廣州市軌道交通六號線東湖站B出入口矩形頂管工程施工組織設(shè)計(jì) 中鐵二局1.工程概況1.1概述頂管工程位于東湖路海印橋北引道旁，為地下人行通道。由于該處為廣州市主要交通道路，客流量和車流量都很大；且地下管線眾多，遷改難度極大，遷改費(fèi)用極高。所以考慮環(huán)境及人流集散的需要，下穿東湖路由東向西方向的一條長為61.5m的矩形隧道組成。頂管始發(fā)井位于東湖路東側(cè)東湖公園內(nèi)，接收井位于東湖路西側(cè)人行道邊志聯(lián)房產(chǎn)公司肯辛頓大樓前。2個頂管工作井的開挖深度在9m左右，始發(fā)井基坑圍護(hù)主要采用地下連續(xù)墻圍護(hù)、接收井基坑圍護(hù)主要采用 1200鉆孔樁圍護(hù)，工作井設(shè)置2道609鋼管支撐。由于在接收井洞口段、始發(fā)井洞口段所處人行道下地下管線眾多，為了保證加固方案切實(shí)可行，接收井進(jìn)洞口區(qū)域、始發(fā)井出洞口段區(qū)域的土體均采用二重管旋噴樁加固。頂管結(jié)構(gòu)全部采用預(yù)制矩形鋼筋混凝土管節(jié)，管節(jié)接口采用“F”型承插式，接縫防水裝置采用鋸齒型止水圈和雙組分聚硫密封膏。管節(jié)外形尺寸為6000mm4300mm，管壁厚為500mm，長度為1.5m，單節(jié)重約34.8t；管節(jié)混凝土強(qiáng)度為C50，抗?jié)B等級為S8。采用大刀盤土壓平衡式矩形頂管機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)施工。頂管工程主要工程量為：土方約1638m3；管節(jié)頂進(jìn)61.5m。1.2工程地質(zhì)特征根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告施工區(qū)的地層分布及工程地質(zhì)特征分述如下（由上而下）：1、人工填土層：各孔均有揭露，層厚0.644.00m。人工填土主要為雜填土，呈灰色、黃褐色，稍濕濕、欠壓實(shí)稍壓實(shí)、松散稍密，主要由粘性土、碎石、砂土及磚塊等建筑垃圾修路回填而成，公路上MFZ3-DH-09B孔頂部一般為30cm厚的瀝青、砼面板。2、粉細(xì)砂層：該層各孔均有揭露，直接位于人工填土層底部。層厚5.0010.90m。土性為青灰色，飽各，松散稍密，級配不良，以石英質(zhì)粉細(xì)砂粒為主，且含少量粘粒。其主要物理力學(xué)指標(biāo)（建議值）為：水上坡角37.539.5，水下坡角33.534.0。3、殘積硬塑狀粉質(zhì)粘土：本次勘察的MFZ3-DH-09B鉆孔中有揭露，呈透鏡體狀，揭露層厚0.5m。巖性為褐紅色，硬塑狀粘性土，土質(zhì)均勻，由下伏基巖風(fēng)化土殘積而成。4、強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖：本次勘察各鉆孔均有揭露，主要層狀產(chǎn)出于中風(fēng)化巖層頂。層厚0.502.60m。該層巖性為褐紅色、青灰色，巖性風(fēng)化強(qiáng)烈，組織結(jié)構(gòu)已大部分破壞，但原巖結(jié)構(gòu)尚可清晰辨認(rèn)，礦物成分已顯著變化，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體較破碎，巖芯呈半巖半土狀，巖芯手可折斷，巖質(zhì)極軟，失水碎裂，遇水易軟化。頂管施工大部分在沖洪積粉細(xì)砂層中作業(yè)，局部（底部）在泥質(zhì)粉砂巖全風(fēng)化地層中穿越，應(yīng)采取必要的施工措施，以防土體坍塌。經(jīng)過注漿加固后的基坑底部土體應(yīng)能抵抗承壓水的水頭壓力。由于頂管機(jī)無法切割鋼筋砼結(jié)構(gòu)，為此，在進(jìn)洞、出洞段必須先作好土體加固后，應(yīng)將原始發(fā)井洞口區(qū)的連續(xù)墻及接收井洞口區(qū)的鉆孔樁破除。1.3地下管線分布情況頂管將穿越東湖路，根據(jù)地下管線資料，該區(qū)段地下管線有供水管、電力電纜、通信線、煤氣管等管線。各種管線中1200供水管底距頂管頂部距離最近，僅為1m左右，且該管屬砼管，建筑年代舊遠(yuǎn)，接口及基礎(chǔ)形式溥弱，目前地鐵公司前期部已組織相關(guān)單位進(jìn)行該管的換管臨遷工作。頂管工作井范圍內(nèi)的管線由地鐵公司前期部負(fù)責(zé)在施工開始前搬遷完畢，在工作井施工過程中需做好對相鄰管線的保護(hù)，避免成樁以及開挖時(shí)對土的擾動造成對管線的影響。頂管施工過程中，加強(qiáng)對各種管線的監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)適時(shí)調(diào)整頂進(jìn)施工參數(shù)，必要時(shí)采取對管線有效保護(hù)措施，確保管線安全。管線分布祥見附圖一東湖站b出入口矩形頂管管線分布平面圖2.機(jī)械設(shè)備及性能2.1頂管機(jī)的選型由于b出入口過街通道矩形頂管斷面較大，頂距不長，且在市區(qū)施工，宜采用土壓平衡頂管。在矩形斷面頂管施工過程中，最為困難的是第7層的強(qiáng)風(fēng)化粉沙質(zhì)泥巖：深灰褐黃色，風(fēng)化作用強(qiáng)烈，巖石結(jié)構(gòu)松散，巖心呈半土半巖狀，巖質(zhì)軟，巖塊用手可折斷。局部為粗沙巖，呈密實(shí)土狀，局部夾中風(fēng)化硬塊（中風(fēng)化硬塊的強(qiáng)度不大于1.1Mpa）。它的天然密度為2.26g/cm3，較重；含水量為15%，較干；粘聚力為300kPa,很大；內(nèi)摩擦角為30度，直立性較好，挖掘面較穩(wěn)定；單軸極限抗壓強(qiáng)度僅有1.0MPa,很低。根據(jù)上述土質(zhì)條件要使頂管機(jī)土倉中的土達(dá)到具有較好的塑性、流動性和較好的不透水性就必須做到可加水和能做到充分地?cái)嚢?。又由于巖石結(jié)構(gòu)松散，單軸極限抗壓強(qiáng)度很低，可允許部分進(jìn)行擠壓。因此，多刀盤形式的頂管機(jī)是適用的。但為了盡量減小地面沉降，在設(shè)計(jì)頂管機(jī)時(shí)以考慮最大限度地加大切削和攪拌的范圍。又由于有部分?jǐn)D壓，土倉的土壓力顯示就不準(zhǔn)確，必須把頂管機(jī)全斷面的壓力顯示出來。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告及頂管設(shè)備性能的比較，本工程選用我司針對上述地質(zhì)情況自行研發(fā)的JD33005000mm矩形頂管掘進(jìn)機(jī)。2.2頂管機(jī)設(shè)備及性能關(guān)于其構(gòu)造組成及使用的機(jī)械性能分成以下兩個部份一一詳述。2.2.1頂管機(jī)的構(gòu)造及操作JD3300mm5000mm矩形頂管機(jī)是土壓平衡式頂管機(jī)，從它的正面看：主要由圖1所示的處于中間的大刀盤和四個角上的四個小刀盤組成。圖1 圖2 圖3從圖2和圖3看，大、小刀盤是前后錯開的，并且在每個刀排的后方都設(shè)有攪拌棒。頂管機(jī)設(shè)有前、后殼體。為了減輕起吊重量和方便拆裝及運(yùn)輸，殼體可以拆卸成兩段，加上螺旋輸送機(jī)總長約4700mm，如果拆除螺旋輸送總長約3200mm。如圖4所示。圖4從圖5可以看出，JD33005000mm矩形斷面頂管機(jī)的切削面積占90%以上，盲區(qū)很小，最大的盲區(qū)集中在頂管機(jī)兩側(cè)的腰部，是不穩(wěn)定的。所有盲區(qū)的刃口上設(shè)有鏟齒，對于數(shù)量不多的1.1MPa強(qiáng)風(fēng)化層可有效地鏟碎。圖53300mm5000mm矩形頂管機(jī)背面看主要由圖6所示：中間由7臺30kW電動機(jī)通過行星減速器及齒輪箱組成的大刀盤驅(qū)動裝置。在四個角上分別用2臺22kW電動機(jī)通過行星減速器及齒輪箱組成的小刀盤驅(qū)動裝置。在大刀盤驅(qū)動裝置的左右兩側(cè)設(shè)有兩個人孔。若遇到大的障礙則必須采用相應(yīng)的土體加固措施，并且在確保人孔打開后不會產(chǎn)生涌土的前提下打開人孔，排除障礙。圖6另外，在在大刀盤驅(qū)動裝置下方左右兩側(cè)的胸板上分別裝有兩臺螺旋輸送機(jī)。在頂管機(jī)前、后殼體之間用12臺糾偏油缸聯(lián)結(jié)。頂管機(jī)主要技術(shù)參數(shù)（設(shè)計(jì)壽命為500m）大刀盤 小刀盤1、刀盤轉(zhuǎn)矩1568KN-m 1、刀盤轉(zhuǎn)矩224KN-m2、刀盤轉(zhuǎn)速1.17rpm 2、刀盤轉(zhuǎn)速1.97rpm3、刀盤電機(jī)30kW7臺 3、刀盤電機(jī)22kW2臺4、最大推進(jìn)速度30mm/min5、上下最大糾偏角度3度 左右最大糾編角度2.1度每頂50m左右必須對頂管機(jī)進(jìn)行一次小修，200m進(jìn)行一次大修。頂管機(jī)采用機(jī)外操縱方式操作，操作臺的觀察面板如圖5所示：左邊是一臺17”的顯示器，它可同時(shí)顯示三個不同的畫面，其中一個主畫面比較大，兩個分畫面較小。主畫面和分畫面之間是可以隨意切換的。三個畫面分別來自安裝在頂管機(jī)內(nèi)的三個攝像頭，攝像頭則可根據(jù)操作需求選擇它的捕捉范圍：通常是儀表板和兩臺螺旋輸送機(jī)的排土狀態(tài)。操作臺的控制面板如圖6所示：為了便于看清特把控制面板自左向右放大。 ON圖6圖7 圖8 ON圖9 圖10圖7是主頂和中繼間的操作面板。主頂液壓動力泵站是由兩臺油泵組成，其中一臺油泵用VVVF調(diào)速。用小流量且要調(diào)速時(shí)，僅開啟用VVVF調(diào)速的油泵即可。用大流量時(shí)，可同時(shí)啟用兩臺泵。圖8是刀盤的操作面板。為了使操作更直觀，把小刀盤分為右上、右下和左上、左下四個，這都是以操作人員從工作坑往內(nèi)前看的分法。圖9是機(jī)內(nèi)液壓動力站的操作面板。機(jī)內(nèi)液壓動力站除了提供高壓油供糾偏油缸動作以外，還提供螺旋輸送機(jī)開門油缸動作所需的高壓油。需要糾偏時(shí)，首先開啟油泵，然后撥動十字開關(guān)指向需要糾偏的方位，再按油缸伸縮按鈕即可。圖10是頂管機(jī)控制電源和螺旋輸送機(jī)的操作面板。螺旋輸送機(jī)也采用VVVF調(diào)速的。必須注意的是螺旋輸送機(jī)在工頻和變頻之間切換時(shí)必須先切斷螺旋輸送機(jī)的動力電源后方可切換！螺旋輸送機(jī)只有在兩臺同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)才可以調(diào)速，任何一臺單獨(dú)啟動時(shí)是不能調(diào)速的。除了頂管機(jī)以外，其附件主要有主頂設(shè)備、注漿等，施工時(shí)可根據(jù)具體情況有選擇地取舍。圖11圖12圖13圖11、圖12和圖13所示的是一種新的主頂設(shè)備，它不需要下頂鐵，而且工作坑可以縮短。它的具體構(gòu)造是把主頂油缸的缸體藏在頂鐵里，與活塞桿聯(lián)結(jié)的滑靴則固定在后靠板上。如果管節(jié)的長度為1500mm的話，頂油缸的行程在2200mm即可。2.2.2、頂管機(jī)的工作原理土壓平衡頂管施工是七十年代發(fā)展起來的一種最新的頂管施工工藝，它的工作原理可參見圖14。A B圖14 當(dāng)圖14（B）中土壓平衡頂管機(jī)接通刀盤驅(qū)動電動機(jī)的電源后，頂管機(jī)的刀盤就開始轉(zhuǎn)動，設(shè)在每根刀排前面的刀片則開始切削土砂，同時(shí)設(shè)在刀排后的攪拌棒對泥土倉內(nèi)的土砂進(jìn)行攪拌。如果土砂中的粘粒含量在以上時(shí)，可以不必添加作泥材料。如果頂管機(jī)處在砂或砂礫層中且粘粒含量在以下時(shí)，則必須向泥土倉內(nèi)注入以作泥材料為主的漿液，同時(shí)把它與被切削下來的土砂一起攪拌。只有當(dāng)泥土倉內(nèi)的泥土被改良成具有較好的塑性，流動性和止水性這“三性”時(shí)，攪拌才算成功，作泥材料的添加也才算合理。在頂進(jìn)過程中，假設(shè)頂管機(jī)頂部前面土層內(nèi)的靜止土壓力和地下水壓力之和為A，頂管機(jī)泥土倉內(nèi)的壓力為B；假設(shè)頂管機(jī)底部前面土層內(nèi)的靜止土壓力和地下水壓力之和為C，頂管機(jī)泥土倉內(nèi)的壓力為D，那么要達(dá)到土壓平衡的必要條件是必須使A=B，C=D，如圖14（A）所示。上述這個假設(shè)，只是施工過程中的理論控制值。然而，在不同的土質(zhì)條件和在不同的施工條件下，我們所采用的實(shí)際控制土壓力P會有所不同，并且會允許在一定的范圍內(nèi)的波動。為此，我們規(guī)定了實(shí)際控制土壓力P，還規(guī)定了實(shí)際控制土壓力P的上下波動范圍在20kPa以內(nèi)。這在實(shí)際施工中，是能較容易地做到的。下面，我們來詳細(xì)闡述這個問題。頂管機(jī)在頂進(jìn)過程中，其土倉中始終有一個壓力，我們稱之謂控制土壓為P。當(dāng)控制土壓力P小于頂管機(jī)所處土層的地下水壓力Pw與主動土壓力Pa之和時(shí)，土就涌向頂管機(jī)土倉，結(jié)果就會造成地面沉降。其原因往往是由于推進(jìn)速度過慢，螺旋輸送機(jī)的實(shí)際排土量大于頂管機(jī)推進(jìn)過程的中理論排土量所造成的。反之，如果當(dāng)控制土壓力P大于頂機(jī)所處土層的地下水壓力Pw與被動土壓力Pp之和時(shí)，結(jié)果就會造成地面隆起。其原因往往是由于推進(jìn)速度過快，螺旋輸送機(jī)的實(shí)際排土量大大小于頂管機(jī)推進(jìn)過程的中理論排土量所造成的。螺旋輸送機(jī)的正常排土量應(yīng)該為頂管機(jī)推進(jìn)過程的中理論排土量的。所謂土壓平衡頂管，實(shí)際上就是把頂管機(jī)土倉內(nèi)的土壓力控制在頂管機(jī)所處土層的主動土壓力與被動土壓力之間，也即：PaPPp式中： Pa主動土壓力（KPa）； P控制土壓力(KPa)； Pp被動土壓力(KPa)。這樣，在整個頂管施工過程中，頂管機(jī)土倉內(nèi)的壓力與頂管機(jī)所處土層中的土壓力終是處于一種平衡的狀態(tài)，這就是土壓平衡頂管機(jī)的基本工作原理。在實(shí)際施工過程中，每一項(xiàng)的控制土壓力除了計(jì)算以外還需在頂進(jìn)時(shí)實(shí)測，然后拿實(shí)測數(shù)據(jù)與計(jì)算的做比較，修正計(jì)算值。實(shí)測的方法是在初始頂進(jìn)過程中，當(dāng)機(jī)頭已完全進(jìn)入土中以后，需停下來，待4小時(shí)以后，觀察機(jī)頭內(nèi)土壓力表的實(shí)際讀數(shù)，此讀數(shù)即可視為主動土壓力，每一頂頂進(jìn)之前的計(jì)算數(shù)據(jù)均需交監(jiān)理工程師備案。由于主動土壓力和被土壓力之間的壓力值范圍較廣，同時(shí)又由于土壓力的變化是一個非常復(fù)雜的過程，并且，在計(jì)算主動土壓力和被動土壓力時(shí)會因?yàn)檫x取的各種參數(shù)不準(zhǔn)確就很容易造成誤差。所以必須在主動土壓力和被土壓力之間的這個較大范圍中取處于中間的那一段，以減少土壓力值的波動所帶來的影響。因此，常用的控制土壓力的取值方法是在頂管機(jī)所處土層的靜止土壓力的基礎(chǔ)上，規(guī)定一個上限和下限，具體的計(jì)算公式為：PK0P0式中：K0靜土壓系數(shù)；P0靜止土壓力（KPa）上述靜止土壓力系數(shù)K0在砂性土中可取0.250.33 之間，在粘上中可取0.330.7之間。而靜止土壓力則為： P0h 土的容量（KNm3） h覆土深度（m）。主動土壓力PA為：PAh tg2(4502)-2Ctg(450/2)式中：土的摩擦角（度）；C土的內(nèi)聚力（KPa）。被動土壓力PP為：Pp=h tg2(450/2)2Ctg(450/2)控制土倉內(nèi)土壓力的方法有三種：一種是用主頂油缸或第一個中繼間的推進(jìn)速度來調(diào)節(jié)，在排土量不變的條件下，推進(jìn)速度快，則土壓力上升，反之則下降。用這種方法調(diào)節(jié)時(shí)，曲線變化的斜率較陡，特性較硬。第二種方法是利用調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢來調(diào)節(jié)土壓力。在推進(jìn)速度保持不變的條件下，螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速越快，排土量則越大，土倉內(nèi)的壓力就下降，反之則上升。用這種方法調(diào)節(jié)時(shí)，曲中變化的斜率較平緩，其特性比較軟。第三種方法是利用頂管機(jī)后的主推裝置和調(diào)速螺旋輸送機(jī)共同來控制土倉內(nèi)土壓力，用這種調(diào)節(jié)方法最好，但施工成本高。頂管機(jī)在頂進(jìn)過程中如果遇到中粗砂或砂卵石層，則必須通過設(shè)在頂管機(jī)主軸中間的和土倉上部注漿孔向土倉內(nèi)注入10%30% 改良土體用的以粘土、膨潤土為主的作泥材料制成的粘稠漿液。加入了這些作泥材料為主的粘稠漿液以后的砂或砂礫，不僅流動性和塑性變好了，而且止水性能也好。當(dāng)有良好的止水性的土充滿螺旋輸送機(jī)的殼體內(nèi)以后，地下水就不會從螺旋輸送機(jī)內(nèi)噴發(fā)出來，因而，這種土壓平衡頂管機(jī)又可在地下水位高的土質(zhì)條件下施工，如在河道底下施工，也會十分安全。加泥過程應(yīng)做到：(1)、對于不同的土質(zhì)應(yīng)選用不同的泥漿配比；(2)、對于不同的土質(zhì)應(yīng)注入不同的泥漿量；(3)、對于注入泥漿的管理必須引起足夠的重視；(4)、對于注入泥漿的管理必須講科學(xué)。若如在砂卵石中頂進(jìn)，其主要的圓礫至卵石土、中等密度、飽和狀。礫徑一般在30-50mm，大的可達(dá)80mm，呈亞圓形，級配較好，中砂和粗砂的含量約為30%，且滲透系數(shù)較大為1.73610-1。目前常用的作泥的材料有三種：一種是化學(xué)型的高分子材料，其中有聚丙稀酰胺，它的主要原料為丙稀腈。將它與水的一定的比例混合，經(jīng)水合、提純、聚合、干燥等工序即可制成。它是一種高分子聚合物，易溶于水。它具有絮凝性、粘合性、減阻性和增稠性等特性。另一種是膨潤土，它的主要化學(xué)成份為SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Na2O+K2O等。它的礦物成份主要是蒙脫石、云母、石英和少量高嶺土等。還有一咱作泥材料就是粘土。必須指出的是無論是膨潤土還是粘土，都必須經(jīng)過球磨成顆粒很細(xì)的粉粒。由于土質(zhì)的滲透系數(shù)較大，作泥材料所配成的泥漿應(yīng)具有較大的稠度，其C型粘度計(jì)值在500010000之間，比重在1.301.50之間，具體的可以從以下配合比中選配： 材 料1m3時(shí)比 重C型粘度（cp）200#粘土360-390kg1.27-1.305000-7800250#膨潤土89-198kg清水8810-830kg在沙礫土中，泥漿的注入量須在15%30%之間，具體到底注多少則須根據(jù)螺旋輸送機(jī)所排出土的狀況而定。只有當(dāng)泥土倉內(nèi)的泥土被攪拌成具有較好的塑性，流動性和止水性這“三性”時(shí)，才能使土倉內(nèi)的土壓力終處于一種均勻地、平衡狀態(tài)下。再次，加泥以后的塑性和流動性都很好的土充滿泥土倉時(shí)，泥土倉內(nèi)的土壓力是比較均勻，這就使檢測到的土壓力較準(zhǔn)確，而且使泥土倉內(nèi)的土壓力能較好地平衡掘進(jìn)機(jī)所處土層的靜止土壓力和地下水壓力，才能做到真正的土壓平衡。泥漿注入必須有專人負(fù)責(zé)，對注入壓力、注入量、泥漿配比等都應(yīng)有詳細(xì)的記錄，這些都有待通過初始推進(jìn)階段試驗(yàn)以后再決定。3工程籌劃3.1施工現(xiàn)場平面布置為方便管節(jié)調(diào)運(yùn)、出土，在始發(fā)井附近地面配置一臺150T的履帶吊車，并設(shè)置拌漿系統(tǒng)。根據(jù)業(yè)主提供的現(xiàn)場允許使用范圍，結(jié)合實(shí)際的施工需要，進(jìn)行了施工平面布置。詳見附圖二東湖站IIb出入口頂管施工場地布置圖。3.2施工用電計(jì)劃 經(jīng)進(jìn)行用電量核算，在頂管施工期間，所需要最大電量為520KW，同時(shí)考慮頂管施工過程中，車站主體及暗挖段施工仍在同步進(jìn)行，為此，擬在東湖公園內(nèi)頂管始發(fā)工作井旁安裝一臺630KVA的變壓器作為頂管施工的專用變壓器。3.3 施工人員組織計(jì)劃3.3.1 項(xiàng)目經(jīng)理部現(xiàn)場管理網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目經(jīng)理：譚培雉總工程師：李遠(yuǎn)平現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人：王洪海結(jié)構(gòu)工程師：申遂工程部長：江興現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人：菜元川施工班組3.3.2勞動力安排工種人數(shù)工作內(nèi)容工長2管理和指導(dǎo)各工種工作電焊工2現(xiàn)場焊接、切割等起重指揮4指揮各類吊車吊車司機(jī)4現(xiàn)場設(shè)備吊運(yùn)和管節(jié)、土箱吊放挖機(jī)司機(jī)2出土拌漿工4拌制各類漿液電工2電器和電路檢修機(jī)修工2負(fù)責(zé)機(jī)械設(shè)備維修保養(yǎng)操作司機(jī)2負(fù)責(zé)操作頂管機(jī)輔助工6負(fù)責(zé)配合頂管施工測量人員2負(fù)責(zé)工程放樣及測量合計(jì)323.4施工進(jìn)度計(jì)劃過街通道頂管施工計(jì)劃于2009年4月16日；開始施工，于2009年6月15日結(jié)束，工期61天。(時(shí)間為暫定，準(zhǔn)確時(shí)間以始發(fā)井及接收井施工情況定)4.施工方法及技術(shù)措施由于廣州地質(zhì)條件特殊,與上海類似工程的頂管施工不盡相同,為克服廣州復(fù)合含水地層頂進(jìn)的困難,結(jié)合廣州頂管工程的具體情況,我單位委托了揚(yáng)州廣鑫機(jī)械有限公司設(shè)計(jì)出能全面適應(yīng)廣州地質(zhì)條件的組合多刀盤土壓平衡矩形頂管機(jī)用于廣州的頂管工程，所需頂管管節(jié)采取委托廣州市預(yù)制品構(gòu)件廠進(jìn)行生產(chǎn)加工，管節(jié)質(zhì)量達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。頂管工程施工應(yīng)在工作井圍護(hù)、洞口加固及內(nèi)襯結(jié)構(gòu)完成后進(jìn)行；頂管工程完成后方可進(jìn)行相關(guān)的IIb出入口施工。頂管施工結(jié)構(gòu)祥見東湖站IIb出入口矩形頂管結(jié)構(gòu)縱向平面圖及東湖站IIb出入口矩形頂管結(jié)構(gòu)縱向剖面圖。4.1頂進(jìn)前的施工準(zhǔn)備工作4.1.1地面準(zhǔn)備工作（1）在頂管推進(jìn)前，按常規(guī)進(jìn)行施工用電、用水、通道、排水及照明等設(shè)備的安裝。（2）備齊施工材料、設(shè)備及機(jī)具，以滿足本工程的施工要求。施工主要材料及設(shè)備清單見附表一施工主要材料及設(shè)備清單表（3）井上、井下建立測量控制網(wǎng)，并經(jīng)復(fù)核、認(rèn)可。4.1.2 井下準(zhǔn)備工作（1）洞門安裝由于洞圈與管節(jié)間存在著15cm的建筑空隙，在頂管出洞及正常頂進(jìn)過程中極易出現(xiàn)外部土體及觸壁泥漿涌入始發(fā)井內(nèi)的嚴(yán)重質(zhì)量安全事故。為防止此類事故發(fā)生，施工前在洞圈上安裝簾布橡膠板密封洞圈，橡膠板采用12mm厚鋼壓板作靠山，壓板的螺栓孔采用腰子孔形式，以利于頂進(jìn)過程中可隨管節(jié)位置的變動而隨時(shí)調(diào)節(jié)，保證簾布橡膠板的密封性能。為方便操作人員下井工作,在工作井內(nèi)安裝了一個鋼扶梯,上鋪?zhàn)叩腊?結(jié)合本工程工作井的實(shí)際情況,其鋼扶梯及走道板的重量約2t重。同樣在接收井內(nèi)也要安裝鋼扶梯和走道板，方便工作人員上下。（2）基座及頂進(jìn)后靠、機(jī)架的安裝基座定位后必須穩(wěn)固、正確，在頂進(jìn)中承受各種負(fù)載不位移、不變形、不沉降。基座上的兩根軌道必須平行、等高。軌道與頂進(jìn)軸線平行，導(dǎo)軌高程偏差不超過3mm，導(dǎo)軌中心水平位移不超過3mm，導(dǎo)軌的規(guī)格采用43kg/m的重軌，長度為(63.5+9.22)2=163.8m。軌道安裝完成后，機(jī)頭并不是直接放置在軌道上，而是放置在機(jī)架上，機(jī)架及鋼后靠連接在軌道上，機(jī)架及鋼后靠的總重量約8T重，同樣在接收井內(nèi)也需安裝一個機(jī)架，下鋪鋼軌。隨著頂進(jìn)的進(jìn)行，軌道沿頂進(jìn)方向沿伸，機(jī)架及后靠便滯留在工作井內(nèi)。后靠自身的垂直度、與軸線的垂直度對今后的頂進(jìn)也至關(guān)重要。為保證力的均勻傳遞, 鋼后靠根據(jù)實(shí)際頂進(jìn)軸線放樣安裝時(shí)，在鋼后靠與始發(fā)井內(nèi)襯墻間預(yù)留一定的空隙(空隙大小為10cm),現(xiàn)澆鋼筋砼填充此空隙,稱為砼后背靠,其具體尺寸為780.1m。其目的是保證鋼后靠與墻壁充分接觸。這樣，頂管頂進(jìn)中產(chǎn)生的反頂力能均勻分部在內(nèi)襯墻上。鋼后靠的安裝高程偏差不超過5mm，水平偏差不超過7mm。（3）.頂管機(jī)吊裝下井矩形頂管機(jī)頭設(shè)計(jì)重量約140余噸；接收井吊出時(shí)，機(jī)頭土倉內(nèi)會有剩余土，因而會更重一些。施工現(xiàn)場地處東湖路旁，場地狹小，吊運(yùn)難度大。選用性能優(yōu)良的300噸履帶吊來吊裝機(jī)頭，由于300噸吊車自重為277噸，而吊裝的頂管機(jī)頭重達(dá)140余噸。為了避免頂管機(jī)頭吊裝中工作井、路面及路面下管線的損壞，對吊車?？课恢锰幭聦愉?0mm厚鋼板，再在鋼板上鋪鋼制路基箱（7m2.2m0.43m）四塊，降低吊車對路面的壓強(qiáng)。編制吊裝方案，上報(bào)有關(guān)部門認(rèn)可；配備專業(yè)施工人員進(jìn)行指揮、操作。吊裝前對有關(guān)人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)及安全交底教育。頂管機(jī)頭的吊裝：頂管機(jī)從平板車上被吊起后，要作片刻的停頓，一是確定頂管機(jī)頭的實(shí)際重量是否在吊車的起重范圍內(nèi)；二是觀察吊車對路面及工作井的影響。在確定是安全的情況下，將頂管機(jī)頭緩慢吊入工作井，準(zhǔn)確地停放在基座的軌道上。在頂管機(jī)頭起吊過程中，加強(qiáng)對周圍地面的觀測，如發(fā)現(xiàn)路基變形，立即將機(jī)頭放下，吊車移位，同時(shí)對井周圍原有的混凝土路面下進(jìn)行注漿加固。（4）主頂?shù)亩ㄎ患罢{(diào)試驗(yàn)收主頂?shù)亩ㄎ粚㈥P(guān)系到頂進(jìn)軸線控制的難易程度，故在定位時(shí)要力求與管節(jié)中心軸線成對稱分布，以保證管節(jié)的均勻受力。主頂定位后，需進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)收，保證14個千斤頂?shù)男阅芡旰?。?）頂管機(jī)就位、調(diào)試驗(yàn)收為保證頂管出洞段的軸線控制，頂管機(jī)吊下井后，需對頂管機(jī)進(jìn)行精確定位，盡量使頂管機(jī)軸線與設(shè)計(jì)軸線相符。在頂管機(jī)準(zhǔn)確定位后，必須進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，在確定頂管機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，方可進(jìn)行頂管出洞和正常頂進(jìn)工作。頂管設(shè)備就位布置平面以及剖面圖見下：4.1.3 技術(shù)交底、崗位培訓(xùn)在頂管施工前，對參加施工的全體人員按階段進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，使施工人員全面了解施工中將可能出現(xiàn)的各種工程難點(diǎn)，并努力提供施工人員的質(zhì)量和安全意識。參與施工人員需按工種進(jìn)行崗位培訓(xùn)，考核合格后方可上崗操作。4.2頂管出洞段頂進(jìn)施工頂管機(jī)頂出洞圈至頂管機(jī)切口距工作井6m范圍為出洞段。4.2.1 封門形式工作井基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，即在井周先施工地下連續(xù)墻作圍護(hù)結(jié)構(gòu)，然后再采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的施工。因此混凝土擋墻即為工作井的洞圈封門，當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻破除后，洞口外圍的加固土體作為臨時(shí)洞圈封門。頂管的出洞過程即為破除始發(fā)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼筋砼，頂管機(jī)頭經(jīng)過出洞段加固區(qū)并進(jìn)入原狀土體的過程。4.2.2 頂管出洞的施工步驟設(shè)備調(diào)試 圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋砼破除頂管機(jī)頭靠上洞門 頂管機(jī)切削加固土體 機(jī)頭切口進(jìn)入原狀土、提高正面土壓力值至理論計(jì)算值。4.2.3 出洞段頂進(jìn)施工（1）、破除圍護(hù)結(jié)構(gòu)前的準(zhǔn)備工作對全套頂進(jìn)設(shè)備做一次系統(tǒng)調(diào)試，由于本始發(fā)井地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)強(qiáng)度遠(yuǎn)高于1.5MPa，為此在頂管機(jī)進(jìn)入加固區(qū)間前，必須先將圍護(hù)結(jié)構(gòu)破除，在頂管機(jī)進(jìn)入加固區(qū)時(shí)，也應(yīng)特別注意刀盤在穿越加固層時(shí)的切削性能。在確定頂進(jìn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好后，應(yīng)迅將機(jī)頭頂進(jìn)洞圈內(nèi)，以防止洞口中的加固土體坍塌，由于正面為全斷面的水泥土，為保護(hù)刀盤，頂進(jìn)速度應(yīng)盡量放慢，使刀盤和周邊刀能對水泥土進(jìn)行徹底的切削。地下連墻破除前工程技術(shù)人員、施工人員應(yīng)詳細(xì)了解現(xiàn)場情況和封門圖紙，分析可能發(fā)生的漏水情況，并準(zhǔn)備相應(yīng)措施，制訂施工順序和方法，分工明確，并由專人統(tǒng)一指揮。（2）頂進(jìn)施工在洞圈內(nèi)的地下連續(xù)墻全部破除后，應(yīng)立即開始頂進(jìn)機(jī)頭，由于正面為全斷面的水泥土，為保護(hù)刀盤，頂進(jìn)速度應(yīng)放慢。另外，可能會出現(xiàn)螺旋機(jī)出土困難，必要時(shí)可加入適量清水來軟化或潤滑水泥土。頂管機(jī)進(jìn)入原狀土后，為防止機(jī)頭“磕頭”，宜適當(dāng)提高頂進(jìn)速度，使正面土壓力稍大于理論計(jì)算值，以減少對正面土體的擾動及出現(xiàn)地面沉降。頂管機(jī)徹底進(jìn)入洞門后，需檢查洞口止水裝置是否有損壞，如有損壞應(yīng)立即整修，確保泥水、漿液的不外漏。4.2.4 出洞段的各類施工參數(shù)頂管機(jī)從始發(fā)井出洞后，應(yīng)盡量減少水土流失，控制好地面沉降。應(yīng)不斷根據(jù)地面沉降數(shù)據(jù)的反饋進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，及時(shí)摸索出正面土壓力、出土量、頂進(jìn)速度、注漿量和壓力等各種施工參數(shù)最佳值，為正常段施工服務(wù)。4.3 頂管正常段頂進(jìn)施工4.3.1 各類施工參數(shù)的控制（1）正面土壓力的設(shè)定本工程采用土壓平衡式頂管機(jī)，是利用土壓力平衡開挖面土體，達(dá)到支護(hù)開挖面土體和控制地表沉降的目的，平衡土壓力的設(shè)定是頂進(jìn)施工的關(guān)鍵。土壓力采用Rankine壓力理論進(jìn)行計(jì)算： P上K0Z=0.319KN/m34.3m=24.5KN/m2=0.025MPaP下K0Z=0.319KN/m38.3m=47.3KN/m2=0.043MPa P上：管道頂部的側(cè)向土壓力 P下：管道下部的側(cè)向土壓力K0：砂土的側(cè)向系數(shù)（參考基坑開挖手冊）：土的容重Z：覆土深度以上數(shù)據(jù)為理論計(jì)算值，只能作為土壓力的最初設(shè)定值，隨著頂進(jìn)施工，土壓力值應(yīng)根據(jù)實(shí)際頂進(jìn)參數(shù)、地面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)作相應(yīng)的調(diào)整。（2）. 主頂力的計(jì)算封閉式頂管的頂力R估算由掘進(jìn)機(jī)前端的迎面阻力N和注入觸變泥漿后的管壁外周摩阻力F組成，其公式表示如下：R = N + F = SPt + fLlS：機(jī)頭截面積，m2Pt：機(jī)頭底部以上1/3高度處的被動土壓力，KN/m2 Pt= (H+2D/3) tg2(45+/2)：土的容重（KN/m3）H：管頂土層厚度（m）D：掘進(jìn)機(jī)高度（m）：土的內(nèi)摩擦角（度）f ：采用注漿工藝的摩阻系數(shù)，可通過實(shí)際試驗(yàn)確定，一般取f=46 KN/m2L ：機(jī)頭或管節(jié)周長（m）l ：頂進(jìn)長度（m）主頂力隨頂進(jìn)距離的增加而增大。頂管掘進(jìn)機(jī)頭出洞，在進(jìn)入原狀土且正面土壓力沒有建立之前，要控制主頂力不能過大。在正常推進(jìn)中，要注意主頂力的增大應(yīng)該是緩慢的，而不允許有突變。經(jīng)計(jì)算，實(shí)際最大主推力為11640 kN ，遠(yuǎn)小于頂管機(jī)額定主頂力（為28000kN）（3）.出土方案及出土量控制本工程管節(jié)內(nèi)鋪設(shè)16kg/m軌道，采用1臺平板車和1只3.0 m3土箱出土運(yùn)輸方案。在主頂平臺上固定一臺卷揚(yáng)機(jī)用作拖動平板車的動力。一節(jié)管節(jié)的理論出土量為64.31.5=38.7m3，在頂進(jìn)過程中，應(yīng)盡量精確地統(tǒng)計(jì)出每節(jié)的出土量，力爭使之與理論出土量保持一致，確保正面土體的相對穩(wěn)定，減少地面沉降量。4.3.2 頂進(jìn)軸線控制頂管在正常頂進(jìn)施工中，必須密切注意頂進(jìn)軸線的控制。在每節(jié)管節(jié)頂進(jìn)結(jié)束后，必須進(jìn)行機(jī)頭的姿態(tài)測量，并做到隨偏隨糾，且糾偏量不宜過大，以免土體出現(xiàn)較大擾動及管節(jié)間出現(xiàn)張角。由于是矩形頂管，因此對管道的橫向水平要求較高，所以在頂進(jìn)過程中對機(jī)頭的轉(zhuǎn)角要密切注意，機(jī)頭一旦出現(xiàn)微小轉(zhuǎn)角，應(yīng)立即采取刀盤反轉(zhuǎn)、加壓鐵等措施回糾。頂進(jìn)軸線偏差控制要求：高程+30mm，-50mm；水平：+50mm。4.3.3 地面沉降控制在頂進(jìn)過程中，應(yīng)合理控制頂進(jìn)速度，保證連續(xù)均衡施工，避免出現(xiàn)長時(shí)間擱置情況；不斷根據(jù)反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行土壓力設(shè)定值調(diào)整，使之達(dá)到最佳狀態(tài)；嚴(yán)格控制出土量，防止欠挖或超挖。4.3.4 管節(jié)減摩為減少土體與管道間摩阻力，在管道外壁壓注觸變泥漿，在管道四周形成一圈泥漿套以達(dá)到減摩效果，在施工期間要求泥漿不失水，不沉淀，不固結(jié)。（1）.泥漿配比（按公斤每立方米計(jì)）見下表: 序號膨潤土水純堿CMC（CMS）乳化油12002503502.54.51.52.52170100057備注：序號1、2作為減摩觸變泥漿用，視實(shí)際情況選用。（2）.壓漿孔及壓漿管路布置壓漿系統(tǒng)分為二個獨(dú)立的子系統(tǒng)。一路為了改良土體的流塑性，對機(jī)頭內(nèi)及螺旋機(jī)內(nèi)的土體進(jìn)行注漿。另一路則是為了形成減摩泥漿套，而對管節(jié)外進(jìn)行注漿。（3）.壓漿設(shè)備及壓漿工藝采用泥漿攪拌機(jī)進(jìn)行制漿，按配比表配制泥漿，純堿和CMC應(yīng)預(yù)先化開（CMC可以邊攪拌邊添加），再加入膨潤土攪拌20分鐘，最后加入乳化油攪拌10分鐘左右，泥漿要充分?jǐn)嚢杈鶆?。壓漿泵采用HENY泵，將其固定在始發(fā)井口，拌漿機(jī)出料后先注入儲漿桶，儲漿桶中的漿液拌制后需經(jīng)過一定時(shí)間方可通過HENY泵送至井下。注漿壓力控制在0.05MPa左右。（4）.壓漿施工要點(diǎn)壓漿應(yīng)專人負(fù)責(zé)，保證觸變泥漿的穩(wěn)定，在施工期間不失水，不固結(jié)，不沉淀。嚴(yán)格按壓漿操作規(guī)程施工，在頂進(jìn)時(shí)應(yīng)及時(shí)壓注觸變泥漿，充填頂進(jìn)時(shí)所形成的建筑空隙，在管節(jié)四周形成一泥漿套，減少頂進(jìn)阻力和地表沉降。壓漿時(shí)必須遵循“先壓后頂、隨頂隨壓、及時(shí)補(bǔ)漿”的原則。壓漿順序地面拌漿啟動壓漿泵總管閥門打開管節(jié)閥門打開送漿（頂進(jìn)開始）管節(jié)閥門關(guān)閉（頂進(jìn)停止）總管閥門關(guān)閉井內(nèi)快速接頭拆開下管節(jié)接2寸總管循環(huán)復(fù)始。（5）壓漿量的計(jì)算(每節(jié)管節(jié))為了保證注漿效果，注漿量應(yīng)取理論值的58倍(考慮廣州地層主要以砂層為主,其注漿時(shí)擴(kuò)散效果好,上海的擴(kuò)散系數(shù)為35倍,廣州取58倍)。V=（6.0284.328-64.3）1.5（500800%）=2.23.5m34.3.5 止退裝置由于矩形頂管掘進(jìn)機(jī)的斷面較大，前端阻力大，實(shí)際施工中，即使管節(jié)頂進(jìn)了較長距離，而每次拼裝管節(jié)或加墊塊時(shí)，主頂油缸一回縮，機(jī)頭和管節(jié)仍會一起后退2030cm。當(dāng)頂管機(jī)和管節(jié)往后退時(shí)，機(jī)頭和前方土體間的土壓平衡受到破壞，土體面得不到穩(wěn)定支撐，易引起機(jī)頭前方的土體坍塌，若不采取一定的措施，路面和管線的沉降量將難以得到控制。在前基座的兩側(cè)各安裝1套止退裝置，當(dāng)油缸行程推完，需要加墊塊或管節(jié)時(shí)，將銷子插入管節(jié)的吊裝孔，再放進(jìn)鋼墊塊和鋼板在銷座和基座的后支柱間。管節(jié)的后退力通過銷子、銷座、墊塊傳遞到止退裝置的后支柱上。止退裝置和基座焊接在一起，把管節(jié)穩(wěn)?。ǜ鶕?jù)上海施工經(jīng)驗(yàn)，需加工的止退鋼結(jié)構(gòu)裝置重量為2t）。為了減少管節(jié)的后退力，在管節(jié)上插入銷子，在止退前應(yīng)將正面土壓力釋放到0.09MPa左右。4.4頂管施工技術(shù)措施4.4.1矩形頂管在粉質(zhì)粘土中掘進(jìn)的施工措施本工程矩形頂管通道通過2-1B層淤泥質(zhì)粘土及3-1層沖積-洪積粉細(xì)砂層，由于該層塑流性、止水性差，含有砂性土，在掘進(jìn)中會產(chǎn)生排土不暢或造成砂層固結(jié)，造成土倉土壓不穩(wěn)定以及推力增大。為了防止這種現(xiàn)象出現(xiàn)，采用以下措施：（1）為了防止“砂層塑流性差”現(xiàn)象的發(fā)生，在刀盤面板上設(shè)置了6個添加劑注入孔，配置了泡沫和添加劑注入系統(tǒng)，可根據(jù)需要向開挖面添加泡沫、膨潤土和聚合物，改善碴土的流動性、止水性。（2）在刀盤轉(zhuǎn)臂及攪拌棒的攪拌作用下能使碴土與添加材料充分?jǐn)嚢杌旌希共晖辆哂泻芎玫乃芰餍?，利于出土。?）掘進(jìn)中要注意土倉中土壓力控制，防止由于土壓力的失穩(wěn)從而引起螺旋機(jī)噴發(fā)和開挖面失穩(wěn)，引起地面沉降。（4）添加劑、聚合物、泡沫注入系統(tǒng)功能及特點(diǎn)為了能更好地改善砂層塑流性和止水性，可通過加泥系統(tǒng)向開挖面注入添加劑或發(fā)泡劑。由于添加泡沫劑對粘土層、砂層及含少量砂礫的地層具有很好的效果，可以有效地改善砂層的塑流性和止水性。但是，需要根據(jù)不同的地質(zhì)情況和使用效果來決定添加那種添加材料。4.4.2頂管施工中控制地面不均勻沉降的措施（1）施工過程中根據(jù)地質(zhì)資料，預(yù)先對將穿越的地層進(jìn)行充分的分析，了解地質(zhì)的物理及力學(xué)特性，掘進(jìn)時(shí)再比較出土實(shí)樣，及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)機(jī)的姿態(tài)，加強(qiáng)施工控制。（2）頂管結(jié)束后，選用1：1的水泥漿液，通過注漿孔置換管道外壁漿液，根據(jù)不同的水土壓力確定注漿壓力，加固通道外土體，消除對通道今后使用過程中產(chǎn)生不均勻沉降的影響。（3）頂進(jìn)時(shí)按設(shè)計(jì)要求的軸線、坡度進(jìn)行，施工過程中糾偏措施很重要，主要原則如下：A、 勤測勤糾：即每頂進(jìn)一段距離，測量一次軸線及高程的偏差情況，技術(shù)人員將機(jī)頭糾偏的角度、各千斤頂?shù)挠蛪褐?、軸線的偏差等報(bào)中控室并輸入微機(jī)，微機(jī)將顯示出糾偏方法數(shù)據(jù)，再按此進(jìn)行糾偏。B、小角度糾偏：每次糾偏的角度要小，一般控制在0.50以下。C、糾偏過程中不能大起大落，如果發(fā)現(xiàn)在某處產(chǎn)生了較大的偏差，這時(shí)也要保持通道以適當(dāng)?shù)那拾霃街鸩椒祷氐捷S線上來，盡量避免猛糾造成相臨兩段形成很大的夾角。4.5 頂管進(jìn)洞段施工4.5.1 接收井準(zhǔn)備接收井施工完成后，必須立即對洞門位置的坐標(biāo)測量確認(rèn)，根據(jù)實(shí)際標(biāo)高安裝頂管機(jī)接收基座，并準(zhǔn)備破除接收井洞口的鉆孔樁鋼筋砼。4.5.2 頂管機(jī)位置、姿態(tài)的復(fù)核測量當(dāng)頂管機(jī)頭逐漸靠近接收井時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)測量的頻率和精度，減少軸線偏差，確保頂管機(jī)能準(zhǔn)確進(jìn)洞。頂管貫通前的測量是復(fù)核頂管所處的方位、確認(rèn)頂管狀態(tài)、評估頂管進(jìn)洞時(shí)的姿態(tài)和擬訂頂管進(jìn)洞的施工軸線及施工方案等的重要依據(jù)，使頂管機(jī)在此階段的施工中始終按預(yù)定方案實(shí)施，以良好的姿態(tài)進(jìn)洞，正確無誤地座落到接收井的基座上。4.5.3 施工參數(shù)的調(diào)整因接收井洞門和管節(jié)間存在14.4cm的周邊間隙，頂管機(jī)頭進(jìn)洞時(shí)容易引起水土流失，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致路面沉降、損害地下管線，所以必須采取相應(yīng)的措施，讓頂管機(jī)頭順利進(jìn)洞。1.在頂管到達(dá)距接收井6m后，開始停止第一節(jié)管節(jié)的壓漿，并在以后頂進(jìn)中壓漿位置逐漸后移，保證頂管進(jìn)洞前形成完好的6m左右的土塞，避免在進(jìn)洞過程中減摩泥漿的大量流失而造成管節(jié)周邊摩阻力驟然上升。2.在頂管機(jī)切口進(jìn)入接收井洞口加固區(qū)域時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減慢頂進(jìn)速度，調(diào)整出土量，逐漸減小機(jī)頭正面土壓力，以確保頂管機(jī)設(shè)備完好和洞口結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。4.5.4 頂管進(jìn)洞頂管機(jī)切口頂進(jìn)加固區(qū)時(shí)，頂管機(jī)暫停頂進(jìn)，由于接收井距離旁邊的建筑較近及地下水比較豐富，在確保頂管機(jī)能順利進(jìn)洞的情況下，為了防止在頂管機(jī)進(jìn)洞時(shí)產(chǎn)生大量土體流失，針對此隱患，我們采取復(fù)土反壓有效的措施來消除此隱患。覆土反壓施工方法：1、洞口加固完畢并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，將預(yù)留洞口的圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除，在接收井底板上安裝接收架；2、在以上工作完成以后，將土分層夯實(shí)填入接收井內(nèi)，回填至預(yù)留洞口上側(cè)約1m處。接收井覆土完成后，將頂管機(jī)緩慢頂進(jìn)接收井內(nèi)，當(dāng)首節(jié)管節(jié)與洞口一平時(shí)，應(yīng)停止頂進(jìn)，并利用管節(jié)內(nèi)注漿孔進(jìn)行水硬性漿液填充管節(jié)與洞圈的空隙。46 頂管接口接口是頂管工程的關(guān)鍵部位，保證做好接口部分是頂管成敗的關(guān)鍵，因此對組成接口的每一部分都必須嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)程的要求逐一分別嚴(yán)格制作。管節(jié)止水圈材質(zhì)為氯丁橡膠與水膨脹橡膠復(fù)合體，用粘結(jié)劑粘貼于管節(jié)基面上，粘貼前必須進(jìn)行基面處理，清理基面的雜質(zhì)，保證粘貼的效果。管節(jié)下井拼裝時(shí)，在止水圈斜面上和鋼套環(huán)斜口上均勻涂刷一層硅油，接口插入后，用探棒插入鋼套環(huán)空隙中，沿周邊檢查止水圈定位是否準(zhǔn)確，發(fā)現(xiàn)有翻轉(zhuǎn)、位移等現(xiàn)象，應(yīng)拔出重新粘接和插入。施工時(shí)如若發(fā)現(xiàn)止水條有質(zhì)量問題，立即上報(bào)技術(shù)部門，整改后方可繼續(xù)使用。管節(jié)與管節(jié)之間采用中等硬度的木制材料作為襯墊，以緩沖混凝土之間的應(yīng)力，板接口處以企口方式相接，板厚為15mm18mm。粘貼前注意清理管節(jié)的基面，管節(jié)下井或拼裝時(shí)發(fā)現(xiàn)有脫落的立即進(jìn)行返工，確保整個環(huán)面襯墊的平整性、完好性。管節(jié)與鋼套環(huán)間形成的嵌縫槽采用聚氨脂密封膠嵌注；在鋼套環(huán)上的兩圓筋之間嵌入遇水膨脹橡膠條，從而構(gòu)成一封閉環(huán)；這部分工作在管節(jié)廠預(yù)先完成。頂進(jìn)結(jié)束后，管節(jié)下部的嵌縫槽采用高模量聚氨酯嵌填。4.7 頂管施工測量4.7.1 頂進(jìn)軸線架設(shè)按業(yè)主所提供的城市坐標(biāo)點(diǎn)連接出洞和進(jìn)洞之間的兩點(diǎn)坐標(biāo)及高程，以坐標(biāo)值的計(jì)算建立獨(dú)立坐標(biāo)系。4.7.2 建立施工頂進(jìn)軸線的觀測臺按獨(dú)立坐標(biāo)系放樣后靠觀測臺（后臺），使它精確地移動至頂管軸線上，用它正確指揮頂管的施工，以后按施工的情況，決定定期復(fù)測后臺的平面和高程位置。4.7.3 坡度計(jì)算按三等水準(zhǔn)連測兩井之間的進(jìn)出洞的高程，計(jì)算實(shí)際頂進(jìn)坡度。4.7.4 施工頂管測量在后臺架設(shè)激光經(jīng)緯儀一臺，在井壁上設(shè)置后視控制點(diǎn)（頂進(jìn)軸線）測頂管機(jī)的前標(biāo)和后標(biāo)的水平角和豎直角的全測回，采用fx4500P計(jì)算器編排程序計(jì)算頂管的頭尾的平面和高程偏離值，正確指導(dǎo)頂管施工。4.7.5 注意事項(xiàng)由于矩形頂管施工不同于常規(guī)頂管施工，所以初次放樣及頂進(jìn)中測量極為重要。另外由于頂管后靠位置在頂進(jìn)中可能發(fā)生變化，后臺的布置應(yīng)保持固定不動，確保頂管施工測量的正確性。4.8 東湖路及東西兩側(cè)人行道下的地下管線保護(hù)技術(shù)措施由于頂管東湖路期間不封道，且地下管線眾多，管線與頂管間距較近，故對于頂進(jìn)過程中的地層沉降控制要求較高，須采取如下措施：4.8.1 頂進(jìn)技術(shù)措施(1).穿越前對全套機(jī)械設(shè)備進(jìn)行徹底檢查，保證頂進(jìn)時(shí)具有良好的性能。(2).嚴(yán)格控制頂管的施工參數(shù)，防止超挖、欠挖。(3).嚴(yán)格控制頂進(jìn)的糾偏量，盡量減少對正面土體的擾動。(4).施工頂進(jìn)速度不宜過快，一般控制在15mm/min左右，盡量做到均衡施工，避免在途中有較長時(shí)間的耽擱。(5).在穿越過程中，必須保持持續(xù)、均勻壓漿，使出現(xiàn)的建筑空隙被迅速充填，保證通道上部土體的穩(wěn)定。(6).克服“背土”現(xiàn)象，利用在機(jī)頭殼體頂部安裝的壓漿管和開設(shè)的壓漿壓注減摩泥漿，使土體和殼體上平面之間形成一泥漿膜，以減少土體與殼體的摩擦力，防止背土現(xiàn)象的發(fā)生。(7)注意克服頂管機(jī)機(jī)頭旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，除壓漿糾轉(zhuǎn)技術(shù)措施外，可利用該頂管機(jī)兩套獨(dú)立的刀盤驅(qū)動系統(tǒng)分別驅(qū)動兩個刀盤進(jìn)行相對或相反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，以達(dá)到頂管機(jī)總體的力矩平衡。4.8.2 沉降監(jiān)測選擇具有甲級資質(zhì)的測量單位進(jìn)行工程全過程監(jiān)測，以準(zhǔn)確、及時(shí)地了解路面、管線的沉降情況，并在頂進(jìn)施工中根據(jù)反饋數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整各類施工參數(shù)，保證道路和管線的安全。另外，必須制定周密的頂管穿越道路、管線的施工監(jiān)控方案及監(jiān)控計(jì)劃并嚴(yán)格執(zhí)行。具體請?jiān)斠婍敼芄こ瘫O(jiān)測章節(jié)的有關(guān)內(nèi)容。4.8.3保證措施本工程對于道路、管線的沉降量應(yīng)嚴(yán)格控制在規(guī)范要求內(nèi)（+10mm-30mm），一旦超標(biāo)，必須采取補(bǔ)救措施控制沉降量。(1).采用調(diào)整頂進(jìn)參數(shù)來調(diào)整：.減少正面出土量，提高正面土壓力；.在頂管內(nèi)超量壓注潤滑泥漿，提高管節(jié)周圍土體的應(yīng)力。(2).盡可能在路面預(yù)留注漿孔備用（頂管施工結(jié)束后，根據(jù)實(shí)際情況使用以下方案），每條通道上設(shè)置兩排注漿管，排距為3m，軸向注漿管間距為5m，一旦路面出現(xiàn)嚴(yán)重沉降，及時(shí)進(jìn)行雙液注漿，注漿量視實(shí)際情況而定，確保管線差異沉降量控制在10mm以內(nèi)。跟蹤注漿采用兩種不同配比的雙液漿，配比分別如下：(1)緩凝雙液漿（1m3） 單位：kg 水 泥膨潤土水水玻璃2356067557(2)速凝雙液漿（1m3） 單位：kg 水泥膨潤土水水玻璃23560619103(3).頂管結(jié)束后，及時(shí)打開管節(jié)上的注漿孔，壓入水泥-水玻璃雙液漿置換管道外的觸變泥漿，防止觸變泥漿泌水后引起地層沉降。4.9管節(jié)生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸、堆放、吊裝下井4.9.1 設(shè)計(jì)概況本車站頂管工程全長61.5米，設(shè)計(jì)采用外形尺寸6000mm4300mm的矩形鋼筋混凝土預(yù)制管節(jié)，標(biāo)號為C50P8，每環(huán)管節(jié)為一整體，管節(jié)厚度500mm，寬度1500mm，管節(jié)總用量為42節(jié)。4.9.2 施工準(zhǔn)備(1)、施工場地布置 原材料堆場采用硬地坪，砂、石原材料根據(jù)不同規(guī)格進(jìn)行分倉堆放，并掛顯著標(biāo)識以表明管節(jié)生產(chǎn)專用，水泥、摻和料、外加劑等用專用筒倉儲存。 設(shè)置獨(dú)立的鋼筋斷料、彎折（?。┕ざ?，采用進(jìn)口彎弧機(jī)和彎折機(jī)，混凝土由專用攪拌機(jī)提供。管節(jié)生產(chǎn)車間分為五個區(qū)域:即鋼筋骨架成型區(qū)、管節(jié)澆搗成型和蒸養(yǎng)區(qū)、管節(jié)脫模整修區(qū)、管節(jié)水養(yǎng)護(hù)區(qū)、管節(jié)成品堆放區(qū)。 配置鋼筋混凝土管節(jié)拼裝檢驗(yàn)平臺，其表面平整度達(dá)到0.25mm，并能承受管節(jié)的重量而不變形。 配置相應(yīng)數(shù)量的管節(jié)抗?jié)B檢漏架。(2)、原材料質(zhì)量控制對管節(jié)生產(chǎn)的原材料根據(jù)質(zhì)量體系程序文件和作業(yè)指導(dǎo)書、管理規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格控制，把好質(zhì)量關(guān)，滿足工程的各項(xiàng)要求。管節(jié)生產(chǎn)使用的材料（混凝土、水泥、粉煤灰、粗細(xì)骨料、外加劑、鋼筋等）應(yīng)符合GB50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范、DGJ08-236-1999市政地下工程施工及驗(yàn)收規(guī)程、GB50299-1999地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范，且試驗(yàn)結(jié)果符合質(zhì)量要求。水泥水泥是符合GB175-1999硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的普通硅酸鹽水泥，并且儲存在工廠的水泥筒倉中。摻和料粉煤灰是符合JGJ 28-86 粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程、 DB31/T35-1998混凝土和砂漿用?；郀t礦碴微粉、DG/TJ08-501-1999?；郀t礦碴微粉在水泥混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程的粉煤灰，儲存于工廠的粉煤灰筒倉中。骨料細(xì)骨料是符合JGJ 154-92普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法的中砂（Mx=2.33.1），在產(chǎn)地進(jìn)行分篩、水洗，儲存于骨料堆場中。粗骨料粗骨料是符合JGJ53-92普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收方法525mm連續(xù)粒級的碎石。外加劑外加劑是符合GB/T8076-97混凝土外加劑、GB50119-88混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范的混凝土用高效減水劑。產(chǎn)品主要來自：MBT麥斯特或日本花王MD-150，并儲存在筒內(nèi)?；炷粱炷潦菨M足設(shè)計(jì)指標(biāo)：C55、S8，經(jīng)過GBJ107-87混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)、GB50080-2002普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法驗(yàn)證，滿足施工要求的機(jī)械拌制混凝土。鋼筋A(yù) 根據(jù)采購程序控制對鋼筋供應(yīng)商進(jìn)行嚴(yán)格評審，選擇信譽(yù)好、質(zhì)量優(yōu)、價(jià)格合理的鋼筋供應(yīng)商，并提交工程師審核認(rèn)可后，再正式確定供應(yīng)商。B 每批鋼筋進(jìn)場要有該批鋼筋的質(zhì)量保證書，且必須是相同鋼筋等級、相同直徑、相同鑄造號碼、相同批號（堆號）方可稱為同一批。C 鋼筋原材料復(fù)試檢測頻率以每60T為一單位，樣本從不同堆按檢驗(yàn)要求取相應(yīng)的尺寸和數(shù)量，按國家規(guī)范規(guī)定項(xiàng)目和要求進(jìn)行測試。D 測試單位由有資質(zhì)的測試機(jī)構(gòu)進(jìn)行測試，并出具有效的測試報(bào)告。經(jīng)工程師確認(rèn)后，該批鋼筋掛片牌標(biāo)識進(jìn)入待用狀態(tài)。焊絲（條）焊絲（條）是符合GB/T 8110-95氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲用于鋼筋搭接、固定、埋件制作、定位的焊絲（條）。其余預(yù)埋件其余管節(jié)生產(chǎn)用的埋件均是符合設(shè)計(jì)要求和國家材料檢驗(yàn)制作標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)埋件。(3)、管節(jié)鋼模質(zhì)量控制鋼模由底模、中心立柱、內(nèi)模板、外模板、梯形絲桿組件和M30螺桿組件組成。 鋼筋混凝土管節(jié)精度是以鋼模加工和合攏振搗后的精度作保證的，因此鋼模在正式投入管節(jié)制作前必須經(jīng)過四階段檢測。即加工裝配精度檢測、運(yùn)輸?shù)綇S鋼模定位后的精度復(fù)測、試生產(chǎn)后的鋼模精度同實(shí)物精度對比檢測及管節(jié)三環(huán)水平拼裝精度的綜合檢測。各項(xiàng)檢測指標(biāo)均在標(biāo)準(zhǔn)的允許公差內(nèi)，經(jīng)現(xiàn)場工程師批準(zhǔn)，方可投入正常生產(chǎn)。管節(jié)的邊長誤差2mm，高度誤差1mm，上下平面矩形外框?qū)蔷€誤差4mm，側(cè)向平面與上下平面的垂直度誤差2mm。在正常生產(chǎn)狀態(tài)下，對鋼模實(shí)施兩種檢查的管理，即澆搗前的快速檢查和鋼模定期檢查。澆搗前的快速檢查：用專用的快速測量工具對鋼模中心寬度和能顯示鋼模正確合攏的項(xiàng)目進(jìn)行測試。測試工具必須保持完好狀態(tài)，并要妥善置放在可靠的地方；鋼模定期檢查是保證鋼模在允許公差之內(nèi)進(jìn)行管節(jié)制作。如有特殊情況，可縮短其檢查周期或作針對性檢查。超標(biāo)必須上報(bào)和及時(shí)修正。復(fù)檢達(dá)標(biāo)后方可繼續(xù)進(jìn)行管節(jié)制作。鋼模檢查的各項(xiàng)目檢測值都應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確清晰填寫在規(guī)定的鋼模檢查表中，確保記錄有效性和可追溯性。 對管節(jié)脫模和起吊后的鋼模，必須在不損傷鋼模本體的前提下進(jìn)行徹底清理。確保鋼模內(nèi)表面和拼接縫不留有殘漿和微小顆粒，以保證鋼模合攏的精度。 脫模劑應(yīng)用專門工具均勻抹刷在鋼模與混凝土的所有接觸面上。抹刷后應(yīng)有專人檢查，要不留有影響管節(jié)質(zhì)量的隱患，確保脫模劑抹刷質(zhì)量。鋼模操作工在上崗前必須按照鋼模供應(yīng)商提供的鋼模操作手冊及鋼模維修手冊進(jìn)行理論和實(shí)際操作培訓(xùn)，經(jīng)考核合格者予以上崗。4.9.3生產(chǎn)工藝管節(jié)生產(chǎn)工藝見流程圖：管節(jié)生產(chǎn)工藝流程圖(1)、鋼筋骨架的制作加工鋼筋斷料和彎曲成型A 進(jìn)入斷料和彎曲成型階段的鋼筋必須是標(biāo)識可用狀態(tài)的鋼筋。B 斷料、彎曲成型之前必須要有經(jīng)過詳細(xì)翻樣確認(rèn)的尺寸、形狀明細(xì)表，并準(zhǔn)備好準(zhǔn)確的樣棒和校核基模，以保證在斷料、彎曲成型過程中快速檢測。C 切斷和彎曲工序的操作和公差控制應(yīng)遵從規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)條款的規(guī)定。切斷和彎曲成型后的鋼筋制件應(yīng)分類存放在支架上，并標(biāo)識狀態(tài)。鋼筋骨架總裝A 根據(jù)管節(jié)鋼筋骨架制作的精度特殊性，要求各單體部件制作成型精度必須滿足總裝精度要求。為此根據(jù)各單體部件和總裝工藝的精度，專門加工相應(yīng)的制作靠模，來達(dá)到各自的精度要求和總裝的精度要求。B 各單體部件和總裝工序中鋼筋連接均采用低溫焊接工藝（即CO2低溫保護(hù)焊）。焊接操作工應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)、考核合格后上崗。C 按照設(shè)計(jì)和規(guī)定的要求對總裝完成的鋼筋骨架進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，主要內(nèi)容包括：外觀、焊接和精度（公差）三個方面，檢查合格后可掛牌標(biāo)識進(jìn)入成品堆放區(qū)待用。成品堆放和運(yùn)輸A 鋼筋骨架成品堆放應(yīng)分類整齊堆放，并呈拱形堆放在指定區(qū)域內(nèi)。堆放高度不允許超過規(guī)定的高度。B 鋼筋骨架吊裝采用橫擔(dān)式專用工具，確保骨架在吊裝過程中不產(chǎn)生變形。C 鋼筋骨架運(yùn)輸采用臺車水平運(yùn)輸?shù)姆桨?。以保證鋼筋骨架運(yùn)輸?shù)乃俣饶軡M足管節(jié)制作的需要。鋼筋骨架入模A 鋼筋骨架的隔離器采用專用塑料支架。選用標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)符合厚度、承受力和穩(wěn)定性要求，支架顏色同管節(jié)混凝土保持基本一致，并經(jīng)工程師檢驗(yàn)認(rèn)可。B 隔離器根據(jù)不同部位分別選用齒輪形和支架形兩種。其中支架形用于內(nèi)弧底部；齒輪形用于側(cè)面和端面。隔離器設(shè)墊位置正確、布設(shè)均勻。