过河顶管方案(终)
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盐城经济技术开发区福汇纺织新建污水管道工程
穿越通榆河道顶管工程
施
工
方
案
江苏新景源建设集团有限责任公司
福汇纺织新建污水管道工程项目部
目录
一、工程概况
二、顶管施工
（一）顶进施工工艺流程
（二）顶管机选型
（三）
泥水处理
（四）泥水输送
（五）顶进管理系统
（六）泥水平衡顶管主要施工参数的设定与调整
（七）泥水平衡顶管施工引起的地面沉降
（八）
泥水平衡顶管特殊施工技术
（九）顶进设备安装
(
十
)
管节接口处理措施
<
/p>
(
十一
)
供电及
照明
(
十二
)
通讯、监控
(
十三
)
顶管进洞技术措施
(
十四
)
沉降观测点
的布置和观测
(
十五
)
顶管纠编
(
十六
)
顶进测量及控制
顶管施工方案
一、工程概况
福汇纺织新建污水管道
工程，
0+050~0+318
段为
d
1200
钢筋混凝
土管顶管过通榆河，顶管长为
268m
，设计管中心标高为
-9.5~-9.70<
/p>
。
通榆河常水位标高为
:-0.8~0.
9
，洪水位标高为
:2.99
，河底标
高为
-4.92
。
二、顶管施工
（一）顶进施工工艺流程：
测量确定
轴线、
标高安装垂吊设备安装后靠背安装液压千斤顶轨
道安装液
压泵站、
水泵、
泥浆泵选择并围护好泥浆沉淀池安装掘进机
头调试电器线路调试液压系统安装第一节钢筋混凝土管掘进机头穿
墙
井洞启清清水泵、
冲释土体启动泥浆泵泵送泥浆至沉淀池通过电脑
显示屏观察机头的具体位置，随时控制机头走向。
控制管道
走向，
确保管道正常顶进符合设计要求。
当管道顶进时，
顶力如增大较快，
应用预先调试好的注浆系统，
及时注触变泥浆进行
减阻。
（二）顶管机选型
选用泥水平衡顶管设备。
泥水加压平衡顶管设备的特征是在机械
掘削式顶管前部的刀盘附近安装隔板，
形成泥水压力仓，
将加压的泥
水送入泥水压力仓，
使开挖面稳定，
刀盘切削下来的土砂以泥水形式
被输送到地面。
泥水平衡顶管系统主要由顶管机、
泥水输送、
泥水处理及顶进管
理四个系统组成。
(1)
泥水平衡顶管机
①
泥水加压平衡顶管机主机
工作原理：工具管在正常作业前，刀盘与壳体外圈接触，刀排与
刀盘盘体接触，泥水仓处于密闭状态，以延缓泥水压力泄漏。
同时在
泥水旁路切换大循环时，使泥水压力的波动对开挖面的扰动降到最
小，
待泥水仓中压力稳定后，
启动中心轴动力泵站带动
中心轴及刀架
向前运动，使刀架与刀盘分离，在两者之间形成四条
70mm
的进土间
隙，
并由中心轴及
刀架的继续伸出带动刀盘盘体的运动，
使之与壳体
保持一定距离
，此时机头即处于待工作状态，启动刀盘驱动电机，通
过第一级减速
(105k
行星齿轮减速机
)
，其
输出轴上的小齿轮带动中
心轴上的大齿轮
(
即第二级减速
i=131/17)
最终带动刀盘及刀架，以
1.5rpm
转动
(
< br>可正反转
)
切削土体。
②顶力计算
F=
Fl+ F2
其中
F
—总顶力
Fl
一迎面阻力
F2
—顶进阻力
F1
＝
π
/4
×
D
2
×
P
(D
—顶管机外径
1480mm
，
P
—控制土压力
)
< br>P
＝
K
0
×
γ
×
H
0
式中
K<
/p>
0
——静止土压力系数，一般取
0.55
H
0
——地面至掘进机中心的厚度，取
最大值
15.9m
γ
——土的湿重量
，取
1.9t/m
3
P
＝
0.55
×
19
×
15.9
＝
166.2KN/m
2
F1=3.14/4
×
1.48
2<
/p>
×
166.2
＝
285.8KN
F2
＝
π
D
×
f
×
L
式中
f
——管外表面平均（根据顶进距离平均淤泥土）综合摩阻
力，取
0.5t/m
2
D
—管外径
1.44m
L
—顶距，取最大值
268m
F2
＝
3.14
×<
/p>
1.44
×
5
×
268
＝
6058.9 KN
总顶力
F=
Fl+
F2=285.8+6058.9=6344.7 KN
③顶进装置
顶进装置分主顶进装置及
中继顶进装置两部分。
主顶进装置的主
要功能是完成管节的顶进
，其由底座、油缸组、顶进头、
V
形顶块、
钢后靠及液压动力泵站等组成；
中继顶进装置主要是为中继接力顶进
所用。
（三）
泥水处理
泥水处理系统主要由粘土溶
解槽、调整槽、剩余槽、清水槽、泥
水分离旋流器和沉砂池等组成，
起处理泥水
(
由盾构开挖面排出
)
和制
造新鲜泥水的作用。
泥水处理采用一次沉淀的方法，
沉淀后的泥水送入调整槽，
调整
粘度、密度后重新利用。江中设置一台潜水泵引水入清水槽，清水槽
内设潜水泵一台，用于向调整槽内加注清水，调整槽内设搅拌装置，
调
整后泥水通过泵送入顶管机内使用，
粘土溶解槽内搅拌浓泥浆，
加
入调整粘度、密度。粘度控制在
25S
左右，密度在
1.2g/mm3
左右，
并且根据实际情况再作调整
,
见下图。
泥
水平衡式设备的配置图
（四）泥水输送
泥浆输送系统是由一
根
6
″送泥管、一根
6
″排泥管、送泥泵和
排泥泵等部分组成。经处理后的泥水由调整槽通过
PH
泵由地面送至
井下，
顶管内排出的高密度泥水，
经安装在地面和隧道内的接力泵送
回至地面泥浆沉淀池。
沉淀池中泥浆沉淀和疏干后，
用封闭式车
斗外
运。
泥水输送系统流程图
泥水输送系统启
动时，先开启
VP
阀，启动
PI
泵，开启
V3
、
V5
阀，再逐个启动
< br>P2
、
P3
、
< br>PE
泵。系统启动数分钟后，当送排泥水压
力和流量趋于
稳定，
送泥水压力和切口压力基本相同时，
才可操作到
顶进状态
。进入
顶进状态
时，开启机
头阀，开启
V1
、
V2
阀，关
闭
V3
阀。泥水输送系
统可逐渐达到泥水平衡，调整送泥水压和排泥
流量，使推进过程中一直保持泥水平衡，若
在推进过程中，切口水压
值偏高设定值，操作人员应采取措施，使之恢复正常。若切口水
压继
续偏差达限值，
应立即切换到
旁路状态
。
如果切
口水压的偏离原因
是泥水管道堵塞引起的，
就应操作至
逆洗状态
，
对堵塞管道进行冲
洗。
管道畅通后，
应先转换到
旁路状态
，
最后才转换到
顶进
状态
。
顶进
结束后，
应将
顶进状态
切换到
旁路状态
，
待泥水平衡后，
再切换到
停止状态
。<
/p>
（五）顶进管理系统
顶进管理系统由顶管机主机及泥水输送两大系统组成。
该系统能
在电脑中反映出施工过程中的切口水压、送排泥流量、送排泥密度、
主顶速度、
主顶行程、刀盘油压和顶管的平面、高程、转角等一系列
施工参数。
顶进过程中，
中央控制室操作人员通过此管理系统反映的
各类施
工参数及时作相应调整。
（六）泥水平衡顶管主要施工参数的设定与调整
(1)
切口水压设定
泥水平衡顶管顶进时，
开挖面不断被刀头切削，
此时泥
膜被刀头
切削并将泥水压力传递给土体，
由于刀头的介入使传递
给土体的外力
增加，因此开挖面处于动态平衡之中。切口水压的上、下限值设定可
根据常用土体力学计算公式计算得到。
实际
顶进过程中的切口水压是根据切口水压设计设定值、
实时的
土砂
量和干砂量积算值等重要参数设定。
其中切口水压设计设定值可