土压平衡顶管施工工艺工法

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1、土压平衡顶管施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-GS-0101-2011市政环保公司孙刚武1前言1.1概况土压平衡顶管施工，是一种机械式顶管施工工法。它与手掘式顶管和其他形式顶管施工工法相比，又具有适应土质范围广和不需要采用任何其他辅助施工手段的优点。因而，这种土压平衡顶管施工工法越来越受到业内人士和技术人员的欢迎。该法顶进施工中，利用土舱内的压力和螺旋输送机的排土来平衡地下水压力和土压力。该法掘进机排出的土可以是含水量较少的干土或含水量较多的泥浆，一般都不需要再进行泥水分离的二次处理。随着土砂泵的应用，该工法将会更加得到普及推广使用。1.

2、2工艺原理土压平衡顶管是根据土压平衡的基本原理，利用顶管机的刀盘切削和支承机内土压舱的正面土体，抵抗开挖面的水、土压力以达到土体稳定的目的。以顶管机的顶速即切削量为常量，螺旋输送机转速即排土量为变量进行控制，待到土压舱内的水、土压力与切削面的水、土压力保持平衡，由此则可减少对正面土体的扰动及减小地面的沉降与隆起。2工艺特点2.1它适用的土质范围广。从软黏土到砂砾土都能适用，是一种全土质的顶管施工方法。2.2能保持挖掘面稳定，地面变形极小。2.3施工时的覆土可很浅，最浅为0.8倍管外径。这是其他任何形式顶管施工所无法做到的。2.4弃土的运输、

3、处理都较方便、简单。2.5作业环境好。既没有气压式那样的压力环境下作业，也没有泥水式那样的泥水处理装置等。如采用土砂泵输土，作业环境还会更好。192.6操作安全和方便。2.7该法在砂砾层和黏粒含量少的砂层中施工时，必须采用添加剂改良土体。3适用范围3.1本工法适用于N值0-50的淤泥到砂砾等各种土质条件下施工。3.2本工法不仅可在穿越河流、公路、铁路、房屋等覆土较深的条件下施工，而且可在覆土深度不小于0.8倍管外径的浅覆土条件下施工。3.3本工法不仅适用于DN800～3000mm口径的钢筋混凝土管施工，而且也适用于钢管施工。4主要技术标准《

4、给排水管道施工及验收规范》（GB50268）、《顶管施工技术及验收规范（试行）》（中国非开挖技术协会行业标准）、《顶管工程施工规程》（DG/TJ08-2049）（J11324）。5施工方法在敷设管道前，先建造一个工作井。在井内顶进轴线的后方，布置一组行程较长的千斤顶，一般每组为4只到6只，将敷设的管道放在千斤顶前面的导向轨架上，管道的最前端是一台土压平衡顶管机，工具管与管段之间需刚性连接。千斤顶顶推时，以工具管开路，推进管段穿过坑壁上的穿墙孔，把管道压入土中。与此同时，通过土压平衡顶管机的螺旋输出装置将掘进面板前方的土体输出，采用输送带或人

5、工运至工作井中，吊出外运。当千斤顶达到最大行程后，全部缩回，放入顶铁，千斤顶继续前进。如此不断加入顶铁，管段不断向土中延伸，当顶管机和第一节管段几乎全部顶入土中后，吊去全部顶铁，断开顶管机的动力电源及压浆管路，将第二节管段吊入，接好管接头，连接动力电源线和压浆管路继续顶进，如此循环施工，直至全部顶完。管道外壁注活性膨润土润滑浆，以减少四周的摩阻力。当管道顶进阻力超过主千斤顶的顶进能力时，则采用中继接力技术，将管段分成数段，段间加入中继间，以接力方式分段克服摩阻力。管道的顶进方向与高程采用激光经纬仪进行测量监控。6工艺流程及操作要点196.1

6、施工工艺流程土压平衡顶管施工的工艺流程如图1所示。地面设备安装注浆准备工作减摩注浆地表沉降监控土体改良加泥地表沉降监控沉降测量是否安装中继间推进测量工程开始测量放样工作坑施工工作坑布置顶管机就位出洞准备初始顶进偏差测量下管子推进测量进接收坑取顶管机全线复测验收收尾工作工程结束主顶推力是否满足图1土压平衡顶管施工工艺流程6.2操作要点6.2.1施工准备在工程施工准备阶段，应编制详尽的施工组织设计，并做好如下几项工作：1施工场地地质条件、施工内容、范围确定场地地质条件是选择施工方法的前提，工程施工前，应根据业主提供的地勘报告确定施工工艺，必要时

7、应进行补充勘察；工程施工前，应组织施工人员认真学习施工图纸、相关规范、标准，明确工程施工内容和技术要求，对图纸中与现场不符内容联系设计人员进行补充设计或变更设计。192开工前，应对顶管轴线两侧各5m范围内进行地质勘察，核对地质是否与设计相符，并核对附近是否有既有建筑物。如地质与设计不符或有不良地质（如流砂层），则要扩大勘察范围，并与设计单位联系，采取相应的措施。3顶管设备选择土压平衡顶管机有多种类型，应根据不同的地质条件选择适用的机型，以达到良好的顶进效果。4施工工艺参数的计算工艺参数计算主要为管段顶力的计算，管段顶力根据《给水排水管道工程

8、施工及验收规范》6.3.4经验公式，即：FP=πD0Lƒk+NF注：FP——管道顶进阻力（KN）；D0——管道外径（m）；L——管道设计顶进长度（m）；ƒk——管外壁与土体单位摩