濟(jì)南市某泥水平衡管頂管施工方案

1、濟(jì)南市某河綜合治理市政工程標(biāo)段倒虹施工組織設(shè)計(jì)編制：審核：批準(zhǔn)： 二00八年一.工程概況該工程為濟(jì)南市某河綜合治理工程的一部份，位于濱河南路道路里程K8+870，為減少清除淤泥的麻煩和地下水位較高的威脅，采用頂管法施工，本工程的入（出）水井沉井為鋼筋混凝土矩形構(gòu)筑物，分別兼做頂管工作坑及接收井，內(nèi)壁尺寸為：5.8m*6.5m（4.7m*4.9m），外壁尺寸為7.2m*7.9m（5.7m*5.9m），壁厚0.7（0.50）m，井筒內(nèi)面積約37.7（23.03）m2，井內(nèi)挖方約832.723（308.97）m3。新建倒虹管采用兩條直徑D1000mm混凝土管，兩排直徑D1000mm混凝土管按設(shè)計(jì)為一

2、用一備，施工時(shí)從入水井坑向出水井頂進(jìn)倒虹管，頂管長(zhǎng)度約172米.采用泥水平衡法進(jìn)行頂進(jìn)。二.場(chǎng)地工程地質(zhì)、水文情況根據(jù)勘探資料，施工場(chǎng)地屬某河沖積地貌單元，地形相對(duì)高差約4米，地層主要為第四系亞粘土及下伏燕山晚期輝長(zhǎng)巖組成。層：素填土，黃褐色，松散，濕；主要由灰渣、轉(zhuǎn)塊、碎石及粘性土組成，偶見(jiàn)植物根。場(chǎng)區(qū)普遍分布，平均厚度4.53m；層底標(biāo)高：16.3-19.33m，平均18.32m。層：亞粘土，黃褐色，局部灰褐色，軟塑；韌性中等，干強(qiáng)度中等，稍有光澤；見(jiàn)灰綠色條文及腐爛植物根，偶見(jiàn)砂礫及貝殼，夾亞砂土薄層。場(chǎng)區(qū)普遍分布，平均厚度2.19m。層底標(biāo)高：15.82-17.29m，平均16.64m

3、。= 3 * GB3層：亞粘土，灰色，局部灰褐色，灰黑色，軟塑；韌性中等，干強(qiáng)度中等，見(jiàn)較多貝殼，偶見(jiàn)砂礫及有機(jī)質(zhì)，稍具腥臭味，夾亞砂土薄層。場(chǎng)區(qū)普遍分布，平均厚度2.14m。層底標(biāo)高：13.82-15.19m，平均14.48m。層：亞粘土，灰褐色，局部灰黑色，軟塑硬塑；韌性中等，干度中等，稍有光澤；見(jiàn)鐵錳質(zhì)侵染，偶見(jiàn)姜石、貝殼及有機(jī)質(zhì)。場(chǎng)區(qū)普遍分布，平均厚度1.58m，底層標(biāo)高11.58-13.99m，平均12.95m。層：亞粘土，黃褐色，軟塑硬塑；韌性中等，干強(qiáng)度中等，稍有光澤；見(jiàn)灰綠色條文，混少量姜石及貝殼。場(chǎng)區(qū)普遍分布，平均厚度1.8m，底層標(biāo)高9.78-12.11m，平均11.15m

4、。場(chǎng)地位于濟(jì)南市市區(qū)北部，順河高架路與某河相交處以西。第四系地貌清河相單元屬于黃河、某河沖積平原。場(chǎng)地內(nèi)地形較平坦。場(chǎng)地內(nèi)地下水類(lèi)型屬第四系空隙潛水，勘探期間地下水位埋深0.01-6.35m，根據(jù)水質(zhì)分析報(bào)告，水化學(xué)類(lèi)型為重碳酸鹽硫酸鹽鈣鈉型水，地下水對(duì)砼無(wú)腐蝕性。三、主要工程數(shù)量生產(chǎn)路倒虹主要工程數(shù)量部位材料名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量備注跨某河管線鋼筋砼管d1000m344頂管用砼C25m3272.16按142米計(jì)算片石m3583.2進(jìn)水井1C30砼m3335.382C20砼m3封底砼根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)定級(jí)鋼筋25kg2193.4422kg2543.0620kg20938.2618kg11600.8916k

5、g2787.7514kg3852.5812kg939.1716kg32.19級(jí)鋼筋10kg570.68kg21.74踏步塑鋼個(gè)109見(jiàn)附圖鋼板400mm*400mm*12mm個(gè)3見(jiàn)附圖鑄鐵井蓋及支座700套5出水井砼C30m3193.54C20m3封底砼根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)定級(jí)鋼筋20kg11320.0618kg11709.7412kg1095.9316kg922.7522kg2145.825kg1816.1514kg2812.3級(jí)鋼筋12kg8.9210kg428踏步塑鋼個(gè)116同進(jìn)水井鋼板400mm*400mm*12mm塊2同進(jìn)水井鑄鐵井蓋及支座700套4溢流井砼C25m322.26C15m31.13

6、級(jí)鋼筋14kg1285.2312kg310.81蓋板鋼筋未計(jì)16kg12.31踏步塑鋼個(gè)24同進(jìn)水井鑄鐵井蓋及支座700套2渡鋅鋼板(0.3*0.003*5.45)塊6出水井用(0.3*0.003*5.25)塊6(0.3*0.003*7.25)塊6進(jìn)水井用(0.3*0.003*6.55)塊6四、施工計(jì)劃本工程分為三個(gè)階段，計(jì)劃工期90天，計(jì)劃開(kāi)工時(shí)間為：2008年5月10日，實(shí)際起始日期以實(shí)際開(kāi)工的日期為準(zhǔn)。第一階段：施工準(zhǔn)備階段。共3天，本階段要完成臨時(shí)水、電設(shè)施及住宿安排以及接樁、測(cè)量放線及其它準(zhǔn)備工作。第二階段：施工階段：工作井接收井施工60天，兩次設(shè)備安裝調(diào)試各7天，頂進(jìn)按15m/天進(jìn)

7、度考慮，172m約需25天。第三階段：收尾、撤場(chǎng)階段，包括頂管設(shè)備拆除，運(yùn)輸，臨建拆除等收尾工作，共2天。五、施工準(zhǔn)備1.生產(chǎn)準(zhǔn)備進(jìn)行施工測(cè)量和放線工作。確定管線范圍內(nèi)及施工用地內(nèi)所有障礙物，如管線、電線桿等的準(zhǔn)確位置?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查頂管地段內(nèi)主要障礙物有排水管、供水管、水掣井、電力電訊管道和渠箱位置和標(biāo)高，地面交通情況較復(fù)雜。修建臨時(shí)設(shè)施，安裝臨時(shí)用水、用電線路，并試水、試電、修好臨時(shí)排水溝。訂購(gòu)所需鐵井蓋、井圈、踏步。2.技術(shù)準(zhǔn)備組織現(xiàn)場(chǎng)施工人員學(xué)習(xí)，審查施工圖紙和進(jìn)行各專(zhuān)業(yè)圖紙會(huì)審，進(jìn)行設(shè)計(jì)要求和施工技術(shù)交底。編制好頂管施工工藝，做好頂管施工人員的再培訓(xùn)工作。繪制臨時(shí)工程及施工非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備工具圖

8、紙。六、主要項(xiàng)目施工方法1、本倒虹井采用頂管法施工，工作坑為入水井，接收坑為出水井。出、入水井均采用沉井的施工方法進(jìn)行施工，混凝土管道頂進(jìn)采用泥水平衡法進(jìn)行。 工 作 開(kāi) 始測(cè) 量 放 線測(cè) 量 放 線放樣復(fù)核放樣復(fù)核沉井制作、下沉沉井制作、下沉 地面設(shè)備安裝工作坑設(shè)備安裝 地面設(shè)備安裝工作坑設(shè)備安裝 注漿材料準(zhǔn)備砼管出洞準(zhǔn)備 注漿材料準(zhǔn)備砼管出洞準(zhǔn)備挖土運(yùn)土挖土運(yùn)土挖土運(yùn)土注 漿推 進(jìn)推 進(jìn)注 漿注 漿推 進(jìn)推 進(jìn)注 漿卸管、接口安裝卸管、接口安裝卸管、接口安裝卸管、接口安裝進(jìn) 洞進(jìn) 洞進(jìn) 洞進(jìn) 洞取工具管取工具管取工具管取工具管修筑隔墻、安裝閘門(mén)修筑隔墻、安裝閘門(mén)工作結(jié)束工作結(jié)束2、工作井

9、的尺寸核定根據(jù)北京市給水排水管道工程施工技術(shù)規(guī)程（DBJ 01-47-2000）11.2.4如下：底寬=D121.2+S2；（雙管）底長(zhǎng)=L1+L2+L3+L4+L5；式中：S操作寬度（m）,取2.4-3.2m;D1管外徑（m）；L1管子頂進(jìn)后，尾部壓在導(dǎo)軌上的最小長(zhǎng)度（m）；L2管節(jié)長(zhǎng)度（m）；L3出土工作間長(zhǎng)度，根據(jù)出土工具而定，宜為1.0-1.8m；L4液壓油缸長(zhǎng)度（m）；L5后背所占工作坑長(zhǎng)度，包括橫木、立鐵、橫鐵（m）；其根據(jù)有關(guān)規(guī)格實(shí)地調(diào)查以上各參數(shù)取值如下：S=1.2m； D1=1.2m； L1=0.5m； L2=2m；L3=1.8m； L4=1.2m； L5=0.50m；工作坑

10、坑底尺寸：底寬=2.21.2+2.4=5.8m；底長(zhǎng)=0.5+2+1.8+1.2+0.50=6.0 m；考慮到施工中會(huì)遇到某些因素，所以工作坑坑底尺寸應(yīng)適當(dāng)放大，底長(zhǎng)=6.5m。設(shè)計(jì)上進(jìn)水井尺寸（凈空）為底寬：5.8m；底長(zhǎng)6.5m滿足工作坑的要求。3、沉井施工方案 沉井施工的一般方法為：一次制作、一次下沉；分節(jié)制作、一次下沉；多節(jié)制作、分節(jié)下沉（制作與下沉交替進(jìn)行）。沉井過(guò)高，施工技術(shù)難度較大，而且在下沉?xí)r容易發(fā)生傾斜，因此該沉井應(yīng)采用分節(jié)制作、分節(jié)下沉方法。沉井分節(jié)制作的高度，應(yīng)保證其穩(wěn)定性并能使其順利下沉。根據(jù)本工程的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)要求，對(duì)沉井應(yīng)采用四節(jié)制作、四次下沉的方法。本沉井（入水井）

11、分節(jié)制作與下沉的步驟是：第一節(jié)沉井高度為4.0m，起沉標(biāo)高為22.0m；第二節(jié)沉井高度為3.24m、第三節(jié)沉井高度為4m、第四節(jié)沉井高度為3.0m，分節(jié)預(yù)制、分節(jié)下沉，施工時(shí)可根據(jù)預(yù)埋件及預(yù)留孔洞適當(dāng)調(diào)整預(yù)制高度。3.1沉井制作制作程序：場(chǎng)地整平放線挖土23m深夯實(shí)基底，抄平放線驗(yàn)線鋪?lái)艍|層綁鋼筋支刃腳、井身模板澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)、拆模。3.1.1施工坑開(kāi)挖沉井采取在基坑中制作，以減少下沉深度，降低施工作業(yè)面。開(kāi)挖深度為35米，考慮到拆除墊架和支模操作的需要，基坑比沉井寬12米，周?chē)c(diǎn)降水，降水井深度1使地下水位降至比基坑底面低0.5m，挖土采用1臺(tái)小松pC220-31.0m3反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行。配

12、合人工修坡和平整坑底，挖出的土方用自卸車(chē)運(yùn)至棄土場(chǎng)堆放。3.1.2刃腳支設(shè)本沉井高度大，重量重，地基強(qiáng)度較低，經(jīng)檢算采用墊架法支撐。沉井刃腳鋪設(shè)100mm厚的砼墊層，采用鋼?；蚰灸＿M(jìn)行刃腳的模板的安裝。3.1.3模板支設(shè)和鋼筋綁扎沉井制作的模板支設(shè)和鋼筋綁扎與普通結(jié)構(gòu)施工要求一樣，只不過(guò)要考慮其地基承載力，所以要均勻?qū)ΨQ(chēng)施工，以防止不均勻沉降。沉井壁中有預(yù)留管道連接的孔洞，為避免下沉?xí)r泥土和地下水大量涌人井內(nèi)施工操作，對(duì)較大孔洞還會(huì)造成沉井每邊重量不等，影響重心偏移使沉井易產(chǎn)生傾斜，在下沉前必須進(jìn)行處理。在沉井預(yù)制完成后，用M5.0磚砌封閉洞口，沉井封底到位后，拆除磚砌封堵。3.1.4混凝土澆

13、筑混凝土采用商品砼，并用砼輸送泵或吊車(chē)送至沉井澆筑部位，沿井壁均勻?qū)ΨQ(chēng)澆筑。澆筑采用分層平鋪法，每層厚30cm，將沉井沿周長(zhǎng)分成若干段同時(shí)澆筑，保持對(duì)稱(chēng)均勻下料，以避免一側(cè)澆筑，使沉井傾斜，要求2h內(nèi)澆筑一層。兩節(jié)混凝土的接縫處按設(shè)計(jì)要求設(shè)置止水鋼板，上節(jié)混凝土須待下節(jié)混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后澆筑，接縫處經(jīng)鑿毛及沖洗處理，并澆10cm厚減半石子混凝土。3.2沉井下沉 沉井下沉采用排水下沉。下沉前應(yīng)進(jìn)行井壁外觀檢查，檢查混凝土強(qiáng)度及抗?jié)B等級(jí)，并根據(jù)勘測(cè)報(bào)告計(jì)算極限承載力，計(jì)算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉系數(shù)（115125），作為判斷每個(gè)階段可否下沉，是否會(huì)出現(xiàn)突沉以及確定下沉方法及采取措施的依

14、據(jù)。第一節(jié)模板、支架的拆除，混凝土應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%始可拆除。抽除刃腳下的支架應(yīng)分區(qū)、分組、依次、對(duì)稱(chēng)、同步地進(jìn)行。每拆除一根支架和模板后，刃腳下應(yīng)立即用砂卵石或礫砂填實(shí)，在刃腳內(nèi)外側(cè)應(yīng)填筑成適當(dāng)高度小土堤并分層夯實(shí)使下沉重量傳給墊層。模板及支架拆除時(shí)加強(qiáng)觀測(cè)，注意下沉是否均勻。3.2.1下沉速度的控制根據(jù)土質(zhì)情況，采用臺(tái)階形挖土自重破土方式。采用從中間開(kāi)始向四周逐漸開(kāi)挖，并始終均衡對(duì)稱(chēng)地進(jìn)行，每層挖土厚度為0.40.5m.刃腳處留1.21.5m寬土垅，用人工逐層全面、對(duì)稱(chēng)、均勻地削薄土層，每人負(fù)責(zé)23m一段， HYPERLINK / 方法是順序分層逐漸往刃腳方向削薄土層，每次削515c

15、m，當(dāng)土垅擋不住刃腳的擠壓而破裂時(shí)，沉井便在自重作用下破土下沉，削土?xí)r應(yīng)沿刃腳方向全面、均勻、對(duì)稱(chēng)地進(jìn)行，使均勻平衡下沉。沉井挖土下沉采用人工挖土，一臺(tái)吊車(chē)吊運(yùn)出土，由于挖土施工困難，綜合考慮挖土、吊運(yùn)的施工能力， HYPERLINK / 研究沉井下沉的安全控制，沉井下沉速度控制為30cm/天。沉井下沉中，如遇到砂礫石或硬土層，當(dāng)土垅削至刃腳，沉井仍不下沉或下沉不平穩(wěn)，則按平面布置分段的次序，逐段對(duì)稱(chēng)地將刃腳下掏空，并挖出刃腳外壁10cm，每段挖完后用小卵石填滿夯實(shí)，待全部掏空回填后，再分層刷掉回填的小卵石，可使沉井因均勻地減少承壓面而平衡下沉。在沉井開(kāi)始下沉和將沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，一次周邊開(kāi)挖深

16、度小于10cm，避免發(fā)生傾斜，尤其在開(kāi)始下沉5m以?xún)?nèi)時(shí)，其平面位置與垂直度要特別注意保持正確，否則繼續(xù)下沉不易調(diào)整，在離設(shè)計(jì)深度20cm左右停止取土，依靠自重下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。3.2.2下沉觀測(cè)沉井位置的控制是在井外地面設(shè)置縱橫十字控制樁、水準(zhǔn)基點(diǎn)。下沉?xí)r，在井壁上設(shè)十字控制線，并在四側(cè)設(shè)水平點(diǎn)。于壁外側(cè)用紅鉛油畫(huà)出標(biāo)尺，以測(cè)沉降，井內(nèi)中心線與垂直度的觀測(cè)系在井內(nèi)壁四邊標(biāo)出垂直軸線，各吊垂球一個(gè)，對(duì)準(zhǔn)下部標(biāo)志板來(lái)控制，并定時(shí)用兩臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直偏差觀測(cè)。挖土?xí)r隨時(shí)觀測(cè)垂直度，當(dāng)垂球離墨線邊達(dá)50mm或四面標(biāo)高不一致時(shí)，立即糾正，沉井下沉過(guò)程中，每班至少觀測(cè)兩次，并在每次下沉后進(jìn)行檢查，做好記錄，

17、當(dāng)發(fā)現(xiàn)傾斜、位移、扭轉(zhuǎn)時(shí)，及時(shí)通知值班隊(duì)長(zhǎng)，指揮操作工人糾正，使允許偏差范圍控制在允許范圍以?xún)?nèi)。沉井在下沉過(guò)程中，最大沉降差均控制在250mm以?xún)?nèi)。當(dāng)沉至離設(shè)計(jì)標(biāo)高2m時(shí)，對(duì)下沉與挖土情況應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，以防超沉。沉井下沉測(cè)量控制剖面示意圖沉井下沉測(cè)量控制剖面示意圖中心控制點(diǎn)中心控制點(diǎn)壁外下沉標(biāo)尺鐵件線墜鋼標(biāo)板沉井3.2.3下沉糾偏沉井下沉過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)傾斜、位移及扭轉(zhuǎn)等情況，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施糾正。產(chǎn)生傾斜的可能原因有：刃腳下土質(zhì)軟硬不均；拆刃腳支架及模板時(shí)，抽出支架未對(duì)稱(chēng)同步進(jìn)行，或未及時(shí)回填；挖土不均，使井內(nèi)土面高低懸殊；刃腳下掏空過(guò)多，使沉井不均勻突然下沉；排水下沉，井內(nèi)一

18、側(cè)出現(xiàn)流砂現(xiàn)象；刃腳局部被大石塊或埋設(shè)物擱住；井外棄土或施工荷載對(duì)沉井一側(cè)產(chǎn)生偏壓。操作中可針對(duì)原因予以預(yù)防，如沉井已經(jīng)傾斜，可采取在刃腳較高一側(cè)加強(qiáng)挖土并可在較低的一側(cè)適當(dāng)回填砂石，必要時(shí)配以井外射水，或局部偏心壓載，都可使偏斜得到糾正。待其正位后，再均勻分層取土下沉。位移產(chǎn)生的原因多由于傾斜導(dǎo)致，如沉井在傾斜情況下下沉，則沉井向傾斜相反方向位移，或在傾斜糾正時(shí)，如傾斜一側(cè)土質(zhì)較松軟時(shí)，由于重力作用，有時(shí)也沿傾斜方向產(chǎn)生一定位移，因此預(yù)防位移應(yīng)避免在傾斜情況下下沉，加強(qiáng)觀測(cè)，及時(shí)糾正傾斜。位移糾正措施一般是有意使沉井向位移相反方向傾斜，再沿傾斜方向下沉，至刃腳中心與設(shè)計(jì)中心位置吻合時(shí)，再糾正

19、傾斜，因糾正傾斜重力作用產(chǎn)生的位移，可有意向位移的一方傾斜后，使其向位移相反方向產(chǎn)生位移糾正。沉井下沉產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的原因是多次不同方向傾斜和位移的復(fù)合作用引起的，可按上述糾正位移、傾斜 HYPERLINK / 方法糾正位移，然后糾正傾斜，使偏差在允許范圍以?xún)?nèi)。3.3下沉到位、封底當(dāng)沉井沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)23天，下沉已穩(wěn)定，在8h內(nèi)累計(jì)10mm時(shí)，即可進(jìn)行沉井封底。沉井封底有排水封底和不排水封底兩種方案，本沉井對(duì)封底質(zhì)量要求嚴(yán)格，不允許出現(xiàn)滲漏，再者涌水量不大，井底土質(zhì)較密實(shí)，因此確定采取排水封底方案，如四周深井井點(diǎn)降水達(dá)不到要求時(shí)，分兩步進(jìn)行處理。第一步進(jìn)行土形整理，使之呈鍋底形，自刃腳向中心挖放射

20、形排水溝，填以石子做成濾水暗溝，在中部設(shè)24個(gè)集水井，井深12m，插入直徑0.60.8m，周?chē)锌椎幕炷粱蜾撎坠?，四周填以卵石，使井中的水都匯集到集水井中，用潛水泵排出，使地下水位保持低于井底面3050cm.刃腳混凝土鑿毛處洗刷干凈。封底一般鋪一層15-50cm, 厚碎石或卵石層，再在其上澆一層厚約0.5-1.5m 的混凝土墊層，在刃腳下切實(shí)填嚴(yán)，振搗密實(shí)，以保證沉井的最后穩(wěn)定。達(dá)到50%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在墊層上綁鋼筋，兩端伸人刃腳或凹槽內(nèi)，澆灌上層底板混凝土封底。澆筑應(yīng)在整個(gè)沉井面積上分層由四周向中央進(jìn)行，每層厚3040cm，并搗固密實(shí)。混凝土養(yǎng)護(hù)期間，在封底的集水井中應(yīng)不間斷地抽水，待底板混

21、凝土達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行第二步，對(duì)集水井逐個(gè)停止抽水，逐個(gè)進(jìn)行封堵。方法是在抽除井筒水后，立即向?yàn)V水井管中灌入C30早強(qiáng)干硬性混凝土搗實(shí)，裝上法蘭，再在上面澆筑一層混凝土，使之與底板平。封底時(shí)因上部結(jié)構(gòu)尚未施工，設(shè)備管道未安裝，應(yīng)驗(yàn)算沉井的抗浮穩(wěn)定性。4、工作坑導(dǎo)軌設(shè)置及基礎(chǔ)加固工作井布置圖如上圖所示：導(dǎo)軌的作用是引導(dǎo)管子按設(shè)計(jì)的中心線和坡度頂進(jìn)，保證管子在頂入土之前位置正確。導(dǎo)軌安裝牢固與準(zhǔn)確對(duì)管子的頂進(jìn)質(zhì)量影響較大，因此，安裝導(dǎo)軌必須符合污水管中心、高程和坡度的要求。本工程采用38kg鋼軌作導(dǎo)軌。基礎(chǔ)導(dǎo)軌采用混凝土基礎(chǔ)。5、頂管工程力學(xué)參數(shù)確定頂管過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的力學(xué)過(guò)程，它涉及材料

22、力學(xué)、巖土力學(xué)、流體力學(xué)、彈塑性力學(xué)等諸多學(xué)科。但頂管計(jì)算的根本問(wèn)題是要估算頂管的推力和后背承載能力。本頂管施工采用泥水平衡法進(jìn)行，頂管的推力就是頂管過(guò)程管道受的阻力(F)，包括初始推力F0,頂進(jìn)過(guò)程中的管壁摩擦阻力。通常減少管壁摩擦阻力的措施有：管壁與泥土間加泥漿套減阻，使管外壁形態(tài)規(guī)則和表面光潔、減少管道拐彎等。本工程土質(zhì)為粘性土層，設(shè)計(jì)圖紙管線全長(zhǎng)172m，泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī)口徑為1.0m，鋼筋混凝土管外徑（暫按1.3m）；壁厚t150mm，每節(jié)管子的重力W11.54KN/m。計(jì)算公式根據(jù)頂管施工技術(shù)及驗(yàn)收規(guī)范（試行）9.1.1條如下：公式：P=fD12H+（2H+D1）tg2(45.o

23、-/2)+w/（D1）L+PF式中：P計(jì)算的總頂力（KN）;管道所處土層的重力密度（KN/m3）；D1管道的外徑（m）；H管道頂部以上覆蓋土層的厚度（m）；管道所處土層的內(nèi)摩擦角（）；W管道單位長(zhǎng)度的自重（KN/m）；L管道的計(jì)算頂進(jìn)長(zhǎng)度（m）；f頂進(jìn)時(shí)，管道表面與其周?chē)翆又g的摩擦系數(shù)；頂管施工技術(shù)及驗(yàn)收規(guī)范一般情況下黏土、亞粘土在較濕狀態(tài)下取0.20.3，PF頂進(jìn)時(shí)迎面阻力（KN）；采用泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī)PF0KN；根據(jù)有關(guān)規(guī)格實(shí)地調(diào)查以上各參數(shù)取值如下：=18.4 KN/m3 ； D1=1.000+1502=1.3m ； H=2.5m ；=8.1；W=30KN/m；f=0.05；（采用

24、有效的泥水減阻措施后）故： P = fD12H+（2H+D1）tg2(45.o-/2)+W/（D1）L+PF= 0.0518.41.322.5(22.5+1.3)tg2（45.o8.1/2）+11.54 /（18.4+1.3）172+0=2124.94KN根據(jù)以上計(jì)算最大頂力為2124.94KN，施工時(shí)工程坑最多時(shí)采用100T頂鎬3臺(tái)。泥水平衡壓力：在封閉的沖泥艙內(nèi)加泥水壓力平衡地下水壓力，是防止泥砂涌入的重要方法。泥水壓力一定要合理。壓力過(guò)小，大量的泥砂涌入，會(huì)造成路面破壞，壓力過(guò)大，會(huì)增大主千斤頂負(fù)荷，嚴(yán)重的可能產(chǎn)生冒頂現(xiàn)象。6、后背結(jié)構(gòu)及抗力計(jì)算后背作為千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)。因此，后背要有足

25、夠的強(qiáng)度和剛度，且壓縮變形要均勻。所以，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。本工程采用厚鋼板后背，這種后背設(shè)置簡(jiǎn)單，安裝時(shí)應(yīng)滿足下列要求:A.使千斤頂?shù)闹χ行母叨炔恍∮诤蟊掣叨鹊?/3；B.后背墊鐵可用70mm鋼板。C.后背后松散砂層灌注水泥砂漿。后背的計(jì)算后背在頂力作用下，產(chǎn)生壓縮，壓縮方向與頂力作用方向相一致。當(dāng)停止頂進(jìn)，頂力消失，壓縮變形隨之消失。這種彈性變形現(xiàn)象是正常的。頂管時(shí)，防止產(chǎn)生不允許的壓縮變形。后背不能出現(xiàn)上下或左右的不均勻壓縮。否則，千斤頂支承在斜面后背的上，造成頂進(jìn)偏差。為了保證頂進(jìn)質(zhì)量和施工安全，應(yīng)進(jìn)行后背的強(qiáng)度和剛度計(jì)算。根據(jù)頂進(jìn)需要的總頂力，運(yùn)用朗肯土壓力公式核算后背受力，使

26、沉井后背土體所受的力小于土壤的允許承載力。關(guān)于后背詳細(xì)計(jì)算，可分為淺覆土后背和深履土后背。具體計(jì)算可按擋土墻計(jì)算方法確定。7、頂進(jìn)設(shè)備頂進(jìn)設(shè)備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵等。千斤頂千斤頂是掘進(jìn)頂管的主要設(shè)備，本工程擬采用3臺(tái)200t液壓千斤頂。千斤頂?shù)墓ぷ骺觾?nèi)的布置與采用個(gè)數(shù)有關(guān)，如一臺(tái)千斤頂，其布置為單列式，應(yīng)使千斤頂中心與管中心的垂線對(duì)稱(chēng)。使用多臺(tái)并列式時(shí)，頂力合力作用點(diǎn)與管壁反作用力作用點(diǎn)應(yīng)在同一軸線，防止產(chǎn)生頂時(shí)力偶，造成頂進(jìn)偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，采用人工或機(jī)械挖運(yùn)土方，管上半部管壁與土壁有間隙時(shí)，千斤頂?shù)闹c(diǎn)作用在管子垂直直徑的1/41/5處。高壓油泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵工作，選用額定

27、壓力為62MPa的ZB500柱塞泵，經(jīng)分配器，控制閥進(jìn)入千斤頂，各千斤頂?shù)倪M(jìn)油管并聯(lián)在一起，保證各千斤頂活塞的出力和行程一致。頂鐵頂鐵是傳遞和分散頂力的設(shè)備。要求它能承受頂壓力而不變形，并且便于搬動(dòng)。根據(jù)頂鐵旋轉(zhuǎn)位置的不同，可分為橫頂鐵、順頂鐵和U形頂鐵三種。1)橫向頂鐵安裝在千斤頂與方頂鐵之間，將千斤頂?shù)捻斖屏鬟f給兩側(cè)的方頂鐵上。使用時(shí)與頂力方向垂直，起梁的作用。橫頂鐵斷面尺寸為300300mm，長(zhǎng)度按被頂管徑及千斤頂臺(tái)數(shù)而定，本工程選用長(zhǎng)度為1.6m的橫頂鐵；用型鋼加肋和端板焊制而成。2)順頂鐵(縱向頂鐵)放置在面鐵與被頂?shù)墓茏又g，使用時(shí)與頂力方向平行，起柱的作用。在頂管過(guò)程中起調(diào)節(jié)間

28、距的墊鐵，因此頂鐵的長(zhǎng)度取決于斤頂?shù)男谐?、管?jié)長(zhǎng)度、出土設(shè)備等而定,通常有100、200、300、400、600等幾種長(zhǎng)度。橫截面為250300mm，兩端面用厚25mm鋼焊平。順頂鐵的兩頂端面加工應(yīng)平整且平行。防止作業(yè)時(shí)頂鐵發(fā)生外彈。3)U形頂鐵安放在管子端面，順頂鐵作用其上。它的內(nèi)、外徑尺寸與管子端面尺寸相適應(yīng)。其作用是使用順頂鐵傳遞的頂力較均勻地分布的到頂管端斷面上，以免管端局部頂力過(guò)大，壓壞混凝土管端。大口徑管口采用環(huán)形，小口徑管口可采用半圓形。其它設(shè)備工作坑上設(shè)活動(dòng)式工作平臺(tái)，平臺(tái)用25號(hào)工字鋼梁，上鋪1515cm方木。工作坑井口處安裝一滑動(dòng)平臺(tái)，作為下管及出土使用。在工作平臺(tái)上設(shè)起重

29、架，上裝電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，其起重量應(yīng)大于管子重量。工作棚用帆布遮蓋，以防雨水。8頂進(jìn)施工工作坑內(nèi)設(shè)備安裝完畢，經(jīng)檢查各部處于良好狀態(tài)，即可進(jìn)行出洞頂進(jìn)。泥水式頂管的概述：在頂管施工的分類(lèi)中，把水力切削泥土以及雖然采用機(jī)械切削泥土而采用水力輸送棄土，同時(shí)有的利用泥水壓力來(lái)平衡地下水壓力和土壓力的頂管形式都稱(chēng)為泥水式頂管施工，從有無(wú)平衡的角度出發(fā)，又可以把它們細(xì)分為具有泥水平衡功能的和不具有泥水平衡功能的兩大類(lèi)，如常用的網(wǎng)格式水力切割土體的，是屬于沒(méi)有泥水平衡功能的一類(lèi)。即使它采用了局部氣壓向泥土倉(cāng)內(nèi)加上一定壓力的空氣，也只能屬于氣壓平衡而非泥水平衡。本工程頂管施工采用的施工機(jī)械為泥水平衡的頂管掘進(jìn)機(jī)進(jìn)

30、行施工。另外，如果從輸土泥漿的濃度來(lái)區(qū)分，又可以把泥水式頂管分為普通泥水頂管、濃泥水頂管和泥漿式頂管三種。在黏土及粉土中頂進(jìn)一般采用泥漿的相對(duì)密度為1.0251.075。注漿減摩概述注漿減摩是頂管中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是在長(zhǎng)距離和曲線頂管中，它是頂管成功與否一個(gè)及其重要的關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)。一般采用膨潤(rùn)土為主和人工合成的高分子材料，國(guó)內(nèi)有關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)比：通過(guò)膨潤(rùn)土及高分子材料制備的潤(rùn)滑漿的頂進(jìn)摩擦力與無(wú)潤(rùn)滑漿頂進(jìn)的摩擦系數(shù)有5.825倍的變化，粘聚力也有5倍左右的變化。注漿效果的好壞，除了與選用的注漿材料有關(guān)外，還與注漿孔的布置、注漿泵的選用和注漿壓力大小有關(guān)。信號(hào)檢測(cè)及激光導(dǎo)向系統(tǒng)的概述頂管機(jī)

31、的導(dǎo)向一般都采用激光導(dǎo)向，如圖17-4-3所示為激光導(dǎo)向系統(tǒng)的光路示意圖。由電源部分送出調(diào)制頻率為500HZ的交流高壓電（1840V）點(diǎn)燃氦氖激光管，由激光管發(fā)出的紅色激光束，經(jīng)棱鏡反射、小目鏡會(huì)聚、半透反射鏡折轉(zhuǎn)后進(jìn)入內(nèi)調(diào)焦鏡調(diào)節(jié)，從物鏡發(fā)射出對(duì)不同距離目標(biāo)聚集的光束，這光束被安裝在工作機(jī)械上的光電接收器（由9塊光電池組成）接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)選頻和放大后，點(diǎn)亮與9塊光電池一一對(duì)應(yīng)的指示燈，從而指示出機(jī)頭的方位。若激光束照射于光電池中央，則處于正中央的指示燈發(fā)亮，表明機(jī)器方位準(zhǔn)確，此時(shí)光電接收器給出指零信號(hào)，頂管掘進(jìn)機(jī)便按預(yù)定路線前進(jìn)。若機(jī)頭偏移掘進(jìn)方向，光電接收器的中心便偏離激光束的中

32、心，除點(diǎn)亮相應(yīng)方位的指示燈外，光電接收器給出偏離信號(hào)Vx、Vy，偏離Vx、Vy信號(hào)經(jīng)放大處理后，經(jīng)伺服放大器、伺服閥控制糾偏油缸伸縮實(shí)施糾偏，機(jī)頭回正后，偏差信號(hào)自動(dòng)消失。這樣在頂管掘進(jìn)機(jī)頂進(jìn)的全過(guò)程中，始終保持機(jī)頭沿著激光束前進(jìn)，使頂管誤差控制在規(guī)定范圍內(nèi)。七、主要施工機(jī)具設(shè)備主要施工機(jī)具設(shè)備一覽表：機(jī)具名稱(chēng)規(guī)格、性能單位數(shù)量用途翻斗汽車(chē)東風(fēng)5t臺(tái)1運(yùn)土注漿泵L150臺(tái)1灌注水泥砂漿灰漿攪拌機(jī)150L臺(tái)1攪拌砂漿振動(dòng)器HZCX50臺(tái)2振動(dòng)水泵QS32254臺(tái)3基坑排水電焊機(jī)BX330臺(tái)4鋼焊接卷?yè)P(yáng)機(jī)1t臺(tái)1豎井提升卷?yè)P(yáng)機(jī)3t臺(tái)2頂進(jìn)坑提升油壓千斤頂200t臺(tái)3頂管高壓油泵ZB50臺(tái)1頂管頂壓裝置全套頂鐵、墊座、滑道臺(tái)1頂管沖擊打夯機(jī)QT70型