【正文】 ? 盾構(gòu)安放在導(dǎo)軌上頂進(jìn)。 ? 工作坑可用大開(kāi)槽方法建成。 ? 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(xiàn)進(jìn)行環(huán)狀開(kāi)挖，擴(kuò)大斷面。當(dāng)工人在切削環(huán)與支承環(huán)之間進(jìn)出時(shí)，經(jīng)過(guò)氣壓艙升壓和降壓。 ? 在液化土層內(nèi)采用開(kāi)放式盾構(gòu)掘進(jìn)，無(wú)法保持工作面穩(wěn)定，而且涌入盾構(gòu)的土方量會(huì)超過(guò)挖掘坑道的計(jì)算土方量，從而產(chǎn)生虛方量和地面沉陷，使盾構(gòu)無(wú)法進(jìn)行。工人在切削環(huán)內(nèi)開(kāi)挖土方，襯砌機(jī)用于對(duì)水平直徑以上部分進(jìn)行砌塊補(bǔ)砌。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巍? ? 開(kāi)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(jì)算： ? 開(kāi)挖支撐面上的主動(dòng)土壓力為： ? p5=Ea ? ? 實(shí)際制作時(shí)， x值常取 ~，盾構(gòu)外徑可為： ? D=(~)D0+2t (722) ? 盾構(gòu)全長(zhǎng) L(見(jiàn)圖 758)為 : ? L=L1+L2+L3 ? 式中 L1— 切削環(huán)長(zhǎng)度； ? L2— 支承環(huán)長(zhǎng)度； ? L3— 襯砌環(huán)長(zhǎng)度。切削環(huán)還可對(duì)工作面起支撐作用。 ? 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(duì)施工環(huán)境的影響。 ? 這種方法適用于直徑 100mm以下的管子，施工容易，機(jī)具簡(jiǎn)單。這種方法適用于鋼管和水煤氣管，也可用于鑄鐵管。這種內(nèi)接口防滲性較好。 ? 下陷的管段可用如圖 745所示方法校正。 ? 隨時(shí)注意使第一節(jié)管子位置正確，就可能保證全段位置正確。 ? 此外，為了減少工作坑數(shù)目，可同時(shí)采用對(duì)向頂和雙向頂。一般在離灌漿罐 15~20m處設(shè)第一個(gè)補(bǔ)漿孔，隨后補(bǔ)漿孔間距為30~6u0m。 ? 觸變泥漿的相對(duì)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(guò) 50mL/h，泥皮厚度為 2~5mm， pH值 ~。施工結(jié)束比拆除中繼間千斤頂和中繼間接力環(huán)。為了提高剛性，可用肋板加固。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。 ? 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。為了防止流砂或淤泥涌入管內(nèi)，沖泥艙是密封的。如松散砂土、砂粘土、淤泥土、軟粘土等土層內(nèi)掘進(jìn)。在弱土層中頂進(jìn)時(shí)，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。 ? 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。 ? 人工每次掘進(jìn)深度，一般等于千斤頂?shù)捻敵?。根?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。電能經(jīng)油泵轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，千斤項(xiàng)又把壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，對(duì)負(fù)載作功 — 頂入管子。因此，管子可能在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不受管上方土壓力的作用。 ? 作用于管子的土壓力有下列幾種情況： ? (1)土壓力按土柱作用于管子，單位面積的垂直土壓力值為； ? Pv=? ? 淺覆土項(xiàng)管一般采用支撐或板樁加固工作坑壁。 ? 作用于后背擋土墻的主動(dòng)土壓力，砂土為： ? (73) ? 式中 Ea— 主動(dòng)土壓力 (KN/m)； )/)(245(21 2 mKNtgBHE a ?? ????? ? ? ?— 土的重力密度 (kN/m3)： ? H— 土體高度 (m)； ? B— 后背寬度 (m)； ? ?— 土的自然摩擦角 (度 )。 ? 后背的作用是減少對(duì)后座墻的單位面積的壓力，圖 713所示為后背的構(gòu)造，其中鋼板樁后背適用于弱土層。根據(jù)管徑和管重選擇導(dǎo)軌，也可采用方木，還必需作抹角處理，因施工不便，目前現(xiàn)已很少使用。 ? 為了頂進(jìn)時(shí)校測(cè)管線(xiàn)位置，工作坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置中心樁和高程樁，都由地面樁引入。為了增加從一個(gè)工作坑頂進(jìn)的管道有效長(zhǎng)度，可以采用雙向坑。 ? 管道不開(kāi)槽施工方法很多，主要可分為以下幾類(lèi)。 ? (1)人工、機(jī)械或水力掘進(jìn)頂管； ? (2)不出土的擠壓土層頂管； ? (3)盾構(gòu)掘進(jìn)襯砌成型管道或管廓等。根據(jù)不同功能，其他工作坑還有：轉(zhuǎn)向坑、多向坑、交匯坑、接收坑 ? 等，如圖 72所示?？觾?nèi)中心樁引入方法如圖 76所示。 ? 兩導(dǎo)軌間凈距 A可由下式求得： ? (71) ? 導(dǎo)軌中距 A0(見(jiàn)圖 710)的計(jì)算公式如下： ? (72) ? 式中 D— 管子內(nèi)直徑 (m)； ? t— 管壁厚 (m)； ? h— 鋼導(dǎo)軌高度 (m)； ? C— 管外壁與基礎(chǔ)面的間隙約為 1~3cm。 ? 在工作坑雙向項(xiàng)進(jìn)時(shí)，已頂進(jìn)的管段作為未項(xiàng)進(jìn)管段的后背。 ? 粘土為： ? (74) ? 式中 c— 粘性土的粘聚力 (kN/m2)； ? 其他符號(hào)同式 (73)。這種情況下，顯著改善了后背的受力條件，從而可以采用較小的土抗力系數(shù)值。H (KN/m2) (79) ? 則單位管長(zhǎng)的垂直土壓力值為， ? P1=D這種情況，頂力僅需克服由管自重引起的管與土間的摩擦力。機(jī)械能輸出后，工作油以一個(gè)大氣壓狀態(tài)回到油箱。順鐵是千斤頂?shù)捻敵绦∮趩喂?jié)管子長(zhǎng)度時(shí)，在頂進(jìn)過(guò)程中陸續(xù)安放在千斤頂與管子之間傳遞頂力的。土質(zhì)較好，挖土技術(shù)水平較好，每次挖深在~ 1m左右；開(kāi)挖縱深過(guò)大，坑道開(kāi)挖形狀就不易控制，并易引起管子位置偏差。 ? 機(jī)械挖土一般分切削掘進(jìn)一輸送帶連續(xù)運(yùn)土或車(chē)輛往復(fù)循環(huán)運(yùn)運(yùn)土，切削掘進(jìn)一螺旋輸送器運(yùn)土；水力掘進(jìn)一泥漿輸送等。在含水土層內(nèi)，土方不易自刀齒架卸下，而且，工作條件惡化。 ? 這種方法項(xiàng)距一般為 20~30m。在刃腳處安裝網(wǎng)格，網(wǎng)孔的面積取決于土的性質(zhì)。鋼管應(yīng)作防腐層。還有采用條木封口 (圖 733)方法，在工作坑前方鉆孔的目的是提供條木頂散的條件。兩管間設(shè)置柔性材科 (油麻、油氈 )，以防止管端壓裂。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。觸變泥漿的配合比應(yīng)由試配確定，曾經(jīng)采用過(guò)的重量配合比為： ? 膨潤(rùn)土：水：堿＝ A： B： C＝ 23： 77： ? 膨潤(rùn)土內(nèi)摻入工業(yè)堿是為了提高泥漿的稠度。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)。對(duì)向頂是在相鄰的兩個(gè)工作坑內(nèi)對(duì)向頂進(jìn)，管子在坑道內(nèi)吻合。項(xiàng)管測(cè)量是在施工過(guò)程中對(duì)第一節(jié)管子進(jìn)行測(cè)量。 ? 管子發(fā)生錯(cuò)口時(shí)，可采用圖 746所示方法校正。 ? 企口管的接口如圖 749所示。在潮濕粘土、砂土土層中頂進(jìn)阻力較小，干 ? 砂阻力較大。但缺點(diǎn)是頂進(jìn)位置容易偏斜，遇有地下障礙物如石塊等，無(wú)法再行頂進(jìn)。工作坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置地面排水設(shè)備。切削環(huán)前沿為挖土工作面。 ? 切削環(huán)長(zhǎng)度，主要取決于工作面開(kāi)挖時(shí)，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(zhǎng)度，即： ? L1=DD2/4 (730) ? 式中 Ea— 主動(dòng)土壓力。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)。 ? 在松散土層內(nèi)掘進(jìn)時(shí)，可用正面支掉干斤頂襯工作面支撐。因此可采用密閉式盾構(gòu)。但是局部氣壓盾構(gòu)會(huì)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。 ? 在具有充足工作水源的地段，采用水力盾構(gòu)，如圖 765所示。根據(jù)情況，也可用沉井或連續(xù)壁修建。盾構(gòu)自起點(diǎn)井開(kāi)始至其完全沒(méi)人土中的這一段距離，借另外的千斤頂頂進(jìn)，如圖 767所示。如果難以將盾構(gòu)從地面運(yùn)入坑內(nèi)，則需要在工作坑內(nèi)裝配。工作坑下測(cè)量是從地面基點(diǎn)向坑內(nèi)引人中心線(xiàn)和水準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)量方法和頂管工作坑的測(cè)量方法相同。擴(kuò)大盾構(gòu)法就是其一。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(duì)施工人員的危害。前者可支撐開(kāi)挖面后者只宜在地質(zhì)條件較好情況下掘進(jìn)。 ? 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。根據(jù)切削環(huán)與工作面的關(guān)系，可分開(kāi)放式或密閉式。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(kāi)挖面支撐阻力或閉腔擠壓盾構(gòu)土層正面阻力。 ? 空隙星 x是在盾構(gòu)曲線(xiàn)頂進(jìn)時(shí)，或者是掘進(jìn)過(guò)程中校正盾構(gòu)位置所必需的。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。壓縮率 A一般取 50%，當(dāng)管徑較大時(shí)，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。 ? 頂進(jìn)過(guò)程中，兩節(jié)管用螺紋或焊接連接，或用麻 — 石棉水泥接口。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)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。見(jiàn)圖 744所示。因此，應(yīng)該在誤差很小時(shí)就進(jìn)行校正。頂管時(shí)，涂于管外壁表面。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)。曾經(jīng)用于頂管施工的兩種膨潤(rùn)土的物理指標(biāo)，如表 71所列。另一類(lèi)型中繼間如圖 736。這種內(nèi)套環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是重量輕，安裝方便但剛性較差。始頂時(shí)，將鋼板切割取出。 ? 當(dāng)工作坑附近沒(méi)有方便的工作水水源和泥漿排放稀釋水系時(shí)，應(yīng)對(duì)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。 ? 水力掘進(jìn)工具的前段為沖泥艙。這種方法適用于直徑為200~300mm管子在松散土層。 ? 偏心水平鉆機(jī)用于粘土、粉質(zhì)粘土和砂土中鉆進(jìn)。管端機(jī)械挖土可以避免上述缺點(diǎn)。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)。頂鐵由各種型鋼拼接制成。電動(dòng)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。當(dāng) α 為 90?時(shí)，側(cè)壓力也接近為 0。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。 ? 其他符號(hào)同式 (73)。 ? 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(shí)后背受后座墻土體的主動(dòng)土壓力，如圖 715(a)所示。人工后座堵的種類(lèi)很多，圖 712所示為其中的一種。 ? 導(dǎo)軌用輕軌 (圖 79)、重軌、型鋼或滾輪做成。這種工作坑平面一般為圓形和方形。一次項(xiàng)進(jìn)長(zhǎng)度因管材、項(xiàng)進(jìn)土質(zhì)、后背和后座墻種類(lèi)及其強(qiáng)度，頂進(jìn)技術(shù)、管子埋沒(méi)深度不同而異。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。 ? 采用何種方法，要根據(jù)管子的材料和各項(xiàng)尺寸、土層性質(zhì)、管線(xiàn)長(zhǎng)度及其其他因素，如穿越障礙物性質(zhì)及占地范圍等選擇。工作坑一般為單管項(xiàng)進(jìn)?？觾?nèi)高程樁引入方法如圖77所示。 ? 導(dǎo)軌高程按管線(xiàn)坡度鋪設(shè)。雙向項(xiàng)進(jìn)時(shí)，就不必設(shè)后背和后座墻。 ? 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(méi)受擋土墻土壓力。后背土抗力計(jì)算一般還處于實(shí)驗(yàn)與經(jīng)驗(yàn)階段，各國(guó)有不同的受力假定，使用不同的計(jì)算方法和算式。? ? 但是，由于重力和各種荷載的作用，管頂土經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后會(huì)坍塌，并堵塞孔隙。 ? 頂管的千斤頂一般可分：用于頂進(jìn)管子的頂進(jìn)千斤頂，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。當(dāng)千斤項(xiàng)的行程等于或大于一節(jié)管子長(zhǎng)度時(shí)，就可不用順鐵。因此 ? 長(zhǎng)頂程千斤頂用于管前方人工挖土情況下，全頂程可分若干次頂進(jìn)。 ? (一 )切削掘進(jìn) ? 切削掘進(jìn)有工作面呈平錐形的切削輪偏心徑向切削、工作面呈錐形的偏心縱鈾向切削。在這種情況，經(jīng)常采用工作面封閉的水力 ? 頂進(jìn)，見(jiàn)后敘述。 ? (三