经本次勘察揭露，本场地在深度75.3m 内地基土属第四纪全新世（Q4）及晚更新世（Q3）沉积物，主要由粘性土、粉性土组成，一般具有成层分布的特点。按其沉积年代、成因类型及物理力学性质的差异，依据上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》（DGJ08-37-2012） 相关条款可划分为7 个工程地质层及分属不同层次的若干亚层，地层编号为①1、②1、②3、③、④、⑤1-1、⑤1-2、⑤2-1、⑤2-2、⑤3、⑤4、⑥、⑦、⑧1、⑧2-1、⑧2-2、⑧2-3。沿线大部分地段缺失第⑥、⑦层土，为古河道缺失区。 本工程顶管穿越土层工程地质特征如下： 表1.2.1 地层特性表 地质 土层 土层名称 沉因类型 厚度 (m) 层顶标高 (m) 土层描述 Q42 ③1 灰色淤泥质 粉质粘土 滨海 ~浅海 0.80~3.60 0.82～ -1.93 夹有薄层粉性土，土质不均匀；很湿、流塑状态，高等压缩性，为天然地基下的软弱下卧层和压缩层。 ③2 灰色粘质粉土 滨海 ~浅海 0.50~3.30 -0.51～ -3.85 夹薄层粘性土，饱和，松散状态，中等压缩性 ④ 灰色淤泥质粘土 滨海 ~浅海 7.60~11.60 -10.49 ～-13.10 夹有片状粉细砂，饱和，流塑状态，高等压缩性土 （1）顶管ZY1/ZW1工作井采用50T履带吊吊放管节和设备（除顶管机外），ZY3/ZW3工作井采用50T履带吊吊放管节设备（除顶管机外），ZY5工作井采用40T门式起重机吊放管节设备（除顶管机外）。 （2）砼管节进场后先卸至井边（晚上卸管）。 （3）管材卸车与泥浆装车均在场布范围内进行，且施工时间控制在22：00~06：00时段。 （4）ZY1/ZW1、ZY3/ZW3及ZY6工作井施工平面布置如下图： 图1.3.1-1 ZY1/ZW1工作井平面布置示意图 图1.3.1-2 ZY3/ZW3工作井平面布置示意图 图3.3.1-3 SY6工作井平面布置示意图 施工现场场地设置泥水沉淀箱；泥浆沉淀池采用2m*6m*3m泥浆箱，采用相应吨位的汽车吊吊放机头置工作井内，以及接收井内的机头吊起。砼φ600—φ4000采用50T履带吊及40T门式起重机吊装管节；主顶工作站及中央控制室布置靠近工作井上方的地表上。 （1）主要施工技术参数的控制 顶管机施工速度匹配是保证切口土压力稳定、正面出土量均匀的主要手段，所以在施工时，应对顶进速度作不断的调整，找出顶进速度、正面土压力、出土量三者的最佳匹配值，以保证顶管机的施工质量，也能让顶进设备以最佳状态工作。 （2）顶进轴线的控制 顶管机在正常顶进施工过程中，必须密切注意顶进轴线的控制。在每节管节顶进结束后，必须进行机头的姿态测量，并做到随偏随纠，且纠偏量不宜过大，以避免土体出现较大的扰动及管节间出现张角。 （3）管节减摩 制定合理的压浆工艺，严格按压浆操作规程进行。为使顶进时形成的建筑间隙及时用润滑泥浆所填补，形成泥浆套，达到减少摩阻力及地面沉降。压浆时必须坚持“随顶随压、逐孔压浆、全线补浆、浆量均匀”的原则。 （4）顶进技术措施 1）机头下井前对全套机械设备进行联动调试，确保不带病下井，以保证其顶进时具有良好的性能。 2）严格控制顶进机的施工参数，防止超、欠挖。 3）顶进机顶进的纠偏量越小，对土体的扰动也越小。因此在顶进过程中应严格控制顶进机顶进的纠偏量，尽量减小对正面土体的扰动。 4）施工过程中顶进速度不宜过快，一般控制在2.5cm/min左右，尽量做到均衡施工，避免在途中有较长时间的耽搁。 5）在穿越过程中，必须保证持续、均匀压浆，使出现的空隙能被迅速得到填充，保证管道上部土体的稳定。 （1）设计文件、施工规范 &设计院及业主提供的设计文件及图纸； &《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）； &《建筑结构载荷规范》（GB50009-2012）； &《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246:2008）； &《顶管工程施工规程》（DG/TJ08-2049-2016）； &上海市《市政地下工程施工质量验收规范》（DG/TJ08-236-2016）； &上海市《基坑工程施工监测规范》（DG/TJ08-2001-2006）； &《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）； &《施工现场安全生产保证体系》（DBJ08-903-2010）； &《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2012）； &《上海市建设施工现场安全标准化管理文件汇编》； &《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）； &《危险性较大的分部分项工程安全管理规范》（DGJ08-2077-2010）； 总体工期要求和标段划分情况，拟投入2套机组分2个工作面同时施工。具体划分见下表。 表3 顶管施工划分 编号 顶管路径 累计 1 1#班组 SY1～SY2 SY3～SW4 SW1～SW2 SW3～SW4 77m/Φ2700 167m/Φ2700 67m/Φ600 176m/Φ1000 487m 2 2#班组 SY6～SY5 SY6～SY7 103m/Φ4000 434m/Φ4000 537m 施工进度计划（初步安排）：根据以往上海地区施工经验，设定Φ600/Φ1000/砼管为18m/d的顶进速度；设定Φ2700砼管为15m/d的顶进速度；设定Φ4000砼管为12m/d的顶进速度。 我公司本着确保顶管工程达到业主质量标准的要求，同时尽量减少施工对该地段的影响，加快施工进度，争取早日完成本工程。我们将在工程全过程施工中，充分依靠和运用我公司在顶管施工优势和经验，选择合理、最优化的施工方案；选择资深的项目管理人员和技术人员参与本工程施工；在施工管理中充分发挥广大工程技术人员和管理人员的聪明才智和积极性，以领先的技术为龙头，建立完善的质量体系，齐心协力完成本工程的建设任务。 在施工准备阶段，我们将和业主共同创造条件，尽早落实施工前期的准备，为工程施工创造有利条件。 我公司将指派富有处理、协调前期、精通顶管技术的同志专门组成本工程的前期工作组，在施工前做好前期工作确保工程顺利开展。 附表01：顶管施工进度计划表 表3.2.1 主要机械设备表 序号 名称/规格 数量 拟用部位或作用 1 Ф600泥水平衡顶管机 1台 管道顶进施工 2 Ф1000泥水平衡顶管机 1台 管道顶进施工 3 Ф2700泥水平衡顶管机 1台 管道顶进施工 4 Ф4000泥水平衡顶管机 1台 管道顶进施工 5 主顶泵站 4套 主顶动力 6 方形顶铁 4套 管道受力缓冲 7 方形加鉄 4套 油缸行程延长 8 空压机 4套 洞口修平 9 触变泥浆系统 4套 减摩注浆 10 主顶系统 4套 主顶系统 11 触变泥浆接力系统 4套 触变泥浆接力 12 泥水接力泵 4套 进水、出泥浆接力 13 Ф50触变泥浆管道 900m 减摩 14 Ф133泥水管道 800m 减摩 15 120m2动力电缆 500m / 16 50m2动力电缆 200m / 17 通讯电缆 700m / 18 电脑信息传递光缆 700m / 19 全站仪 2台 拓普康、主测 20 经纬仪 2台 顶进测量 21 水准仪DS05 2台 测预留洞实际标高 22 BX1-500交直流焊机 2台 机架安装 23 50吨履带吊 1台 安拆设备，卸管至工作坑 24 40吨门式起重机 1台 安拆设备，卸管至工作坑 25 井底抽水泵 4台 2台备用 26 通风系统 4套 管道内通风 表3.2.2 顶管零星材料 序号 主要材料 项目 用量 1 Φ600洞口橡胶密封圈 1套 2 Φ600洞口压板 1套 3 Φ1000洞口橡胶密封圈 1套 4 Φ1000洞口压板 1套 5 Φ2700洞口橡胶密封圈 1套 6 Φ2700洞口压板 1套 7 Φ4000洞口橡胶密封圈 1套 8 Φ4000洞口压板 1套 11 膨润土 润滑浆液制作 200吨 12 2寸白铁管 压浆管 700m （1）材料供应根据工程总体进度计划编制《材料供应计划》，提前备好工程所需各种材料。 （2）本工程所需管节均为成品采购，在业主未指定供应商的情况下拟采用招标方式或货比三家方式优选优质优价合格供应厂商进行供应。 （3）按材料计划提前将材料进入施工现场；材料进场前，材料员对供应商、厂家进行信誉度和质量方面的调查，选择质量高、信誉度好的商、厂家作材料供应商。 （4）凡进入现场的材料必须具有出厂合格证等质量证明材料，经检查符合要求方可进入施工现场。 （5）加强材料的计划管理，保证施工现场有一定的储备量，以防止交通阻挡等特殊情况，因材料影响施工。 （6）施工现场设立专职材料保管员，按施组中文明施工现场要求进行管理。 （7）编制材料计划，及时控制材料进场时间，材料进场后进行标识，为施工提供前提条件。 （8）材料实行准入制度，严把材料质量关、进场关，杜绝因材料不合格而耽误施工进度的现象发生。 表3.2.3 顶管主要材料 序号 顶管段 管径（mm） 顶管长度（m） 管节数量（节） 钢中继间（L=1.2m） 备注 普通管 浆孔管 1 SY1～SY2 Φ2700 77 20 11 / 2.5m/节 2 SY3～SY4 Φ2700 167 44 23 / 2.5m/节 3 SY6～SY5 Φ4000 103 28 14 / 2.5m/节 4 SY6～SY7 Φ4000 434 116 58 3只 2.5m/节 5 SW1～SW2 Φ600 67 18 9 / 2.5m/节 6 SW1～SW2 Φ1000 176 47 24 / 2.5m/节 顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。 顶管过程需严格执行以下机械设备参数，不得超出规定值，严格控制出土量并严密观察刀盘电流，如出现刀盘过载需第一时间作出反映，停止后方主顶推进，并上报该施工时遇到的情况，经有关部门经各部门技术人员分析后得出结论，再进行后续的顶进施工。 表4.3 顶管机各部位实际参数表 名称 Ф600顶管机 Ф1000顶管机 Ф2700顶管机 Ф4000顶管机 外形尺寸（外径×长） Φ730×2800mm Φ1230×3200mm 3230×4800mm 4670×5800mm 刀盘外径 Φ730mm Φ1230mm Φ3230 mm Φ4670mm 刀盘转矩 100kNm 360kNm 950 kNm 1790 kNm 刀盘转速 1.8 r/min 1.6 r/min 1.26 r/min 1.1 r/min 刀盘驱动电机功率 15kW×1台 22kW×1台 22kW×4台 45kW×6台 纠偏油缸最大推力 80t×4台 80t×4台 100t×4台 120t×8台 最大纠偏角度 4度 4度 4度 2度 机内液压系统额定压力 31.5 Mpa 31.5 Mpa 31.5 Mpa 31.5 Mpa 机内液压动力站电机功率 2.2kW 2.2kW 5.5kW 5.5kW 最大推进速度 150mm/min 120mm/min 80mm/min 60mm/min 顶管过程中，管子与洞口之间都必须留有一定的间隙。此间隙如果不封住，地下水和泥砂就会从该间隙中流到井中，轻者会影响工作坑的作业，严重的会造成洞口上部地表塌陷，甚至会造成事故，殃及周围的构筑物和地下管线的安全。因此，顶管过程中洞口止水是一个不容忽视的环节，必须要认真、仔细地做好此项工作。 顶管井洞口有预埋钢圈，钢圈上预先均布焊制M22螺栓，整体与预留钢圈焊牢，上述步骤完毕后上安装橡胶圈及钢压板。 顶进施工前安装橡胶止水带及止水带钢压板，并将压板螺丝紧固。为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内。 始发井内设备安装主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。顶管基座为钢结构预制构件。 （1）后靠墙的安装 后靠墙采用2块分别为5.5m×2m、0.4m厚的铁板。轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100~200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合，并且绝对垂直。最后浇筑C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙，后机架的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平后顶后只要保证所有千斤顶后平面贴实后靠背既可固定，并设置支撑加固，保证整体设备稳定不变形。后座墙是顶进管道时为千斤顶提供反作用力的一种结构，有时也称为后座、后背或者后背墙等。在施工中，要求后座墙必须保持稳定，一旦后座墙遭到破坏，顶进工程就要停顿。 后座墙主要功能是在顶进过程自始至终地承担主顶工作站顶管前进时的后坐力。后座墙的最低强度应保证在设计顶进力的作用下不被破坏，要求其本身的压缩回弹量为最小，以利于充分发挥主顶工作站的顶进效率。在设计和安装后座墙时，应使其满足如下要求。 1）要有充分的强度:在顶管施工中能承受主顶工作站千斤顶的最大反作用力而不至破坏。 2）要有足够的刚度:当受到主顶工作站的反作用力时，后座墙材料受压缩而产生变形，卸荷后要恢复原状。如压缩回弹量大，会导致大量行程消耗在后座墙压缩变形土，从而降低千斤顶的有效冲程，使顶进效率降低。故后座墙必须具有足够的刚度。 3）后座墙表面要平直:后座墙表面应平直，并垂直于顶进管道的轴线，以免产生偏心受压，使顶力损失和发生质量、安全事故。 4）材质要均匀:后座墙材料的材质要均匀一致，以免承受较大的后座力时造成后座墙材料压缩不匀，出现倾斜现象。 5）后靠背采用钢板围护，内部浇筑混凝土的方式进行施工，浇筑过程中特别注意振捣到位，做到不过振不漏振，确保浇实。 图4.4.2（1） 后靠墙安装示意 （2）前后机架的安装 在轴线定好后既可安装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周作出4~6个临水点，保证轴线标高-临水点高程= h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上与已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。 （3）油缸基座安装 为便于管道顶进时测量，在工作井内布置一固定测量台，测量台支架用型钢制作，用膨胀螺栓固定在工作井底板上，用测量专用对中盘配铜螺丝强制对中，避免测量时的对中误差。 安装时用锤球将洞门中心和后靠背标记的连线精确投到对中盘中心，安装完毕后，利用以上导线测量的方法对对中盘中心进行复测，使之精确位于工作井和接收井中心连线的延长线上。 管道顶进测量采用激光经纬仪与全站仪相结合。 图4.4.3 测量基座安装示意 洞口止水圈制作完毕后在顶管机下井之前将对井外的地墙进行人工凿除，洞口凿除到最后将保留10cm厚度，此时将顶管机推进，剩下部分的混凝土去除将由顶管机刀盘切削来完成。 图4.4.4 洞口凿除示意 为保证管节顶完后千斤顶收回时管节能够固定在油缸收缩前的位置不变，在洞口两端井壁预埋两块铁板或者基座上焊接钢板，待每节管节顶进完成后，焊接构件使管节固定于基座上，千斤顶收回时起到止退作用。 图4.4.5 止退装置示意 由于本工程顶管有长距离曲线顶管，管道形成弧度后不能从井内直接测量到机头，因此管道内必须设置转点。转点设置在转角处，事先焊制专用三脚测量台，放于管内，然后用专用对中盘固定在槽钢上。 图4.4.6 管道内站台布置示意 洞口凿除之前应在接收井内事先进行接收排架的安装，由于泥水平衡机头2/3的重量都处于机头前端，待机头前端进入洞口50cm时，前方必须要有托架托住机头，不然机头有可能前倾，间接导致1#，2#砼管脱节。 图4.4.7 接收架安装示意 顶管进洞前，将顶管基座按设计轴线在接收井内准确定位安装，根据顶管即进洞位置安装导轨，调整导轨高度，使其紧贴顶管机底部，以免顶管机前端下倾。 顶管机前端靠近洞门时，为避免顶管机进洞门过程中因正面顶力过大而造成洞门变形，正面土体涌入井内等严重后果，待顶管机切口距洞门3m左右位置时，打开预设在洞门上的2个1寸的应力释放孔，释放部分由于顶管顶进而造成对洞门的挤压并通过应力释放孔对外部土体情况进行初步探查,加强对土体及洞门的变形观测，严格控制排碴量。 在顶管机切口到达接收井前30m左右时，作一次顶管轴线复测，以达到以下目的： 1）测定顶管机的里程，精确算出刀盘与洞门之间的距离，使刀具一旦近洞门，即采取相应的措施； 2）校核顶管机姿态，以利于进洞过程中顶管机姿态的及时调整； 顶管机出洞前要根据地层情况，设定顶进参数。开始顶进后要加强监测，及时分析、反馈监测数据，动态地调整顶管机顶进参数，同时还应注意以下事项： 出洞前在基座轨道上涂抹油，减少顶管机推进阻力。 出洞前在刀头上包裹布料，在布料和密封装置上涂抹油脂，避免刀盘上刀头损坏洞门密封装置。 出洞基座要有足够的抗偏压强度，导轨必须顺直，严格控制其标高、间距及中心轴线。 端头砼墙拆除前的确认：出洞前确认墙拆除后的形状是否有碍于顶管机的通过，另外，检查衬垫的安装状况，设置延伸导轨，防止顶管机前倾。 防止顶管机旋转、上飘。顶管机出洞时，正面加固土体强度较高，由于顶管机与地层间无摩擦力，顶管机易旋转，宜加强顶管机姿态测量，如发现顶管机有较大转角，可以采用刀盘正反转的措施进行调整。顶管机刚出洞时，顶进速度宜缓慢，刀盘切削土体中可加水降低顶管机正面压力，防止顶管机上飘，同时加强后背支撑观测，尽快完善后背支撑。 在顶管机靠上正面土体后，需立即开启刀盘切削系统进行土体切削，以防顶管机对正面土体产生过量挤压，使切削刀盘扭距过大。 由于顶管初出洞处于加固区域，为控制顶进轴线。保护刀盘，顶进速度不宜超过0.5cm/min。 在顶管初出洞段顶进施工过程中，对顶管机姿态要勤测微纠，力争将出洞段顶管轴线控制到最好，为后阶段顶管施工形成一个良好的导向。 顶管机完全贯入地层，管外注浆还未实施之前，顶管机以及出发的各设备均处于极不稳定状态，顶进中要经常检查，发现异常，立刻停止顶进，进行妥善的处理。 顶管机在出洞后顶进的前20m作为顶进试验段。通过试验段顶进熟练掌握顶管机在本工程地层中的操作方法、顶管机推进各项参数的调节控制方法；熟练掌握触变泥浆注浆工艺；测试地表隆陷、地中位移等，并据此及时详细分析在不同地层中各种推进参数条件下的地层位移规律，以及施工对地面环境的影响，并及时反馈调整施工参数，确保全段顶管安全顺利施工。 （1）顶进施工期间，管道内的动力、照明、控制电缆等接头要可靠。管道内的各种管线应分门别类的布置，并固定好，防止松动滑落。 （2）在工具管处应放置应急照明灯，保证断电或停电时管道内的工作人员能顺利撤出。 （3）顶管初始顶进速度宜小于10mm/min，保持掘进机平衡稳步推进。 （4）正常顶进时，顶进速度宜控制在20mn~30mm/min，出土量宜控制在理论出土量的98%~100%。 （5）土压力值的确定应根据选用顶管机型式确定。泥水平衡顶管机的泥水压力值宜设定在地下水压力值加0.01MPa。 （6）在施工过程中严格控制由于顶进造成的地层扰动，密切关注在不同土质、覆土厚度及地面构筑物等地貌地况的变化，认真分析监测数据，及时调整顶进参数。 （1）原因分析 由于土体承载力较小，且机头本身较重，出洞时容易产生磕头，顶管机出洞时机头往下偏差较大（即机头下倾）。 （2）应对措施 1）千斤顶安装时，控制其安装轴线高度和倾斜角度，将其合力作用点下降5～10cm，也可视实际情况，灵活采用千斤顶个数。 2）机头出洞时，在机头重心未离开导轨时即连接后续管并开始注润滑浆。 3）将出洞口导轨延长，延伸导轨伸入到井体外壁。 4）宜将管道前3~5节用拉杆相联。铰接管道，连接时螺栓紧固，保证机头重心在导轨上。 5）对顶管出洞口深层搅拌桩土体加固质量严格控制，基坑开挖至底板浇筑完成后，对工作井围护体与出洞口土体加固之间的空隙采用注浆填充。1.1 工程特点
1.1.1 地质条件
1.2 施工平面布置
1.2.1 施工平面布置设计
1.2.3 工作井
1.3 顶进施工要求和技术保证措施
2 编制依据
2.1 相关法律、法规、规范性文件
2.2 施工安全标准及规范
3 施工计划
3.1 施工进度计划
3.2 施工材料与设备计划
3.2.1 主要机械设备配置计划
3.2.2 辅材配置计划
3.2.3 顶管主材计划
4 施工工艺技术
4.1 顶管法介绍
4.2 技术参数
4.3 工艺流程
4.4 施工方法
4.4.1 洞口止水装置安装
4.4.2 后靠墙、机架的安装
图4.4.2 (2) 机架示意图
图4.4.2（3） 油缸基座安装示意图4.4.3 测量观测台安装设置
4.4.4 始发井内洞口的凿除
4.4.5 止退措施
4.4.6 管道内测站布置
4.4.7 接收架
4.4.8 进洞口凿除
4.4.9 轴线复测
4.5 施工操作要求
4.5.1 顶管机进出洞施工注意事项
4.5.2 初始顶进
4.5.3 顶进及注意事项
4.5.4 出洞防磕头措施