标段穿新南路处采用SP钢管(壁厚3cm)做单向双排顶管施工，管道工作压力0.4MPa，试验压力0.6MPa。
顶管长108m×2，2根管道平行布置,中心间距8m,管底埋深10.7m。
地基土从上至下分别为粘性素填土、花斑粘土、粉质粘土、全风化泥质粉砂岩，顶管穿越土层位于花斑粘土层。
据地勘资料地下水位较高，水量较少。接收井靠近东引河河堤。
1 顶管工作井布置内容
分为地面布置、井内布置和管内布置。
(1) 地面布置：
在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，顶进控制室、配电间等。井顶布置一台80t履带吊车负责钢管及顶铁吊运和井内、地面的吊装工作。现场内另设临时堆场，供管节及半成品、周转材料等堆放，顶管现场考虑一定管节的贮存量。
顶管机及基坑内重物吊装位置布置在旋喷桩土体加固区，吊装荷载不大于20KPa；其余基坑边荷载不得大于15KPa。
现场一侧布置泥浆房、进水排泥系统等，在泥水平衡顶管施工中由于用水量大，需在工作井附近设置4至6个容量30m3的沉淀池。对废浆要采取外运外排方法，不能污染路面。
由于顶管为24小时连续作业施工，在现场四个角上各安装錪钨灯一座，供夜间现场照明。
(2) 井内布置：
工作井内沿顶管轴线方向在后座墙上装刚性后座，主顶千斤顶、导轨、刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备。工作井中部支撑两侧设置下井钢梯供施工人员上下。
沿工作井井壁依次安装2寸压浆管、4寸供水和出泥管、供电管线。井内二侧工作平台布置配电箱、电焊机、泥水旁通装置、后座主顶油泵车和顶铁堆放。
管内供电及工作井内电力配电箱均位于工作井内。动力电源一般是以三相380V直接接到掘进机的电气操纵台上。
(3) 管内布置：
管内进、排泥管、压浆管、供电、通风管分别安装于钢管左右偏下侧，需设防触电、漏电保护装置，进入管内的电缆须装防水接头，注意不要与油管、注浆及水管挂在同一侧。
管内照明采用36伏低压照明灯，每8m布置1只。
施工期间在工作井内及管道内应配置足量的排水设备。
2 工作井内布置要点
(1) 安装洞口止水圈时，其中心需与所顶管道中心轴线一致。
(2) 在安放基坑导轨时，其前端应尽量靠近洞口。对大管径顶管需在底板上预埋好钢板，将导轨和预埋钢板焊接在一起，防止顶进时移动。导轨的水平状态应与所设计的管道坡度一致，同时还需将导轨比设计高程再提高3cm左右，控制轨距为0.6-0.7倍管径。
(3) 安放后靠背，对大管径宜用钢结构制作，厚约300mm，注意后座平面要与顶进轴线垂直。
(4) 安装主顶油缸于主顶油缸架上时，对大管径，主顶油缸的合力中心应比管中心低5%管内径左右。油缸架为可升降调节架，一般对称设置，中心距30cm。
(5) 管内测量仪器平台，安装在主顶千斤顶之间轴线上，独立与砼底板连接，与千斤顶支架分离，确保顶进时测量平台的稳定。泥水式顶管，应先安装好基坑旁通、排泥泵及其管路后再安装仪器。
(6) 工作井底板面加铺槽钢2层，以校正水平面。
3 顶管机头选型
本工程一次顶进距离108m，主干道交通流量大，路面不得有大的沉降，需要控制地面隆起和沉陷。
泥水加压平衡顶管施工方法适用于工作面位于地下水位以下、渗透系数大于10-4cm/s的粘性土、砂性土、粉砂质土的作业条件，能控制地面变形小于3cm，因此本段顶管施工选用泥水加压平衡顶管机头。
3.1 工艺原理
掘进机本体由壳体、密封舱、承压环、刀盘、刀盘驱动装置、刀盘加压装置以及进排泥阀开闭装置等设备构成，施工时随着工具管的推进，刀盘不停地转动，进泥管不断地进泥水，而排泥泵则不断地将混有弃土的泥水抽出密封舱。
泥水加压平衡顶管机机头设有可调整顶力的浮动大刀盘，在挖掘面上进行切削和支承墙体。顶力设定后，刀盘随顶进土压力大小变化前后浮动，始终保持对土体的稳定支撑力，刀盘的顶推力与正面土压力保持平衡。
机头密封舱中接入具有一定含泥量的泥水，并使泥水亦保持一定压力，一方面对切削面的地下水起平衡作用，另一方面又起运走刀盘切削下来的泥土的作用。进泥泵将泥水通过旁通阀送入密封舱内，排泥泵将密封舱内的泥浆抽排至地面的泥浆池或泥水分离装置内。顶进操控系统通过调整进泥泵和排泥泵的流量来调整密封舱的泥水压力以适应顶进需要。
3.2 泥水加压平衡工法的优缺点
(1) 泥水加压平衡顶管施工工法有以下优点：
适用于各种不同的土质条件，特别是地下水位很高、地下水压力又有较大变化范围时都能实施有效顶进。
对顶进管道周围地层扰动少，能维持不同土质挖掘面上稳定平衡，地层损失小，产生的地表面变形也小。
顶进施工时的总顶力较小，尤其在粘性土层中长距离顶进，可优于其他类型的顶管工法。
在工作井内的作业环境较好，能较安全地实现顶进作业。
顶进施工时的连续作业性能好，施工进度较快。
(2) 泥水加压平衡顶管施工工法的不足之处：
各施工环节相互影响较大，个别环节出现故障可能导致全面停工局面。若遇上渗透系数特别大的砾砂、卵石层，会出现泥水外溢和渗透，难以建立泥水加压平衡机制，延误工期。
4 顶管各系统配置
(1) 顶进系统
工作井主顶装置共有四只千斤顶，分两列布置。主顶千斤顶为单冲程千斤顶，主顶千斤顶每只最大顶力为1500T，主顶最大总顶力可达6000T。四只油缸有其独立的油路控制系统，可根据施工需要通过调整主顶装置的合力中心来进行辅助纠偏。
(2) 进排泥浆系统和泥水处理系统
由进泥泵、排泥泵、旁通阀、管路和沉淀池组成。
普通泥水顶管的输土泥水的相对密度在1.03-1.3范围，完全液体状态；浓泥水顶管的输土泥水相对密度在1.3-1.8范围，多呈泥浆状态，流动性好。
泥水处理系统是指对顶进过程中排放出来的泥水进行泥水分离的二次处理过程，区别不同成分的泥水进行不同方式处理，含砂成分多的可用自然沉淀法，含粘土成分多的泥水处理相对复杂。
(3) 触变泥浆系统
① 触变泥浆减阻
本工程采用顶管掘进机尾部同步注浆方式进行减阻。要求顶进管道与土层之间的环状间隙不小于20mm，施工时通过预留孔道向管外壁压送触变泥浆，在管外壁与土层之间形成一个较完整的连续润滑膜，同时产生一定的浮力将管子托起。一般情况摩阻力可由12~20KN/m2减至3~6KN/m2，可减少顶力30－50%。
触变泥浆材料主要采用钠基膨润土，纯碱、水按一定比例配制而成，具有良好的触变性、稳定性及润滑作用。物理性能指标：比重1.05~1.08g/cm3，粘度30~40S，泥皮厚3~5mm，施工时按土质具体情况调整合适参数。它在不受力时很稠，而一经扰动就会变稀、易流动，所以称为触变泥浆。
在顶进的整个施工阶段都要保持注浆材料的流动性，并保证注浆介质不会漏失到地层中以确保减阻润滑膜的完整，如有漏失需及时补浆，并防止发生地层软化作用而降低顶管顶进的平衡压力。
② 泥浆置换
顶进结束，对已形成的泥浆套的浆液进行置换，置换浆液为水泥砂浆并掺入适量的粉煤灰，在管内用单螺杆泵压住。压浆体凝结后（一般为24小时）拆除管路换上封盖，再将孔口封堵。
③ 注浆设备
符合物理性能要求的润滑泥浆用BW-200压浆泵通过总管、支管、球阀、管节上的预留注浆孔压到管子与外管土体之间，包住钢管。管道内的压浆系统布置如下图所示，注意只是示意图，图中中继间予以取消。
(4) 通风系统
在顶管中，通风是一个不容忽视的问题，它直接影响至管内工作人员的健康。为获得理想的通风效果，本工程采用长鼓短抽组合式通风，通风系统安装在距掘进机12～15m处，抽风风筒与鼓风风筒分别安装于管内左右两侧，两风筒必须重叠5～10m，抽风机的吸入口在前，鼓风机的排风口在后，并在管道中间配置若干外轴流风扇，向井内排出浑浊空气。
(5) 通讯与工业电视监视系统
管内通讯与工作面现场通讯采用对讲机。
配备2只低照度摄像头，一只安装于顶管机操作台处，监测操作台各项数据；一只安装于工作井内，监测主千斤顶的动作，监视器安装中央控制室，以利技术人员正确指挥。
(6) 供电系统
工作井现场由变压器供电，为适应供电要求配置电容补偿柜。输出端电缆分三路，分别供工作井上供电系统、井下顶管机头、及井内主千斤顶。
第一路：泥浆间：2×15KW，各工种间：10KW，现场照明：20KW
第二路：后座油泵：2×20KW=40KW，电焊机：4×20KW=80KW
第三路：泥水加压平衡掘进机200kw （含出泥系统），管内照明10KW，管内供电系统配备可靠的触电、漏电保护措施。井上井下与管内照明用电采用36v的低压行灯。现场配电间为适应上述要求，安装600A主受电柜一只，分别输入3只配电屏，经3路分送至各用电部门。
5 顶管施工方法
5.1 后靠背导轨及千斤顶的安装
轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100～200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心与轴线相重合，
在轴线定好后即可安装导轨以及千斤顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周作出4～6个临水点，保证轴线标高-临水点高程= h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。
引轴线至井底前后两侧A、B两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点C，开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点D、D’，测量AD和AD’的距离，只需保证AD的距离约等于AD’的距离即可，误差不应大于3cm，后靠背左右方向确定后即固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向即可，最后根据实际情况填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙。千斤顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平千斤顶后只要保证所用千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。斤顶合力中心应在钢管中心偏下直径的1/4～1/5处，主推千斤顶安装于后座型钢支架上。千斤顶安装要求：对称布置，保持受力均匀。
安装位置允许偏差±3mm，头部偏差小于±3mm，水平偏差小于±2mm，确保顶进时处于受力良好状态。
导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一至，此副导轨用于防止机头进洞后磕头。
5.2 出泥系统的安装
泥浆池或泥罐车应尽量靠近工作井边，可采用串联法。
泥浆池或泥罐车尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力。
注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配置减压系统，在泵出口处1米外以及顶管机头部注浆处各安装一只隔膜式压力表。
5.3 顶管出洞技术
出洞前所有顶进设备及顶管掘进机必须全部安装就位，设备需试运试。从工作井中出洞开始顶进是整个施工过程中的关键环节之一。
为确保顶管机顺利出洞，防止土体塌涌入工作井，顶管出洞6m范围内土体采用Φ600旋喷桩进行加固，桩与桩相互搭接150mm成块状布置，桩顶标高7.5m，桩底标高-7.5m。
穿墙钢管内砌封堵砖墙，确保出洞安全。封堵砖墙可人工拆除，也可用机头顶破拆除。工具管进入穿墙钢管后，随即安装穿墙止水装置。这种穿墙止水装置的特点是用复合橡胶止水，根据水头压力可以用一层～三层来选择，而且止水橡胶预先装入穿墙管装置系统，既能面止水（闷板与法兰间），又能轴向止水（管段与穿墙管间）。
在出洞施工初期，由于顶管机正面主动土压力远大于顶管机及顶进管节的周边摩阻力和与导轨间摩阻力的总和，因此当主顶油缸回缩时极易产生管节后退，引起顶管机前方土体不规则坍塌，使顶管机再次推进时方向失控和洞口止水装置受损危险。为此，采取在管节后部的发射架上增加一个限位设置，控制后退，直至钢管外壁摩阻力大于掘进机正面水土压力后取消限位。
顶管机出洞时有可能由于周围土体被破坏或在出洞时洞外泥水流失过多，造成出洞时顶管机因自重太重而下磕，为防止这一现场产生，采取以下措施：顶管机就位后，将机头垫高5mm，保持出洞时顶管机有一向上的趋势；调整后座主推千斤顶的合力中心，出洞时观察顶管机的状态，一旦发现下磕趋势，立即用后座千斤顶进行纠偏。由于距离较短。这一方法效果会非常明显；由于洞中外侧进行了加固措施，也进一步防止了磕头现象的产生。
5.4 顶进
(1) 拆除洞口封门，顶进机头。
(2) 当机头进入土体时，开动大刀盘和进排泥泵。
(3) 机头顶进至能卸管节时停止顶进，拆开动力电缆、进排泥管、进排泥泵、控制电缆和摄像仪连线，缩回顶进油缸。
(4) 下吊管节，调整管口中心，焊接就位。
(5) 接上动力电缆、控制电缆、摄像仪连线、进排泥管路并接通压浆管路。
(6) 启动顶管机、进排泥泵、压浆泵、主顶油缸，并顶进管节。
(7) 随着管节的顶进，不断观察机头轴线位置和各种指示仪表，纠正管道轴线方向并根据土压力大小调整顶进速度。
(8) 当一节管道顶进结束后，重复以上第(2)至第(7)项操作程序，继续推进。
在顶进过程中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，为了使管道按照设计要求的高程和方向顶进，在顶进过程中应不断对工具管的高程方向进行测量，“勤测勤纠”，根据测量反馈结果，调整纠偏千斤顶，改变方向，从而实现顶进方向的控制，确保管道按设计轴线顶进，直至将钢管顶至接收井内。在正常情况下，每顶进一节钢管测量1次，在出洞、纠偏、到达终点前，适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。
5.5 顶进到位
(1) 顶进即将到位时，放慢顶进速度，准确测量出机头位置，当机头到达接收井洞口封门时，停止顶进；
(2) 在接收井内安放好接引轨道；
(3) 拆除接收井洞口封门；
(4) 将机头送进接收井，此时刀盘的进排泥泵均不运转；
(5) 拆除动力电缆、进排泥管、摄像仪及连线和压浆管道等；
(6) 分离机头与管节，吊出机头；
(7) 将管节顶到预定位置；
(8) 拆除主顶油缸、油泵、后座及轨道；
(9) 清场。
6 顶管作业有关规定
(1) 开始顶进前应检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进：
① 全部设备经过检查并经过试运转；
② 工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合设计及施工布置要求；
③ 制定有防止流动性土或地下水由洞口进入工作井的措施；
④ 制定有开启封门的技术措施。
(2) 封门拆除后应将工具管立即顶入土层。工具管在开始顶进5-10m范围内，允许偏差为：轴线位置3mm,高程0- +3mm。当超过允许偏差时，应采取措施纠正。
(3) 工具管进入土层后的管端处理应符合下列规定：
① 进入接收井的工具管和管端下部应设枕垫；
② 管道两端露在工作井中的长度不得小于0.5m，且不得有接口。
(4) 在管道顶进的全过程中，应控制工具管前进的方向，并根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施。全段顶完后，应在每个管节接口处测量其轴线位置和高程，有错口时应测出相对高差。测量记录应完整、清晰和准确。
(5) 纠偏时应符合下列规定：
① 应在顶进中纠偏；
② 应采用小角度逐渐纠偏；
③ 纠正工具管旋转时，宜采用挖土方法调整或采用改变切削刀盘的转动方向，或在管内相对于机头旋转的反向增加配重。
(6) 顶管穿越公路时，除应遵守本规范外，并应符合公路有关技术安全规定。
(7) 管道顶进应连续作业，遇下列情况时应暂停顶进，并应及时处理，应采取防止管前塌方的措施：
① 工具管前方遇障碍物；
② 后背墙变形严重；
③ 顶铁发生扭曲现象；
④ 管位偏差过大且校正无效；
⑤ 顶力超过管端的允许顶力；
⑥ 油泵、油路发生异常现象；
⑦ 接缝中发生漏泥浆。
(8) 钢管焊接施工要求：
① 坡口形式和尺寸应符合《给水排水管道工程施工及验收规范》的相应要求；
② 钢管管道接口采用手工或半自动双面电弧焊，焊条质量应符合现行国家标准《碳钢焊条》、《低合金焊条》的规定；
③ 钢管对接纵向焊缝应位于管道中心垂线上半圆450左右，相邻管段连接处两管纵向焊缝间距应不小于管外径300弧长；
④ 焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，且不得保留有熔渣、飞溅等，焊缝质量Ⅱ级合格；
⑤ 钢管焊接按《钢熔化焊接对接接头射线照相和质量分级》GB3323－87规定执行，现场所有环向焊缝要进行2.5%X射线探伤，所有T型焊缝必须进行100%X射线探伤，其余焊缝采用100%超声波探伤检验；
⑥ 顶进钢管采用钢丝网水泥砂浆和肋板保护层时，焊接后应补做焊口处的外防腐层，除特殊说明外均采用四油二布环氧煤沥青防腐层，在做防腐前应进行去污除锈达到Sa2级标准；
⑦ 钢管内防腐除特殊说明外采用水泥砂浆，采用机械喷涂，应在试压、还土合格后进行。
(9) 顶进管道的施工质量应符合下列规定：
① 要求管内清洁，管节无破损；
② 允许偏差应符合相关规定；
③ 有严密性要求的管道应按有关规范规定进行检验；
④ 顶管时地面沉降或隆起的允许量应符合施工设计的规定。