【文章內(nèi)容簡介】 最大單元長度基本相同，頂力計算時按D=2400最大管徑和最大單元長度66m進行計算。一、頂力的計算最大推力計算，采用經(jīng)驗公式，按下式計算，按最大頂距66米計算：Fp＝πD0Lfk 十NF 式中 Fp——頂進阻力(kN)；D0——管道的外徑(m)；L——管道設(shè)計頂進長度(m)；fk——管道外壁與土的單位面積平均摩阻力(kN/m2)，本工程采用觸變泥漿減阻技術(shù)。根據(jù)《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范 GB502682008》，粉砂層中當采用觸變泥漿減阻時取值8~11KN/m2。本工程按經(jīng)驗取值8KN/m2NF——頂管機的迎面阻力(kN)；頂管機迎面阻力(NF)的計算公式：NF＝π/4Dg2P式中 Dg——頂管機外徑(m)P——控制土壓力P=KoγHo式中：Ko—靜止土壓力系數(shù)， Ho—地面至掘進機中心的高度， γ—土的重量，取19KN/m3故Fp＝πD0Lfk 十NF =**66*8+****19 =+=530T工作井內(nèi)設(shè)備擬采用4個240T的千斤頂完全滿足要求（）。二、地面準備工作在頂管頂進施工前，按要求進行施工用電，用水，通道，排水及照明等設(shè)備的安裝。施工用電附近變壓器接入，現(xiàn)場配備120KW的發(fā)電機組2臺。水直接從市政管網(wǎng)接入，設(shè)備直接從瀟湘大道進入，能保證施工管材料、設(shè)備及機具進場?，F(xiàn)場設(shè)備擺放空間至少需長45米，寬30米的平整封閉場平區(qū)域。施工材料，設(shè)備及機具必須備齊，以滿足本工程的施工要求。管節(jié)等準備要有足夠的余量(40～60m)。井上，井下建立測量控制網(wǎng)，并經(jīng)復核報驗監(jiān)理認可。進行管內(nèi)位置障礙物探明，探孔擬采用18T非開挖頂管設(shè)備完成，每條管內(nèi)周邊設(shè)四根探管。三、井下準備工作及井內(nèi)布置工作井井內(nèi)布置主要是后靠背、導軌、主頂油缸、油泵動力站、鋼制扶梯等。頂管基座為鋼結(jié)構(gòu)預制構(gòu)件，頂管基座位置按管道設(shè)計軸線準確進行放樣，安裝時按照測量放樣的基線，吊入井下就位安裝固定?；系膶к壈凑枕敼茉O(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，崗位培訓在頂管施工前，對參加施工的全體人員分階段進行詳細的技術(shù)交底，對各技術(shù)工種進行崗位培訓，經(jīng)考核合格后，才能上崗。第四節(jié) 后座墻后座墻是頂進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，頂進工程就要停頓。后座墻設(shè)計要通過詳細計算，其重要程度不亞于頂進力的預測計算。一、后座墻主要有功能是在頂進過程自始至終地承擔主頂工作站頂管前進時的后坐力。后座墻的最低強度應(yīng)保證在設(shè)計頂進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效率。在設(shè)計和安裝后座墻時，應(yīng)使其滿足如下要求。要有充分的強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，卸荷后要恢復原狀。如壓縮回彈量大，會導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，使頂進效率降低。故后座墻必須具有足夠的剛度。后座墻表面要平直后座墻表面應(yīng)平直，并垂直于頂進管道的軸線，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。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。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。二、后座墻的強度及其影響因素:后座墻的強度取決于千斤頂在頂進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、頂進方法、中途停工與否、是否采用潤滑劑等。影響頂進力的客觀因素在其他章節(jié)已經(jīng)作了介紹。現(xiàn)在主要討論影響后座墻強度的主觀因素。頂進誤差在頂進過程中，由于土質(zhì)、設(shè)備的操作等原因，導致管子的方向或高程出與偏差，這種偏差稱為頂進誤差，簡稱誤差。這種誤差將導致頂力增加。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，從而導致頂力不斷增加，使后座墻遭到破壞。中途停工頂進作業(yè)一開始，中途就不能停頓。如果停止一段時間后再頂進，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時，因停頂而使液化的粉細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)計強度，此時就不能再頂進，必須對后座墻進行加固后方可再頂進。另外，在頂進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，適當增加安全系數(shù)，作為防止主觀因素影響的儲備力量，并嚴格遵守操作規(guī)程，就能保證后座墻在設(shè)計強度以內(nèi)，不致受超負荷頂力的影響而導致破壞。三、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。如果后座墻彈性過大，頂進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頂力才向前發(fā)揮作用使管段前進，千斤頂卸荷，后從力解除后，后座墻雖然有殘余變形但不大，甚至可以恢復到未受荷載的狀態(tài)，可是下一次頂進時，仍要先壓縮后座墻，因而每次頂進都要浪費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時的利用率只有70%～80%，每頂進2m長的管節(jié)，需12～14個行程。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。四、后座墻頂力的計算 后座墻頂力的計算由設(shè)計院出具。第五節(jié) 泥水系統(tǒng)、水壓控制、注漿量的計算 一、泥水系統(tǒng)泥漿系統(tǒng)有二個作用：送走被挖掘機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。再由進水泵進水送入機頭，排泥由變速的排泥泵進行控制。機坑旁通裝置可控制進排泥漿的速度、方向，以防止泥渣堵塞管道，淤積現(xiàn)場。當挖粘土時，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)，但是當挖沙土時，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，泥漿用罐車運出場區(qū)，堆置于郊外，處理時注意不得污染路面等環(huán)境。進排泥水系統(tǒng)起著第二個作用：在有地下水存在的地方，掘進機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。進排泥水系統(tǒng)中的壓力感應(yīng)器可測出地下水的壓力。機內(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，不至于減小機頭的水壓，保證內(nèi)部壓力平衡。二、注漿量的控制（1）注漿量控制宜大于環(huán)形空隙體積的150％，～；并宜多孔注漿；注漿后應(yīng)及時將注漿孔封閉；（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)及時對管體四周的縫隙充填水泥漿，使其密實堅固，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。（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小時后進行第二次注漿。第二次注漿壓力不變，直至壓不進為止。（7）注漿操作要求：注漿采用機械攪拌水泥漿，電動注漿泵壓力灌注，逐孔灌注，直至全部孔位注滿。經(jīng)測試后必要時進行第二次補漿，以保證加固的可靠性。對松散砂礫層及回填土層，頂進中需用水泥漿液進行土壤加固。根據(jù)本工程特點，初步設(shè)計每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)補漿，確保泥漿套的完整。注漿減磨要點：(1) 選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對膨潤土取樣測試。主要指標為造漿率、失水量和動塑比。(2) 在管子上預埋壓漿孔，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、膨脹時間，聽取供應(yīng)商的建議但都必須按照規(guī)范進行，使用前必須先進行試驗。(4) 壓漿方式要以同步注漿為主，補漿為輔。在頂進過程中，要經(jīng)常檢查各推進段的槳液形成情況。(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) 注漿工藝由專人負責，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)由一名受過高度訓練的操作人員，在地面控制室外內(nèi)操作并仔細檢測著整個操作系統(tǒng)、觀察掘進機內(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，或者是全自動控計算機控制方向和記錄，其他的工作人員則負責井內(nèi)管道和頂鐵的更換以及進行、進排泥管和電纜的連接。當掘進機到達接收井時，挖掘會暫時中斷，如果遇到有地下水或軟土層時，還需有洞口止水圈安裝在接收口墻上。最后，掘進機頭從土層出來進接收井，就完成整個管道的鋪裝。這以后，掘進機被撤走，建造人工出口，接收井被關(guān)閉。一個工程常常有幾個掘進段組成，這時，在工作井內(nèi)的頂進設(shè)備變換方向，重新開始另一方的頂進工作，這個過程每過一個工作井重復二次，最后鋪設(shè)成了整個下水道或輸送管道。第七節(jié) 進出洞口的措施頂管施工中的進出洞口作業(yè)是一項很重要的工作，施工中應(yīng)充分考慮到它的安全性和可靠性。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出洞口這兩個環(huán)節(jié)上。頂進前，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，以達到減小頂進阻力的效果。 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。在機頭進洞時因土體是流沙，地下水位高，土體松軟，地基承載力差，雖然經(jīng)過地基處理，但為了機頭頂進安全，機頭不下沉，還應(yīng)有機頭加固措施。機頭進洞時將機頭與后面的五節(jié)管用拉桿連接起來，使之成為一個整體，并在導軌上用兩個手拉葫蘆間隔一米拉緊，從而使機頭沿著導軌方向順利頂進。 掘進機頭頂進到位后，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)運輸根據(jù)本工程施工場地情況，管節(jié)由25T吊車卸到指定位置后，再由吊車將地面管節(jié)吊運至井下。 管節(jié)頂進頂管管節(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)和能力進行考查。生產(chǎn)過程中派專人檢驗，檢驗質(zhì)量必須在外觀質(zhì)量、尺寸及允許偏差都檢驗合格后方可送至工地。運至工地后根據(jù)標書要求進行抽驗，合格后才能送至工作面使用。掘進機頭進洞后的軸線方向與姿態(tài)的正確與否，對以后管節(jié)的頂進將起關(guān)鍵的作用，因此在頂進時，機頭與前5節(jié)管子應(yīng)連在一起，用拉桿將前5節(jié)管子與機頭固定，防止機頭重量大而下沉。實現(xiàn)管節(jié)按頂進設(shè)計軸線頂進，做好頂進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及時調(diào)節(jié)糾偏油缸，使其能持續(xù)控制在軸線范圍內(nèi)。要嚴格按實際情況和操作規(guī)程進行，勤出報表、勤糾偏，每項糾偏角度應(yīng)保持10′～20′，不得大于1176。嚴格控制機頭大幅度糾偏造成頂進困難、管節(jié)碎裂。在穿越河道時，應(yīng)放慢頂速，并嚴格控制注漿壓力，防止貫通河床。頂管頂進與地層形變控制頂管引起地層形變的主要因素有：掘進機頭開挖面引起的地層損失，機頭糾偏引起的地層損失，機頭后面管道外周空隙因注漿填充不足引起的地面損失，管道在頂進中與地層摩擦而引起的地層擾動，管道接縫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，配合測量報表的分析，及時調(diào)整泥水與土壓平衡值，同時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)頂進速度，控制排泥量和地層變形的信息數(shù)據(jù)，及時調(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重要技術(shù)措施，在頂進過程中，通過頂管機尾部的同步注漿與管道上的預留孔向管節(jié)外壁壓注一定數(shù)量的減摩泥漿，采用多點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，起到降低頂進時阻力的效果。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