【文章內(nèi)容簡介】 體穩(wěn)定計算：后背在頂力作用下，產(chǎn)生壓縮，壓縮方向與頂力作用方向一致。當停止頂進，頂力消失，壓縮變形隨之消失。這種彈性變形現(xiàn)象是正常的，頂管中，后背不應當破壞，產(chǎn)生不允許的壓縮變形。后背不允許出現(xiàn)上下或左右的不均勻壓縮。否則，造成頂進偏差。為了保證頂進質(zhì)量和施工安全，施工時應有后背的強度和剛度計算。后背設計長3500㎜、高2000㎜、厚1000的砼長方體預制塊。后背土體穩(wěn)定計算式：P≤FP／KFP工作井后壁被動土壓力強度P后靠背最大承受壓強K工作井穩(wěn)定系數(shù)（）FP=1／2rH2KP+2CHKP=tg2(45176。+φ／2)r土的天然重度 （ KN／m3）KP被動土壓系數(shù)H工作井高度C土的粘聚力（ Kpa）φ土的內(nèi)摩擦角（取16176。）則：頂管工作井，井深15米FP=1／2152tg2（45176。＋φ／2）＋215=3248（Kpa）FP／K=3248／=2706（Kpa）頂進后背壓強計算P=9606／()=1372 Kpa由以上計算得知：P=1372 Kpa≤FP／K=2706 Kpa，滿足后被土體穩(wěn)定性驗算條件。按上式計算，工作井加護套后土體穩(wěn)定性能承受受力＞實際頂力能滿期足要求。 根據(jù)地質(zhì)水文情況，施工時必須通過降水及時降低管道沿線土層的含水量，以防止流砂等不良現(xiàn)象的發(fā)生，擬采用管井（直徑600mm）降水來達到本次降水的目的，根據(jù)規(guī)范要求，水位降至作業(yè)面以下1m。由于距涇河較近。 本工程的污水頂管基坑位于北側(cè)輔道上，周圍建筑物離開挖作業(yè)點較遠，基坑對周邊建（構(gòu)）筑物基本無影響。 ：依據(jù)勘察報告所提供水文地質(zhì)條件，含水層巖性為細中砂、圓礫、粉質(zhì)粘土，底板埋深5~15m，結(jié)合我公司的降水經(jīng)驗及施工工藝等特點，降水方案可選擇管井降水方案。管井降水施工簡單，質(zhì)量易控制，降水效果明顯，根據(jù)水頭高度不同布置降水數(shù)量，降水點布置在距基坑邊緣4m~5m之間。管道沿線按梅花型布設降水井，降水井深統(tǒng)一按比工作面深10m打井。 基坑涌水量計算（當基坑降水810m時）： ①本工程基坑遠離邊界且屬潛水完整井，其涌水量按《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120－99）－1式計算，為：Q =(2Hs)s/1g(1+R/r0) =*5*10*（1410）*10/1g(1+120/8) =2268(m3/d)式中 Q——基坑涌水量m3/d；K—滲透系數(shù)（設計參考值為5m/d）；M—承壓含水層厚度m；H—潛水層含水厚度；（按7m）S—基坑水位降深m；（按10m）R—降水影響半徑m（宜通過試驗或根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗確定，當基坑側(cè)壁安全等級為二、三級時，可按經(jīng)驗公式計算R=2S（kH）,=2*10*(5*7)=120式中H—含水層厚度；r0 —基坑等效半徑m（r0=*（a+b）=*（15+12）=8）②單根井點管的出水量，按《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JG12099），q=120πrsl√K =120***3*√K =758（m3/d）式中：q—單根井點管的出水量（m3/d） rs—過濾器半徑（m）； l—過濾器進水部分長度（m），經(jīng)驗值不小于1/3含水層厚度； k—滲透系數(shù)（設計參考值為5m/d）；③降水井的數(shù)量n，可按《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120—99）， n= =*2268/758= 基坑涌水量計算：當基坑8m時Q =*5*8*（148）*8/1g(1+96/6)=2131(m3/d) n=當基坑降水為6m時n=當基坑降水為5m時n=2當基坑降水為3m時 n=1 由以上計算得出當基坑降水810m采用4口井進行降水，當基坑降水58m采用3口井進行降水，當基坑降水35m采用2口井進行降水,當基坑降水3m以內(nèi)采用1口井進行降水。對采用人工頂管和明開挖施工的管道，應在施工前對沿管道縱向進行降水，對降水深度在810m時采用間距15m梅花型布置降水井，當降水深度在工作58m時采用間距20m梅花型布置降水井，當降水深度在工作35m以下時采用間距25m梅花型布置降水井，當降水深度在工作3m以下時采用間距30m梅花型布置降水井。 降水過程中注意地下水位觀測。在基坑開挖前及開挖過程中，眼井全部啟動強力降水，之后可以根據(jù)水位觀測情況及天氣情況適當調(diào)整降水井數(shù)。管井內(nèi)水泵位置置于底標高以下1米處，當管井內(nèi)水位低于水泵時，停止抽水，當水位高于水泵位置，繼續(xù)抽水。由于施工過程中難以避免人員進入已施工好的管道內(nèi)進行作業(yè)，而施工好的管道內(nèi)并沒有新鮮空氣進入，人員在里面呆的時間過久，極易導致人體缺氧而造成安全事故的發(fā)生，為此在進行頂管施工時，采用離心柜式風機送風，已達到管道內(nèi)空氣清新，并且交接班時應對管道內(nèi)有毒氣體進行檢測，避免頂管內(nèi)發(fā)生中毒現(xiàn)象。本工程采用離心柜式風機和Φ200mmPVC管，所需供應的新鮮空氣風量按管道同時工作的最多人數(shù)計算工作點處所需的風量； Q=kmq式中:Q所需風量，m3∕min。 k風量備用安全系數(shù)，取k=2～3 m洞內(nèi)同時工作的最多人數(shù) q洞內(nèi)每人每分鐘需要新鮮空氣量，通常按3m3/min計算。 按管內(nèi)最多有三人同時工作計，取k=3, m=3,則:Q= kmq=3 3 3=27m3/min采用Φ200PVC管，每百米漏風率一般控制在2%以下，取P=則Q供=27*=,取風量大于30m3/min離心鼓風機作為通風設備。第6章 頂管施工技術方案、接收井井體施工 工作井、接收井直接施作于污水井位置，工作井與接收井交錯布置，工作井采用鋼筋砼護壁逆作法施工，井的形狀為矩形，具體見設計圖紙。 井的施工流程放線——降水——基坑開挖——超平放線、驗線——支護——人工挖土——支護——觀測——糾偏——支護——人工挖至設計標高——澆筑底板砼——安全防護。 工作井、接收井的制作 工作井、接收井按1：，混凝土采用C30商品混凝土澆筑而成，根據(jù)開挖深度根據(jù)地質(zhì)不同而定，首層開挖深度不超3m。 基坑開挖前設置圍欄，，欄桿材料均采鋼管搭接而成，護欄必須牢固、可靠。，同時懸掛閃光警示燈，設置安全警示標志，提醒非施工人員請勿靠近。 基坑開挖及進行基礎施工過程中，運土車盡量采用小型的自卸三輪車在預定好的運輸便道上運輸土方，確保離基坑一定安全距離，防止動荷載引起坑壁塌方。井壁距路基設計標高40cm以上的護壁采用磚墻砌筑，磚墻為24墻，墻頂用1:。防止磚頭脫落，落入井內(nèi)傷人。導軌安裝施工準備后座頂板安裝頂進設備安裝后座千斤頂安裝洞口止水裝置安裝偏差測量出土管道頂進頂進糾偏接口檢查管節(jié)安裝頂進結(jié)束 導軌安裝。嚴格控制導軌的中心位置和高程，確保頂入管節(jié)中心及高程能符合設計要求。由于工作井底板為砼，地基穩(wěn)定，導軌直接放置在工作井的底板上；嚴格控制導軌頂面的高程，其縱坡與管道縱坡一致；導軌采用澆注砼予以固定，導軌長度采用3m，間距設置為60cm；導軌必須直順。嚴格控制導軌的高程和中心。 下管、頂進、出土和挖土設備： 采用吊車下管，用千斤頂、高壓油泵作為頂進設備，用斗車、垂直牽引的卷揚機作為出土設備。 照明設備：井內(nèi)使用電壓不大于36V 的低壓照明。 將地面的管道中心樁引入工作井的側(cè)壁上（兩個點），作為頂管中心的測量基線。 將地面上的臨時水準點引入工作井底不易碰撞的地方，作為頂管高程測量的臨時水準點。 下管前，要嚴格檢查管材，不合格的嚴禁使用。 第一節(jié)管下到導軌上時，應測量管的中線及前后端管底高程。 要安裝護口鐵或弧形頂鐵保護管口。 千斤頂?shù)母叱碳捌矫嫖恢茫呵Ы镯數(shù)墓ぷ骺觾?nèi)的布置采用并列式，頂力合力作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線，防止產(chǎn)生頂時力偶，造成頂進偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗，采用機械挖運土方，管上部管壁與土壁有間隙時，千斤頂?shù)闹c作用在管子垂直直徑的1/4~1/5 處為宜。 安裝頂鐵應無歪斜、扭曲現(xiàn)象，必須安裝直順。 每次退千斤頂加放頂鐵時，應安放最長的頂鐵，保持頂鐵數(shù)目最少。 頂進中，頂鐵上面和側(cè)面不能站人，隨時觀察有無扭曲現(xiàn)象，防止頂鐵崩離。 頂進施工 工作坑內(nèi)設備安裝完畢，經(jīng)檢查各部分處于良好狀態(tài)。即可進行試頂。首先校測設備的水平及垂直標高是否符合設計要求，合格后即可頂進工具頭，然后安放混凝土管節(jié)，再次測量標高，確定無誤后進行試頂，待調(diào)整各項參數(shù)后即可正常頂進施工。在施工過程中，做到勤挖勤頂勤測，加強監(jiān)控。頂進施工時，其操作過程如下： 安裝好頂鐵擠牢，工具管前端破取一定長度后，啟動油泵，千斤頂進油，活塞伸出一個工作行程，將管子推向一定距離。 停止油泵，打開控制閥，千斤頂回油，活塞回縮。 添加頂鐵，重復上述操作，直至需要安裝下一節(jié)管子為止。 卸下頂鐵，下管，用彈性密封單橡膠圈接混凝土管，以保證接口縫隙和受力均勻，保證管與管之間的連接安全。 頂進施工中的重點工序 測量 ①測量次數(shù)：在頂?shù)谝还?jié)管時及校正頂進偏差過程中，應每頂進20～30cm，即對中心和高程測量一次；在正常頂進中，應每頂進50～100cm 時，測量一次。 ②中心測量：根據(jù)工作井內(nèi)測設的中心樁、掛中心線，利用中心尺，測量頭一節(jié)管前端的軸線中心偏差。 ③高程測量：使用水準儀和高程尺，測首節(jié)管前端內(nèi)底高程，以控制頂進高程，同時，測首節(jié)管后端內(nèi)底高程，以控制坡度。工作井內(nèi)應設置兩個水準點，以便閉合之用，經(jīng)常校核水準點，提高精度。 ④一個管段頂完后，應對中心和高程再作一次竣工測量，一個接口測一點，有錯口的測兩點。 糾偏： 當測量發(fā)現(xiàn)偏差在10～20mm 時，采用超挖糾偏法，即在偏向的反側(cè)適當超挖，在偏向側(cè)不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加頂力后，使偏差回歸。 當偏差大于20mm 時，采用千斤頂糾偏法，當超挖糾偏不起作用時，用小型千斤頂頂在管端偏向的反側(cè)內(nèi)管壁上，另一端斜撐在有墊板的管前土壁上，支頂牢固后，即可施加頂力。同時配合超挖糾偏法，邊頂邊支，直至使偏差回歸。 管前挖土要求 ①在道路和重要構(gòu)筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并隨挖隨頂。 ②在一般頂管地段，如土質(zhì)良好，可超挖管端300～500mm，在管周上面下面135 度范圍外允許超挖15mm，下面135 度范圍內(nèi)，不得超挖。、地面設備安裝 工作井施工期間，進行工作井上的設備安裝準備工作，包括砌筑工具頭系統(tǒng)的泥漿池磚墻及觸變泥漿系統(tǒng)的泥漿池磚墻、安裝泥水處理系統(tǒng)、安裝進泥漿的渣漿泵及管道系統(tǒng)、壓觸變泥漿的螺桿式泥漿泵及管道系統(tǒng)、安裝地面操作系統(tǒng)及操作系統(tǒng)的防雨棚、接好水電等工作。 工作井施工完畢后，可進行工作井下的設備安裝準備，包括穿墻位置止水密封橡膠的安裝、整體式頂進系統(tǒng)的安裝（千斤頂、導軌等）、出泥漿的渣漿泵及管道系統(tǒng)的安裝、測量系統(tǒng)的安裝。 安裝導軌： 先復核管道中心位置，采用裝配式輕型導軌，按軌距安放在砼基礎面上。二根軌道必須互相平行、等高，導軌面的中心標高按設計溝底標高設置，坡度與設計管道坡度相一致，工作坑的砼基礎面標高為溝底標高減去導軌的構(gòu)造高度和10mm以下調(diào)整的薄鐵板厚度。導軌定位后必須穩(wěn)固、正確，在頂進中承受各種負載時不位移、不變形、不沉降。