港珠澳大橋拱北隧道管幕頂管技術(shù)分析

1、 港珠澳大橋拱北隧道管幕頂管技術(shù)分析匯 報(bào) 提 綱一、工程概況 二、施工工藝三、施工進(jìn)度四、遇到的一些問題一、工程概況1、拱北隧道管幕工程的地理位置及周邊環(huán)境 拱北隧道暗挖段全長255m，下穿拱北口岸限定區(qū)域，地理?xiàng)l件復(fù)雜，周邊環(huán)境敏感，東接拱北灣海域明挖段，西接鴨涌河陸域明挖段。由于地處國內(nèi)第一大陸路口岸，設(shè)計(jì)采用“管幕+凍結(jié)法”暗挖通過，要求在施工過程中不能影響口岸的正常通關(guān)，不能影響周邊建筑物及地下管線的穩(wěn)定和正常使用，地面沉降不能大于3cm。一、工程概況1、拱北隧道管幕工程的地理位置及周邊環(huán)境 1）暗挖段長度為255m，平面線形為88m緩和曲線+167m圓曲線。 2）暗挖段管幕的實(shí)施要

2、通過東、西兩個(gè)工作井來實(shí)現(xiàn)，工作井采用明挖法施工。 3）管幕由 36根 1620mm鋼管組成，其中上層17根鋼管壁厚20mm，下層19根鋼管壁厚24mm，管間距。 4）管幕距地面平均45m，管幕外側(cè)距澳門聯(lián)檢大樓樁基最近1.6m,管幕內(nèi)側(cè)距免稅商場回廊樁基最近約。 一、工程概況2、暗挖段的地質(zhì)水文條件場地范圍的土層主要有填筑土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉土、中細(xì)砂、淤泥質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土、礫砂等。土層具有軟弱、飽和含水、水量補(bǔ)給豐富、高壓縮性、高滲透性、承載力低的特點(diǎn)。一、工程概況3、暗挖段的管幕設(shè)計(jì)方案基本參數(shù)：拱頂埋深：45m開挖面積：2結(jié)構(gòu)周長：66m開挖寬度：開挖高度：0#管5#管一、工程概況3

3、、暗挖段的管幕設(shè)計(jì)方案工程暗挖段采用“管幕+凍結(jié)法”施工，管幕平均長度根。目前在國內(nèi)是最長的，位于曲率半徑的緩和曲線和圓曲線上，1620mm管幕37根。每節(jié)管長4m，采用F型承插口連接，其中壁厚24mm的管幕19根，壁厚20mm的管幕18根；一個(gè)斷面由36根鋼管組成的管幕群，國內(nèi)首創(chuàng)、世界罕見。0#管 5#管 第一施工階段的2根管： 0#異位管，5#原位管。第二施工階段4根管：9、10、28、29號(hào)管。第三施工階段群管頂進(jìn)階段，共31根管。一、工程概況4、設(shè)備性能概況(1)AVN1200TC頂管機(jī)，曲線頂管，自帶導(dǎo)向糾偏系統(tǒng)。(2)泥水分離器，分離泥漿與棄渣。(3)膨潤土分配器，可以對(duì)管節(jié)任意

4、一個(gè)部位進(jìn)行補(bǔ)充注漿。一、工程概況5、暗挖段管幕施工難點(diǎn)管幕施工的難點(diǎn)1、頂進(jìn)精度控制難 2、障礙物的處理難3、地表沉降控制難 4、突發(fā)事件處理難二、施工工藝1、總體施工組織方案先施做0#管(1#頂管機(jī))，東工作井始發(fā)，西工作井接收；0#管完成后再施做5#管（2#頂管機(jī)），西工作井始發(fā)，東工作井接收，再進(jìn)行中板及底部的8根管施工，最后進(jìn)入群管施工階段，兩井互為始發(fā)與接收井。二、施工工藝2、資源配置操作手6人管幕隊(duì)長主管工程師技術(shù)員副隊(duì)長統(tǒng)計(jì)員安全員材料員管件組裝12人泥水分離4人維修保養(yǎng)6人監(jiān)控量測5人測量復(fù)核5人普工6人(1)頂管施工人員安排二、施工工藝2、資源配置(2)機(jī)械、設(shè)備配置 序號(hào)

5、設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)、產(chǎn)地、功率單位數(shù)量1主要設(shè)備頂管機(jī)海瑞克AVN1200TC臺(tái)22中繼間1065t個(gè)23接收艙5.21.9m套14洞口止水裝置海瑞克配套套25管剎海瑞克配套個(gè)16泥水分離器 45Kwh+55kwh套27離心機(jī)、絮凝機(jī)海瑞克配套套18膨潤土站23.5kwh臺(tái)29泥漿泵55kwh臺(tái)810泥漿攪拌站自制臺(tái)211輔助設(shè)備吊車100t臺(tái)112龍門吊20t臺(tái)213施工平臺(tái)512.7個(gè)214裝載機(jī)柳工CLG855N輛215通風(fēng)機(jī)9-19A型高壓離心式通風(fēng)機(jī)11kw臺(tái)216電焊機(jī)BI-500臺(tái)817污水泵7.5KW臺(tái)218注漿泵SYB50-45臺(tái)219濾油機(jī)臺(tái)1二、施工工藝2、資源配置(3)材

6、料配置序號(hào)材料名稱 規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量1泥漿系統(tǒng)膨潤土易鉆t 142非開挖專用膨潤土DW-HDDt 103水解聚丙烯酰胺HPAMt 54氫氧化鈉（片堿）t 35碳酸鈉（純堿）t 36頂進(jìn)系統(tǒng)管節(jié)20mm厚節(jié) 1237木質(zhì)墊塊20mm厚套 1238橡膠圈鷹嘴型個(gè)2469螺栓M33套250010支架3mm角鋼個(gè)73811輔助系統(tǒng)膨潤土管DN32 2.8m個(gè) 3212DN32 1.2m個(gè) 6413電纜3240+2120銅芯電纜m30014泥漿管DN125m60015通風(fēng)管DN200PVC管m54016注漿管40管個(gè) 1476 17球閥40個(gè) 1476二、施工工藝3、平面布置二、施工工藝4、施工準(zhǔn)備(1

7、)管節(jié)加工管節(jié)生產(chǎn)：目前累計(jì)生產(chǎn)成品管節(jié)1953節(jié)，現(xiàn)庫存1569節(jié)。質(zhì)量控制： a、采用數(shù)控切割機(jī)床、卷管機(jī)、埋弧焊機(jī)、精密銑床等配套加工設(shè)備； b、聘請(qǐng)了經(jīng)驗(yàn)豐富的專家對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，并現(xiàn)場指導(dǎo)管件加工； c、不斷改進(jìn)加工工藝，成品管節(jié)焊縫采用超聲波無損檢測； d、對(duì)成品管節(jié)進(jìn)行防腐處理，編號(hào)后集中堆放。二、施工工藝 卷管 埋弧焊接 承口焊接插口安裝成管檢驗(yàn)4、施工準(zhǔn)備(1)管節(jié)加工四、施工工藝4、施工準(zhǔn)備(2)管幕頂進(jìn)工藝流程二、施工工藝4、施工準(zhǔn)備(3)地連墻破除序號(hào)區(qū)域地連墻破除方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)持續(xù)時(shí)間1東側(cè)工作井采用周邊取芯(徑80mm)形成一定的臨空面，內(nèi)部鉆孔安裝膨脹炸藥，依靠

8、其膨脹性擠壓四周混凝土，爾后人工風(fēng)鎬處理局部混凝土，氧氣焊切割鋼筋的方法輪廓線控制比較規(guī)則，有利于孔口管密封膨脹炸藥膨脹效果耗時(shí)較長，功效低，工期不可控，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大7天2西側(cè)工作井采用破碎錘配合人工風(fēng)鎬處理功效高，工期可控，用機(jī)械破除可降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度輪廓線不規(guī)則，不利于密封模板的安裝3.5天 始發(fā)孔口管輪廓線 接收孔口管輪廓線小結(jié)：下一步地連墻的破除，采取人工周圍鉆孔取芯，控制輪廓線線型，中心采取人工風(fēng) 鎬配合破碎錘破除混凝土。二、施工工藝4、施工準(zhǔn)備(4)孔口管安裝孔口管安裝主要控制以下三點(diǎn)：精度、錨固、密封。序號(hào)名稱主要方面注意事項(xiàng)1精度1、軸線控制的關(guān)鍵是控制孔口管的軸線同試驗(yàn)管

9、設(shè)計(jì)軸線一致，平面偏差不超過3cm；2、高程控制的關(guān)鍵是控制孔口管軸心高程與設(shè)計(jì)高程偏差不超過3cm，管道內(nèi)輔助滑板的高程宜高于設(shè)計(jì)高程2cm，防止機(jī)頭下垂，有利于頂管機(jī)始發(fā)。在孔洞內(nèi)安裝3根定位鋼管，使孔口管外壁順著定位鋼管滑進(jìn)孔洞內(nèi)。2錨固頂管機(jī)始發(fā)時(shí)，由于機(jī)頭緊貼著孔口管內(nèi)滑板，擠壓滑板向前頂進(jìn)，同時(shí)機(jī)頭進(jìn)入始發(fā)密封圈后要保持一定的壓力，為防止孔口管沿軸線方向移動(dòng)、垂直軸線方向旋轉(zhuǎn)，在孔口管內(nèi)部布設(shè)兩環(huán)32限位鋼筋，每環(huán)3根，每根0.5m。限位鋼筋采用錨固劑錨固牢固，鋼筋尾部焊接在孔口管管壁上。3密封孔口管固定完成后，周邊采用錨固劑密封，然后進(jìn)行回填注漿。首先在孔口管的頂部預(yù)留一個(gè)排氣孔

10、，排氣孔采用32鋼管，鋼管頂部緊貼混凝土面；在孔口管的底部或者側(cè)面預(yù)留一個(gè)注漿孔，采用32鋼管。二、施工工藝4、施工準(zhǔn)備(4)孔口管安裝徑向鉆孔密封注漿二、施工工藝4、施工準(zhǔn)備(5)施工平臺(tái)的安裝 前期 施工平臺(tái) 群管頂進(jìn)升降平臺(tái)二、施工工藝 4、施工準(zhǔn)備(6)附屬設(shè)備的安裝 主要包括：泥漿泵、支撐板、頂進(jìn)軌道、頂進(jìn)油缸、各種管件及通風(fēng)設(shè)施的安裝等。 主要包括：泥水分離系統(tǒng)、離心機(jī)絮凝系統(tǒng)、泥漿配制裝置、水泥漿制備裝置、井外管線布置等。 設(shè)備連接完成后，對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行始發(fā)工作。井內(nèi)附屬設(shè)備的安裝井外附屬設(shè)備的安裝二、施工工藝4、施工準(zhǔn)備(7)其它附屬設(shè)施1)雨棚為現(xiàn)場提

11、供半工廠化的良好施工環(huán)境。2)龍門吊提供垂直運(yùn)輸和管節(jié)吊裝連續(xù)施工條件。3)設(shè)置步行鐵梯供人員及小型機(jī)具材料安全方便到達(dá)施工平臺(tái)。4)設(shè)置工作井周邊護(hù)欄作臨邊安全防護(hù)。二、施工工藝4、施工準(zhǔn)備(8)技術(shù)協(xié)調(diào)會(huì)業(yè)主主持召開會(huì)議10次；監(jiān)理主持召開會(huì)議6次；與德國海瑞克公司技術(shù)交流會(huì)12次；項(xiàng)目部內(nèi)部討論會(huì)議37次；技術(shù)交底會(huì)議4次；工班交底會(huì)議3次；現(xiàn)場會(huì)5次；自開工以來至5號(hào)管施工完成，各方召開關(guān)于管幕工程會(huì)議約80次。二、施工組織安排4、施工準(zhǔn)備(9)通過工地學(xué)校的組織形式加強(qiáng)了對(duì)操作手的培訓(xùn)25操作手在海瑞克廣州工廠培訓(xùn)二、施工組織安排4、施工準(zhǔn)備(9)通過工地學(xué)校的組織形式加強(qiáng)了對(duì)操作手

12、的培訓(xùn)26二、施工工藝5、始發(fā)階段 從頂管機(jī)推進(jìn)油缸推動(dòng)機(jī)頭出發(fā)，直至啟動(dòng)糾偏油缸，屬于始發(fā)階段。 受軌道、地連墻、加固土體的影響，考慮始發(fā)段曲線頂管操作方便，始發(fā)段采用曲線直頂，本試驗(yàn)段曲線直頂長度為12.8m(3.4m+1.0m+4.2m+4.2m)。(1)始發(fā)階段概述二、施工工藝5、始發(fā)階段始發(fā)井密封圈、管剎 (1)為了保證密封效果，始發(fā)端與孔口管連接部位采用始發(fā)密封圈。 (2)在管節(jié)安裝時(shí)，為防止管節(jié)后退，安裝管剎。(2)始發(fā)階段設(shè)備安裝二、施工工藝始發(fā)段采用曲線直頂?shù)姆绞?，軌道、孔口管、設(shè)計(jì)軸線均須處在同一條軸線上。序號(hào)名稱作用控制指標(biāo)1泥水平衡泥漿1、泥水平衡：在掌子面形成泥漿護(hù)套

13、，維持泥水平衡，保證土體穩(wěn)定。2、懸浮、攜帶土渣：泥漿作為松散土渣的介質(zhì)，把頂進(jìn)過程形成的泥渣通過泥漿攜帶至泥漿處理系統(tǒng)粘度和比重。泥水平衡泥漿粘度根據(jù)不同地層進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，試驗(yàn)管階段泥漿粘度不小于40s，泥漿比重控制范圍1.031.27。2觸變泥漿減阻潤滑：觸變泥漿要求具有優(yōu)良的觸變性能，即在流動(dòng)過程中阻力小，利于泥漿迅速分布到環(huán)空各個(gè)部位；在注漿停止后，泥漿可以快速變?yōu)槟z狀，流動(dòng)阻力瞬間提高，從而減少泥漿漏失，使環(huán)空能長時(shí)間充滿泥漿，降低推進(jìn)油缸推力，更好的控制掘進(jìn)精度。觸變泥漿參數(shù)：本試驗(yàn)管漏斗粘度控制為不小于50s。5、始發(fā)階段(3)線型控制(4)泥漿二、施工工藝 (1)始發(fā)時(shí)為防

14、止機(jī)頭懸空下墜，在孔口管內(nèi)鋪設(shè)一滑板，以便機(jī)頭平滑過渡到掌子面。 (2)在頂進(jìn)環(huán)后推支座處加設(shè)一防偏轉(zhuǎn)裝置,防止破除素混凝土墻時(shí)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。滑板防偏轉(zhuǎn)裝置5、始發(fā)階段(5)始發(fā)段姿態(tài)控制二、施工工藝6、初始參數(shù)設(shè)置7、頂進(jìn)參數(shù)序號(hào)累計(jì)進(jìn)尺(m)推進(jìn)速度(mm/min)自然水土壓力（bar）開挖倉泥水壓(bar)刀盤驅(qū)動(dòng)油壓(bar)進(jìn)漿量(m/h)排漿量(m/h)主頂力(t)地質(zhì)條件11.25230.300.35901001021102040素混凝土墻26.920800.430.451001301021183070旋噴樁加固段312.51102510.430.65120140981154070富

15、水砂層 遵循泥水平衡原理，通過上表分析得出以下結(jié)論： (1)推進(jìn)速度與開挖倉泥水壓力隨著地質(zhì)情況的變化需要進(jìn)行不斷的調(diào)整。 (2)頂進(jìn)時(shí)泥水倉壓力應(yīng)大于自然水土壓力約為宜。 初始參數(shù)設(shè)置分三個(gè)部分：激光標(biāo)靶參數(shù)設(shè)置（ELS）、高度傳感器設(shè)置（HWL）、激活陀螺儀（GNS）。 通過ELS參數(shù)設(shè)置可以確定機(jī)器的狀態(tài)，與設(shè)計(jì)理論值比較，如有偏差進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整；HWL高度傳感器實(shí)時(shí)的反應(yīng)頂進(jìn)過程中高程的變化，指導(dǎo)操作手進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整操作參數(shù)；通過GNS系統(tǒng)系統(tǒng)輸入管道曲線要素，確定管道走向，指導(dǎo)頂進(jìn)操作。(6)初始參數(shù)設(shè)置5、始發(fā)階段(7)頂進(jìn)參數(shù)二、施工工藝6、頂進(jìn)階段 掘進(jìn)機(jī)頭始發(fā)完成后，通過建立

16、泥水平衡，依靠推進(jìn)油缸的頂力，將機(jī)頭和管節(jié)頂進(jìn)地層中，并使其沿著設(shè)計(jì)軸線推進(jìn)，在推進(jìn)的同時(shí)通過攜渣泥漿不斷出渣。 接頭形式：管幕縱向接頭采用F型接頭型式，通過管幕端頭焊接20mm厚法蘭和40塊20mm縱向加勁板的形式形成管幕承口和插口，以適應(yīng)管節(jié)之間偏轉(zhuǎn)的需要。(1)頂進(jìn)階段概述(2)管節(jié)連接二、施工工藝 為了提高受力的均勻性，同時(shí)為了保持管節(jié)之間的開口度，根據(jù)管節(jié)之間的張角，在承口與插口法蘭之間設(shè)置木質(zhì)墊塊，墊塊厚度2cm。墊塊與管節(jié)連接采用扎帶綁扎。環(huán)型木墊塊6、頂進(jìn)階段(2)管節(jié)連接二、施工工藝 1)鷹嘴橡膠圈 鷹嘴橡膠圈安裝完成后，由于橡膠圈厚較大，原設(shè)計(jì)承插口打坡口較小，安裝時(shí)難度較

17、大。對(duì)坡口進(jìn)行調(diào)整，能夠滿足施工要求。試驗(yàn)管施工過程中，密封圈無滲水現(xiàn)象。 螺栓連接孔布置圖 2)螺栓 在承插口法蘭上設(shè)置20個(gè)螺栓孔，采用M33限位螺栓進(jìn)行連接。頂進(jìn)過程中，螺栓保持松弛狀態(tài)，預(yù)留7mm空隙，從而保證了管節(jié)的開口度和管道的曲線軌跡符合設(shè)計(jì)要求，并在貫通后，逐一擰緊。鷹嘴橡膠圈6、頂進(jìn)階段(2)管節(jié)連接二、施工工藝 膨潤土分配器：膨潤土分配器屬于膨潤土潤滑設(shè)備的執(zhí)行元件，用于施工過程中補(bǔ)充觸變泥漿，潤滑管壁，降低推進(jìn)油缸推力。 膨潤土分配器從第一節(jié)管開始，每四節(jié)管安裝1組，3個(gè)注漿口呈120均布。頂進(jìn)過程中，第一個(gè)分配器隨著進(jìn)尺同步注漿。其余分配器，根據(jù)推進(jìn)油缸推力變化，適時(shí)啟

18、用補(bǔ)充注漿膨潤土站工作原理圖膨潤土分配器工作示意圖6、頂進(jìn)階段(3)管內(nèi)配套部件的安裝二、施工工藝 頂管機(jī)運(yùn)行配套設(shè)施管線如下： 管線支架、液壓油管、數(shù)據(jù)線、氣壓管、進(jìn)排漿管、膨潤土管等管件。管道內(nèi)管線敷設(shè)圖6、頂進(jìn)階段(3)管內(nèi)配套部件的安裝二、施工工藝序號(hào)管節(jié)編號(hào)進(jìn)尺(m)刀盤的工作壓力(bar)開挖倉泥水壓(bar)推進(jìn)速度(mm/min)主頂推力(t)地質(zhì)條件1002.41.30.39025孔口管2122.410.1901200.43101204070素混凝土、旋噴樁331410.160.41001300.651473665274富水砂層4153660.4153.31201600.65

19、0.83319056120中細(xì)砂、回填土53742153.3179.0991280.650.7531035090140富水砂層64353179.0223.91201440.650.859015886154砂層、粉質(zhì)粘土、回填土75459223.9248.41201400.850.9522333094114淤泥質(zhì)粘土、砂層86061248.4256.81271330.650.91138170210素混凝土、旋噴樁、粉質(zhì)粘土962256.8259.600.4360-857086接收艙 頂管頂進(jìn)參數(shù)的變化影響的主要因素為地質(zhì)條件，0#管、5#管頂進(jìn)過程中，0#管地質(zhì)情況條件較復(fù)雜，0#管頂進(jìn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

20、如下表。6、頂進(jìn)階段(4)不同地質(zhì)條件下頂進(jìn)參數(shù)及姿態(tài)控制四、頂進(jìn)階段分析: (1)地質(zhì)條件對(duì)頂進(jìn)工藝影響大。 (2)地質(zhì)變化時(shí)需注意: 自砂層進(jìn)入粘土層 在砂層中正常推進(jìn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)刀盤工作壓力、開挖倉推進(jìn)壓力持續(xù)升高，泥漿流量降低，大幅度的降低推進(jìn)速度也不能解決，可以判斷地層中出現(xiàn)了粘土，將泥水循環(huán)閥門轉(zhuǎn)換為粘土閥門，沖刷刀盤，調(diào)節(jié)推進(jìn)速度和泥漿泵轉(zhuǎn)速維持工作壓力穩(wěn)定即可。 粘土層進(jìn)入砂層 在泥土中推進(jìn)發(fā)現(xiàn)刀盤工作壓力一直下降，增加了推進(jìn)速度，還是下降，說明地層中粘土成分減少，過度沖刷掌子面，應(yīng)立即關(guān)閉粘土閥門，調(diào)整推進(jìn)速度和調(diào)節(jié)推進(jìn)速度和泥漿泵轉(zhuǎn)速維持工作壓力穩(wěn)定。 6、頂進(jìn)階段(4)不同地

21、質(zhì)條件下頂進(jìn)參數(shù)及姿態(tài)控制二、施工工藝不同地質(zhì)條件下控制要點(diǎn)序號(hào)地質(zhì)情況特點(diǎn)頂進(jìn)時(shí)控制要點(diǎn)建立泥水平衡難易程度注意事項(xiàng)1素混凝墻強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好頂進(jìn)速度容易控制主頂油缸推力，不宜過大2攪拌樁加固區(qū)域強(qiáng)度較高、穩(wěn)定性好頂進(jìn)速度容易建立泥水平衡后正常頂進(jìn)3砂層強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差泥水平衡較容易控制進(jìn)排漿量、觀察出渣量4富水砂層強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差泥水平衡難控制進(jìn)排漿量、攜渣泥漿粘度變化5粘土層強(qiáng)度低、穩(wěn)定性較差泥水平衡較難適時(shí)調(diào)整攜渣泥漿、防止機(jī)頭被粘土包住6、頂進(jìn)階段(4)不同地質(zhì)條件下頂進(jìn)參數(shù)及姿態(tài)控制二、施工工藝 泥漿性能主要的控制指標(biāo)：粘度與比重。 1)觸變泥漿 觸變泥漿為一次性消耗漿液，泥漿性能

22、確定后，受頂進(jìn)距離及地質(zhì)條件的變化的影響較小，其性能指標(biāo)：粘度50s，比重。 2)泥水平衡泥漿 泥水平衡泥漿受頂進(jìn)距離及地質(zhì)條件變化的影響較大，需要對(duì)控制指標(biāo)做相應(yīng)的調(diào)整。 a粘度 試驗(yàn)管頂進(jìn)過程中，泥漿的粘度在頂進(jìn)前與頂進(jìn)后會(huì)隨著地質(zhì)條件的不斷變化出現(xiàn)不同的變化。 b比重 隨著頂進(jìn)距離的增大，泥水平衡泥漿的比重不斷的增加，進(jìn)而會(huì)降低泥漿的攜渣能力，特別是粘土層。如果泥漿比重過大，容易造成進(jìn)、排泥漿失衡，從而導(dǎo)致頂進(jìn)面壓力過大，引起地表隆起。泥漿比重大小的適用性還取決于泥漿泵的功率大小，如果泥漿泵的功率夠大，而攜渣運(yùn)距又不是很遠(yuǎn)，泥漿比重偏大，具有一定的經(jīng)濟(jì)性。試驗(yàn)管施工過程中，泥水平衡泥漿的

23、比重控制在。6、頂進(jìn)階段(5)泥漿二、施工工藝序號(hào)管節(jié)編號(hào)泥漿黏度/s地質(zhì)情況粘度變化情況頂進(jìn)開始頂進(jìn)結(jié)束111065503545富水砂層降低2111846674390砂層含少量粘土增大3192837533756砂層基本不變4293537484876砂層含粘土增大53640529053135粉質(zhì)粘土層、淤泥層增大6364645604766砂層基本不變74752355846108粉質(zhì)粘土層、淤泥層增大8435938473845砂層基本不變9606136394149攪拌樁加固層增大泥水平衡泥漿粘度統(tǒng)計(jì)表0#管泥水平衡泥漿粘度統(tǒng)計(jì)表6、頂進(jìn)階段(5)泥漿二、施工工藝 0#管、5#管階段，中繼站安裝于

24、機(jī)頭后50m，在推進(jìn)油缸頂力超過450t時(shí)啟用，起到傳遞推進(jìn)力的作用。中繼站有10個(gè)油缸組成，可提供的最大推力為650t。 在頂進(jìn)過程中，0#管推進(jìn)油缸最大推力210t, 5#管推進(jìn)油缸最大推力295t,均發(fā)生在接收端破除素混凝土過程中，均未啟用中繼間。 盡管中繼間的加工、安裝拆除均費(fèi)時(shí)、費(fèi)工，但作為頂力儲(chǔ)備，中繼間還是必要的。6、頂進(jìn)階段(6)中繼間二、施工工藝7、接收階段 曲線頂管在機(jī)頭離接收一定距離時(shí)，為了精確的進(jìn)行接收，要求必須進(jìn)行機(jī)頭的姿態(tài)調(diào)整，從進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整開始至頂進(jìn)終止屬于接收階段。頂管機(jī)進(jìn)入接收艙(1)接收階段定義二、施工工藝 頂管推進(jìn)至接收段時(shí)，對(duì)頂管機(jī)的位置進(jìn)行精確的測量，

25、明確掘進(jìn)機(jī)中心軸線與隧道設(shè)計(jì)中心軸線的相對(duì)位置，同時(shí)對(duì)接收孔中心進(jìn)行復(fù)核測量，確定頂管機(jī)的貫通姿態(tài)并制定掘進(jìn)糾偏計(jì)劃。 在考慮頂管機(jī)的貫通姿態(tài)時(shí)注意兩點(diǎn)： 一是頂管機(jī)貫通時(shí)的中心軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線的偏差； 二是接收孔中心位置的偏差。綜合這些因素在管道設(shè)計(jì)中心軸線的基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)頭的姿態(tài)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。糾偏要逐步完成，每一節(jié)糾偏量不宜過大。 接收艙內(nèi)徑為1880mm總長，由穩(wěn)壓管、前艙、中艙、尾艙(密封艙)及附屬閘閥(注漿閥、排漿閥、穩(wěn)壓管閥等)等幾部分組成，安裝就位以后灌漿。 7、接收階段(2)姿態(tài)調(diào)整(3)接收艙二、施工工藝 為了控制素混凝土墻破碎的時(shí)機(jī)，減少素混凝土破碎時(shí)大塊混凝土存在的幾率；同

26、時(shí)控制接收精度，控制機(jī)頭按照預(yù)計(jì)方案進(jìn)入接收艙，在始發(fā)段制定了三線控制法。三線控制法指：減速線(DL)、破墻線(BL)、頂進(jìn)終止線(SL)。 7、接收階段(4)三線控制法（DL、BL、SL）二、施工工藝 接收密封包括接收艙的密封和開艙前泥漿置換。 接收前必須保證接收艙各連接件之間是密封狀態(tài)。各部件之間采用橡膠密封圈進(jìn)行密封連接。 開艙前泥漿置換注漿目的是為了防止因接收艙打開泄壓，引起環(huán)空漿液的流失，進(jìn)而避免地層內(nèi)水土流失，防止土體分層沉降的發(fā)生。7、接收階段(5)接收密封二、施工工藝7、接收階段(6)0#管始發(fā)與接收階段照片二、施工工藝7、接收階段(7)5#管始發(fā)與接收階段照片二、施工工藝8、

27、測量 主要包括兩個(gè)內(nèi)容：掘進(jìn)機(jī)標(biāo)靶測量及管節(jié)軌跡偏移。 掘進(jìn)機(jī)標(biāo)靶測量方法： 管內(nèi)控制測量采用支導(dǎo)線法，施工測量觀測機(jī)頭標(biāo)靶的三維坐標(biāo)，對(duì)其水平偏差、垂直偏差及里程進(jìn)尺三要素進(jìn)行復(fù)核。(1) 頂管控制測量 在豎井的地下連續(xù)墻上架設(shè)支架，制作為強(qiáng)制對(duì)中器，布設(shè)了兩個(gè)起始控制點(diǎn)。并隨著頂管的推進(jìn)，在管節(jié)的某些位置也安裝強(qiáng)制對(duì)中點(diǎn)。作用在于有效地減小了對(duì)中帶來的誤差，而且規(guī)避了軟地基對(duì)點(diǎn)位、以及儀器架設(shè)的影響。機(jī)頭標(biāo)靶二、施工工藝8、測量 管節(jié)軌跡偏移測量方法 在管節(jié)法蘭連接處，將水平尺兩端卡在管節(jié)上并保持水準(zhǔn)氣泡居中，觀測水平尺上反射片的十字絲得出三維坐標(biāo)(a,b,c)，坐標(biāo)反算可得測點(diǎn)處的里程S

28、，則可推算出此里程處的設(shè)計(jì)值(X,Y,Z)，此里程的實(shí)際坐標(biāo)為(x,y,z)，其中：x=a,y=b,z=c+L-R，實(shí)際值和理論值比較得出偏差值(X,Y,Z)。(1) 頂管控制測量管幕軸線偏移測量二、施工工藝8、測量 用復(fù)核測量成果糾偏是非常必要的。(2) 數(shù)據(jù)分析偏差糾正對(duì)比表(0#管)二、施工工藝8、測量(2) 數(shù)據(jù)分析偏差糾正對(duì)比表(5#管)二、施工工藝8、測量(3) 測量成果0#管貫通點(diǎn)坐標(biāo)偏差項(xiàng) 目XYH設(shè)計(jì)坐標(biāo)2457948.771453328.829-0.798實(shí)測坐標(biāo)2457948.766453328.827-0.802偏差值(mm)-5+2+4項(xiàng) 目XYH設(shè)計(jì)坐標(biāo)245797

29、8.608453580.796-3.114實(shí)測坐標(biāo)2457978.574 453580.788 -3.105 偏差值(mm)+34 +8 -9 5#管貫通點(diǎn)坐標(biāo)偏差六、測量與監(jiān)測1、測量(3) 測量成果0#管軌跡水平曲線圖0#管軌跡高程曲線圖54六、測量與監(jiān)測1、測量(3) 測量成果5#管軌跡水平曲線圖5#管軌跡高程曲線圖55六、測量與監(jiān)測1、測量(3) 測量成果5#管頂進(jìn)對(duì)0#管軌跡的影響 5#管頂進(jìn)對(duì)0#管軌跡的影響較小，5#管頂進(jìn)前后0#管最大偏移12mm，平均偏移4mm56二、施工工藝9、監(jiān)控量測(1) 監(jiān)控量測項(xiàng)目位置編號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)量測點(diǎn)數(shù)監(jiān)測儀器備注試驗(yàn)管1地表豎向位移點(diǎn)38938

30、9水準(zhǔn)儀2深層豎向位移點(diǎn)66位移計(jì)3地下水位孔1010鋼尺量測4土體分層沉降管10分層沉降儀科研5深層土體位移管10測斜儀科研6孔隙水壓力組22孔隙水壓力計(jì)科研7土壓力孔55土壓力盒科研 監(jiān)控量測項(xiàng)目一覽表二、施工工藝9、監(jiān)控量測(2)監(jiān)控量測布設(shè) 0#，5#管頂進(jìn)過程中，對(duì)周邊可能影響范圍土體的地面沉降及其頂進(jìn)上方一定管段和風(fēng)雨廊等進(jìn)行監(jiān)測。為摸清深層沉降規(guī)律，我方重點(diǎn)監(jiān)測了剛開始頂進(jìn)階段約2030m處的深層沉降變化情況，為后續(xù)施工提供第一手資料。暗挖段監(jiān)測點(diǎn)平面布置圖深層沉降測點(diǎn)剖面圖二、施工工藝9、監(jiān)控量測(2) 監(jiān)測量測布設(shè) 設(shè)置5個(gè)監(jiān)測斷面，每個(gè)斷面有2個(gè)測斜孔，2個(gè)分層沉降測量孔和

31、1個(gè)土壓力計(jì)測量孔。分層沉降孔底距離管頂，測斜孔距離頂進(jìn)管道的垂直距離為。監(jiān)測元件斷面分布圖0#頂進(jìn)軌跡分層沉降孔分層沉降孔測斜孔測斜孔土壓力盒埋設(shè)孔0#管軸線二、施工工藝9、監(jiān)控量測(3) 監(jiān)測結(jié)果 1) 地表豎向位移 通過監(jiān)測，CJ2斷面累計(jì)沉降值最大，為。在機(jī)頭通過該斷面時(shí)，地面測點(diǎn)沒有發(fā)生明顯沉降，后續(xù)監(jiān)測結(jié)果表明沉降也無明顯變化。二、施工工藝9、監(jiān)控量測(3) 監(jiān)測結(jié)果 2) 深層豎向位移 深層沉降測點(diǎn)探桿長4.5m,距離管節(jié)上方約2m,分別設(shè)置在樁號(hào)YK2+408、YK2+410、YK2+412、YK2+414、YK2+416、YK2+418。當(dāng)頂管行進(jìn)到測點(diǎn)附近時(shí)，測點(diǎn)發(fā)生23m

32、m的沉降；頂管通過監(jiān)測斷面后，各點(diǎn)累計(jì)沉降穩(wěn)定在57mm左右。二、施工工藝9、監(jiān)控量測(3) 監(jiān)測結(jié)果 3) 地下水位 監(jiān)測結(jié)果表明，在頂管頂進(jìn)的過程中，地下水位均沒有發(fā)生明顯變化。二、施工工藝9、監(jiān)控量測(3) 監(jiān)測結(jié)果 4）0#管分層沉降： 0#管頂進(jìn)過程中分層沉降的變化規(guī)律為：在頂管機(jī)機(jī)頭還未經(jīng)過監(jiān)測斷面，并距離監(jiān)測斷面較遠(yuǎn)時(shí)，分層沉降環(huán)的空間位置幾乎不變；當(dāng)頂管機(jī)機(jī)頭經(jīng)過監(jiān)測斷面時(shí)，部分分層沉降環(huán)產(chǎn)生隆起現(xiàn)象；頂管機(jī)機(jī)頭通過監(jiān)測斷面后，土體內(nèi)部發(fā)生沉降，具體的結(jié)果見分層沉降匯總表。1號(hào)斷面2號(hào)斷面3號(hào)斷面4號(hào)斷面5號(hào)斷面1F011F022F012F023F013F024F014F025

33、F015F02豎向位移位移值/mm-3-1-3-2-1-2-1-2-初始深度/m4.4864.9482.9125.5193.167-3.9545.0163.356-沉降環(huán)號(hào)42141-443-位移值/mm104436-1113-初始深度/m4.9397.0305.3866.0165.644-5.0256.1164.680-沉降環(huán)號(hào)56655-665-0#管分層沉降匯總表二、施工工藝9、監(jiān)控量測 4)分層沉降：過斷面前第四個(gè)環(huán)的初始深度為第六個(gè)環(huán)的初始深度為(3) 監(jiān)測結(jié)果二、施工工藝9、監(jiān)控量測(3）監(jiān)測結(jié)果1號(hào)斷面2號(hào)斷面3號(hào)斷面4號(hào)斷面5號(hào)斷面1F011F022F012F023F013F0

34、24F014F025F015F02豎向位移位移值/mm-2-2-1-2-10-初始深度/m3.5876.0135.3865.519-3.954-沉降環(huán)號(hào)2464-4所有環(huán)-位移值/mm1213-210-初始深度/m5.4757.0305.3866.534-3.9546.116-沉降環(huán)號(hào)6666-46-5#管分層沉降匯總表 4）5#管分層沉降： 5#管頂進(jìn)過程中分層沉降的變化規(guī)律為：在頂管機(jī)機(jī)頭還未經(jīng)過監(jiān)測斷面，并距離監(jiān)測斷面較遠(yuǎn)時(shí)，分層沉降環(huán)的空間位置幾乎不變；頂管機(jī)機(jī)頭通過監(jiān)測斷面后，土體內(nèi)部發(fā)生沉降，具體的結(jié)果見分層沉降匯總表。二、施工工藝9、監(jiān)控量測(3) 監(jiān)測結(jié)果 4）5#管分層沉降：

35、二、施工工藝9、監(jiān)控量測(3) 水平位移監(jiān)測結(jié)果0 #管5#管 5）土體深層水平位移： 0#、5#頂進(jìn)過程中，試驗(yàn)管上下部位土體位移值較小，約3mm。 0#、5#管對(duì)應(yīng)部位水平位移值較大，約9mm。頂進(jìn)完成后均有小量回歸。二、施工工藝9、監(jiān)控量測(2) 監(jiān)測結(jié)果 6）0#管土壓力和孔隙水壓力： 各監(jiān)測斷面土壓和孔壓測得值變化較為平穩(wěn)，在10kPa范圍內(nèi)變化，說明頂管施工中頂進(jìn)力和開挖倉的泥水壓力控制得比較好，泥漿護(hù)套質(zhì)量較高，對(duì)周圍土體影響較小。二、施工工藝10、泥漿置換 0#，5#管頂進(jìn)完成后，進(jìn)行置換注漿。 采取三進(jìn)、三出的注漿方式，每次置換長度為16m。漿液采用普通硅酸鹽水泥漿液，水灰比

36、1:1，注漿壓力0.5 MPa，由觸變泥漿注漿孔注入。 注漿效果：注漿過程中，觀察到頂部出漿孔流出水泥漿液，即完成置換注漿。 (1)注漿過程中應(yīng)特別注意防止置換漿液通過監(jiān)測孔道、及地層裂隙進(jìn)入口岸內(nèi)部，影響口岸內(nèi)正常通行，需安排人員在口岸段現(xiàn)場進(jìn)行觀察，并提前做好應(yīng)急預(yù)案。 (2)應(yīng)對(duì)整個(gè)泥漿置換過程及完成后的土體分層沉降進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析注漿前后土體分層沉降的變化規(guī)律，為注漿提供參考依據(jù)。(1) 工藝與參數(shù)(2) 注漿注意事項(xiàng)二、施工工藝11、設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng) 按照生產(chǎn)廠家提供的維保大綱加強(qiáng)維保；配備專業(yè)的維保工班在施工過程中跟蹤檢查、定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。在機(jī)器運(yùn)行前，進(jìn)洞檢查機(jī)器

37、刀盤潤滑油脂數(shù)量是否充足，是否存在漏油，泥漿泵油脂數(shù)量，是否漏漿等。接收貫通完成后對(duì)機(jī)器進(jìn)行全面檢修，維護(hù)。二、施工工藝12、輔助施工 管道采用9-19-A式高壓離心通風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)，風(fēng)機(jī)功率11kw，風(fēng)筒采用DN200PVC管。通風(fēng)設(shè)備 管道內(nèi)配置照明設(shè)施，能夠滿足施工需要。 管內(nèi)照明效果圖(1) 通風(fēng)(2) 照明二、施工工藝13、安全、環(huán)保、文明施工 (1)0#，5#管頂進(jìn)期間，未發(fā)生安全事故。期間采取以下安全措施： 對(duì)班組人員進(jìn)行班前安排培訓(xùn)教育，內(nèi)業(yè)、外業(yè)資料完整； 施工過程中注重施工現(xiàn)場臨邊防護(hù)工作，如：工作井周邊護(hù)欄、操作平臺(tái)兩邊護(hù)欄、臨時(shí)樓梯搭設(shè)等。 (2)對(duì)廢棄泥漿采用絮凝系統(tǒng)、

38、離心機(jī)對(duì)粘土、膨潤土進(jìn)行分離 ，分離出的棄渣集中堆放處理，分離的水進(jìn)行循環(huán)利用。 (3)專人清潔，工完料清場潔。二、施工工藝0#、5#管貫通后的一些小結(jié)及體會(huì) 管幕頂進(jìn)的施工控制可分為三個(gè)階段及兩大保障措施。 三個(gè)階段為：始發(fā)、頂進(jìn)和接收階段。 兩大保障為：測量和監(jiān)測，即以測量成果保證單管頂進(jìn)的精度和管幕平立面位置的正確，以動(dòng)態(tài)監(jiān)測指導(dǎo)施工，確保頂管施工對(duì)土層的擾動(dòng)和周邊環(huán)境的影響最小。 頂進(jìn)過程中必須建立泥水平衡，包括工作壓力應(yīng)略大于自然水、土壓力，排漿量略小于進(jìn)漿量與開挖量之和，以及建立接收艙的保壓系統(tǒng)等。 AVN1200TC頂管機(jī)能夠滿足本工程需要。 UNS系統(tǒng)結(jié)合人工校核，精度能夠達(dá)到曲線頂管的要求。(1) 階段劃分與保障措施(2)遵循泥水平衡原理是頂管施工的基本要求(3)設(shè)備性能評(píng)價(jià)二、施工工藝 在0#，5#管階段采用和不同長度管節(jié)，兩種長度管節(jié)對(duì)測量及設(shè)備糾偏性能均無明顯影響。通過對(duì)頂進(jìn)數(shù)據(jù)的分析，頂力無明顯變化、測量軌跡無明顯偏差。 2)注漿孔布設(shè)1)管節(jié)長度 通過兩根試驗(yàn)管注漿效果來看，每四節(jié)管節(jié)設(shè)一組注漿孔能夠滿足試驗(yàn)管同步注漿、補(bǔ)充注漿及置換注漿的要求。(4)管節(jié)及配套部件適應(yīng)性0#、5#管貫通后的一些小結(jié)及體會(huì)二、施工工藝 采用UNS導(dǎo)向系統(tǒng)、每20m采用全站儀復(fù)測進(jìn)行一次糾偏，能夠滿足精度要求。 通過