水工程施工教案排水管道不開槽施工

地下給水排水管道不開槽施工

地下給水排水管道，一般采用開槽方法，要開挖大量土方，并要有臨時存放場地，以便安好管道后進(jìn)行回填。這種施工方法污染環(huán)境，占地面積大、阻礙交通，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ顜順O大不便。而不開槽施工可避免以上問題。

不開槽施工的適用范圍很廣，一般下列情況時就可采用：

1)管道穿越鐵路、公路、河流或建筑物時；

2)街道狹窄，兩側(cè)建筑物多時；

3)在交通量大的市區(qū)街道施工，管道既不能改線又不能斷絕交通時；

4)現(xiàn)場條件復(fù)雜，與地面工程交叉作業(yè)，相互干擾，易發(fā)生危險時；

5)管道覆土較深，開槽土方量大，并需要支撐時。

9.1概述

影響不開槽施工的因素包括：地質(zhì)、管道埋深、管道種類、管材及接口、管徑大小、管節(jié)長度、施工環(huán)境、工期等，其中主要因素是地質(zhì)和管節(jié)長度。

與開槽施工比較，不開槽施工具有如下特征：

1)施工面由線縮成點，占地面積少；施工面移人地下，不影響交通，不污染環(huán)境；

2)穿越鐵路、公路、河流、建筑物等障礙物時可減少沿線的拆遷，節(jié)省資金與時間，降低工程造價；

3)施工中不破壞現(xiàn)有的管線及構(gòu)筑物，不影響其正常使用。

4)大量減少土方的挖填量。一般開槽施工要澆筑混凝土基礎(chǔ)，而不開槽施工是利用管底下邊的天然土作地基，可節(jié)省管道的全部混凝土基礎(chǔ)；

5)降低工程造價。不開槽施工較開槽施工可降低40％左右的費用。

但是，這項技術(shù)也存在以下一些問題：

1)土質(zhì)不良或管頂超挖過多時，竣工后地面下沉，路表裂縫，需要采用灌漿處理；

2)必須要有詳細(xì)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘探資料，否則，將出現(xiàn)不易克服的困難；

3)遇到復(fù)雜的地質(zhì)情況時（如松散的砂礫層、地下水位以下的粉土），則施工困難、工程造價提高。

因此，不開槽施工前，應(yīng)詳細(xì)勘察施工地質(zhì)、水文地質(zhì)和地下障礙物等情況。不開槽施工一般適用于非巖性土層。在巖石層、含水層施工或遇堅硬地下障礙物，都需有相應(yīng)的附加措施。

地下給水排水管道不開槽施工方法有很多種，主要分為為掘進(jìn)頂管，擠壓土頂管、盾構(gòu)掘進(jìn)襯砌成型管道或管廊。采用哪種方法，取決于管道用途、管徑、土質(zhì)條件、管長等因素。

用不開槽施工方法敷設(shè)的給排水管道種類有鋼管、鋼筋混凝土管及預(yù)制或現(xiàn)澆的鋼筋混凝土管溝(渠、廊)等。采用較多的管材種類還是各種圓形鋼管、鋼筋混凝土管、玻璃鋼管。9.2掘進(jìn)頂管

掘進(jìn)頂管施工操作程序如圖9-1所示。先在管道一端挖工作坑，再按照設(shè)計管線的位置和坡度，在工作坑底修筑基礎(chǔ)、設(shè)置導(dǎo)軌，將管子安放在導(dǎo)軌上。頂進(jìn)前，在管前端邊挖土，后面用千斤頂將管節(jié)逐節(jié)頂入，反復(fù)操作，直至頂至設(shè)計長度為止。千斤頂支承于后背，后背支承于后座墻上。

為便于管內(nèi)操作和安裝施工機(jī)械，管子直徑，采用人工挖土?xí)r，管徑一般不應(yīng)小于900mm；采取螺旋掘進(jìn)機(jī)，一般在200～800mm。圖9—1掘進(jìn)頂管過程示意1-后座墻2-后背3-立鐵4-橫鐵5-千斤頂6-管子7-內(nèi)漲圈

8-基礎(chǔ)9-導(dǎo)軌10-掘進(jìn)工作面9.2.1人工掘進(jìn)頂管

人工掘進(jìn)頂管又稱普通頂管，是目前較普遍的頂管方法。管前用人工挖土，設(shè)備簡單，能適應(yīng)不同的土質(zhì)，但工效低。1.工作坑及其選擇

(1)工作坑位置選擇頂管工作坑是頂管施工時在現(xiàn)場設(shè)置的臨時性設(shè)施，工作坑內(nèi)包括后背、導(dǎo)軌和基礎(chǔ)等。工作坑是人、機(jī)械、材料較集中的活動場所，因此，工作坑的選擇應(yīng)考慮以下原則：①盡量選擇在管線上的附屬構(gòu)筑物位置上，如閘門井、檢查井處;②有可利用的坑壁原狀土作后背；③單向頂進(jìn)時工作坑宜設(shè)置在管線下游。(2)工作坑種類和尺寸計算按工作坑的使用功能，有單向坑、雙向坑、多向坑、轉(zhuǎn)向坑、交匯坑，如圖9-2所示。圖9-2工作坑種類1-單向坑2-雙向坑3-多向坑4-轉(zhuǎn)向坑5-交匯坑

單向坑的特點是管道只朝一個方向頂進(jìn)，工作坑利用率低，只適用于穿越障礙物；雙向坑的特點是在工作坑內(nèi)頂完一個方向管道后，調(diào)過頭來利用頂于管道作后背，再頂進(jìn)相對方向的管道。工作坑利用率高，適用于直線式長距離頂進(jìn)；多向坑，一般用于管道拐彎處，或支管接入干管處，在一個工作坑內(nèi)，向二至三個方向頂進(jìn)，工作坑利用率較高；轉(zhuǎn)向坑類似于多向坑；交匯坑是在其它兩個工作坑內(nèi)，從兩個相對方向向交匯坑頂進(jìn)，在交匯坑內(nèi)對口相接，適用于頂進(jìn)距離長，或一端頂進(jìn)出現(xiàn)過大誤差時使用。但工作坑利用率最低，一般情況下不用。

工作坑尺寸是指工作坑底的平面尺寸，它與管徑大小，管節(jié)長度，覆土深度，頂進(jìn)形式、施工方法有關(guān)，并受土的性質(zhì)、地下水等條件影響，還要考慮各種設(shè)備布置位置、操作空間、工期長短、垂直運(yùn)輸條件等多種因素。

工作坑底的長度如圖9-3所示。其計算公式：圖9-3工作坑底的長度a-后背寬度b-立鐵寬度c-橫鐵寬度

d-千斤頂長度

e-順鐵長度f-單節(jié)管長g-已頂入管節(jié)的余長L=a+b+c+d+e+2f+g(9-1)式中L——工作坑長度(m);其余參數(shù)如圖9-3所示。

工作坑底長度也可以用下式估算：L≈d十2.5m(9-2)

工作坑的寬度W和高度H如圖9-4所示。

工作坑的寬度按下式計算。

W=D+2B+2bm(9-3)式中W—工作坑底寬(m)；D—頂進(jìn)管節(jié)外徑(m)；B—工作坑內(nèi)穩(wěn)好管節(jié)后兩側(cè)的工作空間(m)；b—支撐材料的厚度。木撐板時，b=0.05m；板樁時，b=0.07m。圖9-4工作作坑坑底底的的寬寬度度和和高高度度L-撐板板2支撐撐立立木木3管子子4-導(dǎo)軌軌5-基礎(chǔ)礎(chǔ)6-墊層層工作作坑坑的的寬寬度度也也可可用用下下式式估估算算W=D十(2.5～3.0)m)(9-4)工作作坑坑的的施施工工方方法法有有開開槽槽式式、、沉沉井井式式及及連連續(xù)續(xù)墻墻式式等等。。1)開槽槽式式工工作作坑坑應(yīng)應(yīng)用用比比較較普普遍遍的的是是一一種種稱稱為為支支撐撐式式的的工工作作坑坑。。這這種種工工作作坑坑的的縱縱斷斷面面形形狀狀有有直直槽槽式式、、梯梯形形槽槽式式。。工工作作坑坑支支撐撐宜宜采采用用板板樁樁撐撐。。圖圖9-5所示示的的支支撐撐就就是是一一種種常常用用的的支支撐撐方方法法。。工工作作坑坑支支撐撐時時首首先先應(yīng)應(yīng)考考慮慮撐撐木木以以下下到到工工作作坑坑底底的的空空間間，，此此段段最最小小高高度度應(yīng)應(yīng)為為3.0m，以以利利操操作作。。撐撐木木要要盡盡量量選選用用松松杉杉木木，，支支撐撐節(jié)節(jié)點點的的地地方方應(yīng)應(yīng)加加固固以以防防錯錯動動發(fā)發(fā)生生危危險險。。圖9-5工作作坑坑壁壁支支撐撐1-坑壁壁2-撐板板3-橫木木4-撐杠杠支撐撐式式工工作作坑坑適適用用于于任任何何土土質(zhì)質(zhì)，，與與地地下下水水位位無無關(guān)關(guān)，，且且不不受受施施工工環(huán)環(huán)境境限限制制，，但但覆覆土土太太深深操操作作不不便便，，一一般般挖挖掘掘深深度度以以不不大大于于7m為宜宜。。支撐撐式式工工作作坑坑適適用用于于任任何何土土質(zhì)質(zhì)，，與與地地下下水水位位無無關(guān)關(guān)，，且且不不受受施施工工環(huán)環(huán)境境限限制制，，但但覆覆土土太太深深操操作作不不便便，，一一般般挖挖掘掘深深度度以以不不大大于于7m為宜宜。。2)沉井井式式工工作作坑坑在在地地下下水水位位以以下下修修建建工工作作坑坑，，可可采采用用沉沉井井法法施施工工。。沉沉井井法法即即在在鋼鋼筋筋混混凝凝土土井井筒筒內(nèi)內(nèi)挖挖土土，，井井筒筒隨隨井井筒筒內(nèi)內(nèi)挖挖土土，，靠靠自自重重或或加加重重使使其其下下沉沉，，直直至至沉沉至至要要求求的的深深度度。。最最后后用用鋼鋼筋筋混混凝凝土土封封底底。。沉沉井井式式工工作作坑坑平平面面形形狀狀有有單單孔孔圓圓形形沉沉井井和和單單孔孔矩矩形形沉沉井井。。3)連續(xù)墻式式工作坑坑采取先先鉆深孔孔成槽，，用泥漿漿護(hù)壁，，然后放放入鋼筋筋網(wǎng)，澆澆筑混凝凝土?xí)r將將泥漿擠擠出形成成連續(xù)墻墻段，再再在井內(nèi)內(nèi)挖土封封底而形形成工作作坑。與與同樣條條件下施施工的沉沉井式工工作坑相相比，可可節(jié)約一一半的造造價及全全部的支支模材料料，工期期還可提提前。(3)工作坑基基礎(chǔ)工作坑基基礎(chǔ)形式式取決于于地基土土的種類類、管節(jié)節(jié)的輕重重以及地地下水位位的高低低。一般般的頂管管工作坑坑，常用用的基礎(chǔ)礎(chǔ)形式有有3種：1)土槽木枕枕基礎(chǔ)。。適適用于地地基土承承載力大大，又無無地下水水的情況況。將工工作坑底底平整后后，在坑坑底挖槽槽并埋枕枕木，枕枕木上安安放導(dǎo)軌軌并用道道釘將導(dǎo)導(dǎo)軌固定定在枕木木上。這這種基礎(chǔ)礎(chǔ)施工操操作簡單單，用料料不多且且可重復(fù)復(fù)使用，，因此，，造價較較低。2)卵石木枕枕基礎(chǔ)。。適用于于雖有地地下水但但滲透量量不大，，而地基基土為細(xì)細(xì)粒的粉粉砂土，，為了防防止安裝裝導(dǎo)軌時時擾動基基土，可可鋪一層層l0cm厚的卵石石或級配配砂石，，以增加加其承載載能力，，并能保保持排水水通暢。。在枕木木間填粗粗砂找平平。這種種基礎(chǔ)形形式簡單單實用，，較混凝凝土基礎(chǔ)礎(chǔ)造價低低，一般般情況下下可代替替混凝土土基礎(chǔ)。。3)混凝土木木枕基礎(chǔ)礎(chǔ)。適用用于地下下水位高高，地基基承載力力又差的的地方。。在工作作坑澆筑筑20cm厚的C10混凝土，，同時預(yù)預(yù)埋方木木作軌枕枕。這種種基礎(chǔ)能能承受較較大荷載載，工作作面干燥燥無泥濘濘，但造造價較高高。此外，在在坑底無無地下水水，但地地基土質(zhì)質(zhì)很差，，可在坑坑底通鋪鋪方木形形成木筏筏式基礎(chǔ)礎(chǔ)。方木木重復(fù)利利用，造造價較低低。(4)導(dǎo)軌導(dǎo)軌的作作用是引引導(dǎo)管子子按設(shè)計計的要求求頂入土土中，保保證管子子在將要要頂入土土中前的的位置正正確。按導(dǎo)軌使使用材料料分為鋼鋼導(dǎo)軌和和木導(dǎo)軌軌兩種。。鋼導(dǎo)軌軌是利用用輕軌、、重軌和和槽鋼作作導(dǎo)軌(圖9-6)，具有耐耐磨和承承載力大大的特點點；木導(dǎo)導(dǎo)軌是將將方木抹抹去一角角來支承承管體起起導(dǎo)向作作用。導(dǎo)軌安裝裝前應(yīng)算算好軌距距。導(dǎo)軌軌軌距取取決于管管徑及導(dǎo)導(dǎo)軌高度度。圖9-6輕便鋼導(dǎo)導(dǎo)軌1-鋼軌導(dǎo)軌軌2-方木軌枕枕3-護(hù)木4-鋪板5-平板6-混凝土基基礎(chǔ)兩導(dǎo)軌間間凈距(圖9-7)A可由下式式求得：：(9-5)導(dǎo)軌中距距AO(圖9-7)的計算式式如下：：(9-6)式中D—管子內(nèi)直直徑(m)；t—管壁厚(m)；h—鋼導(dǎo)軌高高度(m)；c—管外壁與與基礎(chǔ)面面的間隙隙，約為為0.01～0.03m。一般的的導(dǎo)軌軌都采采取固固定安安裝，，但有有一種種滾輪輪式安安裝的的導(dǎo)軌軌(圖9-8)，具有有兩導(dǎo)導(dǎo)軌間間距可可調(diào)，，以減減少導(dǎo)導(dǎo)軌對對管子子摩擦擦。這這種滾滾輪式式導(dǎo)軌軌用于于鋼筋筋混凝凝土管管頂管管和外外設(shè)防防腐層層的鋼鋼管頂頂管。。圖9-7導(dǎo)軌間間距計計算圖圖圖9-8滾輪式式導(dǎo)軌軌導(dǎo)軌的的安裝裝應(yīng)按按管道道設(shè)計計高程程、方方向及及坡度度鋪設(shè)設(shè)導(dǎo)軌軌，要要求兩兩軌道道平行行，各各點的的軌距距相等等。導(dǎo)軌裝裝好后后應(yīng)按按設(shè)計計檢查查軌面面高程程、坡坡度及及方向向。檢檢查高高程時時在每每條軌軌道的的前后后各選選6~8點，測測其高高程，，允許許誤差差不大大于3mm。穩(wěn)定定首節(jié)節(jié)管后后，應(yīng)應(yīng)測量量其負(fù)負(fù)荷后后的變變化，，并加加以校校正。。還應(yīng)應(yīng)檢查查軌距距。在在頂進(jìn)進(jìn)過程程中，，應(yīng)檢檢查校校正，，以保保證管管節(jié)在在導(dǎo)軌軌上不不產(chǎn)生生跳動動和側(cè)側(cè)向位位移。。(5)后座墻墻與后后背后座墻墻與后后背是是千斤斤頂?shù)牡闹С谐薪Y(jié)構(gòu)構(gòu)，造造價低低廉，，修建建簡便便的原原土后后座墻墻是常常用的的一種種后座座墻。。施工工經(jīng)驗驗表明明：管管道埋埋深2~4m淺覆土土原土土后座座墻的的長度度一般般需4～7m，選擇擇工作作坑時時，應(yīng)應(yīng)考慮慮有無無原土土后座座墻可可以利利用。。無無法利利用原原土作作后座座墻時時，可可修建建人工工后座座墻，，圖9-9是很多多種人人工后后座墻墻的一一種。。圖9-9人工后后座墻墻1-撐杠2-立柱3-后背方方木4-立鐵5-橫鐵6-填土后背的的功能能主要要是在在頂管管過程程中承承擔(dān)千千斤頂頂頂管管前進(jìn)進(jìn)的后后座力力，后后背的的構(gòu)造造應(yīng)有有利于于減少少對后后座墻墻單位位面積積的壓壓力。。后背背的構(gòu)構(gòu)造有有很多多種。。圖9-10是其中中的兩兩種。。方木木后背背的承承載力力可達(dá)達(dá)3×103kN，具有有裝拆拆容易易、成成本低低、工工期短短的優(yōu)優(yōu)點；；鋼板板樁后后背承承載能能力可可達(dá)5×100kN，采取取與工工作坑坑同時時施工工方法法。適適用于于弱土土層。。在雙向向坑內(nèi)內(nèi)雙向向頂進(jìn)進(jìn)時，，利用用已頂頂進(jìn)的的管段段作千千斤頂頂?shù)暮蠛蟊?，，因此此，不不必設(shè)設(shè)后座座墻與與后背背。(6)工作坑坑的附附屬設(shè)設(shè)施工作坑坑的附附屬設(shè)設(shè)施主主要有有工作作臺、、工作作棚、、頂進(jìn)進(jìn)口裝裝置等等。1)工作臺臺位位于于工作作坑頂頂部地地面上上，由由型鋼鋼支架架而成成，上上面鋪鋪設(shè)方方木和和木板板。在在承重重平臺臺的中中部設(shè)設(shè)有下下管孔孔道，，蓋有有活動動蓋板板。下下管后后，蓋蓋好蓋蓋板。。管節(jié)節(jié)堆放放平臺臺上，，卷揚(yáng)揚(yáng)機(jī)將將管提提起，，然后后推開開蓋板板再向向下吊吊放。。圖9-10后背a)方木后后背側(cè)側(cè)視圖圖b)方木后后背正正視圖圖1-撐板2-方木3-撐杠4-后背方方木5-立鐵6-橫鐵7-木板8-護(hù)木9-導(dǎo)軌10-軌枕c)鋼板樁樁后背背l-鋼板樁樁2-工字鋼鋼3-鋼板4-方木5-鋼板6-千斤頂頂7-木板8-導(dǎo)軌9-混凝土土基礎(chǔ)礎(chǔ)2)工作棚棚工工作棚棚位于于工作作坑上上面，，目的的是防防風(fēng)雨雨、雪雪，以以利于于操作作。工工作棚棚的覆覆蓋面面積要要大于于工作作坑平平面尺尺寸。。工作作棚多多采用用支拆拆方便便、重重復(fù)使使用的的裝配配式工工作棚棚。3)頂進(jìn)口口裝置置管管子子入土土處不不應(yīng)支支設(shè)支支撐。。土質(zhì)質(zhì)較差差時。。在坑坑壁的的頂入入口處處局部部澆筑筑素混混凝土土壁，，混凝凝土壁壁當(dāng)中中預(yù)埋埋鋼環(huán)環(huán)及螺螺栓，，安裝裝處留留有混混凝土土臺，，臺厚厚最少少為橡橡膠墊墊厚度度與外外部安安裝環(huán)環(huán)厚度度之和和。在在安裝裝環(huán)上上將螺螺栓緊緊固壓壓緊橡橡膠墊墊止水水，以以防止止采用用觸變變泥漿漿頂管管時，，泥漿漿從管管外壁壁外溢溢。工作坑坑布置置時，，還要要解決決坑內(nèi)內(nèi)排水水、照照明、、工作作坑人人員上上下扶扶梯等等問題題。2.頂力計計算及及頂進(jìn)進(jìn)設(shè)備備(1)頂力計計算頂管施施工時時，千千斤頂頂?shù)捻旐斄丝朔芄鼙谂c與土壁壁之間間的摩摩擦阻阻力和和首節(jié)節(jié)管端端面的的貫入入阻力力而將將管子子頂向向前進(jìn)進(jìn)。千千斤頂頂?shù)墓すぷ黜旐斄τ嬘嬎闶绞饺缦孪拢篟=K[f·(2Pv+2PH+PB)+PA](9-7)式中R—千斤頂頂工作作頂力力(kN)；K—安全系系數(shù)，，一般般取1.2；Pv—管頂上上的垂垂直土土壓力力(kN)；PH—管側(cè)的的側(cè)土土壓力力(kN)；PB—全部欲欲頂進(jìn)進(jìn)的管管段重重量(kN)；F—管壁與與土間間的摩摩擦系系數(shù)；；PA—管端部部的貫貫入阻阻力(kN)。管頂覆覆土的的垂直直土壓壓力計計算式式為：：Pv=KpgHD1L(9-8)式中Kp—垂直土土壓力力系數(shù)數(shù)，按按圖9-1l所示,查表得得出。。g—土的重重力密密度(kN)；H—管頂覆覆土厚厚度(m)；D1—頂入管管節(jié)外外徑(m)；L—頂進(jìn)管管段長長度(m)。圖9-11H/D1-Kp關(guān)系1-砂土及及耕植植土(干燥)2-砂土、、硬粘粘土、、耕植植土(濕的或或飽和和的)3-塑性粘粘土4-流塑性性粘土土管側(cè)土土壓力力用下下式計計算(9-9)式中j—土的內(nèi)摩擦擦角(°)。管段重量PB計算式為式中G—管節(jié)單位長長度重量(kN／m)；L—頂進(jìn)總長度度(m)。管端部的貫貫入阻力PA與土的種類類及其物理理性質(zhì)指標(biāo)標(biāo)有關(guān)，也也受工作面面上操作方方法的影響響，故一般般多采用經(jīng)經(jīng)驗值。(2)頂進(jìn)設(shè)備種類很多，，一般采用用液壓千斤斤頂。液壓壓千斤頂?shù)牡臉?gòu)造形式式分活塞式式和柱塞式式兩種。其其作用方式式有單作用用液壓千斤斤頂及雙作作用液壓千千斤頂，頂頂管施工常常用雙作用用液壓千斤斤頂。為了了減少缸體體長度而又又要增加行行程長度，，宜采用多多行程或長長行程千斤斤頂，以減減少搬放頂頂鐵時間，，提高頂管管速度。按千斤頂在在頂管中的的作用一般般可分為：：用于頂進(jìn)進(jìn)管子的頂頂進(jìn)千斤頂頂；用于校校正管子位位置的校正正千斤頂；；用于中繼繼間頂管的的中繼千斤斤頂。頂進(jìn)進(jìn)千斤頂一一般采用的的頂力為(2~4)×103kN。頂程0.5~4m。千斤頂在工工作坑內(nèi)的的布置方式式分單列、、并列和環(huán)環(huán)周列，如如圖9-12所示。當(dāng)要要求的頂力力較大時，，可采用數(shù)數(shù)個千斤頂頂并列頂進(jìn)進(jìn)。圖9-12千斤頂布置置方式a)單列式b)雙列式c)環(huán)周列式1-千斤頂2-管子3-順鐵頂鐵(圖9—13)是頂進(jìn)過程程中的傳力力工具，其其作用是延延長短行程程千斤頂?shù)牡男谐?，傳傳遞頂力并并擴(kuò)大管節(jié)節(jié)端面的承承壓面積。。頂鐵一般般由型鋼焊焊接而成。。根據(jù)安放放位置和傳傳力作用不不同，頂鐵鐵可分順鐵鐵、橫鐵、、立鐵、弧弧鐵和圓鐵鐵。順鐵是是千斤頂?shù)牡捻敵绦∮谟趩喂?jié)管子子長度時，，在頂進(jìn)過過程中陸續(xù)續(xù)安放在千千斤頂與管管子之間傳傳遞頂力的的。當(dāng)千斤斤頂?shù)男谐坛痰扔诨虼蟠笥谝还?jié)管管長時，就就不需用順順鐵?；¤F鐵和圓鐵是是寬度為管管壁厚的全全圓形頂鐵鐵，包括半半圓形的各各種弧度的的弧形頂鐵鐵以及全圓圓形頂鐵。。此外，還還可做成各各種結(jié)構(gòu)形形式的傳力力頂鐵。頂頂鐵的強(qiáng)度度和剛度應(yīng)應(yīng)當(dāng)經(jīng)過核核算。圖9-13頂鐵a)矩形頂鐵b)圓形頂鐵c)U形頂鐵3.后背的設(shè)計計計算最大頂力確確定后，就就可進(jìn)行后后背的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計。后后背結(jié)構(gòu)及及其尺寸主主要取決于于管徑大小小和后背土土體的被動動土壓力——土抗力。計計算土抗力力的目的是是考慮在最最大頂力條條件下保證證后背土體體不被破壞壞，以期在在頂進(jìn)過程程中充分利利用天然的的后背土體體。由于最大頂頂力一般在在頂進(jìn)段接接近完成時時出現(xiàn)，所所以后背計計算時應(yīng)充充分利用土土抗力，而而且在工程程進(jìn)行中應(yīng)應(yīng)嚴(yán)密注意意后背土的的壓縮變形形值。當(dāng)發(fā)發(fā)現(xiàn)變形過過大時，應(yīng)應(yīng)考慮采取取輔助措施施，必要時時可對后背背土進(jìn)行加加固，以提提高土抗力力。后背土土體受壓后后產(chǎn)生的被被動土壓力力計算：sp=Kpgh(9-10)式中sp—被動土壓力力(kPa)；Kp—被動土壓力力系數(shù)；g—后背土的重重力密度(kN/m3)；h—后背土的高高度(m)。被動土壓力力系數(shù)與土土的內(nèi)摩擦擦角有關(guān)，，其計算式式如下：(9-11)不同土壤的的Kp值見表9-1。2.034.166.007.009.0913.690.700.490.410.380.330.271.422.042.462.663.003.69102025273035軟土粘土砂粘土粉土砂土砂礫土主動土壓力力系數(shù)KA被動土壓力力系數(shù)Kp(0)土名稱表9-l土的主動和和被動土壓壓力系數(shù)值值在考慮后背背土的土抗抗力時，按按下式計算算土的承載載能力：(9-12)式中Rc—后背土的承承載能力(kN)；B—后背墻的寬寬度(m)；H——后背墻的高高度(m)；h——后背墻頂至至地面的高高度(m)；g—土的重力密密度(kN/m3)；Kp—被動土壓力力系數(shù)；Kr—后背的土抗抗力系數(shù)。。查圖9-14可得。后背結(jié)構(gòu)形形式不同，，使土受力力狀況也不不一樣，為為了保證后后背的安全全，根據(jù)不不同的后背背形式，采采用不同的的土抗力系系數(shù)值。圖9-14土抗力系數(shù)數(shù)曲線1)管頂覆土淺淺后后背不需需要打板樁樁，而背身身直接接觸觸土面，如如圖9-15所示。2)管頂覆土深深后后背打入鋼鋼板樁，頂頂力通過鋼鋼板樁傳遞遞，如圖9-15所示。覆土土高度值越越小。土抗抗力系數(shù)Kr值也越小。。有板樁支撐撐時，應(yīng)考考慮在板樁樁的聯(lián)合作作用下，土土體上頂力力分布范圍圍擴(kuò)大導(dǎo)致致集中應(yīng)力力減少，因因而土抗力力系數(shù)Kr值增加。圖圖9-16是土抗力系系數(shù)。它是是在不同后后背的板樁樁支承高度度值h與后背高度度H的比值下，，相應(yīng)的土土抗力系數(shù)數(shù)Kr值。圖9-15無板樁支撐撐的后背圖9-16板樁后背4.管前人工挖挖土與運(yùn)土土(1)挖土頂進(jìn)管節(jié)的的方向和高高程的控制制，主要取取決于挖土土操作。工工作面上挖挖土不單影影響頂進(jìn)效效率，更重重要的是影影響質(zhì)量控控制。對工作面挖挖土操作的的要求：根根據(jù)工作面面土質(zhì)及地地下水位高高低來決定定挖土的方方法；必須須在操作規(guī)規(guī)程規(guī)定的的范圍內(nèi)超超挖；不得得擾動管底底地基土；；及時頂進(jìn)進(jìn)，及時測測量，并將將管前挖出出的土及時時運(yùn)出管外外。人工每次掘進(jìn)進(jìn)深度，一般般等于千斤頂頂?shù)男谐獭Ｍ镣临|(zhì)松散或有有流砂時，為為了保證安全全和便于施工工，可設(shè)管檐檐或工具管(圖9-17)。施工時，先先將管檐或工工具管頂入土土中，工人在在管檐或工具具管內(nèi)挖土。。圖9-17工具管(2)運(yùn)土從工作面挖下下來的土，通通過管內(nèi)水平平運(yùn)輸和工作作坑的垂直提提升送至地面面。除保留一一部分土方用用作工作坑的的回填外，其其余都要運(yùn)走走棄掉。管內(nèi)內(nèi)水平運(yùn)輸可可用卷揚(yáng)機(jī)牽牽引或電動、、內(nèi)燃的運(yùn)土土小車在管內(nèi)內(nèi)進(jìn)行有軌或無軌運(yùn)運(yùn)土。也可用用皮帶運(yùn)輸機(jī)機(jī)運(yùn)土。土運(yùn)運(yùn)到工作坑后后，由地面裝裝置的卷揚(yáng)機(jī)機(jī)、龍門吊或或其它垂直運(yùn)運(yùn)輸機(jī)械吊運(yùn)運(yùn)到工作坑外外運(yùn)走。9.2.2機(jī)械掘進(jìn)頂管施工用人人工挖土勞動動強(qiáng)度大、工工作效率低，，而且操作環(huán)環(huán)境惡劣，影影響工人健康康，管端機(jī)械械掘進(jìn)可避免免以上缺點。。機(jī)械掘進(jìn)與人人工掘進(jìn)的工工作坑布置基基本相同，不不同處主要是是管端挖土與與運(yùn)土。機(jī)械挖土一般般分切削掘進(jìn)進(jìn)—輸送帶連續(xù)輸輸運(yùn)土或車輛輛往復(fù)循環(huán)運(yùn)運(yùn)土；切削掘掘進(jìn)—螺旋輸送機(jī)運(yùn)運(yùn)土；水力掘掘進(jìn)—泥漿輸送等。。1.挖掘機(jī)械(1)傘式挖掘機(jī)(圖9-18)用于800mm以上大管內(nèi)。。是頂進(jìn)機(jī)械械中最常見的的形式。挖掘掘機(jī)由電機(jī)通通過減速機(jī)構(gòu)構(gòu)直接帶動主主軸，主軸上上裝有切削盤盤或切削臂，，根據(jù)不同土土質(zhì)安裝不同同形式的刀齒齒于盤面或臂臂桿上，由主主軸帶動刀盤盤或刀臂旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)切土。再由由提升環(huán)的鏟鏟斗將土鏟起起、提升、傾傾卸于皮帶運(yùn)運(yùn)輸機(jī)上運(yùn)走走。典型的傘傘式掘進(jìn)機(jī)的的結(jié)構(gòu)一般由由工具管、切切削機(jī)構(gòu)、驅(qū)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、動動力設(shè)施、裝裝載機(jī)構(gòu)及校校正機(jī)構(gòu)組成成。傘式挖掘掘機(jī)適合于粘粘土、亞粘土土、亞砂土和和砂土中鉆進(jìn)進(jìn)。不適合弱弱土層或含水水土層內(nèi)鉆進(jìn)進(jìn)。(2)螺旋掘進(jìn)機(jī)(圖9-19)主要用于小口口徑(管徑小于800mm)的頂管。管子子按設(shè)計方向向和坡度放在在導(dǎo)向架上，，管前由旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)切削式鉆頭頭切土，并由由螺旋輸送機(jī)機(jī)運(yùn)土。螺旋旋式水平鉆機(jī)機(jī)安裝方便，，但是頂進(jìn)過過程中易產(chǎn)生生較大的下沉沉誤差。而且且，誤差產(chǎn)生生后不易糾正正，故適用于于短距離頂進(jìn)進(jìn)；一般最大大頂進(jìn)長度為為70～80m。圖9-18上海f1050掘進(jìn)機(jī)1-刀齒2-刀架3-刮泥板4-超挖齒5-齒輪變速器6-電機(jī)7-工具管8-千斤頂9-皮帶運(yùn)輸機(jī)l0-支撐環(huán)11-頂進(jìn)管圖9-19螺旋掘進(jìn)機(jī)1-管節(jié)2-導(dǎo)軌機(jī)架3-螺旋輸送器4-傳動機(jī)構(gòu)5-土斗6-液壓機(jī)構(gòu)7-千斤頂8-后背9-鉆頭800mm以下的小口徑徑鋼管頂進(jìn)方方法有很多種種，如真空法法頂進(jìn)。這種種方法適用于于直徑為200～300mm管子在松散土土層內(nèi)的頂管管。如松散砂砂土、砂粘土土、淤泥土、、軟粘土等土土層，頂距一一般為20～30m。(3)“機(jī)械手”挖掘掘機(jī)如圖9-20所示?！皺C(jī)械械手”挖掘機(jī)機(jī)的特點是弧弧形刀臂以垂垂直于管軸心心的橫軸為軸軸，作前后旋旋轉(zhuǎn)，在工作作面上切削。。挖成的工作作面為半球形形，由于運(yùn)動動是前后旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，不會因挖挖掘而造成工工具管旋轉(zhuǎn)，，同時靠刀架架高速旋轉(zhuǎn)切切削的離心力力將土拋出離離工作面較遠(yuǎn)遠(yuǎn)處，便于土土的管內(nèi)輸出出。該機(jī)械構(gòu)構(gòu)造簡單、安安裝維修方便便，便于轉(zhuǎn)向向，挖掘效率率高，適用于于粘性土。圖9-20““機(jī)械手”挖挖掘機(jī)l-工具管2-刀臂3-減速箱4-電機(jī)5-機(jī)座6-傳動軸7-底架8-支承翼板9-錐形筒架2.盾頂法如圖9-21所示。盾頂法法就是在首節(jié)節(jié)管前端裝設(shè)設(shè)盾頭(圖9-22)，盾頭內(nèi)部安安裝許多臺盾盾頭千斤頂，，由盾頭千斤斤頂負(fù)擔(dān)盾頭頭頂進(jìn)工作，，克服迎面阻阻力，并承擔(dān)擔(dān)校正功能。。后面管節(jié)靠靠主壓千斤頂頂頂進(jìn)，從而而延長頂進(jìn)距距離。盾頂法法兼有盾構(gòu)和和頂管兩種施施工技術(shù)的特特點。與盾構(gòu)構(gòu)施工的區(qū)別別是，盾頂法法采用管節(jié)以以代替現(xiàn)場拼拼裝襯砌塊的的工作，使施施工程序簡化化。圖9-21盾頂法1-盾殼2-刃腳3-環(huán)梁4-千斤頂5-密封6-主壓千斤頂7-管節(jié)8-后背圖9-22盾頭l-刃腳2-支撐環(huán)3-千斤頂4-盾尾密封5-盾尾6-頂入管盾頂法適合于于密實土層或或大直徑管道道的頂進(jìn)。3.水力掘進(jìn)(圖9-23)水力掘進(jìn)是利利用高壓水槍槍射流將切入入工作管管口口的土沖碎，，水和土混合合成泥漿狀態(tài)態(tài)輸送出工作作坑。圖9-23水下頂進(jìn)機(jī)頭頭結(jié)構(gòu)1-工具管2-刃角3-隔板4-密封門5-燈6-觀察窗7-水槍8-粗柵9-細(xì)柵10-校正千斤頂11-油壓泵12-供水管13-輸漿管14-水力吸泥機(jī)15-分配閥16—激光接收靶17-激光束18-清理箱19-工作管20—止水膠帶21-止水膠圈22-泥漿管23-分漿罐24-壓力表25-沖洗噴頭26-沖刷噴頭27-訊號臺28-泥漿孔水力掘進(jìn)的特特點是機(jī)械化化水平較高、、施工進(jìn)度快快、工程造價價低。適合于于在高地下水水位的弱土層層、流砂層或或穿越水下(河底、海底)飽和土層。水力掘進(jìn)法僅僅限于鋼管，，因鋼管焊接接口密封性好好。另外水力力破土和水力力運(yùn)土?xí)r的泥泥漿排放有污污染河道、造造成淤泥沉積積的問題，因因而限制了其其使用范圍。。9.2.3管節(jié)頂進(jìn)時的的連接頂進(jìn)時的管子子連接，分永永久性連接和和臨時性連接接。鋼管采取取永久性的焊焊接。頂進(jìn)過過程中管子永永久性連接，，導(dǎo)致管子的的整體頂進(jìn)長長度越長，管管道位置偏移移愈小；但一一旦產(chǎn)生頂進(jìn)進(jìn)位置誤差積積累，校正較較困難。所以以，整體焊接接鋼管的始頂頂階段，應(yīng)在在始頂時隨時時進(jìn)行測量，，避免積累誤誤差。鋼筋混凝土管管通常采用鋼鋼板卷制的整整體式內(nèi)套環(huán)環(huán)臨時連接，，在水平直徑徑以上的套環(huán)環(huán)與管壁間楔楔人木楔，如如圖9-24所示。兩管間間設(shè)置柔性材材料，如油麻麻、油氈，以以防止管端頂頂裂。圖9-24鋼內(nèi)套環(huán)臨時時連接a)內(nèi)漲圈b)內(nèi)漲圈支設(shè)l-管子2-木楔3-內(nèi)漲圈由于臨時接口口的非密封性性，故不能用用于未降水的的高地下水水水頭的含水層層內(nèi)頂進(jìn)，頂頂進(jìn)工作完畢畢后，拆除內(nèi)內(nèi)套環(huán)，再進(jìn)進(jìn)行永久性接接口。9.2.4延長頂進(jìn)技術(shù)術(shù)在最佳施工條條件下，普通通頂管法的一一次頂進(jìn)長度度為百米左右右。當(dāng)鋪設(shè)長長距離管線時時，為了減少少工作坑，提提高施工進(jìn)度度，可采取延延長頂進(jìn)技術(shù)術(shù)。延長頂進(jìn)技術(shù)術(shù)可分中繼間間頂進(jìn)、泥漿漿套頂進(jìn)和蠟蠟覆頂進(jìn)。1.中繼間頂進(jìn)中繼間是在頂頂進(jìn)管段中間間設(shè)置的接力力頂進(jìn)工作間間，此工作間間內(nèi)安裝中繼繼千斤頂，擔(dān)擔(dān)負(fù)中繼間之之前的管段頂頂進(jìn)。中繼間間千斤頂推進(jìn)進(jìn)前面管段后后，主壓千斤斤頂再推進(jìn)中中繼間后面的的管段。此種種分段接力頂頂進(jìn)方法，稱稱為中繼間頂頂進(jìn)。圖9-25所示為一種中中繼間。施工工結(jié)束后，拆拆除中繼千斤斤頂，而中繼繼間鋼外套環(huán)環(huán)留在坑道內(nèi)內(nèi)。在含水土土層內(nèi)，中繼繼間與管前后后之間的連接接應(yīng)有良好的的密封。另一一類中繼間如如圖9-26所示。施工完完畢時，拆除除中繼間千斤斤頂和中繼間間接力環(huán)。然然后中繼間將將前段管頂進(jìn)進(jìn)，彌補(bǔ)前中中繼間千斤頂頂拆除后所留留下的空隙。。圖9-25頂進(jìn)中繼間之之一1-中繼間外套2-中繼千斤頂3-墊料4-前管5-密封環(huán)6-后管圖9-26頂進(jìn)中繼間之之二中繼間的特點點為頂力大為為減少，操作作更機(jī)動?？煽砂错斄Υ笮⌒∽杂蛇x擇，，分段接力頂頂進(jìn)。但也存存在設(shè)備較復(fù)復(fù)雜、加工成成本高、操作作不便、工效效降低等不足足。2.泥漿套頂進(jìn)在管壁與坑壁壁間注入觸變變泥漿，形成成泥漿套，可可減少管壁與與土壁之間的的摩擦阻力，，一次頂進(jìn)長長度可較非泥泥漿套頂進(jìn)增增加2~3倍。長距離頂頂管時，經(jīng)常常采用中繼間間一泥漿套頂頂進(jìn)。觸變泥漿的要要求是泥漿在在輸送和灌注注過程中具有有流動性、可可泵性和一定定的承載力，，經(jīng)過一定的的固結(jié)時間，，產(chǎn)生強(qiáng)度。。觸變泥漿主要要組成是膨潤潤土和水。膨膨潤土是粒徑徑小于2mm，主要礦物成成分是Si—Al——Si(硅—鋁—硅)的微晶高嶺土土。膨潤土的的比重為2.5～2.95，密度為0.83～1.13×100kg/m3。對膨潤土的要要求為：①膨膨潤倍數(shù)一般般要大于6。膨潤倍數(shù)愈愈大，造漿率率越大，制漿漿成本越低；；②要有穩(wěn)定定的膠質(zhì)價，，保證泥漿有有一定的稠度度，不致因重重力作用而使使顆粒沉淀。。造漿用水除對對硬度有要求求外，并無其其它特殊要求求，用自來水水即可。為提高泥漿的的某些性能而而需摻入各種種泥漿處理劑劑。常用的處處理劑有：1)碳酸鈉可提高高泥漿的稠度度。但泥漿對對堿的敏感性性很強(qiáng)，加入入量的多少，，應(yīng)事先作模模擬實驗確定定。一般為膨膨潤土重量的的2％～4％。2)羥甲基纖維素素能提高泥漿漿的穩(wěn)定性，，防止細(xì)土粒粒相互吸附而而凝聚。摻入入量為膨潤土土重量的2％～3％。3)腐殖酸鹽是一一種降低泥漿漿粘度和靜切切力的外摻劑劑。摻入量占占膨潤土重量量的1％～2％。4)鐵鉻木質(zhì)素磺磺酸鹽其作用用與腐殖酸鹽鹽相同。在鐵路或重要要建筑物下頂頂進(jìn)時，地面面不允許產(chǎn)生生沉降，需要要采取自凝泥泥漿。自凝泥泥漿除具有良良好的潤滑性性和造壁性外外，還應(yīng)具有有后期固化后后有一定強(qiáng)度度，達(dá)到加大大承載效果的的性能。自凝泥漿的外外摻劑主要有有：1)氫氧化鈣氫氫氧化鈣與與膨潤土中的的二氧化硅起起化學(xué)作用生生成組成水泥泥主要成分的的硅酸三鈣，，經(jīng)過水化作作用而固結(jié)，，固結(jié)強(qiáng)度可可達(dá)0．5～0．6MPa。氫氧化鈣用用量為膨潤土土重量的20％。2)工業(yè)六糖是一一種緩凝劑，，摻入量為膨膨潤土重量的的1％。在200C時，可使泥漿漿在l～1．5個月內(nèi)不致凝凝固。3)松香酸鈉泥泥漿內(nèi)摻入入1％膨潤土重的的松香酸鈉可可提高泥漿的的流動性。目前自凝泥漿漿發(fā)展多種多多樣，應(yīng)根據(jù)據(jù)施工情況、、材料來源，，拌制相應(yīng)的的自凝泥漿。。在不同的土質(zhì)質(zhì)和施工條件件下，泥漿的的配合比是不不同的。在不不同土層條件件下采用的泥泥漿配合比如如表9-2所示。水下頂進(jìn)，泥漿拌制后，立即泵送灌漿泥漿拌制后，靜止24h才使用泥漿拌制后，靜止24h才使用泥漿拌制后，靜止24h才使用0.690.81.00.867780758223202518砂粘士，有地下水砂粘土砂粘土砂粘土備注堿/kg水/kg膨潤土/kg土層條件表9-2觸變泥漿配合合比觸變泥漿在泥泥漿拌制機(jī)內(nèi)內(nèi)采取機(jī)械或或壓縮空氣拌拌制；拌制均均勻后的泥漿漿儲于泥漿池池；經(jīng)泵加壓壓，通過輸漿漿管輸送到前前工具管的泥泥漿封閉環(huán)，，經(jīng)由封閉環(huán)環(huán)上開設(shè)的注注漿孔注入到到坑壁與管壁壁間孔隙，形形成泥漿套，，如圖9-27所示。圖9-27頂管的泥漿套套1-土壁2-泥漿套3-混凝土管4-內(nèi)漲圈5-填料泥漿注入壓力力根據(jù)輸送距距離而定。一一般采用0.1~0.15MPa泵壓。輸漿管管路采用DN50～70的鋼管，每節(jié)節(jié)長度與頂進(jìn)進(jìn)管節(jié)長度相相等或為頂進(jìn)進(jìn)管長的兩倍倍。管路采取取法蘭連接。。輸漿漿管管前前的的工工具具管管應(yīng)應(yīng)有有良良好好的的密密封封，，防防止止泥泥漿漿從從管管前前端端漏漏出出(圖9-28)。泥漿漿通通過過管管前前端端和和沿沿程程的的灌灌漿漿孔孔灌灌注注。。灌灌注注泥泥漿漿分分為為灌灌漿漿和和補(bǔ)補(bǔ)漿漿兩兩種種。。如如圖圖9-29所示示。。圖9-28注漿漿工工具具管管圖9-29分漿漿罐罐布布置置(單位位：：m)1-灌漿漿罐罐2-輸漿漿管管3-刃4-管體體5、6-補(bǔ)漿漿罐罐7-工具具管管8-泥漿漿套套為防防止止灌灌漿漿后后泥泥漿漿自自刃刃腳腳處處溢溢入入管管內(nèi)內(nèi)，，一一般般離離刃刃腳腳4～5m處設(shè)設(shè)灌灌漿漿罐罐，，由由罐罐向向管管外外壁壁間間隙隙處處灌灌注注泥泥漿漿，，要要保保證證整整個個管管線線周周壁壁均均為為泥泥漿漿層層所所包包圍圍。。為為彌彌補(bǔ)補(bǔ)第第一一個個灌灌漿漿罐罐灌灌漿漿的的不不足足并并補(bǔ)補(bǔ)充充流流失失的的泥泥漿漿量量，，須須在在距距離離灌灌漿漿罐罐15～20m處設(shè)設(shè)置置第第一一個個補(bǔ)補(bǔ)漿漿罐罐，，此此后后每每隔隔30～40m設(shè)置置補(bǔ)補(bǔ)漿漿罐罐，，以以保保證證泥泥漿漿充充滿滿管管外外壁壁。。為了了在在管管外外壁壁形形成成泥泥漿漿層層，，管管前前挖挖土土直直徑徑要要大大于于頂頂節(jié)節(jié)管管節(jié)節(jié)的的外外徑徑，，以以便便灌灌注注泥泥漿漿。。泥泥漿漿套套的的厚厚度度由由工工具具管管的的尺尺寸寸而而定定，，一一般般厚厚度度為為15～20mm。3.蠟覆覆頂頂進(jìn)進(jìn)蠟覆覆頂頂進(jìn)進(jìn)也也是是延延長長頂頂距距技技術(shù)術(shù)之之一一。。蠟蠟覆覆是是用用噴噴燈燈在在管管外外壁壁熔熔蠟蠟覆覆蓋蓋。。蠟蠟覆覆既既減減少少管管子子頂頂進(jìn)進(jìn)的的摩摩擦擦力力，，又又提提高高管管表表面面平平整整度度。。該該方方法法一一般般可可減減少少20％的的摩摩擦擦阻阻力力，，且且設(shè)設(shè)備備簡簡單單，，操操作作方方便便。。但但熔熔蠟蠟散散布布不不均均勻勻時時，，會會導(dǎo)導(dǎo)致致新新的的““粗粗糙糙””，，減減阻阻效效果果降降低低。。9.2.5頂管管測測量量和和校校正正頂管管施施工工時時，，為為了了使使管管節(jié)節(jié)按按規(guī)規(guī)定定的的方方向向前前進(jìn)進(jìn)，，在在頂頂進(jìn)進(jìn)前前要要求求按按設(shè)設(shè)計計的的高高程程和和方方向向精精確確地地安安裝裝導(dǎo)導(dǎo)軌軌、、修修筑筑后后背背及及布布置置頂頂鐵鐵。。這這些些工工作作要要通通過過測測量量來來保保證證規(guī)規(guī)定定的的精精度度。。在頂頂進(jìn)進(jìn)過過程程中中必必須須不不斷斷觀觀測測管管節(jié)節(jié)前前進(jìn)進(jìn)的的軌軌跡跡，，檢檢查查首首節(jié)節(jié)管管是是否否符符合合設(shè)設(shè)計計規(guī)規(guī)定定的的位位置置。。當(dāng)發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)前前端端管管節(jié)節(jié)前前進(jìn)進(jìn)的的方方向向或或高高程程偏偏離離原原設(shè)設(shè)計計位位置置后后，，就就要要及及時時采采取取措措施施迫迫使使管管節(jié)節(jié)恢恢復(fù)復(fù)原原位位再再繼繼續(xù)續(xù)頂頂進(jìn)進(jìn)。。這這種種操操作作過過程程，，稱稱為為管管道道校校正正。。1.頂管管測測量量(1)普通通測測量量分為為中中心心水水平平測測量量和和高高程程測測量量。。中中心心水水平平測測量量是是用用經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀測測量量或或垂垂線線檢檢查查。。高高程程測測量量是是用用水水準(zhǔn)準(zhǔn)儀儀在在工工作作坑坑內(nèi)內(nèi)測測量量。。上上述述方方法法測測量量并并不不準(zhǔn)準(zhǔn)確確。。由由于于觀觀察察所所需需時時間間長長，，影影響響施施工工進(jìn)進(jìn)度度，，測測量量是是定定時時間間隔隔進(jìn)進(jìn)行行，，易易造造成成誤誤差差，，目目前前很很少少使使用用。。(1)激光光測測量量激光光測測量量是是采采用用激激光光經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀和和激激光光水水準(zhǔn)準(zhǔn)儀儀進(jìn)進(jìn)行行頂頂管管中中心心和和高高程程測測量量的的先先進(jìn)進(jìn)測測量量方方法法，，屬屬于于目目前前頂頂管管施施工工中中廣廣泛泛應(yīng)應(yīng)用用的的測測量量方方法法。。2.頂管管校校正正對于于頂頂管管敷敷設(shè)設(shè)的的重重力力流流管管道道，，中中心心水水平平允允許許誤誤差差在在±30mm，高高程程誤誤差差+l0mm和-20mm，超超過過允允許許誤誤差差值值，，就就必必須須校校正正管管道道位位置置。。產(chǎn)生生頂頂管管誤誤差差的的原原因因很很多多，，分分主主觀觀原原因因和和客客觀觀原原因因兩兩種種。。主主觀觀原原因因是是由由于于施施工工準(zhǔn)準(zhǔn)備備工工作作中中設(shè)設(shè)備備加加工工、、安安裝裝、、操操作作不不當(dāng)當(dāng)產(chǎn)產(chǎn)生生的的誤誤差差。。其其中中由由于于管管前前端端坑坑道道開開挖挖形形狀狀不不正正確確是是管管道道誤誤差差產(chǎn)產(chǎn)生生的的重重要要原原因因。?？涂陀^觀原原因因是是土土層層內(nèi)內(nèi)土土質(zhì)質(zhì)的的不不同同所所造造成成的的。。如如在在堅堅實實土土內(nèi)內(nèi)頂頂進(jìn)進(jìn)時時，，管管子子容容易易產(chǎn)產(chǎn)生生向向上上誤誤差差，，反反之之在在松松散散土土層層頂頂進(jìn)進(jìn)時時，，又又易易出出現(xiàn)現(xiàn)向向下下誤誤差差。。1)挖土土校校正正采采用用在在不不同同部部位位增增減減挖挖土土量量的的方方法法，，以以達(dá)達(dá)到到校校正正的的目目的的。。即即管管子子偏偏向向一一側(cè)側(cè)，，則則該該側(cè)側(cè)少少挖挖些些土土，，另另一一側(cè)側(cè)多多挖挖些些土土，，頂頂進(jìn)進(jìn)時時管管子子就就偏偏向向空空隙隙大大的的一一側(cè)側(cè)而而使使誤誤差差校校正正。。這這種種方方法法消消除除誤誤差差的的效效果果比比較較緩緩慢慢，，適適用用于于誤誤差差值值不不大大于于l0mm的范范圍圍。。多用用于于土土質(zhì)質(zhì)較較好好的的粘粘性性土土，，或或地地下下水水位位以以上上的的砂砂土土中中。。(1)普通通校校正正法法分分為為挖挖土土校校正正和和強(qiáng)強(qiáng)制制校校正正2)強(qiáng)制制校校正正為為了了強(qiáng)強(qiáng)制制管管子子向向正正確確方方向向偏偏移移，，可可支支設(shè)設(shè)斜斜撐撐校校正正，，如如圖圖9-30所示示。。下下陷陷的的管管段段可可用用圖圖9-31所示示方方法法校校正正。。錯錯口口的的管管端端可可用用圖圖9-32所示示方方法法校校正正。。圖9-30傾斜斜校校正正1-管子子2-木楔楔3-內(nèi)漲漲圈圈4-楔子子5-支柱柱6-校正正千千斤斤頂頂7-墊板板圖9-31下陷校正正圖9-32錯口校正正1-管子2-楔子3-立柱4-校正千斤斤頂如果需要要消除永永久性高高程誤差差，可采采取圖9-33所示方法法。先在在管道的的彎折段段和正常常段之間間用千斤斤頂頂離離20～30cm距離，并并用硬木木撐住。。前段用用普通校校正法將將首節(jié)管管校正到到正確位位置，后后段管子子經(jīng)過前前段彎折折處時，，采用多多挖土或或卵石填填高的方方法把管管節(jié)調(diào)整整至正確確位置后后再頂進(jìn)進(jìn)。圖9-33永久性高高程誤差差消除方方法(2)工具校正正校正工具具管是頂頂管施工工的一項項專用設(shè)設(shè)備。根根據(jù)不同同管徑采采用不同同直徑的的校正工工具管。。校正工工具管主主要由工工具管、、刃腳、、校正千千斤頂、、后管等等部分組組成，如如圖9-34所示。校正千斤斤頂按管管內(nèi)周向向均勻布布設(shè)，一一端與工工具管連連接，另另一端與與后管連連接。工工具管與與后管之之間留有有10~15mm的間隙。。當(dāng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)首節(jié)工工具管位位置誤差差時，啟啟動各方方向千斤斤頂?shù)纳焐炜s，調(diào)調(diào)整工具具管刃腳腳的走向向，從而而達(dá)到校校正的目目的。圖9-34校正工具具管設(shè)備備組成1-刃腳2-工具管3-校正千斤斤頂4-后管9.2.6掘進(jìn)頂管管的內(nèi)接接口管子頂進(jìn)進(jìn)完畢，，將臨時時連接拆拆除，進(jìn)進(jìn)行內(nèi)接接口。接接口方法法根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場施工工條件、、管道使使用要求求、管口口形式等等選擇。。平接口是是鋼筋混混凝土管管最常用用的接口口形式。。接口連連接方法法較多。。圖9-35所示為平平口鋼筋筋混凝土土管油麻麻石棉水水泥內(nèi)接接口。施施工時，，在內(nèi)漲漲圈連接接前把麻麻辮填入入兩管口口之間。。頂進(jìn)完完畢，拆拆除內(nèi)漲漲圈，在在管口縫縫隙處填填打石棉棉水泥或或填塞膨膨脹水泥泥砂漿。。這種內(nèi)內(nèi)接口防防滲性較較好。圖9-35平口鋼筋筋混凝土土管油麻麻石棉水水泥內(nèi)接接口1-麻辮或塑塑料圈或或綁扎繩繩2-石棉水泥泥還可采取取油氈墊墊接口。。此種接接口方法法簡單，，施工方方便，用用于無地地下水處處。油氈氈墊可以以使頂力力均勻分分布到管管節(jié)端面面上。一一般采用用3~4層油氈墊墊于管節(jié)節(jié)間，在在頂進(jìn)中中越壓越越緊。頂頂管完畢畢后在兩兩管間用用水泥砂砂漿鉤內(nèi)內(nèi)縫。企口鋼筋筋混凝土土管的接接口有油油麻石棉棉水泥或或膨脹水水泥內(nèi)接接口，如如圖9-36a所示，管管壁外側(cè)側(cè)油氈為為緩壓層層。還有有一種聚聚氯乙烯烯膠泥膨膨脹水泥泥砂漿內(nèi)內(nèi)接口。。這種接接口的抗抗?jié)B性優(yōu)優(yōu)于油麻麻石棉水水泥或膨膨脹水泥泥接口，，如圖6-36b所示。此此外，還還可采取取麻辮瀝瀝青冷油油膏接口口。該接接口施工工方便，，管接口口具有一一定的柔柔性，利利于頂進(jìn)進(jìn)中校正正方向和和高程，，密封效效果較好好。圖9-36企口鋼筋筋混凝土土管內(nèi)接接口1-油氈2-油麻3-石棉水泥泥或膨脹脹水泥砂砂漿4-聚氯乙烯烯膠泥5-膨脹水泥泥砂漿9.3擠壓土頂頂管擠壓土頂頂管一般般分為兩兩種：出出土擠壓壓頂管和和不出土土擠壓頂頂管。9.3.1擠壓土頂頂管優(yōu)點點及適用用條件不同于普普通頂管管，擠壓壓土頂管管由于不不用人工工挖土裝裝土，甚甚至頂管管中不出出土，使使頂進(jìn)、、挖土、、裝土三三道工序序聯(lián)成一一個整體體，勞動動生產(chǎn)率率顯著提提高。因為土是是被擠到到工具管管內(nèi)的，，因此管管壁四周周無超挖挖現(xiàn)象，，只要工工具管開開始入土土?xí)r將高高程和方方向控制制好，則則管節(jié)前前進(jìn)的方方向穩(wěn)定定，不易易左右擺擺動，所所以施工工質(zhì)量比比較穩(wěn)定定。采用擠壓壓土頂管管還有設(shè)設(shè)備簡單單、操作作簡易的的優(yōu)點，，故易于于推廣。。1.擠壓土土頂管管的優(yōu)優(yōu)點擠壓土土頂管管技術(shù)術(shù)的應(yīng)應(yīng)用，，主要要取決決于土土質(zhì)，，其次次為覆覆土深深度、、頂進(jìn)進(jìn)距離離、施施工環(huán)環(huán)境等等。2.擠壓土土頂管管的適適用條條件(1)土質(zhì)條條件含水量量較大大的粘粘性土土、各各種軟軟土、、淤泥泥，由由于孔孔隙較較大又又具有有可塑塑性，，故適適于擠擠壓土土頂管管。(2)覆土深深度覆土深深度最最少應(yīng)應(yīng)保證證為頂頂入管管道直直徑的的2.5倍。覆覆土過過淺可可能造造成地地面變變形隆隆起。。(3)頂進(jìn)距距離擠壓土土?xí)r在在同樣樣條件件下比比掘進(jìn)進(jìn)頂管管方法法頂力力要大大些。。因此此，頂頂進(jìn)距距離不不宜過過長。。(4)施工環(huán)環(huán)境擠壓土土頂管管技術(shù)術(shù)的應(yīng)應(yīng)用受受地面面建筑筑物及及地下下埋設(shè)設(shè)物的的影響響。一一般距距地下下構(gòu)筑筑物或或埋設(shè)設(shè)物的的最小小間距距不小小于1.5m，麗且且不能能用于于穿越越重要要的地地面建建筑物物。9.3.2出土擠擠壓頂頂管出土擠擠壓頂頂管適適用于于大口口徑管管的頂頂進(jìn)。。(1)工具管管擠擠壓工工具管管與機(jī)機(jī)械掘掘進(jìn)所所使用用的工工具管管外形形結(jié)構(gòu)構(gòu)大致致相同同，不不同者者為擠擠壓工工具管管內(nèi)部部設(shè)有有擠壓壓口，，如圖圖9-37所示。。主要設(shè)設(shè)備為為帶有有擠壓壓口的的工具具管，，此外外是割割土和和運(yùn)土土工具具。1.擠壓土土頂管管設(shè)備備圖9-37擠壓具具管1-鋼絲繩繩固定定點2-鋼絲繩繩3-R形卡子子4-定滑輪輪5-擠壓口口6-工具管管7-刃角8-鋼絲繩繩與卷卷揚(yáng)機(jī)機(jī)連接接工具管管切口口直徑徑大于于擠壓壓口直直徑，，二者者呈偏偏心布布置。。工具具管切切口中中心與與擠壓壓口中中心的的間距距d如圖9-38所示。。偏心心距增增大，，使被被擠壓壓土柱柱與管管底的的間距距增大大，便便于土土柱裝裝載。。所以以，合合理而而正確確地確確定擠擠壓口口的尺尺寸是是采用用出土土擠壓壓頂管管的關(guān)關(guān)鍵。。圖9-38擠壓切切土工工具管管尺寸寸擠壓口口的尺尺寸與與土的的物理理力學(xué)學(xué)性質(zhì)質(zhì)，工工具管管管徑徑以及及頂進(jìn)進(jìn)速度度有關(guān)關(guān)。擠擠壓口口的開開口用用開口口率表表示，，其值值等于于擠壓壓口斷斷面積積與工工具管管切口口斷面面積的的比值值。擠擠壓口口的開開口率率h計算：：(9-13)式中r—擠壓口口的半半徑(mm)；R—工具管管的切切口半半徑(mm)。擠壓口口的開開口率率一般般取50％，當(dāng)當(dāng)管徑徑較大大(DN>2000mm)時，開開口率率可在在50％以下下。為了校校正頂頂進(jìn)位位置，，可在在工具具管內(nèi)內(nèi)設(shè)置置千斤斤頂。。因此此，工工具管管由三三部分分組成成：切切土漸漸縮部部分l1、卸土土部分分l2、校正正千斤斤頂部部分l3。工具管管的機(jī)機(jī)動系系數(shù)R為：(9-14)為了保保證校校正的的靈活活性，，應(yīng)正正確確確定機(jī)機(jī)動系系數(shù)R值。l1取決于于土的的壓縮縮性和和切口口漸縮縮段斜斜板的的機(jī)