【正文】 土壓平衡頂管施工現(xiàn)場 施工工藝流程 圖 泥漿制備 出土、運土 測量、糾偏 卸管、接口安裝 進 洞 水泥漿置換 軸線高程測量 管段驗收 地面設(shè)備安裝 注漿材料準備 注 漿 測量放樣 放樣 復核 工作井接收井制作 工作井設(shè)備安裝 出洞準備 頂 進 注漿加固土體 頂管主要施工方法 測量控制網(wǎng)及井下測量平臺的建立 根據(jù)業(yè)主提供的測量控制點布置整個工程的控制網(wǎng)，在井周圍布設(shè)一個高精度的控制網(wǎng)，用以測放、檢查和修正工作井井區(qū)和井下的測量點，如軸線點、井下的測量起始點和后視點等。 測量平臺置于井下頂管軸線上，靠近后靠背處，通過控制網(wǎng)將頂管測量起始點測放其上， 并在井中布設(shè) 2～ 3 個穩(wěn)固的后視點，以便互相校核。起始點對頂管測量精度至關(guān)重要，故井下測量平臺要單獨設(shè)置，不與管道、設(shè)備、后靠背接觸，不受頂管操作影響，以保持其穩(wěn)定性。 178。直線 頂管軸線與標高控制 頂管方向與高程控制可直接用置于井下測量平臺起始點上的激光經(jīng)緯儀對頂管機上方的光靶即可。激光經(jīng)緯儀發(fā)射的激光束偏離光靶中心的距離，即頂管的偏差值，但方向相反。為消除頂管機旋轉(zhuǎn)而偏差值的顯示誤差，光靶設(shè)計為可調(diào)式，使其始終在頂管機的垂直中心線上，如圖所示。 頂管機可調(diào)式光靶結(jié)構(gòu)示意圖 頂 管出洞、進洞技術(shù) 頂管出洞 頂管出洞是指頂管機和第一節(jié)管子從工作井中破出洞口封門進入土中，開始正常頂管說明：旋轉(zhuǎn)指針懸掛在光靶盤上，始終指向垂直位置，松動調(diào)節(jié)螺母，可使光靶盤沿滑槽滑動，始終位于頂管機垂直中心線上。光靶盤光靶區(qū) 轉(zhuǎn)角區(qū)A旋轉(zhuǎn)指針 調(diào)節(jié)螺母連接桿光靶盤 滑槽A頂管機外殼滑槽螺栓A A墊片 前的過程，是頂管的關(guān)鍵工序，也是容易發(fā)生事故的工序。 本工程頂管軸線均在地下水位以下，頂管出洞前必須采取措施防止地下水滲入井內(nèi)。為此，頂管機出洞前，先在洞口外圍土體進行防滲注漿施工。同時，在洞口內(nèi)壁安裝出口器，出口器由內(nèi)徑略小于管節(jié)外徑的橡膠密封圈和內(nèi)徑略大于管節(jié)外徑的鋼法蘭組成。在洞口外側(cè)一定范圍內(nèi)打入一排鋼板樁，以支護土體。 頂管機頭在井內(nèi)管床就位，調(diào)試完畢，作好出洞的一切準備后，便可用氣割割除洞口內(nèi)的 鋼封門，將機頭穿進橡膠密封圈頂入土中，同時在機頭與洞口的縫隙中注滿膨潤土泥漿，以潤滑管道，支護土體。如果洞口外側(cè)有鋼板樁，則應在頂管機進入出口器后方可拔出。 頂管出洞對操作者要求也很高，這是因為出洞時頂管機未被土體包裹，處自由狀態(tài)，而使頂頭出洞的主千斤頂頂力是巨大的，因此，控制操作哪怕出現(xiàn)少量不均勻或土質(zhì)不均勻，使各千斤頂?shù)男谐滩坏?，也足以使頂頭和第一節(jié)管子偏離設(shè)計軸線。此時的土體難以對機頭產(chǎn)生較大反力，難以對機頭起到導向約束作用，故此時產(chǎn)生的偏差很難糾正，甚至是糾不過來的。因此，出洞頂進時一定要十分小心， 用激光經(jīng)緯儀隨時測量監(jiān)控，保證頂頭和第一節(jié)管子位置正確 。 采用上述洞口結(jié)構(gòu)和周密的操作技巧，可避免出洞這一關(guān)鍵工序中可能出現(xiàn)的諸多問題，確保頂管出洞萬無一失。頂管機下方兩側(cè)設(shè)有止退插銷，在頂管機出洞時，當千斤頂松開時應插入止退插銷，防止頂管機被土壓力向后推回。 頂管進洞 頂管進洞，是指一段管道頂完，頂管機破進洞口封門進入接收井，并作好頂管機后一節(jié)管與進洞口的密封聯(lián)接的過程。 頂管機進洞前也應對洞口外土體進行防滲注漿，并留有足夠的固化時間。頂管機進入加固土體并到達洞口外側(cè)時，割除鋼封門，將頂管機頂入接收井。 膨潤土泥漿減阻及置換 優(yōu)質(zhì)膨潤土泥漿具有良好的觸變性與潤滑性，將其壓到管外壁，包裹住管子，可大大減小管外壁與土壤間的摩阻力。若壓漿技術(shù)得當，壓漿管分布合理，膨潤土質(zhì)量好，摩阻力可大為降低。關(guān)于膨潤土泥漿拌制與壓漿，我公司有專門的技術(shù)操作規(guī)程（企業(yè)標準），可在本工程中應用。 注漿孔應合理分布，機頭及其后面 10 節(jié)管每節(jié)都設(shè)有注漿孔，使泥漿及時填充管壁與土間的全部空隙（機頭外徑比管節(jié)外徑大 20mm，故有空隙），其后逐步過渡到每 3 節(jié)管加設(shè)一節(jié)帶有注漿孔的管節(jié)，及時補漿，使全線管壁都包裹在泥漿套中。注漿管節(jié) 分為四 孔出漿的 A 型管和三孔出漿的 B 型管兩種，間隔布置。注漿管節(jié)分布如圖所示。 注漿管節(jié)分布及注漿口布置圖 頂力在控制值之內(nèi)十分重要。若頂力過大，會帶來一系列問題，各方面的控制都會困難，故膨潤土泥漿壓漿絕不可輕視。 每段頂完后，用摻入適量粉煤灰的水泥砂漿置換觸變泥漿，置換后管道上的注漿孔封閉嚴密，并將全部設(shè)備清洗干凈。 掘進及出土 頂進面前方的土體由頂管機前端刀盤上的合金刀齒切削，然后由螺旋輸送機將切削下來的土體送入頂管機后方的砂土泵土斗內(nèi)，經(jīng)沿管道內(nèi)鋪設(shè)的泵管泵送至地面，并卸入自卸汽車中，運至指 定棄土場排放。運土車運土時避免泄漏和遺撒。土的泵送速度要與頂管機的頂進出土速度相配，必要時土壤中可加入適量的水或泥漿，以方便泵送。泵管接頭處要注意防止壓力過大造成泄漏。 設(shè)備現(xiàn)場安裝 井下設(shè)備安裝包括出口器安裝、導軌安裝、千斤頂安裝、后背墻安裝及頂管機井下就位等，其中出口器安裝在“頂管出洞”已作介紹。 導軌安裝 標準管A管A、 B管 間隔,共 10節(jié)頂管機B管標準管A管 B管 導軌用型鋼和 P38 以上鋼軌制作，鋼軌焊于型鋼上，型鋼用螺栓緊固于鋼橫梁上，以便裝拆。鋼橫梁置于工作井底板上，并與底板上的預埋鐵板焊接，使整個導軌系統(tǒng)成為在使用中不會產(chǎn)生位移的、 牢固的整體。如圖所示。 導軌及千斤頂支架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖 導軌安裝在頂管中至關(guān)重要，其安裝精度甚至決定管道是否可頂好，故須達到如下要求： a) 兩導軌應順直、平行、等高，其縱坡應與管道設(shè)計坡度一致 b) 導軌軸線偏差≤ 3mm；頂面高差 0～＋ 3mm；兩軌間距177。 2mm。 千斤頂安裝 主頂站千斤頂固定在型鋼制作的千斤頂支架上，支架焊在井底的橫梁上，千斤頂著力點應在與水平直徑成 45176。的頂管圓周上，即與管道中心的垂線對稱，其合力的作用點在管道圓心上， 如上圖所示 。每個千斤頂?shù)目v線坡度應與管道設(shè)計坡度一致。 后背墻安裝 工作井雙向工作井，故選用周轉(zhuǎn)使用的裝配式后背墻， 如下圖所示 。后背墻用 20 號工字鋼焊成一堵墻，為頂管的反力提供一個垂直的受力面，正面焊一塊 4cm 厚鋼板，使各工字鋼受力更均勻。工字鋼墻的空隙中灌滿自密砼，形成一道由厚鋼板、工字鋼和砼組成的、牢固的、剛度很大的復合后背墻，承受千斤頂傳來的頂進反力。后背墻安裝無誤后，在后背墻與圓弧形井壁間澆筑砼，并墊一層 8cm 厚的木板，以使井壁受力均勻。 預埋鋼板工作井底板型鋼鋼橫梁連接螺栓立柱導軌 千斤頂托架千斤頂砼管節(jié) 裝配式后背墻結(jié)構(gòu)簡圖 頂管機下井 井下設(shè)備安裝完后，用汽車吊將經(jīng)保養(yǎng)、檢查、調(diào)試好的頂管機 吊下工作井，置于涂滿潤滑黃油的導軌上。因?qū)к壈惭b精度是嚴格控制的，故頂管機座上導軌就已準確定位。 井下設(shè)備和頂管機安裝完畢后，啟動油泵，伸縮千斤頂，檢查千斤頂與后背墻的配合，頂管機與出口器及分壓環(huán)的間隙等。準確無誤后即可開始出洞頂進。 頂管施工中可能出現(xiàn)的問題及采取的措施 頂管機旋轉(zhuǎn) 頂管機在頂進過程發(fā)生旋轉(zhuǎn)幾乎在每條頂管中都會出現(xiàn)，將影響管內(nèi)設(shè)備的使用，甚至使液體外溢等。控制旋轉(zhuǎn)的方法很多，本工程將采取兩 種措施： 一是頂管時控制刀盤的旋轉(zhuǎn)方向，將刀盤向機體旋轉(zhuǎn)的反向轉(zhuǎn)動，使頂管機受反向扭矩，從而糾正機體，頂進過程中，不斷正、反轉(zhuǎn)刀盤，頂管機的旋轉(zhuǎn)就可得到有效控制。 二是采取配重法，頂管機內(nèi)的設(shè)備布置注意了重量對稱分布，以防頂管機旋轉(zhuǎn)，但頂進中的機體旋轉(zhuǎn)仍常有發(fā)生，處理方法是在頂頭內(nèi)擺放配重，若頂管機左旋，即在機內(nèi)右側(cè)擺放配重，若右旋，配重就擺左邊，效果良好，因頂管機內(nèi)設(shè)備已考慮了重量對稱分布，故所用配重的數(shù)量較小，配重一般用廢鐵板、鋼筋等。 反向頂進洞口井壁木板厚8 0mm20工 字鋼焊接鋼板厚4 0mm 砼填充 焊縫砼填充 控制頂管機旋轉(zhuǎn)示意圖 此外，中繼站千斤頂稍微傾斜放置也是糾正管道旋轉(zhuǎn)的一種措施，此法僅作為備用保證措施。 管節(jié)接頭漏漿 管節(jié)接頭滲 漏很少出現(xiàn)，出現(xiàn)位置多在膨潤土壓漿孔處（因膨潤土泥漿壓漿壓力過大擠入管內(nèi)），施工中應予避免。萬一出現(xiàn)，可用專用止水鋼環(huán)止水（如下圖所示）。 管縫止水鋼環(huán)結(jié)構(gòu)圖 配重方法一 方法二大刀盤頂管機旋轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)螺紋拉桿肋環(huán)連接板止水鋼環(huán)螺母 肋板蓋板橡膠墊管壁 專用止水環(huán)用三片 120176。園弧鋼環(huán)組成，外貼止水橡膠片，之間用螺桿連接。擰緊螺母，圓環(huán)直徑會增大，使止水鋼環(huán)外橡膠片緊貼管縫，制止泥漿滲入，頂管結(jié)束時再作永久性止水處理。 地面沉降或隆起、穿越地面障礙物 本工程頂管線路需穿越房屋、道路等地面構(gòu)筑物，施工中如果不注意對地面構(gòu)筑的保護，不但會對構(gòu)筑物造成損壞，甚至于使頂管機無法正常工作，從而 造成更為嚴重的后果。另外一方面， 地面沉降或隆起值的大小，體現(xiàn)了頂管水平的高低。我公司直線頂管的沉降隆起值已可控制在不影響地面、地下結(jié)構(gòu)的水平。控制沉降與隆起的主要技術(shù)措施有： ⑴精心操作，控制挖土與頂進的量與速度，避免土體超挖和頂管機的過量擠進，使挖土與頂進始終處在動態(tài)平衡狀態(tài)。 ⑵量測每頂進 1m 所挖出的土的方量，進尺與挖土量相當，沉降隆起就可控制。 ⑶頂管穿建筑物前，必須使頂頭調(diào)至正位，并保養(yǎng)好機頭。穿建筑物頂管時，加密測量密度，控制好方向，避免在建筑物下作過大的糾偏操作（過大糾偏是地面沉降原因之一），并 且連續(xù)作業(yè)、一氣可成，機頭不得在建筑物下停滯，保養(yǎng)等。同時還要加強現(xiàn)場值班，現(xiàn)場資料分析與決策等管理工作，并加強對建筑物的沉降觀測，確保建筑物安全。 ⑷加強膨潤土泥漿壓漿。泥漿在頂管中起潤滑與支護雙重作用，在管外壁與土間始終充滿膨潤土泥漿，支護著管周土體不擠向管外壁，是減小沉降的措施之一。 ⑸在離管線較近的地表建筑物地段，防止地表沉降或隆起較大，而造成建筑物的損壞，我方將采取地表注漿措施施工。 ⑹在頂管施工覆土層較薄（小于 1 米）處，采用填土、壓路機壓高、壓厚處理。 管道頂進及糾偏 管內(nèi)的測量儀器采用 激光經(jīng)緯儀進行，施頂過程中，應勤測，每天 6— 8 次，檢查管道的偏差。管道的偏差是通過布置在機頭的四組糾偏千斤頂來進行調(diào)整，若機頭偏左，則千斤頂采用左伸右縮的調(diào)整方法，反之亦然。施工時應嚴格控制管頭走向，隨時糾偏，控制好管道的線型，另外，在頂管中還可采用挖土校正法、強制校正來對特殊情況進行糾偏處理。 管道頂進注意事項 螺栓聯(lián)結(jié)橡膠止水環(huán)及安放軌道，一定要確保安放精度，保證軸線和標高的誤差在 +5mm 以內(nèi)； 管道作業(yè)井內(nèi)嚴禁使用明火和抽煙，以防止可能產(chǎn)生的沼氣等可燃性氣體被引燃 爆炸； 保證頂管的 質(zhì)量，要做到勤頂、勤測量、勤出土、勤糾偏，切忌悶頂； 在頂管頂進過程之前要開挖管線樣槽，詳細了解地下管線及障礙物，作到心里有數(shù)，必要時可通過曲線頂進方式繞過障礙物 。 監(jiān)測 為防止管道頂進對地表構(gòu)筑物產(chǎn)生影響，施工中須對經(jīng)過沿線的建筑物進行監(jiān)測。以便及時采取有效措施。 正在頂進之前，在頂進軸線上每隔 10m 設(shè)置一個沉降觀測點，另外在可能會造成破壞的建筑物墻角下也設(shè)置沉降觀測點，定期進行水準測量，一般每天測量兩次，特殊情況下應增加測量次數(shù)。 由于頂管隨著管道頂進距離的加長，頂力也隨 之增加。管道能夠承受的頂力是有一定范圍的，再者沉井的后坐力也不能無限制增加，為解決長距離頂管所出現(xiàn)的頂力過大問題。采用中繼間接力頂進很好的解決了長距離頂進阻力過大問題。 中繼間頂進原理就是通過中繼油缸和泵站將長距離頂管分解成若干個階段，在主頂泵站和后面的油缸都處于施力狀態(tài)的條件下，首先頂進靠近頂管機的第一個中繼站。頂進一段距離后（一般為 3050cm），收回該中繼站的油缸，再通過第二個中繼站頂進。依次類推逐段向前頂進。通過中繼站的接力，將頂力分解為若干段，以達到減小頂力和防止地面隆起的作用。 本工程 中繼站采用 50 液壓千斤頂配油泵組成，千斤頂一次性最長頂進距離為 50cm。 施工進度計劃及保證措施 本工程 DN1000 砼頂管 363m。 施工進度計劃見施工進度計劃網(wǎng)絡(luò)圖 保證措施 (1) 頂管施工為本工程的關(guān)鍵線路和施工控制難點和重點，因此施工時應重點加以控制， (2) 首先配備足夠數(shù)量的頂管機，并保證設(shè)備處于良好狀態(tài)，本工程選用土壓平衡頂管機，為保證工期，選用 d1800 土壓平衡頂管機 1 套。 (3) 配備熟練得操作人員施工，較少人的因素影響施工 211089 總體控制和管理見第五 章質(zhì)量控制和保證措施 本工程頂管一次性頂進距離較長，并且有曲線頂管，因此施工時頂管的糾偏控制是工程技術(shù)質(zhì)量控制和管理的