【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(jì)算、最大頂距確定和準(zhǔn)備工作本工程頂管單元長(zhǎng)度根據(jù)設(shè)計(jì)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(zhǎng)度。本工程土質(zhì)參數(shù)基本相同，頂力計(jì)算時(shí)分不同管徑取一個(gè)最大管徑和最大單元長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。一、頂力的計(jì)算最大推力計(jì)算，按最大頂距100米計(jì)算：F=F1十f2其中F—總推力Fl一迎面阻力F2—頂進(jìn)阻力上式中：F—總推力； F1＝π/4*D2*P(D— P—控制土壓力)P＝Ko*γ*Ho 式中Ko—靜止土壓力系數(shù)， Ho—地面至掘進(jìn)機(jī)中心的厚度，取最大值11m γ—土的濕重量， P＝**11＝ t/m2 F1=*^2*＝F2＝πD*f*L 式中f一管外表面平均（根據(jù)頂進(jìn)距離平均沙礫土）綜合摩阻力。其取值可按表所列數(shù)據(jù)選用； D—L—頂距頂進(jìn)管道與其周圍土層的摩擦系數(shù)表土類濕干粘土~~砂土~~F2＝***100＝。 因此，總推力F=+＝。根據(jù)總推力、工作井所能承受的最大頂力及管材軸向允許推力比較后，取最小值作為油缸的總推力。工作井（Φ1200mm頂管）設(shè)計(jì)允許承受的最大頂力為400t，管材軸向允許推力300t，主頂油缸選用2臺(tái)200t(2000KN)級(jí)油缸。每只油缸頂力控制在180t以下，這可以通過油泵壓力來控制，千斤頂總推力360t。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(tái)套采用150KW的發(fā)電機(jī)組。水需從外拖運(yùn)，要修進(jìn)場(chǎng)簡(jiǎn)易便車道，保證施工管材料、設(shè)備及機(jī)具進(jìn)場(chǎng)。還需鋪毛渣石的場(chǎng)平?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備擺放空間至少需長(zhǎng)45米，寬55米的平整封閉場(chǎng)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(cè)量控制網(wǎng)，并經(jīng)復(fù)核報(bào)驗(yàn)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(dòng)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(jì)軸線準(zhǔn)確進(jìn)行放樣，安裝時(shí)按照測(cè)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(jì)軸線并按實(shí)測(cè)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(duì)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(duì)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。第三節(jié) 后座墻及設(shè)備安裝后座墻是頂進(jìn)管道時(shí)為千斤頂提供反作用力的一種結(jié)構(gòu)，有時(shí)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(jì)要通過詳細(xì)計(jì)算，其重要程度不亞于頂進(jìn)力的預(yù)測(cè)計(jì)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(shí)的后坐力。后座墻的最低強(qiáng)義應(yīng)保證在設(shè)計(jì)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(jì)和安裝后座墻時(shí)，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(shí)，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(huì)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(shí)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(jiǎn)單、裝拆方便裝配式或臨時(shí)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。客觀因素包括管材種類、管徑大小、頂距長(zhǎng)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(rùn)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(jiǎn)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(shí)發(fā)現(xiàn)誤差的趨勢(shì)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(shí)，校正易操之過急而造成管線上出現(xiàn)折線段、錯(cuò)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(shí)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(shí)間過長(zhǎng)，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(huì)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(duì)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(rùn)滑措施，對(duì)頂力的影響甚大。如采用注漿潤(rùn)滑，施工中的頂進(jìn)阻力將減小很多。由于主觀因素對(duì)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(duì)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(chǔ)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(zhǎng)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(zhǎng)行程的千斤頂外，還應(yīng)設(shè)法增加后座墻的剛度。4．、后座墻的形式和類別后座墻形式雖然多種多樣，但就其使用條件來講，基本上有以下三種：①.覆土較薄或穿過高填方路基的頂管，無土抗力可利用時(shí)修建的人工后座墻；②.覆土較厚時(shí)可以充分利用土抗力的天然后座墻；③.在混凝土或鋼筋混凝土豎井內(nèi)建筑的現(xiàn)澆鋼筋混凝土后座墻。GB50286—97規(guī)范中對(duì)裝配式后座墻作出了如下規(guī)定：①.裝配式后座墻宜采用方木、型鋼或鋼板等組裝，組裝后的后座墻慶有足夠的強(qiáng)度和剛度；②.后座墻土體壁面應(yīng)平整，并與管道頂進(jìn)方向垂直；③.裝配式后座墻的底端宜在工作坑底以下（不宜小于50cm）；④.后座墻土體壁面應(yīng)與后座墻貼緊，有間隔時(shí)應(yīng)采用砂石料填塞密實(shí)；⑤.組裝后座墻的構(gòu)件在同層內(nèi)的規(guī)格應(yīng)一致，各層之間的接觸應(yīng)緊貼，并層層固定。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(zhǎng)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(zhǎng)度（mm）。后座墻允許承載力計(jì)算工作坑中后座墻結(jié)構(gòu)形式及尺寸相同，均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高4m，寬5m，混凝土為C30，通過查閱《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D622004），頂管過程中后背墻按受力均勻計(jì)，其承載力為F=σbh其中：σ混凝土標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度；b后背墻寬度；h后背墻高度。帶入數(shù)據(jù)得：F=*4000mm*5000mm=40200t。鋼筋混凝土管允許承載力計(jì)算F=Ec*Π*D*t其中：F管的允許承載力；Ec混凝土的彈性模量，混凝土級(jí)別不能低于C40，按C40計(jì)，通過查閱《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D622004）*104MPa；D鋼筋混凝土管的外徑，取最小的頂管外徑1200+2*120=1440mm=；t鋼筋混凝土管的壁厚，取120mm=。帶入數(shù)據(jù)得：F=783744t。后座反力計(jì)算忽略鋼制后座的影響，假定主頂千斤頂施加的頂進(jìn)力是通過后座墻均勻地作用在工作坑后的土體上，為確保后座在頂進(jìn)過程中的安全，~，反力R采用下式計(jì)算： 式中：R——總推力之反力，kN； α——系數(shù)，取α=~，計(jì)算中取2。B——后座墻的寬度，取5m； γ——土的容重，kN/m3； H——后座墻的高度，取4m； Kp——被動(dòng)土壓系數(shù)，；c——土的內(nèi)聚力，kPa；h——地面到后座墻頂部土體的高度，見表1。表1基坑h取值表井號(hào)基坑尺寸坑深（m）后背墻高（m）墻頂?shù)降孛娴母遠(yuǎn)（m）W114（1）工作基坑WY1的后背墻反力計(jì)算管道所在的土層為粉質(zhì)粘土層，C=，γ= kN/m3，φ=176。，h=。將數(shù)據(jù)代入公式：R==*360t通過計(jì)算可以承載水平推力測(cè)量以及設(shè)備安裝1）測(cè)量的方法使用交匯法引工作井及接收井預(yù)留洞口中心至各自的井壁。置經(jīng)緯儀至A點(diǎn)，后視B點(diǎn)，作BA直線的延長(zhǎng)線，并在工作井后部定出一點(diǎn)C。保證C、A、B在一條軸線上，置經(jīng)緯儀在C點(diǎn)上，后視A點(diǎn)，在工作井井壁上定出一點(diǎn)A，置激光經(jīng)緯儀基座于井下D點(diǎn)，并抄平固定激光經(jīng)緯儀架，置經(jīng)緯儀于A點(diǎn)，后視B點(diǎn)，在激光經(jīng)緯儀器架上定出D點(diǎn)，D點(diǎn)同A，B點(diǎn)在豎直方向上成一直線，安裝激光經(jīng)緯儀于儀器架上，對(duì)中D點(diǎn)，后視A點(diǎn)，依設(shè)計(jì)軸線打好角度，既可定出軸線。引出A、B兩點(diǎn)后可根據(jù)導(dǎo)線法以及平移法定出C、D、A，其余步驟同通視條件下測(cè)量定位。2）設(shè)備安裝① 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= h，安放導(dǎo)軌時(shí)可用線繩在相對(duì)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(zhǎng)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(cè)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，：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。② 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。泥水系統(tǒng)的安裝泥漿池應(yīng)盡量靠近工作井邊，可采用并聯(lián)法。泥漿池盡量靠近工作井邊，可以減少排泥管路過長(zhǎng)而且產(chǎn)生的管路摩阻力，沉石箱的配置可沉淀塊狀物，防止塊狀物直接進(jìn)入排泥泵引起排泥泵堵塞和損壞。注漿系統(tǒng)應(yīng)盡量使用螺桿泵以減少脈動(dòng)現(xiàn)象，漿液應(yīng)保證攪拌均勻，系統(tǒng)應(yīng)配置減壓系統(tǒng)，在泵出口處1米外以及機(jī)頭注漿處各安裝一只隔膜式壓力表。第四節(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(chǎng)。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(rùn)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(dòng)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(chǎng)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