理工程師，確保測量萬無一失。②、布設(shè)在工作井后方的儀座必須避免頂進時移位和變形，必須定時復(fù)測并及時調(diào)整。③、頂進糾偏必須勤測量、多微調(diào)，糾偏角度保持在10’～20’不得大于0.5°。并設(shè)置偏差警戒線。④、初始推進階段，方向主要是主頂油缸控制，因此，一方面要減慢主頂推進速度，另一方面要不斷調(diào)整油缸編組和機頭糾偏。⑤、開始頂進前必須制定坡度計劃，對每一米、每節(jié)管的位置、標高需事先計算，確保頂進時正確，以最終符合設(shè)計坡度要求和質(zhì)量標準為原則。

頂管施工過程測量，采用激光導(dǎo)向控制系統(tǒng)，測量儀器位于頂進后方，在主頂設(shè)備后方底板砼上，預(yù)埋鋼板，做托架，調(diào)整到所需的標高及管線軸線方向后，對準掘進機內(nèi)定位光靶上，并使其在監(jiān)控顯示屏上反映出來。操作人員根據(jù)投影影像判斷頂進偏差情況。頂進剛進入土層時，每頂進0.3m測量一次，頂進3—4節(jié)后，正常頂進，每頂進1m測量一次，在進入接收井前30m范圍增加測量頻率，每頂進0.3m測量一次。

        3.13、施工常見風(fēng)險及應(yīng)急措施

       3.13.1工程風(fēng)險分析：

          1、支撐變形較大或失穩(wěn)

          2、地面沉降、隆起

          3、地質(zhì)發(fā)生很大的變化，突然間變硬或變軟

         4、在頂管施工過程中，如果出現(xiàn)異常的偏差或糾偏失效

         5、頂進管道滲水

         6、注漿措施

       3.13.2應(yīng)急措施：

        1、支撐變形較大或失穩(wěn)

     現(xiàn)場備足鋼支撐、型鋼、水泥及砂石料，并確保挖掘機、點焊接、攪拌機、噴漿機運轉(zhuǎn)良好，放置在不影響施工的地方。    

          對支撐除按規(guī)定頻率進行檢測外，暴雨后應(yīng)加強對支撐端頭的檢查，若有脫落或移位的跡象應(yīng)及時整改。加強司機安全教育嚴防挖掘機和其他工程機械碰撞鋼支撐，造成鋼支撐脫落。

        支撐失穩(wěn)或脫落后，在設(shè)計位置的左右及下方及時架設(shè)臨時支撐，然后再恢復(fù)設(shè)計位置的支撐。

        2、地面沉降、隆起

           在頂管通過路面設(shè)置觀測點，發(fā)現(xiàn)沉降超過警戒值應(yīng)立即停止作業(yè)，必須找出原因，及時調(diào)整方案并采取相應(yīng)措施后才可繼續(xù)施工。如沉降發(fā)生得到控制，則按調(diào)整方案繼續(xù)施工。

           如沉降發(fā)生不能得到控制，應(yīng)停止頂管作業(yè)，馬上進行換漿工作，保證地面的穩(wěn)定，確保路面的安全。   

           在頂管的施工過程中做好換漿工作，在一段管道頂進完成后，及時換漿，一般以3天為一個周期，將水泥漿從注漿高于膨潤土注漿的壓力注入，把頂管前面的第一節(jié)的注漿孔打開，使膨潤土泥漿流出，直到有水泥砂漿壓出時，再把注漿孔塞上，換漿后管的周圍有充分的水泥漿，經(jīng)過一段時間后，水泥漿溶入粉砂土中，最終改變了土質(zhì)和管壁合成一體，可充分保證塌陷問題的產(chǎn)生。在頂通前應(yīng)做好出洞前的準備工作，在機頭出洞后及時將機頭和連接的管道分離，機頭及時吊出井外，在第一時間抓緊處理井內(nèi)泥漿和進行洞口封門，保證洞內(nèi)土體和水量不流失，保證管道沉降得到控制。 根據(jù)檢測數(shù)據(jù)調(diào)整減阻泥漿注漿量，減少管節(jié)背土現(xiàn)象，控制地面沉降。

    3、地質(zhì)發(fā)生很大的變化，突然間變硬或變軟。

     可以通過刀盤的扭矩來判斷，如果突然變硬了，則像水倉加入水或泥漿，掘進機上設(shè)有加漿孔，其目的就是用來加泥的。

   4、在頂管施工過程中，如果出現(xiàn)異常的偏差或糾偏失效的質(zhì)量措施

     必須在允許偏差標準以內(nèi)就停下來，分析原因，找出對策再繼續(xù)頂進，切不可盲目行動。操作人員必須嚴格遵守這樣一條規(guī)定：無論何種情況，超過允許偏差一律停下來，并且如實匯報情況，以便分析原因，找準對策。

   5、頂進管道滲水

            安全預(yù)防措施： 頂進過程中地層受力變化、頂進機頭突然出現(xiàn)栽頭后進行糾偏造成管口接口錯口位置設(shè)專人監(jiān)視；若發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)滲漏，應(yīng)及時處理。應(yīng)急措施：當漏水量較小時，采用在漏水處附近鉆孔，向管外注入聚氨酯，利用聚氨酯遇水固化的化學(xué)特點，進行止水；當漏水較大時，采用高效速凝水泥臨時封堵部分漏洞，并加設(shè)引流管，控制漏水盡量少沖刷高效速凝水泥封口，待速凝水泥達到一定的強度時，在漏點附近鉆孔注入速凝液漿進行堵漏。

      6、注漿措施

    布孔原則：注漿孔眼的位置及數(shù)量，則需根據(jù)不同地質(zhì)情況進行合理安設(shè)。打孔的方法可視施工條件采用機械（鉆巖機）方法。灌漿孔眼的小則需根據(jù)灌漿嘴或灌漿鋼管大小確定，一般鉆孔孔徑要比灌漿嘴或灌漿管1～2mm.

灌漿是整個化學(xué)灌漿的中心環(huán)節(jié)，須待一切準備工作完成后再進行，灌漿前必須有組織地進行分工，固定崗位，尤其需要有專職熟練人員進行操作，其操作程序如下：灌漿前應(yīng)對整個灌漿系統(tǒng)進行全面檢查，在灌漿機具運轉(zhuǎn)正常，管路暢通情況下，方可進行灌漿。對于垂直裂縫一般自下而上灌漿，水平裂縫（橫向縫）由一端向另一端或從兩端向中間進行灌漿，對集中漏水應(yīng)先對漏水量的孔洞進行灌漿，在有條件的情況下，橫縫也可以幾個嘴同時灌漿。將灌漿系統(tǒng)和灌漿嘴牢固聯(lián)結(jié)，打開排水閥門，使水從排水閥門中流出。開放灌漿系統(tǒng)的全部閥門并起動壓力泵，待漿液從排水閥門中流出后，即關(guān)閉排水閥門，繼續(xù)加壓進行正常灌漿。

       3.14、頂管施工具體過程

       1、洞口破除

頂進基坑：頂管導(dǎo)軌及機頭安裝就位后，用風(fēng)鎬對預(yù)留洞口進行破除，破除后的洞口應(yīng)為圓形，圓心與管道中心保持一致，洞口直徑大于管道外徑10cm。預(yù)留洞口破除到位后，頂進。

       2、開機頭：

用吊車（260噸）將現(xiàn)場的管道吊入基坑內(nèi)，當機頭就位后，首先接通機頭刀盤旋轉(zhuǎn)電源，開動刀盤使其向左或向右旋轉(zhuǎn)，再接通進泥泵和排泥泵電源，泥漿由進泥管進到泥水平衡倉，充滿泥水平衡倉，由出泥管回到泥漿池，形成循環(huán)泥漿管路。再接通機頭刀盤頂進電源，使刀盤主軸向前行進，同時開動基坑內(nèi)頂鎬，推動機頭向前行進，當頂進1節(jié)管的長度后，關(guān)閉機頭進泥閥門和出泥閥門，并使用排泥泵將管路中的泥漿抽空，若已頂進3節(jié)管后，應(yīng)在頂進時注入觸變泥漿。卸掉基坑內(nèi)各種接頭軟管和電纜管路，使主頂鎬回縮，移走頂鐵，用吊車將混凝土管下到位，重新快速連接各種接頭軟管和電纜管路，使頂管就位，重復(fù)以上操作步驟循環(huán)頂進。在頂進過程中預(yù)先在確定的管道點位向管壁外側(cè)同步注入泥漿，以減少側(cè)壁頂進時的阻力，并支撐周圍的土層。

        3、頂管頂進：

        3.1頂管機頭安裝到軌道上，復(fù)核管道中心與頂管機頭后，頂管機頭頂進，頂進機頭在沒有全部進入洞時，在機頭中心、高程偏差不大于±20mm，不考慮糾偏，如中心、高程偏差大于±20mm，及時確定糾偏方案，糾偏高程時，軌道上管要加配重，糾偏中心時，軌道管兩側(cè)要加支撐。

        3.2每節(jié)頂管吊至坑內(nèi)導(dǎo)軌上，測量管道中心線及前后端管底高程，檢查合格后，頂進至前一節(jié)管后端，并與之連接。在安裝頂管時，頂管接口膠圈施工，嚴格按照設(shè)計和規(guī)范要求實施。

        3.3試頂：本次施工主頂設(shè)備均選用1.0m沖程的油缸，前端有環(huán)形頂鐵連接。在頂管頂進一段距離后，要加設(shè)弧形活動頂鐵，做一次頂進再下后一節(jié)管時，可將其吊移。在正式頂進前，對所有機器、電路、油路及其它設(shè)備進行最后一次測試。無誤后即開始頂進。

        3.4洞口封閉安裝后，先不轉(zhuǎn)刀盤將機頭緩慢平推入洞內(nèi)。頂進時進泥流量控制在0.4-0.6m3／min。此時泥水分兩部分流出，一部分由機頭外流出井，另一部分由機頭出泥管排出。

        3.5初始頂進的速度控制主要是機頭吃土，機頭克服刀盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩，靠的是機頭重量產(chǎn)生的與軌道的摩擦力，如果盤刀吃土太深扭矩大，機頭會旋轉(zhuǎn)，所以頂進速度不要太快，第一節(jié)管進洞階段，刀盤速度控制在10-20mm／min，此階段重點是找正管子中心、高程，偏差控制在±5mm之內(nèi)；進泥流量控制在0.6-0.8m3／min，泥漿由頂管機出泥管排入砂水分離設(shè)備。 機頭全部入土后，高程、中心偏差大于±10mm要糾偏，此時糾偏用機頭糾偏設(shè)備。初始頂進最終把中心控制在5mm以內(nèi)，高程控制在+10mm以內(nèi)，為后面的掘進打下好基礎(chǔ)。

       3.6當主頂油缸頂進一段距離后，掘進機機頭進入止水圈接觸到坑外側(cè)土體，機頭刀片開始工作，掘進出的土體在切削刀盤內(nèi)粉碎，進入泥漿艙，在那里與泥漿混合，泥漿通過排泥管輸送到地面上。掘進機完全進入土層后，電纜及泥漿管拆除，下第一節(jié)頂管，將其推到掘進機尾套處與掘進機頭連接，頂進，每節(jié)頂管頂進均安裝前一節(jié)頂管后連接進行頂進。 頂管施工中，為了使挖掘面保持穩(wěn)定，必須在泥水艙中充滿一定壓力和相對密度在1.2左右的泥水，泥水在挖掘面上形成一層不透水的泥膜，它可以阻止泥水向挖掘面里面滲透。同時，泥水本身具有一定壓力，可以用來平衡地下水壓力和土壓力。開挖面的泥水平衡是使泥水艙內(nèi)保持一定壓力，使其與地下水壓力相平衡。泥水壓力過大，地面隆起；泥水壓力過小，地面沉陷。因此每段頂管施工前根據(jù)此段穿越土層及地下水位情況設(shè)定泥水艙基準面泥漿壓力。 當偏差流量為正值時，頂管機處于“超挖”狀態(tài)，偏差流量為負值時，頂管機處于“溢水”狀態(tài)，當發(fā)現(xiàn)掘削量過大時，應(yīng)立即檢查泥水密度、粘度和切口水壓，查明原因后應(yīng)及時調(diào)整相關(guān)參數(shù)，確保開挖面穩(wěn)定。

        3.7當掘進機或前面幾節(jié)工作管進入土體后，在安裝下一節(jié)管子時，主頂油缸回縮，此時由于主動土壓力的作用，常會造成掘進機和管子的后退，前端土體也隨之滑裂，推進方向出現(xiàn)偏差。

        3.8頂進機頭入土后，機頭后方連續(xù)放置注漿管，頂進時不斷注漿充填水泥漿使?jié){液在管外壁形成比較完整的漿套.

           3.15頂管過312國道和婁江河施工措施

       1、頂進過程中，及時注入觸變泥漿，以保證土體穩(wěn)定和機頭正面壓力。

       2、 頂進速度應(yīng)適中。過快，產(chǎn)生偏差后不易糾正；過慢，易出現(xiàn)坍塌。

       3、 頂進一旦開始，應(yīng)連續(xù)進行。如遇下列情況時，應(yīng)暫停頂進，并應(yīng)及時處理：a.頂管掘進機前方遇到障礙；b.后背墻變形嚴重；c.頂鐵發(fā)生扭曲現(xiàn)象；d.管位偏差過大且校正無效；e.頂進力超過管端的允許頂力；f.油泵、油路發(fā)生異?，F(xiàn)象；g.接縫中漏泥漿。   

       4、頂管掘進機進入土層過程中，每頂進300mm，測量不應(yīng)少于一次；管道進入土層后正常頂進時，每頂進l 000mm，測量不應(yīng)少于一次，糾偏時應(yīng)增加測量次數(shù)。頂進糾偏必須勤測量、多微調(diào)，糾偏角度應(yīng)保持在10′~20′，不得大于0.50，并設(shè)置偏差警戒線。

       5、 頂管掘進機開始頂進5~10m的范圍內(nèi)，允許偏差應(yīng)為：軸線位置3mm，高程0~13 mm。當超過允許偏差時，應(yīng)采取措施糾正。在軟土層中頂進混凝土管時，為防止管節(jié)飄移，可將前3~5節(jié)管與頂管掘進機聯(lián)成一體。

       6、頂管掘進機切入土體后，應(yīng)嚴格控制其水平偏差不大于5mm，其高程應(yīng)為設(shè)定標高加上拋高數(shù)，其數(shù)值可根據(jù)土質(zhì)情況、管徑大小、頂管掘進機的自重以及頂進坡度等因素確定，以抵消機頭到達接收坑后的“磕頭”而引起的誤差。當出現(xiàn)“磕頭”現(xiàn)象時應(yīng)迅速調(diào)整，必要時應(yīng)拉回后重新頂進，但必須抓緊時間迅速完成，以減少對正面土體的擾動。

       7、嚴格控制進水量和泥漿出水量，保持壓力平衡。

       8、頂管出洞時要防止泥漿泄露，加強補漿措施。必要時采取封門措施。 8、采取泥漿置換措施：頂管施工結(jié)束后，采用水泥漿置換頂進時注入的觸變泥漿。

       9、管內(nèi)鋼管敷設(shè)時，鋼管每道焊縫必須經(jīng)過拍片檢測，達到II級片以上才可以施工，