广西华南建设集团有限公司 三亚河区域城市雨污水分流改造工程（凤凰路）顶管工程专项施工方案 况等因素，选择合适的顶管机头。顶管机头安装在管道的前端，它具有控制顶管方向、挖掘和防止坍方等功能，其外形和尺寸与管节相近。本工程拟选择泥水平衡平衡机头。 泥水平衡基本原理：掘进机内设置一进泥管和排泥管，并用阀门控制，进泥操作间吊运设备泥水处理装置进,排泥管路后方动力站配电箱主顶千斤顶激光经纬仪后靠背工作井砼管注浆泵顶管机图一 泥水平衡式小口径顶管系统管和排泥管间安装一互通管并用阀门控制。当掘进机工作时，打开进水阀和排泥阀，关闭互通管阀门。泥水从进泥管经过进泥阀进入掘进机的泥水仓内；泥水仓内的泥水通过排泥阀有排泥管排出。只要调节好进、排泥水的流量，就可以使掘进机的泥水仓中建立一定的压力。泥水在挖掘面上形成一层不透水的泥膜，阻止泥水向挖掘面里渗透。同时。泥水本身又有一定的压力。 可以用来平衡地下水压力和土压力，保持了挖掘面的稳定。正常顶管时，顶管机及管道内的操作均由地面操作者完成，所有的操作元件均由电缆、油管集中至地面操作室进行控制，所有运行数据由电缆传输信号至地面操作室以便操作者监控并发出操作指令。顶管机能持续自动地记录其各种状态及管道线路的位置等数据。自动记录系统包括泥土和地下水压力，机头倾斜、旋转，纠偏状态，前进速度，顶进长度，泥水压力、刀盘扭矩，顶进负荷，及中继间运作等。此系统在自动系统出现故障时能手动监测，以保证管道在自动系统的修复过程中能继续前进。 技术特点:
①、适用土质范围广，软土、粘土、砂土、砂砾土、硬土均可适用。 ②、破碎能力强，破碎粒径大，个数多。
③、具有独立注水、注浆系统、刀盘清洗装置，尤其适合N值较大的硬土。
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④、顶进速度快，最快顶进速度每分钟50mm。
⑤、施工精度高，上、下、左、右可纠偏，最大纠偏角度达2.5°。 ⑥、采用地面操作系统，安全、直观、方便。
⑦、结构紧凑，使用、维修、保养简单，在工作坑、接收坑中便于拆除。 2、设备配置和安装 （1）井内顶推设备
·主顶千斤顶：每套顶进总站配置3台300t油压千斤顶，其中1台备用。 ·组合支架：主顶千斤顶固定在组合支架上，按管道截面左右对称布置。 ·油泵：为保证油压千斤顶行程同步，共同作用，采用1台电动高压油泵形成并联油路向千斤顶供油压。每个千斤顶均备有独立的控制阀。
·后座承压壁：主顶油缸提供水平推力将管道在土层中向前推进，其反推力作用在后座钢构件上并传递扩散到工作井后壁上。后座结构采用50mm厚钢板(重约2t)，和厚50cm砼墙体组成。后座与工作井后壁之间垫一层5cm厚木板，这样即可将2台油缸的集中顶力传递扩散到工作井壁上。
·顶铁和分压环：分压环外径、内径与钢筋砼管一致，其长度为50cm，二台主顶油缸的顶推力作用在分压环上，分压环再均匀扩散传递到砼管的后端面。环形顶铁的结构与分压环一样，它的作用是由于油缸的一次行程不足以将一节砼管推顶到位，需要将油缸收回后，在分压环与油缸之间加垫该顶铁结构，然后利用油缸的第二次行
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程再推，这样反复多次即可将一节大大超过油缸行程长度的砼管推顶到位。本工程1.0m长度的顶铁各两件，采用20cm厚钢板加工而成，重量约1t。
·中继间的设置及位置
A、 ?800中继站由10个30T的液压千斤顶组成，总顶力为300t，伸缩量均为30cm，中继间在管道上的分段安放位置，可通过顶进阻力计算确定。
B、 按常规，由于机头前方迎面阻力和管道外壁阻力等不确定因素太多，为留有较大的安全顶力储备，因此第一号中继间应尽量设置在距机头比较近的位置处，一般设置在距机头20m处附近（，后面的中继间再按一定长度布置。本工程每段顶管只需设置一座中继间，即1#中继站。
7.5.2.顶管工具管安装
顶管机头维修调试好，运到现场后，被吊放到工作井内导轨上。检查测定机头与轨道是否平衡、吻合，机头的前后端中心方向和相对高差小于2mm，然后对机头的油路、泥浆和操纵系统等设备进行逐一连接，各部件连接牢固，不得渗漏，安装正确，并对各系统进行认真检查和试运行。 (7.5.3.工作井地面设施
1、膨润注浆系统：包括膨润土拌合池、压浆泵、管道等。对于长距离顶管，泥浆泵的泵压能力要求更高，压力不得低于3Mpa；
2、弃土泥浆池：采用泥水平衡，井上地面需设置弃土泥浆池。弃土泥浆经过泥浆泵送入泥浆车运到政府指定地点排放。沉淀池设置两个连在一起的循环过滤池。单个泥浆池内空尺寸为长10m，宽5m, 高度为2m,四周井壁采用750mm砖砌墙体，采用Mu100的砖，M10水泥砂浆砌筑，内外抹20mm厚的水泥砂浆；井底采用30cm厚的C15混凝土基础底板。
3、蓄水池：采用泥水平衡，机头前方需要大量水供高压水破土，需在地面上建造一蓄水池，蓄水池内空尺寸为长5m，宽5m, 高度为2m,四周井壁采用750mm砖砌墙体，采用Mu100的砖，M10水泥砂浆砌筑，内外抹20mm厚的水泥砂浆；井底采用20cm厚的C15混凝土基础底板。
4、高压油泵站：包括高压油泵、油管、油箱、限压阀、溢流阀和压力表等指示保护装置。选用1台50Mpa高压油泵，液压系统设备安装完毕后要进行试车，使用过程中定时检修维护，及时排除故障。
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5、空压站：是向管道内及机头供气，以确保管道内工作人员的呼吸安全和气仓内带压条件。由空压机生产压缩空气，通过净化后输入管道内。采用1台3m3的空压机。
6、泥浆站：包括压浆泵、搅拌机、泥浆池、管道、压力表和阀门等，用以向管道内供应减阻泥浆。共配置1台压浆泵（0.8Mpa）。
·起重设备：选用一台25吨汽车式起重机。 7.5.4.顶管出洞
当井内、井外的准备工作全部完成后，可将机头吊放到井内导轨上，调整好方向，开始顶管的出洞，工作井壁前墙有机头及管道出洞的预留洞口。由于地下水位比较丰富，为防止井外水土从预留洞口与机头外壁之间的缝隙流入工作井内，预留孔洞与管道间取消常规的密封装置而改用动密封装置。
·洞口密封结构：出洞口密封结构的作用是阻止在顶管过程中泥水从管节与洞口间的间隙流入井内。由于地下水位较高，改一般性的密封结构
根据管道中心线与井壁预留孔的位置，制作一个双层钢结构的内套环，套环内圈设有多层橡胶止水带，止水带之间填充黄油，套环安装在预留孔与管节之间，外围焊接在孔的预埋钢板上，内圈橡胶紧贴管节。
·破墙的出洞：当机头前端进入洞口密封圈后，即可破墙出洞。工作井预留洞口已用钢封门临时封堵，在顶前采用气割按水平方向一点点地将封门割除，然后将机头推进，切入土体中，随后即可进行正常顶管施工。为保证顶管机头出洞的万无一失，除采用大管径井点外，应事先对洞口周围一定范围内的土体进行双液注浆压密，更有效地防止外侧的水土进入工作井。双液注浆压密范围为：长2m×宽4m×深6m。
·方向监测：顶管出洞方向控制得好，整条管道才有可能顶好，顶管出洞不好，整条管道都难于顶好，故必须严格控制顶管出洞精度，采用跟踪测量，随时调整机头出洞的方向及高程偏差。
7.5.5.顶进施工
A、当工具管顶入沉井前壁外的土体后，留其尾部约30cm长搁置在导轨上，收回千斤顶活塞杆，卸走顶铁，安装管节和分压环，开始进行管道的顶进施工。
B、为实现有一次能顶进80m的距离，本工程拟采用下述两项技术措施：第一、在管壁外压注触变泥浆，形成一定厚度的泥浆套，利用触变泥浆的润滑作用，以减少
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顶进阻力；第二、采用中继间接力顶进技术，实行分段逐次顶进。
C、注浆减阻：压注触变泥浆填充管道的外周空隙，是减小地层损失控制地面沉降，减小顶进阻力实现长距离顶管的重要措施。对顶管机头尾端的压浆，要紧随管道顶进同步压浆。为使管道外周形成的泥浆始终起到支承地层和减阻作用，在后续管道的适当点位，还必须进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失量。压浆所用设备有：①注浆泵（螺杆泵，排量1000L/min，压力3Mpa）；②搅拌器；③注浆管道（主管φ50mm钢管，支管φ25mm）；④管道阀门和压力计。所用的触变泥浆是由膨润土、水和掺合剂按一定比例混合而成。施工现场按重量计的触变泥浆配合比为：水：膨润土=8:1，膨润土：CMC=30:1，本工程拟购置膨润土袋装复合材料，在现场施工加水拌和。压浆量为管道外围环形空隙的1.5倍，压注压力根据管顶水压力而定。
顶管机顶管机A、B管间隔,共10节A、B管间隔,共10节标准管标准管A管A管标准管标准管B管B管A管A管B管B管注浆管节分布及注浆口布置图 7.5.6.测量与纠偏 ①顶管测量控制
测量控制网及井下测量平台的建立：开工前根据设计图纸和业主提供的测量控制点，在工作井周围布设一个高精度的测量控制网，设置临时水准点。按设计要求在地面定出管道中心线，并在工作井的两端放设中心线桩，并按照设定的管道中心线和工作井井位建立地面与地下测量控制系统。控制桩设在不易扰动，视线畅通便于校核的地方。
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