DN1200气压平衡顶管施工方案

概况：

我项目部施工的玉溪市珊瑚路截污干管顶管工程，在施工J7号接收井时，发现地层地质情况与原地质报告提供的情况存在较大差异。原地质报告显示在该位置地质为：地面以下3.8米为素填土、3.8~5.3米为粉质粘土、5.3米以下为砾砂。沉井施工实际显示地质情况为：地面以下2米为素填土、2~3.3米为粉质粘土、3.3米以下为砾砂。为此，我项目部经请示监理和甲方同意，在距离J7号井北边50米位置、距离南边50米和100米位置补充勘探钻孔。6月17日完成钻孔，显示地质情况为：1、补ZK1(距离J7号井南50米)显示情况，地面以下2米为素填土、2~3.5米为砾砂、3.5～3.8米为粉质粘土、3.8~4.1米为砾砂、4.1～4.9米为粉砂、4.9~6.1米为砾砂；2、补ZK2（距离J7井南100米）显示情况，地面以下2.1米为素填土、2.1~2.2米为粉砂、2.2~4.3米为砾砂、4.3~5.3米为粉砂、5.3~7.2米为砾砂；3、补ZK3（距离J7井北50米）显示情况为，地面以下1.8米为素填土、1.8~4.2米为砾砂、4.2~6.2米为粉砂。砾砂描述为：褐灰、湿～饱和、稍密～中密，含量25％～45％，砾径0.2~4cm，粉砂填充。设计顶进管道覆土深度为地面以下3米～4.5米，管道全部在砾砂层中顶进。

由于泥水平衡掘进机在上述含量的砾砂层中顶进，会造成前舱进

泥口堵塞及泥浆泵无法排运，最终会造成顶进无法进行。为此，我们计划采用气压平衡工具管顶进施工方案，具体实施方案如下： 一、顶管总体施工方案：

由于G6－G4管段出现地质情况发生变化，计划在G6—J7、G5—J7、G5—J6、G4—J6顶段采用气压平衡人工掘进方法顶进施工，其余顶管根据再补充地质勘测情况，来确定采用泥水平衡或气压平衡施工方法。 二、施工工艺流程 1、工艺原理概述：

气压平衡式顶管的工作原理是，通过作用于临时掘进工作面上的气体压力（这里的气体压力一般根据工具管底部的地下水压力来确定），来阻止地下水。在整个掘进工作面的高度范围内，作用的气体压力是相等的，但地下水的压力是有梯度的，因此在工具管的顶部就形成一个超过平衡压力的气体压力区。在这一压力作用下，地层空隙中的水被挤出，地层也从原来的饱和状态过渡到半饱和状态，从而起到平衡挖掘面的作用。

工艺原理图：

设备布置图：

1-冷却塔；2带纠偏装置的工具管；3-第一道气闸门；4-空压机；5-第二道气闸门； 6-空气滤清器；7-防漏气装置；8-送气管道

2、气压平衡顶管施工工艺流程

顶管施工准备 工作坑设备安装 地面设备安装

三、具体实施方案

1、导轨安装：导轨安放在混凝土基础面上，导轨定位后必须稳固、正确，在顶进中承受各种负载时不移位、不变形、不沉降。导轨安放前，应先复核管道中心位置但在安装时必须复核。导轨面标高按

清理管道、准备交验 吊取工具管 地面沉降点测量 挖掘出土 测量、纠偏 地面沉降控制 布点 工具管出洞 注浆材料准备 顶进 注浆 气压加压 下管、安管 顶至接收坑 管道设计标高设置，在顶进中经常复核调整，确保顶进轴线的精度。导轨设置坡度与设计轴线相同。顶进工作坑的混凝土基础面的标高等于管底标高减去导轨构造高度和管壁厚度之和（约400mm）。导轨安装允许偏差：轴线位置：±3mm；顶面高程：+3mm;两轨间距：±2mm。 2、顶铁采用U形顶铁：U形顶铁通常是一个内径较小、外径与“F”管相同的，有一定厚度的钢结构件，主要作用是把主顶油缸的点推力，分布在被顶“F”管的圆周上，使“F”管受力均匀并保护管节的端面。 3、设置承压壁：安装在工作坑后座墙与主千斤顶之间的钢结构件。承压壁承受和传递全部顶力，必须具有足够的刚度和强度，本工程承压壁的设计承压能力为6500KN

4、安装主顶设备：主顶设备安装在承压壁前方，使顶管掘进机和管道向轴线方向顶进的加力组合装置。由组合千斤顶架、4只主千斤、油泵站2管阀、马蹄形顶铁、环行顶铁组成。 5、工具管安装

将制做好的工具管平稳安放在导轨上后，对工具管前后端的中心方向偏差和相对高差进行测定。 6、管节吊装

管节吊装主要采用5T龙门吊吊装卸，并用专用吊具，以保护管口不被损坏。 7、安装管节

管节安装下管前先进行外观检查，包括管端的平直度，管壁表面的光滑度，端面上有无纵向裂缝等，对马蹄型端面，裂缝、管壁粗糙不得使用。经检查合格的管子吊放至顶管的工作坑导轨上，准