精品資料（2021-2022年收藏）泥水平衡頂管控制匯總

1、泥水平衡頂管質(zhì)量控制近年來，在開封、鄭州等地管道頂管的施工中，相繼采用了泥水平衡法頂管施工，解決了傳統(tǒng)頂管出現(xiàn)的弊病，下面就泥水平衡頂管施工簡要說明，以幫助監(jiān)理人員更好了解。一、 簡介泥水平衡頂管施工是機械化頂管施工的主要方法之一，屬于機械化、長距離頂進施工技術(shù)，其特點為：刀盤將切削的土壤送入泥水倉，然后由送水泵將具有一定濃度的泥水送至挖掘面，通過刀盤充分?jǐn)嚢韬笥膳拍啾媒?jīng)排泥管道將泥水送至地面泥漿池，經(jīng)沉淀或分離后泥水可重復(fù)利用，殘渣外運；掘進過程通過刀盤以及頂速平衡正面土壓力，調(diào)節(jié)循環(huán)水壓力用以平衡地下水壓力；采用流體輸送切削入泥倉的土體，頂進過程中不間斷，施工速度快；無需土質(zhì)改良或降水處理

2、，施工后地表沉降小。通常泥水平衡頂管的主要設(shè)備有：掘進機、主頂設(shè)備、測量設(shè)備、井內(nèi)旁通、控制系統(tǒng)等；輔助設(shè)備包括：泥水處理設(shè)備、注漿設(shè)備等。泥水平衡頂管施工適用于各種粘土、粉土、砂土和滲透系數(shù)較大的砂卵石，也適應(yīng)強風(fēng)化巖等惡劣地質(zhì)條件下的室外給水、排水、電力及其它適用于頂管施工的管道工程。泥水平衡頂管一般適用于管徑D4002400mm的管道施工，由于泥水平衡頂管頂距長、不需降水、能很好控制地面隆沉、施工安全等特點，并可適用于各類復(fù)雜地質(zhì)條件，因此像穿越重要公路、鐵路、建筑物等特殊工程地段、穿越砂層、淤泥質(zhì)土等特殊地質(zhì)構(gòu)造地段應(yīng)用泥水平衡頂管施工工法，可達到良好的效果。泥水平衡頂管施工技術(shù)是利用

3、泥水壓力來平衡土壓力和地下水壓力的一種頂管施工方法。其基本原理是由送水泵將具有一定濃度的泥水送至挖掘面，再經(jīng)井內(nèi)旁通壓力調(diào)整閥及調(diào)整排泥泵轉(zhuǎn)速來調(diào)整進水壓力大小，使其平衡地下水壓及挖掘面土壓力，盡量使掘進機刀盤在平衡壓力下工作，從而可防止由于挖掘面的失穩(wěn)，造成地面沉降和隆起。基本工藝流程工程開始測量放樣測量復(fù)核工作坑開挖地面設(shè)備準(zhǔn)備工作坑設(shè)備安裝注漿材料準(zhǔn)備進洞準(zhǔn)備機頭出洞加中繼間注漿減摩頂進推進結(jié)束機頭入洞水平頂進下管、接口安裝二、施工要點1施工準(zhǔn)備泥水平衡頂管施工前應(yīng)編制詳細的施工組織設(shè)計，其中施工方案應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）施工依據(jù)、內(nèi)容、范圍施工方案應(yīng)依據(jù)經(jīng)過批準(zhǔn)的工程文件，按照經(jīng)過批準(zhǔn)

4、的地堪資料進行工藝設(shè)計；施工方案應(yīng)明確施工內(nèi)容和范圍并繪制施工現(xiàn)場平面布置圖。（2）頂管設(shè)備選擇泥水平衡頂管機有多種類型，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇適用的機型，以達到良好的頂進效果。（3）施工工藝施工工藝主要包括：頂管區(qū)間段長度的確定，是否使用中繼間以及中繼間的數(shù)量和布置；初始頂進的方案及措施；測量及糾偏的方法；長距離頂進減阻的方案及措施；泥水的運輸方案。（4）施工工藝參數(shù)的計算工藝參數(shù)計算主要包括：頂力的計算、后背承載力的計算、土壓力和泥水壓力控制值計算、泥水的稠度控制計算、注漿系統(tǒng)的相關(guān)計算等。（5）頂管工作井的設(shè)計和施工方法工作井的設(shè)計和施工方法主要包括以下內(nèi)容：工作井的位置及斷面形式的選

5、擇；工作井的尺寸；工作井的開挖及支撐方法；后背結(jié)構(gòu)的設(shè)計及安裝方法；洞口密封的設(shè)計；工作平臺的支搭方法；工作井的降水措施等。（6）設(shè)備安裝調(diào)試的技術(shù)措施施工設(shè)備的安裝、調(diào)試的技術(shù)措施主要包括：施工設(shè)備的安裝位置、安裝精度和牢固要求、安裝順序、調(diào)試方法和要求等。（7）施工過程控制的技術(shù)措施施工過程控制的技術(shù)措施主要包括以下內(nèi)容：工作井內(nèi)管子的吊運的安裝、泥水處理、測量等作業(yè)的空間布置以及及平行或交叉作業(yè)的安排等；頂管入洞及出洞措施；施工過程中操作室與掘進機頭、中繼間的聯(lián)絡(luò)方式等。（8）質(zhì)量安全技術(shù)措施質(zhì)量及安全技術(shù)措施主要包括：控制頂進軸線、高程誤差及其他質(zhì)量因素的措施；頂進操作及設(shè)備維護的技術(shù)

6、與安全措施；控制地面隆起、沉降的措施；穿越重要構(gòu)筑物的技術(shù)與安全措施。（9）應(yīng)對突發(fā)事件的預(yù)案進行施工過程中技術(shù)、質(zhì)量、安全的風(fēng)險分析，制訂處理風(fēng)險事件的應(yīng)急措施。（10）頂管施工記錄記錄包括頂進過程中的頂進長度、頂力數(shù)值或油泵壓力表數(shù)值、管位偏差及其校正情況、機械運轉(zhuǎn)情況、中繼間使用情況、土質(zhì)水位變化及出現(xiàn)的問題等。2工作井（坑）（1）工作井位置的選擇應(yīng)根據(jù)管道設(shè)計、地形、地層結(jié)構(gòu)、施工環(huán)境條件等因素選定。（2）工作井的開挖深度應(yīng)滿足頂進設(shè)備軌道高程及基礎(chǔ)厚度的要求。（3）工作井的結(jié)構(gòu)及支撐應(yīng)根據(jù)開挖斷面、挖深、土質(zhì)條件、地下水狀況及總頂力等進行施工設(shè)計。（4）工作井前壁上應(yīng)預(yù)留頂管入土洞口

7、，洞口中心應(yīng)與管道中心重合，洞口直徑宜大于頂管機刀盤直徑25cm。（5）工作井應(yīng)采用鋼筋混凝土護壁，工作井內(nèi)應(yīng)設(shè)有集水坑。（6）根據(jù)施工設(shè)計搭建用于吊運和防護的工作平臺，工作井上的平臺孔口的尺寸滿足管子及棄土吊運空間所需。依據(jù)管重及其他附加荷載計算選用工作平臺承重主梁。依據(jù)起吊設(shè)備能力及起吊物重量核算起重架。垂直運輸設(shè)備必須按施工中最大起吊重量選型，且符合起重設(shè)備使用的有關(guān)規(guī)定。起重設(shè)備設(shè)專人檢驗、安裝，并遵守安全操作規(guī)程。（7）工作井應(yīng)設(shè)防雨棚，有良好的施工照明條件。（8）頂管完成任務(wù)后，應(yīng)及時拆除、清理工作井，并進行井室等施工作業(yè)，經(jīng)檢驗合格后及時回填。3設(shè)備安裝及試運行設(shè)備安裝前，根據(jù)設(shè)

8、備的操作要求及施工方便的原則確定各設(shè)備的安裝位置、各種管線和電纜的鋪設(shè)位置及走向等。對設(shè)備的吊運、安裝順序進行計劃和安排。（1）設(shè)備的安裝主頂設(shè)備底盤的安裝應(yīng)支撐牢固，防止產(chǎn)生受力變形或位移。底盤的調(diào)整的定位宜在將頂管機吊運至底盤導(dǎo)軌上后進行。主頂設(shè)備液壓系統(tǒng)宜設(shè)置在主頂設(shè)備附近以便于操作，液壓軟管接頭連接清潔無污染。吊運完成后，調(diào)整底盤及頂管機機頭的位置、高程、中線、仰俯角、旋轉(zhuǎn)角等。工作井總電源閘箱及用電設(shè)備必須執(zhí)行三相五線制，且安裝漏電保護裝置，工作坑及管內(nèi)使用36V以下的照明設(shè)備；總電源的匹配大于頂管施工過程中需同時運行的全部設(shè)備功耗之和；長距離頂管時須考慮電纜的電壓降。頂管機頭內(nèi)應(yīng)設(shè)

9、有應(yīng)急照明電源，頂管機機頭、工作坑及地面設(shè)備之間設(shè)置通訊聯(lián)絡(luò)設(shè)備。工作井內(nèi)測量儀器的基座不能固定在主頂裝置底盤、工作井后背或其他可能在頂進受力時產(chǎn)生變形或位移的基礎(chǔ)上，應(yīng)安裝在獨立的固定基座上，以減少重復(fù)移動和調(diào)整次數(shù)；宜使用激光經(jīng)緯儀或激光指向儀與安裝在頂管機內(nèi)的激光目標(biāo)靶共同組成方位誤差測量系統(tǒng)，對頂進的高程的軸線誤差進行全過程的監(jiān)控。泥水分離系統(tǒng)及注漿系統(tǒng)應(yīng)安裝在地面上適當(dāng)?shù)奈恢?，符合便投料和排放所需落差的工藝要求。頂進時應(yīng)根據(jù)所頂管道的管徑確定安裝通風(fēng)設(shè)備的位置的長度。通風(fēng)設(shè)備結(jié)合管內(nèi)的工作環(huán)境條件選定，保證管內(nèi)有足夠的氧氣。（2）設(shè)備試運行設(shè)備試運行之前，應(yīng)對設(shè)備的安裝，各種管線、電

10、纜的連接進行檢查，確認安裝和連接無誤后方可接通電源。設(shè)備的試運行應(yīng)遵照設(shè)備說明書進行。通過試運轉(zhuǎn)查找和消除設(shè)備可能存在的所有問題，確認其處于完好狀態(tài)。主要包括以下內(nèi)容：不加載的情況下，電源電路開關(guān)的接通、切斷工況試驗的檢查。液壓系統(tǒng)控制閥件的動作靈敏、正確，特別注意有無控制電路反接的現(xiàn)象、操作臺顯示動作與實際動作是否一致。設(shè)備潤滑和密封系統(tǒng)供油正常，油路暢通，供油壓力可在設(shè)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。刀盤正反旋轉(zhuǎn)動作正確，無異常響聲。糾偏千斤頂?shù)纳炜s動作正常，編組動作與操作臺顯示一致。試查完畢將千斤頂回縮到工作零位。頂進千斤頂伸縮動作正常，試查完畢將千斤頂回縮到工作零位。泥水處理系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)輸送泵的試運

11、轉(zhuǎn)符合設(shè)備說明書的規(guī)定。對注漿管路進行加壓試驗和檢查，保證管路暢通、無泄漏。4頂進設(shè)備安裝、調(diào)試和試運行正常后開始正式頂進。（1） 初始頂進我們把從破洞一直到第三節(jié)砼管全部推進入土中的全過程稱之為初始頂進。在頂管施工中，初始頂進是一個至關(guān)重要的階段，它的成敗將取決于整個頂管過程的成敗。我們把初始頂進分為以下幾步：第一步是破洞。在破洞之前，洞口必須要有防止土體或砂層塌方的措施。在土質(zhì)均勻的黃土中頂進時，一般洞口采用磚砌封門；但是在砂土中，比較有效的是采取深層攪拌樁和高壓旋噴兩種方法，但是筆者推薦采用高壓旋噴來對頂管井洞口外土體進行加固。因為一般頂管施工都在比較狹小的場地，深層攪拌樁的施工設(shè)備龐大

12、，占地大，樁機高度很高，在市區(qū)很容易受高壓線等的制約，另外相比于高壓旋噴造價高，所以不推薦使用。高壓旋噴樁機小，加固土體效果理想，加固頂管井洞口外土體時可以采用純水泥漿，也可以摻加適量的粉煤灰，主要根據(jù)工期和經(jīng)濟性選擇。我們在工程工作井洞口外側(cè)采用水灰比為1：1的水泥漿，添加2%氯化鈣，正常氣溫養(yǎng)護期710天，因為養(yǎng)護期過長高壓旋噴處理過的土體強度大，機具穿過困難；而在接收井洞口處理時則摻加了30的粉煤灰，養(yǎng)護期28天。實踐證明，其固砂效果非常好，而且不影響頂進；同時高壓旋噴還可用于對工作坑坑壁的預(yù)支護，也取得了令人滿意的效果。第二步是讓頂管機入土。當(dāng)封門破除后，可把頂管機刀盤開動，用主頂油缸

13、徐徐把頂管機推入土中。這一過程中應(yīng)注意防止刀盤嵌入砂土中不轉(zhuǎn)而頂管機殼體旋轉(zhuǎn)，我們采取了控制頂進速度和在頂管機左右兩側(cè)加設(shè)角撐的辦法來防止其旋轉(zhuǎn)。第三步是將機頭后方的兩根砼管與機頭管連接，形成一個整體，用來控制頂進段的高程和中線。至此，初始推進工作完成，此時應(yīng)停下來進行一次全面的測量，并把測量數(shù)據(jù)繪成曲線，便于分析。同時，在初始頂進中還需注意，應(yīng)在初始頂進的后期方可以進行正常的方向校正工作，這是因為如果當(dāng)?shù)谝还?jié)砼管尚未與頂管機后殼體聯(lián)接時進行糾偏，這時頂管機的前殼體已在土中，后殼體沿在導(dǎo)軌上，糾偏時前殼體不動，后殼體則有可能偏離導(dǎo)軌，不僅起不到糾偏作用，反而會帶來更多的麻煩。在初始頂進階段若非

14、要糾偏不可，這時也只能用糾偏油缸推出（即用糾偏油缸伸出），而不能用糾偏油缸拉（即不能用糾偏油缸縮回）。（2）頂管機刀盤轉(zhuǎn)速和扭矩控制和調(diào)整在頂進過程中，根據(jù)土質(zhì)情況和頂進效果進行刀盤轉(zhuǎn)速和扭矩的控制和調(diào)整。正常頂進情況下刀盤應(yīng)調(diào)至高轉(zhuǎn)速、中低扭矩的狀態(tài)工作，以獲得較好的泥水分離效果。在施工中需停止刀盤回轉(zhuǎn)時，應(yīng)先停止頂進，讓刀盤回轉(zhuǎn)一段時間，觀察到刀盤工作電流（或工作油壓）開始回落后方可停止刀盤回轉(zhuǎn)。在頂進過程中發(fā)現(xiàn)刀盤工作電流（或油壓）異常上升時，應(yīng)降低頂進速度或停止頂進，待刀盤電流（或油壓）平穩(wěn)后再按正常速度頂進。當(dāng)頂管機頭發(fā)生自轉(zhuǎn)時，應(yīng)將刀盤回轉(zhuǎn)方向調(diào)至與頂管機頭自轉(zhuǎn)相同方向進行頂管機頭

15、的旋轉(zhuǎn)偏移糾正。刀盤的重新起動應(yīng)采取一切可能的措施降低起動阻力，在確認不會對設(shè)備造成破壞或進一步加大頂進困難后，方可加大扭矩起動刀盤。（3）頂進設(shè)備操作頂進設(shè)備的操作應(yīng)按前方頂進反饋的控制信息要求實施。初始頂進或中途停機重新頂進時，都應(yīng)遵循從低速到高速的控制原則。頂進速度應(yīng)盡量控制平穩(wěn)，尤其要避免頂速突然加大的現(xiàn)象。對頂進過程中出現(xiàn)的任何工作油壓波動都應(yīng)及時分析原因并采取相應(yīng)措施。遇到下列情況時應(yīng)立即停止頂進，及時分析原因并采取相應(yīng)措施，處理完善后再繼續(xù)頂進： A 頂進頂力驟升或頂力達最大值時；B 后背發(fā)生位移或后背開裂時；C 千斤頂油管不通或油泵工作不正常時；D 進水排泥管路不暢時；E 監(jiān)視

16、器工作不正常時；F 激光經(jīng)緯儀工作不正常時；G 砼管出現(xiàn)裂縫或破損時；H 洞口止水圈漏水時；I 電路發(fā)生故障時。（4）糾偏操作頂進過程中的糾偏是頂管作業(yè)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵，若操作不當(dāng)，可能造成頂力驟升、管接口破損，嚴(yán)重時可能造成管道無法頂進，引發(fā)嚴(yán)重的安全、質(zhì)量事故和重大經(jīng)濟損失，尤其是在砂層中頂進，管道極易因為泥水過度沖刷造成頂管機機頭下沉，因此，對于頂進過程的糾偏顯得尤為重要。在機頭和機頭連接工具管出洞前，即使發(fā)生中線和高程偏差，也盡可能不要糾偏，因為此時糾偏，機頭連接管尚位于導(dǎo)軌上，起不到糾偏效果；機頭連接管出洞后，若高程中線在±2以內(nèi)時，可不糾偏，當(dāng)高程或中線超出標(biāo)準(zhǔn)值2以上時，

17、根據(jù)監(jiān)視器內(nèi)的光點位置變化趨勢進行糾偏，必須有一個提前量，糾偏遵循“先糾高程，后糾中線，小角度連續(xù)糾偏”的原則，糾偏油缸的伸出量一次不得太大（以不超過2為宜）；當(dāng)光點位置有反向移動趨勢或移動速度放緩時，可將糾偏油缸縮回，停止糾偏，糾偏時還應(yīng)觀察監(jiān)視器內(nèi)仰俯角和旋轉(zhuǎn)角變化，作為參考數(shù)值，仰俯角和旋轉(zhuǎn)角最大偏差不得超過原始值3°。 當(dāng)監(jiān)視器中光點發(fā)生顯著變化時，應(yīng)停止頂進，測量人員須下坑對經(jīng)緯儀進行重新校正復(fù)核，查找是否屬儀器被觸碰或震動所致；若不是，須進行原因分析，并會商處理辦法。 頂進工程中，操作人員應(yīng)隨時監(jiān)測監(jiān)視器各項數(shù)據(jù)的變化，并及時記錄，在分析記錄數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行糾偏。 頂管過

18、程中，操作人員必須對頂管各項數(shù)值進行紀(jì)錄，頂進記錄應(yīng)做到記錄準(zhǔn)確、清楚、完整、及時，頂進記錄每頂進一根管子記錄數(shù)據(jù)不得少于一次，每班次不少于6次，尤其是交接班前，無論該管子是否完全頂進都應(yīng)進行紀(jì)錄，交接班必須履行交接班手續(xù)，測量人員應(yīng)相互溝通。 測量人員應(yīng)對激光經(jīng)緯儀進行每作業(yè)班次不少于兩次的校核，并保留校核紀(jì)錄。5測量與監(jiān)控（1）編制測量及監(jiān)控方案頂管施工開始前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計文件規(guī)定的工程內(nèi)容與現(xiàn)場環(huán)境條件及頂管施工特點編制工程的測量與監(jiān)控方案，主要包括：平面與高程控制測量方案。工作坑內(nèi)及管道內(nèi)控制測量方案。頂管施工中的測量項目、內(nèi)容、要求。頂管貫通前的測控方案。地面及周邊建筑物隆沉監(jiān)控方案。

19、（2）高程及中線誤差監(jiān)測泥水平衡頂管施工測量應(yīng)建立地面及地下測量控制系統(tǒng)，控制點應(yīng)設(shè)在不易擾動、視線清楚、方便校核、易于保護處。為了實現(xiàn)對前端頂管機偏離軸線的動態(tài)監(jiān)測、提高施工測量效率并與機械化頂管技術(shù)相適應(yīng)，泥水平衡頂管應(yīng)采用激光導(dǎo)向進行監(jiān)控。宜以激光測量數(shù)據(jù)作為頂進過程中判斷前端頂管機高程及中線誤差的主要依據(jù)。在施工經(jīng)驗不足的情況下，應(yīng)使用水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀進行高程和中線誤差的校驗測量；這種測量方法還用于對頂進管段高程及中線誤差的測量。使用水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀對頂管機進行測量應(yīng)安排在工作間隙進行，在糾偏過程中應(yīng)增加測量次數(shù)，反之在頂進正常情況下可減少測量次數(shù)。每完成一節(jié)管子的頂進，應(yīng)測量一次管中心線

20、和高程；每個接口應(yīng)測一點，有錯口時測兩點，并形成文件。工作坑與接收坑貫通后，應(yīng)進行管道最終驗收測量。確定管道的中心線與管底高程、井位位置。（3）地面隆沉情況監(jiān)控對頂管施工中地面隆起情況進行監(jiān)控，監(jiān)控應(yīng)符合下列要求：監(jiān)控基準(zhǔn)點應(yīng)設(shè)在施工影響區(qū)域外，并具有良好通視與防干擾條件。隆沉觀測點應(yīng)沿頂管機前進軸線方向?qū)ΨQ安排布置，具體布設(shè)尺寸應(yīng)結(jié)合初始頂進試驗，由施工設(shè)計確定。對需要保護的建筑物、構(gòu)筑物等應(yīng)設(shè)監(jiān)控點。對已完成的管段應(yīng)繼續(xù)進行隆沉觀測，觀測間隔時間按控制測量方案確定。（4）數(shù)據(jù)記錄與反饋準(zhǔn)確填寫頂管施工過程中每次及最終測量數(shù)據(jù)，形成完整的測量記錄。每次測量、監(jiān)控的軸線誤差與地面隆沉數(shù)據(jù)，并及

21、時進行糾偏。6頂管機的接收（1）接收井一般設(shè)在管線的檢查井位置。接收井的開挖、支撐方式與工作井類似。在有地下水地段應(yīng)進行降水處理。（2）接收井的尺寸應(yīng)滿足頂管機與首節(jié)管子脫離后進行設(shè)備檢查、維護及吊運所需空間要求。（3）接收井應(yīng)預(yù)留頂管機出洞口，洞口直徑宜大于頂管機直徑1020cm。（4）頂管機臨近接收坑井壁12m時，應(yīng)調(diào)整、控制頂管機頂進速度，加密對頂管機軸線的測控。三、質(zhì)量控制及監(jiān)理要點1、質(zhì)量控制施工質(zhì)量嚴(yán)格執(zhí)行«市政排水管渠工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)»和«給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范»中的相關(guān)規(guī)定：1.1接口必須密實、平順、不脫落，密封材料完好、均勻。1.2管內(nèi)不得有泥土、石子、砂漿、磚塊、木塊等雜物。1.3管外壁與土體間的空隙，應(yīng)填充處理完畢。1.4有嚴(yán)密性要求的管道應(yīng)經(jīng)水壓、閉水試驗合格。