頂管施工技術方案

8.1總體施工方案

本工程以機械頂管施工和取水泵房沉井施工為龍頭，工作井、取水頭

部施工為重點，進行施工進度控制，同時安排好取水泵房上部房建、

配電間以及工藝管道和設備安裝的施工。

（1）本工程采用先進的施工管理技術手段，應用多級網絡技術對施

工工程進行任務劃分，結合工程結構特點，合理安排施工順序，獨立

作業(yè)。施工中統(tǒng)一協(xié)調，組織分專業(yè)，按工序劃分的流水作業(yè)，制定

系統(tǒng)的目標管理計劃，施工過程實行動態(tài)管理，進行信息跟蹤、收集,

分析評定和優(yōu)化調整。確保工程總體目標的實現(xiàn)。

（2）推廣采用先進的施工技術方法和工程機械，確保工程施工質量。

本工程將重點采用的技術方案如下：

從堤邊至泵站的輸水管道采用機械頂管，水下管道采用岸上拼裝，浮

運沉管安裝，取水頭部采取岸上拼裝，用船吊裝到位，取水泵房下部

構筑物和工作井采取沉井施工。最大限度的減少了施工干擾和擾民以

及對周圍環(huán)境的影響。

（3）“群制、群防”做好工程施工質量通病的預防和施工全過程的

成品保護。

做好施工過程的成品保護（包括物資、設備采購、成品保護）與質量

通病的預防有著密切的關系。成品保護是質量通病預防的重要環(huán)節(jié)，

必須制定切實有效的成品保護措施。

（4）確保文明施工，施工人員行為有準則，遵紀守法，嚴格執(zhí)行施

工操作技術規(guī)程，施工現(xiàn)場布置必須符合安全標準和文明施工標準。

自覺樹立環(huán)境保護和文化保護高尚意識。當施工可能影響周圍環(huán)境或

相鄰建筑安全時，必須采取有效保護措施。

8.2主要工程施工情況及特點

8.2.1取水頭部

取水頭部由鋼梁、頂部碎蓋板、格柵、底板、導流板、鋼管樁、鋼管

成孔灌注樁等組成。

支架由鋼管成孔灌注樁和鋼管樁組成，下部由六根間距5m的鋼管成

孔灌注，為中600X12X27419mm鋼管，共6根，上部設①600X12

X3720mm的鋼管樁(調整節(jié))，鋼管樁和鋼管成孔灌注樁之間用法

蘭盤連接。

管支架底板通過4根GL-2和2根GSC-1組成，梁上架兩塊GB?2

板。中部底板由2根GL-1和兩塊GB-1組成，管道頭部固定在其上。

支架頂部上由GKJLJ和6塊組成。

頭部的兩側設有格柵，共有2塊格柵9(4900X3300mm),2塊格

柵2(1600X300mm),2塊格冊4上(1700X970mm)。

各種鋼構件均用A3鋼，焊條用T422,焊縫滿焊，焊縫厚度28mm。

打樁完畢后，若各樁頂與設計標高有差異時，調整節(jié)的長度可據實調

整。為防止漂浮物進入箱內，導流板頂端與GKJL-1之間的孔洞用間

距為50mm的直徑為16mm的水平向鋼筋固定在調整節(jié)上。設有兩

塊導流板。

⑨號法蘭盤是連接的主要構件，打樁前需將其密實焊接于⑩號鋼樁頂

部。打樁時必須采取保護措施，不至將其打壞，以免影響連接。第三

道橫向拉桿的位置根據施工時具體情況而定。鋼樁定位后，在鋼管內

澆灌C20混凝土。所有連接件和導流板待鋼樁定位后，根據實測尺

寸下料制作拼裝。

全部構件表面除銹防腐。調整節(jié)的接頭設在鋼底板以下，調整以上的

鋼構件全部或部分整裝，再起吊與鋼樁法蘭盤連接。

導流板各板桿件的聯(lián)接全部采用焊接，除綱板的焊縫采用V型焊縫

外，其他均為貼角焊縫。一律滿焊，焊縫高度不小于6mm。導流板

兩端需各開D=32孔洞5個，用于管卡的聯(lián)接。為使導流板與取水

頭部的聯(lián)接可靠，另用鋼絲繩分別將二根橫梁與頭部相應橫梁扎起

來。扎上下橫梁時，鋼絲繩需穿過頂，底板D=120預留孔。鋼絲繩

綁扎應保證牢固。

混凝土強度等級為C25,保護層厚度為25mm。GL-2與GB-2（GB-1）

上的螺栓孔洞的長方向相互垂直。

施工順序：測量放線一一鋼管成孔灌注施工（包括水下管道鋪設部的

鋼管成孔灌注樁）一一復核樁基各細部尺寸，進行取水頭部構件下料

——取水頭部拼裝一一取水頭部吊裝就位。

8.2.2原水輸水管道

從取水泵房至提邊共2趟（每趟757m）D1420X14鋼管采取頂管施

工。從堤邊至取水頭部采用水下鋪管，兩趟D1420X14（每趟長

10.95m）。水下管道架在5套DN1400鋼管樁支承架上（間距為20m）。

江水最低水位為?0.09m,平均水位為4.07m,設計洪水位為9.55m,

管道頂面標高為?2.1m。

在取水泵房和江堤中間設置頂管工作井。頂管到位后，應在枯水期取

出頂頭，并避免長江水不會從管道內涌入取水泵房。頂管到位后，過

長江大堤段應在管道周圍加注水泥和水玻漓的混合液，以避免長江水

從管道與土體之間的縫隙穿過長江大堤，管道注漿段長度小小十

40mo為避免長江水沿管道產生滲透現(xiàn)象，在迎水面圖示范圍內設置

壓密注漿防滲墻，31.5x5x12m（管中上下各6m、管道伸出每側中心

線外側10m）,防滲墻距內頂19m。注漿技術要求如下：

注漿液采用水泥和水玻璃雙液型混合液：強度等級32.5（R）號新鮮

普通硅酸水泥，摻2%水玻璃，可摻10%-30%粉煤灰。漿液初凝時間

為2h,注漿量：漿液注入率為20%,漿液壓力0.63-1.5MPa,水灰比

不小于0.5。（根據現(xiàn)場實際確定）。

注漿間距為1.0,注漿時采用先外圍，后內部的注漿方式。

鋼管碎樁應穿透第③層粉砂層進入第④層中粗砂層不小于1.0m。

管道支撐的鋼管樁內澆灌C25水下碎。

每套鋼管樁由兩根D600X12的鋼管樁組成，在?6.1m處兩管樁之間

設置連接件。管樁上部設置調整節(jié)，調整節(jié)與管樁采取法蘭連接。

調整節(jié)上端設140工字鋼、管座、端板和管槽，管道落在管槽內，并

用管卡固定在工字鋼上。

為防止管道支架處及管道范圍邊坡處河床免遭水流沖刷，應拋填塊石

維護。在頂管與鋪管交接處的彎頭區(qū)21.5x15m以及每套管支架處

19.5x6m區(qū)拋塊石或石壟護砌，厚度不小于1.5m。為了取水頭部及

支架安全，還應在取水頭部及支架處設置航標。所有焊縫的有效高度

不小于8mm,所有鋼構件均做防腐處理。

施工順序：測量放線一一頂管工作井施工一一機械頂管設備安裝和調

試一一1#（2#）輸水管由工作井至江堤向頂進（鋼管成孔灌注樁施工）

一一頂管機械掉頭安裝（工作井至江堤管段水壓試驗）一一與水下鋪

管段連接一一1#（2#）輸水管由工作井至取水泵房頂進（1#、

2#輸水管水下鋪管以及和頂管段連接）一一工作井至取水泵房管段水

壓試驗一工作井內管道連接一一防滲和管道穿江堤段壓密注漿施工。

8.2.3取水泵房

取水泵房包括取水泵房土建（下部的構筑物和上部的建筑物、配電

間）、管道系統(tǒng)、電氣工程。

取水泵房的平面尺寸：26500X24850mm,下部為構筑物，上部為房

建。

（1）取水泵房內的設備安裝工程量見下表。

主要設備安裝工程量

序單數

名稱規(guī)格材料備注

號位量

124MN-33B型水泵Q=2250h鑄鐵臺3二用一備

H=18m,n=485rpm

2Y355L-12型電機N=160KW380鑄鐵臺3二用一備

IS200-150-400B型

3Q=346/hH=38m鑄鐵臺2一用一備

水泵

4Y250M-4型電機N=55kw380v鑄鐵臺2一用一備

型電動單梁橋

LDT=10tH=18m臺

5鋼1

式起重機Lk=l1.5m

LD型電動單梁橋

T=5tH=18m臺

6鋼1

式起重機Lk=l1.5m

XWC(C)-2000型

7B=2000H=14.8M鋼臺2不銹鋼濾網

旋轉濾網

XZ型鑄鐵鑲銅鑄

8①1400鑄鐵臺2帶啟閉機

鐵閘門

型鑄鐵鑲銅鑄

XZ臺

901400鑄鐵1帶啟閉機

鐵閘門

10FBEX法蘭式蝶閥DN1200L=470鑄鐵個1P=1.0MPa

11FBEX法蘭式蝶閥DN1000L=410鑄鐵個4P=1.0MPa

12FBEX法蘭式蝶閥DN800L=318鑄鐵個3P=1.0MPa

JD745X多功能水

13DN800L=1560鑄鐵個4P=1.0MPa

泵控制閥

RVHX彈性座封閘

14DN300L=356鑄鐵個2P=1.0MPa

閥

RVHX彈性座封閘

15DN250L=319鑄鐵臺2P=l.()MPa

閥

型庫存一臺備

50QW42-9-2.2Q=42/hN=22kw臺

16鑄鐵2

潛水排污泵H=9m,N=2840rpm用

0600,Q=150000=35°,

17T30軸流風機鑄鐵臺2

/Hn=1450r/min

18JO-31型電機N=2.2kw鑄鐵n2

設備基礎澆灌前將底板鑿毛，然后用C20混凝土搗制?；A施工在

設備尺寸核對無誤后方可進行。二次澆灌前，將基礎表面及洞內清洗

干凈，待水泵、電機螺栓定位后用C20混凝土澆搗，表面原漿漫光,

基礎周圍1:2水泥砂漿抹面厚20mm。

圓閘門：雙向承壓閘門，核對尺寸無誤后安裝。門框及導軌與墻壁的

四周間隙，應二次澆灌密實，不得有滲水現(xiàn)象。二次澆濯為門框及導

外緣輪廓線。防水套管與管道之間中間1/3填油麻，兩端1/3填石棉

水泥。

(2)房建

配電間的結構特點：除墊層為C10外，其余均為C25o靠近取水泵

房基礎下土層由于沉井引起擾動，為防止地基過大的不均勻沉降應進

行壓密注漿處理。范圍和深度根據沉井施工情況確定。平面尺寸為

22500X22800mmo獨立柱基礎和墻下條形基礎。柱基底標高為-1.7m,

墊層(1800-2000)x100mm,墊層碎為CIO。墻下條基底標高為-1.6m

墊層(500-700)X300mm,墊層碎為C15。

墻體：JQL上用M5混合砂漿砌MU10磚，JQL下用M10水泥砂

漿砌MU10磚。

外墻：外墻1采用乳白色外墻涂料，外墻2采用灰藍色石頭漆，外

墻3采用赭石色磨光花崗石板貼面，外墻4采用灰白色鋁塑板飾面,

外墻5采用水泥砂漿外墻面。

地面：廁所采用灰白色防滑石磚地面，除變壓器室地面外其余地面為

水磨石地面。

窗臺：所有3.3m標高一下內窗臺均為灰白色磨光花崗石板貼面。

內墻：廁所內墻為灰白色墻地磚貼面高3300,泵房，格柵間內外池

壁面均為1:2防水水泥砂漿粉刷，面刷白色乳膠漆，其余內墻均為混

合砂漿粉刷，面刷白色乳膠漆。

天棚：均為混合砂漿粉刷，面刷白色乳膠漆，廁所內做塑料扣板，控

制室、配電間為輕鋼龍骨灰白色石膏板吊頂。

屋面：屋面1高聚物改性瀝青卷材和涂膜防水屋面，屋面2為高聚

物改性瀝青卷材和涂膜防水屋面，屋面3為輕鋼夾膠玻璃屋面。

吊車梁軌道、避雷帶及M-10.C-10均面油粉漆。電纜溝內壁面為

1:2防水水泥砂漿粉刷。

鋁合金卷窗門、塑鋼門窗、鋼門、隱框鏡面玻璃窗。

取水泵房與配電間間距為2550mm,配電間由兩個變壓器室、一個低

壓配電室、一個PLC室、門廳、工具間、廁所和內院組成。配電間

iW5.7-7.7m,取水泵房高ll.3-14.2m。

(3)構筑物

底部平面尺寸為28900X2525()mm,外框刃腳厚1400mm,內橫向隔

墻刃腳厚1200mm,縱向隔墻刃腳厚1000mm。刃腳底標圖為?14.3m,

隔墻刃腳高3.2m,外墻刃腳高3.2m。采取C25混凝土封底。底板設

置按1.5x1.5m間距設①16的底板抗浮拉筋。

混凝土強度等級為C25,其抗?jié)B標號為S6,鋼筋為HPB235和

HRB335。混凝土保護層厚度：井壁、底板、隔墻為35mm,牛腿為

15mm。

底板、框架、墻壁中的預埋鋼筋與相應受力鋼筋的連接必須焊接，采

用單面焊，焊接長度不小于l()do底板、框架、墻壁中的預埋鋼筋按

240d的錨固長度埋入混凝土中，其外露部分的長度210d(焊接)

或50d(綁孔接頭)。無焊接條件的鋼筋采用綁扎接頭，搭接長度：

HPB235為36d,HRB335為48d。在同一截面內接頭錯開。鋼筋在

孔洞處盡量繞過，如必須截斷時，應從孔洞中心處截斷，將截斷的鋼

筋街于板面沿洞壁彎入，并焊在洞邊加強鋼筋或加強環(huán)筋上。所有預

留孔洞及預埋必須在澆筑混凝土時預留或預埋，不得事后鑿孔及補

設。

墻壁、刃腳、底梁在與封底混凝土及底板接觸有關部分，墻壁與隔墻

樓板連接處，以及其他鋼筋混凝土的施工縫處均須鑿毛成粗糙面，并

沖洗干凈，以利新老混凝土結合緊密。

泵房筒體采用沉井施工，制作筒體的工作坑深2.5-3.0m。刃腳、底梁

下應有足夠的密實中粗砂墊層，避免筒體制作過程中刃腳、底梁產生

不均沉陷和傾斜。沉井全高分兩節(jié)制作。第一節(jié)制作高度從刃腳踏面

算起為12.80m,第一節(jié)沉井的制作內容包括刃腳、墻壁、KJ-1,待

第一節(jié)沉井下沉到設計標高，并進行封底，澆筑鋼筋混凝土底板，再

澆.5.50()m樓板、隔墻后，再續(xù)制第二節(jié)墻壁，泵房樓面梁反等結構。

第一節(jié)沉井制作好后，待底梁混凝土強度達到100%及最后一批澆筑

的墻壁混凝土達70%強度后方可下沉施工。下沉前應先均勻拆除底梁

下的墊層，最后均勻拆除刃腳下的墊。墻壁上的洞口需用鋼板封堵。

沉井下沉采用不排水法下沉和排水法下沉相結合的方法下沉。初期采

用排水下沉，為防止下沉過程中出現(xiàn)流砂，當下沉至一定深度后改用

不排水下沉。沉井下沉允許偏差應符合規(guī)范GB14L90TX6.2.9條的

要求。

筒體下沉到設計高程經驗收合格后方可澆筑封底混凝土，采用水下封

底，封底混凝土最厚處為2.2m。封底混凝土達到100%后方可施工底

板。

底板施工前，封底混凝土表面應修鑿整平沖洗干凈。

沉井深14.3m。

懸挑構件混凝土強度達到100%方可拆除模板及支撐。

泵房上部結構伸出3.45m。

梁、柱、板保護層為20mm。鋼筋混凝土柱與墻連接面，均沿高度間

距500mm預埋2⑦6,鋼筋伸入墻內，柱內錨固長試想240mm,外

伸500mm,抗震設防時外伸1000mm或等于墻垛長，且彎鉤與磚墻

之豎縫嵌固。

取水泵房施工順序：測量放線一一基坑開挖一一沉井刃腳墊層施工一

一第一節(jié)沉井制作一一沉井下沉一一沉井封底一一沉井底板施工一

一第二節(jié)沉井制作到位一一沉井滿水試驗及基坑回填一一上部房建

施工（包括配電間）一一管道工程施工（設備安裝）一一電氣工程施

工一一設備調試。

8.3具體施工方案

8.3.1機械頂管

8.3.1.1基本情況

兩趟從取水泵房至江堤輸水管道采取機械頂管施工,每趟長756.81m,

采用D1420X14鋼管。

(1)頂管掘進機的選用

根據地質資料和現(xiàn)場條件，并且由于開挖面地層本身難以挖掘、難以

穩(wěn)定，土體含承壓水并透水性強，因此本工程采用的頂管掘進機必須

是密閉型頂管掘進機，且為穩(wěn)定該挖掘面的土體應有機械式的土體平

衡裝置。能夠工作在該土層下，密封型頂管掘進機中比較成熟的機型

有：機械式土壓平衡泥水加壓頂管掘進機(需帶二次破碎裝置)、機

械式土壓平衡頂管掘進機，結合本工程地質情況及施工特點決定選用

機械式土壓平衡泥水加壓頂管掘進機。

8.3.1.1.1機械式土壓平衡泥水加壓頂管掘進機工作原理

機械式土壓平衡泥水加壓頂管掘進機從結構原理上能夠保證安全、優(yōu)

質、高效地完成在砂土、粉質粘土及兩層土體之間的頂進施工任務。

該類掘進機的構造是在掘進機的前部設置一隔板，形成泥水壓力倉；

能夠預設刀盤壓力、可根據土體壓力大小自動伸縮、極限位置能夠自

動報警的切削刀盤，安裝在掘進機的前端；刀盤切土口的增減具備手

動或根據刀盤的伸縮量自動增大或減小的功能，可隨時調節(jié)切削量。

頂管掘進機正常工作時，刀盤按預先設定的壓力緊貼在被切削的土體

斷面，在后方頂力作用下一方面旋轉切削土體，一方面向前推進維持

土體的平衡。頂進中假設土體硬度增大，頂速不變時，刀盤受到迎面

阻力大于預設定的刀盤壓力，刀盤漸漸向后縮回，保持刀盤對土體的

壓力不變。在刀盤縮回時，刀盤的切土口自動增大，切削土體的量增

大，土體對刀盤的壓力減小，土體壓力增大，刀盤仍然以預設定的土

壓力與土體在新位置保持平衡。配合手動調節(jié)刀盤切土口和預設壓力

大小的調節(jié)功能，可以使土體側壓力得到非常精確的平衡。停機時手

動關閉切土口，刀盤仍然保持預定壓力緊貼土體，并且將泥水倉與開

挖面隔離。無論土體過軟或過硬，當自動調節(jié)范圍到達極限值時，刀

盤報警裝置報警，提醒操作人員注意，通過調節(jié)頂速，重新設定刀盤

壓力等手段，對土體進行新的平衡。這就是機械式平衡土體的原理。

土體的精確平衡還包括土層中地下水的平衡，向開挖倉注入一定壓力

的泥漿，該泥漿除能夠將土層中的顆粒帶走外，通過控制出泥流量的

大小，就可以簡單而準確地控制泥水倉中的水壓力，平衡地下水。

所謂泥水加壓就是這樣。

該頂管機從工作原理上能保證在掘進時.，具有平衡開挖面?zhèn)认蛲翂毫?/p>

和平衡地下水的雙重作用，無論停機或挖掘時.，都能控制正面土體的

穩(wěn)定，保證各種地面環(huán)境的安全，從而顯示出和其它頂管機頭施工方

法所不同的獨特方法。機械式土壓平衡泥水加壓頂管掘進機土壓平衡

原理圖如下圖。

機械式土壓平衡泥水加壓頂管掘進機土壓平衡原理圖

8.3.1.1.2機械式土壓平衡泥水加壓頂管掘進機各系統(tǒng)設備具備的功

能

（1）能適用于該管道工程的地質和水文情況。

（2）通過精確地平衡土體和地下水的施工方法，滿足長江大堤的

保護要求，滿足文明施工，少擾民的要求。

（3）設備的泥水注入及排出系統(tǒng)工作穩(wěn)定。泥水壓力調節(jié)方

便，嚴格按預定的刀盤壓力，通過對頂速、刀盤切土口的調節(jié)，準確

控制挖掘面土體的平衡。

(4)激光導向系統(tǒng)采用計算機光靶讀數裝置，將光靶圖像轉化為

坐標數據輸出；糾偏操作采用按鈕或手柄進行，操作結果有數據顯示

或表不器表示。

(5)頂管掘進機與管節(jié)間預留間隙的注漿，在頂進時同步進行，漿

液及時支撐環(huán)狀的土體不塌落，減少管道摩阻力。

(6)泥水系統(tǒng)配備管道堵塞后的反沖洗裝置，此時能夠使用較大的

水壓進行并不影響開挖倉內的泥水壓力。

831.1.3頂管掘進機及輔助設備的主要技術參數、特點

(1)1200頂管掘進機主要技術參數

頂管掘進機型號DTN1200；

頂管掘進機外徑1450mm；

頂管掘進機長度3500mm；

頂管掘進機自重78KN；

頂管掘進機刀盤動力l()kw*2；

頂管掘進機刀盤轉矩65kNm；

頂管掘進機刀盤轉速4.2n/min；

頂管掘進機刀盤平動量-100?+50mm；

頂管掘進機額定頂進速度＞60mm/min；

頂管掘進機最大糾編角度2.00；

頂管機及附屬設備的總功率約70kwo

頂管掘進機整機為二段無錢式結構，對稱分布的6只5()()kN單作用

油缸，即起連接兩段機頭的作用，又起糾偏作用，機頭前段依次組裝

有刀盤、泥漿倉(開挖倉)、胸板、機頭傾斜儀傳感器，變速箱、電

動機等，液壓控制柜及操縱平臺安裝在地面上，機頭空間設計十分合

理。

(2)頂管掘進機的特點

機頭前端的挖掘裝置由自動伸縮的全斷面刀盤及隨動刀架組成。掘進

時預調刀盤推力后，刀盤隨土壤壓力變化而前后移動，刀盤、刀架相

互配合自動調節(jié)切土口大小，保持預定推力不變，達到自動平衡正面

土體壓力的目的，機頭前部還有與動力設備密封隔離的開挖倉，調節(jié)

倉中的泥漿壓力即可平衡地下水，該設備是一種具有雙重自動平衡作

用的頂管機頭。是目前最適合在水下、粘土、粉質粘土地層頂進，擾

動土層最小的機種。在穿越江河、道路、流砂、淤泥等復雜工況的頂

進施工中，無需輔助施工措施，可節(jié)約大筆城市建筑物和地下管線的

防護費用。

該型號機頭，人員在地面上操作，即可直接判斷機頭運行情況，機頭

內的各種儀表，表示器能準確直觀地反映刀盤的土壓力、扭矩、切土

口大小、偏差量、糾偏量、機頭軸線的水平夾角等參數，配以按按鈕

式開關、全液壓操縱系統(tǒng)，使機頭控制方便易行。機頭的挖掘、觀察

激光靶、分析機頭偏差趨勢、糾偏、控制地面沉降等關鍵作業(yè)，均由

機頭操作工程師完成，與其他人員關系較小，屬中央控制型，容易保

證頂管質量。

(3)主要配套設備的組成及功能簡述

①主頂系統(tǒng)

由2中國人民2000Kn的油缸、油缸支架及主頂液壓控制臺組成，

總頂力4000kN,行程3.4m,油壓31.5MPa,無極調速并顯示即時頂速。

啟動和停止由電氣系統(tǒng)聯(lián)動控制。

②泥水系統(tǒng)

以一定水壓，流量的水流，稀釋、攪拌泥水倉中的泥漿，并將泥漿帶

至地面沉淀池，該水池的水壓比地下水略高，以確保切削面土層無水

土流失。水壓在2-25m范圍內可預調，管道、閥門及泵均勻Dg100mm

系統(tǒng)。

③電氣控制系統(tǒng)

供應全部設備的電能，控制、監(jiān)視設備的的頂速、壓力、流量等工況,

與頂管機頭操作員通話，除機頭外的所有設備均由電液控制臺完成操

作。

④觸變泥漿系統(tǒng)

長距離頂管施工中，采用泥漿減阻技術可有效降低管外壁與土體的摩

阻力，大大提高頂管工作效率。壓漿泵采用無壓力脈動的奈莫型螺桿

泵，壓力O-3.5MPa無級變速調整壓力、流量。閥門、管路均為Dg32

系統(tǒng)。

⑤中繼接力環(huán)

一般安置在頂力接近許用頂力的60%——80%的管節(jié)后，中繼接力環(huán)

的采用，使頂管工程的一次頂進長度不受限制，中繼接力環(huán)在長距離

頂管中是除頂管掘進機外最關鍵的設備。中繼環(huán)采用兩段無錢的殼體

形式，前后殼體間安置兩道D型橡膠止水閥，防止環(huán)外泥水滲入。

頂力可達4000kN,各中繼環(huán)由電氣裝置順序控制其開啟、停止，整

個系統(tǒng)可控制10套中繼環(huán)，保證500m頂程的聯(lián)動操作。具有氣壓

自動補償作用的中繼環(huán)的原理小意圖如圖831.4（略）

⑥通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)主要是地面與管道的通信，該系統(tǒng)由一部20路的普通電話

交換機和普通電話組成，采用普通市網電話的供電和脈沖方式工作，

接入市話網即可與合肥市市話聯(lián)網通話。該分機系統(tǒng)即可在分機內部

進行互不干擾的通信，又可在主機的控制下與各分機同時通話。該系

統(tǒng)的各部電話安裝在機頭、中繼間、地面控制間內。

⑦承力鋼構件

承力鋼構件包括：基坑導軌、頂鐵、承壓壁等以下分別敘述。

A、基坑導軌

基坑導軌是安裝在工作坑內為管子出洞時提供一個基準的設備，頂管

施工中常常有出洞正常了，頂管施工的一半就正常了的說法，尤其是

鋼管頂進時，鋼管的剛笥大、糾偏不易，出洞自然就必須更加謹慎，

而且導軌在鋼管頂進施工時，管節(jié)還需在導軌的支撐下進行施焊對

接，可見導軌之重要。為保證鋼管頂進時不將管道的外防腐磨損，頂

進鋼管時的導軌必須使用滾輪支架。

導軌本身必須具備堅固、挺直，管節(jié)壓上去及頂進受力時不變形等特

性。鋼管頂進考慮管節(jié)擱在導軌上的圓心角在600左右。管節(jié)一般

支撐在滾輪上。鋼管管節(jié)需要在井底焊接成為管道，因此支撐點應留

出焊接位置，支撐點距地面應有75-80cm焊接空間。

B、頂鐵

頂鐵可分成環(huán)形頂鐵和中間頂鐵兩類。環(huán)形頂鐵通常是一個內徑較

小、外徑與鋼管相同的，有一定厚度的鋼結構件，主要作用是把兩只

主頂油缸的兩個點的推力，分布在被頂鋼管的圓周上，使鋼管受力均

勻并保護管節(jié)的端面。

中間頂鐵是由于通常需頂進管節(jié)的長度大于主千斤頂的伸出長度，主

千斤頂頂進伸出完畢后縮回，加上中間頂鐵后方可繼續(xù)推進至能夠對

接下一管節(jié)的長度，起延伸主千斤頂推力的作用，同時也將幾個點的

主推力傳向環(huán)形頂鐵。由于頂管掘進機使用泥水法輸送挖掘面土壤，

故中間頂鐵應選用馬蹄形形式。

C、承壓壁

承壓壁是指工作井后部，安裝在沉井后座墻與主千斤頂之間的鋼結構

件。它的作用是主千斤頂產生的集中在幾個點上的巨大推力的反力，

均勻地分布在沉井的后座墻上，因此承壓壁必須有足夠的剛度。

它通常采用整體的結構。

8.3.1.2頂進施工工工藝

在工作井內的頂進軸線后方，按需要對稱布置若干只主千斤頂，將需

敷設的管節(jié)，放在千斤頂前面的導軌上，主千斤頂推進時，以機頭開

路將管節(jié)壓入土中，與頂進相配合，刀盤將切入泥倉的土體攪拌成泥

漿后，通過管道送出井外。一根管節(jié)被壓入土中后，吊入下一管節(jié)連

接，繼續(xù)頂進，反復循環(huán)頂進至預定長度，管道敷設完成，頂管施工

工藝原理圖如下圖所示。

圖8.3.1.2頂進施工工藝原理圖（略）

（2）頂進施工分設備安裝和頂進作業(yè)兩部分。

①設備安裝：整套頂管機械由頂管機頭（含、糾偏系統(tǒng)）、主千斤頂

系統(tǒng)、進排泥系統(tǒng)、觸變泥漿系統(tǒng)、承力綱構件組成。安裝分井內、

井外兩部分。

設備安裝工藝流程框圖如下圖示

放樣

安裝洞口止水圈

安裝滾輪支架

安裝后靠背

機頭吊裝就位

安裝操縱臺、控制框、

主千斤頂油泵

安裝激光經緯儀

接通電路、油路試車

②頂進施工作業(yè)流程：工作井至大堤邊的頂進施工工藝流程框圖如下

圖不：

取水泵房至工作井段頂管重復上述操作，管道機頭從取頭泵房頂進工

作井，機頭直接從工作井內吊出。

(3)正常頂進施工的技術措施

①頂進前準備階段

a、在指定的工作區(qū)域內，合理布置施工場地，安排好出土運輸、起

重機、注漿系統(tǒng)的位置。

b、管節(jié)堆放處應事先清理平整，管節(jié)堆碼應排列整齊，在堆放管節(jié)

時須用專用吊具，吊放運作應平穩(wěn)，就位后立即用三角木墊實。

c、每批管節(jié)到工地后，應會同工程師或其代表逐節(jié)檢查管節(jié)質量。

管口圓度、端面平行度、垂直度；管內、外防腐情況。對質量有問題

的管節(jié)做好標記，通知廠方及時更換。

②頂管設備就位、安裝、調試

a、安裝導軌

鋼管頂管必須使用裝配式滾輪支架作為導軌，導軌安放在混凝土基礎

面上，導軌定位安裝后必須穩(wěn)固，標高、位置正確，在頂進中承受各

種負載時不移位，不變形，不沉降。

導軌安放前，應先復核管道中心位置。

滾輪與管道接觸位置的平行度、等高等參數由制作時保證，但在安裝

時必須復核。滾輪接觸鋼管位置的標高應按管道設計標高調整，在頂

進中應經常復核調整，確保頂進軸線的精度。導軌設置坡度與設計軸

線相同。

頂進工作坑的混凝土底面的標高應為溝底標高減去滾輪支架的構造

高度（約780mm）和10mm左右調整鋼板的厚度。本工程設計的管

道標高距井底板的標高遠大于所需的設計標高，應使用工字鋼制作支

架支撐。

導軌的兩條滾輪接觸線與管節(jié)中心的夾角應為60°,由制作和軌道

調整共同保證。

b、設置承壓壁（后靠背）

承壓壁應承受和分散傳遞全部頂力，必須具有足夠的強度和剛度，本

工程承壓壁的設計的承壓能力為15000kNo

工作井在作承壓壁時，為使承壓壁受力均勻，在承壓壁與井壁間澆筑

找平的混凝土砂漿，砂漿強度宜在1()0#左右。

承壓壁的平面必須與頂進軸線相垂直，在頂進中隨時檢查，如有發(fā)現(xiàn)

傾斜，則必須重新布置，以保證安全。

c、安裝主頂設備

主頂設備是指安裝在承壓壁前方，使頂管掘進機和鋼管管節(jié)向軸線方

向頂進的加力組合裝置。

千斤頂支架、組合式滾輪支架與主千斤頂、管節(jié)間的安裝關系如下圖

示。頂進時可在組合千斤頂架上安裝4只主千斤頂。

數臺千斤頂應共同作用，規(guī)格一致，行程同步，每臺千斤頂的使用壓

力不大于額定壓力，油路必須并聯(lián)，每臺千斤頂均備有獨立的控制閥,

千斤頂伸出的最大行程應小于油缸行程的10cm左右。

油泵站設置在距離主千斤頂的近處，油路安裝應順直，減少轉角，接

頭不漏油，油泵站應在井口操作間內工作。

油泵的最大工作壓力不大于32MPa,應檢查限壓閥、溢流閥和壓力表

等指示保護裝置，安裝完畢后必須進行試車，在頂進中應定時檢查維

護。

環(huán)形頂鐵外徑必須與管道直徑一致，利用環(huán)的外部推動管節(jié)，為增加

強度，剛度，可增加厚度和向內徑方向的尺寸。馬蹄形頂鐵必須符合

要求，剛度大，受力后不變形，相鄰面垂直，排列不扭曲，不脫焊，

與導軌的接觸面必須平整。

千斤頂布置及滾輪支架圖(略)

d、頂管掘進機的安裝

頂管機的尺寸和結構應符合要求，在地面上對整機應作詳細檢查。起

重設備根據掘進機重量選擇500kN的汽車起重機，起吊前將鋼絲繩

試放到井內，確保鋼絲繩夠長度。起吊中應使用專用吊具，保證平穩(wěn)、

緩慢、嚴禁沖擊、碰撞，并由專人指揮。

掘進機安放在導軌上后，測定前后端的中心方向偏差和相對高差，做

好記錄。調整后應使掘進機機體與各組滾輪均接觸密實，滾輪的受力

均勻。

對掘進機的電路、水路、油路、注漿管路和操縱設備進行逐一連接，

各部件連接牢固，無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，對各部分分別調試并進行

全面的試運行。

③頂管出沿口密封的技術措施

頂管過程中，管子從工作井出洞時;管道外壁與洞口之間都必須預留

一定的間隙。如果該間隙不能夠采取有效的密封措施，地下水和泥沙

就會從該間隙中流到工作井中。本工程中管道埋深10m左右，地下

水豐富且受長江水補給、卵礫石土體在強大的土壓、水壓作用下將會

自預留的間隙中噴出，洞口處理措施不得當勢必會發(fā)生事故，因此必

須有可靠的技術措施。

a、洞口止水圈的設計

本工程管道埋深大、土層的滲透系數大，估計形成的地下水壓力達

O.IMPa,因此管道在頂進時洞口的密封必須可靠。在洞口密封構造上,

采用密封橡膠圈加可充氣應急膠圈的雙層密封結構，該結構的特點

是：頂管過程中充氣密封圈是不工作的，如果主橡膠密封圈因磨擦損

壞導致密封失效，高壓地下水涌入井內的危急情況下，使用打氣泵給

充氣應急膠圈充氣，及時控制漏水，在安全狀態(tài)下處理或更換新密封

圈。出洞口密封示意圖如下圖示：（略）

洞口密封圈對橡膠的質量要求均很高，具體技術指標見下表：

密封圈物理性能

項目單位指標

硬度（邵爾氏）度50±5

抗張強度MPa214

扯斷伸長率%2450

壓縮永久變形%W20

接頭扯斷強度MPa210

b、洞口加固措施

本工程出洞口位于地下10m,地層為液泥粉質粘土與粉細砂互層，滲

透系數大，地下水豐富且受長江水補給，地層難以成拱，這就給掘進

機出洞帶來了很大困難。仔細研究地層情況可以發(fā)現(xiàn)：該地層的滲透

系數大，適宜采用壓密注漿的施工方法，對洞口的土體進行膠結加固,

只需采用水泥加超細粉煤灰的普通漿液，用試驗法合理選擇配合比

后，即可加固預定范圍的土體，使洞口處土體短時間能夠自立。

具體施工方法為：在沉井施工時即將Dg50的注漿預留管埋入井壁，

注漿預留管的接近井外壁的一頭用軟木塞封堵?，井內壁的一頭用普通

管堵封堵。注漿時將管堵找出擰下，使用Dg25的注漿管連同“錐帽”、

與Dg50管子的密封裝置一起安裝，然后將注漿管水平打入土中

4.5.4.8m再稍稍后拔，使“錐帽”與首節(jié)注漿管脫開，漿液可以

0.25-0.4MPa的壓力由注漿管的頭部擠出，壓力土中固化。漿液注入

一定量（計算值）后，將注漿管向后拔0.4-0.6m,再次壓注反復循環(huán)

至最后拔出。注漿順序是由中心向四周進行。注漿也可以按正常加固

土體的方式，由上曲直接用鉆機打孔壓密注漿，無論何種施工方法，

加固土體的范圍都是：高義寬X深=5X5X5m。

c、掘進機出洞時防止回退的措施

本工程覆土深，地下水壓力大，出洞初期還必須防止掘進機及前幾米

管節(jié)往后退的情況發(fā)生，這種情況是全封閉掘進機的挖掘斷面上承受

地下水壓力及主動土壓力造成的，這時地下水壓力、主動土壓力之和

大于鋼管的周邊摩阻力，當主千斤頂的推力撤消后掘進機就后退。

這種情況發(fā)生后，掘進機前方的土體會發(fā)生不規(guī)則的坍塌。在難以成

拱的土層中，土體延滑裂面坍落，上部土體擾動后土壓力變小，掘進

機再次頂進時，將向偏向壓力較小的一側，極易向上爬高，洞口止方

也不安全。

經驗說膽頂管掘進機在出洞時受到的地下水壓力遠大于主動土壓力，

本工程中掘進機正面應受O.IMPa的水頭壓力，計算可知掘進機的向

后退回的力量達908kNo按照管節(jié)外壁與土休磨擦力4KN/nf計算，

需頂入21m管節(jié)的后退力才會被克服。由于鋼管管道連接、焊接時

間達10小時以上，因此出洞的臨時防退措施必須周密。本工程中水

土壓力較大，應使用鋼拉板直接焊接止退。

④正常頂進時的技術措施

a、準備好空壓機、風鎬，鑿碎磚封門，將機頭頂入洞口后下設備段。

連接油管，電纜及泥水管后頂進。

b、分析頂進速度，頂力，機頭土倉內的土體側壓力，刀盤扭矩等參

數，頂進速度應根據機頭土倉內土壓的大小確定，嚴格根據預定的土

倉土壓，刀盤扭矩頂進，禁止機頭超負荷運轉。

c、頂進中的測量和糾偏

測量：將地面上的各點坐標、高程引入井下后，頂進管道水平、高程

的編差均由激光經緯儀測定，儀器固定在沉井的底板上，計算機控制

的激光接收靶固定在機頭前端，坐標中心在掘進機的中軸線上。

頂進時激光經緯儀常開啟，機頭操作人員通過觀察計算機顯示屏幕上

的激光光斑移動數據及頂進的長度，分析偏差發(fā)展趨勢，確定應采取

的糾偏方法。激光經緯儀必須按規(guī)定的頂進長度或測量時間進行高

程、水平方向校正，高程方向也可使用連通器在頂進中隨時校正。

糾偏：鋼管頂管的糾偏分兩種情況。一是綱管在初始頂進時的糾偏；

鋼管頂管與混凝土頂管的最大區(qū)別，在于鋼管的接頭是焊接的剛性

大，混凝土管節(jié)的接口是柔性的，在頂進中利用掘進機容易糾偏。

這些特點帶來了頂鋼管糾偏的利弊，有利的一面是，如果在頂進初期

就掌握好頂進的方向，在以后頂進管子時，就不易產生較大的偏差，

可使管道頂進順利，并且因為鋼管的順直和摩阻系數小，阻力也較小。

不利的方面是，如果頂進初期沒能掌握好方向，管道就不容易糾正過

來，如果糾的過猛，還會出現(xiàn)管子變形甚至接口脫焊等嚴重問題。因

此鋼管的初期頂進糾偏技術，在本次頂管是顯得尤其重要。初期頂進

時除在安裝導軌、出洞時應嚴格注意外，鋼管在頂出洞口的5/5m

內，利用鋼管剛性大的特點，使用主千斤頂施加偏心頂力的糾偏技術,

是常用的方法。此時要十分嚴格地控制掘進機出洞時的頂速，克服急

躁情緒，頂速應控制在10-15mm/min范圍內，留出充足的時間慢慢

找出偏心頂力糾偏的最佳頂力，保證一次出洞順直。

鋼管在頂進中的糾偏，最大的應力集中部位是掘進機焊接的第一根鋼

管的接口處，為保證在正常預進中的糾偏操作，我們將緊隨機頭尾部

的一節(jié)鋼管管節(jié)，制作成2m一節(jié)，接口改為內法蘭加厚橡膠板螺栓

連接，使這節(jié)鋼管的兩個接口剛柔相濟，糾偏時有個過渡區(qū)域，從而

使整體性好的鋼管在糾偏時有較好的靈活性。

鋼管頂進中的糾偏，應突出勤糾、緩糾的原則，勒糾是指對掘進機的

方向要勤觀察、勤記錄，發(fā)現(xiàn)微小的偏差，就要采取糾偏措施。

緩糾是指用小的糾偏角度，使頂進的掘進機在較長的一段頂程內緩慢

回歸到設計軸線的位置。正常頂進中可采用“校正”、“恢復”兩種

方式?！靶Ｕ狈绞绞歉鶕C頭軸線與設計中心線之間夾角大小，確

定是否需要采取糾偏措施。采用“校正”方式時，機頭糾偏角約

03-0.6°o“恢復”方式是由機頭位置與設計中心線的累計偏差量，

確定是否需要采取糾偏措施，這時的糾偏角約0.2-0.4。。

d、觸變泥漿潤滑

注漿要使注入的漿液隨著管道頂進，形成完整的初始漿套，并且每頂

進一定的距離應能夠得到補充。注漿孔的形式、布置的位置，注漿泵

的選用和注漿的壓力有關。

注漿孔的形式：本工程使用鋼管頂進，為確保注入的漿液能夠形成完

整的環(huán)狀，然后再擠出管壁形成初始泥漿套，鋼管管身上的注漿孔應

具備如下的結構。該機構的注漿孔是在鋼管制造工場，制作鋼管管節(jié)

時，先期在每節(jié)鋼管（鋼管長度10m）的前端，制作出下圖中的除已

頂進管道外的其它部分，然后在工作井中與已頂進的鋼管對接后形成

完整的注漿孔結構。見下圖（略）

注漿孔布置的位置：注漿孔分組布置，每組5個一環(huán)。在掘進機后

部及后2m布置一組（特殊管節(jié)的后部）。這兩組注漿孔最為重要。

在頂管掘進機頂進時隨頂隨注，使頂管掘進機后部在頂進中即形成完

整的漿套，填充由于頂管掘進機外徑大于管道外徑所留下的注漿空

隙。

以后每隔10m布置一組注漿孔，這些注漿孔主要起補漿作用。當頂

進一段時間后，先前注入的潤滑漿可能因失水而導致漿液質量差，這

時為補充這部分缺失需進行補漿。

注漿泵選用：為確保注漿效果始終在最佳狀態(tài)，我們選用無壓力脈動

的螺桿泵（選奈莫泵），不選擇壓力脈動大的活塞泵，因為漿液壓力

在脈動的峰值時，會擊穿已形成的泥膜擴散到土體中，而螺桿泵注入

的漿液無壓力脈動，幾乎是從空隙中擠出去的，注漿漿套容易形成又

容易保持。

注漿方法及濃度的選擇：注漿壓力不宜過高，注漿壓力高容易地面冒

漿，漿套形成不好。正常頂進時，注漿或補漿均以控制注漿量為主。

e、中繼間技術的應用，能夠從根本上限制超過最大允許頂力的情況

發(fā)生。無論怎樣采取管道頂進的減摩措施，當管道延伸至某一長度時,

頂進的頂力大于管道能承受的頂力，管節(jié)損壞、管道無不繼續(xù)頂進。

中繼間技術的應用，能夠從根本上限制超過管道最大允許頂力的情況

發(fā)生。該技術的原理是：中繼間安裝在一次頂進管道的某個部位，把

這段一次頂進的管道分成若干個頂進區(qū)間。在頂進過程中，先由若干

個中繼間按先后順序把管道推進一小段距離后，再由主頂油缸推進最

后一段管道，這樣不斷重復，一直到把管道從工作井頂到接受井內。

中繼間安放的順序是：第一中繼間應放在比較前面一點，因為掘進機

在頂進過程中頂力的變化會因土質的變化而有較大的變化。所以當頂

力達到中繼間推力的40-60%時，安放第一只中繼間。以后第當下一

區(qū)間的管段頂力達到中繼間推力的65-70%時，安放一只中繼間。當

主頂油缸頂力達到中繼間推力的90%時，必須啟用中繼間。中繼間根

據實際頂力情況設置。按管外壁與土體摩阻力lOKN/nf及實際經驗。

在本工程中管道的頂進距離為300-450m,由于本工程頂段為淤泥粉

質粘土與粉細砂互層，原則上不需要設置中繼接力環(huán)，但在施工過程

中出現(xiàn)異常情況下及時增設中繼接力環(huán)。

f、管道內通風

通風的目的：頂管施工比較容易遭受的情況之一是有毒氣休傷害，人

員在管子內要消耗大量的氧氣，管道內會出現(xiàn)缺氧，影響作業(yè)人員的

健康。鋼管內還不可避免的要進行焊接作業(yè)，長時間、大量的有害煙

塵會使焊接人員出現(xiàn)頭暈、目眩等癥狀。以上的問題都必須依靠通風

去解決。

通風系統(tǒng):采用2臺11.5kw的礦用軸流通風機,Dg300mm的橡膠

布通風軟風筒，采用長鼓、短抽的通風方式。在該系統(tǒng)中，抽風管前

有一個喇叭狀吸入口，距挖掘面小于或等于20-30m,在距挖掘面

12-15m處，是風機的送風口。抽風風筒與鼓風風筒應分別安裝在管

內的左右兩側，兩風筒必須重疊5-10m,以防通風不良。保證管道內

污濁或易燃的空氣被抽出沉井以外。通風系統(tǒng)的布置原理圖見下圖：

（略）通風的質量要求：

保證管道內的氧氣濃度不低于20%（空氣中氧的含量29%）,有害

氣體的濃度不大于有害于身體健康的濃度，其中CO^30mg/m3,NO2

W50mg/m3,CO2W0.5%,S02W0.0005%,工作面通風設備的噪音

不超過80分貝。

通風的空氣必須清潔，在地下作業(yè)點的新鮮空氣量不低于每人每分鐘

4,風速應大于0.15m/s,最大風速小于6m/s。

控制作業(yè)面的溫度不超過32°,相對濕度不超過80%。

為保證各種有害氣體的濃度不超過上述值，應配齊各種有效的氣體含

量的測試儀表。這些儀表在鎮(zhèn)江煤礦機械設備廠可以購置。

④水下回收頂管掘進機的措施

a、用挖泥船將不下埋管的溝槽開挖完成〔溝槽開挖的部位、標高就

是頂進掘進機的出口部位和標高），待掘進機頂出后，部分處于懸狀

（掘進機底部有浮土但襯墊不實）位于土體中時，將掘進機內部的電

氣設備、中繼間（如果需要設置的話）千斤頂等設備拆除運出，將水

泥砂漿的管道內部防腐做好，養(yǎng)生，最后將工作井中的管道口用閘板

閥堵死。再將掘進機的四只起吊吊鉤板，用鋼繩掛在浮吊的起重鉤上

并稍給一些向上的力。潛水員攜帶真空吸泥機的導管口，入水對掘進

機周圍及下部的浮土進行清理，清理的范圍應足夠大。

b、潛水員攜帶氧-弧水下切割的設備潛入水下，將特殊管道后部內工

程管道切斷，然后將頂管掘進機連同特殊管節(jié)用浮吊一并取出。氧-

弧水下切割的原理是：首先用管狀空心電極與鋼管之間產生的電弧預

熱工件，然后從管弓極中噴出氧氣射流，使工件燃燒，建立氧化放熱

反應，并將溶渣吹掉。形成割縫使用的特殊管狀焊條是由直徑6.8mm

或8.10mm的鋼管制成，其表面涂藥，并與水隔離。用特殊的電極夾

鉗，把0.15-0.35Mpa氧氣通入管中。當電弧加熱金屬時，氧氣像平

常的氣割一樣使金屬氧化。這種方法簡單及經濟效果好，在水下切割

中使用最為普遍。

c、重復上述施工可將第二段管道的掘進機取出。

（4）鋼管頂進中的特殊施工技術

①井內鋼管的組對焊接

a、坡口：根據頂管施工鋼管管道承受頂力的特點及國標采取坡口焊。

b、管節(jié)組對：管節(jié)組對時應檢查坡口質量，坡口應使用電弧氣刨加

工，表面上不得有裂縫、夾層等缺陷，并對銹漬、毛刺等進行清更好。

組對時管節(jié)內外壁錯口厚度在任何位置均不能大于2mm。當組對有

注漿孔的管道時，只要將帶有注漿孔的一頭，對準已頂入的管節(jié)，用

千斤頂推入新管節(jié)即可，但此時應注意兩管端不能卡死。

c、焊接：焊接采用普通J422焊條，為減少管節(jié)在焊接中的變形，在

焊接時要求兩人在對面同時進行，盡量使兩人焊接的速度一致。焊接

分為打底焊后以三層填滿，由于是進行全位置焊接，在仰焊及立焊時

的電流比平焊時小，因此應先立焊再仰焊最后平焊的順序進行焊接。

最后進行管道內部的封底焊接。焊接質量應符合國標中的IV級焊縫

標準。

第一層是打底焊接，宜采用直徑3.2mm的焊條，焊接電流85.95A,

焊完第一層后，必須將溶渣清理干凈。

焊第二層時，平焊可選用直徑5mm焊條，焊接電流160A左右，仰

焊，立焊可選用3.2mm或4mm的焊條，電流120/35A。以半圓形

或折線形的運行法，采用較短的電弧焊接。第三層焊接方法與第二層

相同，但焊條的擺動范圍應逐漸加寬，運條時電弧必須在坡口兩邊稍

作停頓，以保證溶合良好、不咬邊。第二、三、四層之間的焊接方向

最好相反，并將接頭錯開。

在背面封底焊接前，應認真清理焊縫表面，然后用3.2mm焊條，電

流約110A,焊接一層。焊條不擺動或稍作擺動，速度稍快些以獲得寬

度較小，焊縫高度低的焊縫表面。

②頂進中管節(jié)的焊接檢驗

卷管的外觀質量檢查應符合下列要求：

a、每節(jié)鋼管管節(jié)允許有兩道縱向接縫，兩縱向接縫之間距離應大于

300mmo

b、工作井內卷管組對兩縱縫間距應大于100mm。

c、卷管周長及橢圓度偏差，應符合國標中相應管徑的允許誤差值。

d、對接縱縫處為3mm,離管端2()()mm的對接縱縫處應為2mm,其

它部位為1mm。

e、卷管端面與中心線的垂直偏差不應大于管子外徑的1%,且不大于

3mm。平直度偏差不應大于Imm/mo

③鋼制管節(jié)的內、外涂層防腐施工

a、管道內、外防腐應達到以下要求：

首先進行噴砂除銹工序，除銹后的質量應達到Sa21/2級。

除銹完成后應及時進行防腐涂料的涂刷，內外壁均采用刷氯磺化聚乙

烯，底漆、中間漆、面漆各一道。每遍涂料在涂刷時，應嚴格遵守其

說明書規(guī)定的干燥時間及干燥的施工方法。

b、管節(jié)在工作井中的防腐

管節(jié)在工作井內組對焊接完畢后，由于頂進施工連續(xù)性的限制，只能

使用快干型的防腐涂料。施工時應及時清理焊渣，飛濺，對管節(jié)接口

手工除銹，涂刷使用GZ?2高分子防腐涂料，手工進行防腐涂刷，

注意在規(guī)定的干燥時間后(2小時)，方允許繼續(xù)頂進。

管道在工作井中的內防腐:，應在管道全部頂進完成后進行，待掘進機

內部設備拆卸完成，管道重新清理后，再對管道焊接接口部位全部進

行手工除銹，使用原設計規(guī)定的管道內防腐涂料，按地面制作規(guī)定的

施工工藝、涂刷遍數、涂刷厚度、干燥時間進行防腐作業(yè)。

8.3.1.3頂管施工主要機械設備、測量及檢測儀表配置情況

(1)頂管主要機械設備配置

本工程使用的頂管設備均為鋼制件，總重量約1203單件最大重量

35t,故可方便地采用汽車運輸。進場時間為工作井施工前15天。

頂管主要機械設備表

序自有或

機械名稱型號、規(guī)格數量生產廠家

號購買

機械式土壓平衡泥水

1DTN1200型2揚州廣鑫已有

加壓頂管掘進機系統(tǒng)

蘭州耐莫泵

2注漿泵耐莫泵2自有

r

3注漿管及配件Dg50900m自制自有

4主頂千斤頂2()0t/2()00mm8揚州廣鑫自有

32MPa、

5主千斤頂液壓臺5-75L/min2揚州廣鑫自有

可調

30t、

6中繼環(huán)千斤頂8揚州廣鑫自有

L=300mm

32MPa、

7中繼環(huán)油泵站2揚州廣鑫自有

15L/min

8滾輪支架（導軌）Dgl4002自制自有

9鋼靠背Dgl4002自制自有

1()環(huán)形頂鐵Dgl4002自制自有

11馬蹄形中間頂鐵Dgl4002自制自有

12輸土導軌及軌道車2套自制自有

13電力開關柜600A>10路2新制2臺自有

14中繼環(huán)控制柜控制3套2自制自有

15電話交換分機20路2菲力普自有

16汽車起重機QY502徐州重機自有

17汽車起重機QY162湖北東風自有

18電焊機22KW4啟東焊機自有

（2）主要測量、檢測儀表配置

主要測量、檢測設備表

序號設備名稱規(guī)格型號單位數量備注

1激光經緯儀CJJ-2臺2蘇州光學儀器廠

2普通經緯儀DJ6臺2蘇州光學儀器廠

3水平儀DS3臺2安陽儀器廠

4超生波探傷儀CTS-21臺1南京探測設備廠

5磁粉探傷儀DCF-C臺1南京探測設備廠

6測厚儀CCH-30臺1襄樊防腐檢測設備廠

7高壓檢漏儀臺2電壓12KV

8.3.1.4頂管勞動力配置及進退場計劃

頂管技術人員的進場時間為：副經理、施工隊長、技術人員在沉井澆

筑混凝土前進入現(xiàn)場，具體安排頂管與沉井工程的協(xié)調事宜。全部頂

管施工人員在沉井封底時進場，進行頂管施工機具設備的安裝準備。

頂管施工結束后，人員隨頂管設備一起撤出。頂管工程一般要求24小

時連續(xù)作業(yè)，每天安排兩班，每班人員配備見下表c

頂管施工每班人員配置表（共2班）

序號人員數量職責分工

施工技術管理、質量管理、數據收集與

1技術人員4

分析、測量，檢查焊接、防腐工作

在技術人員指導下指揮，調度勞力，計

2班長2

劃安排、質量控制

操作機頭運轉、頂進、讀取測量數據、

操作員分析偏差趨勢、糾偏、報告頂進

3控制臺機頭操作員2

數據。操作主頂液壓臺、壓漿泵、機頭

聯(lián)絡、調整頂速、泥漿流量等。

4吊車駕駛員2操作起重機械、安全監(jiān)督

5壓漿工2拌漿、調整注漿量及注漿壓力

6鉗工、焊工4井內鋼管組對、焊接、涂料防腐

7雜工8接、拆進排泥管、補觸變泥漿、掛鉤等

8.3.1.5頂管部分主要材料計劃

我公司的機械設備廠具備大型卷板機、剪板機及長臂埋弧自動焊機等

設備，每年卷制各種型號的鋼管管節(jié)達3000余噸，且具有防腐的專

業(yè)資格。在本工程中每天平均的頂進距離初步設定在15m,管節(jié)制作

工地距頂管現(xiàn)場道路暢通，具備隨時調配的運輸條件，因此管節(jié)的制

作檢驗，可安排批量進行，在頂進現(xiàn)場僅需存6節(jié)管節(jié)即可滿足施

工需要。

8.3.1.6頂管部分質量措施

(1)頂管施工必須采用嚴密措施，防止土體內源水流入管道(糾偏

時)，因此施工前，機頭與管節(jié)的密封裝置(內法蘭和橡膠板)的原

材料和螺栓連接，都要進行嚴格的質量檢查并符合要求。

(2)頂管施工中，必須使用計算機光靶及其數字分析、顯示技術，

嚴格測量控制，做到隨頂隨測，隨頂隨糾偏。

(3)頂管的頂進及糾偏，必須嚴格按中鐵四局編制的機械式長距離

頂進工法及操作細則進行施工。

(4)頂進結束后對長江大堤的加固注漿，必須按工法進行，確保管

道與長江大堤的間隙被填充密實。

8.3.1.7確保工程的安全措施

(1)安全保證技術措施

認真貫徹安全生產方針，強化安全生產責任制，加強對職工的安全教

育，按照《建筑安裝施工技術規(guī)程》和中鐵四局《地下頂管操作規(guī)程》，

結合施工實際情況，制定并執(zhí)行單項安全技術措施和安全操作細則，

確保安全生產和文明施工。

(2)各種施工機械設備及頂管施工中的掘進設備，使用前要認真進

行檢查，經試運轉正常后方可使用。

(3)做好沉井的環(huán)境監(jiān)測和保護工作，使地表沉降控制在建設單位

允許沉降的范圍內。

依據監(jiān)測所得的反饋數據，對沉井的挖土范圍、深度、井內水位等以

及在頂管中的頂進頂力，速度等施工參數不斷優(yōu)化，減少地表下沉，

避免盲目施工和冒險施工。

(4)現(xiàn)場臨進用電，架設必須按《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》

安裝，在施工現(xiàn)場的專用中性點直接接地的電力線路中，必須采用

TNS接零保護系統(tǒng)。

(5)工作坑內的照明燈或手持行燈，電壓為安全電壓36V,任何人

不能以濕手或身著濕衣服去操作電氣設備。停電必須有命令，并掛停

電警示牌，合閘應收回停電命令，確認線路無人工作時，方可摘下警

示牌送電。

（6）電氣設備檢修時至少有兩人作業(yè)，切實做好保護措施。

（7）頂管機頭操作員、電焊工、電工、測量工、