【文章內(nèi)容簡介】 由于停工時(shí)間過長，使管頂土層坍落的緣故。在地下水位以下頂進(jìn)時(shí)，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(jì)強(qiáng)度，此時(shí)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(jì)到的情況，所以對主觀因素的影響不能事先計(jì)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(jì)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(jì)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(shí)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(shí)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。如果后座墻彈性過大，頂進(jìn)的后從力先壓縮后座墻，直到后座墻被壓緊而不能再壓縮時(shí)頂力才向前發(fā)揮作用使管段前進(jìn)，千斤頂卸荷，后從力解除后，后座墻雖然有殘余變形但不大，甚至可以恢復(fù)到未受荷載的狀態(tài)，可是下一次頂進(jìn)時(shí)，仍要先壓縮后座墻，因而每次頂進(jìn)都要浪費(fèi)一段千斤頂行程于壓縮后座墻。用短行程千斤頂，行程一般為200mm，而后座墻壓縮量為20～30mm，這樣就可使千斤頂行程在頂管前進(jìn)時(shí)的利用率只有70%～80%，每頂進(jìn)2m長的管節(jié)，需12～14個(gè)行程。若再考慮到傳力工具的壓縮，需要的行程數(shù)還要增加。所以，要提高頂進(jìn)效率，除采用長行程的千斤頂外，還應(yīng)設(shè)法增加后座墻的剛度。頂管工作坑及裝配式后座墻的墻面應(yīng)與管道軸線垂直，其施工允許偏差應(yīng)符合表93中的規(guī)定。工作坑及裝配式后座墻的施工允許偏差（mm） 表2項(xiàng) 目允許偏差工作坑每側(cè)寬度不小于施工設(shè)計(jì)規(guī)定長度裝配式后座墻垂直度%H水平扭轉(zhuǎn)度%L注：H——裝配式后座墻的高度（mm）；L——裝配式后座墻的長度（mm）。第五節(jié) 泥水系統(tǒng)、水壓控制、注漿量的計(jì)算 一、泥水系統(tǒng)泥漿系統(tǒng)有二個(gè)作用：送走被挖掘機(jī)的渣土和平衡地下水。泥漿系統(tǒng)是由密封的管道組成，通過機(jī)頭循環(huán)，形成泥漿混合物，由排泥管送走，最后沉淀在地面上的泥漿池內(nèi)，泥漿通過眾多的排泥泵被排出。再由進(jìn)水泵進(jìn)水送入機(jī)頭，排泥由變速的排泥泵進(jìn)行控制。機(jī)坑旁通裝置可控制進(jìn)排泥漿的速度、方向，以防止泥渣堵塞管道，淤積現(xiàn)場。當(dāng)挖粘土?xí)r，可能使普通粘土，有一定的粘合度，可以直接將泥漿排入泥漿池內(nèi)，但是當(dāng)挖沙土?xí)r，泥漿中必須添加一定的粘合劑（諸如膨潤土等）以增加泥漿粘度，以達(dá)到排渣的最終目的。夾帶泥砂的泥漿，可通過振動篩、循環(huán)沉淀器、干燥器等，處理分離渣質(zhì)，泥漿被再用，渣質(zhì)被積累后處理。處理渣土用翻斗車，泥漿用罐車運(yùn)出場區(qū)，堆置于郊外，處理時(shí)注意不得污染路面等環(huán)境。進(jìn)排泥水系統(tǒng)起著第二個(gè)作用：在有地下水存在的地方，掘進(jìn)機(jī)表面的壓力可以降低到小于水中的壓力。這樣避免了抽地下水的需要。進(jìn)排泥水系統(tǒng)中的壓力感應(yīng)器可測出地下水的壓力。機(jī)內(nèi)泥水循環(huán)系統(tǒng)，電磁閥，旁通裝置及載水閥可以起到調(diào)節(jié)水壓的作用。機(jī)內(nèi)電磁閥和旁通系統(tǒng)，可以阻止水壓的變化，保持水壓，在加管道時(shí)，不至于減小機(jī)頭的水壓，保證內(nèi)部壓力平衡。二、注漿量的計(jì)算2．1注漿量計(jì)算本工程每1米注漿量計(jì)算如下：V＝πDwtL＝1＝ m3（1）按照地質(zhì)條件。一般壓漿量為計(jì)算的150％～200％，本工程在粉質(zhì)粘土頂進(jìn)，按照160％進(jìn)行注漿量控制。（2）為防止路面沉陷和地上、地下構(gòu)筑物不受擾動，頂管結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)對管體四周的縫隙充填水泥漿，使其密實(shí)堅(jiān)固，填充水泥所用設(shè)備與觸變泥漿設(shè)備相同。逐孔注漿，水泥漿液需攪拌均勻，無結(jié)塊，無雜物，注漿結(jié)束后，要及時(shí)清理注漿設(shè)備，以防堵塞。（3）注漿壓力根據(jù)管道深度H和土的天然重度γ而定，經(jīng)驗(yàn)為2～3γH，～。（4）壓漿填充材料：在管頂間隙較小管段，采用管內(nèi)注漿，壓漿材料為水泥粉煤灰漿，配比為，水泥：粉煤灰＝1：3；在管頂間隙較大管段，采用管內(nèi)注漿和地面注漿相結(jié)合，壓漿材料為水泥粉煤灰砂漿，配比為，水泥：粉煤灰：細(xì)砂＝1：1：4。（5）管內(nèi)注漿布孔方式：沿管線縱向每3m設(shè)一處壓漿孔。布孔方式宜采用左上方、右上方、左上方的順序。地面注漿布孔方式：沿管道上方每4～6m打孔至管頂空腔。（6）注漿順序：每段注漿從第一孔開始，直注至下一孔出漿，依次注完。每段注漿后，靜止6～8小時(shí)后進(jìn)行第二次注漿。第二次注漿壓力不變，直至壓不進(jìn)為止。地面管內(nèi)注漿均采用兩次注漿方式。采用地面管內(nèi)注漿管段，宜先從地面壓漿，再進(jìn)行管內(nèi)注漿。（7）注漿操作要求：地面注漿孔采用沖擊式鉆機(jī)，機(jī)械沖鉆孔，孔深5～6米，孔徑φ100mm，安裝注漿花管后的外側(cè)埋灌細(xì)砂。注漿采用機(jī)械攪拌水泥漿，電動注漿泵壓力灌注，逐孔灌注，直至全部孔位注滿。經(jīng)測試后必要時(shí)進(jìn)行第二次補(bǔ)漿，以保證加固的可靠性。對松散砂礫層及回填土層，頂進(jìn)中需用水泥漿液進(jìn)行土壤加固。根據(jù)本工程特點(diǎn)，初步設(shè)計(jì)每4節(jié)管（每節(jié)2米長）布設(shè)1節(jié)注漿管，依次調(diào)整注漿孔的位置，確保每個(gè)方向都能注漿潤滑?？傋{量應(yīng)不小于管外環(huán)形空間體積的2倍，考慮到泥漿的漏失，必須經(jīng)常性地連續(xù)補(bǔ)漿，確保泥漿套的完整。注漿減磨要點(diǎn)：(1) 選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對膨潤土取樣測試。主要指標(biāo)為造漿率、失水量和動塑比。(2) 在管子上預(yù)埋壓漿孔，壓漿孔的設(shè)置要有利于漿套的形成。(3) 膨潤土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時(shí)間，聽取供應(yīng)商的建議但都必須按照規(guī)范進(jìn)行，使用前必須先進(jìn)行試驗(yàn)。(4) 壓漿方式要以同步注漿為主，補(bǔ)漿為輔。在頂進(jìn)過程中，要經(jīng)常檢查各推進(jìn)段的槳液形成情況。(5) 注漿設(shè)備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的密封性能。在注漿孔中設(shè)置一個(gè)單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞注漿孔，從而影響這漿效果。(6) 注漿工藝由專人負(fù)責(zé)，質(zhì)量員定期檢查。(7) 注漿泵選擇脈動小的螺桿泵，流量與頂進(jìn)速度相應(yīng)配。(8) 由于頂管線路長，為使全程注漿壓力不致相差過大，在中間還將每隔400m增設(shè)壓漿泵以增大壓力。第六節(jié) 操作控制系統(tǒng)由一名受過高度訓(xùn)練的操作人員，在地面控制室外內(nèi)操作并仔細(xì)檢測著整個(gè)操作系統(tǒng)、觀察掘進(jìn)機(jī)內(nèi)的土壓、油壓、激光束位置?？刂婆_提供操作數(shù)據(jù)和控制整套系統(tǒng)的電子按鈕?？刂瓢蹇梢允侨斯た刂品较蚝蛿?shù)據(jù)記錄，或者是全自動控計(jì)算機(jī)控制方向和記錄，其他的工作人員則負(fù)責(zé)井內(nèi)管道和頂鐵的更換以及進(jìn)行、進(jìn)排泥管和電纜的連接。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)到達(dá)接收井時(shí)，挖掘會暫時(shí)中斷，如果遇到有地下水或軟土層時(shí)，還需有洞口止水圈安裝在接收口墻上。最后，掘進(jìn)機(jī)頭從土層出來進(jìn)接收井，就完成整個(gè)管道的鋪裝。這以后，掘進(jìn)機(jī)被撤走，建造人工出口，接收井被關(guān)閉。一個(gè)工程常常有幾個(gè)掘進(jìn)段組成，這時(shí)，在工作井內(nèi)的頂進(jìn)設(shè)備變換方向，重新開始另一方的頂進(jìn)工作，這個(gè)過程每過一個(gè)工作井重復(fù)二次，最后鋪設(shè)成了整個(gè)下水道或輸送管道。第七節(jié) 進(jìn)出洞口的措施頂管和微型隧道施工中的進(jìn)出洞口作業(yè)是一項(xiàng)很重要的工作，施工中應(yīng)充分考慮到它的安全性和可靠性。尤其是從工作坑中的出洞開始頂管，如果出洞安全、可靠又順利，那么可以說頂管施工已成功了一半。許多頂管工程就是失敗在進(jìn)出洞口這兩個(gè)環(huán)節(jié)上。頂進(jìn)前，為防止洞口處的水土沿工具管外壁與洞門的間隙涌入工作井，在工作井內(nèi)洞口處安裝一道環(huán)形橡膠止水圈。在頂進(jìn)施工過程中又可防止減摩漿從此處流失，保證泥漿套的完整，以達(dá)到減小頂進(jìn)阻力的效果。 工程技術(shù)人員、施工人員應(yīng)了解施工現(xiàn)場情況和熟悉洞門附近的地質(zhì)情況。分析可能出現(xiàn)洞口漏泥、水情況，井內(nèi)布置一臺排污泵，并制定相應(yīng)的措施。在機(jī)頭進(jìn)洞時(shí)因土體是流沙，地下水位高，土體松軟，地基承載力差，雖然經(jīng)過地基處理，但為了機(jī)頭頂進(jìn)安全，機(jī)頭不下沉，還應(yīng)有機(jī)頭加固措施。機(jī)頭進(jìn)洞時(shí)將機(jī)頭與后面的五節(jié)管用拉桿連接起來，使之成為一個(gè)整體，并在導(dǎo)軌上用兩個(gè)手拉葫蘆間隔一米拉緊，從而使機(jī)頭沿著導(dǎo)軌方向順利頂進(jìn)。 掘進(jìn)機(jī)頭頂進(jìn)到位后，吊放第一管節(jié)，拼接完畢，然后在工具管后管節(jié)內(nèi)安裝工具管輔助設(shè)備。管節(jié)運(yùn)輸根據(jù)本工程施工場地情況，管節(jié)由16T吊車卸到指定位置后，再由吊車將地面管節(jié)吊運(yùn)至井下。 管節(jié)頂進(jìn)頂管管節(jié)采購成品管，對成品管生產(chǎn)制造廠家制造管子的資質(zhì)和能力進(jìn)行考查。生產(chǎn)過程中派專人檢驗(yàn)，檢驗(yàn)質(zhì)量必須在外觀質(zhì)量、尺寸及允許偏差都檢驗(yàn)合格后方可送至工地。運(yùn)至工地后根據(jù)標(biāo)書要求進(jìn)行抽驗(yàn)，合格后才能送至工作面使用。掘進(jìn)機(jī)頭進(jìn)洞后的軸線方向與姿態(tài)的正確與否，對以后管節(jié)的頂進(jìn)將起關(guān)鍵的作用，因此在頂進(jìn)時(shí)，機(jī)頭與前5節(jié)管子應(yīng)連在一起，用拉桿將前5節(jié)管子與機(jī)頭固定，防止機(jī)頭重量大而下沉。實(shí)現(xiàn)管節(jié)按頂進(jìn)設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)，做好頂進(jìn)軸線偏差的控制和糾偏量的控制是關(guān)鍵。根據(jù)控制臺顯示屏激光點(diǎn)及時(shí)調(diào)節(jié)糾偏油缸，使其能持續(xù)控制在軸線范圍內(nèi)。要嚴(yán)格按實(shí)際情況和操作規(guī)程進(jìn)行，勤出報(bào)表、勤糾偏，每項(xiàng)糾偏角度應(yīng)保持10′～20′，不得大于1176。嚴(yán)格控制機(jī)頭大幅度糾偏造成頂進(jìn)困難、管節(jié)碎裂。在穿越河道時(shí)，應(yīng)放慢頂速，并嚴(yán)格控制注漿壓力，防止貫通河床。頂管頂進(jìn)與地層形變控制頂管引起地層形變的主要因素有：掘進(jìn)機(jī)頭開挖面引起的地層損失，機(jī)頭糾偏引起的地層損失，機(jī)頭后面管道外周空隙因注漿填充不足引起的地面損失，管道在頂進(jìn)中與地層摩擦而引起的地層擾動，管道接縫及中繼間滲漏而引起的地層損失。所以在頂管施工中要根據(jù)不同土質(zhì)、覆土深度和地面沉降的情況，配合測量報(bào)表的分析，及時(shí)調(diào)整泥水與土壓平衡值，同時(shí)要求坡度保持相對的平穩(wěn)，控制糾偏量，減少對土體的擾動。根據(jù)頂進(jìn)速度，控制排泥量和地層變形的信息數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整注漿壓力和注漿量，從而將軸線和地層變形控制在最佳的狀態(tài)。 觸變泥漿減摩是頂管施工中減少頂力的一項(xiàng)重要技術(shù)措施，在頂進(jìn)過程中，通過頂管機(jī)尾部的同步注漿與管道上的預(yù)留孔向管節(jié)外壁壓注一定數(shù)量的減摩泥漿，采用多點(diǎn)對稱壓注使泥漿均勻地填充在管節(jié)外壁和周圍土體的空隙來減小管節(jié)外壁和土體間摩阻力，起到降低頂進(jìn)時(shí)阻力的效果。在管節(jié)外壁能否形成完整的泥漿套，將直接影響到泥漿的減摩效果。減摩泥漿采用觸變泥漿，該漿液性能穩(wěn)定，且有良好的觸變性，又有一定的稠度（漿液配比見下表）。施工過程中，泥漿應(yīng)保證不失水、不沉淀、不固結(jié)，泥漿的配比應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)情況作相應(yīng)的調(diào)整，使泥漿適應(yīng)土層的特性，起到預(yù)期的減摩效果。施工過程中還可配制特殊的泥漿以滿足頂進(jìn)施工中特殊適應(yīng)土層的特性，起到預(yù)期的減摩效果。施工過程中還可配制特殊的泥漿以滿足頂進(jìn)施工中特殊要求。 漿液配比（重量比） 表3 膨潤土水純堿CMS400適量（6）（）漿液質(zhì)量指標(biāo):a、稠度12～14cmb、PH 9～10c、析水率 ＜2%壓漿時(shí)，儲漿池內(nèi)的觸變泥漿由地面上的壓漿泵通過管路壓送至管道內(nèi)的壓漿總管，并到達(dá)連通各壓漿孔的軟管內(nèi)，通過控制壓漿孔球閥來控制壓漿。頂管進(jìn)接收坑（1）頂管機(jī)出洞前洞口土體加固根據(jù)頂管進(jìn)展情況，為保證掘進(jìn)機(jī)能順利進(jìn)入接收井，防止掘進(jìn)機(jī)出洞后水土沿工具管與井圈之間的建筑空隙涌入接收井內(nèi)，保證井內(nèi)接頭能順利施工。如果發(fā)現(xiàn)地質(zhì)較差，在掘進(jìn)機(jī)到達(dá)接收井前，可對洞口土體進(jìn)行注漿加固，加固范圍洞口前5m范圍內(nèi)，洞口四周距管道外側(cè)2～3m。（2）頂管機(jī)狀態(tài)的復(fù)核測量掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入接收井前的復(fù)核應(yīng)測量頂管機(jī)所處的方位，是確認(rèn)頂管狀態(tài)、評估掘進(jìn)機(jī)出洞時(shí)狀態(tài)和擬定施工軸線及施工方案等的重要依據(jù)，使掘進(jìn)機(jī)在此階段的施工中始終按預(yù)定的方案實(shí)施，以良好的狀態(tài)、準(zhǔn)確無誤地進(jìn)入接收井內(nèi)。（3）鑿除磚墻（4）頂管機(jī)進(jìn)接收坑在接收井磚墻封門破壞后掘進(jìn)機(jī)頭應(yīng)迅速、連續(xù)頂進(jìn)管節(jié)，盡快縮短出洞時(shí)間。掘進(jìn)機(jī)整體進(jìn)洞后應(yīng)盡快把機(jī)頭和混凝土管節(jié)分離，并把管節(jié)和接收井的接頭按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行處理，減少水土流失。第八節(jié) 項(xiàng)管施工過程中應(yīng)注意的問題1 當(dāng)掘進(jìn)機(jī)停止工作時(shí)，一定要防止泥水從土層或洞口及其它地方流失。不然，挖掘面就會失穩(wěn)，尤其是在進(jìn)洞這一段時(shí)間內(nèi)更應(yīng)防止洞口止水圈漏水。2 在掘進(jìn)過程中，應(yīng)注意觀察地下水壓力、泥水倉水壓力的變化，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施和對策，只有這樣才能保持挖掘面的平衡穩(wěn)定。3 在頂進(jìn)過程中，隨時(shí)要注意挖掘面是否穩(wěn)定，要不時(shí)檢查泥水的濃度和相對密度是否正常，還要注意進(jìn)排泥泵的流量及壓力是否正常。應(yīng)防止排泥泵的排量過小而造成排泥管的淤泥和堵塞現(xiàn)象。4 壓漿孔的處理，頂管頂進(jìn)完成后，對管節(jié)上的壓漿孔進(jìn)行封堵措施。第九節(jié) 頂管施工測量和方向控制1 測量及控制指標(biāo)為了保證頂進(jìn)軸線控制在設(shè)計(jì)軸線允許偏差范圍內(nèi)，在頂進(jìn)過程中要密切注意激光點(diǎn)的偏向。軸線測量的控制系統(tǒng)設(shè)在工作井內(nèi)液壓主頂裝置中間。施工中需經(jīng)常對控制臺進(jìn)行復(fù)測，以保證測量精度，控制臺基礎(chǔ)應(yīng)用混凝土澆筑在沉井底板上。按獨(dú)立坐標(biāo)系放樣后用測量控制臺使它精確地移動至頂管軸線上，用它正確指揮頂管的施工方向。2 施工頂管測量和方向控制在后頂觀察臺架設(shè)J2型激光經(jīng)緯儀一臺，通過后視測機(jī)頭的光靶及后標(biāo)點(diǎn)的水平角和豎直角各一測回，編排程序計(jì)算頂管的頭部及尾部的平面及高程。測量與方向控制要點(diǎn)(1)有嚴(yán)格的放樣復(fù)核制度，并做好原始記錄。頂進(jìn)前必須遵守嚴(yán)格的放樣復(fù)測制度，堅(jiān)持三級復(fù)測：施工組測量員→項(xiàng)目管理部→監(jiān)理工程師，確保測量萬無一失。(2)布設(shè)在工作井后方的儀座必須避免頂進(jìn)時(shí)移位和變形，必須定時(shí)復(fù)測并及時(shí)調(diào)整。(3)頂進(jìn)糾偏必須勤測量、多微調(diào)，糾偏角度應(yīng)保持在10’～20’176。并設(shè)置偏差警戒線。(4)初始推進(jìn)階段，方向主要是主頂油缸控制，因此，一方面要減慢主頂推進(jìn)速度，另一方面要不斷調(diào)整油缸編組和機(jī)頭糾偏。(5)開始頂進(jìn)前必須制定坡度計(jì)劃，對每一米、每節(jié)管的位置、標(biāo)高需事先計(jì)算，確保頂進(jìn)時(shí)正確，以最終符合設(shè)計(jì)坡度要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為原則3 注意問題頂管施工初次放樣及頂進(jìn)尤為重要，另外由于頂管后靠頂進(jìn)中要產(chǎn)生變化，后臺的布置應(yīng)保持始終不變形、移位來確保頂管施工測量的正確性。第十節(jié) 施工用電