【正文】 預(yù)測(cè)計(jì)算。 、 后座墻主要功能是在頂進(jìn)過(guò)程自始至終地承擔(dān)主頂工作站頂管前進(jìn)時(shí)的后坐力。后座墻的最低強(qiáng)義度保證在設(shè)計(jì)頂進(jìn)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(jìn)效率。在設(shè)計(jì)和安裝后座墻時(shí)，使其滿足如下要求。 （ 1）、要有充分的強(qiáng)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恢疗茐摹? （ 2）、要有足夠的剛度 當(dāng)受到主頂工作站的反作用力時(shí)，后座墻材料受壓縮而產(chǎn)生變形，卸荷后要恢復(fù)原狀。如壓縮回彈量大，會(huì)導(dǎo)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(jìn)效率降低。故后座墻必須具有足夠的剛度。 （ 3）、后座墻表面要平直 后座墻表面平直，并垂直于頂進(jìn)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。 （ 4）、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(shí)造成后座墻材料壓縮不勻，出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象。 （ 5）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便 裝配式或臨時(shí)性后座墻都要采用普通材料、裝拆方便。 、 后座墻的強(qiáng)度及其影響因素 : 后座墻的強(qiáng)度取決于千斤頂在頂進(jìn)過(guò)程中施加給后座墻的最大后沖力，后沖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(lèi)?？陀^因素包括管材種類(lèi)、管徑大小、頂距長(zhǎng)短、覆土厚度、土 的種類(lèi)、地下水位、管節(jié)重量等；主觀因素包括操作誤差、頂進(jìn)方法、中途停工與否、是否采用潤(rùn)滑劑等。 （ 1）、頂進(jìn)誤差 在頂進(jìn)過(guò)程中，由于土質(zhì)、設(shè)備的操作等原因，導(dǎo)致管子的方向或高程出與偏差，這種偏差稱(chēng)為頂進(jìn)誤差，簡(jiǎn)稱(chēng)誤差。這種誤差將導(dǎo)致頂力增加。技術(shù)熟練的工人既能采取措施防止誤差的出現(xiàn)，又能及時(shí)發(fā)現(xiàn)誤差的趨勢(shì)而加以校正，使誤差發(fā)展不致過(guò)大，并保持在容許范圍以?xún)?nèi)，頂力即使增加也不顯著。否則，當(dāng)誤差出現(xiàn)時(shí)，校正易操之過(guò)急而造成管線上出現(xiàn)折線段、錯(cuò)口等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致頂力不斷增加，使后座墻遭到破壞。 （ 2）、中途停工 頂進(jìn)作業(yè)一開(kāi)始，中途就不能停頓。如果停止一段時(shí)間后再頂進(jìn)，其起始頂力要大大超過(guò)停工前的頂力。這主要是由于停工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使管頂土層坍落的緣故。在地下水位以下頂進(jìn)時(shí)，因停頂而使液化的粉細(xì)砂將管周?chē)饋?lái)，頂力也會(huì)大大增加，如果頂力增加至后座墻的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，此時(shí)就不能再頂進(jìn)，必須對(duì)后座墻進(jìn)行加固后方可再頂進(jìn)。 另外，在頂進(jìn)過(guò)程是否采用注漿潤(rùn)滑措施，對(duì)頂力的影響甚大。如采用注漿潤(rùn)滑，施工中的頂進(jìn)阻力將減小很多。 由于主觀因素對(duì)頂力的影響是人在操作過(guò)程中造成的，或者是事先未預(yù)計(jì)到的情況，所以對(duì)主觀因素的影響不能事先計(jì) 算，只能在施工過(guò)程中加強(qiáng)管理，防患于未然，以其不使頂力增加。因此，在計(jì)算所得頂力的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加安全系數(shù)，作為防止主觀因素影響的儲(chǔ)備力量，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，就能保證后座墻在設(shè)計(jì)強(qiáng)度以?xún)?nèi)，不致受超負(fù)荷頂力的影響而導(dǎo)致破壞。 、 后座墻的剛度要求 頂管時(shí)要求 后座墻具有充分的剛度，以避免往復(fù)回彈，消耗能量。要保證受最大頂力時(shí)不變形，或只有少量殘余變形，后座墻盡量采用彈性小的材料。如果后座墻彈性過(guò)大，頂進(jìn)的后沖力先壓縮后座墻，直到后座墻被壓緊而不能再壓縮時(shí)頂力才向前發(fā)揮作用使管段前進(jìn)，千斤頂卸荷，后沖力解 除后，后座墻雖然有殘余變形但不大，甚至可以恢復(fù)到未受荷載的狀態(tài)，可是下一次頂進(jìn)時(shí)，仍要先壓縮后座墻，因而每次頂進(jìn)都要浪費(fèi)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 2022mm，而后座墻壓縮量為 5～ 10mm，這樣就可使千斤頂行程在頂管前進(jìn)時(shí)的利用率只有 70%～ 80%，每頂進(jìn) 3m長(zhǎng)的管節(jié)，需12～ 14個(gè)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(jìn)效率，除采用長(zhǎng)行程的千斤頂外，還設(shè)法增加后座墻的剛度。 、后座墻的形式和類(lèi)別 后座墻形式雖然多種多樣，但就其使用條件來(lái)講，基 本上有以下三種： ① .覆土較薄或穿過(guò)高填方路基的頂管，無(wú)土抗力可利用時(shí)修建的人工后座墻； ② .覆土較厚時(shí)可以充分利用土抗力的天然后座墻； ③ .在混凝土或鋼筋混凝土豎井內(nèi)建筑的現(xiàn)澆鋼筋混凝土后座墻。 GB50286— 2022規(guī)范中對(duì)裝配式后座墻作出了如下規(guī)定： ① .裝配式后座墻宜采用方木、型鋼或鋼板等組裝，組裝后的后座墻慶有足夠的強(qiáng)度和剛度； ② .后座墻土體壁面保持平整，并與管道頂進(jìn)方向垂直； ③ .裝配式后座墻的底端宜在工作井底以下（不宜小于 50cm）； ④ .后座墻土體壁面與后座墻貼緊，有間隔時(shí)采用砂石料填塞 密實(shí)； ⑤ .組裝后座墻的構(gòu)件在同層內(nèi)的規(guī)格一致，各層之間的接觸緊貼，并層層固定。 頂管工作井及裝配式后座墻的墻面與管道軸線垂直，其施工允許偏差符合表 5中的規(guī)定。 工作井及裝配式后座墻的施工允許偏差（ mm） 表 5 項(xiàng) 目 允許偏差 工作井每側(cè) 寬度 不小于施工設(shè)計(jì)規(guī)定 長(zhǎng)度 裝配式后座墻 垂直度 %H 水平扭轉(zhuǎn)度 %L 注： H—— 裝配式后座墻的高度（ mm）； L—— 裝配式后座墻的長(zhǎng)度（ mm）。 、后座墻頂力的計(jì)算 本 工程是將混凝土墻加墊鋼板作為千斤頂?shù)暮笞鶋?。后背作為千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)，要有足夠的強(qiáng)度和剛度，且壓縮變形要均勻。所以，進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。本工程采用現(xiàn)澆整體式后座墻組合鋼板結(jié)構(gòu)，這種后背安裝方便，安裝時(shí)滿足下列要求：使用千斤頂?shù)闹χ行母叨炔恍∮诤蟊掣叨鹊?1/3。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(dāng)停止頂進(jìn)，頂力消失，壓縮變形隨之消失。這種彈性變形即象是正常的，頂管中，后背不得有破壞，產(chǎn)生不允許的壓縮變形。 后座不允許出現(xiàn)上下或左右的不均勻壓縮。否則，千斤頂在余面后背上，造成頂進(jìn)偏差 。為了保證頂進(jìn)質(zhì)量和施工案例，施工時(shí)對(duì)后背的強(qiáng)度和剛度計(jì)算 。 后座墻受力計(jì)算公式 ???????? ???????????? ppp KHhKHcKHBR ??? 222 式中： R —— 總推力之反力， kN； ? —— 系數(shù)，取 ? =~。 B —— 后座墻的寬度 4m； ? —— 土的容重，粘土取 20KN/m3； H —— 后座墻的高度 3m； pK —— 被動(dòng)土壓系數(shù)粘土取 ； 靠背受 力分析圖 圖 9 靠背受力分析圖 圖 9 c —— 土的內(nèi)聚力，粘土取 24KPa； h —— 地面到后座墻頂部土體的高度， 2m。 R=*4{20*3178。*+2*24*3*√ +20*2*3*} R= kN R FP( KN *=3335KN), 頂管工作坑后背墻完全 能滿足施工要求。 、后座墻施工 工作坑驗(yàn)收合格后，安裝頂管設(shè)備，首先安裝后背，施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)采用鋼板 +現(xiàn)澆混凝土做為后背結(jié)構(gòu)，根據(jù)我公司的施工經(jīng)驗(yàn)，后背 尺寸為 4179。 3179。 。 （ 1）機(jī)械頂管后背結(jié)構(gòu)為：錨噴墻 + 雙層雙向 216。20鋼筋 +C25混凝土 + 后背鐵。 （見(jiàn)圖 10） （ 2）綁扎完鋼筋，緊貼錨噴墻垂直地面放置后背鐵，后背鐵與墻面之間 的空隙以 C25混凝土澆灌填充。 （ 3）防止頂力過(guò)大，造成側(cè)壁破壞，在施工后靠背前，對(duì)側(cè)壁進(jìn)行注水 泥漿加固土體。 （ 4）后背的安裝允許偏差為： 垂直度： % H、水平扭轉(zhuǎn)度： % L； 其中 H為后背的高度 /L為后背的寬度。 、頂管導(dǎo)軌安裝 導(dǎo)軌安裝是頂管施工中一項(xiàng)重要的工作，安裝的準(zhǔn)確與否直接影響管道的頂進(jìn)質(zhì)量。 導(dǎo)軌內(nèi)距的確定： 22 )2()2(2 dDA ?? 其中： A — 兩導(dǎo)軌內(nèi)距（ mm）； D — 管外徑（ mm）， D = 1250 mm； d — 管內(nèi)徑（ mm）， h = 1050 mm； 則： A= 678mm 導(dǎo)軌安裝內(nèi)距為 678毫米，這樣確定的導(dǎo)軌頂面與管道流水面高程相同。（ 1）、 在 工作坑底板采用澆注 C30混凝土， 300mm厚。 （ 2）、 將鋼質(zhì)導(dǎo)軌直接平鋪工作坑底部，測(cè)量導(dǎo)軌的中線位置與高程偏差，其允許偏差為：導(dǎo)軌內(nèi)距：177。 2mm；中心線： 3mm；頂面高程： 0～ 3mm。 （ 3）、 安裝后導(dǎo)軌要牢固，不得在頂進(jìn)施工中產(chǎn)生位移，且需設(shè)專(zhuān)人經(jīng)常進(jìn)行檢查。 第 5 節(jié) 泥水系統(tǒng)、水壓控制、注漿量的計(jì)算 、泥水系統(tǒng) 泥漿系統(tǒng)有二個(gè)作用：送走被挖掘機(jī)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)眾多的排泥泵被排出。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)井旁通裝置可控制進(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(chē)，泥漿用罐車(chē)運(yùn)出場(chǎng)區(qū)，堆置于雜土場(chǎng)，處理時(shí)注意不得污染路面等環(huán)境。 、注漿量的計(jì)算 （ 1）、 注漿量計(jì)算 本 工程每 1米注漿量計(jì)算如下： V＝π DwtL＝ 179。 179。 179。 1＝ m179。 （ 2） 、 按照地質(zhì)條件。一般壓漿量為計(jì)算的 150％～ 200％，本工程在粉質(zhì)粘土 — 重粉質(zhì)粘土 頂進(jìn)，按照 160％進(jìn)行注漿量控制。 （ 3） 、 為防止路面沉陷和地上、地下構(gòu)筑物不受擾動(dòng)，頂管結(jié)束后，及時(shí)對(duì)管體四周的縫隙充填水泥漿，使其密實(shí)堅(jiān)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(wú)結(jié)塊，無(wú)雜物，注漿結(jié)束后，要及時(shí)清理注漿設(shè)備，以防堵塞。 （ 4） 、 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(yàn)為 2～ 3γ H，本工程注漿壓力為 ～ 。 （ 5） 、 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(xì)砂＝ 1： 1： 4。 （ 6） 、 管內(nèi)注漿布孔方式：沿管線縱向每 。布孔方式宜采用左上方、右上方、左上方的順序。 （ 7） 、 注漿順序：每段注漿從第一孔開(kāi)始，直注至下一孔出漿，依次注完。每段注漿后，靜止 6～ 8小時(shí)后進(jìn)行第二次注漿。第二次注漿壓力 不變，直至壓不進(jìn)為止。 根據(jù)本工程特點(diǎn)，初步設(shè)計(jì)每 2節(jié)管（每節(jié) ）布設(shè) 1節(jié)注漿管，依次調(diào)整注漿孔的位置，確保每個(gè)方向都能注漿潤(rùn)滑。 總注漿量不小于管外環(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(bǔ)漿，確保泥漿套的完整。 （ 8）、 注漿減磨要點(diǎn)： 1)、 選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對(duì)膨潤(rùn)土取樣測(cè)試。主要指標(biāo)為造漿率、失水量和動(dòng)塑比。 2)、 在管子上預(yù)留注漿孔，注漿孔的設(shè)置要有利于漿套的形成。 3)、 膨潤(rùn)土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時(shí)間，聽(tīng)取供應(yīng)商的建議但都必須按照規(guī)范進(jìn)行，使用前必須先進(jìn)行試驗(yàn)。 4)、 壓漿方式要以同步注漿為主，補(bǔ)漿為輔。在頂進(jìn)過(guò)程中，要經(jīng)常檢查各推進(jìn)段的漿液形成情況。 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(gè)單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞注漿孔，從而影響注漿效果。 6)、 注漿工藝由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，質(zhì)量員定期檢查。 7)、 注漿泵選擇脈動(dòng)小的螺桿泵，流量與頂進(jìn)速度相配。 第 6 節(jié) 操作控制系統(tǒng) 由一名受過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的操作人員，在地面控制室外內(nèi)操作并仔細(xì)檢測(cè)著整個(gè)操作系統(tǒng)、觀察頂管機(jī)內(nèi)的土壓、油壓、激光束位置?？刂婆_(tái)提供操作數(shù)據(jù)和控制整套系統(tǒng)的電子按 鈕。控制板可以是人工控制方向和數(shù)據(jù)記錄，或者是全自動(dòng)控計(jì)算機(jī)控制方向和記錄，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、進(jìn)排泥管和電纜的連接。當(dāng)頂管機(jī)到達(dá)接收井時(shí)，挖掘會(huì)暫時(shí)中斷，如果偶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，頂管機(jī)頭從土層出來(lái)進(jìn)接收井，就完成整個(gè)管道的鋪設(shè)。這以后，頂管機(jī)被撤走，開(kāi)始進(jìn)內(nèi)構(gòu)筑物施工。 第 7 節(jié) 進(jìn)出洞口的措施 機(jī)械頂管施工中的進(jìn)出洞口作業(yè)是一項(xiàng)很重要的工作，施工中充分考慮到它的安全性和可靠性。尤其是從工作井中的出洞開(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。 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、施工人員開(kāi)工前詳細(xì)的了解施工現(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，并制定相應(yīng)的措施。 、出洞 洞口處安裝鋼質(zhì)加強(qiáng)環(huán)，加強(qiáng)環(huán)內(nèi)徑 1380毫米，寬度 500毫米，鋼板厚12毫 米。安裝時(shí)，鑿?fù)付纯谔幍幕炷?，切除鋼筋格柵，?216。20鋼筋豎向內(nèi)外雙排將切斷的鋼格柵焊接在一起，保證側(cè)壁格柵的整體性；再向洞中插入鋼套環(huán)，套環(huán)與洞口處的鋼筋焊接牢固。 、管節(jié)運(yùn)輸 根據(jù)本工程施工場(chǎng)地情況，吊車(chē)站立位置位于豎井外邊緣