超长距离顶管施工方案6.2。
1概述顶管段排海管总长约3200M，共分为2段，其中E工作井(中心里程K0+747)～F工作井（中心里程K2+927）长2180M，为直线顶管，采用1台顶管机由E工作井始发，向F工作井方向顶进,在F工作井吊出,一次顶进距离2164.3m,为超长距离直线顶管。
F 工作井（中心里程K2+927)～扩散器段（里程K3+947）长1020M，为直线顶管，采用1台顶管机由F工作井向扩散器段顶进.顶管管材采用DN2000钢管，壁厚20MM,管道底部标高—21。
5M，顶管全线纵向均为平坡,顶管穿越土层为②7、②8，其中②7为中砂,②8为粉质粘土，管道覆盖土层为12m～19m，土质为粉质粘土和砂性土。
6。
2。
2 机械配备表6.1 施工主要机械设备6.2。
3 工程测量根据提供的测量基准点,按设计图纸要求进行循环引水泵房每段管道（工作井）的放样工作，并放出顶管起点至终点的位置及顶进的高程,在工作井正前方墙体顶部及底部、工作井后靠背中部顶部、防浪堤地面用钢筋及油漆作好测量控制点的标志。
测量放样需复核后方可进入下一工序的施工。
6。
2。
4 工作井临时后靠背的施工施工方法：地下连续墙穿墙位置埋设内径Ф3764mm钢套管预留孔，在孔位安装好穿墙止水装置。
在进行材料和设备吊装时，有专门人员进行指挥，保证安全措施。
对工作井引水泵房前池底板混凝土浇筑前，在底板钢筋上放出每段引水钢管的后靠背位置，将要预埋到底板上的钢筋和工字钢提前预埋好，根据本工程钢管直径和我司的施工经验，设计后靠背的顶推力为1500吨（详下文中有关顶推力的理论计算）,后靠背的高度为4300mm，宽度为5000mm，长度为4300mm。
具体配筋和尺寸详附图（临时支墩后靠背大样图）.6.2。
5 工作井设备安装工作井后靠背施工的同时，可进行工作井上的设备安装准备，包括砌好工具头系统的泥浆池砖墙及触变泥浆系统的泥浆池砖墙、安装好泥水处理系统、安装好进泥浆的渣浆泵及管道系统、压触变泥浆的螺杆式泥浆泵及管道系统、安装好地面操作系统及操作系统的防雨棚、接好水电。
后靠背施工完毕后，可进行工作井下的设备安装准备，包括穿墙位置止水密封橡胶的安装、整体式顶进构架的安装（最重的部件约10T)、出泥浆的渣浆泵及管道系统的安装、测量系统的安装。
1、顶进井内设备安装工作井内设备安装包括:后座垫铁、导轨、油缸支架及油缸、测量棚、穿墙止水设备的安装.(1)后座垫铁安装后座垫铁是把主顶油缸推力的反力传递到顶进井后座墙处，通过后座垫铁，可把油缸的反力较均匀地传递到后座墙上,这样后座墙就不太容易损坏。
根据图纸将垫铁的安装位置放好线,在后座墙体表面把后座垫铁的四个角的位置用红油漆作好标志，凿平垫铁范围内的墙体，底部用砖块垫平，将后座垫铁吊到安装位置，调整横向纵向的方向（采用2mm的薄铁皮垫底部),该平面需要垂直于顶管的顶进方向，定位安装尺寸误差控制在2mm以内，调整好后，如后靠背钢板(后座垫铁）与后座墙有偏差空位时，采用C30混凝土填充密实.(2)导轨安装基坑导轨是由两道平行的工字钢轨固定在钢支架上构成，主要作用有两点：一是支承推进管并在顶进井中有一个稳定的导向，使推进管沿该导向进入土体；二是让环形、弧形顶铁工作时有一个可靠的托架。
在基坑底板面放出顶管的顶进轴线,先调整导轨的中线对准顶进轴线，根据图纸,垫高导轨调整导轨的高度，当纵向及高程调整好后,将导轨与底板预埋钢板焊牢,导轨的定位安装尺寸误差控制在2mm以内.（3)油缸支架及油缸安装油缸支架是由槽钢焊接合成的一个支架，起固定主顶油缸的作用，使油缸工作时有一个可靠的托架.根据基坑底板面放出顶管的顶进轴线，先调整支架的中线对准顶进轴线，根据图纸,垫高支架调整支架的高度,当纵向及高程调整好后，将支架与底板预埋钢板焊牢,油缸即可吊装到支架上，采用钢板压实,油缸支架及油缸的定位安装尺寸误差控制在2mm 以内.（4)测量棚搭设测量棚位于油缸及后座垫铁位置,在测量时的起保护仪器作用，并作为全站仪或电子经纬仪的基座。
顶部采用ф25钢管焊成支架，上面铺石棉瓦。
（5）穿墙止水设备安装穿墙止水设备安装在工作井出洞洞口,具有制止地下水和泥砂流到工作井的作用，穿墙管预制好后，运输到现场,先将预埋的穿墙管凿出，焊接位置清除干净，吊装预制件到安装位置对中后焊牢。
穿墙管结构重2。
5T。
止水橡胶重200Kg。
（6）工作井集水坑排水在引水泵房前池（顶进井)的一侧设一0。
8m×0.8m×0。
8m的集水井，浇筑底板时四周向集水井位置倾斜，形成排水坡度,收集由管道内流出的水及基坑的积水，集水井内布置一个潜水泵抽水上井到地面适当位置排放。
图6。
3 工作井内布置示意图2、地面设备安装工作井地面设备安装包括:主控棚搭设及主顶装置安装、泥浆棚搭设及泥浆系统设备安装、通风棚及通风设备安装。
工作井起重采用50T履带吊机.(1）主控棚搭设及主顶装置安装主控棚内主要放置主顶装置，主顶装置包括主顶油缸（井下)、主顶油泵一台(含控制部分)及油管，主顶油缸的推进和回缩是通过主顶油泵的控制部分控制的,操作方式为手动。
主控棚采用Ф25钢管焊成支架，上面铺石棉瓦。
（2)泥浆棚搭设及泥浆系统设备安装泥浆棚采用Ф25钢管焊成支架，上面铺石棉瓦。
泥浆棚内主要放置一个电箱、两台泥浆泵及一个泥浆箱。
(3）通风棚及通风设备安装通风棚采用Ф25钢管焊成支架,上面铺石棉瓦.通风棚内主要放置一个鼓风机，起防晒挡雨作用6。
2。
6 工具头吊装下井、全套设备调试工作井上下设备安装完毕后，将运到现场的工具头(约40T)吊装下井，将电力电缆、信号线、油管接好,对整机进行现场调试、对整体式顶进构架进行调试、对泥水处理系统进行调试、调好测量系统的激光经纬仪，调试工作必须全面细致,确保正式顶进时设备的万无一失。
6。
2。
7 管材加工钢管材料加工和喇叭口钢结构加工由专业加工厂家进行加工防腐，每根钢顶管定制长度6000mm和1节钢管长度4940mm，喇叭口钢结构按施工图要求加工。
1、质量要求（1)钢顶管的材质为Q345焊接钢管,其规格和性能应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700的要求.(2）卷制钢管采用2m宽定尺钢板,每节6000mm长，两条环焊缝，一条纵焊缝.（3)卷制钢管接长时，管口对接应平整,当采用300mm的直尺在接口外纵向贴靠检查时,相邻管壁的错位允许偏差为0。
2倍壁厚，且不大于2mm。
相邻段对接时,纵向焊缝位置错开的距离应大于300mm。
(4）防腐排污管道直接埋入海水环境中，其腐蚀性较一般土壤的腐蚀强,需要进行防腐，以确保管道防腐质量。
(5) 除锈为了保证防腐涂料能够有效地附着再管道上，必须对管道的内外壁进行机械除锈处理，处理后的表面等级达到SIS055900规定中的St2。
5级，施工时应选择干燥的天气，并在6小时内进行涂装。
（6）钢制取水口及钢顶管外壁涂料防腐：钢制取水口及钢顶管外壁防腐因需考虑顶管施工时钢管外壁与土壤的摩擦，防腐涂料应具有良好的耐磨性，保证顶管时外壁防腐不受破坏,钢制取水口及钢顶管外壁防腐方案拟采用佐敦电力工程重防腐涂料--玻璃鳞片加强涂料:（7）管道内壁防腐采用水泥砂浆衬里内防腐，机械喷涂。
水泥砂浆厚度为：300mm及以下管道，衬里厚度为5mm;400～700mm管道，衬里厚度为8mm；800～1000mm管道，衬里厚度为10mm;1100~1500mm管道，衬里厚度为12mm；（8) 焊缝接口外防腐涂刷SYJ－18有机富锌一道，表面采用SYJ—13环氧沥青涂料六道,即六油三布.总厚度≥500μm。
6。
2。
8机头选型根据本工程的地质土层为淤泥质粘土的特点，适应该土层的顶管工艺有泥水平衡、加泥式土压平衡、网格式水冲吸泥等。
如果采用泥水平衡机头或加泥式土压平衡机头进行顶管施工，就必须对机头采用长距离供电。
需要装备输出大的变压器,还要增加导线截面，不但成本较大，而且有用电危险。
我公司针对这些特点选择了网格式水冲吸泥机头，网格式水冲吸泥机头重量轻且不需要电机设备,只需使用高压水冲和空气吸泥两种动力，可克服这两种机头的缺点，故选择该工艺。
该机头构造图如下：图6.4 网格式水冲吸泥机头构造图图6.5 顶进工艺图顶管工种：①工具头机械工兼测量工 ②泥浆工 ③电工 ④电焊工 ⑤起重工 ⑥杂工顶管管内管道： A 电缆管 B 触变泥浆管 C 进泥浆管 D 出泥浆管 E 信号线 F 油管 G 通风管6.2。
9顶管工程力学参数确定顶管过程是一个复杂的力学过程，它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。
但顶管计算的根本问题是要估计顶管的推力.顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具头正面被动压力、管壁摩擦阻力.（1)后座总顶力计算本工程采用顶管总顶力计算的经验公式进行计算：F=F0+F1F0=αpeBC2π/4F1=RSLF0-—初始顶力（kN）F1-—管壁摩擦力（kN)α-—综合系数，本工程取淤泥质土系数值1。
5pe——土仓的压力（kpa），pe=150kpaBC=管外径（m）,取2.04mR——综合摩擦阻力（kpa），本工程取淤泥质土值8;S——管外周长（m），=3.1415＊2。
04＝6.4m;L——推进长度(m），本工程考虑L=120m。
初始顶力:F0=1.5＊150＊2。
04＊π/4=360。
50kN管壁摩擦力：F1=8*6。
4＊120=6144kN总推力：F=360.5+6144=6504。
5 kN=650。
45t说明：以上的管壁摩擦力计算没有考虑触变泥浆减阻以及钢管上部夹部分中细砂层增加摩擦力，施工是采用触变泥浆减阻，按以上增加和减少摩擦阻力相抵消。
根据该管的要求,其承受的顶力远大于650.45t。
在考虑一定的储备顶推力时，对于临时支墩后靠背承受的顶推力设为1500t足够安全的。
但在实际施工过程中会采取减阻措施来进行减摩，通过减阻措施，尽量减少顶力，利于保证管的安全、后靠背的安全.通常减少管壁摩擦阻力的措施有：管壁与泥土间压触变泥浆减阻（优质膨润土拌制而成），减阻效果好时,R—综合摩擦力系数可以降低到4—7kpa左右，将触变泥浆的减阻作为保险系数.后座主顶系统采用6个200t的千斤顶,共计1200t。
所以在管段顶进过程中根据后座顶力情况设置油缸的数量。
（2)钢管受力计算：在一般的钢管顶进中，每节钢管所能承受的最大推力可由以下公式计算:F=21000π（D+t）t式中参数： F：钢管所能承受的推力（t）D：钢管的内径（m）t：钢管的壁厚（m）本钢管内径D=2000mm，管壁厚度t=20mm，每节管长度6000mm，则管可承受的最大顶力为:F=21000×π（2。
0+0.02）×0。
02=2664T.6.2.10主要施工设备的安装与调试⑴主顶系统后座主顶系统主要是由主顶油泵、6个千斤顶、操纵台和油管等四部分组成,其作用是完成管道的推进。