【正文】 ? Pv=? ? P2按管項穿越的構(gòu)筑物和輪壓確定的土壓力。 ? P4按主動土壓力計算，即 ? P4=(P1+P2)tg2(45??/2)=Pv ? (713) ? 作用在管上方的壓力即為卸荷拱所包圍的土體積重量，按近以矩形計算，則單位寬度的壓力為： )) ] (245(1[)245(22 mtgDtgDDB ?? ???????? ?? ? (713) ? 則 (714) ? 式中 D— 管外徑 (m)， ? ?— 土的重度 (L/m3)； ? ?— 土內(nèi)摩擦角； ? hl— 卸荷拱高度 (m)。因此，管子可能在較長時期內(nèi)不受管上方土壓力的作用。經(jīng)過更長的時間，管上全部土都會坍落。已經(jīng)形成卸荷拱時，地面荷載就不必考慮。 ? 由于土質(zhì)變化，坑道開挖形狀不規(guī)則、土含水量變化、管壁粗糙程度不一、項進(jìn)技術(shù)水平參差、頂進(jìn)中間停歇等各種原因，頂力不易事先精確計算。電能經(jīng)油泵轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，千斤項又把壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，對負(fù)載作功 — 頂入管子。油壓系統(tǒng)的工作油應(yīng)具有 ? 的技術(shù)特性；適宜的粘度；較高的化學(xué)穩(wěn)定性，良好的潤滑性；不燃或難燃性；低壓縮性；良好的防銹性；不會導(dǎo)致油壓系數(shù)中密封材料膨脹、硬化或熔解等。施工中常用的為單扦千斤項，又稱雙作用于斤頂。 ? 千斤頂在工作坑內(nèi)的布置方式分單列、并列和環(huán)周列，圖 7— 22所示。根據(jù)安放位置和傳力作用不同，可分順鐵、橫鐵、立鐵、弧鐵和團(tuán)鐵。此外，還可做成各種結(jié)構(gòu)形式的傳力頂鐵。當(dāng)上半部管壁與坑壁間有孔隙時，根據(jù)施工經(jīng)驗千斤頂在管端面的著力點(diǎn)應(yīng)在管子垂直直徑的 1/4~1/5處 (圖 724)。管內(nèi)挖土分人工和機(jī)械兩種。 ? 人工每次掘進(jìn)深度，一般等于千斤頂?shù)捻敵獭? ? 土質(zhì)松散或有流砂時，為了保證安全和便于施工，在管前端安裝管檐，如圖 725所示。施工時把工具管先頂土中，工人在工具管內(nèi)挖土?？捎镁頁P(yáng)機(jī)牽引或電動、內(nèi)燃的運(yùn)土小車在管內(nèi)進(jìn)行有有軌或無軌運(yùn)土兩種，也可用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)土。 ? 機(jī)械掘進(jìn)與人工掘進(jìn)的工作坑布置一般相同，不同處主要是管端挖土與運(yùn)土的方法。切削輪用于支承或安裝切削臂，固定于主輪并由主輪旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動。大直徑管子，錐角較大，錐形平緩。 ? 偏心水平鉆機(jī)有兩種安裝方法：一種是安裝在鋼筒內(nèi)的整體工具式；另一種是裝配式，施工前安裝在頂進(jìn)的第一節(jié)管子內(nèi)。在弱土層中頂進(jìn)時，由于設(shè)備重量較大，常因引起管端下沉導(dǎo)致頂進(jìn)位置誤差。管子按設(shè)計方向和坡度要放在導(dǎo)向架上，管前由旋轉(zhuǎn)切削式鉆頭切土，并由螺旋輸送器運(yùn)土．切削鉆頭與輸送器安裝在管內(nèi)，并由電動機(jī)帶動工作。一般情況下，管節(jié)和螺旋輸送器段節(jié)長度相等。因此，這種方法適用于短距離頂進(jìn)，一般最大頂進(jìn)長度在 70~80m。如松散砂土、砂粘土、淤泥土、軟粘土等土層內(nèi)掘進(jìn)。切削旋轉(zhuǎn)的軸線垂直于管子中心線，刀架縱向掘進(jìn)，切削面呈半球狀。 ? (四 )項管盾構(gòu)法 ? 在堅硬或密實(shí)土層內(nèi)頂管，或大直徑管道頂進(jìn)時，管前端阻力很大。頂管盾構(gòu)的構(gòu)造與一般人工掘進(jìn)盾構(gòu)相同。為了防止流砂或淤泥涌入管內(nèi)，沖泥艙是密封的。 ? 掘進(jìn)方向由較正環(huán)控制。為了在沖泥艙內(nèi)檢修、清理故障等，工人由小密門進(jìn)入沖泥艙。氣閘室是工人進(jìn)出高壓區(qū)時升壓和降壓之用。 ? 在高地下水頭及飽和弱土層內(nèi)水力掘進(jìn)，鋪設(shè)的管材采用鋼管和永久性焊接口。 ? 鋼管在地面進(jìn)行防腐處理與預(yù)接口，將短管節(jié)焊接，然后由門架起重機(jī)吊入工作坑內(nèi)。觸變泥漿在泥漿房拌制，經(jīng)泥漿泵加壓，由泥漿管輸送到管前端注漿口和中途泥漿槽。激光經(jīng)緯僅固定安裝在專門的機(jī)架上。采用這種方法，鋼板只能從工作坑內(nèi)取出，不易保證施工安全。 ? 直徑 50~500mm管道也可采用水射頂管。 ? 三、管子的臨時連接 ? 一節(jié)管子頂完，再將另一節(jié)管子下入工作坑。頂進(jìn)過程中管子永久性連接，導(dǎo)致管子的整體頂進(jìn)長度越長，管子位置偏移隨意性就愈??；但是一旦產(chǎn)生頂進(jìn) ? 位置誤差積累，校正較困難。為了提高剛性，可用肋板加固。通常情況下，一次頂進(jìn)長度最大達(dá) 60~100m。外徑與頂進(jìn)管的外徑相同，中繼間千斤頂在管全周上等距或?qū)ΨQ非等距布置。圖735所示為一種中繼間。施工結(jié)束比拆除中繼間千斤頂和中繼間接力環(huán)。但是，當(dāng)安裝多個中繼間比間隔的中繼間可以同時工作，以提高頂進(jìn)速度。 ? 觸變泥漿的主要成分是膨潤土。用于觸變泥漿的膨潤土的膨脹倍數(shù)應(yīng)大于 6。 ? 觸變泥漿的相對密度應(yīng)為 ~，粘度60~80s，靜切力 15~25mg/cm2，膠體率不低于 98% ? 泥漿的失水量一般不應(yīng)超過 50mL/h，泥皮厚度為 2~5mm， pH值 ~。為了提高泥漿的泵送性，降低泥漿粘度和靜切力，可摻入占膨潤土重量 1~2%的腐植酸鹽，如硝基腐植酸鈉、腐酸銨等。這些成分的摻人量都應(yīng)根據(jù)實(shí)驗確定。 ? 在管子頂入土內(nèi)的工作坑壁修建后封閉，防止泥漿從工作坑壁漏出。一般在離灌漿罐 15~20m處設(shè)第一個補(bǔ)漿孔，隨后補(bǔ)漿孔間距為30~6u0m。泥漿的厚度為 15~20mm。 ? (三 )蠟覆頂進(jìn) ? 管子表面覆蠟，在某些地段內(nèi)施工，曾減少了 20%的頂力。 ? 還有一種潤滑劑為瀝青混合料。 ? 此外，為了減少工作坑數(shù)目，可同時采用對向頂和雙向頂。 30mm，高程誤差為+10mm和 20mm。工作面土質(zhì)不均，管子向軟土一側(cè)偏斜。頂管施工中的誤差校正是指將已偏斜的頂進(jìn)方向校正到正確的方向。 ? 隨時注意使第一節(jié)管子位置正確，就可能保證全段位置正確。垂線檢查是在工作坑相對兩壁的兩個中心釘連線，用垂球下引，然后再引中心線進(jìn)入管內(nèi)。根據(jù)工作坑內(nèi)水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高，測出前端管的實(shí)際高程見圖 742所示。這種方法可兼作中心和高程測量。 ? 下陷的管段可用如圖 745所示方法校正。 ? 人工校正誤差的方法很多，應(yīng)根據(jù)坑道土質(zhì)、誤差種類和誤差大小，采用相應(yīng)的校正方法。這種方法是在首節(jié)工具管之后安裝校正環(huán)，在校正環(huán)內(nèi)上下、左右安裝 4個校正千斤頂。接口方法根據(jù)管口形狀而定。這種內(nèi)接口防滲性較好。聚氯乙烯膠泥按重量由煤焦油；聚氯乙烯樹脂；鄰苯二甲酸二丁脂；硬脂酸鈣：滑石粉＝ 100： 15： 15： 1： 15配合，加熱澆注成帶條狀，填塞在兩管外半圈管口之間，填塞前在管口表面涂刷煤焦油：二甲苯＝ 1： 4~5的冷底子油。 ? 這些接口的優(yōu)點(diǎn)是：管底面平齊、水流通暢、管內(nèi)不易產(chǎn)生滯留雜物、便于養(yǎng)護(hù)。這種方法是利用千斤頂、卷揚(yáng)帆等設(shè)備將管子直接頂進(jìn)土層內(nèi)，管周圍土被擠密。這種方法適用于鋼管和水煤氣管，也可用于鑄鐵管。采用偏心管尖可以減少土與管壁的摩擦力。工作尾坑長度由單節(jié)管長決定。由瓦楞筒與三辮瓦楞鐵組成，管子夾在瓦楞鐵中間。 ? 這種方法適用于直徑 100mm以下的管子，施工容易，機(jī)具簡單。 ? 根據(jù)這種方法的特點(diǎn)，大直徑管子在中密土層中就難以頂進(jìn)，但在飽和淤泥層，例如河底淤積層、沼澤地段，大直徑管子仍可頂進(jìn)。工具管切口中心與割口中心的間距 δ 如圖754所示。擠壓土柱達(dá)到一定長度后，系緊設(shè)在割口的鋼絲繩，將擠壓土柱割下，落入弧形運(yùn)土 ? 斗車，運(yùn)至工作坑轉(zhuǎn)運(yùn)到地面。 ? 含水土層內(nèi)頂進(jìn)，應(yīng)考慮由于土體壓縮，土內(nèi)水被擠出而造成的對施工環(huán)境的影響。 ? 工具管的機(jī)動系數(shù)看 k為： ? (719) ? 為了保證校正的靈活性，應(yīng)正確確定機(jī)動系數(shù) k。 DLDlllk ???? 321 第四節(jié) 管道牽引不開槽鋪設(shè) ? 管道牽引不開槽鋪設(shè)是不在管后用千斤頂頂管，而是在前端用牽引設(shè)備將管子逐節(jié)拉入土中。而且由于牽引誤差小，可使敷管精度提高，這種方法適用于直徑大干 800mm的混凝土管、鋼管敷設(shè)．而且還可采用牽引擠壓不出土方法敷設(shè)直徑 ? 的 500mm的鋼管。切削環(huán)還可對工作面起支撐作用。當(dāng)砌完一環(huán)砌塊后，以已砌好的砌塊作后背，由支承環(huán)內(nèi)的千斤頂頂進(jìn)盾構(gòu)本身，開始下一循環(huán)的挖土和襯砌，如圖 756所示。 ? 盾構(gòu)斷面可以做成任何形狀：圓形、矩形、方形、多邊形、橢圓形、馬蹄形等。 ? 一、盾構(gòu)的尺寸確定 ? 地下掘進(jìn)時，盾構(gòu)承受土壓力，盾構(gòu)外殼厚度按彈性圓環(huán)設(shè)計。 ? 實(shí)際制作時， x值常取 ~，盾構(gòu)外徑可為： ? D=(~)D0+2t (722) ? 盾構(gòu)全長 L(見圖 758)為 : ? L=L1+L2+L3 ? 式中 L1— 切削環(huán)長度； ? L2— 支承環(huán)長度； ? L3— 襯砌環(huán)長度。 ? 大直徑手挖盾構(gòu) (棚式盾構(gòu) )一般沒有水平隔板 (見圖 759)，切削環(huán)長度為： ? L1=H ? 襯砌環(huán)處盾殼厚度可按經(jīng)驗公式計算確定： ? t=+(D4) (m) (727) ? 式中 D— 盾構(gòu)外徑 (m)，當(dāng) D＜ 4m時，上式第二項為零。為了避免壓壞砌塊，應(yīng)將總頂力分散，每個千斤頂?shù)捻斄^小，而千斤項數(shù)目較多。 ? 開挖面支撐土壓力或密閉式擠壓盾構(gòu)土層正面土壓力 P5可按下式計算： ? 開挖支撐面上的主動土壓力為： ? p5=Ea ? ? 盾構(gòu)千斤頂?shù)目傢斄?P為： ? P=Kp=(~2)p (732) ? 式中 K— 安全系數(shù)。 ? 每個千斤項的油管須安裝閥門，以便單個控制。油泵的壓力為 20~30MPa。當(dāng)土質(zhì)較羌應(yīng)在工作面上進(jìn)行全斷面或部分?jǐn)嗝娴闹?。盾?gòu)結(jié)構(gòu)的這種發(fā)展過程，完全是為了適應(yīng)開挖面土質(zhì)穩(wěn)定的要求。但這種方法易產(chǎn)生漏漿、開挖面崩塌、陷落等事故。 ? 工人在切削環(huán)內(nèi)開挖工作面土方。工人在切削環(huán)內(nèi)開挖土方，襯砌機(jī)用于對水平直徑以上部分進(jìn)行砌塊補(bǔ)砌。容易做到在需要方向起挖，便于盾構(gòu)斜偏。 ? 在地層條件較好的斷面掘進(jìn)時，手掘后構(gòu)仍被廣泛采用。這種盾構(gòu)的制造費(fèi)較機(jī)械化盾構(gòu)低得多，又可減輕工人 ? 勞動強(qiáng)度。 ? 在液化土層內(nèi)采用開放式盾構(gòu)掘進(jìn)，無法保持工作面穩(wěn)定，而且涌入盾構(gòu)的土方量會超過挖掘坑道的計算土方量，從而產(chǎn)生虛方量和地面沉陷，使盾構(gòu)無法進(jìn)行。由于不出土擠壓土層掘進(jìn)，可能導(dǎo)致地面隆起，因此，一般只適用于高液化粘土層掘進(jìn)，如海底和深水河底淤泥層中掘進(jìn)。掘進(jìn)時，調(diào)控進(jìn)土孔 位置及進(jìn)土孔開口大小來調(diào)節(jié)掘進(jìn)方向和頂力大小。此外，當(dāng)盾構(gòu)停止掘進(jìn)時，地層的正面主動土壓力與網(wǎng)格周邊的摩擦力相等，從而使開挖面穩(wěn)定，防止正面坍塌。當(dāng)工人在切削環(huán)與支承環(huán)之間進(jìn)出時，經(jīng)過氣壓艙升壓和降壓。 ? 泥水加壓盾構(gòu)可使施工人員不必在壓縮空氣條件下操作，在高覆土條件下掘進(jìn)。此外，如掘進(jìn)過程中遇到障礙物也較難清除。 ? 由于土壓式盾構(gòu)和泥水加壓式盾構(gòu)存在的缺點(diǎn)，從而產(chǎn)生了一種稱為泥土壓式盾構(gòu)。 ? 擴(kuò)大盾構(gòu)法是在先導(dǎo)盾構(gòu)隧道的外圍使用擴(kuò)大盾構(gòu)，沿隧道軸線進(jìn)行環(huán)狀開挖，擴(kuò)大斷面。有時也可在沖泥艙內(nèi)形成一定的氣壓，以支撐工作面。 ? 用地條件勘察是要了解：施工地區(qū)的情況；工作坑、倉庫、料場的占地可能性，道路條件和運(yùn)輸情況；水、電供應(yīng)條件等。 ? 盾構(gòu)施工的準(zhǔn)備工作包括：測量定線、工作坑開挖、襯砌塊準(zhǔn)備、盾構(gòu)機(jī)的組裝和試運(yùn)轉(zhuǎn)、降低地下水位和土層加固等。 ? 工作坑可用大開槽方法建成。襯砌塊環(huán)應(yīng)在坑上地面預(yù)裝配。 ? 五、盾構(gòu)的下放與始頂 ? 盾構(gòu)在工作坑內(nèi)開始頂進(jìn)，這種工作坑稱起點(diǎn)井。 ? 盾構(gòu)從起點(diǎn)井進(jìn)入土層時，起點(diǎn)井壁挖口土方很易坍塌，也可對土層局部加固，如圖 766所示。 ? 盾構(gòu)安放在導(dǎo)軌上頂進(jìn)。在此之前，應(yīng)設(shè)立臨時支承結(jié)構(gòu)。 ? 六、盾構(gòu)掘進(jìn)的挖土及頂進(jìn) ? 盾構(gòu)掘進(jìn)的挖土方法取