人工掘進(jìn)法頂管施工

二、人工掘進(jìn)法頂管施工（一）、人工頂管頂力的計(jì)算：對于頂管頂進(jìn)深度范圍土質(zhì)好的，管前挖土能形成拱，可采納先挖后頂?shù)姆椒ㄊ┕?。依?jù)閱歷公式：P=nP0其中：P——總頂力n——土質(zhì)系數(shù)。土質(zhì)系數(shù)取值可依據(jù)以下兩種狀況選?。海?）土質(zhì)為粘土、亞粘土及自然含水量較大的亞砂土，管前挖土能成拱者，取1.5～2.0。（2）土質(zhì)為中粗砂及含水量較大的粉細(xì)砂，管前挖土不易成拱者，取3～4。取n為2.0。P0——為頂進(jìn)管子全部自重。頂進(jìn)的每節(jié)管自重約為2噸，最長段以60米計(jì)，每節(jié)管長2米，共要頂進(jìn)33.5節(jié)管，則P0＝2*33.5＝60噸。則總的頂力為：P=nP0＝2.0*60＝120噸考慮地下工程的困難性及不行預(yù)見因素，頂管設(shè)備取1.3倍左右的儲備實(shí)力，設(shè)備頂進(jìn)應(yīng)力為156噸,取總的頂力F＝200噸，選用兩個(gè)千斤頂作為頂進(jìn)動(dòng)力設(shè)備，每個(gè)千斤頂?shù)捻斄?yīng)為100噸。對于頂管頂進(jìn)深度范圍土質(zhì)較差的，即開挖時(shí)簡單引起塌方的，可采納先頂后挖的方法施工。依據(jù)頂管工程力學(xué)參數(shù)確定，先頂后挖時(shí)，頂管的推力就是頂管過程管道所受的阻力，主要包括工具管切土正壓力、管壁摩擦阻力。⑴工具管正壓力：與土層密實(shí)度、土層含水量、工具管格柵形態(tài)及管內(nèi)挖土狀況有關(guān)。依據(jù)有關(guān)工程統(tǒng)計(jì)資料，軟土層一般為20-30t/m2,硬土層通常在30-60t/m2。大于40t/m2時(shí)表明土質(zhì)較好。F1=S1×K1其中F1--頂管正阻力(t)S1--頂管正面積(m2)K1--頂管正阻力系數(shù)(t/m2)F1=S1×K1=πr2×K1＝3.14*0.85*0.85*35＝79.40噸⑵管壁摩擦阻力：管壁與土間摩擦系數(shù)及土壓力大小有關(guān)。依據(jù)有關(guān)工程統(tǒng)計(jì)資料，管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2之間。F2=S2×K2其中F2—頂管側(cè)摩擦力（t）S2—頂管側(cè)面積（m2）K2—頂管側(cè)阻力系數(shù)（t/m2）F2=S2×K2=πDL×K2=3.14*1.7*60*0.5=160.14噸頂管阻力為以上二種阻力之和，頂進(jìn)長度按最長管段60米計(jì)算，總頂力：F=F1+F2≈239.54噸因此，取總的頂力F＝300噸，選用兩個(gè)150噸的千斤頂作為頂進(jìn)動(dòng)力設(shè)備。（二）、頂管工作井內(nèi)設(shè)備安裝導(dǎo)軌安裝。嚴(yán)格限制導(dǎo)軌的中心位置和高程，確保頂入管節(jié)中心及高程能符合設(shè)計(jì)要求。1、由于工作井底板澆注砼，地基穩(wěn)定，導(dǎo)軌干脆放置在工作井的底板上。2、嚴(yán)格限制導(dǎo)軌頂面的高程，其縱坡與管道縱坡一樣。3、導(dǎo)軌采納澆注砼予以固定，導(dǎo)軌長度采納2～3m，間距設(shè)置為60cm。4、導(dǎo)軌必需直順。嚴(yán)格限制導(dǎo)軌的高程和中心。下管、頂進(jìn)、出土和挖土設(shè)備：采納電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)下管，用千斤頂、高壓油泵作為頂進(jìn)設(shè)備，用斗車、垂直牽引的卷揚(yáng)機(jī)作為出土設(shè)備，用空氣壓縮機(jī)帶風(fēng)鎬機(jī)作為挖土設(shè)備。照明設(shè)備：井內(nèi)運(yùn)用電壓不大于12V的低壓照明。通風(fēng)設(shè)備：人工挖土前和挖土過程中，采納軸流鼓風(fēng)機(jī)通過通風(fēng)管進(jìn)行送風(fēng)。風(fēng)量的計(jì)算：1、按洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算：Q=k×m×q式中：Q－所需風(fēng)量，m3/min;k－風(fēng)量備用常用系數(shù)，常取k=1.1～1.2m－洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)q－洞內(nèi)每人每分鐘須要簇新空氣量，通常按3m3/min計(jì)算?，F(xiàn)管內(nèi)有兩人工作，一人開挖，一人負(fù)責(zé)運(yùn)余泥，取k=1.1,m=2,則有Q=k×m×q=1.1×2×3=6.6m3/min2、漏風(fēng)計(jì)算Q供＝P×Q式中：Q－計(jì)算風(fēng)量P－漏風(fēng)系數(shù)采納Ф200PVC管，每百米漏風(fēng)率一般可限制在2％以下。取P＝1.02，則Q供＝P×Q＝6.6×1.02＝6.73m3/min取風(fēng)量大于7000L/min離心鼓風(fēng)機(jī)（或高壓空氣壓縮機(jī)）作為通風(fēng)設(shè)備則可以滿意要求。工作棚架：作為防雨及安裝吊運(yùn)設(shè)備。工作坑上設(shè)活動(dòng)式工作平臺，平臺用20#工字鋼梁。在工作平臺上設(shè)起重架，井旁邊裝置電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)。（三）、引入測量軸線及水準(zhǔn)點(diǎn)將地面的管道中心樁引入工作井的側(cè)壁上（兩個(gè)點(diǎn)），作為頂管中心的測量基線。將地面上的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)引入工作井底不易碰撞的地方，作為頂管高程測量的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。（四）、下管下管前，要嚴(yán)格檢查管材，不合格的嚴(yán)禁運(yùn)用。第一節(jié)管下到導(dǎo)軌上時(shí)，應(yīng)測量管的中線及前后端管底高程，以校合導(dǎo)軌安裝的精確性。要安裝戶口鐵或弧形頂鐵愛護(hù)管口。（五）、千斤頂和頂鐵的安裝千斤頂是掘進(jìn)頂管的主要設(shè)備，由前面頂力計(jì)算可知,本工程最長管段的頂力為300噸.擬采納2臺150噸液壓千斤頂。千斤頂?shù)母叱碳捌矫嫖恢茫呵Ы镯數(shù)墓ぷ骺觾?nèi)的布置采納并列式，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。依據(jù)施工閱歷，采納機(jī)械挖運(yùn)土方，管上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1/4~1/5處為宜。安裝頂鐵應(yīng)無歪斜、扭曲現(xiàn)象，必需安裝直順。每次退千斤頂加放頂鐵時(shí)，應(yīng)安放最長的頂鐵，保持頂鐵數(shù)目最少。頂進(jìn)中，頂鐵上面和側(cè)面不能站人，隨時(shí)視察有無扭曲現(xiàn)象，防止頂鐵崩離。（六）、頂進(jìn)施工工作坑內(nèi)設(shè)備安裝完畢，經(jīng)檢查各部分處于良好狀態(tài)。即可進(jìn)行試頂。首先校測設(shè)備的水平及垂直標(biāo)高是否符合設(shè)計(jì)要求，合格后即可頂進(jìn)工具頭，然后安放混凝土管節(jié)，再次測量標(biāo)高，確定無誤后進(jìn)行試頂，待調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)后即可正常頂進(jìn)施工。在施工過程中，做到勤挖勤頂勤測，加強(qiáng)監(jiān)控。頂進(jìn)施工時(shí)，主要利用風(fēng)鎬在前取土，千斤頂出鎬在后背不動(dòng)的狀況下將污水管向前頂進(jìn)，其操作過程如下：（1）安裝好頂鐵擠牢，工具管前端破取肯定長度后，啟動(dòng)油泵，千斤頂進(jìn)油，活塞伸出一個(gè)工作行程，將管子推向肯定距離。（2）停止油泵，打開限制閥，千斤頂回油，活塞回縮。（3）添加頂鐵，重復(fù)上述操作，直至須要安裝下一節(jié)管子為止。（4）卸下頂鐵，下管，用環(huán)形橡膠環(huán)連接混凝土管，以保證接口縫隙和受力勻稱，保證管與管之間的連接平安。（七）、頂進(jìn)施工中的重點(diǎn)工序A、測量1、測量次數(shù)：在頂?shù)谝还?jié)管時(shí)及校正頂進(jìn)偏差過程中，應(yīng)每頂進(jìn)20～30cm，即對中心和高程測量一次；在正常頂進(jìn)中，應(yīng)每頂進(jìn)50～100cm時(shí)，測量一次。2、中心測量：依據(jù)工作井內(nèi)測設(shè)的中心樁、掛中心線，利用中心尺，測量頭一節(jié)管前端的軸線中心偏差。3、高程測量：運(yùn)用水準(zhǔn)儀和高程尺，測首節(jié)管前端內(nèi)底高程，以限制頂進(jìn)高程；同時(shí)，測首節(jié)管后端內(nèi)底高程，以限制坡度。工作井內(nèi)應(yīng)設(shè)置兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，以便閉合之用，常常校***水準(zhǔn)點(diǎn)，提高精度。4、一個(gè)管段頂完后，應(yīng)對中心和高程再作一次竣工測量，一個(gè)接口測一點(diǎn)，有錯(cuò)口的測兩點(diǎn)。B、糾偏：當(dāng)測量發(fā)覺偏差在10～20mm時(shí)，采納超挖糾偏法，即在偏向的反側(cè)適當(dāng)超挖，在偏向側(cè)不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加頂力后，使偏差回來。當(dāng)偏差大于20mm時(shí)，采納千斤頂糾偏法，當(dāng)超挖糾偏不起作用時(shí)，用小型千斤頂頂在管端偏向的反側(cè)內(nèi)管壁上，另一端斜撐在有墊板的管前土壁上，支頂堅(jiān)固后，即可施加頂力。同時(shí)協(xié)作超挖糾偏法，邊頂邊支，直至使偏差回來。C、管前挖土要求1、在道路和重要構(gòu)筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并隨挖隨頂。2、在一般頂管地段，如土質(zhì)良好，可超挖管端300～500mm，在管周上面允許超挖15mm，下面135度范圍內(nèi)，不得超挖。D、接口的處理：由于頂管的管材為F型接口，頂管完畢后，對于管與管之間的縫隙，采納膨脹水泥砂漿壓實(shí)填抹。選用硅酸鹽膨脹水泥和干凈的中砂，協(xié)作比（重量比）為：膨脹水泥：砂：水=1:1:0.3,隨拌隨用，一次拌和量應(yīng)在半小時(shí)內(nèi)用完。填抹前，將接口潮濕，再分層填入，壓實(shí)填抹平整后，在潮濕狀態(tài)下養(yǎng)護(hù)