【正文】 ，用于校正管子位置的校正千斤頂，用于中繼間頂管的中繼千斤頂。引起側(cè)向土壓力的有土的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。 ? 但是，由于重力和各種荷載的作用，管頂土經(jīng)過一定時間后會坍塌，并堵塞孔隙。 ? (2)當(dāng)土質(zhì)密實，土的堅實系數(shù) fKP＞ ，覆土深度 H＞ (圖 718)，管頂土壓力并不按土柱重量作用，而按土卸拱線下的土重近似地計算。? ? 工作坑布置時，還應(yīng)解決電源、坑內(nèi)排水、地面排水、防雨、地面運輸、堆料場、地面臨時工作場、照明、扶梯和工人工地生活設(shè)施等問題。后背土抗力計算一般還處于實驗與經(jīng)驗階段，各國有不同的受力假定，使用不同的計算方法和算式。圖 716所示為內(nèi)摩擦角 ?＝ 35?，密度為 ?＝數(shù)。 ? 如果后座土體的穩(wěn)定性并未導(dǎo)致土體的正位移，后背就沒受擋土墻土壓力。大位移量會使千斤頂?shù)挠行ы敵虦p少，而且后座墻的大量位移會導(dǎo)致被動土壓力出現(xiàn)。雙向項進(jìn)時，就不必設(shè)后背和后座墻。 ? ? (1)形式和構(gòu)造 ? 后座墻與后背是千斤項的支承結(jié)構(gòu)，經(jīng)常采用原土后座墻。 ? 導(dǎo)軌高程按管線坡度鋪設(shè)。 ? 密實地基土可采用木筏基礎(chǔ)，由方木鋪成，如圖 78所示。坑內(nèi)高程樁引入方法如圖77所示。由于操作需要，工作坑最下部的坑壁一般應(yīng)為直壁，其高度一放不少于 3m。工作坑一般為單管項進(jìn)。 ? 一、人工掘進(jìn)頂管 ? (一 )工作坑及其布置 ? 工作坑亦稱豎井，其位置根據(jù)地形、管線設(shè)計、地面障礙物情況等因素決定。 ? 采用何種方法，要根據(jù)管子的材料和各項尺寸、土層性質(zhì)、管線長度及其其他因素，如穿越障礙物性質(zhì)及占地范圍等選擇。不開槽敷設(shè)的室外地下管道的形狀和材料，采用最多的是各種圓形預(yù)制管道．如鋼管、普通鋼筋混凝土管、以及其他各種合金其他非圓形的預(yù)制或現(xiàn)澆的鋼筋混凝土管溝。因此，施工前應(yīng)詳細(xì)勘察施工地段的水文地質(zhì)和地下障礙物等情況。千斤頂支承于后背，后背支承于原土后座墻或人工后座墻上。一次項進(jìn)長度因管材、項進(jìn)土質(zhì)、后背和后座墻種類及其強(qiáng)度，頂進(jìn)技術(shù)、管子埋沒深度不同而異。工作坑深度見圖 73。這種工作坑平面一般為圓形和方形?；A(chǔ)一般厚度為 15~25cm， C10混凝土，卵石墊層厚約 10cm。 ? 導(dǎo)軌用輕軌 (圖 79)、重軌、型鋼或滾輪做成。 ? 施工時，導(dǎo)軌可能產(chǎn)生各種質(zhì)量事故。人工后座堵的種類很多，圖 712所示為其中的一種。這種彈性變形現(xiàn)象稱后座現(xiàn)象。 ? 淺覆土后背按擋土墻受力，有 3種狀態(tài)： ? 第一種狀態(tài)，是后背修建完畢尚未頂進(jìn)，此時后背受后座墻土體的主動土壓力，如圖 715(a)所示。 ? 作用于后背擋土墻的被動土壓力 Ep,砂土為； ? (75) )/)(245(21 2 mKNtgBHE P ?? ????? ? ? 式中各符號含義與式 (73)相同。 ? 其他符號同式 (73)。工作平臺的結(jié)構(gòu)與尺寸取決于管子情況若用槽鋼橫梁支承的工作平臺，其中平臺口尺寸應(yīng)保證管子的下放。管子所受的壓力如圖 717所示，其中 Pl為管頂?shù)拇怪蓖翂毫Γ?P2為地面荷載所產(chǎn)生的土壓力的壓力， P1’為 Pl的地基反力作用于管子， P2’為地面荷載的地基反力， P3為管重的地基反力， P4為側(cè)土壓力。； ? P3等于管子的重量，按每米管長計算。當(dāng) α 為 90?時，側(cè)壓力也接近為 0。例如穿越有車行的鐵軌，高填方、管子淺覆土?xí)r的地面建筑荷載等，都應(yīng)考慮土中附加壓力所引起的項進(jìn)摩擦阻力。電動機(jī)使油泵工作，把工作油加壓到工作壓力，由管路輸送，經(jīng)分配器、控制閥進(jìn)入千斤頂。 ? 頂進(jìn)千斤頂按其作用不同可分為單作用千斤頂和雙作用千斤頂，按其構(gòu)造又可分為活塞式和柱塞式。頂鐵由各種型鋼拼接制成。頂進(jìn)抗力即為土壁與管壁摩擦阻力和管前端的切土阻力。如果不允許構(gòu)筑物地基沉降，管壁與坑壁間就不應(yīng)留孔隙，而且最好是少許切土頂進(jìn)。 ? 除管檐外，還可采用工具管 (圖 726)裝在頂進(jìn)管段的最前端。管端機(jī)械挖土可以避免上述缺點。刀齒架做成任意錐角的錐形。 ? 偏心水平鉆機(jī)用于粘土、粉質(zhì)粘土和砂土中鉆進(jìn)。隨著掘進(jìn)距離的延長，可繼續(xù)接長螺旋輸送器。這種方法適用于直徑為200~300mm管子在松散土層。該設(shè)備構(gòu)造簡單易于制作，拆裝、維修方便，便于調(diào)向，挖掘效率高，適用于粉質(zhì)粘土和粘土。 ? 水力掘進(jìn)工具的前段為沖泥艙。 ? 工具管的后段是氣閘室。 ? 當(dāng)工作坑附近沒有方便的工作水水源和泥漿排放稀釋水系時，應(yīng)對泥漿進(jìn)行脫水處理，泥漿脫水處理可分一次分離和二次分離兩種。工作水經(jīng)泵房加壓由進(jìn)水管輸入，泥漿由出泥管經(jīng)水射器作用輸送到地面。始頂時，將鋼板切割取出。在管線的另一端，也應(yīng)開挖工作坑，用以取出工具管。這種內(nèi)套環(huán)的優(yōu)點是重量輕，安裝方便但剛性較差。中繼間為 — 種可前移的頂進(jìn)裝置。另一類型中繼間如圖 736。 ? 觸變泥漿的觸變性在于，泥漿在輸送和灌注過程中具有流動性、可泵性和承載力，經(jīng)過一定靜置時間，泥漿固結(jié)，產(chǎn)生強(qiáng)度。曾經(jīng)用于頂管施工的兩種膨潤土的物理指標(biāo)，如表 71所列。在自凝泥漿中，為了在頂進(jìn)完畢后使泥漿固結(jié)，摻入氫氧化鈣 (固化劑 )；并摻入松香酸鈉 (塑化劑 )以提高流動性，為了施工時保持流動性，可 ? 摻入工業(yè)萄糖 (緩凝劑 )。泥漿從補(bǔ)漿罐，經(jīng)泵加壓從留設(shè)在管壁的補(bǔ)漿孔壓入泥漿套 (圖 740)。因此，適當(dāng)增加泥漿套的厚度是必要的。頂管時，涂于管外壁表面。開挖時不注意、坑道形狀質(zhì)量、坑道一次挖進(jìn)深度較大、在砂礫石層開路都會導(dǎo)致開挖形狀不正確。因此，應(yīng)該在誤差很小時就進(jìn)行校正。 ? 高程誤差是用水準(zhǔn)儀在工作坑內(nèi)測量。見圖 744所示。 ? 除了人工校正以外，還可采用校正環(huán)全斷面千斤頂校正。頂進(jìn)完畢，拆除內(nèi)漲圈，在管口縫隙處填打石棉水泥或填塞膨脹水泥砂漿。這種接口具有抗?jié)B性。在一般土層中，采用這種方法的最大管徑和最小埋深如表 72所示。 ? 頂進(jìn)的工作坑平面布置如圖 751所示。 ? 頂進(jìn)過程中，兩節(jié)管用螺紋或焊接連接，或用麻 — 石棉水泥接口。 ? 工具管切口直徑大于割口直徑，二者呈偏心布置。壓縮率 A一般取 50%，當(dāng)管徑較大時，為了減少擠壓土柱的直徑，應(yīng)減少割口尺寸，壓縮率可取 50%以下。 ? 這些方法由于避免了挖土、裝土等工序，頂進(jìn)速度可較人工掘進(jìn)頂管速度提高 l~2倍。切削環(huán)作為保護(hù)罩，在環(huán)內(nèi)安裝挖土設(shè)備，或工人在切削環(huán)內(nèi)挖土和出土。盾構(gòu)施工不需要堅實的后背，長距離掘進(jìn)也不需要泥漿套、中繼間等附加設(shè)施。 ? 空隙星 x是在盾構(gòu)曲線頂進(jìn)時，或者是掘進(jìn)過程中校正盾構(gòu)位置所必需的。 ? 襯砌環(huán)長度應(yīng)保證在其內(nèi)組裝襯砌塊的需要，還要考慮到損壞砌塊的更換、修理千斤頂以及曲線頂進(jìn)時所需的長度： ? L3=KW+C2 (726) ? 式中 K— 系數(shù)，取 ， ? W— 砌塊的寬度； ? C2— 余量，取 100~200mm。頂進(jìn)阻力 p可由下式確定： ? p=p1+p2+p3+p4+p5 (729) ? 式中 p1— 盾構(gòu)外殼與土的摩擦力； ? p2— 盾構(gòu)內(nèi)壁與砌塊環(huán)的摩擦力； ? p3— 盾構(gòu)切削環(huán)切入土層的切土阻力； ? p4— 盾構(gòu)自重產(chǎn)生的摩擦力； ? p5— 開挖面支撐阻力或閉腔擠壓盾構(gòu)土層正面阻力。不考慮荷載情況，沿全四周等間距布置，稱不等分布置。根據(jù)切削環(huán)與工作面的關(guān)系，可分開放式或密閉式。弱土層開挖時，將導(dǎo)致切削環(huán)長度增加，在含水量大的土層開挖，流砂會進(jìn)入盾構(gòu)，為了穩(wěn)定工作面的土質(zhì)，可以采用氣壓、注漿等輔助人工開挖，但這些方法的工作條件差，隨后又發(fā)展了泥水加壓盾構(gòu)。 ? 圖 763為有襯砌機(jī)的手掘式盾構(gòu)，由外殼、作業(yè)部分、頂進(jìn)部分和襯砌機(jī)等組成。為了防止松散土層或含水土層對施工的影響，也可采用氣壓人工掘進(jìn)盾構(gòu)。前者可支撐開挖面后者只宜在地質(zhì)條件較好情況下掘進(jìn)。 ? 密閉式盾構(gòu)在飽和較弱土層內(nèi)掘進(jìn)時，在盾構(gòu)正面胸板上可開沒用于糾偏和減少項力的進(jìn)土孔，進(jìn)土孔大小可用閘門或閘門千斤頂調(diào)節(jié)。采用局部氣壓盾構(gòu)，施工人員可不在高壓空氣中操作，消除了壓縮空氣對施工人員的危害。但是，在高透水性的粗砂、砂礫層內(nèi)，也可能發(fā)生開挖面崩坍或泥水逸出等事故。擴(kuò)大盾構(gòu)法就是其一?？辈斓膬?nèi)容有：用地條件勘察、障礙物勘察、地形及地質(zhì)勘察。工作坑下測量是從地面基點向坑內(nèi)引人中心線和水準(zhǔn)點，測量方法和頂管工作坑的測量方法相同。盾構(gòu)在弱土層內(nèi)掘進(jìn)，如果不 ? 采用氣壓盾構(gòu)或泥水加壓盾構(gòu)，應(yīng)在施工前采用藥液或凍結(jié)加固方法加固土層。如果難以將盾構(gòu)從地面運入坑內(nèi)，則需要在工作坑內(nèi)裝配。隨著盾構(gòu)的推進(jìn)，第一圈永久性砌塊環(huán)用粘結(jié)料緊貼木材砌筑。盾構(gòu)自起點井開始至其完全沒人土中的這一段距離，借另外的千斤頂頂進(jìn)，如圖 767所示。施工完畢，盾構(gòu)從地下取出，也需開挖工作坑，稱終點并。根據(jù)情況，也可用沉井或連續(xù)壁修建。 ? 障礙物勘察包括：地上和地下障礙物的調(diào)查。 ? 在具有充足工作水源的地段，采用水力盾構(gòu)，如圖 765所示。 ? 土壓平衡式盾構(gòu)，又稱削土密閉盾構(gòu)或泥土加壓盾構(gòu)。但是局部氣壓盾構(gòu)會在松散地層、盾構(gòu)的非氣壓部分、盾殼與土層間隙、砌塊縫隙、以及密封艙的出土口等處漏氣，影響使用。 ? 在飽和較弱土層中掘進(jìn)，還可采用網(wǎng)格式盾構(gòu)。因此可采用密閉式盾構(gòu)。 ? 半機(jī)械盾構(gòu)是用反鏟挖土機(jī)或螺旋切削機(jī)代替人工掘進(jìn)。 ? 在松散土層內(nèi)掘進(jìn)時，可用正面支掉干斤頂襯工作面支撐。因此目前采用在水中滲入塑化劑和減水劑等外加劑，攪拌混合，防止開挖面崩塌。當(dāng)土質(zhì)為松散的粉砂、細(xì)砂，液化土常為了保持工作面穩(wěn)定，應(yīng)采用密閉式盾構(gòu)。同時，還將全部千斤頂分成若干組，按組進(jìn)行控制。D2/4 (730) ? 式中 Ea— 主動土壓力。 ? 盾構(gòu)的機(jī)動性以機(jī)動系數(shù) K表示： ? K=L/D (728) ? 式中 D— 盾構(gòu)外徑； ? L— 盾構(gòu)全長。 ? 切削環(huán)長度，主要取決于工作面開挖時，為了保證土方按其自然傾斜角坍塌而使操作安全所需的長度，即： ? L1=D采用最多酌為圓形斷面。切削環(huán)前沿為挖土工作面。施工時，先在欲鋪設(shè)管段兩端開挖工作坑，在兩個工作坑之間用水平鉆機(jī)鉆孔，在鉆孔內(nèi)安放鋼絲繩。工作坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置地面排水設(shè)備。偏心距增大，使被擠壓土柱與管底的間距增大，便于土柱裝載。但缺點是頂進(jìn)位置容易偏斜，遇有地下障礙物如石塊等，無法再行頂進(jìn)。液壓千斤頂安裝在機(jī)架上，由后背支承。在潮濕粘土、砂土土層中頂進(jìn)阻力較小，干 ? 砂阻力較大。 ? 管子頂進(jìn)完畢，工作坑內(nèi)各種機(jī)具拆除后，裝在小車上，用鋼絲繩借卷揚機(jī)拉到工作坑內(nèi)并運到地面。 ? 企口管的接口如圖 749所示。當(dāng)發(fā)現(xiàn)首節(jié)工具管位置誤差時，開動相應(yīng)的千斤頂即可按正。 ? 管子發(fā)生錯口時，可采用圖 746所示方法校正。 ? 上述方法測量并不準(zhǔn)確，由于觀察所需時間較長，影響工作進(jìn)度，測量是定時間隔進(jìn)行比容易造成誤差積累。項管測量是在施工過程中對第一節(jié)管子進(jìn)行測量。千斤頂安裝位置不 ? 正確導(dǎo)致管子受偏心頂力、并列的兩個千斤頂?shù)某龀趟俣炔灰恢?、管子兩?cè)順鐵長度不等、后背傾斜，均會導(dǎo)致水平誤差。對向頂是在相鄰的兩個工作坑內(nèi)對向頂進(jìn)，管子在坑道內(nèi)吻合。蠟覆是用噴燈在管表面熔蠟覆蓋。為了防止壓力泥漿破壞坑壁，應(yīng)在管子的泥漿流注孔外側(cè)設(shè)套環(huán)。 ? 觸變泥漿由泥漿攪拌機(jī)拌制，儲于泥漿槽內(nèi)；由泵加壓，經(jīng)輸泥管輸送到前工具管的泥漿封閉環(huán)，經(jīng)由封閉環(huán)上開設(shè)的注漿孔注入到坑壁與管壁間孔隙，形成泥漿套，如圖 737所示。觸變泥漿的配合比應(yīng)由試配確定，曾經(jīng)采用過的重量配合比為： ? 膨潤土：水：堿＝ A： B： C＝ 23： 77： ? 膨潤土內(nèi)摻入工業(yè)堿是為了提高泥漿的稠度。膨潤土是顆粒粒徑小于 2μ m．主要礦物成分是 Si— Al—Si(硅 — 鋁 — 硅 )的微晶高嶺土。后中繼間將前段管頂進(jìn)，彌補(bǔ)前中繼間千斤頂拆除后所留下的間隙。中繼間之前的