【正文】 )縱向切削挖掘 ? 圖 728所示的縱向切削挖掘設(shè)備。在吸泥口處再安裝格柵，防止粗顆粒進(jìn)入泥漿輸送管道。 ? 水力掘進(jìn)工作坑布置如圖 731所示。當(dāng)工具管向前頂進(jìn)，數(shù)塊條木落入鉆孔內(nèi)時(shí)，整個(gè)封口就瓦解散卸。由于臨時(shí)連接口的非密封性，因而不能用于未降水的高地下水水頭的含水層內(nèi)頂進(jìn)，頂進(jìn)工作全部完成后，拆除內(nèi)套環(huán)，再進(jìn)行永久性內(nèi)接口。采用中繼間的主要缺點(diǎn)是頂進(jìn)速度降低。泥漿稠度應(yīng)根據(jù)土的滲透系數(shù)和孔隙率確定，還應(yīng)具有良好的可泵性。 ? 管子在泥漿套內(nèi)處于懸浮頂進(jìn)，一般情況下，混凝土管所受浮力為管自重的 ，鋼管所受浮力為管自重的 。雙向頂是在一個(gè)工作坑內(nèi)同時(shí)或先后向相對(duì)兩個(gè)方向頂進(jìn)。 ? 頂管測(cè)量分中心水平測(cè)量和高程測(cè)量?jī)煞N。 ? 如果需要消除永久性高程誤差，可采用如圖747所示方法，先在管道的彎折段和正常段之間用千斤頂頂離 20~30cm距離，并用硬木撐住。圖 749(a)為油麻石棉水泥或膨脹水泥接口，管壁外側(cè)油氈為緩壓層。 ? 頂進(jìn)時(shí)，管子最前端安裝管尖如圖 750(a)所示。由于管徑較小，管段剛性較差，有時(shí)管子可能貼障礙物邊滑過(guò)，產(chǎn)生較大的頂進(jìn)誤差，甚至無(wú)法在 ? 穿過(guò)地面障礙物后的預(yù)定地點(diǎn)范圍內(nèi)找到。 ? 為了校正頂進(jìn)位置，可在工具管內(nèi)設(shè)置校正千斤頂。在支承環(huán)內(nèi)安裝液壓千斤頂?shù)韧七M(jìn)機(jī)構(gòu)。tgθ =D ? 閉腔擠壓盾構(gòu)的地層正面阻力為： ? p5=E平 ?當(dāng)需要對(duì)工作面進(jìn)行支撐時(shí)，可采用如氣壓盾構(gòu)或泥水壓力盾構(gòu)?？煞秩珨嗝嬷魏筒糠?jǐn)嗝嬷蝺煞N。 ? 密閉式盾構(gòu)又稱擠壓式盾構(gòu)，如圖 764所示，是在盾構(gòu)的開(kāi)挖面上用鋼制胸板密閉。 ? 泥水加壓盾構(gòu)是在盾構(gòu)切削壞的密封艙內(nèi)通入泥水 (泥漿 )，用泥水壓力支撐工作面，進(jìn)行全斷面機(jī)械化切削。水力盾構(gòu)是由高壓水槍沖挖工作面的土層，水和泥混合成泥漿，由泥漿管輸出坑道。如果需要在工作坑內(nèi)拼裝盾構(gòu)，工作坑面積應(yīng)保證拼裝的要求。 ? 盾構(gòu)千斤頂以已砌好的砌塊環(huán)作為支承結(jié)構(gòu)而推進(jìn)盾構(gòu)。 ? 大直徑盾構(gòu)難以進(jìn)行整體搬運(yùn)時(shí)，可在現(xiàn)場(chǎng)組裝。工作坑上側(cè)量包括：導(dǎo)線測(cè)量和水準(zhǔn)測(cè)量、確定工作坑的中心線和地面高程，設(shè)置中心線樁和水準(zhǔn)點(diǎn)。 ? 由于盾構(gòu)施工的日趨廣泛，因此出現(xiàn)很多派生的盾構(gòu)施工法。氣壓盾構(gòu)是惜壓縮空氣對(duì)飽和軟弱土層的工作面加以支撐，全部氣壓盾構(gòu)施工是在整個(gè)溝渠施工段內(nèi) ? 增加氣壓，局部氣壓盾構(gòu)是在開(kāi)放式盾構(gòu)的切削環(huán)與支承環(huán)之間設(shè)置氣壓艙，把切削環(huán)與支撐環(huán)隔絕，使開(kāi)挖面與切削環(huán)形成一個(gè)密封艙，在切削環(huán)內(nèi)形成一定壓力，支撐工作面。大刀盤(pán)可分為刀架間有封板和無(wú)封板兩種。這種盾構(gòu)沒(méi)有導(dǎo)向板，但當(dāng)誤差已經(jīng)產(chǎn)生后，導(dǎo)向板會(huì)妨礙誤差的糾正。 ? 根據(jù)挖掘形式可分為手工挖掘盾構(gòu)、半機(jī)械化盾構(gòu)和機(jī)械化盾構(gòu)。 ? 盾構(gòu)在頂進(jìn)時(shí)的阻力可根據(jù)盾構(gòu)的形式和構(gòu)造確定。 ? 襯砌塊與盾殼間的空隙量 x(見(jiàn)圖 757)為： ? x=Ml/D0 (721) ? 式中 l— 砌塊環(huán)上頂點(diǎn)能轉(zhuǎn)動(dòng)的最大水平距離； ? M— 襯砌環(huán)遮蓋部分的襯砌長(zhǎng)度； ? D0— 砌塊環(huán)外徑。 ? 盾構(gòu)為一鋼制殼體，稱盾構(gòu)殼體，主要由 3部分組成，按掘進(jìn)方向：前部為切削環(huán)、中部為支承環(huán)，尾部為襯砌環(huán)，如圖 755所示。 ? 應(yīng)該根據(jù)土的孔隙率確定其切口和割口的直徑比。瓦楞筒和瓦楞鐵的錐度一般為 7?~10?。在低壓縮性土層中，如管道埋沒(méi)較淺，地面可能隆起。施工時(shí)，在內(nèi)漲圈連接前把麻辮填入 ? 兩管之間。為了強(qiáng)制管子向正確方向偏移，有時(shí)還可支設(shè)斜撐。隨后頂進(jìn)的管子都經(jīng)越這一彎折區(qū)時(shí)，導(dǎo)致對(duì)所有經(jīng)越的管口連接產(chǎn)生誤差應(yīng)力。配制時(shí)，先把瀝青加熱至熔化，加入汽油稀，然后加入石墨攪拌成稠糊狀。 ? 項(xiàng)進(jìn)距離過(guò)長(zhǎng)，泥漿壓力下降，則應(yīng)在適當(dāng)部位補(bǔ)漿。還應(yīng)具有穩(wěn)定的膠質(zhì)價(jià)，不致因重力作用而顆粒沉淀，保證泥漿的稠度。在含水土層內(nèi)，中繼間與前后管之間的連接應(yīng)有良好的密封。 ? 鋼筋混凝土管通常采用鋼板卷圓的整體型內(nèi)套環(huán)臨時(shí)連接，在水平直徑以上的套環(huán)與管壁間楔人木楔如圖 734所示。用鋼板將預(yù)留洞口臨時(shí)封閉，以便工作坑內(nèi)安裝、調(diào)試工作進(jìn)行。通常采用橡膠止水帶密封，橡膠圓條填塞于密封槽內(nèi)，如圖 730所示。 ? 在高地下水頭的弱土層、流砂層或穿越水下(河底、海底 )飽和土層，可采用水力掘進(jìn)頂管，見(jiàn)圖 729所示。如真空振動(dòng)法頂進(jìn)。 ? 圖 727為直徑 1050mm的整體刀架掘進(jìn)式偏心水平鉆機(jī)。 ? 二、機(jī)械掘進(jìn) ? 管端人工挖土勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，勞動(dòng)環(huán)境惡；較小直徑管子工人無(wú)法進(jìn)入挖土?？紫斗秶?，即管壁與坑道壁接觸所形成的管中心包角愈小，頂進(jìn)阻力愈小，但管子偏移隨意性增大。 ? 采用頂鐵 (圖 723)傳遞頂力。 ? ? 頂進(jìn)設(shè)備種類很多，目前大多采用液壓千斤頂頂管，如圖 721所示為包括千斤頂在內(nèi)的油壓回路。管側(cè)土壓力根據(jù)坑道與管子接觸的中心包角 (圖 719)大小確定。 ? Wl取決于對(duì)管子的土壓力大小和摩擦系數(shù) f值。因比，后背所受的土壓力值，砂土為： )/)(245(2)245(21 2 mKNc H t gtgBHE P ??? ??????? ?? ? (77) ? 式中 Kr— 土抗力系數(shù)。 ? 計(jì)算分 3類情況：第一類是淺覆土后背，后座土質(zhì)的穩(wěn)定性較好，可利用后座墻土體的抗變強(qiáng)度，則采用簡(jiǎn)單的后背構(gòu)造，第二類是深覆土 ? 后背，可利用后座墻土體的抗變強(qiáng)度，但應(yīng)采用板樁后背承受后座土壓力；第三類是借土與基礎(chǔ)間的摩擦力，支承千斤頂?shù)捻斄θ鐖D 715所示。 ? 無(wú)法建立原土后座墻時(shí)，可修建人工后座堵。 ? ? 導(dǎo)軌的作用是引導(dǎo)管子按設(shè)計(jì)的中心線和坡度頂入土中，保證管子在將要項(xiàng)入土中前的位置正確。 ? 在松散土層或飽和土層內(nèi)，經(jīng)常采用沉井或連續(xù)壁方法修建工作坑。單向坑最大頂進(jìn)距離為一次項(xiàng)進(jìn)長(zhǎng)度。在巖石層、含水層施工、或遇地下障礙物，都需要有相應(yīng)的附加措施。 第二節(jié) 掘進(jìn)頂管法 ? 掘進(jìn)項(xiàng)管的工作過(guò)程如圖 71所示。有時(shí)，兩條或三條管道在同一工作坑內(nèi)同時(shí)或先后頂進(jìn)。 ? ? 為了防止工作坑地基沉降，導(dǎo)致管子項(xiàng)進(jìn)位置誤差過(guò)大，應(yīng)在坑底修筑基礎(chǔ)或加固地基。導(dǎo)軌用道釘固定于木筏基礎(chǔ)的軌枕上，或固定于混凝土基礎(chǔ) )()())(2(222 222 mchchtDOKOBBKA ????????)()())(2( 20 mchchtDaAaA ???????? ? 內(nèi)預(yù)埋的軌枕上。 ? 轉(zhuǎn)向頂進(jìn)比工作坑后背布置如圖 714所示。 )/)(245(2)245(21 2 mKNc H t gtgBHE a ??? ??????? ?? ? 第二種狀態(tài)，是后座墻土體產(chǎn)生主動(dòng)土壓力滑移，如圖 715(b)所示，并導(dǎo)致坑底 ef段負(fù) (壓縮 )位移，發(fā)生對(duì)后背的被動(dòng)土壓力 Ep。 ? 由于影響因素很多，以及這些因素對(duì)土壓力值的定量影響不易確定，后背強(qiáng)度和剛度計(jì)算的精確結(jié)果難于取得，目前施工所采用的大多為經(jīng)驗(yàn)估算的方法。H (KN/m) (710) ? 式中 D— 管外徑 (m)； ? ?— 土的重度 (kN/m3)， ? H— 管項(xiàng)覆土深度 (m)。如果管頂土的密實(shí)度和管道的埋置深度符合卸荷拱的形成條件，卸荷拱線下的土方就會(huì)坍落。頂進(jìn)千斤頂一般采用的頂力為 200~400t?；¤F和圓鐵是寬度為管壁厚的全圓形項(xiàng)鐵，包括半圓形的各種弧度的弧形頂鐵以及全 ? 圓形頂鐵。地面有震動(dòng)荷載時(shí)，要嚴(yán)格限制每次開(kāi)挖縱深。 ? 偏心徑向切削 ? 主要由切削輪，刀齒組成。 ? (二 )水平鉆進(jìn)法 ? 螺旋掘進(jìn)機(jī)一般用于小直徑鋼管頂進(jìn)。掘進(jìn)機(jī)構(gòu)為球形框架或刀架，刀架上安裝刀臂，切齒裝于刀臂上。水沖射方向可由人工控制，泥漿由于水射器的作用，進(jìn)入吸口并壓至泥漿輸送管道，在有充足工作水水源和泄泥場(chǎng)條件下，這種掘進(jìn)方法使飽和弱土層內(nèi)頂管過(guò)程大為簡(jiǎn)化。 ? 工作坑地面布置如圖 732所示。落人鉆孔內(nèi)的條木由泥漿吊桶取出，而大部分條木由沖泥艙取出。 ? 四、中繼間頂進(jìn)、泥漿套頂進(jìn)和蠟覆頂進(jìn) ? 頂端施工的一次頂進(jìn)長(zhǎng)度取決于頂力大小，管材強(qiáng)度，后座墻強(qiáng)度，頂進(jìn)操作技術(shù)水平等。通常情況下，每安裝一個(gè)中繼間，實(shí)際延長(zhǎng) ? 米頂進(jìn)速度降慢一倍。此外，為了提高粘土顆粒的分散性，防止顆粒相互吸附凝聚，可摻入經(jīng)甲基纖維素。由于懸浮頂進(jìn)，不但減少了頂進(jìn)的摩擦阻力，而且改善了管道在頂進(jìn)時(shí)的約束條件，使管道的施工應(yīng)力減小。 ? 五、管道測(cè)量和誤差校正 ? 掘進(jìn)頂管敷設(shè)的管道，通常情況下，重力流管道的中心水平允許娛差為 177。 ? 中心水平誤差用經(jīng)緯儀測(cè)量或垂線檢查。前段用一般方法把首節(jié)管校正到正確位置，后段管子經(jīng)越前段彎新處時(shí)，采用多挖土或卵石填高的方法把管節(jié)調(diào)整到正確位置后再頂進(jìn)。圖 749(b)內(nèi)接口的外半圈采用聚氯乙烯膠泥接口。管尖的長(zhǎng)細(xì)比一船為 1： 。當(dāng)管于偏移位置過(guò)大肘，可將管子拉出，另?yè)Q地點(diǎn)頂進(jìn)。因此，工具管由 3部分組成：切土漸縮部分ll、卸土部分 l校正千斤頂部分 l3。在襯砌環(huán)內(nèi)襯砌砌塊， ? 沒(méi)有襯砌機(jī)構(gòu)。tg45?=D (723) ? 式中 θ — 土坡與地面所成的夾角。D2/4 (731) ? 式中 Ep— 被動(dòng)土壓力。 ? 盾構(gòu)工作類型按其發(fā)展順序可分為開(kāi)口人工挖掘式、封閉式、半機(jī)械式、機(jī)械式、多種類機(jī)械式、泥水加壓式、土壓式、泥土加壓式等。 ? 手掘盾構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：盾構(gòu)結(jié)構(gòu)和設(shè)備位置簡(jiǎn)單，較大直徑盾構(gòu)的平臺(tái)隔板可提高盾構(gòu)的剛性，由于開(kāi)挖面是開(kāi)放的，操作人員可直接觀察 ? 掘進(jìn)過(guò)程中土質(zhì)的情況，地下障礙物容易處理。工作面分全斷面密閉和非全斷面密閉，全斷面密閉 ? 盾構(gòu)又稱閉腔擠壓盾構(gòu)。 ? 泥水加壓盾構(gòu)的泥漿自進(jìn)泥管壓入，掘下的土方經(jīng)刀盤(pán)和旋轉(zhuǎn)攪拌器與工作泥水混合，由輸泥管輸出，并由泥漿泵提升到地面。切削環(huán)部分為沖泥艙，與支承環(huán)之間用隔板隔開(kāi)。 ? 砌塊在混凝土預(yù)制構(gòu)件廠或施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備。在一般情況下，砌塊環(huán)長(zhǎng)度約需30~50m，才足以支承盾構(gòu)千斤頂。 ? 整體盾構(gòu)可用起重設(shè)備下放到起點(diǎn)井，類似頂管施工時(shí)下管。 ? 測(cè)量定線有工作坑上測(cè)量和工作坑下測(cè)量。 ? 泥土壓式盾構(gòu)是在土渣間內(nèi)，把挖出的土渣與塑化劑和防水劑拌合均勻，以抵抗開(kāi)挖面的土壓和水壓，進(jìn)行掘進(jìn)。 ? 閉腔機(jī)械化盾構(gòu)有全部氣壓盾構(gòu)、局部氣壓盾構(gòu)，泥水加壓盾構(gòu)和土壓平衡盾構(gòu)等。 ? 機(jī)械化盾構(gòu)的種類很多，旋轉(zhuǎn)切削刀盤(pán)由液壓或電力機(jī)械帶動(dòng)，可作正、反雙向轉(zhuǎn)動(dòng)切削。切削環(huán)與支承環(huán)之間和支承環(huán)與襯砌環(huán)之間均有環(huán)狀隔板，以固定千斤項(xiàng)。 ? 三、盾構(gòu)的分類和構(gòu)造 ? 確定盾構(gòu)形式時(shí)，要考慮到掘進(jìn)地段的土質(zhì)、施工段長(zhǎng)度、地面情況、隧道形狀、隧道用途、工期等因素。千斤項(xiàng)的頂程率略大于砌塊的寬度。 ? 盾構(gòu)外徑 D可由下式確定： ? D=d+2(h+x+t) (720) ? 式中 d— 管端竣工內(nèi)徑； ? h— 一次襯砌和二次襯砌的總厚度； ? x— 襯砌塊與盾完間的空隙量； ? t— 盾構(gòu)的外殼厚度。 第五節(jié) 盾構(gòu)法施工 ? 盾構(gòu)是地下掘進(jìn)和襯砌的施工設(shè)備，廣泛應(yīng)用于鐵路隧道、地下鐵道、地下隧道、水下隧道、水工隧洞、城市地下綜合管廓、地下給排水管溝的修建工程。工具管切口斷面積與割