泥水平衡頂管掘進機頂進方法施工

PAGE24一、施工前期準備組織工程技術(shù)人員熟悉設計圖紙，進行圖紙會審、技術(shù)交底以及對施工人員進行相關培訓。施工前，首先對設計院提供的控制點進行復測，根據(jù)測定的控制點，結(jié)合工地現(xiàn)場實際具體要求，進行控制點的加密，同時對水準點實行閉合和引測,嚴格執(zhí)行測量規(guī)范要求，保證精度要求.經(jīng)復測驗后確?？刂泣c無誤后，進行放線測量。放線前認真進行內(nèi)業(yè)計算,做到準確無誤，嚴格校核，施工過程中嚴格執(zhí)行相關技術(shù)落后規(guī)定，保證測量控制工作準確無誤.施工之前認真作好沉降觀測點的布置工作，(主要布置在頂管管線的穿越范圍之內(nèi)）確保工程的順利進行以及隨時掌握周圍建筑物的沉降情況.物資準備根據(jù)本工程的規(guī)模、工期要求,設備要求以及我施工單位的實際情況擬定物資需用量計劃。擬定物資供應計劃，按工程部位進度程度實行材料、設備的有序供應。對所供應的原材嚴格把關，保質(zhì)保量定時進場出具產(chǎn)品合格證,對進場產(chǎn)品實行復試，對不合格材料嚴禁使用。主要機械設備序號機械設備名稱型號規(guī)格數(shù)量1挖掘機現(xiàn)代29022裝載機ZL—3013起重機DQ—2514發(fā)電機FD-15025空壓機12M26電焊機47泥水平衡頂管機105018千斤頂200T49注漿泵UB-3C型210水泵3”1611水泥攪拌樁設備1套12自卸汽車EQ1402輛二、施工工藝(一）施工工藝簡介本工程采用φ1050泥水平衡頂管掘進機頂進方法施工。該類機頭結(jié)構(gòu)簡單,設備投入少，經(jīng)濟合理，操作靈活,技術(shù)先進、安全、可靠。此次頂管工程全長294m，根據(jù)規(guī)范要求及現(xiàn)場實際情況綜合考慮,擬在中間位置設置主坑，兩端設置接收坑，分別向兩端頂進.首先由主坑頂進至原設計WB53井,然后在返回頂進穿越光榮道.（平面圖附后)（二）頂管工作坑尺寸的確定管徑主頂坑尺寸（長×寬）接收坑尺寸(長×寬）φ10508×4.56×4.5（三）工作坑施工工藝測量放線基坑制作測量放線基坑制作設備安裝頂進測量下管接口頂進結(jié)束拆除設備全線測量取出機頭進入接收坑出泥漿注漿減阻糾偏泥水平衡頂管施工工藝流程一）打設工作坑鋼板支護樁采用36＃B型工字鋼樁，樁長8米，后背采用密打鋼板樁，其余三面間距0.8米，卡板支撐.接收坑四周采用36＃B工字鋼打間隔樁，間距0.8米，中間卡板。施工前先根據(jù)圖紙尺寸進行測量放線，挖出樁溝，用兩根15×15厘米方木做水平控制梁，用10×10厘米為滿足施工設備安裝、運行及操作、存放材料面積、人員上下、下管、出土量施工面積，本工程頂管工作坑底部設置為：B=D1+S=1.25+3=4。25取B=4。5L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=4+2+0。5+0.3+0。5+0.5=7.8取L=8其中:B-—矩形工作坑底部寬度(m)D1-—管道外徑（m)，D1=1。25S—-操作寬度,可取2。6-3。2(m）L——矩形工作坑底部長度（m）L1——頂管機頭長度（m)L2-—千斤頂長度（m)L3——型頂鐵厚度（m）L4——U型頂鐵厚度（m）L5-—后背鐵厚度(m）L6——后背墻厚度（m）主工作坑的尺寸為8M×4.5M,接收坑尺寸為6M二）打設水泥攪拌樁帷幕樁徑0。5米、咬合0。2米、樁長9米施工前為了保證地下障礙的完好性必須進行探槽開挖，探槽采用人工開挖,上口寬1.2—1.5米，根據(jù)地下障礙的不同一般開挖深度在1.5—2.0米如土質(zhì)不好適當設立簡易支撐保證人員的安全。水泥攪拌樁采用計量泵注漿，保證延米水泥用量。滿足“二噴四攪”均勻攪拌操作方法成樁，連續(xù)性完成該工程，噴漿量控制在15%、外摻3％石膏粉來增加水泥漿凝結(jié)速度,為保證水泥強度，控制水灰比在0.5左右。采用架式打樁機，保證攪拌樁的垂直度和樁體的搭接。水泥攪拌樁在工作坑的制作過程中起著至關重要的作用，設立專人對其質(zhì)量進行監(jiān)控.水泥攪拌樁打完最后一棵5天后進行打鋼板樁工作.水泥攪拌樁施工工藝流程：平整場地—--—測量定樁位--—-樁機就位調(diào)平預攪下沉—-——配制固化漿液--——第一次提升噴漿攪拌—--—重復下沉-—--第二次提升噴漿攪拌—-——清洗輸漿管—--—樁機移動調(diào)平—進行下一根樁施工。水泥攪拌樁施工技術(shù)標準：樁體樁頂位移為10mm；樁體垂直度0.5H/100；嚴格按照水泥漿試配的配比配制水泥漿,嚴格控制水泥漿用量；用稠度儀及比重計雙重檢驗控制水泥含量。當灰泵泵量在0.05m3/min，提升速度不得大于1m不得使用無證、過期、受潮、變質(zhì)的水泥；壓漿過程不允許斷漿；樁體超鉆200-300mm.接收坑四周打設一排攪拌樁用于止水，工作坑后背加打一排攪拌樁用于改善土壤增加后背承載力。具體見下圖三）打設大口井根據(jù)圖紙、施工工藝結(jié)合現(xiàn)場狀況，由于工作坑與翠西園居民樓距離較近，為防止長期降水對樓房產(chǎn)生沉降，故在樓房一側(cè)的2眼大口井打設在工作坑內(nèi)，另一側(cè)2眼大口井打設在工作坑外，共4眼大口井,位置在工作坑四角上。直徑0.5米，井深13米，管材采用透水較好的無砂砼管。施工采用回轉(zhuǎn)樁機，孔徑比井管外徑（包括過濾層）大30㎝以上。鉆沖成孔后井孔內(nèi)的水泥漿應稀釋、置換，而后沉設井筒，跟著洗井.井筒底部用草袋片或土工布（30～40㎝）包裹,下面用粗砂、礫石做反濾層,厚度20㎝.井筒與井孔之間的空隙，用礫石或石屑等濾料回填止地下水位.地下水位以上用土回填。大口井施工完成后應立即進行排泥及時抽水防止淤塞。每個大口井內(nèi)設1臺2″潛水泵（揚程17米大口井示意圖如下：現(xiàn)場泥漿的處理辦法：在每個工作坑內(nèi)挖設沉淀池，沉淀池尺寸5米×5米深度0.5米,必要時為了防止泥漿外溢,在沉淀池四周做擋土埝。施工工作坑時泥漿與工作坑出土攪拌外運。四）挖工作坑第一步土施工時先放樣，然后按鋼板走向在一周中挖一條深0.8m左右的地槽,鋼板樁按已挖的槽打成所需的形狀，并保證入土深度。從原地面向下挖1米,即工作坑第一步順水(水平框架）處，挖土采用1.2立方挖掘機，因該步土層為表層土,含水量小，干性大，故可倒在工作坑一旁做墊道或回填溝槽用。五）安裝順水根據(jù)計算工作坑做二步支撐，第一步位置在距地面0。8～1米處，采用36＃工子鋼2根臥焊，4個交角處的角撐用鋼管(Φ120、t=1.2）或同順水材料，支架采用工字鋼短頭一割為二或用三角形鋼板制成。首先挖至1。0～1.5m焊托架,安裝事先焊好的順水管與鋼樁加固，并把支撐架準備好，做第一道支撐框架,挖至4m做第二道支撐框架。工作坑開挖第一步平面示意圖工作坑開挖第一步橫斷面示意圖工作坑支撐框架剖面示意圖一步框架安裝工字鋼順水斷面圖六）挖第二步土，作第二步順水第二步，挖第二步土做第二步順水。利用挖機挖土，一步到位（第二步順水位置處)。用木板卡工子鋼槽口做基坑四面的擋土板，中間用Φ16鋼筋做橫肋與鋼樁焊住。第一步順水與第二步順水距離為3米。七)挖第三步土至槽底做排水溝和水窩子,清平槽底。挖第三步土改用吊車吊土,人工挖土。當挖至基坑底時（底板下平)，四邊挖排水溝，深0.3米，寬0.3米，溝內(nèi)安裝Φ200無砂砼管，坡度1%，空隙的地方用石硝填充。在工作坑底的兩個角（相對角）上做水窩子，共計2個，直徑內(nèi)口0.5米，深0。5米，周圈及底面用紅磚干砌，外壓草蓮子，水窩子內(nèi)設1臺2”潛水泵，以備坑內(nèi)的排水，清平基坑地面，遇有腐軟的地方要挖掉軟土回填片石或混渣石料以加固土體。八)打底板，下預埋鋼板，滿鋪澆注底板施工時首先根據(jù)圖紙尺寸用全站儀或經(jīng)緯儀定出井中、底板長及寬的邊線。砼從中央澆筑，均勻由里向外周圈式擴散，澆筑時使溜管自始至終垂直底板的平面。用插入式振搗棒進行振搗。澆筑砼前將導軌預埋鋼板安裝到位，鋼板尺寸0.2×0。4米，厚1cm。下面焊接Φ14鋼筋做爪,長25厘米，鋼板頂面高程誤差控制在2mm以內(nèi)。基坑整體橫斷面示意圖八）工作坑、接收坑基礎主工作坑基礎做法采用卵石墊石10cm厚，底板澆20cm厚、C20混凝土，基礎內(nèi)每隔1.0米預埋16＃槽鋼1根，共9根，并與坑壁加固工字鋼連接，其上焊接滑道，高程、位置要準確；接收坑的基礎厚度及混凝土強度等級依照檢查井底板圖紙施做。九）穩(wěn)導軌、做后背、下設備，焊走道，做1。2m高護欄圍固在工作坑四周。導軌采用重型鋼軌，型號151，數(shù)量2根，長同底板長，和預埋鋼板之間用橫向的槽鋼（8厘米寬）焊接，導軌的間距布置應使管外底離橫向的槽鋼頂面不小于2厘米，導軌長度按工作坑長度減去0。3米，滿長鋪設。導軌的高程誤差和中線位移控制在2mm內(nèi)。工作坑內(nèi)的導軌是與主頂設備配套設置的，在安放時，保持固定即可。根據(jù)本項工程所處土質(zhì)較軟這一特點，我們將導軌高程控制在比設計管道高20mm的水平上,以求中和在掘進機及管子出坑后（脫離導軌)的下沉量。在接收坑內(nèi)，為使掘進機在進坑時與管子保持在同一直線上，也設導軌，用槽鋼按設計路線及高程做簡易固定。機頭和混凝土管安放在導軌上,以保證混凝土頂進方向的精度，導軌和預埋槽鋼焊接在一起。要求在頂進過程中能承受各種負荷,確保不位移、不變形、不沉降.安裝導軌先復核管道中心線的位置。兩根導軌保持相互平行，導軌坡度與設計管道坡度一致。頂管工作坑混凝土基礎面的標高等于溝底標高減去導軌高度再減去10mm（墊鐵調(diào)整高度)。導軌由鋼軌、橫梁和墊板組成，導軌采用50＃的鋼軌。兩根導軌的內(nèi)距計算：A=2√（D/2）2-〔（D/2)-（h-e）2〕式中：A兩導軌內(nèi)距D管外徑，D=1.25m；h導軌高E混凝土管外皮距鋼軌地面高,可取20～30mm導軌發(fā)裝允許偏差軸線位置30m,兩軌內(nèi)距±2mm，頂面高程：±3mm。導軌安裝后背墻采用定型后背鐵（長3.5米、高3.0米、厚0.35米),與鋼樁之間灌注砼（C30、厚50厘米，鋼筋布置為主筋φ15，分布筋φ12，縱橫間距為15*15ｃｍ，支撐筋φ12）找平，使后背墻的平面垂直于導軌。后背鐵與鋼樁用Φ16鋼筋焊接牢固。通過對最大頂力的計算，我們將采用4臺200t等推力主頂油缸作為主頂設備，成上、下、左、右對稱布置，行程要使其合力作用點低于后座被動土壓力的合力點，使后座所能承受的推力為最大.為防止頂鐵受力不均,發(fā)生崩鐵事故。保證頂鐵與管道軸線平行,使千斤頂軸線、頂鐵軸線和管道軸線處于平行。環(huán)型頂鐵與混凝土管口之間加緩沖襯墊。采用1。2米高護欄圍固在工作坑四周。十）做進洞口止水鋼封門在頂進洞口處打設一混凝土止水墻并預留洞口，止水墻與工字鋼緊密相接.預留洞口直徑比機頭大20厘米。在預留洞口四周予埋鋼板及螺栓，待機頭進入洞口后四周用膠皮墊進行密封，并用鋼板及螺栓將膠皮墊上緊保證機頭與混凝土止水墻緊密相接不留縫隙.在施工止水帷幕的過程中對進出洞部位，水泥樁水泥摻入量降為5%，用頂管機絞盤研磨出正規(guī)的洞口,隨后再采用止水圈止水。十一）測量儀器安裝：為保證在頂管過程中頂進方位的準確,采用激光經(jīng)緯儀對頂進方位進行控制。在工作坑底板上預埋好鋼板（位置為管線線路中心左側(cè)300mm)，待坑內(nèi)其它設備安裝完畢后，再進行激光經(jīng)緯儀安裝，測量臺的布置牢靠的固定在工作坑底板上預埋好鋼板上，與頂進機架和后靠不相連接，并經(jīng)常復測，消除工作坑位移產(chǎn)生的測量偏差，來確保施工測量的正確性。為保證直觀有效采用米格紙按比例分別畫出高程變化趨勢圖，偏斜變化趨勢圖，以估評標準數(shù)據(jù)為臨界線,在勘測校正的原則下將記錄反映到圖上，便于質(zhì)量控制。十二)工作坑外布置工作坑坑外布設原則上不妨礙起吊及交通運輸,設備之間互相不沖突以及合理利用場地.1起吊設備的布置頂管工作坑配備起重設備,采用吊車,起重能力滿足吊裝頂管機組、混凝土管和頂進設備的拆裝要求.吊車梁與支腳基礎平面平行，支腳基礎穩(wěn)固。起重鋼繩安全系數(shù)為8，配有技術(shù)監(jiān)督局使用合格證。起重機操作有專人負責，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程.正式作業(yè)前試吊，吊離地面10cm左右時,檢查重物的捆扎情況和制動性能，確認安全后方可起吊。2供漿設備:供漿設備主要由拌漿桶和盛漿桶組成，盛漿桶與注漿泵連通。供漿設備安放在工作坑后側(cè)邊沿，有導管通向管道內(nèi),做潤滑漿用的膨潤土，堆入在設備附近，設防水棚。3照明、供電及通風：在工作坑后方做一配電間，將三相380V動力電源直接接到掘進機的電氣操縱臺上,接到管內(nèi)的電纜將它懸掛在管內(nèi)一側(cè)，不要與油管、注漿管及水管放在同一側(cè)?？觾?nèi)照明采用36V安全電壓。為改善管道內(nèi)的環(huán)境,施工時對管道內(nèi)進行強制通風。通風采用CF-5抽出式風機，通風管道采用直徑300mm的風管抽出式風機安裝在頂管機或頂管機頂管機后的第一頂管機節(jié)砼內(nèi)。管內(nèi)混濁氣體沿風管排出坑外.4管材放置管材放置以不妨礙起吊及交通運輸,與其他設備之間互相不沖突以及合理利用場地為原則.根據(jù)現(xiàn)場情況擬將其放置在工作坑后側(cè)。5泥漿處理泥漿處理，在現(xiàn)場放兩個泥漿池進行泥漿沉淀處理，然后泥漿進行外運。以不妨礙起吊及交通運輸，以保持現(xiàn)場的暢通及整潔。(四)頂管施工工藝一）頂進前的準備工作：把臨時水準點、中線定好位置,準備測量校核使用,由于已知控制點的位置所限,滿足不了施工需要，所以要增加一定數(shù)量的臨時控制點，以保證施工正常進行.臨時控制點的平面坐標及高程測定方法同已知點復核測量相同。檢查井位置的測定一般采用經(jīng)緯儀導線法或極坐標法。根據(jù)已知坐標計算出井位與已知控制點的相關坐標方位角及水平距離，用經(jīng)緯儀實地測出井位,為了保證測量精度，應對其測定的井位采用第二種方法進行復測。2、液壓系統(tǒng)、頂進系統(tǒng)安裝試運行正常。3、檢查后背加固是否牢靠4、檢查軌道安裝是否牢固5、吊裝設備運行正常，吊具、吊索準備齊全。6、管內(nèi)進水管、出泥漿管、連接螺栓備齊。7、將膨潤土準備一個井段的用量，檢查注漿泵、管路、閥門等配件齊全且運行正常。8、管外用照明設備、管內(nèi)用的安全電壓變壓器、燈具線路正常.9、防雨設備齊全。10.、頂鐵配置齊備。11、泥漿池放置土地點的選定,以便于泥漿外運。12、人員安全防護用具、手用具等配備齊全.13、發(fā)電設備試運行正常備用。二）頂進頂進過程：安裝頂鐵，千斤頂油,活塞伸出一個工作行程后，千斤頂回油，活塞回縮，增加頂鐵。重復以上工作循環(huán)，直至頂進長度超過一節(jié)管子長度后，撤去弧形頂鐵，安裝下節(jié)管。本次施工主頂設備選用3m沖程的油缸，200T千斤頂4個,前端配有環(huán)型頂鐵.考慮D1050的管長均為3m，在頂管接入時已無工作空間，加設厚度為50cm在正式頂進前，對所有機器、電路、油路及其它設備進行最后一次測試。無誤后即開始頂進.頂進前快速拆除龍門封堵;當主頂油缸頂進一段距離后,掘進機接觸到坑外側(cè)土體，機頭刀盤開始工作。機頭與機頭后第1節(jié)管（帶注漿孔砼管)連接圖第1節(jié)管與第2節(jié)管的連接（同以上）第2節(jié)管與第3節(jié)管的連接（同以上)回鎬、下頂鐵示意圖（局部)工作井內(nèi)吊土示意圖三）注漿當機頭已頂進土有8米長時，開始注漿。根據(jù)計算，注漿壓力為0。5Mpa最好，注漿量控制在理論計算值的1.5倍左右，實際壓漿量要根據(jù)具體情況測定。注漿孔一般設置在環(huán)形套筒的下面,套筒向后開口，環(huán)向連通。同一斷面上設置4個，環(huán)向均勻布置。注漿時要遵循“先壓后頂，隨頂隨壓"的程序。觸變泥漿配合：(重量比）膨潤土：水：堿=25:83.7：0.75管子接口及注漿示意圖四）開鎬頂進測量繪制頂進高程偏斜趨勢圖以控制質(zhì)量，正常頂進時每頂進1米時測一回。測量采用激光經(jīng)緯儀和水準儀配合進行.頂進方向控制包括高程控制和中線控制,工具管進入土層過程中,每頂進30cm，測量不應少于一次；管道進入土層后正常頂進時,每頂進100cm，測量不應少于一次，糾偏時應增加測量次數(shù)，即使用水準儀和經(jīng)緯儀測兩高程和中線糾偏時應在頂進中糾偏,采用小角度逐漸糾偏。現(xiàn)場設專職測量員，測量記錄應完整、清晰、在整理好各項實測數(shù)據(jù)后繪制頂進全過程的頂進曲線、以此來反映頂進時的實際情況.五)回鎬下管掘進機進坑時，做好接收軌道，以保證其方向及高程;第一節(jié)頂管經(jīng)吊車吊至坑內(nèi)導軌上,用千斤頂推至機頭后端,并與之連接.在安裝以后的管子時，主要注意對管材接口的施工.本次頂管采用鋼承口接口，施作順序為在管子吊至軌道之前，將橡膠圈，膠合板襯墊安裝好（與管壁有粘結(jié)劑），再涂上潤滑劑（工業(yè)石蠟)，待前接管完全頂入土體前，將后接管先頂至鋼套環(huán)內(nèi)，盡量擠嚴，此時先檢查橡膠圈是否由于摩擦作用跑出槽外，致使防水措施失效.下管由專人指揮.下管插口朝前，承口朝后。在插口安裝膠圈時要涂抹潤滑劑，以使開鎬頂緊管接口時膠圈均勻被壓縮，不被扭曲、翻轉(zhuǎn)，防止漏漿漏水.六）接管、下頂鐵、出鎬頂進管子穩(wěn)定好后，上好膠圈，在膠圈上抹勻凡士林，下弧形頂鐵，再下∪型頂鐵，后開鎬，先頂∪型頂鐵，再頂弧形頂鐵,再頂下一節(jié)管，將剛穩(wěn)定好的管與前一節(jié)管頂嚴。同時連接好各種注漿管路、行燈電路、機頭連接電路、隨后重復上述步驟依次進行。七)管節(jié)接縫的防滲漏水本工程管材采用F型管,具有轉(zhuǎn)角可靠，端面接觸面較大，所承受頂力大，前后兩管節(jié)張角可達3°。漿液置換，頂管結(jié)束后，用水泥砂漿并摻入適量粉煤灰，利用管節(jié)預留注漿孔對泥漿套漿液進行全線置換,待漿液凝固后拆除壓漿管路并用悶蓋將孔口封堵。接縫嵌填，在確保整條管道無滲漏水現(xiàn)象的前提下,用雙組分聚硫密封膏對管節(jié)接縫進行嵌填，抹平接口。八）拔樁、進接受坑當機頭頂?shù)浇邮湛訒r,開始拔除接收坑進洞口范圍內(nèi)的鋼樁，采用25t吊車或振錘樁拔除。出坑洞口安裝止水圈，做好洞口止水，止水圈由預埋螺栓、橡膠止水圈、鋼壓板組成。九）簡要施工計算1．頂力計算：F=F0+?0LF:總推力(KN)F0：初始推力F0=(Pｅ+PW+△P）∏/4BC2Pｅ挖掘前面土壓力（Pｅ=150KPa)PW地下水壓力PW=10＊（6—1.25）=47.5KPaBC管子外徑△P附加壓力（一般為20KPa）F0=（150+47.5+20）0。785＊1。56=266。35KN?0：每米管子于土層之間的綜合摩擦力?0=RS+W?R：綜合摩擦阻力（KPa）R=10S：管外周長(M）?：減阻值管子重力在土中的摩擦系數(shù)(?=0.2）W:每米管子的重量則?0=RS+W?=10＊3.93+1.2＊0.2=39.54KN/mF=F0+?0L=266。35+39.54*150=6197.35KN所以最大頂力為6197.35KN2．后背承載力計算：經(jīng)計算R>F×1。23。鋼板樁支護抗傾覆穩(wěn)定性驗算：本工程基坑最深5米，此處的土質(zhì)為亞粘土，可以采用“等值梁法"進行強度驗算。用等值梁法計算單支撐埋設鋼板樁簡圖首先進行最小入土深度的確定首先確定土壓力強度等于零的點里挖土面的距離y,因為在此處的被動土壓力等于墻后的主動土壓力即：r.kp。y=r。ka.（H+y）=pb+rkayy=pb/r(kp-ka)式中：pb挖土面處擋土結(jié)構(gòu)的主動土壓力強度值，按郎金土壓力理論進行計算即Pb=1/2＊rH2ka)-2cH√kar:土的重力密度，此處取19kN/m3kp:修正后的被動土壓力系數(shù)，擋土結(jié)構(gòu)變形后,擋土結(jié)構(gòu)的土破壞棱柱體向下移動,使擋土結(jié)構(gòu)對土產(chǎn)生向上的摩擦力,從而使擋土結(jié)構(gòu)后的被動土壓力有所減小，因此在計算中考慮支撐結(jié)構(gòu)與土的摩擦作用，將支撐結(jié)構(gòu)的被動土壓力乘以修正系數(shù)，此處Ф=25o土壤粘聚力c=14。5kN/m2 取k=1。25Kp=k。tg2(45o+φ/2）=3。07Ka:主動土壓力系數(shù)ka=tg2（45o—φ/2)=0。405經(jīng)計算y=1。46m擋土結(jié)構(gòu)的最小入土深度to：to=y+xx可以根據(jù)po（靜止土壓力)和墻前被動土壓力對擋土結(jié)構(gòu)底端的力矩相等來進行計算to=y+√6po/r（kp-ka)=1.804m擋土結(jié)構(gòu)下端的實際埋深應位于X之下，所以擋土結(jié)構(gòu)的實際埋深應為t=k2。to=2。17m(k2經(jīng)驗系數(shù)此處取1。2)經(jīng)計算:根據(jù)抗傾覆穩(wěn)定的計算,36號工字鋼需入土深度為2。17m本工程5米基坑采用8米工字鋼實際入土深度3m,故能滿足滑動穩(wěn)定性要求支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)力驗算主動土壓力：Pb=1/2rH2ka—2cH√ka被動土壓力:PP=1/2rH2kp+2ckpPb:深度h處的主動土壓力kN/m2r：土的重力密度，此處取19kN/m3H：基坑深度mka：主動土壓力系數(shù)一般用1。25c：坑壁土的粘聚力一般為14.5kN/m2最后一部支撐支在距管頂0.5m的地方,36號工字鋼所承受的最大剪應力τmax=Qmaxsmax/Ixd=Qmax/（Ix/smas）dIx/smax=30.3cmd=12mm，經(jīng)驗計算τmax=26.6MPa〈［τ］36號工字鋼所承受的最大正應力σ=Mmax/w=78。9Mpa〈[σ］τmax:驗算截面的最大剪應力和實際剪力σ：驗算截面處按凈截面計算的方向應力［σ]、［τ］：鋼材的容許軸向應力和容許剪應力查表得［σ］=140MPa[τ］=85MPa經(jīng)計算可知此支撐結(jié)構(gòu)是安全的。五、頂管施工主要技術(shù)措施1、穿墻出井從打開穿墻管悶板，將頂管環(huán)掘進機頂出工作坑外到安裝好穿墻止水，這一過程成為穿墻。穿墻是頂管施工最為重要的工序之一，穿墻后頂管掘進機方向的準確程度將會給管道軸線方向的控制和管道拼裝以及頂進帶來較大影響。鋼板樁拔除應按洞門一側(cè)向另一側(cè)依次拔出的原則進行。為減小鋼板樁拔除過程中對頂管及正面土體的擾動及出現(xiàn)的建筑空隙,鋼板樁全部拔除后立即頂進，縮短停頓時間。起重人員應配合默契，銜接及時，保證鋼封門拔除是迅速和安全。2、測量放樣：2-1地面測量：由于工作井和接收井兩井通視，故采用0。5”極全站儀直接布置地面控制樁.在頂管施工期間必須對控制樁進行復測，每頂50m2-2井內(nèi)測量：通過控制樁用儀器定出井下管道頂進軸線測量儀器的位置;同時在測量儀器的對面井沿口與井壁上分別設置測量儀器的復測校核點與線，以便在管道頂進軸線測量過程中對儀器自身位置的位移進行監(jiān)查；儀器位置的復核為每隔6h一次。2—3管道頂進軸線測量:在井內(nèi)設固定的測站,根據(jù)設計縱坡,經(jīng)緯儀調(diào)好垂直角度，在機頭處設置控制管道軸線和標高的光靶；當因距離過長不能采用一鏡測量，則增設中轉(zhuǎn)測量站測量。頂管掘進機內(nèi)垂直面設置頂進軸線燈箱型光靶。頂管掘進機內(nèi)水平面設置坡度板，測量頂管掘進機的傾斜和旋轉(zhuǎn)。在頂進過程中經(jīng)常對頂進軸線的測量，每頂進25~30cm測量一次，并記錄3次/節(jié)管子，頂進軸線與設計軸線一旦發(fā)生偏差，及時采取糾偏措施，減少偏差數(shù)值。在出洞、進洞及糾偏過程中，適當增加測量次數(shù)。2—4設置對工作井位移與傾斜的監(jiān)查點，實行不定時監(jiān)查,隨著頂力的增加而增加對工作井位移與傾斜監(jiān)測頻率。3、糾偏管道偏離軸線主要是由于作用于工具管的外力不平衡造成的，外力不平衡的主要原因有:(1）推進管線不可能絕對在一定直線上;（2）管道截面不可能絕對垂直管道軸線;（3）管節(jié)之間墊板的壓縮性不完全一致;(4）頂管迎面阻力合力與管道后斷推進頂力合力重合不一致。（5）推進的管道在發(fā)生撓曲時，沿管線縱向的一些地方會產(chǎn)生約束管道撓曲的附加抗力.以上幾條原因造成的直接結(jié)果就是頂管頂力產(chǎn)生偏心，要了解各接頭上實際頂合力與管道軸線的偏心度，只能隨時監(jiān)測頂進中管節(jié)接縫上的不均勻壓縮情況，從而推算接頭端面上應力分布情況及頂推合力的偏心度，,并以此調(diào)整糾偏幅度，，防止因偏心度過大而使管節(jié)接頭壓縮或管節(jié)中部出現(xiàn)環(huán)向裂縫。因為管節(jié)發(fā)生裂縫就無法保證管道外圍泥漿環(huán)的支撐和減摩作用，造成頂進困難和地表沉降.頂進糾偏普遍采用調(diào)整糾偏千斤頂?shù)木幗M操作，若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮方法,反之亦然。如同時有高程和方向偏差，先應糾正偏差大的一面。除此之外，用削土盤上可伸縮的超挖刀,超挖正面局部土體,以達到糾偏目的。頂進中發(fā)生頂管機旋轉(zhuǎn)時應采取措施防止偏轉(zhuǎn)擴大,常用措施為改變切削刀盤的轉(zhuǎn)動方向和在管內(nèi)的相反方面增加壓重塊直至正常。4、觸變泥漿減阻和長距離壓漿原理長距離大直徑管道的頂進過程中，有效降低頂進阻力是施工中必須解決的關鍵問題。頂進阻力主要有迎面阻力和管壁外周摩阻力兩部分組成，在長距離頂管施工中，迎面阻力占總阻力的比例較小,重要的是盡可能降低頂進中的管壁外圍摩阻力。為了達到此目的，采用管壁外周加注觸變泥漿，在土層與管道掘進機之間形成一定厚度的泥漿套，頂管掘進機和頂進的管道在泥漿套中向前滑移以達到減阻目的。壓漿設備（1）漿泵，注漿泵選用脈動很小的螺桿泵，因為漿液在脈動的峰值壓力最高時，往往會擴散到土中去；而螺桿的脈動小，漿液幾乎是從空隙中被擠出來的，漿套容易形成且又容易保持；（2)攪拌器，要求能充分拌和泥漿,并提供足夠容量；（3）泥漿管道,總管用φ40—50鋼管，支管用φ25—30mm（4)管路接頭裝拆方便、密封可靠，在1kPa壓力下無滲透；（5）控制閥，每個注漿斷面上均加設一組；（6）壓力表,在泥漿出口和頂管機頭后的一個二個注漿斷面上設置,補漿范圍內(nèi)適當設置，采用隔膜式壓力表。注漿孔的布置在掘進機后第二節(jié)管開始放置有注漿孔的管子，不斷地注漿，使?jié){套在管子外面保持的比較完整以后再隔兩節(jié)管子放置有注漿孔的管子用以補漿，注漿連續(xù)不斷補充,形成一個完好的漿套.注漿孔的位置布設是能否形成完成漿套的關鍵所在。我們擬將注漿孔設置在管子前端、橡膠圈偏后，這樣注進的漿液在土壁上形成較為均勻的漿套。在管子內(nèi)注漿孔共3個，成120度角布置。為防止注出去的漿液倒流，在注漿孔中裝一個單閥.注漿壓力為使頂進時形成的建筑空隙及時用潤滑泥漿所填補，形成泥漿套，達到減少摩阻力及地面沉降。壓漿時必須堅持“先壓后頂,隨壓隨頂,及時補漿”的原則，泵送注漿出口處壓力控制在0。1—0。125MPa（或2—3γh）。注漿時壓力不宜過高,這樣易產(chǎn)生冒漿，由于壓力的增大,也會使阻力增大。壓漿順序地面拌漿-—--啟動壓漿泵—--—總管閥門開--——管節(jié)閥門開—送漿（頂進開始）-—--管節(jié)閥門關（頂進停止）————總管閥門關—井內(nèi)快速接頭拆—下管節(jié)-—-—接總管———-循環(huán)復始由于存在泥漿流失及地下水的作用，泥漿的實際用量要比理論用量大得多,一般可達理論值的4—5倍，施工中還要根據(jù)土質(zhì)、頂進情況、地面沉降的要求等適當調(diào)整。頂進時貫徹同步壓漿與補壓漿相結(jié)合的原則，工具管尾部的壓漿孔及時有效地進行跟蹤注漿，確保能形成完整有效的泥漿套.管道內(nèi)的壓漿孔進行一定量的補壓漿,補壓漿的次數(shù)及壓漿量根據(jù)施工情況而定,尤其是對地表沉降要求高的地方，定時進行重點補壓漿.壓漿配比膨潤土水純堿CMC40085062.5注:此配比為重量比漿液質(zhì)量指標：（1)PH9-1（2）析水率〈2%泥漿置換頂進結(jié)束后，對泥漿環(huán)的漿液進行置換，置換漿液用水泥砂漿摻加適量粉煤灰增加稠度，壓漿體凝結(jié)后拆除管路換悶蓋將孔口封堵。對于工作坑的傾斜監(jiān)控，在工作坑四角布設監(jiān)控點.在附近建筑物的樓角處同樣布設監(jiān)控點，每天將頂管路面、工作坑、附近建筑物等進行監(jiān)控。由專業(yè)測量人員負責本工程監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。7.4頂管施工專項安全技術(shù)措施7。4。1（1）頂管前,應查明頂管沿線地下障礙物的情況（三電兩水兩氣)；由于管線穿越子牙河，必須制定安全措施并向施工人員交底。(2）建立健全安全生產(chǎn)崗位責任制，對施工人員進行分部、分項安全技術(shù)交底，制定有針對性、實效性的安全技術(shù)措施.（3）各種工序要按照各項操作規(guī)程施工，嚴禁違章指揮、違章操作。（4）各種電器設備要配備標準電閘箱,漏電保護器靈敏有效.電工人員應持證上崗,嚴禁無證人員安裝、維修電器設備。（5）工作井采用機械挖土時,現(xiàn)場應設專職指揮,人機保持一定安全距離,堆土應符合有關規(guī)定，機械挖土不得損壞任何構(gòu)筑物和預埋立撐（6)操作人員應正確使用個人勞動保護用品，井下工作人員必須戴安全帽,并系好額帶.上下工作井應走安全梯。嚴禁使用各種機械上下運人。（7）工作井四周應設兩道牢固的防護欄。（8）井上運送各種材料應捆綁牢固，上下協(xié)調(diào)一致，往下送料時井內(nèi)工作人員應站在安全可靠的部位。嚴禁井上人員往井下隨意拋擲工具等物品。（9)上班應檢查隨手工具,鍬頭鎬頭錘頭是否良好.（10）頂管后座安裝后,如發(fā)現(xiàn)后背墻面不平，必須調(diào)整加固，方可頂進。(11）搞好文明施工,嚴防地下自來水管破裂跑水，淹泡溝槽及工作井.(12)高風險部位必須設安全警示牌。（13)在拼接管段前或因故障停頓時，應加強聯(lián)系，及時停止沖泥出土，防止由于沖吸過多造成塌方。在長距離頂進過程中，應加強通風.(14)當吸泥蓮蓬頭堵塞、水力機械失效等原因，需要打開胸板上的清石孔進行處理時，必須采取防止冒頂塌方的安全措施。（15）頂進過程中,不得站在頂鐵兩側(cè)操作，以防發(fā)生崩鐵傷人事故.（16）工具管中的糾偏千斤頂,應絕緣良好。操作電動高壓油泵應戴絕緣手套.(17）在工作井的四周加圍厚塑料布，設擋水埝，雨季中季作為基坑的保護，防止雨水沖刷造成工作井損壞，同時要做好工作井的排水工作.（18）頂鎬設備性能必須良好。(19）頂管管道內(nèi)照明必須采用防爆型照明設備，其供電電壓不得大于12伏。（20)頂鎬靠背與后背墻不平時，必須調(diào)整加固,方可頂進。7。4。2(1)安全梯設置穩(wěn)固，上部要綁牢，下部要到底。并經(jīng)常檢查安全梯的可靠性，發(fā)現(xiàn)隱患立即修復。（2）上下工作井要走專用爬梯，爬梯應有防護圍欄，不得乘坐吊裝機具上下，防止摔傷，工作井底部應隨時清理干凈，無雜物.雨季上下工作井時，要踩穩(wěn)扶牢，不準隨身攜帶較重的工具。（3)夜間施工，上下工作井時應裝設足夠的照明,照明電線和動力線要有順序的排列一側(cè)，固定在槽內(nèi)，防止上下工作井時碰到。（4)施工現(xiàn)場必須帶安全帽并系牢額帶,上下工作井不準穿拖鞋，以防摔傷。不準非工作人員靠近工作井，以免造成不必要的麻煩.7。4.3（1）吊車司機必須是經(jīng)過專業(yè)培訓合格的人員，在吊裝砼管的過程中，始終要有一名指揮人員在車旁,起重臂下嚴禁站人，不準流動人員穿過，要保持司機的視線不受阻。（2)吊裝頂鐵或鋼管時，嚴禁在扒桿回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)停留.往工作井下管時，應穿保險鋼絲繩，并緩慢地將管子送入導軌就位,防止滑脫墜落。（3）吊裝砼管及上土要有專人指揮，作業(yè)人員要與吊裝物保持安全距離。（4）吊裝砼管要穩(wěn)拿穩(wěn)放，避免碰撞工作井鋼支撐防止支撐松動，同時也保護管材的完好無缺。當管材下到井底時，上面的指揮人員和井下的人及時聯(lián)絡，比保證工作井內(nèi)人員安全，防止工傷事故的發(fā)生。（5）吊車司機要隨時檢查機車的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，制動裝置繩索牢固性、滑輪及各部螺旋是否完好可靠,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)有問題要及時更換部件或整改至安全狀態(tài)。7.4。4（1）為加強臨時用電安全管理，要嚴格執(zhí)行落實“三相五線制”專用保護零線與工作零線分開，做為零線的重復接地。做到“三級控制、兩極保護”，所有電器設備使用時必須控制在觸電保護器上，防止事故發(fā)生。（2）施工現(xiàn)場沿線架空電線，木電桿直徑應不小于15cm.去掉外皮無腐朽、無嚴重彎曲和劈裂現(xiàn)象,根據(jù)做防腐處理。埋入深度不小于50cm。在轉(zhuǎn)角桿、終滯桿與分支桿應加裝拉線，電桿拉線應在位于拉線頂部的2m處加裝絕緣子。（3）在布線時，水平或垂直的絕緣導線,線間距離不小于20cm，導線對地面不應低于3m。如用裸導線無遮欄保護時,距地面高度不得低于3.5m，夜間施工照明線必須使用軟膠皮線，并用絕緣物架起，必須使用合格的電閘箱，不許在地