D2600過江鋼管頂管施工工藝探討

1、歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！PAGE PAGE 29感謝閱讀本文檔，祝您工作順利，步步高升！目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc346557545 一、工程概況 PAGEREF _Toc346557545 h 2 HYPERLINK l _Toc346557546 二、工程地質(zhì)及管位 PAGEREF _Toc346557546 h 4 HYPERLINK l _Toc346557547 三、工藝選擇 PAGEREF _Toc346557547 h 5 HYPERLINK l _Toc346557548 四、頂管工藝 PAGEREF _Toc346

2、557548 h 7 HYPERLINK l _Toc346557549 五、頂管施工關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算 PAGEREF _Toc346557549 h 9 HYPERLINK l _Toc346557550 六、主要關(guān)鍵技術(shù) PAGEREF _Toc346557550 h 12 HYPERLINK l _Toc346557551 七、頂管施工質(zhì)量控制措施 PAGEREF _Toc346557551 h 27 HYPERLINK l _Toc346557552 八、預(yù)案 PAGEREF _Toc346557552 h 29 HYPERLINK l _Toc346557553 九、建議 PAGEREF

3、 _Toc346557553 h 29一、工程概況汕頭市南區(qū)污水處理濠江分廠廠外收集系統(tǒng)中穿過濠江管道，采用先頂一根D2600鋼管，而后在大管內(nèi)敷設(shè)兩根D820鋼管的污水傳輸方案。頂管管線長(zhǎng)521m，一次頂進(jìn)，屬長(zhǎng)距離水下頂管施工。（1）頂管管道：設(shè)計(jì)管中心標(biāo)高為11.46m，管道坡度為0；最深管頂覆土在工作井和接收井處約12.46m，最淺管頂覆土在濠江底約為6.0m。 (2)工作井：工作井為14m圓井，井深15m，沉井刃腳深約20m，采用沉井施工。沉井采用排水下沉，干封底，井體分兩次制作，兩次下沉，采用旋噴樁止水；根據(jù)工藝要求工作井布置在濠江左岸。(3)接收井：接收井為6m的圓井，深度與工作

4、井等同。接收井施工方式、平面布置、平面形狀、材料與工作井一致。接收井布置在濠江右岸。管道縱剖面圖如下：二、工程地質(zhì)及管位1）本段工程勘察報(bào)告由“汕頭市建筑設(shè)計(jì)院”提供，ZK16ZK29共計(jì)鉆孔14個(gè)，控制性鉆孔7個(gè)，孔深25m，一般性鉆孔7個(gè)，孔深20m，鉆孔間距40m。層淤泥、淤泥混砂、淤泥質(zhì)土：沿管線全程分布，層厚3.0-9.6m，飽和，流塑狀態(tài)，地基承載力特征值fak=30-40kPa；層淤泥質(zhì)粘土、灰色粘土：沿管線全程分布，層厚3.0-12.9m，以流塑淤泥質(zhì)粘土為主，有機(jī)質(zhì)含量較高，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土層特征及沉積環(huán)境分析，宜作淤泥質(zhì)粘土處理，地基承載力特征值fak=50-60kPa。多年平均

5、高潮位、平均低潮位分別為0.978m、-0.042m(85國家高程基準(zhǔn))。2)管位和頂進(jìn)土層設(shè)計(jì)管底標(biāo)高-12.46m，管位基本處于第層淤泥、淤泥混砂、淤泥質(zhì)土層及第層淤泥質(zhì)土層中。管道穿過土層的縱剖面如下：工藝選擇（一）根據(jù)地質(zhì)資料及現(xiàn)場(chǎng)勘查，本工程具有以下特點(diǎn)、難點(diǎn)：1、管道分別穿越濠江左右岸提防，施工易影響提防安全。2、受漲退潮影響，水位變化大，漲潮時(shí)水位高，水壓大。3、管頂覆土厚度變化大，最大覆土厚度12.46m，最小6m。4、管徑大，頂距長(zhǎng)，屬大口徑長(zhǎng)距離頂管。5、可能會(huì)碰到地下孤石。（二）根據(jù)本工程的特點(diǎn)，擬采取以下對(duì)策：1、在頂管頂進(jìn)過程中采用管外壁注觸變泥漿的措施從而降低頂進(jìn)時(shí)

6、的摩阻力，施工工程中嚴(yán)格控制膨潤土的濃度來達(dá)到最好的減阻效果。2、在頂進(jìn)過程中設(shè)置中繼間，將整段管道分段推進(jìn)，減少主推頂力。3、對(duì)提防高程變化進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)變形超過要求，馬上停工，采取補(bǔ)救措施；4、根據(jù)覆土厚度的不同及水位的變化，控制進(jìn)排漿系統(tǒng)，確保泥水平衡。5、對(duì)可能遇到的地下孤石頭編制預(yù)案，并嚴(yán)格執(zhí)行施工方案的審批制度。三、基于以上特點(diǎn)和對(duì)策，通過對(duì)多種頂管機(jī)進(jìn)行比較，本工程頂管工藝擬采用泥水平衡式頂管，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：圖4-2泥水平衡式工具頭頂管施工形象示意圖1）本工程選用的是一種具有破碎能力的泥水平衡的頂管機(jī)，切削下來的泥土在泥土倉內(nèi)形成塑性體，以平衡土壓力，而在泥水倉內(nèi)建立高

7、于地下水壓力1020KPa的泥水、泥漿，以平衡地下水壓力。通過把進(jìn)水添加粘土等成份的比重調(diào)整到一定范圍內(nèi)，即使挖掘面是砂的土質(zhì)，也可形成一層結(jié)實(shí)的不透水泥膜，同時(shí)平衡地下水壓力和土壓力。2）頂管機(jī)的刀盤前面切割面安裝有合金固定刮刀，刀座和刀盤焊接采用耐磨焊條。刮刀在刀盤的4把刀桿上的布置是全段面切割布置，刀盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，滾刀和刮刀對(duì)前面土體是全段面的刮動(dòng)。頂管機(jī)在主頂裝置的推動(dòng)下，使到堅(jiān)硬的土體破裂；刮刀對(duì)破裂的土體進(jìn)行切割，掏空前方土體，頂管機(jī)向前推進(jìn)。3）頂管機(jī)的刀盤和泥土倉是個(gè)多棱體，且刀盤是圍繞主軸作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過刀盤對(duì)前方土體切割，當(dāng)有大塊土體或小塊石進(jìn)入頂管機(jī)泥土倉，經(jīng)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就

8、會(huì)被軋碎，碎塊泥土小于頂管機(jī)的隔柵孔就進(jìn)入泥水倉被泥水循環(huán)管輸送走。頂管工藝（一）泥水平衡頂管施工的基本原理頂管施工是從地面開挖兩個(gè)基坑井，然后管節(jié)從工作井安放，通過主頂千斤頂或中繼間的頂推機(jī)械的頂進(jìn)，推動(dòng)管節(jié)從工作井預(yù)留口穿出，穿越土層到達(dá)接收井的預(yù)留口邊，然后通過接收井的預(yù)留口穿出，形成管道的施工。頂管施工時(shí)，通過后座主頂油泵和主頂千斤頂產(chǎn)生推力，推動(dòng)管道向前推進(jìn)。在管節(jié)推進(jìn)的同時(shí)，頂管掘進(jìn)機(jī)大刀盤切削前方土體，切削下來的土體進(jìn)入頂管掘進(jìn)機(jī)的泥土倉內(nèi)，經(jīng)刀盤的攪拌與進(jìn)漿管送入的泥漿攪拌成濃的泥漿，再通過排漿管道將濃泥漿排出機(jī)頭。通過管節(jié)一節(jié)一節(jié)向前推進(jìn)，頂管掘進(jìn)機(jī)不斷推進(jìn)最后到達(dá)接收井，形

9、成整段管道。通過調(diào)整進(jìn)排泥水量，或調(diào)整頂進(jìn)速度，調(diào)整頂管掘進(jìn)機(jī)泥水倉的泥水壓力，從而保持了挖掘面的穩(wěn)定。頂管施工前需先在地面上的泥漿池內(nèi)攪拌一定量的比重1.11.2左右的泥漿。頂管施工時(shí)打開泥漿池的閥門，泥漿通過進(jìn)泥泵加壓，經(jīng)進(jìn)漿管進(jìn)入到頂管掘進(jìn)機(jī)的泥水倉；泥水倉的泥漿在工作井內(nèi)的排泥泵抽排作用下，泥漿經(jīng)排泥管排到地面泥水分離器處理，泥渣分離外運(yùn)，泥漿留在泥漿池內(nèi)，形成了泥水循環(huán)系統(tǒng)。頂管施工工藝示意圖（二）頂管施工工藝流程圖頂管施工開始測(cè)量、放樣監(jiān)理復(fù)測(cè)工作井布置頂管機(jī)井下調(diào)試出洞準(zhǔn)備工作頂管機(jī)出洞初始頂進(jìn)正常頂進(jìn)頂管、排土偏差糾正下管、接口處理進(jìn)洞、中繼間合攏取頂管機(jī)拆除管內(nèi)設(shè)備YESNO

10、地面設(shè)備及設(shè)施：供電、起吊、排土等安裝，安全護(hù)欄、名牌頂進(jìn)用管材準(zhǔn)備注漿材料設(shè)備準(zhǔn)備偏差測(cè)量校核及紀(jì)錄泥水壓力管理注漿控制、管理偏差測(cè)量校核及紀(jì)錄距出洞50米須復(fù)測(cè)中繼間啟用、頂進(jìn)頂管施工結(jié)束焊接、外防腐、探傷頂管施工關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算以下的頂管機(jī)主要性能參數(shù)的計(jì)算主要是根據(jù)本工程地質(zhì)勘察報(bào)告和水文地質(zhì)資料選取適當(dāng)參數(shù)，根據(jù)規(guī)范及有關(guān)資料進(jìn)行計(jì)算。（一）頂力計(jì)算：頂管過程是一個(gè)復(fù)雜的力學(xué)過程，它涉及材料力學(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)算的根本問題是要估計(jì)頂管的頂力。頂管的頂力就是頂管過程管道受的阻力，包括工具頭正面泥水壓力、管壁摩擦阻力。1、 管材受力分析（鋼管d260026

11、）鋼管頂管傳力面允許的最大頂力按下式計(jì)算：Fds= eq f(134,Qd)fsAp式中 Fds 鋼管管道允許頂力設(shè)計(jì)值（KN） 1鋼材受壓強(qiáng)度折減系數(shù)，可取1.003鋼材脆性系數(shù)，可取1.004鋼管頂管穩(wěn)定系數(shù)，可取0.36：當(dāng)頂進(jìn)長(zhǎng)度300m時(shí)，穿越土層又均勻時(shí)，可取0.45,：本式取0.36Qd頂力分項(xiàng)系數(shù)，可取1.3Ap管道的最小有效傳力面積（mm2）計(jì)算得210141fs鋼材受壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）205 N/mm2由上式可得鋼管頂管傳力面允許的最大頂力11630KN。2、頂管段，約長(zhǎng)521m，管頂覆土取最大13.76m 式中： F總推力（kN）F0初始推力（kN） f0每米管子

12、與土層之間的綜合摩擦阻力（kN/m）式中： Bc管外徑，取2.6m Pe挖掘面前土壓力（取Pe150kPa）Pw地下水壓力（kPa）P附加壓力（一般取20kPa）Pw=wh1012.44124.4kPa式中：w水的密度（kg/m3）h 地下水位到挖掘機(jī)中心深度，取最大12.44m得：F0（150+124.4+20）3.142.62.6 / 41562（kN） 式中： R綜合摩擦阻力（kPa），采用觸變泥漿注漿后取4（kN/m2）S管外周長(zhǎng)（m），得S3.142.68.164（m）W每米管子的重力（kN/m），計(jì)算得到每米重量為1650kgW16509.8/1000=16.17（kN/m）f 管

13、子重力在土中的摩擦系數(shù)，取0.2。得： f048.164+16.170.235.89（kN/m）總推力F1562+35.8952120261（kN）。經(jīng)計(jì)算得知總推力F=20261（kN），大于鋼管頂管傳力面允許的最大頂力11930KN，估算總頂力大于管節(jié)允許頂力設(shè)計(jì)值或工作井允許頂力設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)設(shè)置中繼間。3、設(shè)計(jì)階段中繼間的數(shù)量按下式計(jì)算：n= eq f(D1k(L+50),0.70) -1式中 n中繼間數(shù)量（取整數(shù)）D1管外徑2.6mk管外表面平均綜合摩阻力，取4kn/m20中繼間設(shè)計(jì)允許頂力（KN）5000knL頂管長(zhǎng)度521m由上式可得n=4.3,取整數(shù)為5個(gè)中繼間4、中繼環(huán)安裝驗(yàn)算

14、因?yàn)榫蜻M(jìn)機(jī)在推進(jìn)過程中推力的變化會(huì)因土質(zhì)條件的變化而有較大的變化。所以，當(dāng)總推力達(dá)到中繼環(huán)總推力4060時(shí)，就應(yīng)安放第一只中繼環(huán)，以后，每當(dāng)達(dá)到中繼環(huán)總推力的7080時(shí)，安放一只中繼環(huán)，中繼環(huán)在管道上的分段安放位置，可通過頂進(jìn)阻力計(jì)算確定。每個(gè)中繼環(huán)的額定頂力Fz250(KN/個(gè))20(個(gè))5000(KN)第一個(gè)中繼環(huán)放置距離L1：60%FZ=F0+f0L1L140.1m 第二個(gè)及以后的中繼環(huán)放置距離L2：70%FZ= f0L2L297.5mL397.5m、L497.5m 、L597.5m該段頂管總長(zhǎng)521m，經(jīng)驗(yàn)算需放置5個(gè)中繼環(huán)。5、主頂總推力Ft本工程工作井的最大允許頂力為：（521-4

15、0.1-97.54）35.89=3263kn，考慮土質(zhì)條件的變化，工程似采用4支2000KN千斤頂作為主頂推力。主要關(guān)鍵技術(shù)（一）管節(jié)長(zhǎng)度及組對(duì)焊接控制1、管節(jié)長(zhǎng)度工作井為14.0m的圓井。在出洞口除澆注500mm月牙形的前止水墻用以安裝洞口止水圈外，在鋼管頂進(jìn)過程還需露出600mm的距離用以焊接及接口防腐處理。在后面需澆注的700mm厚的月牙形后座墻。這樣工作井內(nèi)可用的空間只有12.2m。在這12.2m當(dāng)中，分別扣除300mm的鋼后靠板、3000mm的主頂油缸、300mm的護(hù)口環(huán)形頂鐵和留出600mm的操作空間，余下來的8.0m即為頂進(jìn)鋼管的最大長(zhǎng)度，頂進(jìn)管節(jié)長(zhǎng)度取8m。2、組對(duì)焊接控制工程

16、鋼管是在工廠內(nèi)卷制，并涂刷外防腐涂層的。鋼管運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后，在堆放鋼管的臨時(shí)托架上增設(shè)硬質(zhì)塑料滾輪；頂進(jìn)施工中，在頂進(jìn)主導(dǎo)軌上涂刷黃油，并放置鋼制滑靴，滑靴緊貼鋼管向前滑動(dòng)至焊接坑落下，防止外防腐涂層損傷，并緩解管節(jié)自重產(chǎn)生的變形。鋼管組對(duì)前需要對(duì)管端剖口進(jìn)行打磨，在管端焊縫處采用馬鐵導(dǎo)向，主頂系統(tǒng)輔助推進(jìn)對(duì)接。對(duì)接時(shí)嚴(yán)格控制前后管道軸線重合一致，鋼管接口處錯(cuò)縫最大在2 mm左右，初始頂進(jìn)的前100 m范圍內(nèi)不能使前后兩管節(jié)產(chǎn)生夾角，否則會(huì)影響頂進(jìn)軸線控制。在鋼頂管施工中，頂管用鋼管節(jié)與鋼管節(jié)之間的焊縫坡口必須采用下圖所示的雙單邊“V”形坡口，也稱“K” 形坡口。施工時(shí)必須按圖5所示的方向頂

17、進(jìn)。采用雙單邊“V”形坡口形式的鋼管管節(jié)在頂進(jìn)過程中，其后方式平的，這樣可以防止坡口卷邊。另外，采用這種坡口形式，使鋼管在焊接時(shí)對(duì)口也較方便。頂進(jìn)方向頂進(jìn)方向焊接接口采用半自動(dòng)手工電弧焊接。（二）注漿減摩控制在頂進(jìn)過程中，隨著距離的增長(zhǎng)，管道的摩阻力也隨之增大。在施工過程中盡可能地降低管道外側(cè)的阻力，通常情況下往管外側(cè)噴謝觸變泥漿，降低頂進(jìn)的阻力。 在長(zhǎng)距離鋼管頂進(jìn)中觸變泥漿主要減摩作用，注漿效果對(duì)頂進(jìn)阻力控制起著至關(guān)重要的作用。注漿應(yīng)采用同步形式，以減小摩阻力。注漿孔最好采用前密后疏的原則，每個(gè)注漿斷面可布置6個(gè)注漿孔。每個(gè)注漿孔設(shè)置1個(gè)球閥，每組注漿孔設(shè)置1個(gè)總閥門。為保證形成良好的泥漿套

18、，頂管機(jī)頭后四道注漿孔獨(dú)立布置，管底不布置注漿孔，每個(gè)中繼間處均布置注漿孔，注漿孔與鋼管呈90角，采用單向閥、斜螺紋。觸變泥漿管設(shè)置在頂管機(jī)后面4節(jié)管每節(jié)管都設(shè)置觸變泥漿管，在管節(jié)外壁形成完整的漿套。以后的管節(jié)間隔3節(jié)管設(shè)置一道，用來對(duì)漿套進(jìn)行補(bǔ)漿。1）漿液配置：觸變泥漿系統(tǒng)由拌漿、注漿和管道三部分組成。拌漿是把注漿材料兌水以后再攪拌成所需的漿液(造漿后應(yīng)靜置24小時(shí)后方可使用)。注漿是通過注漿泵進(jìn)行的，根據(jù)壓力表和流量表，它可以控制注漿的壓力(壓力控制在水深的1.11.2 倍)和注漿量(計(jì)量桶控制)。管道分總管和支管，總管安裝在管道內(nèi)一側(cè)，支管則把總管內(nèi)壓送過來的漿液輸送到每個(gè)注漿孔上去。觸

19、變泥漿由膨潤土、水和摻合劑按一定比例混合而成。施工現(xiàn)場(chǎng)按重量計(jì)的觸變泥漿配合比為：水：膨潤土8：1，膨潤土：CMC30：1。本工程擬購置膨潤土袋裝復(fù)合材料，在現(xiàn)場(chǎng)施工加水拌和。2）注漿流程：造漿靜置注漿頂管推進(jìn)(注漿)頂管停頂停止注漿。3）數(shù)量和壓力壓漿量為管道外圍環(huán)形空隙的1.5倍，壓注壓力根據(jù)管頂水壓力而定。觸變泥漿管壓漿機(jī)泥漿攪拌桶（三）頂進(jìn)控制出洞段施工控制頂管機(jī)初始頂進(jìn)是頂管施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。其主要內(nèi)容包括：出洞口前土體加固、設(shè)置頂管機(jī)始發(fā)基座、頂管機(jī)組裝就位調(diào)試、安裝密封脹圈、頂管機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)、除洞臨時(shí)墻、頂管機(jī)貫入作業(yè)面加壓和頂進(jìn)等。在洞口前方挨著頂進(jìn)方向做旋噴樁止水幕墻并加固，在

20、井出洞口安裝可拆式止水鋼圈，再在鋼圈上上安裝止水膠圈，達(dá)到止水效果。如下圖由于是水下頂管，又由于是長(zhǎng)距離頂管，所以洞口止水圈采用雙層設(shè)計(jì)。洞口止水圈參見下圖。在出洞施工初期，由于頂管機(jī)正面主動(dòng)土壓力遠(yuǎn)大于頂管即周邊的摩擦力和與導(dǎo)軌間的摩擦力的總和，因此極易產(chǎn)生頂管機(jī)反彈，引起頂管即前方土體不規(guī)則坍塌，使頂管機(jī)再次推進(jìn)時(shí)方向失控和向上爬高。為此，在洞口的兩側(cè)平行地面各安裝好一條工字鋼，當(dāng)主頂千斤頂準(zhǔn)備回縮加頂鐵時(shí)，將兩條工字鋼分別與第一個(gè)頂鐵的焊牢，然后回收千斤頂，防止頂管機(jī)反彈。穿越旋噴樁止水幕墻：旋噴樁硬度較大，頂進(jìn)不能過快，否則會(huì)使頂管機(jī)嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)或使頂管機(jī)損壞。因此，要放慢頂進(jìn)速度，一般頂

21、進(jìn)速度控制在20mm/min。加大泥水流量，防止旋噴樁硬泥塊堵塞泥漿管道。（四）正常頂進(jìn)管道出洞成功后，管道開始正常頂進(jìn)。通過后座主頂油泵和主頂千斤頂產(chǎn)生推力，推動(dòng)管道向前推進(jìn)。在管節(jié)推進(jìn)的同時(shí)，頂管機(jī)大刀盤切削前方土體，切削下來的土體進(jìn)入頂管機(jī)的泥土倉內(nèi)，經(jīng)刀盤的攪拌與進(jìn)漿管送入的清泥漿攪拌成濃的泥漿，再通過排漿管道將濃泥漿排出機(jī)頭。通過管節(jié)一節(jié)一節(jié)向前推進(jìn)，頂管機(jī)不斷推進(jìn)最后到達(dá)接收井，形成整段管道。初始頂進(jìn)時(shí)頂進(jìn)速度一般控制在2050mm/min，正常頂進(jìn)時(shí)頂進(jìn)速度控制在50150mm/min，如遇正面障礙物，應(yīng)控制在10mm/min以內(nèi)。（五）測(cè)量、糾偏1、頂管頂進(jìn)中的測(cè)量工作管道頂進(jìn)

22、長(zhǎng)度大于300m，采用激光經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量。激光經(jīng)緯儀安置在觀測(cè)臺(tái)上，它發(fā)出的激光束為管道中心線，又符合設(shè)計(jì)坡度要求，實(shí)為頂管導(dǎo)向的基準(zhǔn)線。施工開始時(shí)將頂管機(jī)的測(cè)量靶的中心與激光斑點(diǎn)中心重合。當(dāng)頂管機(jī)頭出現(xiàn)偏差，相應(yīng)激光斑點(diǎn)將偏離靶中心，測(cè)量靶圖像通過視頻傳送到操作臺(tái)的監(jiān)示器上，從而觀察出激光斑點(diǎn)將偏離靶中心偏離圖像，通過控制糾偏千斤頂?shù)纳炜s量，進(jìn)行頂進(jìn)方向的糾正，使頂管機(jī)始終沿激光束方向前進(jìn)。頂管施工中測(cè)量工作的主要任務(wù)是掌握好管線的中線方向、高程和坡度。激光經(jīng)緯儀圖4-19 導(dǎo)線控制19 井口投點(diǎn)示意圖1）根據(jù)設(shè)計(jì)坡度要求，沿線路布設(shè)水準(zhǔn)路線，并在各井口處埋設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)以供頂管高程放樣。將高

23、程從井上傳至井下，埋設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)，如圖右圖所示。2）在工作井下建立控制觀測(cè)臺(tái)，在其上配置有強(qiáng)制對(duì)中的儀器基座，并設(shè)有上下左右可調(diào)節(jié)的裝置，能使架設(shè)于其上的儀器調(diào)整到中線（或與中線偏離一定距離）的位置，并使儀器橫軸調(diào)整到中線（或與中線偏離一定距離）的高度上。2、糾偏1）糾偏系統(tǒng)主要設(shè)備：糾偏千斤頂、油泵站、位移傳感器和傾斜儀組成。2）糾偏系統(tǒng)的作用：控制頂管施工中的頂管機(jī)推進(jìn)方向。3）糾偏系統(tǒng)的動(dòng)作控制是在地面操作室的操作臺(tái)遠(yuǎn)程控制的，糾偏量的控制是通過安放在糾偏千斤頂上的位移傳感器來實(shí)現(xiàn)糾偏量的控制，糾偏動(dòng)作是一個(gè)糾偏千斤頂?shù)慕M合式動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。糾偏動(dòng)作組合如：向上糾偏：左下、右下油缸同時(shí)伸動(dòng)

24、作；向下糾偏：左上、右上油缸同時(shí)伸動(dòng)作；向左糾偏：右上、右下油缸同時(shí)伸動(dòng)作；向右糾偏：左上、左下油缸同時(shí)伸動(dòng)作。4）頂管機(jī)的測(cè)量靶網(wǎng)格為10mm，根據(jù)頂管機(jī)測(cè)量靶激光點(diǎn)的偏移量計(jì)算頂管機(jī)的斜率，伸出相應(yīng)的糾偏千斤頂組，使頂管機(jī)推進(jìn)改變方向，從而實(shí)現(xiàn)頂進(jìn)方向的控制。糾正偏量應(yīng)緩慢進(jìn)行，使管節(jié)逐漸復(fù)位，不得猛糾硬調(diào)。由于頂管機(jī)頭附有測(cè)量靶，激光經(jīng)緯儀安置在觀測(cè)臺(tái)上，在工作中，已使它發(fā)出的激光束既為管道中心線，又符合設(shè)計(jì)坡度要求，實(shí)為頂管導(dǎo)向的基準(zhǔn)線。施工開始時(shí)使測(cè)量靶中心與激光光斑中心重合，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)頭出現(xiàn)偏差，相應(yīng)測(cè)量靶中心將偏離光斑中心，從而給出偏離信號(hào)，通過通過視頻傳送到操作臺(tái)的監(jiān)示器，進(jìn)行頂

25、進(jìn)方向的糾正，使工具頭始終沿激光束方向前進(jìn)。 激光經(jīng)緯儀圖4-20 頂進(jìn)施工中的測(cè)量示意圖工具頭開始頂進(jìn)510m的范圍內(nèi)，允許偏差應(yīng)為：軸線位置50mm，高程30mm，當(dāng)超過允許偏差時(shí)，應(yīng)采取措施糾正。糾正偏差應(yīng)緩慢進(jìn)行，使管節(jié)逐漸復(fù)位，不得猛糾硬調(diào)。工具頭前方有糾偏節(jié)，糾偏節(jié)中安裝有糾偏千斤頂，頂進(jìn)過程中，根據(jù)測(cè)量反饋的結(jié)果，調(diào)整糾偏千斤頂，使工具頭改變方向，從而實(shí)現(xiàn)頂進(jìn)方向的控制。如果工具頭的方向偏差超過10mm，即應(yīng)采用糾偏千斤頂進(jìn)行糾偏。管頂出穿墻管及在長(zhǎng)度3040m范圍內(nèi)的偏差是影響全段偏差的關(guān)鍵，特別是出墻洞時(shí)，由于管段長(zhǎng)度短、工具頭重量大，近出洞口土質(zhì)易受擾動(dòng)等因素的影響，往往會(huì)

26、導(dǎo)致向下偏，此時(shí)，應(yīng)該綜合運(yùn)用工具頭自身糾偏和調(diào)整千斤頂?shù)淖饔昧狭χ行膩砜刂祈敼芊较?。糾偏應(yīng)貫穿在頂進(jìn)施工的全過程，必須做到嚴(yán)密監(jiān)測(cè)頂管的偏位情況，并及時(shí)糾偏，盡量做到糾偏在偏位發(fā)生的萌芽階段。如果根據(jù)頂管機(jī)的測(cè)斜儀及激光經(jīng)緯儀測(cè)量偏位趨勢(shì)沒有減少，增大糾偏力度，如果根據(jù)頂管機(jī)的測(cè)斜儀及激光經(jīng)緯儀測(cè)量偏位趨勢(shì)穩(wěn)定或減少時(shí)，保持該糾偏力度，繼續(xù)頂進(jìn)，當(dāng)偏位趨勢(shì)相反時(shí)，則需要將糾偏力度逐漸減少。糾偏泵站4組糾偏千斤頂5）、鋼管頂管的方向如果控制得好、土質(zhì)較均勻，則容易控制；反之，則不容易控制。為了改善糾正偏差起來就比較困難這種情況，采取在頂管機(jī)后聯(lián)上兩節(jié)鉸接管后再連接頂進(jìn)用鋼管。具有柔性接口的糾

27、偏用的鉸接管，如下圖所示。圖1鉸接管與鉸接管、鉸接管與頂管機(jī)的管接口大體上與混凝土管的F型接口相似。每節(jié)鉸接管的長(zhǎng)度與管外徑相等。兩節(jié)鉸接管之間的法蘭上開有數(shù)個(gè)孔，孔內(nèi)插有螺栓，以防前后鉸接管脫開。（六）頂管機(jī)頂入接收井控制頂管機(jī)頂入接收井是一項(xiàng)關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)。在頂進(jìn)接近接收井前，先將接收井施工好等待頂管機(jī)的接收。當(dāng)頂進(jìn)到接收井邊排旋噴樁時(shí)，須放慢頂進(jìn)速度，等頂管機(jī)慢慢切削旋噴樁體，形成一個(gè)較完整的止水孔，否則會(huì)因推進(jìn)過快使預(yù)留孔前的旋噴樁體破壞不能形成止水孔，嚴(yán)重時(shí)損壞頂管機(jī)或頂力劇增使管節(jié)破裂而無法完成接收頂管機(jī)。（七）中繼間的控制在頂進(jìn)過程中，隨著距離的增長(zhǎng)，管道的摩阻力也隨之增大，主頂

28、推力也隨之增大，管節(jié)強(qiáng)度和工作井的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能滿足頂力時(shí)，需采取中繼環(huán)接力頂進(jìn)。中繼環(huán)是長(zhǎng)距離頂管中不可缺少的設(shè)備，中繼環(huán)是經(jīng)機(jī)械加工的內(nèi)外套組合。中繼環(huán)內(nèi)均勻地安裝有許多臺(tái)小千斤頂，通過中間的小千斤頂?shù)纳斐鰟?dòng)作，推動(dòng)外套往前推出，外套向前推動(dòng)管節(jié)一段距離(如300mm)后，又通過后部主頂推動(dòng)管道運(yùn)動(dòng)，使小千斤頂縮回復(fù)位。不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)推進(jìn)管節(jié)，使整段管道向前推進(jìn)。在長(zhǎng)距離頂進(jìn)時(shí)，把長(zhǎng)距離的管道分成幾段。可分段減少主頂?shù)膲毫?，它可以與其他中繼環(huán)和后座通過程序連動(dòng)，一環(huán)接一環(huán)，自動(dòng)切換。中繼環(huán)的設(shè)計(jì)必須滿足剛度大、安裝方便和加工精確，并在使用中具有水密性。本工程擬采用充氣中繼間1、充氣中繼間的結(jié)構(gòu)

29、充氣中繼間的結(jié)構(gòu)配如上圖所示，它由踏板、油缸、前殼體、法蘭、螺栓、密封件、后殼體等零部件構(gòu)成。工作用充氣密封圈在中繼間安放后就必須對(duì)其進(jìn)行充氣，以免滲漏。在使用過程中它也必須始終是處于充氣狀態(tài)。如果當(dāng)中繼間有滲漏時(shí)，可對(duì)其補(bǔ)充充氣。中繼間工作用充氣密封圈又由貼在前殼體上的耐磨環(huán)和耐磨環(huán)下的充氣囊組成。如果耐磨環(huán)磨損以后可以更換。修理用充氣密封圈平時(shí)是不充氣的，只有當(dāng)工作用充氣密封圈的耐磨環(huán)磨損后且無法正常使用而需更換耐磨環(huán)時(shí)才對(duì)其進(jìn)行充氣。更換耐磨環(huán)之前先把修理用充氣密封圈的氣囊充足氣，再把工作用充氣止水圈氣囊中的氣放掉，然后把法蘭拆下，就可更換了。安放中繼間時(shí)必須按上圖所示的那樣安放，前后方

30、向絕不可放反掉。中繼間安放好以后就應(yīng)向工作用充氣密封圈內(nèi)充氣，充氣的壓力在0.4 MPa左右。用普通的打氣筒就可以完成充氣工作。中繼間油缸是一種活塞式雙作用油缸：它能伸出、回縮，通常中繼間油缸的行程為300mm。所有中繼間油缸的油管都并聯(lián)在一根總管上，開啟中繼間油泵以后，再通過手動(dòng)換向閥把這根總管與中繼間油泵的進(jìn)油口連接，這時(shí)，中繼間油缸就會(huì)伸出。當(dāng)它們伸出300mm時(shí)，就應(yīng)該立即使換向閥換向，即把這根總管與中繼間油箱的回油口連接。這時(shí)，如果主頂油缸向前頂進(jìn)，中繼間油缸就慢慢回縮到位。不斷地重復(fù)上述過程一直到把管子頂?shù)轿粸橹?。?）推進(jìn)流程：第一個(gè)中繼環(huán)推進(jìn)第一個(gè)中繼環(huán)停頂?shù)诙€(gè)中繼環(huán)推進(jìn)第二

31、個(gè)中繼環(huán)停頂如此類推到最后一個(gè)中繼環(huán)主頂推進(jìn)主頂停頂(如此循環(huán))（3）中繼環(huán)的配置中繼環(huán)在安放時(shí)，第一只中繼環(huán)應(yīng)放在比較前面一些。因?yàn)榫蜻M(jìn)機(jī)在推進(jìn)過程中推力的變化會(huì)因土質(zhì)條件的變化而有較大的變化。所以，當(dāng)總推力達(dá)到中繼環(huán)總推力4060時(shí)，就應(yīng)安放第一只中繼環(huán)，以后，每當(dāng)達(dá)到中繼環(huán)總推力的7080時(shí)，安放一只中繼環(huán)。而當(dāng)主頂油缸達(dá)到中繼環(huán)總推力的90時(shí)，就必須啟用中繼環(huán)。中繼環(huán)設(shè)計(jì)允許轉(zhuǎn)角1，每道中繼環(huán)安裝一套行程傳感器及限位開關(guān)。中繼環(huán)在管道上的分段安放位置，可通過頂進(jìn)阻力計(jì)算確定。中繼間位置中繼間位置（管節(jié)后）間距（m）累計(jì)距離（m）15404021796136329962324419632

32、855396424主頂97521（4）中繼間的拆除在拆除中繼間時(shí)，絕不允許停止通風(fēng)，且須把鼓風(fēng)管道截短到中繼間附近。拆除中繼間的具體方法和步驟如下：1）先把中繼間合攏；2）通過中繼間的注漿管往土體內(nèi)注入聚氨酯，封住中繼間前后殼體的空隙，防止地下水和泥土流入；3）拆除中繼間油管和油缸；4）割去中繼間內(nèi)的所有留下的部件。然后，打磨、清理管道和焊接接口。中繼間在設(shè)計(jì)時(shí)，已考慮到拆除后的焊接，故采用單V型坡口。5）最后焊接中繼間處的焊縫。6）在拆除中繼間前，預(yù)先要準(zhǔn)備數(shù)桶清水，用以冷卻風(fēng)割中與DN2600管子上聯(lián)結(jié)部件，防止DN2600管子外防腐受損。最后，按要求打磨、清理管道后，再補(bǔ)漆。頂管工作結(jié)束

33、。（八）排土系統(tǒng)1、泥水式排泥系統(tǒng)（圖4-11）主要設(shè)備：包括進(jìn)排泥漿泵、泥漿管、泥水處理裝置、泥水箱等。排泥系統(tǒng)有兩個(gè)作用：一方面是排土，另一方面是平衡地下水。泥水處理器泥漿箱進(jìn)漿泵進(jìn)漿管排漿管進(jìn)漿泵機(jī)內(nèi)旁通泥水系統(tǒng)的進(jìn)排泥水的調(diào)配是確保挖掘面穩(wěn)定的條件之一，同時(shí)也是確保泥水能正常輸送不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。根據(jù)地質(zhì)資料，頂管穿越的土質(zhì)為粘土及淤泥層，含泥量較大。所以，進(jìn)漿泥水的比重調(diào)配在1.051.10之間。在含砂土層中，排漿泥水的比重在1.251.30之間，此排漿泥水的比重能確保細(xì)砂在輸送管內(nèi)不易沉淀，也能確保挖掘面的穩(wěn)定。同時(shí)，地層含有較多雜物和貝殼，進(jìn)入泥水循環(huán)系統(tǒng)的雜物和貝殼，容易

34、堵塞排泥管和泥漿泵，所以，在排泥泵前需加裝濾石箱，防止雜物和貝殼堵塞泵葉輪，同時(shí)還需及時(shí)清理濾石箱里的雜物和貝殼，保證循環(huán)系流無堵塞。排泥采用100無縫鋼管、卡箍式活絡(luò)接頭，中繼間處也采用橡膠波紋管過渡。廢棄泥漿用管道泵串聯(lián)水平輸送，管道內(nèi)每隔200m左右設(shè)置1臺(tái)。工作井內(nèi)設(shè)置1臺(tái)大功率管道泵，擔(dān)負(fù)泥漿的垂直輸送。（九）通風(fēng)系統(tǒng)：在長(zhǎng)距離頂管中，通風(fēng)是一個(gè)不容忽視的問題，它直接影響至管內(nèi)工作人員的健康。為獲得理想的通風(fēng)效果，本工程采用長(zhǎng)鼓短抽組合式通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)系統(tǒng)安裝在距掘進(jìn)機(jī)1215m處，抽風(fēng)風(fēng)筒與鼓風(fēng)風(fēng)筒分別安裝于管內(nèi)左右兩側(cè)，兩風(fēng)筒必須重疊510m，抽風(fēng)機(jī)的吸入口在前，鼓風(fēng)機(jī)的排風(fēng)口在后

35、，并在管道中間配置若干外軸流風(fēng)扇，向井內(nèi)排出渾濁空氣。頂管施工質(zhì)量控制措施（一）頂管進(jìn)出洞口的質(zhì)量控制措施在頂管施工中，把頂管機(jī)從頂進(jìn)井中經(jīng)過洞口漸漸頂?shù)酵林械倪@一過程稱之為出洞。頂管施工中出洞工作十分重要，如果出洞安全，止水效果很好，可以說頂管施工已經(jīng)成功了一半。1、安裝止水圈洞口止水圈主要由預(yù)埋鋼環(huán)、壓板、橡膠圈和安裝鋼環(huán)組成。為了使預(yù)埋鋼環(huán)能牢固地預(yù)埋在洞口井壁上，在它與混凝土接觸的一面焊接數(shù)根開叉的錨桿，預(yù)埋鋼環(huán)的內(nèi)徑同預(yù)留洞口一樣大??；安裝鋼環(huán)是焊在預(yù)埋鋼環(huán)上的，在安裝鋼環(huán)上焊數(shù)根螺栓用來安裝橡膠圈和壓板。安裝位置要根據(jù)出洞軸心位置進(jìn)行調(diào)整，由于頂管出洞時(shí)不可避免有一定偏離出洞軸線位

36、置，止水圈允許機(jī)頭有2cm軸線位置，若機(jī)頭偏差超過2cm，止水圈的安裝位置必須根據(jù)實(shí)際偏差進(jìn)行調(diào)整。機(jī)頭的直徑一般比管外徑大2cm，使得管與洞之間有2cm的空隙，容易形成泥漿套，便于減少管壁與土之間的摩擦阻力。2、加固機(jī)頭出洞口在洞口進(jìn)行加固，就是穿墻時(shí)為防止工具頭流水流泥導(dǎo)致地面塌陷，發(fā)生安全事故，或者頂進(jìn)方向失去控制，對(duì)穿墻管前方土體采用高壓旋噴樁進(jìn)行加固，以提高這部分土的強(qiáng)度，從而使工具管在出洞時(shí)土體不發(fā)生坍塌現(xiàn)象。（二）中繼間頂進(jìn)中滲漏預(yù)防措施中繼間滲漏的原因，這是由于中繼間的密封受到磨損以后而產(chǎn)生失效所致。中繼間滲漏的處理措施：采用耐磨橡膠制成中繼間密封件，把密封件設(shè)計(jì)成雙密封圈。（三）進(jìn)穿越堤防及碼頭樁的控制措施1、在頂管機(jī)頭距離堤防、碼頭樁20m時(shí)，須全面檢查頂管各頂進(jìn)系統(tǒng)和機(jī)械設(shè)備，確保各頂管系統(tǒng)和機(jī)械設(shè)備處于良好狀態(tài)，作好穿越堤防的準(zhǔn)備；2、在頂管機(jī)頭距離堤防、碼頭樁20m時(shí)，須反復(fù)測(cè)量管道偏差，確保管道偏差不超過20mm，并在今后穿越頂管過程中，勤測(cè)管道偏差，每頂管班次測(cè)量2次；3、在頂管機(jī)頭開始穿越和穿越過堤防、碼頭樁，并距離其20m時(shí)，須控制頂進(jìn)速度，穿越時(shí)，頂進(jìn)速度5cm/min；4、頂進(jìn)穿越時(shí)，須加強(qiáng)對(duì)堤防、碼頭樁