【文章內(nèi)容簡介】 處理 和運(yùn)輸比較方便，對周圍土體擾動小，地面沉降小，從以往的施工經(jīng)驗(yàn)看，該頂段的累計(jì)沉降量能控制 較好 。 頂管需計(jì)算頂進(jìn)時(shí)的控制 土壓 力?？刂?土壓 力除了計(jì)算以外還需在頂進(jìn)時(shí)實(shí)測，然后拿實(shí)測數(shù)據(jù)與計(jì)算的做比較，修正計(jì)算值實(shí)測的方法是在初始頂進(jìn)過程中，當(dāng)機(jī)頭已完全進(jìn)入土中以后，需停下來，待 4 小時(shí)以后，觀察機(jī)頭內(nèi) 土壓 力表的實(shí)際讀數(shù)，此讀數(shù)即可視為主動 土壓 力，每一頂頂進(jìn)之前的計(jì)算數(shù)據(jù)均需交監(jiān)理工程師備案。 17 頂管機(jī)在頂進(jìn)過程中，其土倉中始終有一個(gè)壓力，我們稱之謂控制 土壓力 為 P，當(dāng)控制 土壓 力 P 小于頂管 機(jī)所處土層的主動 土壓 力 PA時(shí)，土就涌向頂管機(jī)土倉，而這往往是由于螺旋輸送機(jī)排出土的體積大于頂管機(jī)推進(jìn)過程中理論排出土的體積所造成的，因此地面會產(chǎn)生沉降。 反之，如果當(dāng)控制 泥水 力 P 大于頂機(jī)所處土層的被動 土壓 力 PP時(shí)，這往往是由于排土過少而造成了土的過剩，因此地面就會產(chǎn)生隆起。所謂 泥水 平衡，即把土倉內(nèi)的 土壓力控制在頂管機(jī)所處土層的主動 土壓 力與被動 土壓 力之間，也即： PA＜ P＜ PP 式中： PA－主動 土壓力 （ KPa）； P－控制 土壓 力 (KPa)； Pp－被動 土壓 力 (KPa)。 這樣，在頂管施工過程中，土倉的壓力終是處于一種平衡的狀態(tài)，這就是 泥水 平衡頂管的基本原理。但是，實(shí)際施工過程中，由于主動 土壓 力和被 土壓 力之間的壓力值范圍較廣，又由于 土壓 力的變化是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，而且，在計(jì)算主動 土壓 力和被動土壓 力時(shí)容易造成誤差，所以必須在這個(gè)較大范圍中取處于中間的那一段，以減少 土壓力值的波動。因此，常用的控制 土壓 力的取值方法是在頂管機(jī)所處土層的靜止 土壓 力的基礎(chǔ)上，規(guī)定一個(gè)上限和下限，具體的計(jì)算公式為： P＝ k0?P0 式中： K0－靜 泥水 系數(shù)； P0－靜止 土壓 力（ KPa） 上述靜止 土壓 力系數(shù) K0取 ，而靜止 土壓 力則為： P0＝γ ?h γ－土的容量（ KN／ m3） h－覆土深度（ m）。 主動 土壓 力 PA為： PA＝γ? h ?tg2(45。 φ／ 2)(45。 φ /2) 式中：φ－土的摩擦角（度）； 18 C－土的內(nèi)聚力（ KPa）。 被動 土壓 力 PP為： Pp=γ ?h ?tg2(45。 ＋φ /2)＋ (45。 ＋φ /2) 在本段頂管中，可采用下式確定控制 土壓 ： P=K0 ?P0177。 20Kpa 式中， K0可取 ，而 P0則為： P0=γ ?h γ取 ,h 則以地面標(biāo)高為參數(shù)，計(jì)算到管中心為止。 頂管機(jī)前迎面阻力 F1的計(jì)算 p＝ k0 p0 p0=r?h 其中 k0取 ，γ取 ,h 取 p＝ k0γ h = =而 F1為 F1=S P =π /4D2外 =π /4 = 根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，在這種土中，管子周邊的摩阻力應(yīng)取 f=,故 每延米 推力 F2 F2＝ π? D 外 L＝ 本段頂管推力 F2＝ L＝ 110m= F=F1+F2=+=334t 后靠板 尺寸采用 寬高＝ ， 后背不允許出現(xiàn)上下或左右的 不均勻壓縮。否則，千斤頂在余面后背上，造成頂進(jìn)偏差。為了保證頂進(jìn)質(zhì)量和施工案例，施工時(shí)應(yīng)后背的強(qiáng)度和剛度計(jì)算 19 式中： R總推力之反力（一般大于推力的 － ） a－系數(shù)（取 － 之間） ，此處取 2 B－后座墻的寬度（ M） 此處取 3 米 γ－土的容重（ KN/M3) 此處取 H－后座墻的高度 (m) ，此處取 米 Kp被動 泥水 系數(shù) c土的內(nèi)聚力（ kPa) 一般情況下取 10 h地面到后座墻頂部土體的高度（ M），此處取 米 按上式計(jì)算，圓形工作井加護(hù)套后能承受 4558 T頂力＞實(shí)際頂力 334T， 完全能滿足要求 。 工作坑主頂油缸設(shè)計(jì)總推力為 600t（小于管子及井所能承受的最大推力），則一次推進(jìn)最大長度 L 為 一次極限推進(jìn)長度＝（主頂總推力 機(jī)頭迎面阻力）／每延米的推 力 L＝ (600tF1)/F2=205m 由上述計(jì)算可確定該段頂管不需要考慮設(shè)置中繼間。 基坑布置的重點(diǎn)是工作坑。最適用于 泥水 平衡頂管的工作坑是沉井工作坑，它整體 20 性好不易 產(chǎn)生滲漏、變形、位移等。當(dāng)沉井工作坑沉到位底板封好以后應(yīng)先把洞口止水圈安上。洞口止水圈工作狀態(tài)見下圖。 洞口止水圈工作狀態(tài)圖 后靠背導(dǎo)軌及后頂?shù)陌惭b 軸線確定后先安放后靠背，后靠背后部距離井壁 100~200mm，調(diào)整后靠背前后以及左右方向，應(yīng)盡量保證后靠背的中心于軸線相重合，調(diào)整方法見圖： 在軸線定好后既可安裝導(dǎo)軌以及后頂，先根據(jù)導(dǎo)軌本身的尺寸計(jì)算出導(dǎo)軌頂面至軸線的高差 h，至水平儀于井下，在井四周作出 4~6個(gè)臨水點(diǎn)，保證軸線標(biāo)高 臨水點(diǎn)高程 = 21 h，安放導(dǎo)軌時(shí)可用線繩在相對的兩個(gè)臨水點(diǎn)拉出一條直線，使導(dǎo)軌頂輕觸于線繩既可，然后根據(jù)軸線調(diào)整導(dǎo)軌軸線在豎直方向上于已知軸線的豎直投影線重合，導(dǎo)軌軸線方向調(diào)整好后再精調(diào)導(dǎo)軌的高程，最后支撐導(dǎo)軌至井壁上。 引軸線至井底前后兩側(cè) A、 B兩點(diǎn)，分中后靠背，在后靠背上作一分中點(diǎn) C，開始放置后靠背時(shí)盡量使 C點(diǎn) 在 AB 的延長線上，此值可肉眼鑒定，誤差不應(yīng)大于 10cm，在后靠背邊緣定出任意等高兩點(diǎn) D、 D，測量 AD 和 A D，的距離，只需保證 AD的距離約等于 A D，的距離既可，誤差不應(yīng)大于 3cm，導(dǎo)軌左右方向確定后既固定下面兩側(cè)各一點(diǎn)，后使用線墜調(diào)整前后方向既可，最后根據(jù)實(shí)際情況填塞 C15C30 的混凝土至井壁到后靠背的間隙，后方頂?shù)陌惭b在后靠背的安裝完畢后進(jìn)行，抄平后頂后只要保證所以千斤頂后平面貼實(shí)后靠背既可固定。 導(dǎo)軌安裝完畢后需在預(yù)留洞口內(nèi)安裝副導(dǎo)軌，副導(dǎo)軌的軸線以及高程均要與主導(dǎo)軌保持一至，此副導(dǎo)軌用于防止機(jī)頭 進(jìn)洞后低頭，見下圖： 增高裝置可根據(jù)機(jī)頭重量以及增高量選擇枕木，鋼支架或砼墊層。 洞口止水裝置的安裝，應(yīng)保證除止水圈外最小直徑大于進(jìn)洞物最大直徑的 8cm，防止受到進(jìn)洞物的剪切而失去止水效果，位置確定后可用水泥砂漿封堵與井壁形成的間隙，防止從間隙處漏水、漏漿。 接下來，在主頂油缸架的上方搭上一個(gè)平臺，它與基坑同寬，長度在后靠背與油缸架前端之間即可。此平臺上安裝主頂油泵、電源箱等。再接下來把油管及油泵電源接上試車。在此同時(shí)，應(yīng)把主頂油缸前的環(huán)形頂鐵與主頂油缸聯(lián)接好。 安裝頂管機(jī) 上述工作準(zhǔn)備好了以后應(yīng)把頂管機(jī)吊下基坑，讓其在盡量靠近主頂油缸處就位。這時(shí)一邊接電源，邊安裝激光經(jīng)緯儀。然后，讓頂管機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)，并且用主頂油缸把頂管機(jī)慢慢地往前推，當(dāng)?shù)侗P距洞口約 70~80cm時(shí)停下。此時(shí)，基坑內(nèi)的準(zhǔn)備工作就差不多了， 22 地面及基坑布置參見下圖。 頂管工作坑施工平面布置圖 a 初期方向校正 在初始頂進(jìn)的后期方可以進(jìn)行正常的方向校正工作，這是因?yàn)槿绻?dāng)?shù)谝还?jié)砼管尚未與頂管機(jī)后殼體聯(lián)接時(shí)進(jìn)行糾偏，這時(shí)頂管機(jī)的前殼體已在土中，后殼體沿在導(dǎo)軌上，糾偏時(shí)前殼體不動，后殼體則有可能偏離導(dǎo)軌，不僅起不到糾偏作用，反而會帶來更多的麻煩。在初始頂進(jìn)階段，糾偏 時(shí)盡量先用糾偏 油 缸推而少用或不用糾偏油缸。 b方向校正要領(lǐng) 在整個(gè)頂管過程中，方向校正必須遵循小幅度糾、勤糾；看趨勢糾的三糾原則。所謂小幅度糾，是指每次的糾偏量要小，不能過大，否則容易發(fā)生大起大落、起伏過大。 所謂勤糾，則是要經(jīng)常觀察它的趨勢而隨時(shí)糾偏，不要等他發(fā)展了一段以后再糾，要讓頂管在動態(tài)過程中保持方向的正確性。 所謂看趨勢糾則并非一朝一夕即能掌握的，他需要有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)積累的過程。如當(dāng)頂管機(jī)偏向左的趨勢在發(fā)展時(shí)，我們應(yīng)該把它向右邊動。但是，當(dāng)它向右慢慢地發(fā)展成一種趨勢時(shí)，我們又要及時(shí)地把這種趨勢減下來，不讓其發(fā)展下去。 所以，這只能在長期操作才能掌握的一種本領(lǐng)。 c糾偏順序 23 在糾偏過程中，一般來講，高低偏差要比左右偏差難糾。這是因?yàn)樽笥覂蛇叺?泥水力呈對稱形態(tài)，而上下的 泥水 力不僅不等，還會受到頂管機(jī)自重等因素影響，因此它遠(yuǎn)較左右的復(fù)雜。當(dāng)高低和左右都出現(xiàn)偏差時(shí)，一般應(yīng)以高低偏差的糾正為重點(diǎn)，或者先糾高低偏差，后糾左右偏差。 d影響方向的因素 盡管影響頂管機(jī)方向的因素有許多，但從施工實(shí)踐來看土質(zhì)的影響是為主要因素。如頂管機(jī)在兩層不同的土質(zhì)中推進(jìn)時(shí)，機(jī)頭會向軟的一層土中偏去，這是毫無疑問的。但是，如果頂管機(jī)在左右遇到有不同土質(zhì)時(shí) ，如左邊遇到一個(gè)老的河道或水塘，盡管已埋了多年，它還會向左偏的。 e傾斜儀 我們在頂管機(jī)的前殼體中，安裝有一傾斜儀，用它可判斷頂管機(jī)的 水平狀態(tài)：如果傾斜儀上顯示的數(shù)值為正，前機(jī)殼則處于上仰狀態(tài)；反之，傾斜儀顯示的數(shù)值為負(fù)，前機(jī)殼則處于俯沖狀態(tài)。這就為我們判斷機(jī)頭的發(fā)展趨勢提供了又一可靠的參考。傾斜儀小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)值為度，小數(shù)點(diǎn)以后三位分別為十分之一，百分之一和千分之一度。 初始頂進(jìn) a初始頂進(jìn)開始 我們把從破洞一直到第三節(jié) 混凝土 管全部推進(jìn)土中的全過程稱之為初始頂進(jìn)。在頂管施工中，初始頂進(jìn)是一個(gè)至 關(guān)重要的階段，它的成敗將決定于整個(gè)頂管過程的成敗，務(wù)必要引起重視。 首先，它是頂管的協(xié)調(diào)初始階段，不僅要讓每一個(gè)作業(yè)人員熟悉自已的作業(yè)過程，而且要讓每一個(gè)作業(yè)人員學(xué)會與他人的配合過程。因此，在此階段的作業(yè)指導(dǎo)思想不是求進(jìn)度，而是求協(xié)調(diào)好、控制好。 其次，它是頂管機(jī)及其附屬設(shè)備調(diào)試、走合的過程，也是設(shè)備帶負(fù)載調(diào)試的過程。 最后，它也是確定本段頂管一些數(shù)據(jù)的計(jì)算與實(shí)際有無誤差，進(jìn)而調(diào)整的過程初始頂進(jìn)的做法可分為以下幾步：第一步是破洞。在破洞之前，必須將設(shè)備安裝到位并調(diào)試完成，拆除磚封門時(shí)要迅速，將拆除下的磚墻和 其他雜物清理干凈后迅速將頂管掘進(jìn)機(jī)徐徐推進(jìn)洞內(nèi)，直至切入土體。 b頂管機(jī)入土 第二步是讓頂管機(jī)入土。機(jī)頭刀盤切入土體后開動刀盤，用主頂油缸徐徐把頂管機(jī) 24 推入土中。這一過程中應(yīng)注意兩個(gè)問題，第一個(gè)問題是要防止刀盤嵌入土中不轉(zhuǎn)而頂管機(jī)殼體旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，操作人員應(yīng)集中注意力，一旦發(fā)現(xiàn)有異常應(yīng)迅速關(guān)機(jī)。第二個(gè)問題是要防止主頂油缸一松，頂管機(jī)會后退。后一種情況大多出現(xiàn)在覆土比較深的條件下，頂管機(jī)在入土過程中，當(dāng) 泥水 力超過上限時(shí)應(yīng)立即讓其排土。在一般情況下，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)的土倉部分全部入土以后應(yīng)停下來，做其他準(zhǔn)備工作。隔四小時(shí)以 后再觀察 泥水 力表的數(shù)值與計(jì)算的主動 泥水 力值之間有無誤差，若無誤差則說明計(jì)算數(shù)據(jù)可靠，如果誤差較大，則應(yīng)對數(shù)據(jù)作必要的修正，使之符合實(shí)際情況。 c推進(jìn)并連接 第三步是頂管機(jī)推進(jìn)到可以下第一節(jié)砼管的最小距離時(shí)，就應(yīng)把第一節(jié)砼管下到基坑中，并且把第一節(jié)砼管與頂管機(jī)后殼體聯(lián)接成一體。在此之前，糾偏油缸應(yīng)全部收回，方向即使出現(xiàn)偏差也不要急于糾正，因?yàn)榧m正時(shí)起不到應(yīng)有效果。當(dāng)?shù)谝还?jié)砼管聯(lián)接上以后，也只有等它進(jìn)入土中才可進(jìn)行小范圍的糾偏，而且這時(shí)糾偏只能讓糾偏油缸伸出油缸只能推而不要拉。一般來講，前三節(jié)砼管都應(yīng)設(shè)有注漿孔 ，可以進(jìn)行注漿。這樣漿套容易形成。 壓密注漿減阻 為了減小頂壓進(jìn)阻力，增大頂進(jìn)力，并且為了防止出現(xiàn)塌方，頂管過程中，應(yīng)采用在管壁與土壁的縫隙間注入觸變泥漿，形成泥漿護(hù)套，減少管壁與土壁之間的摩擦力。必須保證泥漿在輸送和灌注過程中具有流動性、可泵性。 a、觸變泥漿的材料 觸變泥漿的主要成份是膨潤土、摻入堿和水配制而成。 為了在頂進(jìn)完畢后使觸變泥漿固結(jié)增強(qiáng)，可摻入石灰膏。但為了施工使用時(shí)保持流動性，還必須摻入緩凝劑和塑化劑。 b、觸變泥漿的拌合程序 將定量的水放入攪拌罐內(nèi)，并取其中的一部分水來溶化堿 ； 在攪拌過程中，將定量膨潤土徐徐加入攪拌灌內(nèi)，攪拌均勻； 將溶化后的堿水倒入攪拌灌內(nèi)，再攪拌均勻，放置 12h 后即可使用。 c、觸變泥漿應(yīng)注意的事項(xiàng) 注漿孔的布置宜按管道直徑大小確定，一般每個(gè)斷面可設(shè)置 3～ 4 個(gè)，并具備排氣功能。 攪拌均勻的泥漿應(yīng)放置一定時(shí)間方可灌注。 25 灌漿前，應(yīng)通過注水檢查灌漿設(shè)備，確認(rèn)設(shè)備正常后方可灌注。 灌漿壓力可按不 小于 開始加壓，在灌漿過程中再按實(shí)際情況調(diào)整。 灌漿時(shí)，按灌漿孔斷面位置的前后順序依次進(jìn)行并應(yīng)與管道和中繼間的頂進(jìn)同步。 灌漿遇有機(jī)械故障、管路堵塞、接頭滲漏等 情況時(shí)，經(jīng)處理后方可繼續(xù)頂進(jìn) 。 地面沉降及其他建（構(gòu)）筑物沉降監(jiān)測 a、 在沉降影響范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物，必須進(jìn)行沉降和裂縫監(jiān)測。 b、 建（構(gòu)）筑物沉降觀測點(diǎn)選擇能反映不均勻沉降的特征位置處。公用管線測點(diǎn)直接布置在管頂。 c、 建（構(gòu)