果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程
工作井四周设立防护栏杆，栏杆固定在预埋铁板上，栏杆高度 为1.2m，每1.5m立一根直杆钢管，横杆为Φ50脚手架钢管，立杆材料为Φ50的钢管。采用红丹防锈漆打底，再刷油漆。护栏必须牢固、可靠，确保人员的安全。
4．3顶管施工 4．3．1管线设计
本工程是长距离直线顶进。管线具体位置、走向、坡度、埋深等以设计图纸作为依据，结合实探数据和现场实际情况，如有对管线的平面位置进行调整。调整后的管线图报业主、监理批准及设计变更后实施。
4．3．2顶管方案的选择
本工程采用土压平衡顶管工艺。根据实际情况我公司设计了带帽沿的机头，机头端面为网格式土压平衡顶管机头。顶进时机头帽沿能提前嵌入土层，加上网格形成对作业面的保护，减少地面沉降和保护施工人员的安全。遇强度较大的砂岩或叶岩以及大块石，用凿岩机凿除前方岩石。
施工操作者应密切注意土层变化，取土速度与千斤顶的顶进速度相匹配，避免土体超挖太多，造成地面沉降太大。前方取土与后方顶进密切配合，以保持开挖面的稳定。顶管机内设置纠偏油缸控制顶进方向。
每段顶进开始后则应连续工作，当进行设备保养维修而暂停顶管施工时，必须采取措施确保开挖面的稳定，停顶时要求机头土体自然平衡。顶进时管道内采用低压（≤36V）照明和管道风机通风，保持管道内的清洁。
11
果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程
4．3．3顶管计算 4．3．3．1机头正面阻力 F1=γHtg2（450+Ψ/2）πD外/4 式中F1——机头正面阻力； γ——土的比重；
H——地面至管中心距离（取大值）； Ψ——内摩擦角。
4．3．3．2顶管管道周边阻力F2 F2=πD外Lf
4．3．3．3顶管施工采用中继站 L=（F- F1）/πD外f
根据上式计算公式结果及施工规范要求，结合实际情况布置中继站，按150米增加一级顶进、250米增加二级顶进，300米增加三级顶进，350米以上增加四级顶进布置。
4．3．4顶管设备安装
顶管设备主要由后靠背、油缸支架、主顶油缸、主顶泵站、导轨、穿墙止水法兰、泥浆搅拌及压注系统组成。
4．3．4．1导轨安装
导轨型钢和P38以上钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用螺栓紧固于钢横梁上，以便装拆。钢横梁置于工作井底板上，并与底板上的预埋铁板焊接，使整个导轨系统牢固。如下图所示。
12
果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程
4-3导轨及千斤顶支架系统结构简图
导轨安装至关重要，其安装精度甚至决定管道顶进质量，故导轨安装必须达到如下要求：
a、两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致 b、导轨轴线偏差≤3mm；顶面高差0~3mm；两轨间距±2mm。 4．3．4．2油缸支架
油缸支架是用来支撑并固定主顶油缸的构件，用14槽钢加工而成。 4．3．4．3千斤顶安装
主顶站选用4台250t千斤顶，油缸行程1.5m，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底的横梁上，千斤顶着力点应在与水平直径成450角顶管圆周上，且与管道中心的垂线对称，如图4-3所示。每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。
4．3．4．4主顶泵站
主顶泵站是给主顶油缸供油以及主顶油缸回油的设备，该泵站安装在工作井旁，可远程控制。
13
果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程
4．3．4．5后背墙安装
本工程工作井为双向顶进工作井，故选用周转使用的装配式后靠背。后靠背用14b槽钢焊成一堵墙，为顶管的反力提供一个垂直的受力面，正面焊一块20mm厚钢板，使各槽钢受力更均匀。后靠背的空隙中灌满自密砼，形成一道由钢板、槽钢和砼组成的复合后靠背，随千斤顶传来的顶进反力。后靠背安装无误后，在后靠背安装无误后，在后靠背与井壁间浇筑砼，并在砼与井壁之间垫一层150mm厚的木板，以使井壁受力均匀。
4．3．4．6穿墙止水
穿墙止水法兰是安装在管节外壁与井壁之间的构件，其主要作用是在顶进过程中防止工作井外的泥、水沿管壁流入井内。
4．3．4．7泥浆搅拌及压注系统
泥浆搅拌及压注系统是将膨润土搅拌成泥浆并充分膨化后输送到管壁与土体之间的设施的总称。本工程地质基本上为砂岩，孔隙率大，在长距离直线顶管中采用双层注浆，该系统安放在主顶油缸旁边和机头后方位置，顶进时分两次压浆，对土体进行反护和润滑。注浆压力根据管顶复土厚度为0. 4mpa-0.57mpa。
4．3．4．8中继站
中继站的结构主要由壳体、油缸、密封件等主要部件组成。油缸的供油是在中继站附近安装一台中继站油泵供给，每个中继站由专人管理，统一听从总站指挥。中继站结构参见下图：
14
果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程
4-4 中继站示意图
中继站在安放时，第一只中继站应放在比较前面一些。因为掘进机在推进过程中推力的变化会因土质条件的变化而有较大的变化。所以，当推力达到总推力30%时，就应安放第一只中继站，以后，每当达到中继站总推力的50%时，安放一只中继站。当主顶油缸达到中继站总推力的60%时，就必须启动中继站。
根据中继站顶力、管节允许随的顶力、膨润土泥浆的润滑效果、顶管工程所必须的安全系数以及顶管经验，按照顶管技术规范设计中继站的布置，本工程是大部份采用双顶进，根据上示计算公式及施工经验常数计算，结合本工程实际情况第一个中继站一般应安装于顶管机后30m~40m。因为它要克服地层的摩擦力，如果施工中的摩擦阻力比预期的要小，则可以相应加大中继站的间距；相反，则应适当减少其间距，中继站的数量在工程实际施工当中确定。
4．3．4．9中继站的应用
本工程中，顶管距离较长需要使用中继站。主顶千斤顶的顶力富余量较大，故中继站的选用及布置按工作井的控制顶力计算。工作井控制顶力为1000t，中继站设计顶力800t。
15