【正文】 除土，避免沉井發(fā)生偏斜。 (2)下沉中隨時(shí)掌握土層變化情況，分析和檢驗(yàn)土壤阻力與沉井重量的關(guān)系，控制其除土部位及除土量，使沉井平衡地下沉。 泥水平衡頂管施工專項(xiàng)方案 29 (3)下沉過(guò)程中，應(yīng)做好標(biāo)高、下沉量、傾斜和位移的測(cè)量工作、隨時(shí)注意糾正沉井的偏斜。 (4)沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上 2m 前，控制井內(nèi)除土量，注意調(diào)平沉井，防止因除土量過(guò)大及除土不均，而使沉井突然大量下沉并產(chǎn)生較大的偏斜，增加準(zhǔn)確下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高的困難。 (5)在沉井開(kāi)始下沉前，在其周圍構(gòu)筑物及地面設(shè)置一定數(shù)量的沉降、位移觀察點(diǎn)，隨時(shí)觀測(cè)沉井周圍地面的塌陷、開(kāi)裂情況和構(gòu)筑物沉陷、位移的情況，以便迅速采取措施，確保附近設(shè)施的安全。 施工偏差的處理 由于工作井和接收井是本頂管工程的基礎(chǔ)，因此在沉井施工過(guò)程中一定要加強(qiáng)控制，確保沉井準(zhǔn)確下沉到位，并且要制定盡可能詳細(xì)的處理措施，為施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題做好準(zhǔn)備工作。 (1)傾斜處理 沉井下沉過(guò)程中傾斜率要控制在 1/150～ 1/200，超過(guò) 1/200 時(shí)就要進(jìn)行糾偏，糾偏方法是在傾斜的相反一側(cè)刃腳偏除土，在井壁外側(cè)射水沖刷，井頂施加水平力予以糾偏。 (2)水平位移處理 糾正位移時(shí)，可先有意偏除土使沉井向偏位的方向傾斜，然后沿傾斜的方向下沉，直至沉井底面中心與設(shè)計(jì)中心位置相合或接近時(shí)，再將傾斜糾正或糾至向相反方向傾斜一些，最后調(diào)整至使傾斜和位移都在容許偏差范圍內(nèi)為止。 (3)沉井位置扭轉(zhuǎn)的糾正 在兩對(duì)角偏除土，在另兩對(duì)角偏填土，借助于刃腳下不相等的土壓形成的扭矩使沉井在下沉過(guò)程中逐漸糾正其位 置。 沉井下沉中特殊情況的處理 沉井突沉的處理 為了確保施工順利進(jìn)行，防止由于挖土過(guò)快或地質(zhì)驟變等使下沉失控，產(chǎn)生突沉，在施工前一定要對(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地考察，詳細(xì)了解土質(zhì)情況，做到心中有數(shù)。在下沉過(guò)程中如遇到突沉采取如下處理措施： ①沉井下沉速度過(guò)快時(shí)，首先要放慢挖土速度，始終保持刃腳以上有較厚的土，使井壁內(nèi)側(cè)亦承受一定的摩阻力，刃腳下土的阻力和井壁內(nèi)、外側(cè)摩阻力之和與沉井自重處于極限平衡狀態(tài)，沉井徐徐“穿刺”下沉。 ②采用井壁外回填，以增強(qiáng)井壁外摩阻力。 泥水平衡頂管施工專項(xiàng)方案 30 超沉的處理 ①在刃腳處回 填土，墊加石塊，增加阻力。 ②向井內(nèi)灌水，增加沉井所受的浮力。 (3)遇障礙物的處理 沉井下沉發(fā)現(xiàn)障礙物，應(yīng)立即停止下沉，根據(jù)障礙物的性質(zhì)、大小、位置等情況決定處理辦法。刃腳下如遇較小的孤石，可將四周土掏空后取出；較大孤石，可用風(fēng)動(dòng)工具破成小塊后取出。 質(zhì)量要求 沉井施工質(zhì)量按國(guó)優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)確保優(yōu)良，質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)如表所示： 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)表 第二節(jié) 施工工藝流程 一 、泥水平衡式頂管 泥水平衡頂管工藝基本原理：泥水平衡頂管工藝基本原理是將已調(diào)成一定濃度和比重的泥水，通過(guò)送泥水系統(tǒng)送至頂管機(jī)頭前挖掘面處，泥水在挖掘面上形成一層不透水的泥膜，可阻止泥水向挖掘面里面滲透，同時(shí)調(diào)節(jié)泥水壓力來(lái)平衡地下水壓力和土壓力，達(dá)到穩(wěn)定挖掘面的目的；頂管機(jī)頭前進(jìn)的同時(shí)刀盤(pán)切削土體，被切削下來(lái)的殘土與泥水充分拌沉 井 制 作 質(zhì) 量 項(xiàng)目 允許偏差 長(zhǎng)度 177。 %且≤ 100mm 寬度 177。 %且≤ 100mm 對(duì)角線差 對(duì)角線長(zhǎng) 1% 井壁厚度 177。 15mm 井壁垂直度 1% 預(yù)埋件、預(yù)留孔位移 177。 20mm 下 沉 后 質(zhì) 量 刃腳平均標(biāo)高 100mm 水平位移 ＜下沉總深度的 1% 任意兩角高差 ＜兩角水平距離 1% 且＜ 300mm 泥水平衡頂管施工專項(xiàng)方案 31 和后，由排泥系統(tǒng)輸送至地面泥水分離設(shè)備進(jìn)行處理，分離出的殘土被運(yùn)走，泥水再送入送水系統(tǒng)循環(huán)使用。 在掘進(jìn)過(guò)程中，采用了激光導(dǎo)向控制系統(tǒng)。位于工作后方的激光經(jīng)緯儀發(fā)出激光束，調(diào)整好所需的標(biāo)高及方向位置后，對(duì)準(zhǔn)掘進(jìn)機(jī)內(nèi)的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到機(jī)內(nèi)攝像機(jī)的影像內(nèi)，并輸送到挖掘系統(tǒng)的電腦顯示屏內(nèi)。操作者可以根據(jù)需要開(kāi)啟位于掘進(jìn)機(jī)內(nèi)置式油缸進(jìn)行伸縮，為達(dá)到糾偏的目的，調(diào)整切削部分頭部上下左右高度。 當(dāng)工作井完成以后，經(jīng)調(diào)試完畢的液壓系統(tǒng)，頂管掘進(jìn)機(jī)便通過(guò)運(yùn)輸至工地，并安裝就位至導(dǎo)軌上，微型掘進(jìn)設(shè)備還包括，操縱室和遙控臺(tái)、液壓動(dòng)力站、后方主頂、泥水循環(huán)裝置，激光定位裝置，減摩劑攪拌 注入裝置，泥水處理裝置；其他輔助裝置包括起重機(jī)，發(fā)電機(jī)、卡車、電焊機(jī)等。 泥水平衡式頂管突出的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）適用的土質(zhì)范圍比較廣，如在地下水壓力很高，以及變化范圍很大的條件下，它都適用。 （ 2）可有效地保持挖掘面的穩(wěn)定，對(duì)所頂管子周圍的土體擾動(dòng)比較小，因而由頂管引起的地面沉降較小。 （ 3）與其他類型的頂管比較，泥水頂管施工時(shí)的總推力比較小，尤其在粘土層這種表現(xiàn)得更為突出，所以特別適用于長(zhǎng)距離頂管。 （ 4）工作坑內(nèi)的作業(yè)環(huán)境較好，作業(yè)比較安全，由于它采用泥水管道，輸送棄土，不存在吊土，搬運(yùn)等危險(xiǎn)的作業(yè)。 （ 5）泥水輸送棄土為連續(xù)作業(yè)，因此進(jìn)度比較快。 泥水平衡頂管施工專項(xiàng)方案 32 主要設(shè)備參數(shù) ： 本工程使用的主要設(shè)備 直徑 1200 mm 泥水平衡偏壓破碎型頂管機(jī)。主要參數(shù)如下： 1．尺寸 內(nèi)徑（ mm）： 1200 外徑（ mm）： 1460 全長(zhǎng)（ mm）： 3600 重量（ T）： 2．切削刀盤(pán) 電機(jī)功率（ KW） ： 30 轉(zhuǎn)速 (rpm)： 可破碎礫石最大直徑 (mm)： 50 3．糾偏油缸 數(shù)量（個(gè)）： 4 每個(gè)推力（ KN）： 63 糾偏角度：上下 176。 , 左右 176。 4．液壓站（ KW）： 3 頂力（ T） ： 100179。 2 行程（ MM）： 1500 5．泥水系統(tǒng) 排泥泵（ KW） ： 22 送泥泵（ KW） ： 22 6．測(cè)量系統(tǒng)：用 J2激光經(jīng)緯儀導(dǎo)向 二、施工工藝流程： 測(cè)量引點(diǎn)→工作井施工→測(cè)量放樣→井下導(dǎo)軌機(jī)架、液壓系統(tǒng)、止水圈等設(shè)備安裝→地面輔助設(shè)施安裝→頂管掘進(jìn)機(jī)吊裝就位→激光經(jīng)緯儀安裝→掘進(jìn)機(jī)出工作坑→正常頂進(jìn)→頂管機(jī)進(jìn)接收坑，如下圖所示。 泥水平衡頂管施工專項(xiàng)方案 33 泥水平衡頂管施工專項(xiàng)方案 34 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(kāi)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 ，均為粉質(zhì)黏土 ，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， 取圖紙上 最大頂距 100米計(jì)算： F=F1+F2 上式中： F— 總推力； F1— 端阻力； F2— 側(cè)壁摩阻力； F1=π /4179。 D2179。 P 式中 D— 管外徑； P— 端阻力 ,根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告 320KN/m2； F2=π D178。 f178。 L 式中： f— 管外表面綜合磨擦阻力，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告， 采用觸變泥漿摩擦狀態(tài)，取值 D— 管外徑 （ m） L— 頂距 （ m） F=F1+F2 =* *320+***100=，考慮到突發(fā)事件，取 安全系數(shù)， F=*= 提供兩臺(tái) 100T 千斤頂能夠滿足施工需求。 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、照明等設(shè)備的安裝。施工用電及施工用水就近接入；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備擺放空間至少需長(zhǎng) 35 米，寬 9 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；管材等準(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)核精度符合規(guī)范要求后，材允許施工使用。 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)量放樣泥水平衡頂管施工專項(xiàng)方案 35 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)洞口中心居中放置，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。 第四節(jié) 后座墻 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 圖紙 設(shè)計(jì) 允許最大頂力為 200T,能夠滿足施工需求 。 第五節(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：送走被挖掘出來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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的需要。進(jìn)排泥水系統(tǒng)中的壓力感應(yīng)器可測(cè)出地下水的壓力。機(jī)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(jī)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(shí)，不至于減小機(jī)頭的水壓，保證內(nèi)部壓力平 衡 。 二、注漿量的計(jì)算 本工程考慮采用膨潤(rùn)土觸變泥漿，注漿漿液是在地面注漿系統(tǒng)配制后，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢璋l(fā)酵后，再通過(guò)液壓注漿泵壓入管內(nèi)，膨潤(rùn)土泥漿攪拌時(shí)間控制大于 30分鐘。在膨潤(rùn)土泥漿泥水平衡頂管施工專項(xiàng)方案 36 壓入以前，對(duì)儲(chǔ)漿箱內(nèi)經(jīng)發(fā)酵的泥漿再一次攪拌，以減少壓漿管道的阻尼。 A、由于頂進(jìn)過(guò)程中需要穿越 粉質(zhì) 粘土層，頂進(jìn)摩擦力會(huì)較大，為達(dá)到較好注漿效果，應(yīng)保持全過(guò)程注漿，機(jī)頭尾管注漿采用進(jìn)口自動(dòng)注漿設(shè)備，管材補(bǔ)漿采用國(guó)產(chǎn)注漿設(shè)備。機(jī)頭后 3節(jié)管為注漿管，以后每隔 2節(jié)分布 1條，分布位置如 1?? B、注漿管下井時(shí)，控制一 定要保證使得有一個(gè)注漿孔垂直向上；同時(shí)注漿主管和支管要用硬管，且都不能發(fā)生過(guò)長(zhǎng)的彎曲，使得注漿效果良好； C、注漿壓力應(yīng)到達(dá) ～ h，取γ＝ ， h＝ 5m(管頂覆土深度 )，即 ～，考慮到頂管距離的增加，注漿管道增長(zhǎng)的阻尼損失，注漿壓力最大控制在 以內(nèi)，開(kāi)始時(shí)保持在 ，隨距離增加，注漿壓力適當(dāng)增加（見(jiàn)下表）； 頂進(jìn)距離（ｍ） 20 40 60 80 100 120 140 注漿壓力（ MPa） D、為了防止不注漿時(shí)，管外壁砂土反流進(jìn)注漿支管，注漿支管一定要安裝單向閥或球形閥； E、注漿量為管材和機(jī)頭切削形成的孔洞的空隙的 ～ 。由計(jì)算控制每頂進(jìn)一節(jié)管的注漿量為 ～ ； F、注漿從頂進(jìn)到達(dá) 20米時(shí)開(kāi)始，主要是防止?jié){液從止水圈中散失。 G、先壓后頂，隨頂隨壓，出口壓力大于地下水壓。工具管尾部壓漿量控制在 ～。 第六節(jié) 操作控制系統(tǒng) 控制臺(tái)由受過(guò)高度訓(xùn)練的操作人員專職操控，在地面控制室內(nèi)外操作并仔細(xì)檢測(cè)著整個(gè)操作系統(tǒng)、觀察掘進(jìn)機(jī)內(nèi)的土壓、油壓、激光束位置?？刂婆_(tái)負(fù)責(zé)提供操作數(shù)據(jù)和控制整套系統(tǒng)，其他的工作人員則負(fù)責(zé)井內(nèi)管道和頂鐵的更換以及進(jìn)行排泥管和電纜的連接。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)到達(dá)接收井時(shí)，挖掘會(huì)暫時(shí)中斷，如果遇到有地下水或軟土層時(shí)，還需有洞口止水圈安裝在接收口墻上。最后，掘進(jìn)機(jī)頭從土層出來(lái)進(jìn)接收井，這并完成一段管道的鋪裝。 第七節(jié) 進(jìn)出洞口的措施 頂管進(jìn)出洞口作業(yè)是一項(xiàng)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。尤其是從工作坑中的出 洞開(kāi)始頂管，如果出洞安全、可靠又順利，那么可以說(shuō)頂管施工已成功了一半。許多頂管工程就是失敗在進(jìn)出洞口這兩個(gè)環(huán)節(jié)上。 泥水平衡頂管施工專項(xiàng)方案 37 頂進(jìn)前，為防止洞口處的水土沿工具管外壁與洞門(mén)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(jìn)施工過(guò)程中又可防止減摩漿從此處流失，保證泥漿套的完整，以達(dá)到減小頂進(jìn)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(chǎng)情況和熟悉洞門(mén)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(tái)排污泵