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泥水平衡顶管施工技术要求与规范

一、总则

1.1目的与依据

为规范泥水平衡顶管施工技术，确保工程施工质量、安全及环境效益，制定本技术要求与规范。本规范依据《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB50202-2018）、《顶管施工技术规范》（GB50256-2018）、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）等国家现行法律法规及行业标准，结合泥水平衡顶管施工工艺特点编制。

1.2适用范围

本规范适用于新建、扩建及改建工程中，采用泥水平衡顶管法施工的地下管道工程，包括给水、排水、燃气、热力、电力等市政管道工程。适用的管材类型包括钢筋混凝土管、钢管、玻璃钢夹砂管等，管径范围宜为DN600~DN4000，埋深不宜大于15m。在饱和软土、砂土、粉土及含卵石地层中施工时，应结合地质条件采取专项技术措施。

1.3基本原则

1.3.1安全第一原则：施工前应开展风险评估，制定应急预案，确保作业人员、周边建（构）筑物及地下管线安全。

1.3.2质量控制原则：严格执行工序质量验收标准，确保顶进精度、管道接口密封性及结构强度符合设计要求。

1.3.3技术可行性原则：根据工程地质、水文条件及周边环境，合理选择顶进参数及辅助工法，控制地面沉降。

1.3.4绿色施工原则：优化泥水循环系统，减少泥浆外排，同步实施泥水处理及废弃物资源化利用。

1.4术语定义

1.4.1泥水平衡顶管：利用泥水压力平衡开挖面土体压力，通过泥水循环输送弃土的顶管施工方法。

1.4.2工作井：用于安装顶进设备、容纳掘进机及后续施工的竖向或水平坑道。

1.4.3接收井：用于接收顶管机及管道的竖向或水平坑道。

1.4.4泥水压力：作用于开挖面，用于平衡土体及地下水压力的泥浆静水压力。

1.4.5顶进力：克服管道与周围土体摩擦力及前端阻力的总作用力。

1.4.6中继间：在长距离顶管中，分段设置的顶进接力装置。

二、施工准备与设备配置

2.1施工前准备

2.1.1地质勘察与资料收集

施工单位需委托专业机构开展工程地质勘察，明确施工沿线的土层分布、地下水位、岩土力学参数及地下管线分布。勘察报告应包含钻孔取样数据、静力触探结果及地下水渗透系数，为顶进参数设计提供依据。同时收集周边建（构）筑物基础资料，评估施工对环境的影响。勘察深度需超过管道底板以下3倍管径，且不得小于15m。

2.1.2施工方案编制

根据设计图纸与勘察结果，编制专项施工方案，内容应包括顶进路线规划、顶进力计算、泥水压力设定、中继间布置及应急预案。方案需明确顶进速度控制标准（一般为20-50mm/min）及纠偏措施（如调整千斤顶油压或使用纠偏油缸）。方案编制完成后应组织专家论证，通过后方可实施。

2.1.3人员组织与技术交底

成立专项施工班组，配备顶管机操作手、泥浆处理员、测量员及安全员。施工前开展技术交底，明确岗位职责、操作流程及安全要点。例如，顶进操作手需熟悉刀盘转速与推进力的匹配关系，测量员需掌握激光导向仪的校准方法。

2.2设备选型与配置

2.2.1顶管机选型

根据地质条件选择合适的顶管机类型：在砂卵石地层中采用刀盘破碎型泥水平衡顶管机，在黏土层中可选用面板式顶管机。顶管机直径应比管道外径大20-30mm，确保顶进间隙便于泥浆循环。设备需具备刀盘扭矩显示、土压力监测及自动纠偏功能，扭矩范围应满足最大顶进力的1.2倍以上。

2.2.2泥水系统配置

泥水系统由泥浆池、泥水分离设备、循环管路及压力控制装置组成。泥浆池容量按每节管节（通常2-3m）所需泥浆量的3倍设计，配备2台以上泥浆泵（一用一备）。分离设备采用旋流除砂器与振动筛组合，确保处理后泥浆含砂率低于10%。泥浆配比需经试验确定，一般采用膨润土（8%-12%）、纯碱（0.3%-0.5%）及CMC（0.1%-0.2%）混合，比重控制在1.05-1.25之间。

2.2.3顶进设备与后背墙

千斤顶选型需根据总顶进力确定，总顶进力按公式F=f·D·L计算（f为管道外壁与土体摩擦系数，D为管道外径，L为顶进长度）。千斤顶行程应大于单节管节长度，一般采用行程1.5m的200-500吨级液压千斤顶。后背墙采用现浇钢筋混凝土结构，厚度不小于500mm，需进行承载力验算，确保顶进时无位移。

2.3现场布置

2.3.1工作井与接收井布置

工作井尺寸需满足顶管机安装、管节吊装及设备操作要求，一般长度为管节长度加3m，宽度为管道外径加2m。接收井尺寸可适当缩小，但需预留1.5m操作空间。井壁支护采用SMW工法桩或地下连续墙，嵌入深度不小于基坑深度的1.5倍。井口设置防护栏杆及防坠设施，周边设置截水沟防止地表水流入。

2.3.2泥浆处理区布置

泥浆处理区设置在工作井下游10m以外，地势较低处。沉淀池分三级设置，总容量不小于