頂管法施工技術(shù)新、選

1、頂管法施工1、技術(shù)簡介頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設(shè)施工技 術(shù)。頂管法施工就是在工作坑內(nèi)借助于頂進(jìn)設(shè)備產(chǎn)生的頂力，克服管道與周圍土 壤的摩擦力，將管道按設(shè)計的坡度頂入土中，并將土方運(yùn)走。一節(jié)管子完成頂入 土層之后，再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進(jìn)。其原理是借助于主頂油缸及管道問、中繼 間等推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過土層一直推進(jìn)到接收坑內(nèi)吊起。管 道緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后，埋設(shè)在兩坑之間。非開挖工程技術(shù)徹底解決了管道埋設(shè)施工中對城市建筑物的破壞和道路交通 的堵塞等難題，在穩(wěn)定土層和環(huán)境保護(hù)方面凸顯其優(yōu)勢。這對交通繁忙、人口密 集、地面建筑物眾多、地下管線復(fù)雜的城市是非

2、常重要的，它將為城市創(chuàng)造一個 潔凈、舒適和美好的環(huán)境。非開挖技術(shù)是近幾年才開始頻繁使用的一個術(shù)語，它涉及的是利用少開挖， 即工作井與接收井要開挖，以及不開挖，即管道不開挖技術(shù)來進(jìn)行地下管線的鋪 設(shè)或更換，頂管直徑 DN80匕4500。通過工作井把要埋設(shè)的管子頂入土內(nèi)，一個 工作井內(nèi)的管子可在地下穿行 1500米以上，并且還能曲線穿行，以繞開一些地 下管線或障礙物。它的技術(shù)要點(diǎn)在于糾正管子在地下延伸的偏差。特別適用于大中型管徑的非 開挖鋪設(shè)。具有經(jīng)濟(jì)、高效，保護(hù)環(huán)境的綜合功能。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：不開挖 地面；不拆遷，不破壞地面建筑物；不影響交通；不破壞環(huán)境；施工不受氣候和 環(huán)境的影響；不影響管道

3、的段差變形；省時、高效、安全，綜合造價低。該技術(shù)在我國沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)廣泛用于城市地下給排水管道、天燃?xì)馐?管道、通訊電纜等各種管道的非開挖鋪設(shè)。它能穿越公路、鐵路、橋梁、高山、 河流、海峽和地面任何建筑物。采用該技術(shù)施工，能節(jié)約一大筆征地拆遷費(fèi)用、 減少對環(huán)境污染和道路的堵塞，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。2、技術(shù)原理頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，它不需要 開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種 地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼問等的推力，把工具管或掘 進(jìn)機(jī)從工作井內(nèi)穿過土層一直推到接收井內(nèi)吊起。與此同時，也就把緊隨

4、工具管 或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩井之間，以期實(shí)現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。3、現(xiàn)狀分析經(jīng)過多年的發(fā)展，頂管技術(shù)在我國已得到大量地實(shí)際工程應(yīng)用，且保持著高速 的增長勢頭，無論在技術(shù)上、頂管設(shè)備還是施工工藝上取得了很大的進(jìn)步，在某些 方面甚至達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。word.2001年上海隧道股份有限公司在江蘇省常州完成了長2050m、直徑2m的鋼筋水泥管頂管工程，是目前已完成的我國最長的頂管工程。2001年8月12月嘉興市污水處理排海工程一次頂進(jìn) 2050m超長距離鋼筋混凝土頂管，由于選擇了合理 的頂管機(jī)具型式、成功地解決了減阻泥漿運(yùn)用和軸線控制等技術(shù)難題，用約 5個月 完成全部頂進(jìn)施工，創(chuàng)造了

5、新的頂管施工記錄。全長3600m、管徑為1.8米的鋼管從23至25米深的地下于2002年9月成功橫穿黃河，無論從頂進(jìn)長度、埋深、地 質(zhì)條件，還是鋼管直徑在國內(nèi)尚屬首次。其中最長的一段位于黃河主河床上，長達(dá) 1259米，還要穿越較厚的礫砂層與黃河主河槽，既是我國西氣東輸項目的關(guān)鍵工 程，也是目前世界上復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑鋼管一次性頂進(jìn)距離最長的頂管工程。2001年的上虞市污水處理工程中，玻璃纖維夾砂管首次成功地應(yīng)用于頂管。2008年在無錫長江引水工程中中鐵十局十公司采用國產(chǎn)設(shè)備直徑2200mm鋼管雙管同步頂進(jìn)2500米。以上工程均標(biāo)志著我國的頂管施工水平達(dá)到一個新的高度， 與世界先進(jìn)水平日益靠近

6、。然而與國外發(fā)達(dá)國家，如日本、德國等先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備及施工技術(shù)水平相比，我國仍然有著顯著的差距。4、發(fā)展方向隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長，城市化進(jìn)程的進(jìn)一步加快，我國的地下管線的需求量也在逐年增加。加之人們對環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)頂管技術(shù)將在我國地下管線的施工中起到越來越重要的地位和作 用。非開挖技術(shù)的發(fā)展必將向規(guī)?；⒁?guī)范化 、國際化的方向發(fā) 展。在我國經(jīng)濟(jì)高速增長的支持下，頂管技術(shù)的發(fā)展將面臨前所未有的機(jī)遇，在加快引進(jìn) 國外先進(jìn)技術(shù)的基本上，努力消化創(chuàng)新，加強(qiáng)研發(fā)和人才培養(yǎng)，其前景是非常樂觀的?？v觀國內(nèi)外頂管技術(shù)的發(fā)展，發(fā)展方向?qū)⑹嵌嘣投鄻踊?。在頂管直徑方面，除了向大口徑管的頂進(jìn)發(fā)展以外，也向

7、小口徑管的頂進(jìn)發(fā)展。目前 頂管技術(shù)最小頂進(jìn)管的口徑只有 75mm,最大的已達(dá)到 5m（德國），大口徑頂管有取代小型 盾構(gòu)的趨勢。在適應(yīng)性方面，發(fā)展寬范圍、全土質(zhì)型頂管機(jī)是必然趨勢，適應(yīng)范圍將大為 延伸，從N值為極小的士到 N值為五十多的礫石，直至軸壓強(qiáng)度達(dá)兩百M(fèi)Pa的巖石。將微電子技術(shù)、工業(yè)傳感技術(shù)、實(shí)時控制技術(shù)和現(xiàn)代化控制理論與機(jī)械、液壓技術(shù)綜合運(yùn)用 于頂管機(jī)械上是頂管技術(shù)的發(fā)展趨勢。數(shù)字化、信息化、智能型頂管機(jī)的研制將得到更多 的關(guān)注，糾偏精度、自動化程度也將得到大力提高。在不久的將來，一些全自動、高精度 的掘進(jìn)機(jī)會成為施工機(jī)械的主流。頂管的用途隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也將繼續(xù)擴(kuò)，從目前的主要用

8、于管道鋪設(shè)將發(fā)展為管道鋪設(shè)、涵頂進(jìn)、地下人行通道管棚式施工等多用途型?，F(xiàn)在的頂管截面形狀基本上都是圓形，今后的發(fā)展趨勢是圓形、矩形、圓拱形、多邊形等， 以適應(yīng)箱涵頂進(jìn)等各種工程的需要，故截面形狀多元化是必然趨勢。目前的頂管施工形式 主要為土壓式、泥水加壓式，以后的發(fā)展將在進(jìn)一步吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用管套 式、氣泡式等等各種形式的頂管施工技術(shù)。隨著高精度長距離測量技術(shù)進(jìn)一步的發(fā)展應(yīng) 運(yùn)，通風(fēng)系統(tǒng)的完善，中繼間技術(shù)、注漿減摩技術(shù)的進(jìn)步，排渣系統(tǒng)的發(fā)展、刀盤切削系 統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、出土輸送系統(tǒng)、供電液壓系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、測量導(dǎo)向系統(tǒng)，等一系列技術(shù)的突破，現(xiàn)有的一次性頂進(jìn)距離將不斷刷新，各種復(fù)雜曲線頂

9、管也將陸續(xù)出現(xiàn)。目前我國已成立北京、上海、廣州和武漢四個非開挖技術(shù)研究中心，我國國際非開挖技術(shù)協(xié)會單位會員已突破100個，數(shù)量居世界第 4、亞洲第1。形成了行業(yè)協(xié)會、科研單位、研究中心和設(shè)備生產(chǎn)和施工企業(yè)組成的強(qiáng)大的陣營，而且每年不斷有很多人不斷加 入到從事頂管等非開挖工作的行列，我國的頂管技術(shù)的必將迎來一個嶄新的階段。word.5、頂管法施工工藝頂管法敷管的施工工藝類型很多，按照開挖工作面的施工方法，可以分為敞 開式和封閉式兩種。5.1敞開式施工工藝圖1掘進(jìn)頂管過程示意敞開式施工工藝一般適用于土質(zhì)條件穩(wěn)定，無地下水干擾，工人可以進(jìn)入工作面直接挖掘而不會出現(xiàn)大塌方或涌水等現(xiàn)象。因其工作面常處于

10、開放狀態(tài)，故 也稱為開放式施 工工藝。 根據(jù)工具管的不同可分為手掘式、擠壓式、機(jī)械開挖 式、擠壓土層式掘進(jìn)頂管。(1)手掘式頂管工人可以直接進(jìn)入工作面挖掘，施工人員可隨時觀察土層與工作面的穩(wěn)定狀態(tài)，造價低、便于掌握，但效率低，必須將水位降低至管基以下 0.5m后，方可 施工。當(dāng)土質(zhì)比較穩(wěn)定的情況下，首節(jié)管可以不帶前面的管帽，直接由首節(jié)管作 為工具 管進(jìn)行頂管施工，也是常用的一種頂管施工方法，也稱為人工掘進(jìn)頂目。擠壓式頂管圖：驕壓式頂首word.擠壓式掘進(jìn)頂管一般適用于大中口徑的管道，對潮濕、可壓縮的黏性土、砂性土較為適宜。該方法設(shè)備簡單、安全，又避免了挖裝土的工序，比人工挖 掘提 高效率12倍

11、。它是將工作面用胸板隔開后，在胸板上留有一喇叭口形 的錐筒，當(dāng)頂進(jìn)時將土體擠入喇叭口內(nèi)， 土體被壓縮成從錐筒口吐出的條形 土柱。待條形 土柱達(dá)到一定長度后，再用鋼絲將其割斷，由運(yùn)土工具吊運(yùn)至 地面。其結(jié)構(gòu)形式 如圖8-2所示。(3)機(jī)械開挖式頂管機(jī)械開挖式頂管是在工具管的前方裝有由電動機(jī)驅(qū)動的刀盤鉆進(jìn)挖土，被挖下來的土體由皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出，從而代替了人工操作。一般適用于無地下水干擾、 土質(zhì)穩(wěn)定的黏性土或砂性土層。具結(jié)構(gòu)形式如圖 8-3所示。(4)擠壓土層式頂管擠密土層式頂管前端的工具管可分為錐形和管帽形，僅適用于潮濕的黏土、 砂土、粉質(zhì)黏土，頂距較短的小口徑鋼管、鑄鐵管，且對地面變形要求不甚嚴(yán)格

12、 的地段。這種工具管安裝在被頂管道的前方，頂進(jìn)時，工具管借助千斤頂?shù)捻斄?將管子直接擠入土層里，管子周圍的土層被擠密實(shí)，常引起地面較大的變形。其 結(jié)構(gòu)形式如圖8-4所示。圖3整體式水平鉆機(jī)圖4管尖和管膽管尖：也港帽一5.2封閉式施工工藝封閉式施工工藝一般適用于土質(zhì)不穩(wěn)定、地下水位高，工人不能直接進(jìn)行開 挖的施工條件。為防止工作面塌方、 涌水對人身造成危害，常將機(jī)頭前端的挖掘 面與工人操作室之間用密封艙隔開，并在密封艙內(nèi)充入空氣、泥漿、泥水混合物 等，借助氣壓、土壓、泥水混合物的壓力支撐開挖面，以達(dá)到穩(wěn)定土層、防止塌 方、涌水以及控制地面沉降的目的。(1)水力掘進(jìn)頂管法word.圖5水力掘進(jìn)機(jī)頭

13、口水力掘進(jìn)頂管的挖土是利用高壓水槍的射流將頂進(jìn)前方的土沖成泥漿，再 通過泥漿管道輸送至地面儲泥場。整個工作是由裝在混凝土管前端的工具管來完 成的，具結(jié)構(gòu)形式如圖8-5所示。工具管的前端為沖泥艙。掘進(jìn)時先開動千斤 頂，由刃腳將士切入沖泥艙，然后用人工操縱水槍操作把，將土沖成泥漿。泥漿經(jīng)過格柵進(jìn)入真空室由泥漿管 吸入工作坑，再由泥漿泵排至儲泥場。沖泥艙是 完全密封的，具上設(shè)有觀察孔和 小密封門，用于操作和維修。 管道的掘進(jìn)方向 由中間部位的校正管控制。 工具管的后端是氣閘室。氣閘室是作為維修人員進(jìn)出高壓區(qū)時的升壓和降壓之用。當(dāng)前端工具管出現(xiàn)故障時，維修人員可通過小密封門進(jìn)入沖泥艙，為防止小密封門打

14、開后涌入大量泥水，可先封閉氣閘室，經(jīng)升壓后再進(jìn)行操作，保證氣壓和泥水壓力的平衡。維修完畢后，再逐漸降壓，恢復(fù)正常掘進(jìn)。水力切削式機(jī)頭生產(chǎn)效率高，其沖土、排泥連續(xù)進(jìn)行，可改善勞動條件，減輕勞動強(qiáng)度，但需耗用大量的水，且需要有較大的存泥漿場地，故在某些缺水地區(qū)受 到限制。(2) 土壓平衡式頂管法土壓平衡就是將刀盤切削下來的土、 砂中注入流動性和不透水性的“作泥材 料”，然后在刀盤強(qiáng)制轉(zhuǎn)動、攪拌下，使切削下來的土變成流動性的、不透水的 特殊土體使之充滿密封艙，并保持一定壓力來平衡開挖面的土壓力。此法的密 封艙設(shè)置在工具管的前方， 工作人員可在密封艙外，通過操作電控 開關(guān)來控制 刀盤切削和頂進(jìn)速度。螺

15、旋輸送器的出土量和頂進(jìn)速度， 應(yīng)與刀盤的切削速度相配合，以保持密封 艙內(nèi)的土壓力與開挖面的土壓力始終處于平衡狀態(tài)。word.土壓平衡式頂管法常用于含水量較高的黏性、砂性土以及地面隆陷值要求控 制較 嚴(yán)格的地區(qū)。其結(jié)構(gòu)形式如圖8-6所示。(3)泥水平衡式頂管法泥水平衡頂管常用于控制地面變形小于 3cm,工作面位于地下水位以下，滲 透系數(shù)大于10-1cm/s的黏性土、砂性土、粉砂質(zhì)土的作業(yè)條件。其特點(diǎn)是挖掘 面穩(wěn)定，地面沉降小，可以連續(xù)出土，但因泥水量大，棄土的運(yùn)輸和堆放都比較 困難。此法和土壓平衡式頂管法一樣，都是在前方設(shè)有密封艙、刀盤、螺旋輸送器 等設(shè)備。施工時，隨著工具管的推進(jìn)，刀盤不停地轉(zhuǎn)

16、動，進(jìn)泥管不斷地進(jìn)泥水， 而拋泥管則不斷地將混有棄土的泥水拋出密封艙。在密封艙內(nèi)，常采用護(hù)壁泥漿來平衡開挖面的土壓力，即保持一定的泥水壓力，以此來平衡土壓力和地下水壓 力。管道頂進(jìn)方法的選擇，應(yīng)根據(jù)管道所處土層的性質(zhì)、管徑、地下水位、附近 地上與地下建筑物、構(gòu)筑物和各種設(shè)施等因素確定。本章將重點(diǎn)介紹手掘式頂管 法的施工工藝。6、頂管工作坑的布置頂管工作坑又稱豎井，是頂管施工起始點(diǎn)、終結(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)向點(diǎn)的臨時設(shè)施，工 作坑內(nèi)安裝有導(dǎo)軌、后背及后背墻、千斤頂?shù)仍O(shè)備。工作坑的種類及設(shè)置原則根據(jù)工作坑頂進(jìn)方向，可分為單向坑、雙向坑、多向坑、轉(zhuǎn)向坑和交匯坑等 形式，如圖8-7所示。工作坑的位置根據(jù)地形、管線位

17、置、管徑大小、地面障礙物種類等因素來決 定。排水管道頂進(jìn)的工作坑通常設(shè)在檢查井位置；單向頂進(jìn)時，應(yīng)選在管道下游 端，以利排水；根據(jù)地形和土質(zhì)情況，盡量利用原土后背；工作坑與穿越的建筑 物應(yīng)有一定的安全距離，并應(yīng)考慮工作坑的尺寸工作坑應(yīng)具有足夠的空間和工作面，方能保證頂管工作順利進(jìn)行。其尺寸和 管徑大小、管節(jié)長度、埋置深度、操作工具及后背形式有關(guān)。工作坑的尺寸可按 圖8-8所示由公式進(jìn)行計算。word.圖8工作坑尺寸圖1-管子；2-掘進(jìn)工作面；3-后背；4-千斤頂；5-頂鐵；6-導(dǎo)軌；7-內(nèi)漲 圈；8-基礎(chǔ)(1)工作坑的寬度：W = D1+ 2B + 2b(1)式中W-工作坑底部寬度，mD1管道

18、外徑，m2B + 2b 管道兩側(cè)操作空間及支撐厚度，一般可取 2.43.2m(2)工作坑的長度：L = L1+ L2+ L3+ L4+ L5(2) 式中L矩形工作坑的底部長度，m； 一工具管長度，m=當(dāng)采用管道第一節(jié)管作為工具管時，鋼筋混凝土管不宜 0.3m,鋼管不宜小于0.6m；L2管節(jié)長度，m；L3出土工作間長m； L4千斤頂長m； L5 頂管后背的 ,nr(3)工作坑的深度：當(dāng)工作坑為頂進(jìn)坑時，其深度按式(8-3)計算。H1 = h1+ h2+ h3(3)當(dāng)工作坑為接收坑時，其深度按式(8-4)計算。H2 = h1+ h3(4)式中 H1頂進(jìn)坑地面至坑底的深度，m； H2-一接收坑地面至

19、坑底的深度，m h1地面至管道底部外緣的深度，m；h2管道外緣底部至導(dǎo)軌底面的高度，mh3基礎(chǔ)及其墊層的厚度。但不應(yīng)小于該處井室的基礎(chǔ)及墊層厚度，m工作坑的施工工作坑的施工方法有兩種，一種方法是采用鋼板樁或普通支撐， 用機(jī)械或人 工在選定的地點(diǎn)，按設(shè)計尺寸挖成，坑底用混凝土鋪設(shè)墊層和基礎(chǔ)。該方法適 用于土 質(zhì)較好、地下水位埋深較大的情況，頂進(jìn)后背支撐需要另外設(shè)置。另一 種方法是 利用沉井技術(shù)，將混凝土井壁下沉至設(shè)計高度，用混凝土封底。混凝 土井壁既可 以作為頂進(jìn)后背支撐，又可以防止塌方。當(dāng)采用永久性構(gòu)筑物作工word.作坑時，也可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等。7、頂進(jìn)系統(tǒng)7.1基礎(chǔ)工作坑的基礎(chǔ)形式取決

20、于地基土的種類、管節(jié)的輕重以及地下水位的高低。 一般的頂管工作坑，常用的基礎(chǔ)形式有三種：(1)土梢木枕基礎(chǔ)土槽木枕基礎(chǔ)適用于地基土承載力大， 又無地下水的情況。將工作坑底平整 后，在坑底挖槽并埋枕木，枕木上安放導(dǎo)軌并用道釘將導(dǎo)軌固定在枕木上。 施工 操作簡單，用料不多且可重復(fù)使用，造價較低。(2)卵石木枕基礎(chǔ)卵石木枕基礎(chǔ)適用于雖有地下水但滲透量不大，而地基土為細(xì)粒的粉砂土， 為了防止安裝導(dǎo)軌時擾動基土，可鋪一層卵石或級配砂石，以增加其承載能力， 并能保持排水通暢。在枕木間填粗砂找平。這種基礎(chǔ)形式簡單實(shí)用，較混凝土基 礎(chǔ)造價低，一般情況下可代替混凝土基礎(chǔ)。(3)混凝土木枕基礎(chǔ)混凝土木枕基礎(chǔ)適用于

21、地下水位高， 地基承載力又差的地方。在工作坑澆筑 混凝土，同時預(yù)埋方木作軌枕。這種基礎(chǔ)能承受較大荷載，工作面趕超無泥濘， 但造價較高。7.2導(dǎo)軌導(dǎo)軌設(shè)置在基礎(chǔ)之上，其作用是引導(dǎo)管子按照設(shè)計的中心線和坡度頂進(jìn)，保證管子在即將頂進(jìn)土層前位置正確。因此，導(dǎo)軌的安裝是保證頂管工程質(zhì)量的關(guān) 鍵環(huán)。導(dǎo)軌有鋼導(dǎo)軌和木導(dǎo)軌兩種，施工中應(yīng)首先選用鋼導(dǎo)軌，鋼導(dǎo)軌一般采用輕 型鋼軌，管徑較大時，也可采用重型鋼軌。(1)軌距計算如圖8-9所示，兩根鋼軌的距離控制在管徑的 0.450.6倍之間。軌距 可按(8-5)式計算。A = 2歆：/出二酸=&心里_出以。V 224 = a+A = 口+&。+ 2？財-0-6-0?

22、word.(5)式中 D管子內(nèi)直 徑，mm t管壁厚度，mm h鋼導(dǎo)軌高度，mmword.c管外壁與基礎(chǔ)面的間隙，一般取30mm A0兩導(dǎo)軌中距，m a 導(dǎo)軌頂面寬度，m國g導(dǎo)軌向加計茸圖圖io濠輪式導(dǎo)軌(2)導(dǎo)軌的安裝方法及技術(shù)要求由于導(dǎo)軌是一個定向軌道， 具安裝質(zhì)量對管道頂進(jìn)工作影響很大。一般的導(dǎo)軌都采取固定安裝，但有一種滾輪式的導(dǎo)軌，如圖8-10所示，具有兩導(dǎo)軌間距調(diào)節(jié)，以減少導(dǎo)軌對管子摩擦。適用于鋼筋混凝土管頂管和外設(shè)防腐層的鋼管頂 管。安裝后的導(dǎo)軌應(yīng)當(dāng)牢固，不得在使用中產(chǎn)生位移；并且要求兩導(dǎo)軌應(yīng)順直、 平行、等高，其縱坡應(yīng)與管道設(shè)計坡度相一致，導(dǎo)軌的安裝精度必須滿足施工 要求。11原

23、狀土后育7.3后背與后背墻后背與后背墻是千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)，在管子頂進(jìn)過程中所受到的全部阻力，可通過千斤頂傳遞給后背及后背墻。為了使頂力均勻地傳遞給后背墻，在千斤頂 與后背墻之間設(shè)置木板、方木等傳力構(gòu)件，稱為后背。后背墻應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，當(dāng)最大頂力發(fā)生時，不允許產(chǎn)生相對位移和彈性變形。常用的后背形式有原土后背墻、人工后背墻等。當(dāng)土質(zhì)條件差、頂距長、管徑大 時，也 可采用地下連續(xù)墻式后背墻、沉井式后背墻和鋼板樁式后背墻。(1)原土后背墻后背墻最好采用原土后背墻，這種后背墻造價低、修建方便，適用于頂力較word.小，土質(zhì)良好，無地下水或采用人工降低地下水效果良好的情況。一般的黏土、亞黏

24、土、砂土等都可做原土后背墻。原土后背墻安裝時，緊貼垂直的原土后背墻密排15cm1 20cm的方木，其寬度和高度不小于所需的受力面積，排木外側(cè)立24根立鐵，放在 千斤頂作用點(diǎn)位置，在立鐵外側(cè)放一根大剛度橫鐵，千斤頂作用在橫鐵上。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)頂力小于400t時，原土后背墻的長度一般不小于7.0m,就不致發(fā)生大位移現(xiàn)象(墻后開槽寬度不大于3.0m),其結(jié)構(gòu)形式 如圖8-11所示。(2)人工后背墻aK人工后者培原土后背墻當(dāng)無原土作后背墻時，應(yīng)設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、就地取材、 拆除方便的人工后背墻。 人工后背墻做法很多，其中一種是利用已頂進(jìn)完畢的管 道作后背墻時，修筑跨在管道上的塊石擋土墻作為人工

25、后背墻，具結(jié)構(gòu)形式如圖8-12所示。7.4頂進(jìn)設(shè)備頂進(jìn)設(shè)備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、下管及運(yùn)土設(shè)備等。(1)千斤頂和油泵圖13 千斤項布置方式口單列式；匕并列式；二迎周式/1千斤頂；2懵子；3 -順鐵/千斤頂又稱為“頂鎬”，是掘進(jìn)頂管的主要設(shè)備，目前多采用液壓千斤頂。千斤 頂在工作坑內(nèi)常用的布置方式為單列、并列和環(huán)周等形式，如圖 8-13所 示。當(dāng)采用單列布置時，應(yīng)使千斤頂中心與管中心的垂線對稱；采用并列或環(huán)周布word.置時，頂力合力作用點(diǎn)與管壁反作用力合力作用點(diǎn)在同一軸線上，防止產(chǎn)生頂 進(jìn)力偶， 造成頂進(jìn)偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，采用人工挖土，管上半部管壁與土壁 有間隙時，千斤頂?shù)闹c(diǎn)作

26、用在垂直直徑的1/41/5為宜。油泵宜設(shè)在千斤頂附近，油路應(yīng)順直、轉(zhuǎn)角少；油泵應(yīng)與千斤頂相匹配，并 應(yīng)有備用油泵。油泵安裝完畢，應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。頂鐵頂鐵是為了彌補(bǔ)千斤頂行程不足而設(shè)置的，是管道頂進(jìn)時，在千斤頂與管道端部之間臨時設(shè)置的傳力構(gòu)件。 其作用是將千斤頂?shù)暮狭νㄟ^頂鐵比較均勻的分 布在管端；同時也是調(diào)節(jié)千斤頂與管端之間的距離， 起到伸長千斤頂活塞的作用。 因此，頂鐵兩面要平整，厚度要均勻，要有足夠的剛度和強(qiáng)度，以確保工作時不 會失穩(wěn)圖11項快-0頂鐵是由各種型鋼拼接制成，有 U形、弧形和環(huán)形幾種，如圖8-14所示。其 中U形頂鐵一般用于鋼管頂管，使用時開口朝上，弧形內(nèi)圓與頂管的內(nèi)徑相同；

27、弧 形頂鐵使用方式與U形相似，一般用于鋼筋混凝土管頂管；環(huán)形頂鐵是直接與 管段 接觸的頂鐵，它的作用是將頂力盡量均勻的傳遞到管段上。頂鐵與管口之間的連接，無論是混凝土管還是金屬管，都應(yīng)墊以緩沖材料， 使頂力比較均勻的分布在管端，避免應(yīng)力集中對管端的損傷。當(dāng)頂力較大時，與 管 端接觸的頂鐵應(yīng)采用U形頂鐵或環(huán)形頂鐵，以使管端承受的壓力低于管節(jié)材料 的允 許抗壓強(qiáng)度。緩沖材料一般可采用油氈或膠合板。(3)下管和運(yùn)土設(shè)備工作坑的垂直運(yùn)輸設(shè)備是用來完成下管和出土工作的。運(yùn)輸方法應(yīng)根據(jù)施工具體情況而定，通常采用三角架配電的產(chǎn)、龍門吊、汽車吊和輪式起重機(jī)等。8、頂管接口鋼管接口鋼管接口一般采用焊接接口。頂進(jìn)

28、鋼管采用鋼絲網(wǎng)水泥砂漿和肋板保護(hù)層時，焊接后應(yīng)補(bǔ)做焊口處的外防腐處理。word.鋼筋混凝土管接口鋼筋混凝土管接口分為剛性接口與柔性接口。采用鋼筋混凝土管時，在管節(jié)未進(jìn)入土層前，接口外側(cè)應(yīng)墊以麻絲、油氈或木墊板，管口內(nèi)側(cè)應(yīng)留有1020mm 的空隙。頂緊后兩管間的空隙宜為 1015mm管節(jié)入土后，管節(jié)相鄰接口處安 裝內(nèi)漲圈時，應(yīng)使管節(jié)接口位于內(nèi)漲圈的中部，并將內(nèi)漲圈與管端之間的縫隙用 木楔塞緊。 鋼筋混凝土管常用鋼漲圈接口、企口接口、“ T”形接口等幾種方 式進(jìn)行連接。(1)鋼漲圈連接常用于平口鋼筋混凝土管。管節(jié)穩(wěn)好后，在管內(nèi)側(cè)兩管節(jié)對口處用鋼漲圈連 接起來，形成剛性口，以避免頂進(jìn)過程中產(chǎn)生錯口。

29、鋼漲圈是用8mm左右的鋼板 卷焊成圓環(huán)，寬度為300400mm環(huán)的外徑小于管內(nèi)徑 3040mm連接時將鋼 漲圈放在兩管節(jié)端部接觸的中間， 然后打入木楔，使鋼漲圈下方的外徑與管內(nèi)壁 直接接觸，待管道頂進(jìn)就位后，將鋼漲圈拆除，內(nèi)管口處用油麻、石棉水泥填打 密實(shí)，如圖8-15所示。圖15 鋼漲圈接口1-麻辮；2-石棉水泥；3-木楔；4-鋼漲圈(2)企口連接企口連接通?？梢圆捎脛傂越涌诤腿嵝越涌?，如圖8-16、8-17所示。采用企口連接的鋼筋混凝土管不宜用于較長距離的頂管。圖16 企口剛性連接word.圖17企口柔性連接(3) T”形接口“T”形接口的做法是在兩管段之間插入一鋼套管，鋼套管與兩側(cè)管段的

30、插 入部分均有橡膠密封圈，如圖8-18所示。采用T形鋼套環(huán)橡膠圈防水接口時，混凝土管節(jié)表面應(yīng)光潔、平整，無砂 眼、氣 泡，接口尺寸符合規(guī)定；橡膠圈的外觀和斷面組織應(yīng)致密、均勻，無裂 縫、孔隙或凹痕等缺陷，安裝前應(yīng)保持清潔，無油污，且不得在陽光下直曬；鋼 套環(huán)接口 無疵點(diǎn)，焊接接縫平整，肋部與鋼板平面垂直，且應(yīng)按設(shè)計規(guī)定進(jìn)行 防腐處理； 木襯墊的厚度應(yīng)與設(shè)計頂力相適應(yīng)。圖18“T”形接口9、頂進(jìn)管道頂進(jìn)的過程包括挖土、頂進(jìn)、測量、糾偏等工序。從管節(jié)位于導(dǎo)軌上開 始頂進(jìn)起至完成這一頂管段止， 始終控制這些工序，就可保證管道的軸線和高程 的施工質(zhì)量。開始頂進(jìn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為：軸線位置 3mm高程0+3m

31、m挖土與運(yùn)土管前挖土是保證頂進(jìn)質(zhì)量及防止地面沉降的關(guān)鍵。由于管子在頂進(jìn)中是順著已挖好的土壁前進(jìn)的，所以管前挖土的方向和開挖形狀， 直接影響頂進(jìn)管位的正 確性，因此管前周圍超挖應(yīng)嚴(yán)格控制。在允許超挖的穩(wěn)定土層中正常頂進(jìn)時，管 端上方允許有0 15mm的空隙，以減少頂進(jìn)阻力。管端下部 135 M心角范圍內(nèi)不 得超挖，保持管壁與土壁相平，也可以留10mm?土層不挖，在管子頂進(jìn)時切去， 防止管端下沉。在不允許頂管上部土下沉地段如鐵路、重要建筑物等，頂進(jìn)時， 管周圍一律不準(zhǔn)超挖。管前挖土深度，應(yīng)視土質(zhì)情況和千斤頂?shù)墓ぷ餍谐潭ǎ话銥榍Ы镯數(shù)某鲦€長度。如果超挖過大，土壁開挖形狀不易控制，容易引起管位偏差

32、和上方土坍 塌。特別對松軟土層，應(yīng)對管頂上部土進(jìn)行加固，或在管前安裝管檐。操作人員 工作時，要警惕土方坍塌傷人。管前挖出的土應(yīng)及時外運(yùn)，一般通過管內(nèi)水平運(yùn)輸和工作坑的垂直提升送 到地面。頂進(jìn)頂進(jìn)是利用千斤頂出鎬在后背不動的情況下，將管子推入土中。具操作過程如下：word.(1)安裝U型頂鐵或環(huán)形頂鐵并擠牢，待管前挖土滿足要求后，啟動油泵， 操縱 控制閥，使千斤頂進(jìn)油，活塞伸出一個行程，將管子推進(jìn)一段距離。(2)操縱控制閥，使千斤頂反向進(jìn)油，活塞回縮。(3)安裝頂鐵，重復(fù)上述操作，直到管端與千斤頂之間可以放下一節(jié)管子為 止。(4)卸下頂鐵，下管，在混凝土管接口處放一圈油麻、橡膠圈或其它柔性材料，

33、管口內(nèi)側(cè)留有適當(dāng)間隙，以利于接口和應(yīng)力均勻。(5)在管內(nèi)口安裝內(nèi)漲圈。如設(shè)計有外套環(huán)時，可同時安裝外套環(huán)。(6)重新裝好U型頂鐵或環(huán)形頂鐵，重復(fù)上述操作。頂進(jìn)時應(yīng)遵照“先挖后頂，隨挖隨頂”的原則。應(yīng)連續(xù)作業(yè)，盡量避免中途 停止。工程實(shí)踐證明，在黏性土層中頂進(jìn)時，因某種原因使連續(xù)施工中斷，重新 起頂時，頂力將會增加50%100%。但在飽和砂土中頂進(jìn)中斷后，重新起頂時， 頂力會比中斷前的頂力小。這一點(diǎn)施工中應(yīng)引起注意。另外在管道頂進(jìn)中，發(fā)現(xiàn)管前方坍塌，后背傾斜、偏差過大或油泵壓力表指針驟增等情況，應(yīng)停止頂進(jìn)，查明原因，排除障礙后再繼續(xù)頂進(jìn)。9.3測量頂管施工時，為了使管節(jié)按設(shè)計的方向頂進(jìn)，除了在頂

34、進(jìn)前精確地安裝導(dǎo)軌、 修筑后背及布置頂鐵，還應(yīng)在管道頂進(jìn)的全部過程中控制工具管前進(jìn)的方向，這些都需要通過測量來保證。管道頂進(jìn)過程中，應(yīng)對工具管的中心和高程進(jìn)行測量。測量工作應(yīng)及時、準(zhǔn) 確，以便管節(jié)正確地就位于設(shè)計的管道軸線上。測量工作應(yīng)頻繁地進(jìn)行，以便及 時發(fā)現(xiàn)管道的偏移。當(dāng)?shù)谝还?jié)管就位于導(dǎo)軌上以后即進(jìn)行校測，符合要求后開始進(jìn)行頂進(jìn)。一般在工具管剛進(jìn)入土層時，應(yīng)加密測量次數(shù)。常規(guī)做法每頂進(jìn)30cm, 測量不少于1次，進(jìn)入正常頂進(jìn)作業(yè)后，每頂進(jìn)100cm測量不少于1次；每次測 量都以測量管子的前端位置為準(zhǔn)。一般情況下，可用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測量，經(jīng)緯儀進(jìn)行軸線測量，采用垂球進(jìn) 行轉(zhuǎn)動測量。較先進(jìn)的測

35、量方法有激光經(jīng)緯儀測量。測量時，在工作坑內(nèi)安裝激 光發(fā)射器，按照管線設(shè)計的坡度和方向?qū)l(fā)射器調(diào)整好，同時管內(nèi)裝上接收靶， 靶上刻有尺度線，如圖8-19所示。當(dāng) 頂進(jìn)的管道與設(shè)計位置一致時，激光點(diǎn)直 射靶心，說明頂進(jìn)質(zhì)量良好，沒有偏差，如圖8-20所示。全段頂完后，應(yīng)在每個管節(jié)接口處測量其軸線位置和高程；有錯口時，應(yīng)測 出相對高差。測量記錄應(yīng)完整、清晰。word.1方/靶；t裝有硅光電池的回褥靶,圖W激光黃量:遍光經(jīng)蟀儀；L謝光束；3激光接收靶；4,刃角：5.管節(jié)9.4糾偏() 伍1a 21店土校正誄尸【潴內(nèi)棺土校正：e港外挖土校正-仃校正阻力；校正方向,在頂管過程中，如發(fā)現(xiàn)首節(jié)管子發(fā)生偏斜，必

36、須及時給予糾正，否則偏斜就會越來越嚴(yán)重，甚至發(fā)展到無法頂進(jìn)的地步。出現(xiàn)偏斜的主要原因有管節(jié)接縫斷 面與管子中心線不垂直，工具管迎面阻力的分布不均，多臺千斤頂頂進(jìn)時出鎬不 同步等。工程中通常采用以下方法進(jìn)行糾偏校正。(1)挖土校正法一般頂進(jìn)偏差值較小時可采用此法。當(dāng)管子偏離設(shè)計中心一側(cè)時， 可在管子中心另一側(cè)適當(dāng)超挖，而在偏離一側(cè)少挖或留臺，這樣繼續(xù)頂進(jìn)時，借預(yù)留的土 體迫使管端逐漸回位。該法多用于黏土或地下水位以上的砂土中，如圖 8-21所 示。根據(jù)施工部位的不同，可分為管內(nèi)挖土校正和管外挖土校正兩種。當(dāng)采用管內(nèi)挖土校正時，開挖面一側(cè)保留土體，另一側(cè)開挖，頂進(jìn)時土體的正面阻力移向word.保留

37、土體的一側(cè)，管道向該側(cè)校正。如采用管外挖土校正，則管內(nèi)的土被挖凈, 并挖出刃口，管外形成洞穴。洞穴的邊緣，一邊在刃口內(nèi)側(cè)，一邊在刃口外側(cè), 頂進(jìn)時管道順著洞穴方向移動。(2)斜撐校正法當(dāng)偏差較大或采用挖土校正無效時，可采用斜撐校正法。如圖 8-22所 示，用圓木或方木，一端頂在偏斜反向的管子內(nèi)壁上，另一端支撐在墊有木板的管前土層上。開動千斤頂，利用頂木產(chǎn)生的分力使管子得到校正。此法也適合管子錯口的校正。(3)襯墊校正法對于在淤泥或流砂地段施工的管子，因地基承載力較弱，經(jīng)常出現(xiàn)管子低頭 現(xiàn)象，這時在管底或管子一側(cè)添加木楔， 使管道沿著正確的方向頂進(jìn)， 如圖 8-23所示。H12斜惇校正法圖工3時

38、墊校正法p10、長距離頂管措施頂管中，一次頂進(jìn)長度受管材強(qiáng)度、頂進(jìn)土質(zhì)、后背強(qiáng)度及頂進(jìn)技術(shù)等因素 限制，一般一次頂進(jìn)長度最大達(dá) 60100nl當(dāng)頂進(jìn)距離超過一次頂進(jìn)長度時， 可采用中繼間頂進(jìn)、觸變泥漿套頂進(jìn)等方法， 以提高在一個工作坑內(nèi)的頂進(jìn)長 度，減少工作坑數(shù)目。中繼間頂進(jìn)法324中縫同構(gòu)造在相鄰兩段之間設(shè)置在套管內(nèi)的兩管之間沿管壁均中繼間頂進(jìn)就是把管道一次頂進(jìn)的全長分成若干段, 個鋼制套管，套管與管壁之間應(yīng)有防水措施，word.勻地 安裝若干個千斤頂，該裝置稱為中繼問，如圖 8-24所示。中繼間以前的 管段用 中繼間頂進(jìn)設(shè)備頂進(jìn)，中繼間以后的管段由工作坑的主千斤頂頂進(jìn)。如果一次頂進(jìn)距離過長，可在頂段內(nèi)設(shè)幾個中繼問，這樣可在較小頂力條件下， 進(jìn)行長距離頂管。采用中繼間頂管時，頂進(jìn)一定長度后，即可安設(shè)中繼問，之后繼續(xù)頂進(jìn)。當(dāng) 工作坑主千斤頂難以頂進(jìn)時， 開動中繼問千斤頂，以后邊管子為后背，向前頂進(jìn)一個行程，然后開動工作坑內(nèi)的千斤頂， 使中繼間后面的管子和中繼間一同向前 推進(jìn)一個行程。而后再開動中繼問千斤頂，如此連續(xù)循環(huán)操作，完成長距離頂進(jìn)。管道就位以后，應(yīng)首先拆除第一個中繼問，開動后面的千斤頂，將中繼問 空檔推攏，接著拆第二個、第三個