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　　为防止周边道路不受顶管影响，工具管要求能有效的阻止开挖面坍塌。本工程在道路旁实施顶管，有可能碰到不明地下障碍物，工具管要求排障能力要强。

　　本工程主顶管装置共有六只千斤顶，分两列布置，主顶千斤顶为等推力双冲程千斤顶，总行程为3.70M，本工程使用的管节可以一次顶进完成，无须加放顶块。每只最大顶力为160T，主顶最大总顶力为960T，大于一般的设计顶力3000KN，主顶动力站由一台63M1/r的轴向柱塞泵驱动，可以满足5cm/min的顶进速度，另外也可以通过调节变频器来改变油压泵流量，从而控制顶速。

　　基坑导轨是安装在工作井内为管子出洞时提供一个基准的设备。顶管施工中常常有出洞正常了，顶管的二分之一就正常了的说法，可见导轨之重要。导轨必须具备坚固、挺直，管子压上去不变形等特性，由于DK顶管机重量重，为此采用了复合型基坑导轨。每一根导轨上都有两个工作面：水平的一个面是供顶铁在其上滑动的，而倾斜的一个面则是与管子接触的。为了测量及导轨安放的方便，导轨水平的那个面仍然与钢筋混凝土管内管底标高同一处水平面上。每一副复合导轨中还设有六只可以调节高低的撑脚，安装起来很方便。

　　为了防止电缆线接头松动，接触电阻增加而影响供电质量，本公司使用电缆接头箱，即保证了接头质量，又可以避免包扎受潮而产生的漏电事故。

　　为了防止不可预见情况的发生，本公司还要安装一套225A自动增压装置，当线路压降过大时，增压装置开启，稳定施工用电电压，保证顶进设备的正常动作。

　　顶进施工时，顶管机所需要电力由操纵平台上的电箱用50m㎡电缆直接输送到工作面，电缆采用三相五芯制，井口采用航空接头，便于拆卸，管道内用接头箱进行电缆连接，确保使用安全。

　　照明采用36V安全电压，由管道内电箱中的1KVA变压器提供36V电源，每只变压器连接9-10只行灯进行照明，根据顶进长度业决定使用变压器的数量。

　　顶管施工必须保证信息交换的畅通，同时对施工操作人员要进行监护，防止发生安全事故，因此本公司必要设立了通讯、监控系统。

　　通讯采用数字程控交换机，各联络点之间可以通过电话自由通讯，在管道内空气潮湿，应使用防潮防爆的矿用电话机，以保证通话质量。

　　监控采用了两台监视器，分别对顶管机操作面和主顶操纵台进行监控。这样地面人员能及时了解施工情况，发生问题可以立即着手解决。为了解决传输信号长距离输送衰减的问题，将信号通过放大器放大后再送上地面，保证了图像的清晰。

　　DK式土压平衡顶管掘进机采用计算机闭环控制的土压平衡机理，电脑控制。将土体搅拌后，经由螺旋机送到密封舱板后出土。密封舱内有两个土压传感器将测定的土压力转换成电信号输入到土压平衡内，由其自动调节螺旋机变频器，改变螺旋机转速，从而改变出土速度，使之与主顶顶速相匹配，使土压舱内的压力始终控制在土体的主动土压力与被动土压力之间。

　　顶进时，一般情况下主顶顶速是恒定的，随着土质的变化可能引起正面土压力的变化，当正面土压力高于设定土压力时，螺旋机出土加快，使正面土压力下降，降到低于设定土压力时，土压平衡又会调节螺旋机变频，使出土减慢，土压力回复到设定范围，也就是维持一个动态平衡的过程。

　　顶进施工时，必须根据覆土厚度作土质情况计算出顶管掘进机正面的水土压力，作为设定土压力，输入土压平衡，此后就可以靠土压平衡自动控制正面土压力。土压平衡分手动和自动两种控制方式，手动控制方法能将实际的正面土压力控制在更小的波动范围内，对于控制地表沉降十分有利。

　　顶管机的螺旋机采用轴向出土。螺旋机出的土直接卸在土箱内，土箱装满后，由无轨小车运出管道，至工作井内由吊车吊上地面弃土。

　　管节接口处理是顶管工程的关键部分，保证做好接口部分是顶管工程成败的关键，因此对组成接口的每一部分都必须严格遵照有关规程的要求逐一分别严格制作。顶进前应对砼成品管、钢套环、橡胶密封圈和衬垫板从尺寸、规格、性能、数量等均作详细检查，必须符合标准设计图的要求。顶进前还必须在现场作试安装，对不合格的砼成品管应予以剔除。砼管接头的槽口尺寸必须正确，光洁平整无气泡。橡胶圈的外观和任何断面都必须质密、均匀、无裂缝、无孔隙或凹痕等缺陷，橡胶圈应保持清洁、无油污，不能在阳光下直晒。钢套环必须按设计要求进行防腐处理，刃口无疵点，焊接处平整，脚部和钢板平面垂直，堆放时整齐搁平。衬垫材料为多层胶合板，其应为一应变关系应符合试验曲线要求，误差5%.粘贴时，凸凹口对中，环向间隙符合要求。插入安装前滑动部位应均匀涂薄层硅油等润滑材料，对橡胶元侵蚀性，减少摩阻。严禁使用油脂及肥皂水等润滑剂。承插时外力必须均匀，橡胶圈不移位、不反转、不露出管外，否则应拔出重插。顶管结束后，应按设计要求在内间隙嵌以弹性密封膏，要求与二管口抹平。

　　为保证顶管机能顺利进入接收井预留洞，在离接收井15m左右时要加强对顶进轴线的观测，及时纠正顶进轴线的偏差，保证顶管机能顺利地按设计轴线进入预留洞。

　　为防止预留洞封门打开后洞外的土体涌入接收井内，在顶管机到达接收井前，在接收井内预留洞处安置一道橡胶止水带，以防止顶管机进洞时水土涌入井内。

　　接收井内按顶进轴线安装接收机架，使顶管机平稳地进入接收井，防止进洞后顶管机直接落到接收井底板上，造成后续管节接口质量问题。

　　触变泥浆套的形成依赖于工具管。工具管的外径一般比管道外径大2-5CM，随着管道的顶进，工具管后面逐渐形成1-2.5cm厚的环状空间。与此同时工具管向管外压注触变泥浆，填充环状空间，形成泥浆套。在长距离或超长距离顶管中，由于施工工期较长，泥浆的失水将会导致触变泥浆失效，因此必须在管道沿程，从工具管开始每隔一定距离设置补浆孔，及时补充新的触变泥浆。通常在中继环附近均设置补浆孔。

　　“先压后顶，随顶随压”。是一条很重要的压注触变泥浆的原则。如果先顶管，工具管向前移动时泥浆套的容积扩大，产生抽吸作用，极容易造成洞穴的坍塌，特别是砂性土，砂土坍入泥浆套，使泥浆套残缺不全，因此必须先压后顶。管道在顶进过程中又不允许停泥浆泵，万一要停泥浆泵，必须先停止顶管，这些过程通常由电器连锁实现。中继环的补浆也有同样的要求。

　　注浆孔是指工具管后部的压浆孔，孔不能直接暴露在土体中，否则容易被土堵塞出口，而且不能形成环状的泥浆套。管道顶进时在掘进机后需连续放置3至4节有注浆孔的管子，不断注浆，使浆套在管子外面保持得比较完整后，再隔3至4节管子放置一节有注浆孔的管子用以补浆。需设注浆孔的管道按90度设置4只注降孔。

　　顶管施工管道内的通风是必要的，操作人员在地下作业要不断补充新鲜空气，作业中产生的废气需要及时排除。

　　本工程采用一套专用的通风设备，该设备采用压缩空气通风。压缩空气经过干燥、净化后送到工具管或管内的工作面。压缩空气通内的原理见图，来自空压机的压缩空气先送入储气泡，并保持在0.6MPa的压力。从储气罐出来的压缩空气再送入冷却器和油水分离器，通过两次冷却除水和两次油水分离压缩空气，再通过干燥再次除去空气中的水分，后进入净化器除去空气中的杂质，然后经过送风管，送到工具管和管工作面。送风口有消音器，以减少送风时的噪音。净化压缩空气通内，一般直送工具管，这是因为工具管内操作人员最多，净化气向后推移，就能更新管内的空气。

　　管道内出泥本公司计划采用无轨小车运泥，小车前设有牵引力为30KN的牵引机。当无轨小车行至工作井底后，用工作井顶部的钢结构工作平台上的起吊机吊出并堆放在场内临时堆土处，再集中运至指定倾倒场地。

　　（1）顶进过程中遇到障碍物时，在加气压的情况下，打开DK式土压平衡顶管机在密封舱左厕半腰的人孔，进入掘进机正面排除障碍物。

　　（2）顶进过程中遇到流砂时，在DK式土压平衡顶管机板的上部四个加泥孔加入水或泥改良土体，使土体在密封舱内呈软塑一流塑状，使土体分布更均匀，顶管机正常运行。

　　试验可利用管节两端井作为闭水水头，要求水头在上游管道内顶2.0m以上，闭水试验前应先灌水24小时，使管道充分浸透。加水至标准高度，观察水位下降值，若在规定时间内水位下降在规范规定值以内，则闭水试验合格。

　　精心根据现场地表变形监测，适当掌握推进顶力，推进速度，开口面积和出土量，使开挖面土体比较接近或保持原始状态。向顶管外周空隙中精心注浆。控制顶管顶力的偏心度。确保顶管承压壁的后靠结构处于稳定状态。

　　在顶管施工之前，对工具管尾端与管道搭接处的环形橡胶密封装置，各管节接头的环形橡胶密封装置，管节本身尤其是管节端部的钢筋砼的搞裂防水性等各种可能导致漏泥水的环节，都要严格检查。

　　要求所使用的管节的精度、强度、搞裂防水性，橡胶带的尺寸和物理力学性能以及管节接缝间的垫板压缩模量都要检验合格的质保书。

　　在顶管施工过程中，对管节的运输、起吊、就位，顶进千斤顶后靠承杖板的敷设、顶进设备及匀压环的安装、管节接缝隙间防水胶带及垫板的安装，以及顶进中的测量纠偏，都应按照明确而严格的规程进行操作，务必防止管节在搬运过程中碰撞损坏。

　　顶进纠偏措施：每顶进一步20cm或一个千斤顶冲程即用经纬仪测量一次，发现偏位立即纠正，每顶进一节管节，即时所有设备检测一次，发现移动，立即调正，管道纠偏通过工具管端的纠偏千斤顶校正工具管方向，调正幅度视偏移情况而定。

　　导轨安装时，应复核管道的中心位置，二根导轨必须互相平行、等高，导轨面的中心标高应按设计管底标高适当抛高（一般为0.5--1cm），导轨的安装坡度应与设计管道的坡度相互一致。

　　后座墙承受和传递全部顶力，必须有足够的强度和刚度，墙面应与管道顶进轴线相垂直，本工程采用钢筋砼沉井井壁作后座墙，井壁受均布荷载面积不小于15㎡.

　　为了减少后座倾覆，偏斜，千斤顶受力的合力位置应位于后座中间，用二台千斤顶时，其合力位置在管底以上1/4--1/3D处，每层千斤顶高度应与环形顶铁受力位置相适应。二台以上千斤顶共同作用时，油路必须并联，使每台千斤顶有相同的条件，每台千斤顶应有单独的进油退镐控制系统。千斤顶应根据不同的顶进阻力选，千斤顶的最大顶伸长度应比柱塞行程少10cm。

　　油泵必须有限压阀、滤油器、溢流阀和压力表等保户装置，安装完毕后必须进行试车，检验设备的完好情况，用二台以上油泵时，每台油泵的最大工作压力应接近，并应并联在油路上。

　　千斤顶启动时，顶伸速度应缓慢，控制阀门逐步增大油路压力和油量，砼管道顶动时，方可加快顶伸速度，油泵千斤顶工作时，操作者应集中思想，正确启闭阀门，控制油路压力（不大于300kg/c㎡），压力突然增高，应停止顶进，并检查原因经及时处理后方可继续顶进。刚度和强度，尺寸应符合要求，其长度一般为1.0--1.6m.工具管与法兰圈的连接，法兰圈与沟管的连接必须稳定可靠，装拆方便，顶进过程中，法兰圈与沟管之间不得脱节。

　　工具管后端的上下左右四个部位设置四组纠偏用的短冲程千斤顶，以控制管道在顶进过程中发生的左右或上下偏差。管道顶进时需同时用4只以上千斤顶进行顶进。在每节管道的顶进全过程中，必须测量和控制管道的管底标高和中心线，工作坑内应设置临时水准点，并应在交时进行校核。

　　顶进测量仪器放设时，其视准轴应与管道顶进中心线相互一致，以测定顶进管道的中心偏差，同时整平仪器，以测定管道的管底标高偏差。

　　在顶进过程中，应贯彻勤顶勤测的原则，挤压法顶进时应每出一斗土测量一次，人工挖土法顶进时，应每顶50cm测量一次，纠偏时应增加测量次数。

　　工具管入土时，应严格控制顶进偏差，中心偏差不得大于0.5c。