6. 13. 1 微型顶管工艺介绍
微型顶管技术依施工方式可分为一次工法与二次工法； 若依出土方式可分为泥水加压式及泥土压平衡式、 压密式及 旋切削式（即地箭式） ， 依地质与施工环境， 一次工法较常使用泥水加压工法与泥土压平衡工法； 二次工法则较常使用地箭式。
本工程微型顶管技术采用二次工法（即地箭式）， 该技术成熟于德国与日本。
原理： 首先利用液压装置将前导管按照设计轨迹推进贯通， 然后通过前导管(出土螺旋管) 作为导体， 在前导管（出土螺旋管） 末端连接扩孔切削头并将拟铺设的管道同时顶进， 最终完成管道铺设。
微型顶管施工时， 要求在要铺管的两端设立两个工作坑(顶进工作坑和接受工作坑) ， 工作坑的尺寸根据管道的直径和长度， 以及顶管掘进机的大小而定，本工程设计顶进坑 8*6m、 接收坑 6*6m。 工作坑的周围应有足够的空间放置地表施工设备。 微型顶管的施工设备主要由钻掘系统、 激光导向系统、 出渣系统、 顶进系统、 润滑系统和控制系统等。
6. 13. 2 施工总体流程
6. 13. 3 微型顶管施工方法
工作坑施工完毕后， 微型顶管机和配套系统运置施工场地内， 进行设备安装调试。 施工需要 380V、 150KW 的电力， 根据顶进压力需要进行注浆减砠操作， 要储备10 立方米水源， 然后微型顶管机下井， 安装后背、 固定顶管机， 开洞门进行顶进。
施工流程如图所示：
a. 定线测量
将经纬仪架设于工作井与接收井中心点线， 定出通过中心点沿线的工作井位置， 拉出连接两点的水准线， 並利用垂线与卷尺定出微型顶管机的设备位置。
b. 先导管顶进
顶管机安装时须用仪器反复测量、 计算， 保证顶管机安装的误差在允许范围内， 这是管道顶时后管道的轴线及高程准确性的前提条件。顶管机安装调整完毕后， 在顶背板和井壁之间填充 C30 混凝土， 让井壁充分达到反力墙作用。 之后进行激光经纬仪安装调试， 经纬仪是在先导管顶进时进行观察调准的作用。
全部设备安装好以后开始进行先导管的顶进， 首先进行洞门凿除(洞口经测量定位后， 打开到大于管道外径 50mm) 。 洞门凿除即凿除洞门位置的钢筋砼， 清除洞口内的混凝土等杂物， 经检查没有剩余砼等杂物后， 在洞口安装防水橡胶板。然后将先导管穿过洞口， 向预设路线进行顶进， 在多个方向需要顶进时， 不能同时开两个洞门， 在一个方向顶进完成后， 用注浆机将洞门与水泥管的缝隙进行封堵， 等强度达到百分之七十五， 才能下个洞门。
先导管是直径φ 114mm 中空钢管， 通过激光经纬仪观察和调整操作， 可精准地按预设的坡度和路线进行顶进。 先导管每节长 0. 8 米， 每顶完一节， 顶管机油缸后退， 再安放一节顶进的接力方法向接收井顶进。
先导管箭头为斜面箭头， 箭头后有两个隔板， 为防止前道管顶进过程中， 土壤由箭头进入先导管与出泥钢管。 箭头背后有测量标靶， 标靶以亮灯的方向， 表示先导管箭头斜面方向， 利用工作井內经纬仪观测标靶， 扭力转动控制箭头方向。
推进过程中， 由于土壤反作用力是与箭头斜面方向相反， 因此， 先导管箭头推进方向沒有偏差时， 先导管箭头必须不停的转动(一般扭力维持在 80～120kg-m) ， 如此作用在箭头斜面上的土壤反作用力才能各方向抵消， 保持直线推近;但是， 当先导管箭头推进方向有偏差时， 测调整箭头斜面方向至适当方位时， 则停止转动先导管箭头， 使先导管箭头前进方向恢复预设的坡度和路线时， 则立即开始转动先导管箭头保持既定方向推进。
c. 为減少先导管与土壤之间摩擦力， 增加扭转能力， 通常使用二重管（先导管与出泥钢管） 先导管內管扭力由內管传递至箭头， 減少先导管与出泥钢管之間摩擦力。 箭头先置入先导管外管內， 而后， 先导管与箭头连接， 先导管外管与外管连接继续同時推进， 先导管到达接收井后， 则将內管抽换为出土螺旋管 ，为后续掘削时排土用。 出泥钢管一般每节管长 0. 8 米。
d. 水泥管顶进
出土螺旋管到达接收井后， 在尾端加装转接头， 连接顶管机头， 机头后面连接水泥管（水泥管每节长 1m） 然后顶进。 水泥管在工作井顶进一节， 出泥管在接收井拆卸回收一节。 如此反复操作直到机头到达接收井， 顶管施工完成。 由于先导管和出泥管有导向作用， 水泥管顶进时无需再调整机头就可准确地达到管道预设的轴线及高程。
e. 触变泥浆减租
本次进行钢筋砼管的顶进施工， 根据顶管时的实际情况， 在顶进阻力太大时考虑注浆， 以减小阻力。 注浆为触变泥浆， 注入管壁达到减阻作用， 触变泥浆的配合比为： 水： 膨润土： 碱： amc=1： 0. 11： 0. 06： 0. 005， 制作的泥浆性能为：比重为 1. 05~1. 08g/cm3， 粘度为 60~70s， 泥皮厚度为 3~5mm。
在管道顶进的过程中， 管节接口主要由外套环（钢套环） 橡胶止水带和橡胶缓冲垫组成。 钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形， 接口不损坏， 以确保管节在对接过程中， 橡胶带不移位、 不翻转， 确保管节的密封性。 同时， 钢环套在进场前还必须做好防腐处理。 橡胶止水带应保持清洁、 无油污， 并存放在阴暗处， 防止老化。 施工中， 将橡胶止水带放于混凝土管钢套环凹槽处， 在管节对接前涂无腐蚀性润滑油以减少摩阻， 防止止水带翻转、 移位和断裂。 将橡胶缓冲垫（厚度 4mm 左右） 夹于前后管节钢套环间， 以均匀管节间的相互作用力， 减少接口损坏。
6. 13. 4 道路沉降控制措施
原因分析： 顶管过程中破坏了原有土层的密实度、 扰动了管道周围土质， 抗压能力降低从而发生道路沉降。
处治措施：
该微顶工艺针对不同密实度土质有“出土” 及“硬顶” 两种机头来保证穿越道路不发生沉降。
在导向及顶进出土管施工时判断出该穿越段的土质密实度。 如土质密实度较低就使用“硬顶” 机头施工。 该机头成锥头形状， 施工时将管道内的土均匀的向四周挤压， 提高土层的密实度以保证微顶穿越段道路不发生沉降。如土质密实度较高就使用“出土” 机头施工， 该机头的外径与被顶管的外径一致。 在施工时不扰动被顶管周边土层， 不降低该穿越层的抗压能力以保证 道路不发生沉降。
