顶管施工方案
泥水平衡机械顶管施工方案
泥水平衡机械顶管施工工艺流程
1.1、机头选型
本工程由于本工程工期紧，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以往施工经验，决定采用扬州广鑫机械有限公司生产的NPD－B800型具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机。
其基本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的15%～20%。
刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。
另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。
一般情况下，刀盘每分钟旋转4～5转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达20～23次。由于本机有以上这些特殊的构造，因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的，破碎的最大粒径可达掘进机口径的40%～45%之间，破碎的卵石强度可达200Mpa。
本掘进机的优点是：
特点：
A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置（DESANDMAN）成套化。
B、带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎小于外径30%，一轴强度196Mpa（2000 kg/cm2）的砾石。
C、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。
D、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。
E、该机由一人在地面遥控操纵即可。
F、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有ISEKI专利的RSG双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内！
G、使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。
H、泥水分离装置DESANDMAN是一种密封性好，操作灵活的分离系统，且能节省安装空间。
此机型在现今使用较广，我们有着成功施工经验、技术成熟、可靠，对土层扰动少的特点。偏心破碎泥水平衡顶管掘进机是根据含水量较高的沙砾土而专门设计的。因此特别适应本工地基顶管的施工。
1.2、平面布置、井内布置及管内布置
1.2.1在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间、冷作间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。
1.2.2现场布置采用16t汽吊，设备进场时，采用16t汽车吊车。
1.2.3管道顶进时，起吊设备采用跨距为14m的龙门行车（起重能力为30t），行车导轨与顶管中心线应平行铺设，并与管中心左右对称。
1.2.4井内布置
工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。
1.3、出土方案
泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土。在沉井上部
砌2只沉淀池。沉淀的余土外运需按文明施工要求和渣土处理办法，运到永久堆土点，不得污染沿途道路环境。
1.4、出洞方案
为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内，在洞口内预先安装一个单法兰穿墙钢套管，用于安装橡胶止水圈及止水封板。由于顶进距离长，造成管材表面及F型钢套环、砂等对橡胶止水圈不可避免的磨损，需经常更换橡胶止水圈。因此，我们在洞口里侧增加一道橡胶止水圈，当需更换外部橡胶止水法兰时，洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。
1.5、测量以及设备安装
1.6.l、测量的方法
(1)、通视条件下的测量1.1.1使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至A点，后视B点，作BA直线的延长线，并在工作井后部定出一点C。保证C、A、B在一条轴线上，置经纬仪在C点上，后视A点，在工作井井壁上定出一点A，，置激光经纬仪基座于井下D点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于A点，后视B点，在激光经纬仪器架上定出D点，D点同A，，A，B点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中D点，后视A，点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。
（2）、不通视条件下的测量
2.1引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A，，其余步骤同通视条件下测量定位。
2.2后靠背导轨及后顶的安装
轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100~200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合，调整方法见图：
在轴线定好后既可安装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周作出4~6个临水点，保证轴线标高-临水点高程= h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。
引轴线至井底前后两侧A、B两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点C，开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点D、D，，测量AD和A D，
的距离，只需保证AD的距离约等于A D，的距离既可，误差不应大于3cm，导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向既可，最后根据实际情况填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙，后方顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平后顶后只要保证所以千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。
导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一至，此副导轨用于防止机头进洞后低头，见下图：
增高装置可根据机头重量以及增高量选择枕木，钢支架或砼垫层。 洞口止水装置的安装，应保证除止水圈外最小直径大于进洞物最大直径的8cm，防止受到进洞物的剪切而失去止水效果，位置确定后可用水泥砂浆封堵与井壁形成的间隙，防止从间隙处漏水、漏浆。
1．6、泥水系统的安装
泥浆池应尽量靠近工作井边，可采用并联法，见图：
泥浆池尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，沉石箱的配置可沉淀块状物，防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损坏。
注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配置减压系统，在泵出品处1米外以及机头注浆处各安装一只隔膜式压力表。
电路系统及后方顶液压系统安装流程（略）
1．7、顶进开始调试阶段以及土体取样：
顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。
机头下井后刀盘应离开封门1米左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不超过5mm，既可开始凿除砖封门，砖封门应尽量凿除干净，不要遗留
块状物，同时可进行土体取样工作，使用Ф100，L=500mm的两根钢管在洞口上下部各取长400mm的土样，取样工作完成后随既顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。
机头属于刀盘不可伸缩型，土压力表所显示的土压力为泥仓土压，显示的土压力与实际顶进的土压力存在一个压力差ΔP，此值一般取15-30T，由于进泥口是衡定的，TCZ机头的土压控制主要通过顶速来调节，每次初顶时先调节好送水压力，然后打开机内止水阀，转动刀盘，关闭机内旁道，待流量达到额定值的80%时既可开始顶进，送水压力可通过机内压力调节既可完成。
1.7.1、顶进过程中的方向控制
由于机头本身所具有的方向诱导装置，纠偏操作就变的简单易行了，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在二号光耙的中心既可。
测量与方向控制要点
(1)有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员→项目管理部→监理工程师，确保测量万无一失。
(2)布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。
(3)顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10’～20’不得大于0.5°。并设置偏差警戒线。
(4)初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。
(5)开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。
1.8、顶管动力、照明配套
1.8.1、顶管动力配套
(注：以上所列设备，并不都是同时启动。)
动力电线设置：管内设置—二路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采用TN—S方式，三相五线制移动电线装接。
1.9．管接口质量控制
1.9.l 本工程所用管节为“F”管，“F”管受力性能好，接头稳定性高，接口处止水密封性能好。
1.9.2 选用优良管材并处理好管子接口顶管施工是十分重要的。要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。
1.9.3 管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止“F”型管接口的套环受压变形。
1.9.4 接管前再次检查管子接头的承插口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地。确认合格后可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无侵蚀性的润滑材料以减少摩阻力。承插接管时要保证与上节管的钢套环同轴度，并且加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。顶管结束后要按设计要求在管内间隙处填充弹性密封膏，并与管口抹成—个光滑的渐变面。密封圈的胶结应在使用前两天完成并检查其牢固性。
1.9.5 管材供应
在顶进过程中，管材的供应是非常重要的，如果供应不及时造成顶进停止，后果是非常严重的，由于机头重量一般较大，长时间的滞留会造成机头沉降，使轴线发生偏差；或已顶好的管子和周围土体固结，使得摩阻力增大。因此，在开始顶进前，需指定详细周全的供应计划，现场应备有足够余量。
1.9.6、设备维修及保养
在本工程项进过程中，特别需要对掘进机进行维修和保养，使掘进机始终处于优良的使用状态，从而顺利完成本工程实施。
1.10 液压系统
当液化油出现乳化时，说明液压油己严重氧化，应予以更换，更换液压油之前须把油箱内清洗干净。加油必须用精滤车过滤后方可加入。另外，一旦发现油管老化应予以更换。
电气系统
电气系统应保持干燥，保持指示灯及各仪表正常。 1.11 纠偏系统
纠偏系统要经常检查是否漏油、油液质量、油压情况，如发现不正常情况及时更换。
1.12、注浆减磨
顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻及工具管气水压力。
工具管切土正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2，硬土层通常在20-60t/m2。大于40t/m2时表明土质较好。 F1=S1×K1
F1----顶管正阻力(t) S1----顶管正面积(m2) K1----顶管正阻力系数(t/m2) F1=S1×K1=πr2×k1
(1) 管磨擦阻力：管壁与土间磨擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料，管壁磨擦阻力一般在0.1-0.5 t/m2之间。 F2=S2×K2 其中
F2—顶管侧磨擦力(t) S2—顶管侧面积(m2) K2—顶管侧阻力系数(t/m2)
F2=S2×K2=πDL×k2
为了减小顶压进阻力，增大顶进力，并且为了防止出现塌方，顶管过程中，应采用在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆护套，减少管壁与土壁之间的摩擦力。
泥浆在输送和灌注过程中具有流动性、可泵性。 a、触变泥浆的材料
触变泥浆的主要成份是膨润土、掺入碱和水配制而成。
为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强，可掺入石灰膏。但为了施工使用时保持流动性，还必须掺入缓凝剂和塑化剂。
b、触变泥浆的拌合程序
将定量的水放入搅拌罐内，并取其中的一部分水来溶化碱； 在搅拌过程中，将定量膨润土徐徐加入搅拌灌内，搅拌均匀； 将溶化后的碱水倒入搅拌灌内，再搅拌均匀，放置12h后即可使用。 c、触变泥浆应注意的事项
注浆孔的布置宜按管道直径大小确定，一般每个断面可设置3～4个，并具备排气功能。
搅拌均匀的泥浆应放置一定时间方可灌注。
灌浆前，应通过注水检查灌浆设备，确认设备正常后方可灌注。 灌浆压力可按不0.1Mpa开始加压，在灌浆过程中再按实际情况调整。 灌浆时，按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行并应与管道和中继间的顶进同步。
灌浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进
长距离顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，我们在注浆时做到以下几点．
1.13、应急措施
1、地质发生很大的变化，突然间变硬或变软。这可以通过刀盘的转矩来判断，如果突然变硬了，则向土仓内加入水或泥浆，掘进机上设有加泥孔，其目的就是用来加泥的。如果太软，可把第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。
2、在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。操作人员必须严格遵守这样一条规定：无论何种情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实汇报情况，以便分析原因，找准对策。 1.14、注浆减磨
顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻及工具管气水压力。
工具管切土正压力与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2，硬土层通常在20-60t/m2。大于40t/m2时表明土质较好。 F1=S1×K1
F1----顶管正阻力(t) S1----顶管正面积(m2) K1----顶管正阻力系数(t/m2) F1=S1×K1=πr2×k1
(2) 管磨擦阻力：管壁与土间磨擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料，管壁磨擦阻力一般在0.1-0.5 t/m2之间。 F2=S2×K2 其中
F2—顶管侧磨擦力(t) S2—顶管侧面积(m2) K2—顶管侧阻力系数(t/m2) F2=S2×K2=πDL×k2
为了减小顶压进阻力，增大顶进力，并且为了防止出现塌方，顶管过程中，应采用在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆护套，减少管壁与土壁之间的摩擦力。
泥浆在输送和灌注过程中具有流动性、可泵性。 a、触变泥浆的材料
触变泥浆的主要成份是膨润土、掺入碱和水配制而成。
为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强，可掺入石灰膏。但为了施工使用时保持流动性，还必须掺入缓凝剂和塑化剂。
b、触变泥浆的拌合程序
将定量的水放入搅拌罐内，并取其中的一部分水来溶化碱； 1.15工作井及接受井
顶管施工的工作井、接收井均采用沉井施工。工作井沉井内壁宽度为4.0米，两边壁厚均为0.6米，整个沉井宽度B＝5.2米；沉井内壁长度为6.5米，两边壁厚均为0.6米整个沉井长度L＝7.7米。接受井沉井内壁宽度为3.0米，两边壁厚均为0.6米，整个沉井宽度B＝4.2米；沉
井内壁长度为4.3米，两边壁厚均为0.6米整个沉井长度L＝5.5米沉井。圆形接受井沉井内径为5.8米；壁厚为0.6米；整个沉井直径R=7米。深度约为6.5米。井壁开孔需在下沉封底后，顶管施工时用机械切除。
混凝土采用C25,下沉采用排水下沉，采用井点降水、混凝土封底。 一）、施工前的准备工作
（1）施工前对现场进行地质核查，如发现与详细地质报告有不符之处，需报与设计及监理工程师处理，以确定施工方案。
（2）对工作井、接收井的施工现场围蔽，围蔽周边冲击钻成孔，采用1.8m长Ф18的钢筋每隔1.5m一道打入地下作为支架，塑料波纹瓦绑扎在钢筋上作为围蔽。
（3）平整场地，接通水电。采用DN25镀锌水管接到工作井，水管埋入地下20cm；用电布置如下：设置总电箱，将建设单位提供的电源接到总电箱，由总电缆线接出各电箱到工作井位置，然后按国际《建设工程施工现场供用电安全规范》要求，对施工现场的电气设备均采用具有重复接地的专用保护零线的五线制（即供电方式采用TN－S系统），在场内分别布置动力、照明等线路。
（4）测量放样及复核
根据提供的测量基准点，按设计图纸要求进行工作井及接收井的放样工作，并放出顶管起点及终点的位置及顶进的高程，在工作井正前方墙体顶部及底部、工作井后靠背中部顶部、接收井地面用钢筋及油漆作好测量控制点的标志。测量放样需复核后方可进入下一工序的施工。
二）、工作井、接收井沉井施工
工作井、接收井采用沉井施工。先就地进行沉井制作，达到一定的强度后将沉井沉到设计标高，沉井分两节制作及两次下沉.
1、施工顺序：垫层→支模→绑扎钢筋→现浇沉井下半部→下沉→接沉井上半部→下沉到位→水下混凝土封底→浇底板→搅拌桩处理。
2、主要施工方法
1、根据现场地质，在沉井制作前，先把地表一层约1.5～2.0米的杂填土清除掉，然后换填上一层厚为0.5米，宽度为7.0米，长度为9.0米的碎石砂垫层并夯实。
碎石砂垫层分两次摊铺，每次厚度为250mm，然后人工初步平整，再采用蛙式打夯机依次夯打3～4遍，此时碎石密实度约为中密，承载力标准值约为400～700kPa之间。
碎石砂垫层下面为素填土，根据地质报告，其承载力基本值为160kPa。 2、井壁采用组合木模板，与混凝土接触面先进行刨光，与刃脚接触的空隙要塞严防止漏浆。沉井的外侧模板采用竖缝支立，立好后严格核对上下口各部分尺寸、井壁的垂直度。支撑拉杆完成后必须检查是否牢固。支第二节模板时模板与地面距离为30cm，不能直接支撑到地面，以免沉井因加重而自动下沉造成新浇筑的混凝土发生裂纹。
模板的安装顺序：刃脚斜面模板→井孔模板→绑扎钢筋→设内外模间支撑→支立外模板→设内外模间拉筋→调整各部分尺寸→全面紧固支顶、拉杆、拉箍→固定撑杆和拉缆。
内外模采用φ14mm止水螺栓对拉固定。井壁之间设置横撑和斜撑，施工
平台采用钢门式支架搭设，门式架之间采用纵横钢管连接固定。
3、钢筋绑扎在内模支立完毕，外模尚未扣合时进行。先将制好的焊有锚固钢筋的刃脚踏面摆放在碎石砂垫层的刃脚画线位置，进行焊接后再布设刃脚钢筋、内壁纵横筋、外壁纵横筋，内外侧箍筋设置保护层垫块。（钢筋布置图详见设计图纸）
4、浇筑混凝土
砼浇筑分层连续进行，每层约0.25m，上层混凝土必须在下层砼初凝前振捣，砼采用插入式振捣器振捣，振捣时注意边角、牛腿位置要充分振捣密实，振捣按从下到上、从角到中的顺序，并且严格控制振捣时间，以防过振和漏振。
沉井的第一节与第二节的接驳，按设计要求设置施工缝（详见施工缝节点详图）。施工缝的制作方法：在浇灌混凝土之后，把一长宽高分别为6米、0.1米、0.15米的方木镶嵌在混凝土表面，待混凝土凝固之后再取出方木而形成施工缝。施工缝的表面应与井壁相垂直，以防纵轴线方向产生错动的剪力。另外，制作第一节的竖筋时，每条竖筋间隔高出第一节沉井标高30cm、20cm，留与制作第二节沉井时竖筋的绑扎或焊接，以提高两节沉井的结合度。
第二节沉井浇筑前，在已硬化的接口处的混凝土表面上，清除水泥薄膜约（1mm）和松动石子以及较弱混凝土层，并加以充分湿润和冲洗干净，且不得积水；在浇筑混凝土前，先在施工缝处铺一层水泥浆或与混凝土内成分相同的厚15～25mm水泥砂浆，或先铺一层减半石子混凝土，在正式继续浇筑混凝土，并细致捣实，使新旧混凝土紧密结合。
施工缝节点详图
5、养生
浇筑后10h即可遮盖浇水养护。如果气温持续较高，终凝后即可遮盖浇水养护，防止烈日暴晒。
底节沉井混凝土养生强度必须达到设计强度的95％，第二节强度须达到75%以上后方可进行下沉施工。
6、拆模
（1）、在混凝土强度达2.5Mpa以上时，方可拆除直立的侧面模板，且应先内后外。
（2）、当混凝土强度达70％后，方可拆除刃脚斜面的支撑与模板。 （3）、拆模的顺序是：井孔模板→外侧模板→刃脚斜面的支撑及模板。
拆除刃脚下的支撑应对称依次进行。
7、沉井制造的允许偏差
三）、沉井下沉。
1、下沉方式
根据地质资料及现场实际情况，本方案采用不排水抓土下沉。 下沉时采用长臂勾机取土，抓土从中央开始向两侧进行，井底中央形成锅底后，其高度比刃脚低1～1.5m时，沉井因刃脚承载力的下降而下沉，并将刃脚下的土挤向中央锅底。继续从井孔中抓土，使沉井继续下沉。如遇到粘性土，四周的土不易向锅底坍落，采用高压射水松土。平均综合下沉速度控制在0.3～0.5m/d。
2、沉井下沉计算
1井壁与土的平均摩擦力f○由地质报告得
f0＝f1×n1+ f2×n2 +f3×n3 +f4×n4÷（n1+ n2+ n3+ n4）
＝（2.5×15+3.5×11.8+4×15+1.5×20）÷（2.5+3.5+4+1.5） ＝14.68 KN/m2 2沉井下沉系数 ○
沉井分两节进行，第一节高3.0米，第二节高3.0米，沉井宽为5.2米，
长为6.7米，壁厚为0.6米。刃脚地面宽为0.25米，其他尺寸见沉井平面图及沉井剖面图。
第一节沉井每米自重：G1＝G刃脚+ G·1 G刃脚＝0.5×0.65×1×24＝3.9 G·1＝6.15×0.5×24×1＝73.8 G1＝（3.9+73.8）×2×（5+7） ＝1864.8 （KN）
第二节沉井每米自重：G2＝G1+ G·2 G·2＝4.55×0.3×24×1＝32.4 G2＝1864.8+32.4×2×（5+7） ＝2642 （KN） 第一节沉井下沉系数： K1＝（G1－B）/（T+R）
＝1864.8÷（14.68×24×6.15） ＝0.91 ＜ 1.25 第二节沉井下沉系数： K2＝（G2－B）/（T+R）
＝2624÷（14.68×24×11.3） ＝0.67 ＜ 1.25
由计算结果可知：两节沉井下沉均有困难，施工时要注意增加外壁光滑度，并根据现场情况采取适当的助沉措施。 3沉井下沉稳定系数K○
沉井总重：G＝2642 KN
刃脚踏面支承力：R1＝0.25×24×300
＝1800 KN
沉井外壁的摩擦阻力总和 Rf＝14.68×2×（5+7）×（6.8+4.4）
＝3946.0 KN
下沉稳定系数K0＝G/（R1 +Rf）
＝2624/（1800+3946.0）
＝0.67 ＜ 1.0
由计算可知，沉井在自重下能够稳定。
3、地基原载力复核
已知原地基承载力为f=160kPa
F＝f×A＝160×7×9＝10080 KN
沉井总重：G＝2642 KN
碎石砂垫层总重：G1＝0.5×7×9×14.5＝456.75 KN
F ＞ G+ G1
由计算可知，地基原载力可满足要求。
4、下沉注意事项
1井内除土从中间开始，对称、均匀地逐步分层向刃脚推进。 ○
2在不稳定土层和砂土中下沉时，应特别注意使井内水位高于井外，防○
止翻砂。
3为防止沉井偏斜，施工中采取以下几种措施方法： ○
A．近刃脚处除清理风化岩及胶结层外，取土面不能大于刃脚。
B．周边井孔的取土底面不能低于刃脚1~2m。
4沉井下沉接近设计标高前2米时，以控制抓土的速度来控制下沉○
的速度，并注意调整沉井，避免沉井发生大量下沉或大的偏斜，造成超沉现象。
5下沉过程中经常做好井底标高、下沉量、倾斜和位移地测量工作，○
随时注意纠偏。每天派专人认真观测沉井周围地面有无坍塌和开裂情况，以便采取有效措施，确保附近设施及其他建筑物地安全。
6尽量远弃土，力求向沉井四周均匀弃土，严防堆在沉井一侧，产○
生偏压造成沉井偏斜。
7当每节沉井下沉接高时，应注意： ○
A．接高时沉井地顶面距离地面应不小于0.5m。
B．接高前应尽量纠正倾斜和正位，并使接高后各节竖向中轴线在一条直线上。
C．为保证上下节间紧密结合，除将下节混凝土顶面凿毛外，并设连接钢筋，增强其连接强度。
D．接高前不得将刃脚挖空，必要时应在刃脚下回填或支垫，以防突然下沉。
5、沉井下沉施工允许偏差
1沉井底面中心和顶面中心与其设计位置中心在平面纵横方向地偏○
差，均不得大于沉井高度的1/50，即24cm。
2沉井斜度不大于1/50，即24cm。 ○
3沉井平面扭转角偏差不得大于1o。 ○
四）、沉井基底清理及封底
1、沉井基底清理
在沉井下沉到设计标高后，应对基底按设计要求进行清理，为封底做好准备。
为形成封底锅底坑，清基时可采用射水、抓泥交替进行。当在井孔内除泥，刃脚下土层不能自行坍塌成设计要求的锅底坑时，可用高压射水将其土层冲碎，并赶向井孔中部以便清除。射水可采用水平射水嘴定点射水，水压、每点射水时间及每点转动角度视土的密实程度而定。
清底时，注意控制井底面高度，不要过分扰动刃脚下土层，以免引起翻砂。
锅底坑尺寸经检查满足要求后，坑底范围内的浮泥及松土应尽可能清除干净。封底混凝土高度内的井壁的粘泥应洗干净，以保证封底质量。
2、沉井封底
根据设计要求及现场情况，本沉井工程采用导管法水下混凝土封底。
（1）、施工程序及操作要点
1导管选择与布置 ○
在井孔中垂直放置两根内径300mm的钢制导管，每根导管通过混凝土数量大约为25m3/h，管底口距基底面200mm，导管顶部装有一个设有阀门的管节与漏斗相接。
沉井面积为：S＝6×4=24m2
混凝土扩散半径：R＝2.5m
采用两根内径D＝300mm的钢制导管进行灌注，作用面积
S1＝2×3.14×2.52＝39.25＞S
2混凝土储料仓及首批混凝土用量 ○
导管顶部装有一个设有阀门的管节与漏斗相接；漏斗上有流槽与混凝土仓储相接。混凝土储料仓安放在灌注平台上，设有开启门，用减速漏斗与漏斗连接。其容量是依据首批混凝土灌注时能把导管底口埋入混凝土堆内1.0m而定的。料仓底面有开启活门方向的斜坡，便于混凝土流淌。
首批混凝土的坍落度不能太大，以免落下的混凝土不能形成一定的坡率而埋不住导管底口。首批混凝土的需要量：
V＝1/3×π×R2×h
＝1/3×π×2.52×1.2
＝7.77 m3
h——导管底口处混凝土埋高
3储料 ○
每根导管灌注前均应在30min内储够所需的混凝土量于储仓内，同时漏斗、运输车和拌和机内也都应储满，以便开灌后能连续不断地灌注。
4进行灌注 ○
在一切准备工作就绪后，打开导管阀门（同时打开仓储的门），此时
导管内的空气和水在混凝土的重压下由导管底口排出，瞬间混凝土通过导管压向基底，在导管周围堆成一个平坦的混凝土圆锥体，将导管底口埋住使水不能从底口进入导管。继而再灌注的混凝土通过导管源源不断地灌入锥体内。随着导管地提升，混凝土在水下摊开和升高，直至设计标高。
5灌注结束 ○
当导管灌注到设计标高时，该导管的工作即告结束。此时将导管拔离混凝土面，将漏斗及导管拆除，并用净水逐节洗净，以备再用。
（2）、采用的各种经验参数
1混凝土拌和时间应较普通情况稍加延长，一般不小于1.～2min。 ○
2自拌和机出料到通过导管灌注的时间不应超过30min。 ○
3正常灌注时，拌和机上料到通过导管灌注应缩短到不超过20min。 ○
4正常灌注时，混凝土在导管内停滞的时间不超过20min。 ○
（3）、封底故障及预防措施
五、沉井纠偏方法
如在沉井过程中出现偏差，可利用偏除土纠偏法。
纠正偏斜时，可在刃脚高的一侧除土，刃脚底的一侧支垫，随着沉井的下沉，倾斜即可纠正。
纠正位移时，可先有意的偏除土使沉井向偏为方向倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至沉井底面中心与设计中心位置相重合（或接近）时再将其纠正。如位移量较大，一次完不成，可反复几次进行，使其逐渐移近中心位置，最后调整到使倾斜和位移都在允许偏差范围之内为止。
六、安全
严格执行安全生产协议书及治安，消防协议书中所规定的内容，并结合工程特点做到以下几点：
6.1 管理工作标准化
本工程以井下作业为主，工程安全管理上要求“安全第一”的指
导思想，必须贯彻在工程施工的始终，切实认真贯彻有关安全生产、文明施工的规章制度，加强对安全生产、文明施工的检查，使管理工作标
准化。
6.2 抓好安全基础工作
提高安全管理水平，以防为主是本工程安全管理的目标，使每个
施工人员树立以“预防为主”的安全生产意识，根据本工程的施工特点，认真抓好施工现场的“八大纪律”及“三大操作规程”为重点的安全基础工作。
6.3 二通、三无、五必须
(1)二通：施工现场人行路畅通，施工工地沿线单位，•公用道路
出入口畅通。
(2)三无：施工中无管线事故，施工无重大伤亡事故，•施工现场
周围道路平整无积水。
(3)五必须：施工区域必须严格分离，施工现场必须挂牌施工，•
工地现场材料必须堆放整齐，生活区必须清洁文明，工地现场必须清洁文明，加强以文明施工的思想工作。
6.4治安保卫、卫生及管内排水排风具体措施
治安保卫、卫生：严格执行招标文件中治安保卫、卫生所规
定的内容，结合本工程的实际情况加强工地的巡查，特别在夜间值班人员应经常巡查。严禁在更衣室 、民工宿舍喝酒、打牌。民工宿舍、更衣室，办公室物品安放整齐规划，建立卫生值日制度，保持室内清洁整齐。
管内排水：在管内安装一路排水管道，在工作面放一台潜水
泵及时抽掉积水。积水抽至排水管内送至工作井，由工作井内渣浆泵抽送至地面排水沟。
管内排风：在隧道内安装一路排风管路。
6.5 消防管理
(1)严格执行消防条例的有关规定和执行各级
定>>•
(2)加强现场防火力量及灭火设备，现场设兼职消防员，•落实防
火责任制。顶管管道内严禁吸烟。
(3)在施工现场仓库、木工间、机焊、配电间、•办公室等处配备
好足够的消防器材，并要加强管理和保养，以备使用。
6.6井下施工的所有移动电机具和设备，必须有严格的接地措施。
井下、管道内的照明设备必须用12V~16V安全电压。
6.7 现场宣传工作
(1)设立通讯员，并及时向分公司、•公司及外界新闻媒体报道和
宣传工作建设情况和在工程建设中的新风尚。
(2)配合公司、分公司做好形式任务宣传教育工作，•加强全员的
危机意识和责任感。
6.8 建立班组安全管理制度
建立对施工班组的安全管理制度是一项极其重要的基础工作，重
点开展以“讲评，教育、交底及检查”的安全管理制度。
6.9 重点部位安全管理措施
(1)确定安全重点部位，实行监控。
(2)成立监控小组，实行分项管理。
(3)加强施工前期管理，对设计和施工工艺实行把关，•强化安全
管理措施。
(4)进行认真的安全交底，加强部位全过程的检查、把关，•及时
地总结、反馈，修订措施。
七、质量控制
（一）形成一个有效的保证体系
我公司已通过了ISO9002国际质量体系的认证，在本工程中要
认真贯彻GB/T9002-ISO9002系列标准，根据《质量保证手册》和《质量体系程序》文件，形成从质量策划，合同评审，供应商的评审，采购验证，施工过程控制，检验，测量和试验设备的控制，不合格品的控制，文件和资料控制，质量记录的控制到培训、服务等，形成一个符合国际ISO9002系列标准质量保证体系。
（二）建立健全质量管理网络
为保证施工质量，在施工现场实行以总工程师为核心的质量管理
网络。以确保整体工程达到优良级，实行工程质量目标管理，明确各部门的工作岗位职责，落实质量责任制，形成一个有效的质量保证体系。由检验部门具体负责，各项目组配备专职质量员，强化质量监控和检测手段。
（三）工程的质量标准以标书要求及标书中参用的质量标准为准。
工程开工前组织全体施工人员认真学习并做好技术交底工作。建立技术交底卡，严格按操作规程组织施工。
（四）加强自检，互检制度，实行三级（班组，项目部，质检科）
检验制度，做好隐蔽工程验收，由班组填自检单，然后项目部验检，质检科抽检，监理验证签字。做好上下通工序验收，只有上道工序通过验收后方可进行下道工序施工。
（五）把好原材料、成品的质量关
凡使用在本工程中原材料、砼管材、商品砼等都必须经过ISO9002
系列认证产品或推荐使用的合格产品，到施工现场进行严格检验，并具备质保单位和试验技术资料等。做好各种材料的质量记录和资料的整理和保存工作，使各种证明、合格证（单位）、验收、试验单据等齐全，确保其可追溯的完整性。
（六）确保各种试验的时效性和准确性，现场成立实验室，并严
格按照“试验室规程”开展现场各种试验工作，保证按照规范要求做好各类原材料、成品砼管材、商品砼、砂浆、焊接件等的抽检和复检工作，切实起到把好质量关，用数据和分析图表配合和指导现场施工质量。
（七）对施工中各类测量仪器，如经纬仪、水准仪、测距仪等，
以及试验设备，须按规定做好计量检定工作，并在使用的过程中，随时发现掌握可能出现的偏差，以保证计量设备的准确。
（八）开展各项质量活动定期开展质量活动，活动形式可多样化。
顶管施工方案
泥水平衡机械顶管施工方案
泥水平衡机械顶管施工工艺流程
1.1、机头选型
本工程由于本工程工期紧，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以往施工经验，决定采用扬州广鑫机械有限公司生产的NPD－B800型具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机。
其基本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的15%～20%。
刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。
另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。
一般情况下，刀盘每分钟旋转4～5转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达20～23次。由于本机有以上这些特殊的构造，因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的，破碎的最大粒径可达掘进机口径的40%～45%之间，破碎的卵石强度可达200Mpa。
本掘进机的优点是：
特点：
A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置（DESANDMAN）成套化。
B、带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎小于外径30%，一轴强度196Mpa（2000 kg/cm2）的砾石。
C、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。
D、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。
E、该机由一人在地面遥控操纵即可。
F、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有ISEKI专利的RSG双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内！
G、使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。
H、泥水分离装置DESANDMAN是一种密封性好，操作灵活的分离系统，且能节省安装空间。
此机型在现今使用较广，我们有着成功施工经验、技术成熟、可靠，对土层扰动少的特点。偏心破碎泥水平衡顶管掘进机是根据含水量较高的沙砾土而专门设计的。因此特别适应本工地基顶管的施工。
1.2、平面布置、井内布置及管内布置
1.2.1在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间、冷作间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。
1.2.2现场布置采用16t汽吊，设备进场时，采用16t汽车吊车。
1.2.3管道顶进时，起吊设备采用跨距为14m的龙门行车（起重能力为30t），行车导轨与顶管中心线应平行铺设，并与管中心左右对称。
1.2.4井内布置
工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。
1.3、出土方案
泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土。在沉井上部
砌2只沉淀池。沉淀的余土外运需按文明施工要求和渣土处理办法，运到永久堆土点，不得污染沿途道路环境。
1.4、出洞方案
为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内，在洞口内预先安装一个单法兰穿墙钢套管，用于安装橡胶止水圈及止水封板。由于顶进距离长，造成管材表面及F型钢套环、砂等对橡胶止水圈不可避免的磨损，需经常更换橡胶止水圈。因此，我们在洞口里侧增加一道橡胶止水圈，当需更换外部橡胶止水法兰时，洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。
1.5、测量以及设备安装
1.6.l、测量的方法
(1)、通视条件下的测量1.1.1使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至A点，后视B点，作BA直线的延长线，并在工作井后部定出一点C。保证C、A、B在一条轴线上，置经纬仪在C点上，后视A点，在工作井井壁上定出一点A，，置激光经纬仪基座于井下D点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于A点，后视B点，在激光经纬仪器架上定出D点，D点同A，，A，B点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中D点，后视A，点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。
（2）、不通视条件下的测量
2.1引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A，，其余步骤同通视条件下测量定位。
2.2后靠背导轨及后顶的安装
轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100~200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合，调整方法见图：
在轴线定好后既可安装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周作出4~6个临水点，保证轴线标高-临水点高程= h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。
引轴线至井底前后两侧A、B两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点C，开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点D、D，，测量AD和A D，
的距离，只需保证AD的距离约等于A D，的距离既可，误差不应大于3cm，导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向既可，最后根据实际情况填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙，后方顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平后顶后只要保证所以千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。
导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一至，此副导轨用于防止机头进洞后低头，见下图：
增高装置可根据机头重量以及增高量选择枕木，钢支架或砼垫层。 洞口止水装置的安装，应保证除止水圈外最小直径大于进洞物最大直径的8cm，防止受到进洞物的剪切而失去止水效果，位置确定后可用水泥砂浆封堵与井壁形成的间隙，防止从间隙处漏水、漏浆。
1．6、泥水系统的安装
泥浆池应尽量靠近工作井边，可采用并联法，见图：
泥浆池尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，沉石箱的配置可沉淀块状物，防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损坏。
注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配置减压系统，在泵出品处1米外以及机头注浆处各安装一只隔膜式压力表。
电路系统及后方顶液压系统安装流程（略）
1．7、顶进开始调试阶段以及土体取样：
顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。
机头下井后刀盘应离开封门1米左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不超过5mm，既可开始凿除砖封门，砖封门应尽量凿除干净，不要遗留
块状物，同时可进行土体取样工作，使用Ф100，L=500mm的两根钢管在洞口上下部各取长400mm的土样，取样工作完成后随既顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。
机头属于刀盘不可伸缩型，土压力表所显示的土压力为泥仓土压，显示的土压力与实际顶进的土压力存在一个压力差ΔP，此值一般取15-30T，由于进泥口是衡定的，TCZ机头的土压控制主要通过顶速来调节，每次初顶时先调节好送水压力，然后打开机内止水阀，转动刀盘，关闭机内旁道，待流量达到额定值的80%时既可开始顶进，送水压力可通过机内压力调节既可完成。
1.7.1、顶进过程中的方向控制
由于机头本身所具有的方向诱导装置，纠偏操作就变的简单易行了，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在二号光耙的中心既可。
测量与方向控制要点
(1)有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员→项目管理部→监理工程师，确保测量万无一失。
(2)布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。
(3)顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10’～20’不得大于0.5°。并设置偏差警戒线。
(4)初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。
(5)开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。
1.8、顶管动力、照明配套
1.8.1、顶管动力配套
(注：以上所列设备，并不都是同时启动。)
动力电线设置：管内设置—二路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采用TN—S方式，三相五线制移动电线装接。
1.9．管接口质量控制
1.9.l 本工程所用管节为“F”管，“F”管受力性能好，接头稳定性高，接口处止水密封性能好。
1.9.2 选用优良管材并处理好管子接口顶管施工是十分重要的。要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。
1.9.3 管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止“F”型管接口的套环受压变形。
1.9.4 接管前再次检查管子接头的承插口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地。确认合格后可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无侵蚀性的润滑材料以减少摩阻力。承插接管时要保证与上节管的钢套环同轴度，并且加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。顶管结束后要按设计要求在管内间隙处填充弹性密封膏，并与管口抹成—个光滑的渐变面。密封圈的胶结应在使用前两天完成并检查其牢固性。
1.9.5 管材供应
在顶进过程中，管材的供应是非常重要的，如果供应不及时造成顶进停止，后果是非常严重的，由于机头重量一般较大，长时间的滞留会造成机头沉降，使轴线发生偏差；或已顶好的管子和周围土体固结，使得摩阻力增大。因此，在开始顶进前，需指定详细周全的供应计划，现场应备有足够余量。
1.9.6、设备维修及保养
在本工程项进过程中，特别需要对掘进机进行维修和保养，使掘进机始终处于优良的使用状态，从而顺利完成本工程实施。
1.10 液压系统
当液化油出现乳化时，说明液压油己严重氧化，应予以更换，更换液压油之前须把油箱内清洗干净。加油必须用精滤车过滤后方可加入。另外，一旦发现油管老化应予以更换。
电气系统
电气系统应保持干燥，保持指示灯及各仪表正常。 1.11 纠偏系统
纠偏系统要经常检查是否漏油、油液质量、油压情况，如发现不正常情况及时更换。
1.12、注浆减磨
顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻及工具管气水压力。
工具管切土正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2，硬土层通常在20-60t/m2。大于40t/m2时表明土质较好。 F1=S1×K1
F1----顶管正阻力(t) S1----顶管正面积(m2) K1----顶管正阻力系数(t/m2) F1=S1×K1=πr2×k1
(1) 管磨擦阻力：管壁与土间磨擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料，管壁磨擦阻力一般在0.1-0.5 t/m2之间。 F2=S2×K2 其中
F2—顶管侧磨擦力(t) S2—顶管侧面积(m2) K2—顶管侧阻力系数(t/m2)
F2=S2×K2=πDL×k2
为了减小顶压进阻力，增大顶进力，并且为了防止出现塌方，顶管过程中，应采用在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆护套，减少管壁与土壁之间的摩擦力。
泥浆在输送和灌注过程中具有流动性、可泵性。 a、触变泥浆的材料
触变泥浆的主要成份是膨润土、掺入碱和水配制而成。
为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强，可掺入石灰膏。但为了施工使用时保持流动性，还必须掺入缓凝剂和塑化剂。
b、触变泥浆的拌合程序
将定量的水放入搅拌罐内，并取其中的一部分水来溶化碱； 在搅拌过程中，将定量膨润土徐徐加入搅拌灌内，搅拌均匀； 将溶化后的碱水倒入搅拌灌内，再搅拌均匀，放置12h后即可使用。 c、触变泥浆应注意的事项
注浆孔的布置宜按管道直径大小确定，一般每个断面可设置3～4个，并具备排气功能。
搅拌均匀的泥浆应放置一定时间方可灌注。
灌浆前，应通过注水检查灌浆设备，确认设备正常后方可灌注。 灌浆压力可按不0.1Mpa开始加压，在灌浆过程中再按实际情况调整。 灌浆时，按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行并应与管道和中继间的顶进同步。
灌浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进
长距离顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，我们在注浆时做到以下几点．
1.13、应急措施
1、地质发生很大的变化，突然间变硬或变软。这可以通过刀盘的转矩来判断，如果突然变硬了，则向土仓内加入水或泥浆，掘进机上设有加泥孔，其目的就是用来加泥的。如果太软，可把第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。
2、在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。操作人员必须严格遵守这样一条规定：无论何种情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实汇报情况，以便分析原因，找准对策。 1.14、注浆减磨
顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻及工具管气水压力。
工具管切土正压力与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2，硬土层通常在20-60t/m2。大于40t/m2时表明土质较好。 F1=S1×K1
F1----顶管正阻力(t) S1----顶管正面积(m2) K1----顶管正阻力系数(t/m2) F1=S1×K1=πr2×k1
(2) 管磨擦阻力：管壁与土间磨擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料，管壁磨擦阻力一般在0.1-0.5 t/m2之间。 F2=S2×K2 其中
F2—顶管侧磨擦力(t) S2—顶管侧面积(m2) K2—顶管侧阻力系数(t/m2) F2=S2×K2=πDL×k2
为了减小顶压进阻力，增大顶进力，并且为了防止出现塌方，顶管过程中，应采用在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆护套，减少管壁与土壁之间的摩擦力。
泥浆在输送和灌注过程中具有流动性、可泵性。 a、触变泥浆的材料
触变泥浆的主要成份是膨润土、掺入碱和水配制而成。
为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强，可掺入石灰膏。但为了施工使用时保持流动性，还必须掺入缓凝剂和塑化剂。
b、触变泥浆的拌合程序
将定量的水放入搅拌罐内，并取其中的一部分水来溶化碱； 1.15工作井及接受井
顶管施工的工作井、接收井均采用沉井施工。工作井沉井内壁宽度为4.0米，两边壁厚均为0.6米，整个沉井宽度B＝5.2米；沉井内壁长度为6.5米，两边壁厚均为0.6米整个沉井长度L＝7.7米。接受井沉井内壁宽度为3.0米，两边壁厚均为0.6米，整个沉井宽度B＝4.2米；沉
井内壁长度为4.3米，两边壁厚均为0.6米整个沉井长度L＝5.5米沉井。圆形接受井沉井内径为5.8米；壁厚为0.6米；整个沉井直径R=7米。深度约为6.5米。井壁开孔需在下沉封底后，顶管施工时用机械切除。
混凝土采用C25,下沉采用排水下沉，采用井点降水、混凝土封底。 一）、施工前的准备工作
（1）施工前对现场进行地质核查，如发现与详细地质报告有不符之处，需报与设计及监理工程师处理，以确定施工方案。
（2）对工作井、接收井的施工现场围蔽，围蔽周边冲击钻成孔，采用1.8m长Ф18的钢筋每隔1.5m一道打入地下作为支架，塑料波纹瓦绑扎在钢筋上作为围蔽。
（3）平整场地，接通水电。采用DN25镀锌水管接到工作井，水管埋入地下20cm；用电布置如下：设置总电箱，将建设单位提供的电源接到总电箱，由总电缆线接出各电箱到工作井位置，然后按国际《建设工程施工现场供用电安全规范》要求，对施工现场的电气设备均采用具有重复接地的专用保护零线的五线制（即供电方式采用TN－S系统），在场内分别布置动力、照明等线路。
（4）测量放样及复核
根据提供的测量基准点，按设计图纸要求进行工作井及接收井的放样工作，并放出顶管起点及终点的位置及顶进的高程，在工作井正前方墙体顶部及底部、工作井后靠背中部顶部、接收井地面用钢筋及油漆作好测量控制点的标志。测量放样需复核后方可进入下一工序的施工。
二）、工作井、接收井沉井施工
工作井、接收井采用沉井施工。先就地进行沉井制作，达到一定的强度后将沉井沉到设计标高，沉井分两节制作及两次下沉.
1、施工顺序：垫层→支模→绑扎钢筋→现浇沉井下半部→下沉→接沉井上半部→下沉到位→水下混凝土封底→浇底板→搅拌桩处理。
2、主要施工方法
1、根据现场地质，在沉井制作前，先把地表一层约1.5～2.0米的杂填土清除掉，然后换填上一层厚为0.5米，宽度为7.0米，长度为9.0米的碎石砂垫层并夯实。
碎石砂垫层分两次摊铺，每次厚度为250mm，然后人工初步平整，再采用蛙式打夯机依次夯打3～4遍，此时碎石密实度约为中密，承载力标准值约为400～700kPa之间。
碎石砂垫层下面为素填土，根据地质报告，其承载力基本值为160kPa。 2、井壁采用组合木模板，与混凝土接触面先进行刨光，与刃脚接触的空隙要塞严防止漏浆。沉井的外侧模板采用竖缝支立，立好后严格核对上下口各部分尺寸、井壁的垂直度。支撑拉杆完成后必须检查是否牢固。支第二节模板时模板与地面距离为30cm，不能直接支撑到地面，以免沉井因加重而自动下沉造成新浇筑的混凝土发生裂纹。
模板的安装顺序：刃脚斜面模板→井孔模板→绑扎钢筋→设内外模间支撑→支立外模板→设内外模间拉筋→调整各部分尺寸→全面紧固支顶、拉杆、拉箍→固定撑杆和拉缆。
内外模采用φ14mm止水螺栓对拉固定。井壁之间设置横撑和斜撑，施工
平台采用钢门式支架搭设，门式架之间采用纵横钢管连接固定。
3、钢筋绑扎在内模支立完毕，外模尚未扣合时进行。先将制好的焊有锚固钢筋的刃脚踏面摆放在碎石砂垫层的刃脚画线位置，进行焊接后再布设刃脚钢筋、内壁纵横筋、外壁纵横筋，内外侧箍筋设置保护层垫块。（钢筋布置图详见设计图纸）
4、浇筑混凝土
砼浇筑分层连续进行，每层约0.25m，上层混凝土必须在下层砼初凝前振捣，砼采用插入式振捣器振捣，振捣时注意边角、牛腿位置要充分振捣密实，振捣按从下到上、从角到中的顺序，并且严格控制振捣时间，以防过振和漏振。
沉井的第一节与第二节的接驳，按设计要求设置施工缝（详见施工缝节点详图）。施工缝的制作方法：在浇灌混凝土之后，把一长宽高分别为6米、0.1米、0.15米的方木镶嵌在混凝土表面，待混凝土凝固之后再取出方木而形成施工缝。施工缝的表面应与井壁相垂直，以防纵轴线方向产生错动的剪力。另外，制作第一节的竖筋时，每条竖筋间隔高出第一节沉井标高30cm、20cm，留与制作第二节沉井时竖筋的绑扎或焊接，以提高两节沉井的结合度。
第二节沉井浇筑前，在已硬化的接口处的混凝土表面上，清除水泥薄膜约（1mm）和松动石子以及较弱混凝土层，并加以充分湿润和冲洗干净，且不得积水；在浇筑混凝土前，先在施工缝处铺一层水泥浆或与混凝土内成分相同的厚15～25mm水泥砂浆，或先铺一层减半石子混凝土，在正式继续浇筑混凝土，并细致捣实，使新旧混凝土紧密结合。
施工缝节点详图
5、养生
浇筑后10h即可遮盖浇水养护。如果气温持续较高，终凝后即可遮盖浇水养护，防止烈日暴晒。
底节沉井混凝土养生强度必须达到设计强度的95％，第二节强度须达到75%以上后方可进行下沉施工。
6、拆模
（1）、在混凝土强度达2.5Mpa以上时，方可拆除直立的侧面模板，且应先内后外。
（2）、当混凝土强度达70％后，方可拆除刃脚斜面的支撑与模板。 （3）、拆模的顺序是：井孔模板→外侧模板→刃脚斜面的支撑及模板。
拆除刃脚下的支撑应对称依次进行。
7、沉井制造的允许偏差
三）、沉井下沉。
1、下沉方式
根据地质资料及现场实际情况，本方案采用不排水抓土下沉。 下沉时采用长臂勾机取土，抓土从中央开始向两侧进行，井底中央形成锅底后，其高度比刃脚低1～1.5m时，沉井因刃脚承载力的下降而下沉，并将刃脚下的土挤向中央锅底。继续从井孔中抓土，使沉井继续下沉。如遇到粘性土，四周的土不易向锅底坍落，采用高压射水松土。平均综合下沉速度控制在0.3～0.5m/d。
2、沉井下沉计算
1井壁与土的平均摩擦力f○由地质报告得
f0＝f1×n1+ f2×n2 +f3×n3 +f4×n4÷（n1+ n2+ n3+ n4）
＝（2.5×15+3.5×11.8+4×15+1.5×20）÷（2.5+3.5+4+1.5） ＝14.68 KN/m2 2沉井下沉系数 ○
沉井分两节进行，第一节高3.0米，第二节高3.0米，沉井宽为5.2米，
长为6.7米，壁厚为0.6米。刃脚地面宽为0.25米，其他尺寸见沉井平面图及沉井剖面图。
第一节沉井每米自重：G1＝G刃脚+ G·1 G刃脚＝0.5×0.65×1×24＝3.9 G·1＝6.15×0.5×24×1＝73.8 G1＝（3.9+73.8）×2×（5+7） ＝1864.8 （KN）
第二节沉井每米自重：G2＝G1+ G·2 G·2＝4.55×0.3×24×1＝32.4 G2＝1864.8+32.4×2×（5+7） ＝2642 （KN） 第一节沉井下沉系数： K1＝（G1－B）/（T+R）
＝1864.8÷（14.68×24×6.15） ＝0.91 ＜ 1.25 第二节沉井下沉系数： K2＝（G2－B）/（T+R）
＝2624÷（14.68×24×11.3） ＝0.67 ＜ 1.25
由计算结果可知：两节沉井下沉均有困难，施工时要注意增加外壁光滑度，并根据现场情况采取适当的助沉措施。 3沉井下沉稳定系数K○
沉井总重：G＝2642 KN
刃脚踏面支承力：R1＝0.25×24×300
＝1800 KN
沉井外壁的摩擦阻力总和 Rf＝14.68×2×（5+7）×（6.8+4.4）
＝3946.0 KN
下沉稳定系数K0＝G/（R1 +Rf）
＝2624/（1800+3946.0）
＝0.67 ＜ 1.0
由计算可知，沉井在自重下能够稳定。
3、地基原载力复核
已知原地基承载力为f=160kPa
F＝f×A＝160×7×9＝10080 KN
沉井总重：G＝2642 KN
碎石砂垫层总重：G1＝0.5×7×9×14.5＝456.75 KN
F ＞ G+ G1
由计算可知，地基原载力可满足要求。
4、下沉注意事项
1井内除土从中间开始，对称、均匀地逐步分层向刃脚推进。 ○
2在不稳定土层和砂土中下沉时，应特别注意使井内水位高于井外，防○
止翻砂。
3为防止沉井偏斜，施工中采取以下几种措施方法： ○
A．近刃脚处除清理风化岩及胶结层外，取土面不能大于刃脚。
B．周边井孔的取土底面不能低于刃脚1~2m。
4沉井下沉接近设计标高前2米时，以控制抓土的速度来控制下沉○
的速度，并注意调整沉井，避免沉井发生大量下沉或大的偏斜，造成超沉现象。
5下沉过程中经常做好井底标高、下沉量、倾斜和位移地测量工作，○
随时注意纠偏。每天派专人认真观测沉井周围地面有无坍塌和开裂情况，以便采取有效措施，确保附近设施及其他建筑物地安全。
6尽量远弃土，力求向沉井四周均匀弃土，严防堆在沉井一侧，产○
生偏压造成沉井偏斜。
7当每节沉井下沉接高时，应注意： ○
A．接高时沉井地顶面距离地面应不小于0.5m。
B．接高前应尽量纠正倾斜和正位，并使接高后各节竖向中轴线在一条直线上。
C．为保证上下节间紧密结合，除将下节混凝土顶面凿毛外，并设连接钢筋，增强其连接强度。
D．接高前不得将刃脚挖空，必要时应在刃脚下回填或支垫，以防突然下沉。
5、沉井下沉施工允许偏差
1沉井底面中心和顶面中心与其设计位置中心在平面纵横方向地偏○
差，均不得大于沉井高度的1/50，即24cm。
2沉井斜度不大于1/50，即24cm。 ○
3沉井平面扭转角偏差不得大于1o。 ○
四）、沉井基底清理及封底
1、沉井基底清理
在沉井下沉到设计标高后，应对基底按设计要求进行清理，为封底做好准备。
为形成封底锅底坑，清基时可采用射水、抓泥交替进行。当在井孔内除泥，刃脚下土层不能自行坍塌成设计要求的锅底坑时，可用高压射水将其土层冲碎，并赶向井孔中部以便清除。射水可采用水平射水嘴定点射水，水压、每点射水时间及每点转动角度视土的密实程度而定。
清底时，注意控制井底面高度，不要过分扰动刃脚下土层，以免引起翻砂。
锅底坑尺寸经检查满足要求后，坑底范围内的浮泥及松土应尽可能清除干净。封底混凝土高度内的井壁的粘泥应洗干净，以保证封底质量。
2、沉井封底
根据设计要求及现场情况，本沉井工程采用导管法水下混凝土封底。
（1）、施工程序及操作要点
1导管选择与布置 ○
在井孔中垂直放置两根内径300mm的钢制导管，每根导管通过混凝土数量大约为25m3/h，管底口距基底面200mm，导管顶部装有一个设有阀门的管节与漏斗相接。
沉井面积为：S＝6×4=24m2
混凝土扩散半径：R＝2.5m
采用两根内径D＝300mm的钢制导管进行灌注，作用面积
S1＝2×3.14×2.52＝39.25＞S
2混凝土储料仓及首批混凝土用量 ○
导管顶部装有一个设有阀门的管节与漏斗相接；漏斗上有流槽与混凝土仓储相接。混凝土储料仓安放在灌注平台上，设有开启门，用减速漏斗与漏斗连接。其容量是依据首批混凝土灌注时能把导管底口埋入混凝土堆内1.0m而定的。料仓底面有开启活门方向的斜坡，便于混凝土流淌。
首批混凝土的坍落度不能太大，以免落下的混凝土不能形成一定的坡率而埋不住导管底口。首批混凝土的需要量：
V＝1/3×π×R2×h
＝1/3×π×2.52×1.2
＝7.77 m3
h——导管底口处混凝土埋高
3储料 ○
每根导管灌注前均应在30min内储够所需的混凝土量于储仓内，同时漏斗、运输车和拌和机内也都应储满，以便开灌后能连续不断地灌注。
4进行灌注 ○
在一切准备工作就绪后，打开导管阀门（同时打开仓储的门），此时
导管内的空气和水在混凝土的重压下由导管底口排出，瞬间混凝土通过导管压向基底，在导管周围堆成一个平坦的混凝土圆锥体，将导管底口埋住使水不能从底口进入导管。继而再灌注的混凝土通过导管源源不断地灌入锥体内。随着导管地提升，混凝土在水下摊开和升高，直至设计标高。
5灌注结束 ○
当导管灌注到设计标高时，该导管的工作即告结束。此时将导管拔离混凝土面，将漏斗及导管拆除，并用净水逐节洗净，以备再用。
（2）、采用的各种经验参数
1混凝土拌和时间应较普通情况稍加延长，一般不小于1.～2min。 ○
2自拌和机出料到通过导管灌注的时间不应超过30min。 ○
3正常灌注时，拌和机上料到通过导管灌注应缩短到不超过20min。 ○
4正常灌注时，混凝土在导管内停滞的时间不超过20min。 ○
（3）、封底故障及预防措施
五、沉井纠偏方法
如在沉井过程中出现偏差，可利用偏除土纠偏法。
纠正偏斜时，可在刃脚高的一侧除土，刃脚底的一侧支垫，随着沉井的下沉，倾斜即可纠正。
纠正位移时，可先有意的偏除土使沉井向偏为方向倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至沉井底面中心与设计中心位置相重合（或接近）时再将其纠正。如位移量较大，一次完不成，可反复几次进行，使其逐渐移近中心位置，最后调整到使倾斜和位移都在允许偏差范围之内为止。
六、安全
严格执行安全生产协议书及治安，消防协议书中所规定的内容，并结合工程特点做到以下几点：
6.1 管理工作标准化
本工程以井下作业为主，工程安全管理上要求“安全第一”的指
导思想，必须贯彻在工程施工的始终，切实认真贯彻有关安全生产、文明施工的规章制度，加强对安全生产、文明施工的检查，使管理工作标
准化。
6.2 抓好安全基础工作
提高安全管理水平，以防为主是本工程安全管理的目标，使每个
施工人员树立以“预防为主”的安全生产意识，根据本工程的施工特点，认真抓好施工现场的“八大纪律”及“三大操作规程”为重点的安全基础工作。
6.3 二通、三无、五必须
(1)二通：施工现场人行路畅通，施工工地沿线单位，•公用道路
出入口畅通。
(2)三无：施工中无管线事故，施工无重大伤亡事故，•施工现场
周围道路平整无积水。
(3)五必须：施工区域必须严格分离，施工现场必须挂牌施工，•
工地现场材料必须堆放整齐，生活区必须清洁文明，工地现场必须清洁文明，加强以文明施工的思想工作。
6.4治安保卫、卫生及管内排水排风具体措施
治安保卫、卫生：严格执行招标文件中治安保卫、卫生所规
定的内容，结合本工程的实际情况加强工地的巡查，特别在夜间值班人员应经常巡查。严禁在更衣室 、民工宿舍喝酒、打牌。民工宿舍、更衣室，办公室物品安放整齐规划，建立卫生值日制度，保持室内清洁整齐。
管内排水：在管内安装一路排水管道，在工作面放一台潜水
泵及时抽掉积水。积水抽至排水管内送至工作井，由工作井内渣浆泵抽送至地面排水沟。
管内排风：在隧道内安装一路排风管路。
6.5 消防管理
(1)严格执行消防条例的有关规定和执行各级
定>>•
(2)加强现场防火力量及灭火设备，现场设兼职消防员，•落实防
火责任制。顶管管道内严禁吸烟。
(3)在施工现场仓库、木工间、机焊、配电间、•办公室等处配备
好足够的消防器材，并要加强管理和保养，以备使用。
6.6井下施工的所有移动电机具和设备，必须有严格的接地措施。
井下、管道内的照明设备必须用12V~16V安全电压。
6.7 现场宣传工作
(1)设立通讯员，并及时向分公司、•公司及外界新闻媒体报道和
宣传工作建设情况和在工程建设中的新风尚。
(2)配合公司、分公司做好形式任务宣传教育工作，•加强全员的
危机意识和责任感。
6.8 建立班组安全管理制度
建立对施工班组的安全管理制度是一项极其重要的基础工作，重
点开展以“讲评，教育、交底及检查”的安全管理制度。
6.9 重点部位安全管理措施
(1)确定安全重点部位，实行监控。
(2)成立监控小组，实行分项管理。
(3)加强施工前期管理，对设计和施工工艺实行把关，•强化安全
管理措施。
(4)进行认真的安全交底，加强部位全过程的检查、把关，•及时
地总结、反馈，修订措施。
七、质量控制
（一）形成一个有效的保证体系
我公司已通过了ISO9002国际质量体系的认证，在本工程中要
认真贯彻GB/T9002-ISO9002系列标准，根据《质量保证手册》和《质量体系程序》文件，形成从质量策划，合同评审，供应商的评审，采购验证，施工过程控制，检验，测量和试验设备的控制，不合格品的控制，文件和资料控制，质量记录的控制到培训、服务等，形成一个符合国际ISO9002系列标准质量保证体系。
（二）建立健全质量管理网络
为保证施工质量，在施工现场实行以总工程师为核心的质量管理
网络。以确保整体工程达到优良级，实行工程质量目标管理，明确各部门的工作岗位职责，落实质量责任制，形成一个有效的质量保证体系。由检验部门具体负责，各项目组配备专职质量员，强化质量监控和检测手段。
（三）工程的质量标准以标书要求及标书中参用的质量标准为准。
工程开工前组织全体施工人员认真学习并做好技术交底工作。建立技术交底卡，严格按操作规程组织施工。
（四）加强自检，互检制度，实行三级（班组，项目部，质检科）
检验制度，做好隐蔽工程验收，由班组填自检单，然后项目部验检，质检科抽检，监理验证签字。做好上下通工序验收，只有上道工序通过验收后方可进行下道工序施工。
（五）把好原材料、成品的质量关
凡使用在本工程中原材料、砼管材、商品砼等都必须经过ISO9002
系列认证产品或推荐使用的合格产品，到施工现场进行严格检验，并具备质保单位和试验技术资料等。做好各种材料的质量记录和资料的整理和保存工作，使各种证明、合格证（单位）、验收、试验单据等齐全，确保其可追溯的完整性。
（六）确保各种试验的时效性和准确性，现场成立实验室，并严
格按照“试验室规程”开展现场各种试验工作，保证按照规范要求做好各类原材料、成品砼管材、商品砼、砂浆、焊接件等的抽检和复检工作，切实起到把好质量关，用数据和分析图表配合和指导现场施工质量。
（七）对施工中各类测量仪器，如经纬仪、水准仪、测距仪等，
以及试验设备，须按规定做好计量检定工作，并在使用的过程中，随时发现掌握可能出现的偏差，以保证计量设备的准确。
（八）开展各项质量活动定期开展质量活动，活动形式可多样化。