【文章內(nèi)容簡介】 ——沉井下沉系數(shù)；K2——沉井穩(wěn)定系數(shù)；G——沉井自重（KN）；R——刃腳反力（KN）；Tf——沉井外壁摩阻力（KN）；B——被井壁排出的水重（KN）；由于采用排水下沉，故B取0；經(jīng)計算后可知沉井的下沉系數(shù)及穩(wěn)定系數(shù)均滿足施工要求。（6）沉井封底沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高后進(jìn)行封底。①基底處理a、基底面應(yīng)盡量整平。b、清除浮泥，防止封底砼和基底間滲入有害雜質(zhì)。c、刃腳與封底砼接觸面處的泥污應(yīng)予清除。d、用塊石回填鍋底超挖部分。e、用碎石、粗砂找平。②砼澆筑采用現(xiàn)場拌制。坍落度控制在9cm，由汽車吊吊至井內(nèi)，人工澆筑，并及時振搗；（7）底板砼澆筑封底砼達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，方可抽排沉井內(nèi)積水，以防封底砼承受水壓而遭受破壞。井內(nèi)水抽干后即可進(jìn)行底板砼澆筑。鋼筋綁扎按設(shè)計圖紙進(jìn)行，與井壁預(yù)插鋼筋配合布置。砼澆入后，用插入式振搗器振搗密實，再用平板振搗器提漿初平，最后人工找平，收面。沉井測量、質(zhì)量控制及注意事項(1)在鑿除磚砌斜面和砼墊層前，必須在井頂及井壁上畫出沉井的縱橫中線，中線用于沉井垂直度與位移的監(jiān)測。(20鑿除斜面底模和砼墊層時，要加強(qiáng)垂直度，下沉量測量，發(fā)現(xiàn)傾斜立即糾正。(3)沉井初沉?xí)r，每班至少作兩次監(jiān)測，（中線位移、垂直度、下沉量），每開挖一層土均應(yīng)作一次下沉量、垂直度測量。(4)挖土下沉?xí)r，視下沉速度，每兩班測l2次，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象及時采取相應(yīng)技術(shù)措施。(5)在糾偏過程中要增加監(jiān)測次數(shù)。(6)沉井接近設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)放慢下沉速度，沉井沉至距設(shè)計標(biāo)高100mm時停止挖土下沉，并加強(qiáng)監(jiān)測直至穩(wěn)定。(10沉井下沉?xí)r，井內(nèi)除土應(yīng)先從中間開始，均勻、對稱地逐步向刃腳處分層取土，使沉井均勻下沉，防止偏斜，特別是下沉初期，沉井入土較淺，土層對沉井的平衡穩(wěn)定作用差，容易產(chǎn)生偏斜，尤應(yīng)注意。在挖土下沉過程中，不應(yīng)偏除土，避免沉井發(fā)生偏斜。(2)下沉中隨時掌握土層變化情況，分析和檢驗土壤阻力與沉井重量的關(guān)系，控制其除土部位及除土量，使沉井平衡地下沉。(3)下沉過程中，應(yīng)做好標(biāo)高、下沉量、傾斜和位移的測量工作、隨時注意糾正沉井的偏斜。(4)當(dāng)?shù)谝淮纬辆咏A(yù)定標(biāo)高時，應(yīng)調(diào)平沉井，準(zhǔn)備接高。此時應(yīng)特別注意除土部位及深度，防止沉井下沉量過大或產(chǎn)生較大偏斜，增加接高工作的困難。(5)沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高以上2m前，控制井內(nèi)除土量，注意調(diào)平沉井，防止因除土量過大及除土不均，而使沉井突然大量下沉并產(chǎn)生較大的偏斜，增加準(zhǔn)確下沉至設(shè)計標(biāo)高的困難。(6)在工作井沉井開始下沉前，在其周圍構(gòu)筑物及地面設(shè)置一定數(shù)量的沉降、位移觀察點，隨時觀測沉井周圍地面的塌陷、開裂情況和構(gòu)筑物沉陷、位移的情況，以便迅速采取措施，確保附近設(shè)施的安全。由于工作井和接收井是本頂管工程的基礎(chǔ)，因此在沉井施工過程中一定要加強(qiáng)控制，確保沉井準(zhǔn)確下沉到位，并且要制定盡可能詳細(xì)的處理措施，為施工過程中可能出現(xiàn)的問題做好準(zhǔn)備工作。(1)傾斜處理沉井下沉過程中傾斜率要控制在1/150～1/200，超過1/200時就要進(jìn)行糾偏，糾偏方法是在傾斜的相反一側(cè)刃腳偏除土，在井壁外側(cè)射水沖刷，井頂施加水平力予以糾偏。(2)水平位移處理糾正位移時，可先有意偏除土使沉井向偏位的方向傾斜，然后沿傾斜的方向下沉，直至沉井底面中心與設(shè)計中心位置相合或接近時，再將傾斜糾正或糾至向相反方向傾斜一些，最后調(diào)整至使傾斜和位移都在容許偏差范圍內(nèi)為止。(3)沉井位置扭轉(zhuǎn)的糾正在兩對角偏除土，在另兩對角偏填土，借助于刃腳下不相等的土壓形成的扭矩使沉井在下沉過程中逐漸糾正其位置。(1)沉井突沉的處理為了確保施工順利進(jìn)行，防止由于挖土過快或地質(zhì)驟變等使下沉失控，產(chǎn)生突沉，在施工前一定要對施工地點進(jìn)行實地考察，詳細(xì)了解土質(zhì)情況，做到心中有數(shù)。在下沉過程中如遇到突沉采取如下處理措施：①沉井下沉速度過快時，首先要放慢挖土速度，始終保持刃腳以上有較厚的土，使井壁內(nèi)側(cè)亦承受一定的摩阻力，刃腳下土的阻力和井壁內(nèi)、外側(cè)摩阻力之和與沉井自重處于極限平衡狀態(tài)，沉井徐徐“穿刺”下沉。②采用井壁外回填，以增強(qiáng)井壁外摩阻力。(2)超沉的處理①在刃腳處回填土，墊加石塊，增加阻力。②向井內(nèi)灌水，增加沉井所受的浮力。(3)遇障礙物的處理沉井下沉發(fā)現(xiàn)障礙物，應(yīng)立即停止下沉，根據(jù)障礙物的性質(zhì)、大小、位置等情況決定處理辦法。刃腳下如遇較小的孤石，可將四周土掏空后取出；較大孤石，可用風(fēng)動工具破成小塊后取出。沉井施工質(zhì)量按國優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)確保優(yōu)良。第二節(jié) 施工工藝流程一、泥水平衡式頂管微型掘進(jìn)機(jī)被主頂油缸向前推進(jìn)，掘進(jìn)機(jī)頭進(jìn)入止水圈，穿過土層到達(dá)接收井，電動機(jī)提供能量，轉(zhuǎn)動切削刀盤，通過切削刀盤進(jìn)入土層。挖掘的土質(zhì)，石塊等在轉(zhuǎn)動的切削刀盤內(nèi)被粉碎，然后進(jìn)入泥水艙，在那里與泥漿混合，最后通過泥漿系統(tǒng)的排泥管由排泥泵輸送至地面上。在挖掘過程中，采用復(fù)雜的土壓平衡裝置來維持水土平衡，以至始終處于主動與被動土壓之間，達(dá)到消除地面的沉降和隆起的效果。掘進(jìn)機(jī)完全進(jìn)入土層以后，電纜、泥漿管被拆除，吊下第一節(jié)頂進(jìn)管，它被推到掘進(jìn)機(jī)的尾套處，與掘進(jìn)頭連接管頂進(jìn)以后，挖掘終止、液壓慢慢收回，另一節(jié)管道又吊入井內(nèi)，套在第一節(jié)管道后方，連接在一起，重新頂進(jìn)，這個過程不斷重復(fù)，直到所有管道被頂入土層完畢，完成一條永久性的地下管道。掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)過程中，采用了激光導(dǎo)向控制系統(tǒng)。位于工作后方的激光經(jīng)緯儀發(fā)出激光束，調(diào)整好所需的標(biāo)高及方向位置后，對準(zhǔn)掘進(jìn)機(jī)內(nèi)的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到機(jī)內(nèi)攝像機(jī)的影像內(nèi)，并輸送到挖掘系統(tǒng)的電腦顯示屏內(nèi)。操作者可以根據(jù)需要開啟位于掘進(jìn)機(jī)內(nèi)置式油缸進(jìn)行伸縮，為達(dá)到糾偏的目的，調(diào)整切削部分頭部上下左右高度。在整個掘進(jìn)過程中，甚至可以獲得控制整個管道水平、垂直向30cm內(nèi)的偏離精度。當(dāng)工作井完成以后，經(jīng)調(diào)試完畢的液壓系統(tǒng)，頂管掘進(jìn)機(jī)便通過運(yùn)輸至工地，并安裝就位至導(dǎo)軌上，微型掘進(jìn)設(shè)備還包括，操縱室和遙控臺、液壓動力站、后方主頂、泥水循環(huán)裝置，激光定位裝置，減摩劑攪拌注入裝置，泥水處理裝置；其他輔助裝置包括起重機(jī)，發(fā)電機(jī)、卡車、電焊機(jī)等。隨后，微型掘進(jìn)裝置上。泥水平衡式頂管突出的優(yōu)點：（1）適用的土質(zhì)范圍比較廣，如在地下水壓力很高，以及變化范圍很大的條件下，它都適用。（2）可有效地保持挖掘面的穩(wěn)定，對所頂管子周圍的土體擾動比較小，因而由頂管引起的地面沉降較小。（3）與其他類型的頂管比較，泥水頂管施工時的總推力比較小，尤其在粘土層這種表現(xiàn)得更為突出，所以特別適用于長距離頂管。（4）工作坑內(nèi)的作業(yè)環(huán)境較好，作業(yè)比較安全，由于它采用泥水管道，輸送棄土，不存在吊土，搬運(yùn)等危險的作業(yè)。（5）泥水輸送棄土為連續(xù)作業(yè)，因此進(jìn)度比較快。主要設(shè)備參數(shù)：本工程使用的主要設(shè)備三原重工制造的YX1500型泥水平衡偏壓破碎型頂管機(jī)。主要參數(shù)如下：1 尺寸內(nèi)徑（mm）：800 外徑（mm）：960全長（mm）：40 重量（T）：18 2 切削刀盤電機(jī)功率（KW）：55 轉(zhuǎn)矩（）：57轉(zhuǎn)速(r/min)： 偏心次數(shù)（次/min）：50可破碎礫石最大直徑(mm)：3503 糾偏油缸數(shù)量（個）：2 每個推力（KN）：1072糾偏角度：176。, 176。4 液壓站（KW）：22頂力（T）：2004 行程（MM）：12005 泥水系統(tǒng) 排泥泵（KW）：22 送泥泵（KW）：15 送排泥管：4”6 測量系統(tǒng)：用J2激光經(jīng)緯儀導(dǎo)向二、施工工藝流程：測量引點→工作井施工→測量放樣→井下導(dǎo)軌機(jī)架、液壓系統(tǒng)、止水圈等設(shè)備安裝→地面輔助設(shè)施安裝→頂管掘進(jìn)機(jī)吊裝就位→激光經(jīng)緯儀安裝→掘進(jìn)機(jī)出工作坑→正常頂進(jìn)→頂管機(jī)進(jìn)接收坑，如下圖所示。頂管機(jī)出洞頂管設(shè)備就位機(jī)頭刀盤運(yùn)轉(zhuǎn)頂管機(jī)進(jìn)洞送排泥泵開啟頂進(jìn)出土泥水分離主頂推進(jìn)到位回縮主頂拆除管內(nèi)管線管節(jié)安裝安裝管內(nèi)管線棄土出運(yùn)頂管機(jī)轉(zhuǎn)場進(jìn)洞密封器安裝出洞密封器安裝放樣、復(fù)核井施工頂管井回填頂管井施工第三節(jié) 頂力計算、最大頂距確定和準(zhǔn)備工作本工程頂管單元長度根據(jù)設(shè)計圖紙的井室位置、地面運(yùn)輸和開挖工作坑的條件、頂管需要的頂力、后背與管口可能承受的頂力等因素確定單元長度。本工程土質(zhì)參數(shù)基本相同，頂力計算時分不同管徑取一個最大管徑和最大單元長度進(jìn)行計算。一、頂力的計算最大推力計算，采用經(jīng)驗公式，按最大頂距40米計算：F=F1+F2上式中：F—總推力； F1—端阻力； F2—側(cè)壁摩阻力；F1=п/4DP=**=式中D—管外徑；P—控制土壓力；P=KoγHo=式中：Ko—靜止土壓力系數(shù)， Ho—地面至掘進(jìn)機(jī)中心的高度，取值6m γ—土的重量，F(xiàn)2=πDfL=***40=式中：f—管外表面綜合磨擦阻力，根據(jù)地質(zhì)勘察報告， D—管外徑， L—頂距，取85mF=F1+F2 =+=工作井內(nèi)設(shè)備頂進(jìn)能力可達(dá)到800T，采用4個200T的千斤頂完全滿足要求（本工程頂管采用觸變泥漿，頂力將遠(yuǎn)小于理論計算值，因此我們無需增加額外的頂進(jìn)系統(tǒng)即可滿足要求）。二、地面準(zhǔn)備工作① 在頂管頂進(jìn)施工前，按要求進(jìn)行施工用電，用水，通道，排水及照明等設(shè)備的安裝。施工用電每臺套采用150KW的發(fā)電機(jī)組。水需從外拖運(yùn)，要修進(jìn)場簡易便車道，保證施工管材料、設(shè)備及機(jī)具進(jìn)場。還需鋪毛渣石的場平?，F(xiàn)場設(shè)備擺放空間至少需長45米，寬55米的平整封閉場平區(qū)域。② 施工材料，設(shè)備及機(jī)具必須備齊，以滿足本工程的施工要求。管節(jié)等準(zhǔn)備要有足夠的余量(30～40m)。③ 井上，井下建立測量控制網(wǎng)，并經(jīng)復(fù)核報驗監(jiān)理認(rèn)可。三、井下準(zhǔn)備工作及井內(nèi)布置工作井井內(nèi)布置主要是后靠背、導(dǎo)軌、主頂油缸、油泵動力站、鋼制扶梯等。頂管基座為鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件，頂管基座位置按管道設(shè)計軸線準(zhǔn)確進(jìn)行放樣，安裝時按照測量放樣的基線，吊入井下就位安裝固定?；系膶?dǎo)軌按照頂管設(shè)計軸線并按實測洞門中心居中放置，并設(shè)置支撐加固，保證基座穩(wěn)定不變形。四、技術(shù)交底，崗位培訓(xùn)在頂管施工前，對參加施工的全體人員分階段進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，對各技術(shù)工種進(jìn)行崗位培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后，才能上崗。第四節(jié) 后座墻后座墻是頂進(jìn)管道時為千斤頂提供反作用力的一種結(jié)構(gòu)，有時也稱為后座、后背或者后背墻等。在施工中，要求后座墻必須保持穩(wěn)定，一旦后座墻遭到破壞，頂進(jìn)工程就要停頓。后座墻設(shè)計要通過詳細(xì)計算，其重要程度不亞于頂進(jìn)力的預(yù)測計算。1．后座墻主要有功能是在頂進(jìn)過程自始至終地承擔(dān)主頂工作站頂管前進(jìn)時的后坐力。后座墻的最低強(qiáng)義應(yīng)保證在設(shè)計頂進(jìn)力的作用下不被破壞，要求其本身的壓縮回彈量為最小，以利于充分發(fā)揮主頂工作站的頂進(jìn)效率。在設(shè)計和安裝后座墻時，應(yīng)使其滿足如下要求。（1）、要有充分的強(qiáng)度在頂管施工中能承受主頂工作站千斤頂?shù)淖畲蠓醋饔昧Χ恢疗茐?。?）、要有足夠的剛度當(dāng)受到主頂工作站的反作用力時，后座墻材料受壓縮而產(chǎn)生變形，卸荷后要恢復(fù)原狀。如壓縮回彈量大，會導(dǎo)致大量行程消耗在后座墻壓縮變形土，從而大在降低千斤頂?shù)挠行_程，使頂進(jìn)效率降低。故后座墻必須具有足夠的剛度。（3）、后座墻表面要平直后座墻表面應(yīng)平直，并垂直于頂進(jìn)管道的軸線，以免產(chǎn)生偏心受壓，使頂力損失和發(fā)生質(zhì)量、安全事故。（4）、材質(zhì)要均勻后座墻材料的材質(zhì)要均勻一致，以免承受較大的后從力時造成后座墻材料壓縮不勻，出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象。（5）、結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便裝配式或臨時性后座墻都要采用普通材料、裝拆方便。 后座墻的強(qiáng)度及其影響因素:后座墻的強(qiáng)度取決于千斤頂在頂進(jìn)過程中施加給后座墻的最大后從力，后從力的大小與最大頂力相等。影響頂力的因素甚多，可分為客觀因素及主觀因素兩類?？陀^因素包括管材種類、管徑大小、頂距長短、覆土厚度、土的種類、地下水位、管節(jié)重量等；主觀因素包括操作誤差、頂進(jìn)方法、中途停工與否、是否采用潤滑劑等。影響頂進(jìn)力的客觀因素在其他章節(jié)已經(jīng)作了介紹?，F(xiàn)在主要討論影響后座墻強(qiáng)度的主觀因素。（1）、頂進(jìn)誤差在頂進(jìn)過程中，由于土質(zhì)、設(shè)備的操作等原因，導(dǎo)致管子的方向或高程出與偏差，這種偏差稱為頂進(jìn)誤差，簡稱誤差。這種誤差將導(dǎo)致頂力增加。技術(shù)熟練的工人應(yīng)既能采取措施防止誤差的出現(xiàn)，又能及時發(fā)現(xiàn)誤差的趨勢而加以校正，使誤差發(fā)展不致過大，并保持在容許范圍以內(nèi)，頂力即使增加也不顯著。否則，當(dāng)誤差出現(xiàn)時，校正易操之過急而造成管線上出現(xiàn)折線段、錯口等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致頂力不斷增加，使后座墻遭到破壞。（2）、中途停工頂進(jìn)作業(yè)一開始，中途就不能停頓。如果停止一段時間后再頂進(jìn)，其起始頂力要大大超過停工前的頂力。這主要是由于停工時間過長，使管頂土層坍落的緣故。在地下水位以下頂進(jìn)時，因停頂而使液化的粉細(xì)砂將管周圍包裹起來，頂力也會大大增加，如果頂力增加至后座墻的設(shè)計強(qiáng)度，此時就不能再頂進(jìn)，必須對后座墻進(jìn)行加固后方可再頂進(jìn)。另外，在頂進(jìn)過程是否采用注漿潤滑措施，對頂力的影響甚大。如采用注漿潤滑，施工中的頂進(jìn)阻力將減小很多。由于主觀因素對頂力的影響是人在操作過程中造成的，或者是事先未預(yù)計到的情況，所以對主觀因素的影響不能事先計算，只能在施工過程中加強(qiáng)管理，防患于未然，以其不使頂力增加。因此，在計算所得頂力的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加安全系數(shù)，作為防止主觀因素影響的儲備力量，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，就能保證后座墻在設(shè)計強(qiáng)度以內(nèi)，不致受超負(fù)荷頂力的影響而導(dǎo)致破壞。 后座墻的剛度要求頂管時要求后后座墻具有充分的剛度，以避免往復(fù)回彈，消耗能量。要保證受最大頂力時不變形，或只有少量殘余變形，后座墻應(yīng)盡量采用彈性小的材料。如果后座墻彈