【正文】 業(yè)，均由機(jī)頭操作工程師完成，與其他人員關(guān)系較小，屬中央控制型，容易保證頂管質(zhì)量。（3）主要配套設(shè)備的組成及功能簡(jiǎn)述①主頂系統(tǒng)由2 中國(guó)人民2000Kn 的油缸、油缸支架及主頂液壓控制臺(tái)組成，總頂力4000kN,，無(wú)極調(diào)速并顯示即時(shí)頂速。啟動(dòng)和停止由電氣系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制。②泥水系統(tǒng)以一定水壓，流量的水流，稀釋、攪拌泥水倉(cāng)中的泥漿，并將泥漿帶至地面沉淀池，該水池的水壓比地下水略高，以確保切削面土層無(wú)水土流失。水壓在225m 范圍內(nèi)可預(yù)調(diào)，管道、閥門及泵均勻Dg100mm系統(tǒng)。③電氣控制系統(tǒng)供應(yīng)全部設(shè)備的電能，控制、監(jiān)視設(shè)備的的頂速、壓力、流量等工況，與頂管機(jī)頭操作員通話，除機(jī)頭外的所有設(shè)備均由電液控制臺(tái)完成操作。④觸變泥漿系統(tǒng)長(zhǎng)距離頂管施工中，采用泥漿減阻技術(shù)可有效降低管外壁與土體的摩阻力，大大提高頂管工作效率。壓漿泵采用無(wú)壓力脈動(dòng)的奈莫型螺桿泵， 無(wú)級(jí)變速調(diào)整壓力、流量。閥門、管路均為Dg32系統(tǒng)。⑤中繼接力環(huán)一般安置在頂力接近許用頂力的60%——80%的管節(jié)后，中繼接力環(huán)的采用，使頂管工程的一次頂進(jìn)長(zhǎng)度不受限制，中繼接力環(huán)在長(zhǎng)距離頂管中是除頂管掘進(jìn)機(jī)外最關(guān)鍵的設(shè)備。中繼環(huán)采用兩段無(wú)鉸的殼體形式，前后殼體間安置兩道D 型橡膠止水閥，防止環(huán)外泥水滲入。頂力可達(dá)4000kN，各中繼環(huán)由電氣裝置順序控制其開啟、停止，整個(gè)系統(tǒng)可控制10 套中繼環(huán)，保證500m 頂程的聯(lián)動(dòng)操作。(略)⑥通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)主要是地面與管道的通信，該系統(tǒng)由一部20 路的普通電話交換機(jī)和普通電話組成，采用普通市網(wǎng)電話的供電和脈沖方式工作，接入市話網(wǎng)即可與合肥市市話聯(lián)網(wǎng)通話。該分機(jī)系統(tǒng)即可在分機(jī)內(nèi)部進(jìn)行互不干擾的通信，又可在主機(jī)的控制下與各分機(jī)同時(shí)通話。該系統(tǒng)的各部電話安裝在機(jī)頭、中繼間、地面控制間內(nèi)。⑦承力鋼構(gòu)件承力鋼構(gòu)件包括：基坑導(dǎo)軌、頂鐵、承壓壁等以下分別敘述。A、基坑導(dǎo)軌基坑導(dǎo)軌是安裝在工作坑內(nèi)為管子出洞時(shí)提供一個(gè)基準(zhǔn)的設(shè)備，頂管施工中常常有出洞正常了，頂管施工的一半就正常了的說(shuō)法，尤其是鋼管頂進(jìn)時(shí)，鋼管的剛笥大、糾偏不易，出洞自然就必須更加謹(jǐn)慎，而且導(dǎo)軌在鋼管頂進(jìn)施工時(shí)，管節(jié)還需在導(dǎo)軌的支撐下進(jìn)行施焊對(duì)接，可見導(dǎo)軌之重要。為保證鋼管頂進(jìn)時(shí)不將管道的外防腐磨損，頂進(jìn)鋼管時(shí)的導(dǎo)軌必須使用滾輪支架。導(dǎo)軌本身必須具備堅(jiān)固、挺直，管節(jié)壓上去及頂進(jìn)受力時(shí)不變形等特性。鋼管頂進(jìn)考慮管節(jié)擱在導(dǎo)軌上的圓心角在600 左右。管節(jié)一般支撐在滾輪上。鋼管管節(jié)需要在井底焊接成為管道，因此支撐點(diǎn)應(yīng)留出焊接位置，支撐點(diǎn)距地面應(yīng)有7580cm 焊接空間。B、頂鐵頂鐵可分成環(huán)形頂鐵和中間頂鐵兩類。環(huán)形頂鐵通常是一個(gè)內(nèi)徑較小、外徑與鋼管相同的，有一定厚度的鋼結(jié)構(gòu)件，主要作用是把兩只主頂油缸的兩個(gè)點(diǎn)的推力，分布在被頂鋼管的圓周上，使鋼管受力均勻并保護(hù)管節(jié)的端面。中間頂鐵是由于通常需頂進(jìn)管節(jié)的長(zhǎng)度大于主千斤頂?shù)纳斐鲩L(zhǎng)度，主千斤頂頂進(jìn)伸出完畢后縮回，加上中間頂鐵后方可繼續(xù)推進(jìn)至能夠?qū)酉乱还芄?jié)的長(zhǎng)度，起延伸主千斤頂推力的作用，同時(shí)也將幾個(gè)點(diǎn)的主推力傳向環(huán)形頂鐵。由于頂管掘進(jìn)機(jī)使用泥水法輸送挖掘面土壤，故中間頂鐵應(yīng)選用馬蹄形形式。C、承壓壁承壓壁是指工作井后部，安裝在沉井后座墻與主千斤頂之間的鋼結(jié)構(gòu)件。它的作用是主千斤頂產(chǎn)生的集中在幾個(gè)點(diǎn)上的巨大推力的反力，均勻地分布在沉井的后座墻上，因此承壓壁必須有足夠的剛度。它通常采用整體的結(jié)構(gòu)。 頂進(jìn)施工工工藝在工作井內(nèi)的頂進(jìn)軸線后方，按需要對(duì)稱布置若干只主千斤頂，將需敷設(shè)的管節(jié)，放在千斤頂前面的導(dǎo)軌上，主千斤頂推進(jìn)時(shí)，以機(jī)頭開路將管節(jié)壓入土中，與頂進(jìn)相配合，刀盤將切入泥倉(cāng)的土體攪拌成泥漿后，通過(guò)管道送出井外。一根管節(jié)被壓入土中后，吊入下一管節(jié)連接，繼續(xù)頂進(jìn)，反復(fù)循環(huán)頂進(jìn)至預(yù)定長(zhǎng)度，管道敷設(shè)完成，頂管施工工藝原理圖如下圖所示。 頂進(jìn)施工工藝原理圖(略)（2）頂進(jìn)施工分設(shè)備安裝和頂進(jìn)作業(yè)兩部分。①設(shè)備安裝：整套頂管機(jī)械由頂管機(jī)頭（含、糾偏系統(tǒng)）、主千斤頂系統(tǒng)、進(jìn)排泥系統(tǒng)、觸變泥漿系統(tǒng)、承力鋼構(gòu)件組成。安裝分井內(nèi)、井外兩部分。設(shè)備安裝工藝流程框圖如下圖示②頂進(jìn)施工作業(yè)流程：工作井至大堤邊的頂進(jìn)施工工藝流程框圖如下圖示：取水泵房至工作井段頂管重復(fù)上述操作，管道機(jī)頭從取頭泵房頂進(jìn)工作井，機(jī)頭直接從工作井內(nèi)吊出。（3）正常頂進(jìn)施工的技術(shù)措施①頂進(jìn)前準(zhǔn)備階段a、在指定的工作區(qū)域內(nèi)，合理布置施工場(chǎng)地，安排好出土運(yùn)輸、起重機(jī)、注漿系統(tǒng)的位置。b、管節(jié)堆放處應(yīng)事先清理平整，管節(jié)堆碼應(yīng)排列整齊，在堆放管節(jié)時(shí)須用專用吊具，吊放運(yùn)作應(yīng)平穩(wěn)，就位后立即用三角木墊實(shí)。c、每批管節(jié)到工地后，應(yīng)會(huì)同工程師或其代表逐節(jié)檢查管節(jié)質(zhì)量。管口圓度、端面平行度、垂直度；管內(nèi)、外防腐情況。對(duì)質(zhì)量有問(wèn)題的管節(jié)做好標(biāo)記，通知廠方及時(shí)更換。②頂管設(shè)備就位、安裝、調(diào)試a、安裝導(dǎo)軌鋼管頂管必須使用裝配式滾輪支架作為導(dǎo)軌，導(dǎo)軌安放在混凝土基礎(chǔ)面上，導(dǎo)軌定位安裝后必須穩(wěn)固，標(biāo)高、位置正確，在頂進(jìn)中承受各種負(fù)載時(shí)不移位，不變形，不沉降。導(dǎo)軌安放前，應(yīng)先復(fù)核管道中心位置。滾輪與管道接觸位置的平行度、等高等參數(shù)由制作時(shí)保證，但在安裝時(shí)必須復(fù)核。滾輪接觸鋼管位置的標(biāo)高應(yīng)按管道設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整，在頂進(jìn)中應(yīng)經(jīng)常復(fù)核調(diào)整，確保頂進(jìn)軸線的精度。導(dǎo)軌設(shè)置坡度與設(shè)計(jì)軸線相同。頂進(jìn)工作坑的混凝土底面的標(biāo)高應(yīng)為溝底標(biāo)高減去滾輪支架的構(gòu)造高度（約780mm）和10mm 左右調(diào)整鋼板的厚度。本工程設(shè)計(jì)的管道標(biāo)高距井底板的標(biāo)高遠(yuǎn)大于所需的設(shè)計(jì)標(biāo)高，應(yīng)使用工字鋼制作支架支撐。導(dǎo)軌的兩條滾輪接觸線與管節(jié)中心的夾角應(yīng)為60176。，由制作和軌道調(diào)整共同保證。b、設(shè)置承壓壁（后靠背）承壓壁應(yīng)承受和分散傳遞全部頂力，必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，本工程承壓壁的設(shè)計(jì)的承壓能力為15000kN。工作井在作承壓壁時(shí)，為使承壓壁受力均勻，在承壓壁與井壁間澆筑找平的混凝土砂漿，砂漿強(qiáng)度宜在100左右。承壓壁的平面必須與頂進(jìn)軸線相垂直，在頂進(jìn)中隨時(shí)檢查，如有發(fā)現(xiàn)傾斜，則必須重新布置，以保證安全。c、安裝主頂設(shè)備主頂設(shè)備是指安裝在承壓壁前方，使頂管掘進(jìn)機(jī)和鋼管管節(jié)向軸線方向頂進(jìn)的加力組合裝置。千斤頂支架、組合式滾輪支架與主千斤頂、管節(jié)間的安裝關(guān)系如下圖示。頂進(jìn)時(shí)可在組合千斤頂架上安裝4 只主千斤頂。數(shù)臺(tái)千斤頂應(yīng)共同作用，規(guī)格一致，行程同步，每臺(tái)千斤頂?shù)氖褂脡毫Σ淮笥陬~定壓力，油路必須并聯(lián)，每臺(tái)千斤頂均備有獨(dú)立的控制閥，千斤頂伸出的最大行程應(yīng)小于油缸行程的10cm 左右。油泵站設(shè)置在距離主千斤頂?shù)慕帲吐钒惭b應(yīng)順直，減少轉(zhuǎn)角，接頭不漏油，油泵站應(yīng)在井口操作間內(nèi)工作。油泵的最大工作壓力不大于32MPa，應(yīng)檢查限壓閥、溢流閥和壓力表等指示保護(hù)裝置，安裝完畢后必須進(jìn)行試車，在頂進(jìn)中應(yīng)定時(shí)檢查維護(hù)。環(huán)形頂鐵外徑必須與管道直徑一致，利用環(huán)的外部推動(dòng)管節(jié)，為增加強(qiáng)度，剛度，可增加厚度和向內(nèi)徑方向的尺寸。馬蹄形頂鐵必須符合要求，剛度大，受力后不變形，相鄰面垂直，排列不扭曲，不脫焊，與導(dǎo)軌的接觸面必須平整。千斤頂布置及滾輪支架圖（略）d、頂管掘進(jìn)機(jī)的安裝頂管機(jī)的尺寸和結(jié)構(gòu)應(yīng)符合要求，在地面上對(duì)整機(jī)應(yīng)作詳細(xì)檢查。起重設(shè)備根據(jù)掘進(jìn)機(jī)重量選擇500kN 的汽車起重機(jī)，起吊前將鋼絲繩試放到井內(nèi)，確保鋼絲繩夠長(zhǎng)度。起吊中應(yīng)使用專用吊具，保證平穩(wěn)、緩慢、嚴(yán)禁沖擊、碰撞，并由專人指揮。掘進(jìn)機(jī)安放在導(dǎo)軌上后，測(cè)定前后端的中心方向偏差和相對(duì)高差，做好記錄。調(diào)整后應(yīng)使掘進(jìn)機(jī)機(jī)體與各組滾輪均接觸密實(shí)，滾輪的受力均勻。對(duì)掘進(jìn)機(jī)的電路、水路、油路、注漿管路和操縱設(shè)備進(jìn)行逐一連接，各部件連接牢固，無(wú)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，對(duì)各部分分別調(diào)試并進(jìn)行全面的試運(yùn)行。③頂管出沿口密封的技術(shù)措施頂管過(guò)程中，管子從工作井出洞時(shí)，管道外壁與洞口之間都必須預(yù)留一定的間隙。如果該間隙不能夠采取有效的密封措施，地下水和泥沙就會(huì)從該間隙中流到工作井中。本工程中管道埋深10m 左右，地下水豐富且受長(zhǎng)江水補(bǔ)給、卵礫石土體在強(qiáng)大的土壓、水壓作用下將會(huì)自預(yù)留的間隙中噴出，洞口處理措施不得當(dāng)勢(shì)必會(huì)發(fā)生事故，因此必須有可靠的技術(shù)措施。a、洞口止水圈的設(shè)計(jì)本工程管道埋深大、土層的滲透系數(shù)大，因此管道在頂進(jìn)時(shí)洞口的密封必須可靠。在洞口密封構(gòu)造上，采用密封橡膠圈加可充氣應(yīng)急膠圈的雙層密封結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：頂管過(guò)程中充氣密封圈是不工作的，如果主橡膠密封圈因磨擦損壞導(dǎo)致密封失效，高壓地下水涌入井內(nèi)的危急情況下，使用打氣泵給充氣應(yīng)急膠圈充氣，及時(shí)控制漏水，在安全狀態(tài)下處理或更換新密封圈。出洞口密封示意圖如下圖示：（略）洞口密封圈對(duì)橡膠的質(zhì)量要求均很高，具體技術(shù)指標(biāo)見下表：密封圈物理性能項(xiàng)目單位指標(biāo)硬度（邵爾氏）度50177。5抗張強(qiáng)度MPa≥14扯斷伸長(zhǎng)率%≥450壓縮永久變形%≤20接頭扯斷強(qiáng)度MPa≥10b、洞口加固措施本工程出洞口位于地下10m，地層為液泥粉質(zhì)粘土與粉細(xì)砂互層，滲透系數(shù)大，地下水豐富且受長(zhǎng)江水補(bǔ)給，地層難以成拱，這就給掘進(jìn)機(jī)出洞帶來(lái)了很大困難。仔細(xì)研究地層情況可以發(fā)現(xiàn)：該地層的滲透系數(shù)大，適宜采用壓密注漿的施工方法，對(duì)洞口的土體進(jìn)行膠結(jié)加固，只需采用水泥加超細(xì)粉煤灰的普通漿液，用試驗(yàn)法合理選擇配合比后，即可加固預(yù)定范圍的土體，使洞口處土體短時(shí)間能夠自立。具體施工方法為：在沉井施工時(shí)即將Dg50 的注漿預(yù)留管埋入井壁，注漿預(yù)留管的接近井外壁的一頭用軟木塞封堵，井內(nèi)壁的一頭用普通管堵封堵。注漿時(shí)將管堵找出擰下，使用Dg25 的注漿管連同“錐帽”、與Dg50 管子的密封裝置一起安裝， 再稍稍后拔，使“錐帽”與首節(jié)注漿管脫開， 的壓力由注漿管的頭部擠出，壓力土中固化。漿液注入一定量（計(jì)算值）后，再次壓注反復(fù)循環(huán)至最后拔出。注漿順序是由中心向四周進(jìn)行。注漿也可以按正常加固土體的方式，由上面直接用鉆機(jī)打孔壓密注漿，無(wú)論何種施工方法，加固土體的范圍都是：高寬深=555m。c、掘進(jìn)機(jī)出洞時(shí)防止回退的措施本工程覆土深，地下水壓力大，出洞初期還必須防止掘進(jìn)機(jī)及前幾米管節(jié)往后退的情況發(fā)生，這種情況是全封閉掘進(jìn)機(jī)的挖掘斷面上承受地下水壓力及主動(dòng)土壓力造成的，這時(shí)地下水壓力、主動(dòng)土壓力之和大于鋼管的周邊摩阻力，當(dāng)主千斤頂?shù)耐屏Τ废缶蜻M(jìn)機(jī)就后退。這種情況發(fā)生后，掘進(jìn)機(jī)前方的土體會(huì)發(fā)生不規(guī)則的坍塌。在難以成拱的土層中，土體延滑裂面坍落，上部土體擾動(dòng)后土壓力變小，掘進(jìn)機(jī)再次頂進(jìn)時(shí)，將向偏向壓力較小的一側(cè)，極易向上爬高，洞口止方也不安全。經(jīng)驗(yàn)說(shuō)膽頂管掘進(jìn)機(jī)在出洞時(shí)受到的地下水壓力遠(yuǎn)大于主動(dòng)土壓力， 的水頭壓力，計(jì)算可知掘進(jìn)機(jī)的向后退回的力量達(dá)908kN。按照管節(jié)外壁與土體磨擦力4KN/㎡計(jì)算，需頂入21m 管節(jié)的后退力才會(huì)被克服。由于鋼管管道連接、焊接時(shí)間達(dá)10 小時(shí)以上，因此出洞的臨時(shí)防退措施必須周密。本工程中水土壓力較大，應(yīng)使用鋼拉板直接焊接止退。④正常頂進(jìn)時(shí)的技術(shù)措施a、準(zhǔn)備好空壓機(jī)、風(fēng)鎬，鑿碎磚封門，將機(jī)頭頂入洞口后下設(shè)備段。連接油管，電纜及泥水管后頂進(jìn)。b、分析頂進(jìn)速度，頂力，機(jī)頭土倉(cāng)內(nèi)的土體側(cè)壓力，刀盤扭矩等參數(shù)，頂進(jìn)速度應(yīng)根據(jù)機(jī)頭土倉(cāng)內(nèi)土壓的大小確定，嚴(yán)格根據(jù)預(yù)定的土倉(cāng)土壓，刀盤扭矩頂進(jìn)，禁止機(jī)頭超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。c、頂進(jìn)中的測(cè)量和糾偏測(cè)量：將地面上的各點(diǎn)坐標(biāo)、高程引入井下后，頂進(jìn)管道水平、高程的編差均由激光經(jīng)緯儀測(cè)定，儀器固定在沉井的底板上，計(jì)算機(jī)控制的激光接收靶固定在機(jī)頭前端，坐標(biāo)中心在掘進(jìn)機(jī)的中軸線上。頂進(jìn)時(shí)激光經(jīng)緯儀常開啟，機(jī)頭操作人員通過(guò)觀察計(jì)算機(jī)顯示屏幕上的激光光斑移動(dòng)數(shù)據(jù)及頂進(jìn)的長(zhǎng)度，分析偏差發(fā)展趨勢(shì)，確定應(yīng)采取的糾偏方法。激光經(jīng)緯儀必須按規(guī)定的頂進(jìn)長(zhǎng)度或測(cè)量時(shí)間進(jìn)行高程、水平方向校正，高程方向也可使用連通器在頂進(jìn)中隨時(shí)校正。糾偏：鋼管頂管的糾偏分兩種情況。一是鋼管在初始頂進(jìn)時(shí)的糾偏；鋼管頂管與混凝土頂管的最大區(qū)別，在于鋼管的接頭是焊接的剛性大，混凝土管節(jié)的接口是柔性的，在頂進(jìn)中利用掘進(jìn)機(jī)容易糾偏。這些特點(diǎn)帶來(lái)了頂鋼管糾偏的利弊，有利的一面是，如果在頂進(jìn)初期就掌握好頂進(jìn)的方向，在以后頂進(jìn)管子時(shí)，就不易產(chǎn)生較大的偏差，可使管道頂進(jìn)順利，并且因?yàn)殇摴艿捻樦焙湍ψ柘禂?shù)小，阻力也較小。不利的方面是，如果頂進(jìn)初期沒(méi)能掌握好方向，管道就不容易糾正過(guò)來(lái)，如果糾的過(guò)猛，還會(huì)出現(xiàn)管子變形甚至接口脫焊等嚴(yán)重問(wèn)題。因此鋼管的初期頂進(jìn)糾偏技術(shù)，在本次頂管是顯得尤其重要。初期頂進(jìn)時(shí)除在安裝導(dǎo)軌、出洞時(shí)應(yīng)嚴(yán)格注意外，鋼管在頂出洞口的515m 內(nèi)，利用鋼管剛性大的特點(diǎn)，使用主千斤頂施加偏心頂力的糾偏技術(shù)，是常用的方法。此時(shí)要十分嚴(yán)格地控制掘進(jìn)機(jī)出洞時(shí)的頂速，克服急躁情緒，頂速應(yīng)控制在1015mm/min 范圍內(nèi)，留出充足的時(shí)間慢慢找出偏心頂力糾偏的最佳頂力，保證一次出洞順直。鋼管在頂進(jìn)中的糾偏，最大的應(yīng)力集中部位是掘進(jìn)機(jī)焊接的第一根鋼管的接口處，為保證在正常預(yù)進(jìn)中的糾偏操作，我們將緊隨機(jī)頭尾部的一節(jié)鋼管管節(jié)，制作成2m 一節(jié)，接口改為內(nèi)法蘭加厚橡膠板螺栓連接，使這節(jié)鋼管的兩個(gè)接口剛?cè)嵯酀?jì)，糾偏時(shí)有個(gè)過(guò)渡區(qū)域，從而使整體性好的鋼管在糾偏時(shí)有較好的靈活性。鋼管頂進(jìn)中的糾偏，應(yīng)突出勤糾、緩糾的原則，勤糾是指對(duì)掘進(jìn)機(jī)的方向要勤觀察、勤記錄，發(fā)現(xiàn)微小的偏差，就要采取糾偏措施。緩糾是指用小的糾偏角度，使頂進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)在較長(zhǎng)的一段頂程內(nèi)緩慢回歸到設(shè)計(jì)軸線的位置。正常頂進(jìn)中可采用“校正”、“恢復(fù)”兩種方式。“校正”方式是根據(jù)機(jī)頭軸線與設(shè)計(jì)中心線之間夾角大小，確定是否需要采取糾偏措施。采用“校正”方式時(shí)，176?！盎謴?fù)”方式是由機(jī)頭位置與設(shè)計(jì)中心線的累計(jì)偏差量，確定是否需要采取糾偏措施，176。d、觸變泥漿潤(rùn)滑注漿要使注入的漿液隨著管道頂進(jìn)，形成完整的初始漿套，并且每頂進(jìn)一定的距離應(yīng)能夠得到補(bǔ)充。注漿孔的形式、布置的位置，注漿泵的選用和注漿的壓力有關(guān)。注漿孔的形式：本工程使用鋼管頂進(jìn)，為確保注入的漿液能夠形成完整的環(huán)狀，然后再擠出管壁形成初始泥漿套，鋼管管身上的注漿孔應(yīng)具備如下的結(jié)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的注漿孔是在鋼管制造工場(chǎng)，制作鋼管管節(jié)時(shí)，先期在每節(jié)鋼管（鋼管長(zhǎng)度10m）的前端，制作出下