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上海市金金山区新新江水质质净化二二厂及配配套管网网工程（排海泵泵站与尾尾水输送送管）顶管施工方案编制人：项目负责责人：技术负责责人：上海市水水利工程程集团有有限公司司20177年7月10第1章工工程概况况51.1工工程地点点及范围围51.2工工程地质质及水文文地质55第2章工工程难点点分析662.1难难点：66第3章顶顶管施工工方案773.1泥泥水平衡衡顶管施施工工艺艺73.1.1工艺艺流程图图73.1.2施工工原理773.1.3施工工特点883.1.4顶管管机的选选型83.2施施工方法法及质量量控制措措施93.2.1测量量放样993.2.2顶管管进出洞洞口处理理103.2.3管材材进场验验收1223.3注注浆孔布布置及触触变泥浆浆133.4顶顶管设备备安装1143.5曲曲线顶管管参数1163.6顶顶力控制制及中继继环布设设173.6.1顶力力的计算算173.6.2顶力力估计：173.6.3顶力力F控制：183.6.4顶进进距离控控制：1183.7水水压力设设定1993.8沉沉降计算算及沉降降控制1193.8.1沉降降计算1193.8.2沉降降分析2203.8.3沉降降控制措措施2113.8.4沉降降监测2223.9曲曲线段纠纠偏及开开口量控控制2223.100泥水接接力及泥泥浆排放放233.111泥浆置置换2333.122通风2333.133长距离离测量、纠纠偏控制制243.133.1顶顶长距离离顶管测测量系统统24第4章工工程难点点应对措措施3334.1准准备工作作334.2顶顶进土压压力、轴轴线控制制334.3沉沉降观测测点布置置和监测测334.4地地面后期期沉降控控制3444.5安安全技术术措施334第5章施施工监测测365.1监监测的意意义3665.2监监测范围围365.3监监测点布布置3665.3.1轴线线及地表表沉降3365.3.2管线线沉降3375.4构构筑物沉沉降3775.5深深层地表表点设置置385.6监监测内容容及方法法385.7监监测频率率及监测测资料3395.7.1检测测频率3395.7.2监测测资料3395.8监监测报警警值400第6章顶顶管施工工质量保保证措施施416.1主主要施工工技术参参数的控控制4116.2顶顶进轴线线的控制制416.3管管节减摩摩416.4顶顶进技术术措施441第7章工工程事故故的预防防和处理理437.1土土质突变变437.2地地面沉降降437.3现现场停电电437.4施施工便道道损坏4437.5顶顶力增大大447.5.1原因因分析4447.5.2应对对措施4447.6地地表沉降降变形过过大4557.6.1原因因分析4457.6.2应对对措施4457.7管管线、构构筑物变变形报警警45第8章文文明施工工47第9章应应急预案案489.1管管线形变变报警应应急预案案489. 22监测工工程应急急救援预预案4889.3地地表沉降降变形过过大4999.4火火灾事故故应急预预案4999.5防防汛防台台应急预预案5009.6应应急人员员、物资资及设备备53第10章章附图555第1章工工程概况况1.1工工程地点点及范围围本工程尾尾水输送送管道属属于尾水水排海工工程，工工程范围围为新江江二厂至至排海泵泵站，本本工程包包括顶管管工作井井及接收收坑围护护设计。顶顶管工作作井及接接收坑围围护采用用8000钻孔桩桩+8000旋喷桩桩或8500型钢水水泥土搅搅拌墙的的围护结结构形式式。建设设地点：上海市市金山区区亭卫公公路北起起漕廊公公路南至至金山大大道。建设单位位：上海海金山排排海工程程有限公公司设计单位位：上海海市城市市建设设设计研究究总院勘察单位位：机械械工业勘勘察设计计研究院院有限公公司监理单位位：上海海浦东新新区建设设监理有有限公司司施工单位位：上海海市水利利工程集集团有限限公司本工程沿沿亭卫公路路向南敷设设DN11600污水总总管约8.226公里里，建设设污水泵泵站。本本标段漕漕廊公路路（1/WP）至至山通路路（1/WP）结结束，全全长3.34公公里。有有工作井井7座，接接收井77座。1.2工工程地质质及水文文地质工程地地质根据机械械工业勘勘察设计计研究院院有限公公司提供供的上海海市金山山区新江江水质净净化二厂厂及配套套管网工工程（排排海泵站站与尾水水输送管管）岩土土工程勘勘察报告告成果显显示，顶顶管管道道主要将将在第层淤泥泥质粉质质粘土及及层淤泥泥质粘土土层面中中穿行。，其中（12/WP）接收井为3砂质粉土。地下水水位该段地下下水主要要为浅部部的潜水水，主要要补给来来源为大大气降水水及地表表径流，水水位埋深深0.77m3.330m，水位位标高+1.887m+4.33mm；上海海地区长长期水位位观测，潜潜水位埋埋深在00.31.55m内变变动，年年平均水水位埋深深一般为为0.550.77m。第2章工工程难点点分析2.1难难点：1、本标标段顶管管为长距距离（曲曲线）顶顶管，（3/WWP）工作井井（2/WWP）接收井井为2220m长距离离顶管,（7/WWP）工工作井（6/WP）接接收井为为3655m长距距离顶管管,（9/WWP）工工作井（8/WP）接接收井为为4100m长距距离顶管管,（9/WWP）工工作井（100/WPP）接收收井为5520mm长距离离顶管,（11/WP）工工作井（122/WPP）接收收井为6600mm长距离离曲线顶顶管,（13/WP）工工作井（144/WPP）接收收井为6675mm长距离离顶管2、本标标段顶管管穿越道道路河道道比较多多，（11/WPP）工作作井（2/WP）接收井为165m顶管，穿越漕廊公路（亭卫公路）交叉口；（7/WP）工作井（6/WP）接收井为365m顶管，穿越G15沈海高速公路，（13/WP）工作井（14/WP）接收井为675m顶管，依次穿越纬四河、山富西路、生产河、山通路，顶管穿越第层淤泥质粉质粘土及层淤泥质粘土层面中穿行，遇水程流塑状，容易超挖，公路地面将可能有1CM左右沉降。3，本标标段工程程穿越地地下管线线比较多多，管线线有市政政、通信信及化工工管道，包包括移动动管线、电电信管线线、联通通管线、信信息管线线、东方方有线、电电力管线线、自来来水管线线、液化化气管线线、天然然气管线线、中石石化输油油管及物物料管、宁宁波输油油管道，氯氯碱管道道等。石石化输油油管及物物料管、宁宁波输油油管分布布于漕廊廊公路至至G155沈海高速速段，天天然气及及氯碱管管线主要要分布于于亭卫公公路东侧侧（漕廊廊公路至至金山大大道段），其其余管线线沿已建建道路均均有分布布。第3章顶顶管施工工方案3.1泥泥水平衡衡顶管施施工工艺艺3.1.1工艺艺流程图图工作坑顶进基准线布设顶管设备安装洞口止水装置安装开凿工作井顶管洞口管道顶进施工开凿接收井洞口机头出洞、顶管后期处理安管顶进测量纠偏顶管工作、接收井联测导线网布设图1：泥泥水平衡衡顶管施施工工艺艺图3.1.2施工工原理泥水平衡衡顶管机机的基本本原理是是借助于于顶管机机泥水仓仓泥水压压力维持持正面水水土压力力。顶进进施工中中通过PPLC系系统控制制泥水压压力，以以保持开开挖面相相对稳定定和出泥泥平衡，从从而使顶顶管顶进进中能有有效控制制地表沉沉降。3.1.3施工工特点适用的的土质范范围比较较广，如如在地下下水压力力很高以以及变化化范围较较大的条条件下也也可适用用；可有效效的保持持挖掘面面的稳定定，对所所顶管周周围的土土体扰动动比较小小，因此此施工引引起的地地面沉降降很小；与其他他类型顶顶管相比比，泥水水顶管施施工时的的总推力力比较小小，尤其其是在粘粘土层表表现得更更为突出出，适宜宜较长距距离顶管管；工作坑坑内的作作业环境境比较好好，作业业也比较较安全。由由于它采采用泥水水管道输输送弃土土，不存存在吊土土、搬运运土方等等容易发发生危险险的作业业；可在在大气常常压下作作业，也也不存在在采用气气压顶管管带来的的各种问问题及危危及作业业人员健健康等问问题。泥水输输送弃土土的作业业连续不不断地进进行，其其施工进进度快，能能有效的的保证工工期。3.1.4顶管管机的选选型针对本标标段顶管管的土层层性质，我我方采用用大刀盘盘泥水机机械平衡衡式顶管管机，该该顶管机机能平衡衡切削面面水、土土压力，有有效控制制地面沉沉降，操操作安全全可靠，施施工进度度快的机机型之一一。本工程采采用的管管材为JJPCCCP预应应力钢筒筒混凝土土管，管管壁厚度度为2000mmm，管外外径20000mmm，常常用DNN16000顶管管机外径径为19950mmm，比比管材外外径小无无法满足足施工要要求，所所以我公公司根据据管材要要求订购购了两套套外径为为20220mmm的DN116000顶管机机。顶管机相相关参数数：DN116000机头刀刀盘外径径DN22020（机壳壳外径）比比JPCCCP预预应力钢钢筒混凝凝土管外外径略大大（DNN20000），机机头总长长4.33m，重量量约15吨，刀刀盘开口口率3%。动力配配备：115KWW×2刀盘转转速取11.922转/分钟计算转转矩=2298.42KKN·m转矩系系数：=T/D³=1.64刀盘用变变频调速速，当遇遇到硬土土（加固固土体）可可以调慢慢转速，以以增加输输出转矩矩，具备备清理小小型障碍碍物的能能力。2、主顶顶主要参参数油缸最最大推力力为20000KKN×4油泵型型号：663SCCY-114-11B Q=63LL/miin电机型型号：YY2000L-44 N=30KKW主顶油缸缸采用变变频调速速，顶进进时顶进进速度不不易过快快，以223ccm/mmin为为宜。3.2施施工方法法及质量量控制措措施3.2.1测量量放样1、顶管管轴线放放样：我单位采采用测距距精度可可达±2mm，精精度等级级达I级，测测角精度度等级达达2秒级的日本索索佳SEET2110全站站仪，进进行顶管管基准线线的测量量放样及及复核。根据设计计和业主主提供的的座标基基桩用全全站仪进进行复核核测量，并并将复测测结果报报业主和和监理工工程师，以以便确定定这些基基桩的可可靠性；按照满满足精度度要求的的基桩，对对布设的的其它点点位进行行，测量量，测量量主要分分为距离离测量和和角度测测量，测量精精度严格格按国家家三等控控制网的的精度要要求执行行。角度测量量时，我我们将采采用全测测回法，全测回回法是一一种消除除测量仪仪器自身身结构误误差的观观测方法法，望远远镜用正正镜和倒倒镜观测测同一目目标，求求得其正正镜和倒倒镜的平平均角度度，称之之为一个个测回。可可消除的的误差有有：视准准轴误差差，横轴轴误差，不不同心误误差，度度盘的偏偏心误差差和水平平度盘的的刻划误误差。可可在控制制网建立立时采用用该种方方法，提提高测量量精度。顶管轴线线每顶进进2000m复核核一次，机机头进洞洞前1000m和和50mm复核顶顶管基准准线，确确保测量量数据的的准确性性。2、管道道内测量量直线顶管管采用激激光经纬纬仪测量量，曲线线顶管采采用全站站仪转站站测量，每每节管测测量1次，观观测采用用左右角角各一个个测回进进行观测测，左右右角平均均值之和和与3660°的的校差小小于6；测测距往返返测各一一测回，一一测回三三次读数数的校差差小于44mm，测测回间平平均值校校差小于于3mm，往往返平均均值校差差小于55mm，数数据发生生突变时时增加测测量次数数；顶管高程程控制根根据顶管管推进的的实际情情况，正正常施工工中，利利用全站站仪或经经纬仪竖竖直角测测量机头头高程；每推进进1000米，利用用水准仪仪将井下下水准测测量执行行一次复复测，以以复核全全站仪或或经纬仪仪的测量量数据。水水准测量量应采用用往返测测，往返返固定点点之间高高差±±12L。（详详细测量量方法在在顶管测测量方案案中在细细化）3、测量量频率直线段测测量频率率：顶管管用普通通管道长长度为22.5mm/节，直直线段用用激光经经纬仪测测量，顶顶进进入入曲线段段后，采采用全站站仪转站站测量，由由于进入入曲线段段，需增增加观测测频率来来确保顺顺利进入入曲线，测测量频率率每节管管道测量量一次。3.2.2顶管管进出洞洞口处理理本标段顶顶管管道道所在地地理位置置不佳，井井位距河河道（5/WP靠靠近张家家浜河、13/WP靠近纬四河）较近，顶管难度高，洞口密封必须可靠，否则地下水和泥砂就会流到井内，造成洞口上方地表塌陷，殃及周围建筑物和地下管线的安全。洞口密封不好还会造成触变泥浆流失，影响泥浆套的形成，进而影响顶管的质量和速度。1、出洞洞口加固固措施a、对工工作井出出洞口进进行800搭接4000旋喷喷桩加固，搅搅拌桩采采用422.5级级普通硅硅酸盐水水泥，加加固后土土体288天无侧侧限抗压压强度qqu1.00MPaa。b、为防防止机头头出洞时时产生叩叩头现象象，采用用将导轨延伸伸至地连连墙或钻钻孔桩处处，用水水泥砂浆浆将延伸伸导轨处处按机头头弧形砌砌筑，作作为机头头出洞支支撑，防防止磕头头现象。c、安装装洞口止止水圈：本工程程采用两两道橡胶胶圈密封封的结构构。在工工作时，内内嵌式橡橡胶圈首首先将外外侧泥水水阻挡住住，如还还渗漏进进来，则则第二道道止水圈圈将渗漏漏将来的的泥浆完完全阻挡挡住。d、为保保证顶管管泥浆套套形成，在在洞口预预埋4根注浆浆管，注注入触変変泥浆可可帮助泥泥浆套形形成，减减少管外外壁带土土效应。e、为了了防止机机头后退退现象的的发生，应应该采取取措施将将顶管机机与导轨轨进行临临时固定定。固定定材料采采用100×10的角角铁，与与导轨和和管子有有效连接接。f、开凿凿洞口时时应注意意，先将将钻孔桩桩表层混混凝土剥剥除后，将将钻孔桩桩主筋、绕绕筋和箍箍筋割除除，再凿凿除混凝凝土，待待凿除至至钻孔桩桩最后一一排钢筋筋时在机机头具备备开顶条条件后割割除，搅搅拌桩止止水帷幕幕不得凿凿除，以以免造成成洞口塌塌方。g、在顶顶管机安安装到位位调试后后，搭设设脚手架架平台，在在确保顶顶管机运运行正常常的情况况下开始始凿除洞洞门。凿凿除洞门门采用风风镐凿钻钻孔桩的的钢筋砼砼。洞门门凿除要要连续施施工，尽尽量缩短短作业时时间，以以减少正正面土体体流失量量，要及及时清理理干净落落在洞圈圈底部的的混凝土土碎块。整整个作业业过程中中，由专专职安全全员进行行全过程程监督，杜杜绝安全全事故隐隐患，确确保人身身安全，同同时在洞洞圈底部部的密封封装置内内堆放粉粉煤灰或或枕木，确确保密封封装置的的完好。凿凿除完毕毕，要对对洞门外外排钢筋筋进行探探排，防防止与刀刀盘发生生相卡引引起顶管管机扭转转。2、进洞洞口加固固措施a、对接接收井进进洞口进行行旋喷桩加固，旋喷桩采采用422.5级级普通硅硅酸盐水水泥，加加固后土土体288天无侧侧限抗压压强度qqu1.00MPaa。b、当机机头距接接收井还还有1000m或或50mm左右时时，增加加测量频频率，并并全线复复核顶管管轴线，从从而确保保安全进进洞。c、机头头到达接接收井前前，靠近近洞门时时，先开开出直径径20ccm洞口口，释放放部分由由于顶管管顶进而而造成应应力，同同时可对对外部土土体情况况、机头头位置进进行初步步勘查。d、经过过精确的的测量，计计算机头头的实际际顶进长长度，在在靠近接接收井洞洞口加固固土体时时，应适适当降低低顶进速速度，以以便于机机头更好好的磨被被加固土土体，而而不破坏坏周围土土体的强强度。e、及时时将与机机头连接接的管子子分离，机机头及时时吊出井井外，并并抓紧处处理井内内泥浆和和进行洞洞口封门门止水。f、接收收井洞口口凿出后后立即将将井内垃垃圾清理理干净，并并及时安安装接收收机架，防防止机头头进洞口口后机头头底部无无支撑而而下沉，将将连接机机头尾部部管节拉拉开张缝缝影响下下到工序序施工。g、抓紧紧做好机机头进洞洞后间隙隙封堵工工作，间间隙采用用水泥砂砂浆和砖砖块砌筑筑，水泥泥采用堵堵漏专用用快干水水泥，使使间隙处处墙体在在短时间间内具有有一定的的强度，防防止洞口口处土体体流失。3.2.3管材材进场验验收根据计算算设计的的DN116000预应力力钢筒混混凝土管管道，无无论是管管材产品品在生产产过程中中或在堆堆放场地地上的驳驳运，或或在运输输过程中中，超高高的运输输物件，对对于在生生产过程程中和堆堆放场地地上的驳驳运、起起吊我们们将设计计采用专专用吊运运工具，以以确保管管材在起起吊、驳驳运过程程中安全全、可靠靠，在运运往工地地的运输输过程中中，我们们除用专专用吊运运工具外外，对管管体的承承插口处处采用填填充泡沫沫片包裹裹打包，以以确保管管材在运运输过程程中不受受碰撞冲冲击。1、在管管材吊运运、驳运运堆放过过程中必必须轻装装轻卸，防防止造成成管材外外观缺损损或承插插口损坏坏等现象象。2、在施施工现场场设置一一块管材材堆放区区域，专专供放置置钢筋砼砼管及配配件，且且必须放放在木头头垫块上上，且砼砼管的任任何一个个最低点点要高出出地面至至少1550毫米米，并且且此管只只能单层层堆放；砼管和和配件在在运输时时需用木木垫块垫垫起，并并将其固固定，不不得左右右摇晃。3、砼管管和配件件在搬运运、装卸卸时禁止止滚动搬搬运，应应采用吊吊钩吊带带的形式式，不得得用钢丝丝绳起吊吊，防止止起吊损损坏砼管管的承口口直径。4、管材材的标识识必须符符合要求求：a、字迹迹、型号号、日期期、规格格清晰。b、标识识部位符符合规定定的要求求。5、管材材的现场场验收管材进场场时应有有质保书书，并对对管材外外观质量量如：管管内外壁壁无蜂窝窝麻面、管管身无裂裂缝、钢钢承口直直径，橡橡胶圈高高度、衬衬垫板厚厚度等进进行检查查，严格格按照相相关规范范及业主主要求对对管材进进行现场场验收，如如有不符符合要求求的不得得投入使使用。3.3注注浆孔布布置及触触变泥浆浆1、注浆浆孔布置置顶管时所所遇到的的摩擦力力主要分分为机头头摩擦力力和管壁壁摩擦力力，为了了减少摩摩擦力确确保顺利利顶进，因因此采取取润滑浆浆减摩措措施，根根据实际际情况，润润滑浆减减摩又分分为顶进进时的机机尾同步步压浆和和管道补补浆，从从机头后后第一节节管至管管道最后后一节管管布置注注浆阀管管。每6m设设置1环压浆浆管，即即每2根管道道设置11环压浆浆阀管（管管道长度度为3.0m/节）；每环压压浆孔990°均均布4个压浆浆球阀。2、触变变泥浆注浆为机机头同步步注浆和和管道补补浆二部部分。触变泥浆浆由地面面液压注注浆泵通通过2寸总管管管路压压送到各各注浆孔孔。在机机头处应应安装隔隔膜式压压力表，以以检验浆浆液是否否到达指指定位置置，在所所有注浆浆孔内要要设置球球阀，软软管和接接头的耐耐压力55MPaa，支管管通径为为G1""。在工作井井洞口止止水装置置的四周周靠墙预预埋4根注浆浆管道并并安装11寸注浆浆球阀，开开始顶进进时，管管道外壁壁进入洞洞内，未未与土体体接触之之前就先先裹满浆浆液，触触变泥浆浆随管外外壁向土土体渗入入，减少少管外壁壁“带土土”效应应。在整个管管道的管管子上设设补浆断断面共44个注浆浆孔，补补浆断面面间距根根据现场场实际情情况而定定，补浆浆应按顺顺序依次次进行，每每班不少少于2次循环环，定量量压注。浆液配制制重量比比：膨润润土:CCMC:纯碱:水=1004:11.055:3.05:80003.4顶顶管设备备安装1、设备备安装与与调试流流程现场平面面布置起重设设备安装装导轨轨及后靠靠安装洞口止止水圈安安装机机头下井井调试顶进2、现场场平面布布置现场平面面布置在在进场前前需安排排技术人人员对现现场实地地丈量后后，制作作相应的的平面布布置图，需需经监理理单位审审核后方方可进场场。施工工现场实实行全封封闭隔离离，并搭搭建必要要的生产产临时设设施。要要保持施施工现场场的文明明、安全全和卫生生整洁。（详详见工作作井平面面布置示示意图）（1）平平面布置置必须合合理安排排材料堆堆放位置置。（2）平平面布置置必须需需考虑车车辆进出出通行位位置及大大型吊车车就位方方案。3、基坑坑导轨及及后靠安安装（1）基基坑导轨轨应具有有足够的的强度和和刚度。本本工程采采用组合合机架导导轨。垂直支撑撑数量，前前机架88点，后后机架44点。前、后机机架安装装时，用用垂直支支撑调整整轨道高高度，拟拟用355#C双双拼槽钢钢支撑；水平支支撑采用用30#双拼槽槽钢加固固。前机机架采用用8根，后后机架用用4根，中中间用66根将两两套机架架固定，防防止发生生水平位位移。导导轨安装装的允许许偏差为为：轴线线位置：3mmm，顶面面高程：0+3mmm，两轨轨内距：±2mmm。在在顶进过过程中经经常进行行检查和和复核。（2）辅辅助导轨轨的安装装结构施施工时，在在预留孔孔下部相相应部位位预埋的的两块6600*3000*200的钢板板，在洞洞口下部部砖墙凿凿出后，在在钢板上上焊接与与基坑导导轨标高高、坡度度一致的的型钢，以以避免机机头进入入洞口调调试时发发生下沉沉“磕头头”现象象。（3）主主顶油缸缸架是拼拼装式结结构，主主顶油缸缸架的安安装也要要定位准准确。保保证油缸缸受力点点的正确确位置。其其高程和和平面安安装误差差小于55mm。（4）后后靠是整整体式，后后靠版的的中心线线对准两两侧油缸缸的中心心，在后后靠后方方靠墙之之间预留留20ccm空隙隙，并采采用C330商品品砼填满满。浇捣捣砼前、后后靠须用用槽钢连连接固定定，不允允许位移移，确保保与顶进进方向垂垂直。（5）顶顶铁轴线线应与管管道轴线线平行、对对称，顶顶铁与导导轨之间间的接触触面不得得有泥土土、油污污。4、洞口口止水圈圈安装制井时按按设计图图纸要求求顶管井井洞口预预埋钢板板，在圆圆周上均均布M118螺栓栓长度660mmm，外露露50mmm，顶顶进施工工前安装装止水圈圈，并将将压板螺螺丝紧固固。5、机头头调试机头平稳稳的放在在机架面面上后，将将机头的的电路和和油路全全部接起起来试运运行。调调试要点点：（1）刀刀盘是否否旋转正正常，电电动机空空载电流流读数是是否正常常。（2）查查看各油油压表正正常工作作下能否否正常显显示读数数。（3）查查看纠偏偏、截止止、旁通通油缸能能否正常常工作，能能否伸出出缩回；操作台台内能否否显示各各项参数数正常数数值。（4）查查看操作作室各按按钮的工工作状态态是否对对应，显显示仪表表是否正正常。（5）倾倾斜仪和和转角读读数是否否正常。正常运行行后方可可顶进入入洞，详详见设备备调试记记录表。3.5顶顶力控制制及中继继环布设设3.5.1顶力力的计算算地面平均均标高约约为4.67m，管道道埋深HH取平均均值111.87m。机头外径径D=22.022m，管道道外径DD=2.00m，ht=H-D/33=111.877-0.67=11.20mm土层的基基本参数数，整条条管道所所在土层层大部分分处于层土，因因此：rr土=17.9KN/m3、C=13Kpaa、=17º顶进时刀刀盘正面面平衡土土压力计计算：泥水平衡衡设备因因机壳泥泥水平衡衡正面水水压力，固固r0=r土-r水=17.9-9.8=88.1KKN/mm3P主=rr0httg2（45°-/2）-2CC·tg（45°-/2）=30.4344（Kpaa）P被=rr0httg2（45°+/2）+2C·tg（45°+/2）=2000.8223（Kpaa）P设= P主+2/3（P被- PP主）=1144.0277（Kpaa）3.5.2顶力力估计：F= FF0+f×L（f为每延延长米管管外壁摩摩阻力，L为管道长度）F0封封闭式工工具管迎迎面阻力力，F0=/4·D2·P设F0=/4·D2·P设=3.14/4×2.000²×144.0277=4522.2445（KN）f考虑虑注浆工工艺时管管壁外单单位长度度摩阻力力 f=f1d（其中中f1为单位位面积管管外壁摩摩阻力）本段顶管管为直线线顶管，摩摩阻力ff1取4KN/m2f =ff1d=44×3.114×2.00025.12KKN/mm3.5.3顶力力F控制：顶管工作作井的设设计允许许最大顶顶力为550000KN，中中继环顶顶力为550000KN（由由10个5000KN的的油压千千斤顶组组成），对对顶管工工作坑的的最大允允许顶力力、管材材的允许许顶力以以及地质质情况等等因素进进行综合合考虑，本本工程安安全系数数为60%80%，中继继间顶力力应适当当小于主主顶控制制顶距。主顶控制制顶力： FF=50000×80%=4000KKN中继环控控制顶力力：F=4000×80%=32000KN3.5.4顶进进距离控控制：主顶顶顶距控制制主顶（此此时用主主顶油缸缸推进管管道和机机头），因因直线顶顶距为2220米，超超过主顶顶顶距，摩摩阻力取取f直=4KKN/mm2：F主= f×L4000KKN FF中= ff×L32000KN25.112×L4000KKN 225.112×L3200KNN计算值：L1599.244m 计算算值：LL1277.399m在顶距小小于1559.224m时，或或顶力控控制在44000KKN以下下时可直直接采用用主顶油油缸顶进进。中继间间布置根据前面面计算和和实际施施工经验验，1#中继间间顶进中中考虑机机头正面面土压力力和曲线线段纠偏偏开口量量，要靠靠近机头头；该段段直线顶管管顶进2220mm，故中继继间间距距控制在在100m内，最最后一环环与主顶顶间距离离控制在在主顶允允许顶距距内。综合曲线线特殊管管布置间间距与上上述顶力力计算，中中继环布布置如下下：顶段机头11#1#22#2#33#3#44#4#55#5#主主顶1/WPP2/WWP50m115mm3/WPP2/WP70m150mm7/WPP6/WP100mm120mm145mm9/WPP8/WP50m110mm110mm140mm9/WPP100/WPP50m110mm110mm110mm140mm11/WWP112/WWP90m120mm120mm120mm150mm13/WWP114/WWP50m110mm120mm120mm120mm155mm3.6水水压力设设定根据管道道的埋深深及地下下水位情情况，泥泥水系统统的设定定压力一一般比地地下水压压高5.0Kppa，P=r水水×h+55=9.8×11.2+55=1115Kppa3.7沉沉降计算算及沉降降控制3.7.1沉降降计算顶管施工工过程的的沉降量量与其失失土率基基本成正正比例关关系，按按规定失失土率计计算其最最大沉降降量（maxx）可按按包络公公式估算算：maxx=Vll/2.5i，式中Vll =失土土率×VV，（V=3.2203mm³为计计算管道道单位出出土量，机机头外径径2.02米）i为沉降降槽宽度度系数ii=H/(×tg（45°-/2）) =100.877/（×tg377.5°）5.8863V1为超超挖量 H为管管道中心心深度（此此处H=10.87mm），=17º沉降盆宽宽度 BB = 2W WW 影响范范围 W=22.5ii B = 22×2.55×5.886329.3155米；3.7.2沉降降分析（1）开开挖面引引起的地地层损失失与选用机机头类型型有关，本本公司采采用DTT式泥水水平衡顶顶管机头头，采用用泥水仓仓平衡正正面土压压力，大大刀盘切切削正面面土体，开开挖面失失土率约约在1%，相应应的失土土率体积积为0.0322立方米米。（2）机机头纠偏偏引起的的地层损损失工具管纠纠偏时，其其轴线与与管道轴轴线形成成一夹角角，工具具管顶进进过程中中的通道道为椭圆圆形，此此椭圆面面积与管管道外圆圆面积之之差值，即即为工具具管纠偏偏引起的的地层损损失。VL = r%L（%为为纠偏角角弧度夹夹角，rr为工具具管外半半径，VV为工具具管单位位出土量量）本工程中中，取取0.33度，D = 22.022米，L = 33.0米米，%为相应应弧度单位长度度体积VV=0.25d2*11=3.2033立方米米VL = r%L = 33.144 × 1.32 × 0.00552366弧度×× 3 = 00.03349立立方米失土体积积=0.06669立方方米（3）管管道外周周环形空空隙引起起的土层层损失机头外径径较管道道外径大大2厘米，因因此机头头顶过后后管道外外周产生生环形空空隙，如如不能充充分注浆浆充填，则则使周围围土体挤挤入环形形空隙，导导致地层层损失。（4）机机头外径径与管道道外径不不同而引引起的地地层损失失Vc1 = D * aKKD 为机机头外径径，a 为机头头外周半半径与管管道外径径之差，K为注浆未充满度，压浆最差时K=1，注浆良好时，K= 0.20.4Vc1 = D * aKK = 3.114 * 2.02 * 0.01* 0.25 = 00.01159立立方米（5）长长距离顶顶管每个个中继间间穿过地地层，因因其外径径与管道道外径不不同而引引起的地地层损失失 Vcc2 = D2 * aa2 KK2 D2为为中继间间外径，a2为中继间外径与管道外周半径之差，K2为中继间穿过后补浆不足率，补浆最差时，K2可达0.5，而补浆理想时K20当中继环环外径与与管外径径一致时时Vc22 =0（6）相相临管节节外壁不不平整度度过大时时，引起起地层损损失 Vcc2 = DP * aaP KKP * nDP为管管道外径径，aPP为相临临管节的的管道外外周半径径的差值值，KPP为注浆浆不足率率，aPP5mmm KPP0，aP10mmm KP = 00.5 0（注注浆良好好可为00），n为穿过过某处地地层的管管节半径径值大于于3 mmm的出出现的次次数。可可根据管管节制造造精度及及安装精精度估计计。Vc2 = DP * aaP KKP * n = 33.144*2.00*00.00015*0.11*50= 0.00471立方方米环形间隙隙引起的的土层损损失Z=0.001599+0.0471=0.0063立立方米总失土体体积V11=0.06669+00.0663=00.12299立立方米综上，本本段顶管管估算累累计失土土率=00.12299/3.22*1000%=4.00%最大沉降降量：maxx=0.12999/（2.55*5.8633）=8.99mm3.7.3沉降降控制措措施因本标段段顶管施施工过程程中全线线穿越亭亭卫公路路，其对对沉降相相对要求求较高，因因此其穿穿越段失失土率基基本按55%以内内控制，其其余部分分失土率率可按99%以内内控制。（1）地地面沉降降隆起与与刀盘正正面水压压力、土土压力有有直接关关系，本本泥水平平衡顶管管机具有有自动平平衡正面面土压力力，水压压力的特特点，故故正面水水土流失失引起的的地面沉沉降较易易控制。穿穿越地物物时可根根据地面面连续550m内内三个断断面的沉沉降监测测点群将将正面土土压，水水压调整整到最佳佳值。（2）顶顶进轴线线偏差也也会引起起较大的的地面沉沉降，故故在顶进进操纵时时，操纵纵人员要要认真，仔仔细分析析机头偏偏差量，谨谨慎纠偏偏，确保保管道偏偏差控制制在尽可可能小的的范围内内。（3）适适当控制制泥浆排排除量同同样可降降低地面面沉降量量，根据据经验数数据调整整出浆量量来控制制。（4）认认真控制制触变泥泥浆注入入量，适适当补浆浆有效填填充管道道空隙，也也是控制制地层沉沉降的有有效措施施。3.7.4沉降降监测顶管段的的沉降监监测点由由业主指指定的第第三方进进行，监监测后数数据要求求2小时内内反馈至至我方操操作台。监测频率率，穿越越当天每每4-66小时一一次监测测，过后后每天一一次监测测连续115天。3.8泥泥水接力力及泥浆浆排放机头所需需水采用用河水排排入泥浆浆箱，通通过泥浆浆泵注入入机头泥泥水仓，泥泥水仓叶叶轮将机机头切削削入仓的的土与水水搅拌成成泥浆通通过泥浆浆泵输送送至沉淀淀箱沉淀淀后，比比重超过过1.33后是为为废浆外外排。废浆外排排采用罐罐装泥浆浆运输车车外运，排排放至渣渣土办指指定排放放点。3.9泥泥浆置换换顶管终止止顶进后后，应对对管外壁壁与土层层之间形形成的空空隙或触触变泥浆浆层进行行充填、置置换，保保障被穿穿越的地地面构筑筑物安全全，注浆浆应符合合下列要要求：在顶进过过程中，将将对管外外壁的土土壤造成成松动和和空洞。顶顶管施工工完毕，为为不造成成今后的的事故需需对管外外壁压如如填充物物。压入入物选定定为水泥泥粉煤灰灰浆液，其其配比为为10：1，使用用定量稀稀释水泥泥粉煤灰灰，使用用压浆泵泵将水泥泥粉煤灰灰浆液压压至管外外壁。3.100通风在长距离离顶管作作业中，通通风问题题是非常常重要的的。一方方面是工工作人员员的健康康的需要要，因为为空气中中的氧气气含量、作作业过程程中产生生的粉尘尘等因素素直接影影响工作作人员的的身体健健康。另另一方面面是设备备工作的的需要，掘掘进机和和纠偏电电机及工工作泵电电机的散散热会造造成机体体和管道道内部温温度过高高，将影影响掘进进机的工工作，并并直接影影响测量量效果，该该热量应应通过通通风的方方法带出出。根据据上述特特点，采采用送、抽抽结合的的通风方方式，即即分别设设置送（鼓鼓）风系系统和抽抽风系统统。送、抽抽风系统统分别由由送风机机和送风风风道组组成，通通风设备备选用22台罗茨茨通风机机，电动动机功率率为111KW，送送风量110.555m33/miin。送风机和和抽风机机均置于于工作坑坑上方地地面上，分分开设置置，间隔隔距离大