泥水平衡式顶管施工工艺标准

泥水平衡式顶管施工工艺

在阿曼马斯喀特污水管网收集工程中的应用

盛玉明庆福

摘要泥水平衡式顶管施工工艺和玻璃钢夹砂管（GRP）顶管，在阿曼还是第一次使用，本文

通过DN2000和DN1200顶管在马斯喀特(Muscat)污水管网工程(wastewater collection system)

的施工顶进，探索和研究泥水平衡式顶管施工工艺和玻璃钢夹砂管在该地区应用的可行性。

关键词泥水平衡玻璃钢夹砂管顶管施工

1.工程简介

阿曼丹国（Sultanate of Oman）位于中东阿拉伯半岛东南部，人口约300万，大部分人信奉伊斯兰教，面积约31万平方公里。

马斯喀特（Muscat）是阿曼的首都，人口约100万，是世界上少有的几个环境优美，安静祥和以及治安条件良好的城市之一。

中国水利水电建设集团公司于2004年12月中标阿曼马斯喀特污水管网工程，合同额1.5亿美元，原工期3年。中标后由于工程师不能按时提供施工图纸，众多的不可预见的地下设施，高标准的施工要求以及烦琐的来自于政府各部门的施工前批准（称NOC）等原因，致使本工程成为名副其实的“三边”工程，即边勘察，边设计，边施工，从而导致施工进度缓慢和工期延长，施工和管理成本成倍增加。为了最大限度地保护企业的利益，在施工期间利用合同条款曾经两次终止合同，给业主、工程师施加压力，以期从工期和费用方面获得索赔补偿，在2007年9月和阿曼财政部举行的合同谈判中，财政部长代表业主同意给予我方2860万美元的补偿，基本上平衡了两年来阿曼项目的亏损额，同时答应工期延长，后三个区域重新进行价格谈判和协商。目前，阿曼项目正在紧锣密鼓地重新组织进场。

本工程以重力式（自流式）管道收集为主，局部山区采用小泵站将局部收集的污水输送至QURUM泵站，经该泵站将污水输送至污水主干管，通过主干管污水以自流方式汇集到中心泵站，最后由中心泵站将污水提升到污水处理厂，进行净化处理，然后经过灌溉管线将净化的中性水输送到市区进行灌溉。管线总长度约820km，原设计顶管约11～12km，目前中心泵站西侧污水主管线2.0km明挖改为顶管施工，再包括施工过程中不断增加的顶管，预计顶管总顶进长度可达17km以上。

2.阿曼顶管施工阶段性成果

顶管施工是阿曼污水项目重要组成之一，从2006年7月底开始顶进到2007年6月初（6月6日热带风暴阿曼项目停工前），DN2000，DN1200和DN500三种顶管施工顶进完成1.6km，经过一年来的施工阿曼项目部基本上掌握了泥水平衡式顶管施工工艺。阿曼顶管施工，是我局乃至集团公司首次独立完成的非开挖地下管网工程，不仅填补了我局乃至集团公司在非开挖铺设地下管线施工史上的空白，也为我局非开挖施工技术的推广和应用奠定了基础。

顶管施工一直是阿曼项目施工的一个亮点，在举步维艰的阿曼项目施工过程中，也给阿曼项目增添了不少色彩，给了大家干好阿曼项目的勇气！顶管施工也曾多次受到市政府和业主的好评，尤其是工程师在多次会议上给市政府和业主讲到SINOHYDRO的顶管施工很好（excellent）! 因为这样大规模的顶管施工在阿曼也是第一次，尤其是顶管施工的组织以

及顶进成功能够受到百般挑剔的工程师的认可和赞赏也是难能可贵的。

2.1顶管管线和工作井确定

顶管管线定线和施工图设计由我方负责，在设计过程中主要考虑如下几个方面： 1) 要遵循整个管网系统的总体定线设计；2) 工作井位置的确定：沿管线中心线方向，通常是按照所顶进管子长度加木垫圈的整倍数来确定，同时要考虑侧向支管线的连接；3) 要考虑机械顶进附属设备所需场地等因素；4) 在定位时要尽量避开地下和地面上（包括高低压电线）设施，尤其是地下设施往往是最为头疼的事情，难以探测具有不可预见性，在确定井位前在两个方向务必要挖足够深度和足够长度的探坑。

2. 2顶管管材选用

根据顶管技术规，承包商可以使用玻璃钢夹砂管（简称GRP管）和带有玻璃钢夹砂管衬的砼管（或者称砼外包管）。2005年初我们就对管材选型和供应进行了大量的调研工作，以既要满足技术规要求，同时还要考虑成本，经过多方案比较最终确定选用GRP管。

本工程顶管直径从250mm到2000mm共16种规格，为了经济有效地选用GRP顶管和配套顶管机，将16种顶管分为5大类，即DN500, DN1200, DN1400,DN1600 和DN2000，根据顶进距离和压力等级又把同一管径分成不同厚度的顶管。

GRP顶管管接头选用“F”型连接型式，GRP连接管箍带橡胶密封圈。为了减少顶进摩擦力，对于直径大于1200mm每三节设置一节带有注浆孔顶管，注浆孔设置在顶管中间，同一断面3个注浆孔，相互间隔120°，注浆孔由外套管、单向阀和丝堵所组成。

2.3顶管机选型

顶管机的选型是至关重要的，机型一旦选择失误，那就前功尽弃，所以在初期选择顶管机的机型要倍加小心。根据本工程地质特点以及各种顶管机适应围我们选择了泥水平衡式顶管机系统。参加设备竞争报价的厂家有德国海瑞克公司，德国wirth公司，日本伊势机以及日本Rasa等公司，经过性能、价格和售后服务等综合性比较，先期的四套顶管机全部选用了日本伊势机公司产品，即：TCS OD546型、TCS OD1250型、TCM-S OD2190型、TCC ID 1620 型等四台顶管机。2007年9月，我们还采购了一套日本RASA公司的DN1530顶管机，专门用于中心泵站西线2km顶管施工。

2.4顶进力计算以及液压系统选型

在泥水平衡式顶管中，为了便于计算，顶进力F采用如下方法进行计算：

F=F。+f。L（kN）

式中：

F。—初始顶进力（kN），

f。—每米顶进管的综合阻力（kN/m），

L —最大顶进长度（m），L= 150m

F。＝（P1+P2+△P）x 3.14 x D x D/4

式中：P1—挖掘面前土压力，P1=150kPa；

P2—地下水压力，P2=90kPa；

△P―附加压力，一般取20kPa；

D—GRP顶管外径，D＝2.16m；则：

F。＝（150+90+20）x 3.14 x 2.16 x 2.16/4=952.25 (kN)

f。=RS + wf (kN / m)

式中：

R―综合摩擦阻力（kPa），对于砂砾石一般为8～20，考虑到本项目采

用注浆减摩措施和地质特点，取R=8kPa；

S―顶进管的外周长（m），S=3.14 x 2.16=6.78m；

W—每米顶进管的重力（kN/m），根据GRP厂家提供的资料：W＝12.92kN；

f―管子重力在土中的摩擦系数，f＝0.2；则：

f。＝8x6.78+12.92x0.2=56.82(kN) 即：5.682t/ m （设计顶进4～4.5t/m）最大顶进力为：DN2000顶管机 F=952.25+56.82 x 150=9475.25 (kN)

由于该工程顶管线路长，区域跨度大，地质条件复杂，地下设施多，有很多不可预见的因素，要准确地计算最大顶进力是一件非常困难的事情，故在选用液压缸和液压系统时备有一定的富裕量，以防止在顶进过程中遭遇地质突变，纠偏等引起的顶进力异常增大的情况，三种顶管机液压系统选型配置见表1。

2.5降排水系统

在施工前经过多次方案和成本比较，深井降水应该是最为经济的一种方案。

对于DN1400～2000顶管工作井和接收井施工，主要以深井联合降水方案为主，每个工作井和接收井周围打2~5口井，井深18～24m。

根据中心泵站以及AZAIBAH区1~10号，GHUBRA区1~2号工作/接收井降排水情况来看，深井降水方案适合于阿曼马斯喀特地质情况，而且使得工作/接收井施工速度快，成本低。2.6工作井和接收井尺寸确定，施工方法选择

一旦顶管管材以及长度、顶管机、液压顶进系统、顶铁等附属设备确定，永久HDPE检查井的尺寸确定后，设计人员就可以计算工作井和接收井的尺寸。确定原则是在满足顶进和检查井安装要求的前提下，尽量缩小尺寸以减少土建施工工程量。顶管工作井的平面尺寸见表2。

传统的工作井和接收井施工方法有灌注桩法，沉井法，现浇砼法，高压旋喷桩，钢板桩以及明挖等方法。灌注桩法在中东广泛应用，但是成本最贵；沉井法，由于工作井尺寸大，再加上大量沙砾石，尤其是挖深超过5m以上密实的沙砾层就象石头一样坚硬，给水下沉井施工带来很大困难；高压旋喷桩一是水泥消耗量大，成本高，二是旋喷不均匀性，安全性较差。经过分析比较，对于阿曼项目较为适合的还是采用深井降水→反铲开挖→现浇砼，对于没有地下水或者水位较浅的工作井采用明挖施工。由于阿曼顶管工作井和接收井数量多（近200个），尺寸和深度也不相同，故根据不同位置，不同的地质条件采取不同的施工方法。

2.7顶管施工顶进

顶管施工顶进主要包括设备的安装、顶进、顶管机头回收、灌浆和测量验收等工序。顶进操作包括调偏全部在地面中控室来完成。

当工作井准备就绪后，就可以移交顶管工区进行设备安装。首先根据顶管管线设计图进行测量放线，检查验收土建移交工作面是否满足顶管安装的要求。接着依次安装密封圈、轨道和后顶进系统，再次测量对中心线进行核对确保无误后方可加固支撑轨道。此后，再进行顶管机头吊装和顶铁安装，接着进行顶管工作，首先是机头“出洞”，即机头穿过砼墙，大部分机头顶入之后，停止前进，液压缸回缩，把后方筒吊入井和顶管机头连接上，如果没有后方筒，直接吊入3m长GRP顶管，进行顶进，依此类推，用同样的方法把顶管一节一节地顶进到设计位置上。顶管机头到最后从接收井里破土顶出来的过程叫“进洞”，机头从接收井里吊上来，随后进行中心线测量，灌浆和复测，这样就完成了一个顶段的顶管施工工作。

在顶进过程中，机头调偏和泥水系统管理是十分重要的，要不断地通过实际顶进去摸索总结。尤其是泥水系统，不同的地质条件泥水浓度也不一样。

在顶进过程中，我们对已经顶进的顶段的顶力进行了统计和分析，发现实际顶进力要比理论计算值小一些，主要原因是由于顶进层密实，顶进后形成一个比GRP直径大的圆形隧洞，土壤并不抱管，再加上在GRP管和土壤之间进行膨润土注浆，这样使摩擦力大大减小。另外，GRP管外表光滑，重量轻也是顶进力减小的原因之一。

从2006年7月底顶管施工开始到2007年3月底，DN2000、DN1200和DN500三种机型累计顶进1.38km，到2007年6月初，累计顶进1.6km。

3.阿曼顶管施工特点和难点

由于特殊的地质条件，再加上大量不可预见的地下和地上设施、繁忙的地面交通、优美的市容和高标准要求的环保、烦琐的施工许可（NOC）报批手续使得该项目顶管施工远远不同于国和世界上其它国家类似工程的施工。

3.1地质条件和特点

根据地质调查报告和勘探，DN500和 DN1200少数管段局部位于强风化灰岩地层中，而多数管段位于非常密实的砂砾石层和中细砂岩层中，地下水位很高，管线距海边较近（400～500m），地层透水系数大，最大可达1.43 x 10-3m/s，最小为6.76 x 10-6m/s。根据DN2000顶管1～10号工作井施工降水情况综合分析，单井出水量在300m3/h左右，排水所形成的降水漏斗半径达1000m，深层沙砾坚硬密实，开挖时就象石头一样！而且砾石含量多，向这样的地质条件在国很少碰到，在国外也不多见。

3.2施工图设计

关于顶管管线施工图设计，按理说应该是咨询工程师的工作畴，但是由于顶管管线设计不但要考虑顶进管节的计算、DPE检查井的连接型式、工作井和接收井尺寸和侧向污水管线的连接，还要避开地下设施以不影响工作井和接收井的开挖等诸多因素，咨询工程师和我们商量，还是由我们自己进行施工图设计，最终提交咨询审核，批准后方可进行施工，有时候审批时间很长，直接影响现场施工。

3.3降排水系统

2005年6月份，泵站开始降水并开挖，但是由于深井降水对周围1km围住户带来影响，许多住户家用水井枯干，牲畜无法饮水，树木和花草无法浇灌等，大量居民去政府有关部门进行投诉抱怨，从而导致2005年7月份项目部递交的深井排水方案，市政府不予批准，要求我们进行回灌，冷冻或者采取其它施工措施。随后就开始了长达半年之久的扯皮和讨论，市政府有关部门主持每周召开一次讨论会，一直到2006年1月才确定下来，市政府和业主同意我们继续采用深井降水方案。

经过多次方案和成本比较，深井降水和工作井逆做法应该是最为便宜的一种方案，但是，由于永久HDPE检查井质量问题，致使AZAIBAH区1～9号检查井迟迟不能回填，而且厂家也多次在修复和处理，再加上沿线两侧明挖支管线降水问题，这样降排水系统一直不能停止，反而增大了降排水部分的成本。要想降低排水成本，唯一的办法就是尽快解决顶管主管线路上的HDPE检查井设计和加工问题，同步进行两侧需要降水的支管线施工。

降排水系统本身从技术，施工安装等方面并不难，难的是初期市政府进行干预，长达半年之久不予批准，获得政府各部门的NOC时间长，顶管施工完后HDPE检查井出现质量问题，排水系统不能拆除重复使用，不但增加了降排水运行费用，而且增大了降排水设备（包括发电机）和管路的数量。

3.4工作井和接收井施工

工作井和接收井施工的难点在于一是降水问题，由于排水量很大，再加上多个工作井联合降水，同时还要考虑顶管沿线两侧明挖管线开挖降水问题；二是深层开挖，岩石非常坚硬。这和国，和等地相比，都具有明显的特殊性，大大增加了施工的难度，提高了施工成本。3.5顶管施工顶进

泥水系统管理在整个顶管施工中占有非常重要的位置，顶进部分问题都出现在泥水系统中，如：膨润土浓度一般在1.06～1.2之间，太小了砂砾携带困难，太大了增加了系统阻力；泥水流速太低了，砂砾也不容易输送，太高了流速大，当时泥水系统设备和管路磨损相当严重，2000mm顶管顶进时曾经把日本进口的中继泵和泥浆泵壳体磨穿了，这在国顶管施工中很少发生。泥水系统管路也经常磨穿，为了减少或者抵抗磨损，我们从国订购了一批砼输送管。

3.6质量控制和技术要求严格

对于重力式污水管道，施工精度要求特别高，按照我国《给水排水管道工程施工及验收规》（GB50286-97）第6.4.21.2节规定，轴线位置允许偏差50mm，德国标准规定直径等于大于1400mm的顶管，垂直偏差±50mm，水平偏差±200mm。而阿曼污水项目垂直偏差要求±25mm, 水平偏差±50mm，显然，该项目顶进误差要求比中国和德国的都要高。

顶进结束后，工程师和测量人员进入顶管部逐节进行水平和垂直误差测量，灌浆后还要

进行复测，如果满足要求，工程师才予以签认，如果有某处误差超过规要求，工区主管工程师就致函，要求我们说明原因，下次拟采取什么措施，直至下次顶进结果在规要求围之才满意。

另外，在顶管顶进期间，对邻近建筑物和路面要进行沉陷监测，技术规规定不允许超过5mm，而市政府在批准时要求不超过3mm。

3.7 管材供应直接制约了顶管顶进

GRP顶管生产厂家位于沙特捷达市，距阿曼马斯喀特约2000km。所有管材是通过陆运到阿曼，一般情况下，从厂家到马斯喀特需要5～7天，超长平板拖车每车只能运输3节（每节长度3m，有时大小管可以套装），每次发运3～5个车，每个月安排运输1～2次。由于运输距离长，组织发运一次非常困难，一年来由于各种原因1套设备还不能连续顶进，其中顶管供应一直是头疼的问题。为了不影响顶管施工，项目部专门安排物资人员多次驻厂催办，有时候派项目主要领导去厂敦促或者致函业主出面给厂家施压，时好时坏，没有从根本上解决问题。

另外，凡是管网工程施工中遇到的其它通用性问题和困难顶管也同样会遇到，而且有的因素已大影响和制约了顶管施工的进展，诸如地面交通繁忙，地下设施多变，工程师的过分要求，劳务阿曼化比例，政府的袒护和无所作为，NOC审批时间长，价格低和资金紧等。

总体来说，由于地质情况的特殊性，在加上上述其它问题，给阿曼顶管施工带来了许多困难，在顶管施工工艺中也曾经出现了很多问题。

4.顶管施工技术国外发展前景

非开挖技术（Trenchless Technology）是近20年来国际上新兴的一种地下管线施工技术，自20世纪90年代中期以来，我国非开挖技术发展很快，工程施工量和设备数量均以每年30～40％的高速度增长。非开挖技术在我国已经形成了一个新兴的产业，从、和等大城市逐步向中小城市推进。我国极有潜力的非开挖技术市场也吸引了大批国际非开挖设备制造商，象德国海瑞克公司已经在中国建厂合资生产大型非开挖设备，许多厂商在、等大城市设立办事处。在我国国民经济高速发展和各级政府对环境保护日益重视的21世纪，非开挖技术将具有十分广阔的发展和应用前景。

顶管施工是继盾构施工之后发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，最早始于1896年美国的北太平洋铁路铺设工程的施工中。随后，在美国、日本和欧洲少数国家发展很快。

世界上非开挖技术的发源地主要在日本，美国和英国等国家。大家都知道，日本国土面积和道路狭小，交通非常拥挤，使用开挖方法来施工污水管道极为困难，成本也非常高，因此产生了开发新的施工方法的动力。日本政府，公用部门，制造商，承包商和大学通力合作，开创了微型顶管施工方法。象伊势机，RASA和小松等很多公司都生产微型顶管机设备，20世纪80年代后我国等地使用较多的是伊势机公司的产品。另外，德国顶管设备也发展很快，象海瑞克公司的顶管机设备在中东和欧洲使用较多。

世界上混凝土顶管首次超千米的是德国的汉堡下水道顶管工程，将一根直径为2.6m壁厚350mm 的钢筋混凝土管，从一口工作井单向顶进1200m，其中包括500m直线段、400m曲线段和300m的直线段，采用全气压施工。工程于1970年完成。

世界上顶管管道的最大口径是4.4m，也在德国。世界上顶管速度最快的是英国在1980 年

泥水平衡顶管施工工法.doc

泥水平衡顶管穿越施工工法 冯大永倪宏源曾士伟历明马鹏程 1.前言 随着管道建设的发展，管道在穿越高速公路、铁路、建筑物等特殊地段时，传统的人工掏土顶管施工，因易坍塌、效率低、受周边环境制约等缺点越来越不适合于现场施工，泥水平衡顶管施工属于机械化、长距离顶进施工技术，在我国近年来逐步得到推广和应用，泥水平衡顶管施工则切实解决了施工中受地形限制、顶管长度限制、施工安全、环境污染等传统顶管存在的各项问题。本工法对施工技术操作要求较高，主要体现在对顶管设备操作、排泥系统的操作、注浆系统的操作都比较严格。 泥水平衡顶管的主要设备有：泥水平衡顶管机、主顶设备、测量设备、电气控制系统、泥水处理设备、压浆系统等。 2.工法特点 2.1 该工法层次清楚，操作简便，运行可靠，便于掌握，可以对复杂的地下情况作出快速反应。

2.2顶管在地面操作，安全、直观、方便。 2.3适用土质范围广，软土、粘土、砂土、砂砾土、硬土均可适用。 2.2施工精度高，上、下、左、右可纠偏，最大纠偏角度达2.5°，并可作较长距离顶进。 2.3对管体周围的土体扰动较小，地面沉降小，道路交通及构筑物相对安全。 2.4操作坑内施工环境较好，采用泥水输送弃土，没有吊土、搬运土方，施工无安全风险。 2.5施工噪音小，对周围的环境影响小。 3.适用范围 泥水平衡顶管施工工法适用于各种粘土、粉土、砂土和渗透系数较大的砂卵石，也适应强风化岩等恶劣地质条件下的石油管道、室外给水、排水、电力及其它适用于顶管施工的管道工程。 由于泥水平衡顶管顶距长，只要控制好降水措施，就能很好控制地面隆沉、施工安全等特点，并可适用于各类复杂地质条件，因此像穿越重要公路、铁路、建筑物等特殊工程地段、穿越砂层、淤泥质土等特殊地质构造地段应用泥水平衡顶管施工工法，可达到良好的效果。 4. 工艺原理 泥水平衡式顶管机是利用泥水压力来平衡顶进工作面上的水压力和土压力，采用机械掘进技术。工艺原理为：当接通机头刀盘电动机的电源开关时，刀盘就被驱动并以均匀速度对土体进行切削，刀盘可以根据土压自动前后移动，在顶进中起机械支撑开挖面的作用，维持挖掘面的土压。通过刀盘切削，将相当于管子顶入土壤同体积的泥土进入泥水仓，土将相当于管子顶入土壤同体积的泥土进入机头泥水仓内，由供水管向泥水仓内供水，泥土在泥水仓内与泥水混合成泥浆后，再由排泥管道排到泥浆池，泥浆经沉淀或分离后泥水可重复利用，残渣外运；掘进过程通过调节循环水压力用以平衡地下水压力。在切土、排泥时同步采用等压油缸持续顶进套管，同时通过机头内设置的4处纠偏油缸进行纠偏，在顶进过程中，加注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。

泥水平衡顶管施工方案

工作井施工完成后，开始顶管施工，针对施工地区的土质情况，我方计划采用泥水平衡顶管 施工方案。 1、泥水平衡顶管施工工艺 一、泥水平衡式顶管 微型掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接收井，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，采用复杂的泥水平衡装置来维持水土平衡，以至始终处于主动与被动 土压之间，达到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 个过程不断重复，直到所有管道被顶入土层完毕，完成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，激光靶的影像被捕捉到机内 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开启位于掘进机 内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目的，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5cm内的偏离精度。 当工作井完成以后，经调试完毕的液压系统，顶管掘进机便通过运输至工地，并安装就位至 导轨上，微型掘进设备还包括，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，泥水处理装置；其他辅助装置包括起重机，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）适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，它都适用。 （2）可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小，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，尤其在粘土层这种表现得 更为突出，所以特别适用于长距离顶管。 （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。 主要设备参数： 本工程使用的主要设备是YX-2000型和YX-1800型泥水平衡顶管机。主要参数如下： 1 尺寸 外径（mm）：2420 全长（mm）：4300 重量（T）：25 2 切削刀盘 电机功率（KW）：74 转矩（KN.m）：470 转速(r/min)：1.5 ɑ=3.32 3 纠偏油缸 数量（个）：4 每个推力（KN）：1072

机械式土压泥水平衡顶管施工方案

D1800钢管顶管施工方案 一、概述 本次①1800顶管工程是南京市城东污水处理系统07标段污水收集系统中的一个重要组成部分。 本段①1800顶管施工具体长度如下： 1. B15#井?泵站①1800钢管，顶进长度m。 2. B15#井?B16#井①1800钢管，顶进长度约m。 3. B5#井?B16 #井①1800钢管，顶进长度约m。 由于顶管施工均在运粮河及秦淮河侧进行，并且要穿越运粮河河道，所以施工比较复杂。 顶管施工覆土较深，顶进距离较长，对施工有影响的建（构）筑物尚未拆除，因此顶管施工的难度较大。 本项目共有段顶管，全长约M，管径为①1800钢管。 本工程钢管顶管采用机械式土压泥水平衡顶管掘进机进行施工

、顶管工艺流程图三、顶进掘进机选型 本工程经过反复方案论证，最后确定选用D1000机械式土压泥水平衡顶管掘进机。 机械式土压泥水平衡顶管掘进机是一种刀盘可伸缩的掘进机，操作可以在基坑内或地面操纵室内进行的，即Telemole掘进机。 掘进机前壳体的前端是刀盘，在刀盘的后面就是泥水仓。刀盘是由电动机通过行星减速器减速以后再驱动的。刀盘可在泥水仓前后移动。刀盘上有二至四个矩形槽，槽内安放着可以前后伸缩的刀排和刀头。刀排向前伸时，可以切削土体，同时被切削下来的土从刀头与刀盘之间的空隙进入泥水仓内。在刀盘的面板上还散布着一个个固定的刀头。该刀头是在槽内刀头缩回后切削土体用的。在刀盘边缘还有几把边缘刀头，该刀头能在校正方向过程中把掘进机边缘的土挖净，使掘进机的方向容易校正。在平时，不进行方向校正时，该刀头可把掘进机前方的土挖成与掘进机壳体一样大小的洞，使掘进机顶进过程中，不使刀盘受挤压的力过大而影响平衡的力。在土质条件比较硬的情况下更是如此。在前后壳体之间有纠偏油缸，在掘进机下部平行地安装着两根管子为进、排泥管。

泥水平衡顶管施工专项方案

泥水平衡顶管施工专项方案 （一）施工前期准备 ⑴顶管机械设备、管材进场准备及施工人员组织 针对地质特点和工程管材选定与之相适应的顶管掘进设备、顶管施工工艺，对顶管配套设备、设施进行检修及调试，使其保持在良好的待用状态；提前做好管材供应计划，将相应的管材技术参数以书面形式向管材生产厂交底；安排具有丰富顶管施工经验的班组进驻现场施工，施工前做好全面的技术交底和安全交底，确保有关劳动安全及施工技术教育，加强工人的劳动安全意识，提高施工技术水平。 ⑵对顶管沿线地质情况进行核查 为确保顶管成功，需对顶管沿线的地质情况核查，进行补堪，加密钻孔密度，通过补堪资料与原地勘报告相比较，出具更详细、准确的河道内管道穿越地层情况说明和河床覆土情况说明用以指导现场施工和方案编制。 ⑶编制专项方案、组织专项技术交底 施工前，在项目技术负责人的带领下集中有关技术人员仔细审阅图纸与相关资料，结合现场情况，编制详细的顶管专项方案用以指导施工，方案报送专家评审；并组织召开专题技术交底会，参加人员设计顶管施工的所有工种，认真做好技术交底工作。 ⑷测量准备 a．井下高程点的设置： 施工时地面高程点的导入采用悬挂钢卷尺法。 导入标高之前，首先在工作井的适当位置埋设高程点，待稳定后进行高程导入。工作井的同一高程点进行三次独立导入标高，其互差必须在规定值以内（精度指标不大于3mm），然后将其作为顶管施工中高程控制的绝对高程点。工作井内的高程点必须大于2个，并在施工中要定期互相校对。顶进过程中高程测量可依靠工作井内的任一水准点作为后视高程点，校核激光束高程和已顶进管道高程。 b. 中心测量控制 直线顶管施工，首先将管道中心桩用经纬仪（精度2″）引入工作井两侧井壁上或支架上，作为顶管中心的测量基线，然后将其投入工作井内，将激光经纬仪安装在

泥水平衡顶管的施工工艺

泥水平衡顶管的施工工艺 摘要：泥水平衡法是一种常见的顶管施工方法，在市政道路排水管道综合管线 施工中发挥着很好作用，本文主要介绍泥水平衡的施工工艺及方法。 关键词：泥水平衡；顶管；工艺 一、主要特点； 1.本工艺主要是利用泥水压力平衡地下水压力，同时它也平衡掘进机所处土层的土压力，适用的土质范围比较广。 2.可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小，与其他类型顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土层体现的更为突出，较适宜于长距离顶管。 3.工作坑内的作业环境比较好，作业比较安全。 4.由于泥水输送弃土的作业是连续不断地进行的，作业时的进度比较快。 5. 泥水平衡顶管施工具有低噪音、震动小等特点。 二、施工工艺 （一）顶管施工工艺流程图 （二）施工前的准备工作 1、进行施工测量和现场放线工作，做好定位点控制。 2、进行顶管所用设备的加工制作。 3、进行施工技术交底工作。 （三）工作井与接收井施工 1、测量放线 依据建设单位给定的书面通知文件、测量控制网以及设计施工图纸，测设工作井，接收 井及管线位置和高程，确定井开挖区域和管线轴线。测量操作执行国家规范《城市测量规范》（CJJ/T8-2011）。 2、工作井及接收井施工方法 1、施工放样：确定开挖位置及基坑长度与宽度。 2、根据放样及平面布置图安设围挡、确保安全。 3、为避免地表水软化坡肩，有效排泄边坡渗水，在坡顶设一道300*300砖砌排水沟截断地表水，在基坑开挖前要疏干地表已有积水，采取有效措施保证地表水能顺畅排泄，不发生 积水，以防基坑塌方。 4、为确保施工安全，土方开挖必须严格遵循分区分层分段，适时兼顾综合平衡的原则。 一般每次开挖80cm左右，即进行护壁，如果遇有流砂等应适当减少开挖深度，一般不超过 30cm及时进行护壁。 5、工作坑、接收坑严格按图纸规范要求和施工方案进行施工支护。 6、工作坑、接收坑井口均高出原地面30cm。 （四）顶管工作井内设备安装 1、导轨安装：导轨安装前要先复核高程、轴线，确保导轨的高程、轴线位置准确。导轨 定位必须稳固、正确，在顶进中承受各种负荷时产生位移、变形、沉降符合设计规范要求， 导轨坡度应与管道设计坡度一致。 2、下管、顶进、出土和挖土设备： 采用吊车下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用泥水平衡顶管掘进机作为挖土设备，用泥浆泵作抽排泥浆设备。 3、照明设备：井内使用电压不大于36V的低压照明。 （五）管道顶进 顶管工作坑完成并达到管道顶进要求后即开始顶管施工。 1、引入测量轴线及水准点

泥水平衡顶管施工工艺

针对本项目的特性技术方案简述 目录 施工技术篇 一、工程概述 二、总体施工部署及施工思路 2.1 初步施工安排 2.2 总体计划 2.3 工程管理目标 2.4 施工的前准备工作 2.5 施工组织管理 2.6 项目施工总体思路及工艺 2.7 施工总平面图布置规划 三、重点、关键和难点工程的施工方案、工艺及其措施简述 3.1 重点、关键和难点工程分析及应对措施 3.1.1 城市中心区的和谐施工 3.1.2 交通疏解、管线改迁及征地拆迁对工程前期推进影响大 3.1.3 盾构始发与到达施工难度大 3.1.4 基坑安全施工 3.1.5 顶管施工重难点分析及应对措施 3.1.6 泥水盾构刀盘、刀具设计 3.2 本项目主要工程施工方案及工艺简述 3.2.1 竖井（工作井）施工 3.2.2 顶管施工 3.2.3 盾构施工 3.2.4 管道功能性试验 3.2.5 其他附属及机电安装工程 四、交通疏导方案规划 4.1 交通疏导原则及规定 4.2 交通疏解实施程序

4.3 交通疏解方案 五、地下管线及其他地上地下设施的保护加固措施 5.1 地下管线保护措施 5.2 建构筑物保护措施 六、施工保障措施 6.1 施工质量保障措施 6.1.1 质量目标 6.1.2 质量保证体系 6.1.3 质量保证制度 6.1.4 主要工程施工质量控制措施 6.2 施工安全保障措施 6.2.1 安全目标 6.2.2 安全保证体系 6.2.3 安全保证制度 6.2.4 主要工程施工安全控制措施 6.3 应急预案 6.3.1 应急救援中心的职责 6.3.2 信息报告及处理 6.3.3 应急决策及响应 6.3.4 应急救援的资源配置 6.4 文明施工及环境保护措施 6.4.1 管理体系 6.4.2 文明施工措施 6.4.2 环境保护措施 七、本项目拟配备的机械设备情况

顶管专项施工方案(泥水平衡法)

第一章编制依据和工程概况 一、编制依据 1、广州市净水有限公司所提供设计图纸、招标文件； 2、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）； 3、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008） 4、《市政排水工程质量检验标准》CJJ-90； 5、《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836-2009）； 6、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005 7、《顶管施工技术》余彬泉、陈传灿编著人民交通出版社 8、国家有关法律法规及广东省人民政府、地方人民政府及其所属有关部门在施工安全、工地治安、人员健康、环境保护及土地租用等方面的具体规定和标准。 9、建设同类及类似工程的施工经验及用于本合同段施工队伍的施工设备和技术力量情况。 二、工程概况 本工程拟建设污水管道约2.893km，主管管径D500～D1000管道，限流管管径D300～D400，管材主要为：DN500采用HDPE管，倒虹管采用钢管，顶管采用Ⅲ级钢筋混凝土管，其余采用Ⅱ级钢筋混凝土管。施工方案为明挖和顶管结合施工。 顶管工作段为WC22～WC25长113米，WC25～WC29长164米。 顶管矩形工作井尺寸为7米×4.9米，圆形接收井尺寸为7米。 根据设计图纸顶管共2段共设顶管工作井1座，接收井2座，工作井设于WC25，接收丼设于WC25、WC25。 地质情况：根据地质报告中间成果，详见附件：钻孔柱状图 本工程顶管方式采用泥水平衡法。 第二章工程特点和施工前的准备工作 一、工程特点 1、本工程平面位置按排水工程管道走向依次布置，施工线路较长，施工放线及结构的模板、钢筋施工的方案必须周密，重点控制。 2、由于本工程为全现浇钢筋混凝土结构，因此混凝土质量直接关系到结构的安全和质量情况，因此必须确保混凝土的工程质量。 3、本工程施工历经雨季，所以抓好雨季施工是重点。 4、本工程施工场地要根据工程施工需要迁移，在每相临两座工作坑之间进行流水施工是本工程的施工特点。 5、本工程顶管位于挖方区，埋置较深。 二、施工前的准备工作 1、进行施工测量和现场放线工作。 2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树木及附近房屋等的准确位置。 1 广东省金信路桥有限公司 第1页

泥水平衡顶管施工组织设计方案

泥水平衡顶管施工组织设计 一、工程概况 本工程为顶管工程。采用Φ800顶管，总长为m，管中心标高-6.20～-27.72m。土质由标高为m的土到m的土。 二、顶管方案 1、机头选型 本工程由于一次顶进距离较长，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以住施工经验，决定采用日本ISEKI公司生产的UNCLEMOLE型TCZ600具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机。 ①具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机有多种形式。 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： 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。 2、平面布置、井内布置及管内布置 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。 2.2现场布置采用8t汽吊，设备进场时，采用16t汽车吊车。 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。 2.4井内布置

泥水平衡顶管施工专项技术方案设计

坪山河流域水环境综合整治工程- 墩子河综合整治工程 顶管工程安全专项施工方案

XX市金河建设集团XX 2016年3月28日

目录 第一章编制依据及原则 第一节编制依据 (1) 第二节编制原则 (2) 第二章工程概况 第一节工程简介 (2) 第二节环境与地质条件 (3) 第三节顶管工程量 (5) 第四节实施目标 (6) 第三章施工总体部署 第一节临时设施安排及施工准备 (6) 第二节设备、人员、材料安排 (7) 第三节施工准备工作计划 (7) 第四章工程施工方案与工艺 第一节工作井（沉井）施工 (11) 第二节施工工艺流程 (20) 第三节顶力计算、最大顶距确定 (23) 第四节后座墙 (25) 第五节泥水系统、水压控制、注浆量的计算 (27) 第六节操作控制系统 (29) 第七节进出洞和机头吊装措施 (30) 第八节顶管施工过程中应注意的问题 (32) 第九节顶管施工测量及方向控制 (32) 第十节施工用电方案及作业人员安全措施 (34) 第五章建筑物及地下管线保护措施

第一节工程施工中需采取的保护措施 (36) 第二节施工过程中地面变形控制措施 (36) 第六章质量标准与控制 第一节质量标准 (36) 第二节顶管施工质量要求 (36)

第三节质量保证的技术措施 (37) 第七章安全生产与文明施工 第一节安全管理目标 (37) 第二节现场安全管理措施 (37) 第八章雨天施工措施 (40) 第九章应急救援预案 第一节应急预案的方针与原则 (40) 第二节应急预案工作流程图 (40) 第三节明挖深基坑开挖存在的危险因素及预防、应急措施 (41) 附表1 使用设备一览表 附表2 主要机械设备和测量检验设备配备表 附表3 劳动力计划表 附图顶管工程平面图 附图顶管施工进度计划横道图

泥水平衡顶管施工方案

透系数大，物理力学性质差。因此，我们选择一种较先进的全封闭机械顶管掘进机――TLM泥水平衡掘进机。 该机具有沉降控制精度高，顶进速度快等特点。

进浆管排浆管 进浆泵 泥水处理器泥浆箱进浆泵 机内旁通 1.2 主顶进系统设置 主顶进系统由油缸组、顶进环、钢后靠及液压泵站等组成，其主要功能是完成管节顶进，是顶管设备系统的主要组成部份。 ①油缸组 油缸组由4只油缸分两列左右对称布置，每列各2只油缸叠积而成，并用可分式结构的支座固定，用联接梁连成一体。 油缸选用国产的双冲程、双作用等推力液压千斤项，每只油缸最大推力为2000kN，装备最大推力为8000kN，满足顶管最大允许顶力的要求。油缸行程3.5m，因此长度 2.5m的管节可一次连续顶进完成，无须再设垫块，提高了工效，并减轻了劳动强度。 ②液压泵站

选用2台A2F28RP2斜轴式柱塞油泵，配备Y200L—6型电机。通过调速阀可改变油泵的流量，据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速。以满足开挖面土压平衡的条件，从而起到控制地面沉降的作用。 ③钢后靠 管节顶进时油缸的反力，通过钢后靠均匀地传递到工作井井壁上，避免井壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏。钢后靠安装时，应与顶进轴线保持垂直，与井壁间的空隙应用素混凝土填实，确保整体接触。 ④主顶进装置主要技术参数 油缸数量：4只；油缸尺寸：D×d×L＝φ250×φ220×3500mm； 油缸行程：S=3000m；限定油压：P额＝25MPa； 限定推力：F额＝2000kN；最高油压：Pmax＝31.5MPa； 最大推力：Fmax＝2000kN；顶进速度：V=0-80mm／min ； 油泵型号：A2F28RP2 Pmax=31.5MPa Q=28L/min 电机型号：Y200L—6 N=15KW n＝1000rpm 1.3 中继环设计 本工程φ1500顶管最

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 一、顶管方案 1．机头选型 本工程由于一次顶进距离较长，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以住施工经验以及现场实际情况，决定采用泥水平衡顶管掘进机。 其基本原理是主轴偏心回转运动的泥水平衡顶管机，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。 本掘进机的优点是： 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、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。 C、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。 D、该机由一人在地面遥控操纵即可。 E、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！ F、使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。

3000泥水平衡顶管现场施工方法

￠3000泥水平衡顶管施工方案 工作井施工完成后，开始顶管施工，针对施工地区的土质情况，我方计划采用 泥水平衡顶管施工方案。 1、泥水平衡顶管施工工艺 一、泥水平衡式顶管 微型掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接收井， 直向5cm 并安装就位至导轨上，微型掘进设备还包括，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，泥水处理装置；其他辅助装置包括起重机，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）适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，它都适用。 （2）可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小，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，尤其在粘土层这种表现得更为突出，所以特别适用于长距离顶管。

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 工作井井内布置主要是后靠背、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，并设置支撑加固，保证基座稳定不变形。 四、技术交底，岗位培训 1 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，从而大在降低千斤顶的有效冲程，使顶进效率降低。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

泥水平衡顶管施工组织设计(仅供参考!)

泥水平衡顶管施工组织设计（仅供参考！）泥水平衡顶管施工组织设计（仅供参考！） 目录 一．工程概况 二．顶管方案 1、机头选型 2、平面布置 3、出土方案 4、顶力计算、中继间及中继间布置 5、出洞方案 6、测量方法 7、通风设置 8、顶管动力、照明配套 9、管接口质量控制 10、防止旋转措施 11、设备保养 12、顶进结束后机头处理 13、浅覆土安全技术 14、注浆减磨 五、安全 六、质量控制 七、进度计划

一、工程概况 本工程为顶管工程。采用Φ800顶管，总长为m，管中心标高-6.20～-27.72m。土质由标高为m的土到m的土。 二、顶管方案 1、机头选型 本工程由于一次顶进距离较长，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以住施工经验，决定采用日本ISEKI公司生产的UNCLEMOLE 型TCZ600具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机。 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！ 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。 2、平面布置、井内布置及管内布置 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。 2.2现场布置采用8t汽吊，设备进场时，采用16t汽车吊车。 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。 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。 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

泥水平衡顶管施工方案

该机具有沉降控制精度高，顶进速度快等特点。

主顶进系统设置 主顶进系统由油缸组、顶进环、钢后靠及液压泵站等组成，其主要功能是完成管节顶进，是顶管设备系统的主要组成部份。 ， ①油缸组 油缸组由4只油缸分两列左右对称布置，每列各2只油缸叠积而成，并用可分式结构的支座固定，用联接梁连成一体。 油缸选用国产的双冲程、双作用等推力液压千斤项，每只油缸最大推力为2000kN ，装备最大推力为8000kN ，满足顶管最大允许顶力的要求。油缸行程，因此长度的管节可一次连续顶进完成，无须再设垫块，提高了工效，并减轻了劳动强度。 ②液压泵站 选用2台A2F28RP2斜轴式柱塞油泵，配备Y200L —6型电机。通过调速阀可改变油泵的流量，据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速。以满足开挖面土压平衡的条件，从而起到控制地面沉降的作用。 ③钢后靠 管节顶进时油缸的反力，通过钢后靠均匀地传递到工作井井壁上，避免井壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏。钢后靠安装时，应与顶进轴线保 泥水处理器 ' 泥浆箱 进浆泵 进浆管 排浆管 进浆泵 机内旁通

持垂直，与井壁间的空隙应用素混凝土填实，确保整体接触。 ④主顶进装置主要技术参数 — 油缸数量：4只； 油缸尺寸：D ×d ×L ＝φ250×φ220×3500mm ； 油缸行程：S=3000m ； 限定油压：P 额＝25MPa ； 限定推力：F 额＝2000kN ； 最高油压：Pmax ＝； 最大推力：Fmax ＝2000kN ； 顶进速度：V=0-80mm ／min ； 油泵型号：A2F28RP2 Pmax= Q=28L/min 电机型号：Y200L —6 N=15KW n ＝1000rpm 中继环设计 本工程φ1500顶管最大顶距159米，根据以往的施工经验不需要设中继间。 注浆设备系统 对顶管能否及时地有 往往是顶管成败的关键。设置二根总管，二套管路系统。一根专门用于掘进机尾部的同步注浆，另一根用于补浆。（见下图） 本顶管施工用的膨润土触变泥浆，是在地面压浆站配制后，通过二台液压注浆泵压入二根输浆总管，一根总管压注到机头后的储浆箱内，再由螺杆泵把储浆箱内的浆液压入掘进机尾部的同步注浆口。另一根总管压注到管节上设置的环形分管的各个注浆孔， 储浆箱外形尺寸L ×B ××1m=3m 3，

泥水平衡顶管机在施工中出现的问题和解决方法

泥水平衡顶管机在施工中出现的问题和解决方法 来源：本站原创作者：佚名日期：2009年09月07日访问次数： 1、前言 随着我国非开挖技术的广泛应用，机械顶管施工技术亦日趋成熟，特别是泥水平衡式顶管和土压平衡式顶管工艺已成为较为常用的顶管施工方法。然而，顶管施工本身就是一项受地下不确定因素和外界困扰较多的高风险作业，成功率并非十分圆满。从以往的顶管施工情况来看，各种如纠编失控、管道轴线或标高严重偏位、管壁摩阻力过大、顶管无法向前推进、机械故障导致掘进机中途停顿、机头遇不明障碍物难以穿越等等现象，比比皆是。在这里，我们故且把由于技术人员操作不当而引起的管道上翘、下沉、左右大幅偏位等现象称作为“顶管人为事故”（这里不再讨论）。而把由于受地质变化、障碍物、管材破损等造成的顶管失败现象，称作为“顶管施工故障”。对于长期从事顶管施工的工程技术人员来说，“施工故障”其实很难避免。这就象我们日常生活中生病一样，得了病，如何对针下药才是关键。顶管施工也如此。出现故障，如何既快又省地解决问题，才是我们所必须关注的重要议题。 2、故障类型及对策 我们通常把顶管掘进机头不能最终到达接收井的现象，均称作为：顶管失败或顶管故障。其实，在实际施工过程中，顶管掘进机头顶进途中停止不前原因较多，归纳起来有以下几种情况： 1）由于设计或施工前对地质情况估计不足，造成顶进过程中摩阻力过大； 2）由于施工中注浆减阻不理想，或因某原因中间停顿时间过长，造成管壁阻力过大； 3）由于管道自身强度缺陷，顶进过程中造成管身碎裂； 4）由于工作井井身或后壁强度不足，造成工作井后座严重开裂或变位； 5）由于掘进机头自身机械传动出现问题； 6）由于管位处出现难以逾越的障阻物等。 处理以上几种类型的故障，其对策往往与该管道所处理地质情况、地表状况、施工条件及故障起因有很大关联。在确定一个理想的处理方案时，需仔细加以分析比较，才能对症下药，从而水到渠成。这里提供几种处理对策供大家参考： 1）开天窗法：在掘进机头上方地面通过开挖而解决问题的方法； 2）逆套管法：在接收井反向顶进内径大于机头外径的钢管或其它管道，然后把机头从接收井拉出； 3）顺套管法：在工作井顶进内径大于管道外径的钢管，从而确保土体不坍塌或设法减小管壁摩阻力的方法；

泥水平衡顶管施工方案

一工程概况 二、顶管方案 其基本原理是泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的 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。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块，还能通过刀盘后的网片把大土块轧碎。被轧碎的土块只能进入与泥水仓联接的进出水管，然后从后续连接的排泥管中被排出。 9.管接口质量控制 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。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。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。 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。 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。 11、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。刀盘主轴及外壳密封掘进机在累计顶进达500米时，需对刀盘主轴密封进行检查，看看是否良好，如果不良则应更换。如果良好则应在加好油的情况下安装好。 8.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。 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。14、注浆减磨 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．选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水量和动塑比。在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供应商的建议但都必须按照规范进行，使用前必须先进行试验压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的桨液形成情况。注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。在注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响这浆效果。注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。注浆泵选择脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相应配。

泥水平衡顶管控制汇总

泥水平衡顶管质量控制 近年来，在开封、郑州等地管道顶管的施工中，相继采用了泥水平衡法顶管施工，解决了传统顶管出现的弊病，下面就泥水平衡顶管施工简要说明，以帮助监理人员更好了解。 一、简介 泥水平衡顶管施工是机械化顶管施工的主要方法之一，属于机械化、长距离顶进施工技术，其特点为：刀盘将切削的土壤送入泥水仓，然后由送水泵将具有一定浓度的泥水送至挖掘面，通过刀盘充分搅拌后由排泥泵经排泥管道将泥水送至地面泥浆池，经沉淀或分离后泥水可重复利用，残渣外运；掘进过程通过刀盘以及顶速平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力；采用流体输送切削入泥仓的土体，顶进过程中不间断，施工速度快；无需土质改良或降水处理，施工后地表沉降小。通常泥水平衡顶管的主要设备有：掘进机、主顶设备、测量设备、井内旁通、控制系统等；辅助设备包括：泥水处理设备、注浆设备等。 泥水平衡顶管施工适用于各种粘土、粉土、砂土和渗透系数较大的砂卵石，也适应强风化岩等恶劣地质条件下的室外给水、排水、电力及其它适用于顶管施工的管道工程。 泥水平衡顶管一般适用于管径D400~2400mm的管道施工，由于泥水平衡顶管顶距长、不需降水、能很好控制地面隆沉、施工安全等特点，并可适用于各类复杂地质条件，因此像穿越重要公路、铁路、建

筑物等特殊工程地段、穿越砂层、淤泥质土等特殊地质构造地段应用泥水平衡顶管施工工法，可达到良好的效果。 泥水平衡顶管施工技术是利用泥水压力来平衡土压力和地下水压力的一种顶管施工方法。其基本原理是由送水泵将具有一定浓度的泥水送至挖掘面，再经井内旁通压力调整阀及调整排泥泵转速来调整进水压力大小，使其平衡地下水压及挖掘面土压力，尽量使掘进机刀盘在平衡压力下工作，从而可防止由于挖掘面的失稳，造成地面沉降和隆起。 基本工艺流程

泥水平衡顶管施工方案

C 3000泥水平衡顶管施工方案 工作井施工完成后，开始顶管施工，针对施工地区的土质情况，我方计划采用泥水平 衡顶管施工方案。 1、泥水平衡顶管施工工艺 一、泥水平衡式顶管 微型掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接收井，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，采用复杂的泥水平衡装置来维持水土平衡，以至始终处于主动与被动土压之间，达到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，这个过程不断重复，直到所有管道被顶入土层完毕，完成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，激光靶的影像被捕捉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开启位于掘进机内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目的，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 5cm内的偏离精度。 当工作井完成以后，经调试完毕的液压系统，顶管掘进机便通过运输至工地，并安装就位至导轨 上，微型掘进设备还包括，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，泥水处理装置；其他辅助装置包括起重机，发电机、卡车、电焊机等。随后，微型掘进装置上。

泥水平衡顶管施工工法

泥水平衡顶管施工工法 工艺原理 1.泥水平衡顶管机工作原理 泥水平衡顶管机施工以泥水平衡原理为基本，通过改变泥水仓的送、排泥水量和顶进速度来控制排土量，使泥水仓内的泥水压力值稳定并控制在所设定的范围之内，从而达到开挖面的稳定。 2. 泥水平衡功能 泥水平衡输送系统有两项主要功能，一是通过泥水来平衡顶管机施工时土体和地下水对其产生的压力，稳定开挖面，其二是将刀盘切削下来的土体在泥水仓内进行混合后，将其由经过泥水管路输送到地面。 图1中右侧为泥水平衡顶管机。正常顶进过程，MV1阀、MV2阀打开，MV3阀关闭。泥水由泵经送泥管送入，与进入泥水仓的切削土混合后，通过排泥泵经排泥管送至地面。同时送入的泥水需在泥水仓内建立一定的泥水压力，此压力需比顶管机处的土层的地下水压力高Δp，通常为0.015～0.02MPa。顶管机上部的 泥水平衡压力是P 3，底部的泥水平衡压力是P 5 。如果设γ W 为清水比重，γ为泥 水比重，则有如下关系式： P 1=γ W ×h 2 P 2=γ W ×(h 2 +Δh) P 3=γ W ×h l P 4=γ W ×(h 1 +Δh) P 5=P 4 +γ×h=γ W ×(h 1 +Δh)+γ×h 3

图1 泥水平衡原理 P 1-顶管机顶部的地下水压力，P 2 -顶管机顶部的泥水压力，P 3 -基准面上的 地下水压力，P 4-基准面上地下水压力P 3 +Δp的水压力，P 5 -顶管机内泥水压力与 地下水压力相加的压力。 泥水平衡顶管机通常在DEBC″梯形压力区域内工作。在设定泥水控制压力时，取泥水仓顶部和底部压力和平均值，即： 3. 泥水控制原理 泥水平衡控制运用调节器和执行机构(调节水泵转速和控制阀开度)与被控制对象构成闭环负反馈。根据被控参数的测量值与给定值之间的偏差，PID调节规律，对执行机构进行控制，以达到泥水平衡控制目的。 在停上掘进状态，用切口泥水压调节器控制CV阀开度或P H 泵转速，使切口水压达到设定值。 在“旁路”状态，切口水压调节器根据控制P 1 泵的转速，使送泥水压达到设定值。 在掘进状态，切口水压调节器根据测得的切口水压与设定值进行比较，如果 泥水仓压力大于设定值，则切口水压调节器输出值降低，P 1 泵转速下降，进入泥水仓的送泥水量减少，使泥水仓压力降低，反之亦然。同时切口水压调节器与送