芜湖市三山区三山路工程——顶管??????????????????????????????施工方案
井管下入后，及时在井管与土壁问填充砂砾滤料。粒径应大于滤网的孔径，一般为3～8mm细砾石。砂砾滤料必须符合级配要求，将设计砂砾规格上、下限以外的颗粒筛除，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%；不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防填层不均匀和冲击井管，填滤料要一次连续完成，从底填到井口下1m左右。一边填一边开小泵量泥浆循环。填砾达到要求深度后停止。为了防止上部泥浆及降水直接渗入砾料内影响成井质量，等填砾结束20分钟后，上部填粘土。 洗井要求采用活塞和空压机联合洗井方法，缺一不可。要求洗井台班至少2个台班，确保洗井质量，直至井内出清水，基本不含砂，出水量大，井底沉砂不大于20cm。
洗井结束后，待水位恢复可按施工方案下泵，下入深度宜在滤水管下半部分位置，以保证足够的降水深度。排水管道及电源线路要先连接好，试抽三个小时，测出井内水位以及观测孔内水位的变化。降水前在降水井上安装水表测流量，预估降水试验运行途径，等水位恢复后，积极配合抽水试验。 (4)安装洞门止水装置
顶管过程中，管子与洞口之间都必须留有一定的间隙。此问隙如果不把它封住，地下水和泥砂就会从该间隙中流到井中，轻者会影响工作坑的作业，严重的会造成洞口上部地表塌陷，甚至会造成事故，殃及周围的构筑物和地下管线的安全。因此，顶管过程中洞口止水是一个不容忽视的环节，必须要认真、仔细地做好此项工作。
洞口止水圈的构造如图所示，它是有穿墙套管、预埋螺栓、钢压环及橡胶圈组成。橡胶的具体要求是：拉伸量>300%，肖氏硬度在50±5度范围内，还要具有一定的耐磨性和较大的扯断拉力。 (5)顶管机出洞阶段施工要点 顶管出洞按下列步骤进行施工：
a、 井内设备安装完毕，并对电器系统、液压系统调试，并确认 正常运转。
b、 将机头推至离洞门0.8米处停止。 c、 迅速安装好洞口止水装置。
d、 在预留洞内接长顶进导轨，并做好限位块。 e、 将顶管机顶入止水圈内。
f、 在测量监控下顶管机继续顶进，至伸足主顶油缸行程。
宏润建设集团股份有限公司 13
芜湖市三山区三山路工程——顶管??????????????????????????????施工方案
g、在顶管机尾部烧焊限位块，防止主顶千斤顶缩回时，顶管机在正面土压力作用下退回。 h、 缩回主顶油缸，吊放钢管管节进行焊接，安装进、排泥管。 i、 割除限位块，继续顶进。
工程技术人员，施工人员应了解现场施工情况，熟悉洞门附近的地质情况。分析可能出现洞门漏泥、水情况，及时采取行之有效的方法进行处理。井内布置一台排污泵并制定相应的措施。
5.7、沉井后靠土体稳定验算
实际施工中，由于顶管顶进时顶力的反复作用，沉井多次压缩变形，空隙水压力增大，造成有效应力降低，井壁外侧空隙灌砂不密实或泥浆未完全固结，作用合力的偏心使沉井底部摩擦的接触面积有所减少，综合以上可变因素，为安全起见，对沉井侧面摩阻力以及底部摩阻力本方案不予考虑。则沉井后背土体稳定的条件是：
P≤(Fp-Fa)/K
Fp——沉井后壁被动土压力 Fa——沉井前壁主动土压力
K——沉井为稳定系数(本工程取1.2) Fp=B(rHKp/2+2CHKp) Fa =B(rHKa/2-2CHKa) Kp=tg (45°+ Ф/2) Ka=tg (45°- Ф/2) B——后背宽度，本工程取4m
r——土的天然重度 (本工程取18.5KN/m) Kp——被动土压系数， H——沉井高度(9.26m)
C——土的粘聚力(本工程取10Kpa) Ф——土的内摩擦角(本工程取30°) 则：Fp=B(rHKp/2+2CHKp)
=4×[18.5×9.26。×tg (45°+Ф/2)/2+2×10×9.26×tg(45°+Φ/2)] =1080l(KN)
2
2
1/2
3
22
2
1/2
2
1/2
宏润建设集团股份有限公司 14
芜湖市三山区三山路工程——顶管??????????????????????????????施工方案
F21/2
a =B(rHKa/2-2CHKa)
=4×[18.5×9.26。×tg2
(45°一Ф/2)/2—2×1 0×9.26×tg(45°-Φ/2)] =629(KN)
P≤(Fp - Fa)/K=(10801—629)/1.2=8476(KN) 由以上计算得知：
沉井后靠所能承受的最大顶力为8476KN，因此顶进时顶力应控制在8000KN以内。
5.8、顶力估算与中继间布置
5.8.1、顶力估算 (1)、迎面阻力： N=(π/4)×D2
×Pt
P2
t=r(H+2/3*D1)tg (45+Ф/2) N——封闭机头的迎面阻力(KN) D——机头外径(m)；本工程为2.28m。
P2
t——机头底部以上1/3×D处的被动土压力(KN/m) r——土的天然重度 (本工程取18.5KN/m3
) Ф——土的内摩擦角(本工程取30°) H——管顶土层厚度(m) P2
t=r(H+2/3*D1)tg(45+(1)/2)
=18.5×(5+2/3×2.28)×tg2
(45°-I-30。/2) =361.8
N=(n/4)×(2.28)2
×361.8=1477(KN)
(2)、顶管顶进时周边阻力(按压注触变泥浆考虑) F2=f2×π×D1×L
F2——采取触变泥浆工艺时管壁的摩阻力(KN) f2——采取注浆工艺的单位摩阻力，取8KN/m。 D1——钢筋砼管节外径 F=f×π×D1×L
宏润建设集团股份有限公司 15
芜湖市三山区三山路工程——顶管??????????????????????????????施工方案
=8×π×2.24×329=18521(KN) C、顶进阻力
R=N+F2=1477+18521=19998(KN) 5.8.2、钢管所能承受顶力计算 F=π×(D+t)×t × 210000=29292(KN)
5.9、顶管顶进技术
5.9.1、掘进系统顶进前检查
顶进前，必须对掘进系统作进一步的系统检查，检查内容如下： (1)通过油位指示表检查液压泵组中的液压油是否充分。
(2)应确保液压油软管和泥浆管路的每一接头是否可靠，接口是否对号 (3)所有电缆和电器配线是否都牢靠连接。 (4)操纵台所有控制开关都应处于空档或停止状态。 (5)供电电源符合规定。 (6)电动机回转方向正确无误。 5.9.2、主顶系统运转前检查
(1)检查连接液压动力组和主顶千斤顶的液压软管。 (2)打开动力组的顶盖，加注液压油到油尺的红线位置。 (3)装好顶盖然后进行液压油泵的排气工作 (4)反复伸缩主顶油缸完成油路和油缸的排气工作。 (5)连接和检查操纵台的控制箱接线盒报警讯号接线。 5.9.3、进、排泥泵运转前检查
正式顶进前，必须对进、排泥泵检查，检查其电路系统是否正确连接、以及确认其正、反转。然后再旁路状态进行试运转，检查所有泵的运转情况以及管路是否有漏水现象。
5.9.4、顶管顶进
在确认管节拼装良好，所有机械运转正常的情况下，即可开始顶进。顶进操作按下列循序操作：
打开旁通阀(此时止水阀关闭)→启动排泥泵→启动进泥泵→刀盘运转→打开止水阀→关闭旁
宏润建设集团股份有限公司 16
