頂管施工工藝

頂管施工工藝設(shè)備安裝工藝流程框圖放樣放樣安裝洞口止水圈選水源、砌泥漿池安裝滾輪支架安裝后靠背機(jī)頭吊裝就位安裝操縱臺(tái)、控制框、主千斤頂油泵安裝注漿泵安裝注入泥漿管路安裝激光經(jīng)緯儀接通電路、油路試車頂進(jìn)施工作業(yè)流程頂管施工準(zhǔn)備頂管施工準(zhǔn)備機(jī)頭進(jìn)洞入泥頂進(jìn)吊下管節(jié)、焊接頂進(jìn)、測(cè)量、統(tǒng)計(jì)、糾偏頂完一節(jié)最后一節(jié)竣工測(cè)量水下切割機(jī)頭結(jié)束安裝中斷間接中繼間NONOYES機(jī)械式土壓平衡泥水加壓頂管掘進(jìn)機(jī)工作原理機(jī)械式土壓平衡泥水加壓頂管掘進(jìn)機(jī)從構(gòu)造原理上能夠確保安全、優(yōu)質(zhì)、高效地完畢在砂土、粉質(zhì)粘土及兩層土體之間的頂進(jìn)施工任務(wù)。該類掘進(jìn)機(jī)的構(gòu)造是在掘進(jìn)機(jī)的前部設(shè)立一隔板，形成泥水壓力倉(cāng)；能夠預(yù)設(shè)刀盤壓力、可根據(jù)土體壓力大小自動(dòng)伸縮、極限位置能夠自動(dòng)報(bào)警的切削刀盤，安裝在掘進(jìn)機(jī)的前端；刀盤切土口的增減含有手動(dòng)或根據(jù)刀盤的伸縮量自動(dòng)增大或減小的功效，可隨時(shí)調(diào)節(jié)切削量。頂管掘進(jìn)機(jī)正常工作時(shí)，刀盤按預(yù)先設(shè)定的壓力緊貼在被切削的土體斷面，在后方頂力作用下首先旋轉(zhuǎn)切削土體，首先向前推動(dòng)維持土體的平衡。頂進(jìn)中假設(shè)土體硬度增大，頂速不變時(shí)，刀盤受到迎面阻力不不大于預(yù)設(shè)定的刀盤壓力，刀盤漸漸向后縮回，保持刀盤對(duì)土體的壓力不變。在刀盤縮回時(shí)，刀盤的切土口自動(dòng)增大，切削土體的量增大，土體對(duì)刀盤的壓力減小，土體壓力增大，刀盤仍然以預(yù)設(shè)定的土壓力與土體在新位置保持平衡。配合手動(dòng)調(diào)節(jié)刀盤切土口和預(yù)設(shè)壓力大小的調(diào)節(jié)功效，能夠使土體側(cè)壓力得到非常精確的平衡。停機(jī)時(shí)手動(dòng)關(guān)閉切土口，刀盤仍然保持預(yù)定壓力緊貼土體，并且將泥水倉(cāng)與開(kāi)挖面隔離。無(wú)論土體過(guò)軟或過(guò)硬，當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)范疇達(dá)成極限值時(shí)，刀盤報(bào)警裝置報(bào)警，提示操作人員注意，通過(guò)調(diào)節(jié)頂速，重新設(shè)定刀盤壓力等手段，對(duì)土體進(jìn)行新的平衡。這就是機(jī)械式平衡土體的原理。土體的精確平衡還涉及土層中地下水的平衡，向開(kāi)挖倉(cāng)注入一定壓力的泥漿，該泥漿除能夠?qū)⑼翆又械念w粒帶走外，通過(guò)控制出泥流量的大小，就能夠簡(jiǎn)樸而精確地控制泥水倉(cāng)中的水壓力，平衡地下水。所謂泥水加壓就是這樣。該頂管機(jī)從工作原理上能確保在掘進(jìn)時(shí)，含有平衡開(kāi)挖面?zhèn)认蛲翂毫推胶獾叵滤碾p重作用，無(wú)論停機(jī)或挖掘時(shí)，都能控制正面土體的穩(wěn)定，確保多個(gè)地面環(huán)境的安全，從而顯示出和其它頂管機(jī)頭施工辦法所不同的獨(dú)特辦法。機(jī)械式土壓平衡泥水加壓頂管掘進(jìn)機(jī)各系統(tǒng)設(shè)備含有的功效（1）能合用于該管道工程的地質(zhì)和水文狀況。（2）通過(guò)精確地平衡土體和地下水的施工辦法，滿足長(zhǎng)江大堤的保護(hù)規(guī)定，滿足文明施工，少擾民的規(guī)定。（3）設(shè)備的泥水注入及排出系統(tǒng)工作穩(wěn)定。泥水壓力調(diào)節(jié)方便，嚴(yán)格按預(yù)定的刀盤壓力，通過(guò)對(duì)頂速、刀盤切土口的調(diào)節(jié)，精確控制挖掘面土體的平衡。（4）激光導(dǎo)向系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)光靶讀數(shù)裝置，將光靶圖像轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸出；糾偏操作采用按鈕或手柄進(jìn)行，操作成果有數(shù)據(jù)顯示或表達(dá)器表達(dá)。（5）頂管掘進(jìn)機(jī)與管節(jié)間預(yù)留間隙的注漿，在頂進(jìn)時(shí)同時(shí)進(jìn)行，漿液及時(shí)支撐環(huán)狀的土體不塌落，減少管道摩阻力。（6）泥水系統(tǒng)配備管道堵塞后的反沖洗裝置，此時(shí)能夠使用較大的水壓進(jìn)行并不影響開(kāi)挖倉(cāng)內(nèi)的泥水壓力。頂管掘進(jìn)機(jī)及輔助設(shè)備的重要技術(shù)參數(shù)、特點(diǎn)（1）頂管掘進(jìn)機(jī)重要技術(shù)參數(shù)頂管掘進(jìn)機(jī)長(zhǎng)度3500mm；頂管掘進(jìn)機(jī)自重78KN；頂管掘進(jìn)機(jī)刀盤動(dòng)力10kw*2；頂管掘進(jìn)機(jī)刀盤轉(zhuǎn)矩65kNm；頂管掘進(jìn)機(jī)刀盤轉(zhuǎn)速4.2n/min；頂管掘進(jìn)機(jī)刀盤平動(dòng)量-100~+50mm；頂管掘進(jìn)機(jī)額定頂進(jìn)速度>60mm/min；頂管掘進(jìn)機(jī)最大糾編角度2.00；頂管機(jī)及附屬設(shè)備的總功率約70kw。頂管掘進(jìn)機(jī)整機(jī)為二段無(wú)鉸式構(gòu)造，對(duì)稱分布的6只500kN單作用油缸，即起連接兩段機(jī)頭的作用，又起糾偏作用，機(jī)頭前段依次組裝有刀盤、泥漿倉(cāng)（開(kāi)挖倉(cāng)）、胸板、機(jī)頭傾斜儀傳感器，變速箱、電動(dòng)機(jī)等，液壓控制柜及操縱平臺(tái)安裝在地面上，機(jī)頭空間設(shè)計(jì)十分合理。（2）頂管掘進(jìn)機(jī)的特點(diǎn)機(jī)頭前端的挖掘裝置由自動(dòng)伸縮的全斷面刀盤及隨動(dòng)刀架構(gòu)成。掘進(jìn)時(shí)預(yù)調(diào)刀盤推力后，刀盤隨土壤壓力變化而前后移動(dòng)，刀盤、刀架互相配合自動(dòng)調(diào)節(jié)切土口大小，保持預(yù)定推力不變，達(dá)成自動(dòng)平衡正面土體壓力的目的，機(jī)頭前部尚有與動(dòng)力設(shè)備密封隔離的開(kāi)挖倉(cāng)，調(diào)節(jié)倉(cāng)中的泥漿壓力即可平衡地下水，該設(shè)備是一種含有雙重自動(dòng)平衡作用的頂管機(jī)頭。是現(xiàn)在最適合在水下、粘土、粉質(zhì)粘土地層頂進(jìn)，擾動(dòng)土層最小的機(jī)種。在穿越江河、道路、流砂、淤泥等復(fù)雜工況的頂進(jìn)施工中，無(wú)需輔助施工方法，可節(jié)省大筆都市建筑物和地下管線的防護(hù)費(fèi)用。該型號(hào)機(jī)頭，人員在地面上操作，即可直接判斷機(jī)頭運(yùn)行狀況，機(jī)頭內(nèi)的多個(gè)儀表，表達(dá)器能精確直觀地反映刀盤的土壓力、扭矩、切土口大小、偏差量、糾偏量、機(jī)頭軸線的水平夾角等參數(shù)，配以按按鈕式開(kāi)關(guān)、全液壓操縱系統(tǒng)，使機(jī)頭控制方便易行。機(jī)頭的挖掘、觀察激光靶、分析機(jī)頭偏差趨勢(shì)、糾偏、控制地面沉降等核心作業(yè)，均由機(jī)頭操作工程師完畢，與其別人員關(guān)系較小，屬中央控制型，容易確保頂管質(zhì)量。（3）重要配套設(shè)備的構(gòu)成及功效簡(jiǎn)述①主頂系統(tǒng)由Kn的油缸、油缸支架及主頂液壓控制臺(tái)構(gòu)成，總頂力4000kN,行程3.4m，油壓31.5MPa，無(wú)極調(diào)速并顯示即時(shí)頂速。啟動(dòng)和停止由電氣系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制。②泥水系統(tǒng)以一定水壓，流量的水流，稀釋、攪拌泥水倉(cāng)中的泥漿，并將泥漿帶至地面沉淀池，該水池的水壓比地下水略高，以確保切削面土層無(wú)水土流失。水壓在2-25m范疇內(nèi)可預(yù)調(diào)，管道、閥門及泵均勻Dg100mm系統(tǒng)。③電氣控制系統(tǒng)供應(yīng)全部設(shè)備的電能，控制、監(jiān)視設(shè)備的的頂速、壓力、流量等工況，與頂管機(jī)頭操作員通話，除機(jī)頭外的全部設(shè)備均由電液控制臺(tái)完畢操作。④觸變泥漿系統(tǒng)長(zhǎng)距離頂管施工中，采用泥漿減阻技術(shù)可有效減少管外壁與土體的摩阻力，大大提高頂管工作效率。壓漿泵采用無(wú)壓力脈動(dòng)的奈莫型螺桿泵，壓力0-3.5MPa無(wú)級(jí)變速調(diào)節(jié)壓力、流量。閥門、管路均為Dg32系統(tǒng)。⑤中繼接力環(huán)普通安置在頂力靠近許用頂力的60%——80%的管節(jié)后，中繼接力環(huán)的采用，使頂管工程的一次頂進(jìn)長(zhǎng)度不受限制，中繼接力環(huán)在長(zhǎng)距離頂管中是除頂管掘進(jìn)機(jī)外最核心的設(shè)備。中繼環(huán)采用兩段無(wú)鉸的殼體形式，前后殼體間安置兩道D型橡膠止水閥，避免環(huán)外泥水滲入。頂力可達(dá)4000kN，各中繼環(huán)由電氣裝置次序控制其啟動(dòng)、停止，整個(gè)系統(tǒng)可控制10套中繼環(huán)，確保500m頂程的聯(lián)動(dòng)操作。⑥通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)重要是地面與管道的通信，該系統(tǒng)由一部20路的普通電話交換機(jī)和普通電話構(gòu)成，采用普通市網(wǎng)電話的供電和脈沖方式工作，接入市話網(wǎng)即可與市話聯(lián)網(wǎng)通話。該分機(jī)系統(tǒng)即可在分機(jī)內(nèi)部進(jìn)行互不干擾的通信，又可在主機(jī)的控制下與各分機(jī)同時(shí)通話。該系統(tǒng)的各部電話安裝在機(jī)頭、中繼間、地面控制間內(nèi)。⑦承力鋼構(gòu)件承力鋼構(gòu)件涉及：基坑導(dǎo)軌、頂鐵、承壓壁等下列分別敘述。A、基坑導(dǎo)軌基坑導(dǎo)軌是安裝在工作坑內(nèi)為管子出洞時(shí)提供一種基準(zhǔn)的設(shè)備，頂管施工中經(jīng)常有出洞正常了，頂管施工的二分之一就正常了的說(shuō)法，特別是鋼管頂進(jìn)時(shí)，鋼管的剛笥大、糾偏不易，出洞自然就必須更加謹(jǐn)慎，并且導(dǎo)軌在鋼管頂進(jìn)施工時(shí)，管節(jié)還需在導(dǎo)軌的支撐下進(jìn)行施焊對(duì)接，可見(jiàn)導(dǎo)軌之重要。為確保鋼管頂進(jìn)時(shí)不將管道的外防腐磨損，頂進(jìn)鋼管時(shí)的導(dǎo)軌必須使用滾輪支架。導(dǎo)軌本身必須含有結(jié)實(shí)、挺直，管節(jié)壓上去及頂進(jìn)受力時(shí)不變形等特性。鋼管頂進(jìn)考慮管節(jié)擱在導(dǎo)軌上的圓心角在600左右。管節(jié)普通支撐在滾輪上。鋼管管節(jié)需要在井底焊接成為管道，因此支撐點(diǎn)應(yīng)留出焊接位置，支撐點(diǎn)距地面應(yīng)有75-80cm焊接空間。B、頂鐵頂鐵可分成環(huán)形頂鐵和中間頂鐵兩類。環(huán)形頂鐵普通是一種內(nèi)徑較小、外徑與鋼管相似的，有一定厚度的鋼構(gòu)造件，重要作用是把兩只主頂油缸的兩個(gè)點(diǎn)的推力，分布在被頂鋼管的圓周上，使鋼管受力均勻并保護(hù)管節(jié)的端面。中間頂鐵是由于普通需頂進(jìn)管節(jié)的長(zhǎng)度不不大于主千斤頂?shù)纳斐鲩L(zhǎng)度，主千斤頂頂進(jìn)伸出完畢后縮回，加上中間頂鐵后方可繼續(xù)推動(dòng)至能夠?qū)酉乱还芄?jié)的長(zhǎng)度，起延伸主千斤頂推力的作用，同時(shí)也將幾個(gè)點(diǎn)的主推力傳向環(huán)形頂鐵。由于頂管掘進(jìn)機(jī)使用泥水法輸送挖掘面土壤，故中間頂鐵應(yīng)選用馬蹄形形式。C、承壓壁承壓壁是指工作井后部，安裝在沉井后座墻與主千斤頂之間的鋼構(gòu)造件。它的作用是主千斤頂產(chǎn)生的集中在幾個(gè)點(diǎn)上的巨大推力的反力，均勻地分布在沉井的后座墻上，因此承壓壁必須有足夠的剛度。頂進(jìn)施工工工藝在工作井內(nèi)的頂進(jìn)軸線后方，按需要對(duì)稱布置若干只主千斤頂，將需敷設(shè)的管節(jié)，放在千斤頂前面的導(dǎo)軌上，主千斤頂推動(dòng)時(shí)，以機(jī)頭開(kāi)路將管節(jié)壓入土中，與頂進(jìn)相配合，刀盤將切入泥倉(cāng)的土體攪拌成泥漿后，通過(guò)管道送出井外。一根管節(jié)被壓入土中后，吊入下一管節(jié)連接，繼續(xù)頂進(jìn)，重復(fù)循環(huán)頂進(jìn)至預(yù)定長(zhǎng)度，管道敷設(shè)完畢。（2）頂進(jìn)施工分設(shè)備安裝和頂進(jìn)作業(yè)兩部分。①設(shè)備安裝：整套頂管機(jī)械由頂管機(jī)頭（含、糾偏系統(tǒng)）、主千斤頂系統(tǒng)、進(jìn)排泥系統(tǒng)、觸變泥漿系統(tǒng)、承力鋼構(gòu)件構(gòu)成。安裝分井內(nèi)、井外兩部分。水泵房至工作井段頂管重復(fù)上述操作，管道機(jī)頭從取頭泵房頂進(jìn)工作井，機(jī)頭直接從工作井內(nèi)吊出。（3）正常頂進(jìn)施工的技術(shù)方法①頂進(jìn)前準(zhǔn)備階段a、在指定的工作區(qū)域內(nèi)，合理布置施工場(chǎng)地，安排好出土運(yùn)輸、起重機(jī)、注漿系統(tǒng)的位置。b、管節(jié)堆放處應(yīng)事先清理平整，管節(jié)堆碼應(yīng)排列整潔，在堆放管節(jié)時(shí)須用專用吊具，吊放運(yùn)作應(yīng)平穩(wěn)，就位后立刻用三角木墊實(shí)。c、每批管節(jié)到工地后，應(yīng)會(huì)同工程師或其代表逐節(jié)檢查管節(jié)質(zhì)量。管口圓度、端面平行度、垂直度；管內(nèi)、外防腐狀況。對(duì)質(zhì)量有問(wèn)題的管節(jié)做好標(biāo)記，告知廠方及時(shí)更換。②頂管設(shè)備就位、安裝、調(diào)試a、安裝導(dǎo)軌鋼管頂管必須使用裝配式滾輪支架作為導(dǎo)軌，導(dǎo)軌安放在混凝土基礎(chǔ)面上，導(dǎo)軌定位安裝后必須穩(wěn)固，標(biāo)高、位置對(duì)的，在頂進(jìn)中承受多個(gè)負(fù)載時(shí)不移位，不變形，不沉降。導(dǎo)軌安放前，應(yīng)先復(fù)核管道中心位置。滾輪與管道接觸位置的平行度、等高等參數(shù)由制作時(shí)確保，但在安裝時(shí)必須復(fù)核。滾輪接觸鋼管位置的標(biāo)高應(yīng)按管道設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)節(jié)，在頂進(jìn)中應(yīng)經(jīng)常復(fù)核調(diào)節(jié)，確保頂進(jìn)軸線的精度。導(dǎo)軌設(shè)立坡度與設(shè)計(jì)軸線相似。頂進(jìn)工作坑的混凝土底面的標(biāo)高應(yīng)為溝底標(biāo)高減去滾輪支架的構(gòu)造高度（約780mm）和10mm左右調(diào)節(jié)鋼板的厚度。本工程設(shè)計(jì)的管道標(biāo)高距井底板的標(biāo)高遠(yuǎn)不不大于所需的設(shè)計(jì)標(biāo)高，應(yīng)使用工字鋼制作支架支撐。導(dǎo)軌的兩條滾輪接觸線與管節(jié)中心的夾角應(yīng)為60°，由制作和軌道調(diào)節(jié)共同確保。b、設(shè)立承壓壁（后靠背）承壓壁應(yīng)承受和分散傳遞全部頂力，必須含有足夠的強(qiáng)度和剛度，本工程承壓壁的設(shè)計(jì)的承壓能力為15000kN。工作井在作承壓壁時(shí)，為使承壓壁受力均勻，在承壓壁與井壁間澆筑找平的混凝土砂漿，砂漿強(qiáng)度宜在100#左右。承壓壁的平面必須與頂進(jìn)軸線相垂直，在頂進(jìn)中隨時(shí)檢查，如有發(fā)現(xiàn)傾斜，則必須重新布置，以確保安全。c、安裝主頂設(shè)備主頂設(shè)備是指安裝在承壓壁前方，使頂管掘進(jìn)機(jī)和鋼管管節(jié)向軸線方向頂進(jìn)的加力組合裝置。千斤頂支架、組合式滾輪支架與主千斤頂、管節(jié)間的安裝關(guān)系以下圖示。頂進(jìn)時(shí)可在組合千斤頂架上安裝4只主千斤頂。數(shù)臺(tái)千斤頂應(yīng)共同作用，規(guī)格一致，行程同時(shí)，每臺(tái)千斤頂?shù)氖褂脡毫Σ徊徊淮笥陬~定壓力，油路必須并聯(lián)，每臺(tái)千斤頂均備有獨(dú)立的控制閥，千斤頂伸出的最大行程應(yīng)不大于油缸行程的10cm左右。油泵站設(shè)立在距離主千斤頂?shù)慕?，油路安裝應(yīng)順直，減少轉(zhuǎn)角，接頭不漏油，油泵站應(yīng)在井口操作間內(nèi)工作。油泵的最大工作壓力不不不大于32MPa，應(yīng)檢查限壓閥、溢流閥和壓力表等批示保護(hù)裝置，安裝完畢后必須進(jìn)行試車，在頂進(jìn)中應(yīng)定時(shí)檢查維護(hù)。環(huán)形頂鐵外徑必須與管道直徑一致，運(yùn)用環(huán)的外部推動(dòng)管節(jié)，為增加強(qiáng)度，剛度，可增加厚度和向內(nèi)徑方向的尺寸。馬蹄形頂鐵必須符合規(guī)定，剛度大，受力后不變形，相鄰面垂直，排列不扭曲，不脫焊，與導(dǎo)軌的接觸面必須平整。千斤頂布置及滾輪支架圖（略）d、頂管掘進(jìn)機(jī)的安裝頂管機(jī)的尺寸和構(gòu)造應(yīng)符合規(guī)定，在地面上對(duì)整機(jī)應(yīng)作具體檢查。起重設(shè)備根據(jù)掘進(jìn)機(jī)重量選擇500kN的汽車起重機(jī)，起吊前將鋼絲繩試放到井內(nèi)，確保鋼絲繩夠長(zhǎng)度。起吊中應(yīng)使用專用吊具，確保平穩(wěn)、緩慢、嚴(yán)禁沖擊、碰撞，并由專人指揮。掘進(jìn)機(jī)安放在導(dǎo)軌上后，測(cè)定前后端的中心方向偏差和相對(duì)高差，做好統(tǒng)計(jì)。調(diào)節(jié)后應(yīng)使掘進(jìn)機(jī)機(jī)體與各組滾輪均接觸密實(shí)，滾輪的受力均勻。對(duì)掘進(jìn)機(jī)的電路、水路、油路、注漿管路和操縱設(shè)備進(jìn)行逐個(gè)連接，各部件連接牢固，無(wú)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，對(duì)各部分分別調(diào)試并進(jìn)行全方面的試運(yùn)行。③頂管出沿口密封的技術(shù)方法頂管過(guò)程中，管子從工作井出洞時(shí)，管道外壁與洞口之間都必須預(yù)留一定的間隙。如果該間隙不能夠采用有效的密封方法，地下水和泥沙就會(huì)從該間隙中流到工作井中。本工程中管道埋深10m左右，地下水豐富且受長(zhǎng)江水補(bǔ)給、卵礫石土體在強(qiáng)大的土壓、水壓作用下將會(huì)自預(yù)留的間隙中噴出，洞口解決方法不得當(dāng)勢(shì)必會(huì)發(fā)生事故，因此必須有可靠的技術(shù)方法。a、洞口止水圈的設(shè)計(jì)本工程管道埋深大、土層的滲入系數(shù)大，預(yù)計(jì)形成的地下水壓力達(dá)0.1MPa，因此管道在頂進(jìn)時(shí)洞口的密封必須可靠。在洞口密封構(gòu)造上，采用密封橡膠圈加可充氣應(yīng)急膠圈的雙層密封構(gòu)造，該構(gòu)造的特點(diǎn)是：頂管過(guò)程中充氣密封圈是不工作的，如果主橡膠密封圈因磨擦損壞造成密封失效，高壓地下水涌入井內(nèi)的危急狀況下，使用打氣泵給充氣應(yīng)急膠圈充氣，及時(shí)控制漏水，在安全狀態(tài)下解決或更換新密封圈。洞口密封圈對(duì)橡膠的質(zhì)量規(guī)定均很高，具體技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)下表：密封圈物理性能項(xiàng)目單位指標(biāo)硬度（邵爾氏）度50±5抗張強(qiáng)度MPa≥14扯斷伸長(zhǎng)率%≥450壓縮永久變形%≤20接頭扯斷強(qiáng)度MPa≥10b、洞口加固方法具體施工辦法為：在沉井施工時(shí)即將Dg50的注漿預(yù)留管埋入井壁，注漿預(yù)留管的靠近井外壁的一頭用軟木塞封堵，井內(nèi)壁的一頭用普通管堵封堵。注漿時(shí)將管堵找出擰下，使用Dg25的注漿管連同“錐帽”、與Dg50管子的密封裝置一起安裝，然后將注漿管水平打入土中4.5-4.8m再稍稍后拔，使“錐帽”與首節(jié)注漿管脫開(kāi)，漿液能夠0.25-0.4MPa的壓力由注漿管的頭部擠出，壓力土中固化。漿液注入一定量（計(jì)算值）后，將注漿管向后拔0.4-0.6m，再次壓重視復(fù)循環(huán)至最后拔出。注漿次序是由中心向四周進(jìn)行。注漿也能夠按正常加固土體的方式，由上面直接用鉆機(jī)打孔壓密注漿，無(wú)論何種施工辦法，加固土體的范疇都是：高×寬×深=5×5×5m。c、掘進(jìn)機(jī)出洞時(shí)避免回退的方法本工程覆土深，地下水壓力大，出洞早期還必須避免掘進(jìn)機(jī)及前幾米管節(jié)往后退的狀況發(fā)生，這種狀況是全封閉掘進(jìn)機(jī)的挖掘斷面上承受地下水壓力及主動(dòng)土壓力造成的，這時(shí)地下水壓力、主動(dòng)土壓力之和不不大于鋼管的周邊摩阻力，當(dāng)主千斤頂?shù)耐屏Τ蜂N后掘進(jìn)機(jī)就后退。這種狀況發(fā)生后，掘進(jìn)機(jī)前方的土體會(huì)發(fā)生不規(guī)則的坍塌。在難以成拱的土層中，土體延滑裂面坍落，上部土體擾動(dòng)后土壓力變小，掘進(jìn)機(jī)再次頂進(jìn)時(shí)，將向偏向壓力較小的一側(cè)，極易向上爬高，洞口止方也不安全。經(jīng)驗(yàn)說(shuō)膽頂管掘進(jìn)機(jī)在出洞時(shí)受到的地下水壓力遠(yuǎn)不不大于主動(dòng)土壓力，本工程中掘進(jìn)機(jī)正面應(yīng)受0.1MPa的水頭壓力，計(jì)算可知掘進(jìn)機(jī)的向后退回的力量達(dá)908kN。按照管節(jié)外壁與土體磨擦力4KN/㎡計(jì)算，需頂入21m管節(jié)的后退力才會(huì)被克服。由于鋼管管道連接、焊接時(shí)間達(dá)10小時(shí)以上，因此出洞的臨時(shí)防退方法必須周密。本工程中水土壓力較大，應(yīng)使用鋼拉板直接焊接止退。④正常頂進(jìn)時(shí)的技術(shù)方法a、準(zhǔn)備好空壓機(jī)、風(fēng)鎬，鑿碎磚封門，將機(jī)頭頂入洞口后下設(shè)備段。連接油管，電纜及泥水管后頂進(jìn)。b、分析頂進(jìn)速度，頂力，機(jī)頭土倉(cāng)內(nèi)的土體側(cè)壓力，刀盤扭矩等參數(shù)，頂進(jìn)速度應(yīng)根據(jù)機(jī)頭土倉(cāng)內(nèi)土壓的大小擬定，嚴(yán)格根據(jù)預(yù)定的土倉(cāng)土壓，刀盤扭矩頂進(jìn)，嚴(yán)禁機(jī)頭超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。c、頂進(jìn)中的測(cè)量和糾偏測(cè)量：將地面上的各點(diǎn)坐標(biāo)、高程引入井下后，頂進(jìn)管道水平、高程的編差均由激光經(jīng)緯儀測(cè)定，儀器固定在沉井的底板上，計(jì)算機(jī)控制的激光接受靶固定在機(jī)頭前端，坐標(biāo)中心在掘進(jìn)機(jī)的中軸線上。頂進(jìn)時(shí)激光經(jīng)緯儀常啟動(dòng)，機(jī)頭操作人員通過(guò)觀察計(jì)算機(jī)顯示屏幕上的激光光斑移動(dòng)數(shù)據(jù)及頂進(jìn)的長(zhǎng)度，分析偏差發(fā)展趨勢(shì)，擬定應(yīng)采用的糾偏辦法。激光經(jīng)緯儀必須按規(guī)定的頂進(jìn)長(zhǎng)度或測(cè)量時(shí)間進(jìn)行高程、水平方向校正，高程方向也可使用連通器在頂進(jìn)中隨時(shí)校正。糾偏：鋼管頂管的糾偏分兩種狀況。一是鋼管在初始頂進(jìn)時(shí)的糾偏；鋼管頂管與混凝土頂管的最大區(qū)別，在于鋼管的接頭是焊接的剛性大，混凝土管節(jié)的接口是柔性的，在頂進(jìn)中運(yùn)用掘進(jìn)機(jī)容易糾偏。這些特點(diǎn)帶來(lái)了頂鋼管糾偏的利弊，有利的一面是，如果在頂進(jìn)早期就掌握好頂進(jìn)的方向，在后來(lái)頂進(jìn)管子時(shí)，就不易產(chǎn)生較大的偏差，可使管道頂進(jìn)順利，并且由于鋼管的順直和摩阻系數(shù)小，阻力也較小。不利的方面是，如果頂進(jìn)早期沒(méi)能掌握好方向，管道就不容易糾正過(guò)來(lái)，如果糾的過(guò)猛，還會(huì)出現(xiàn)管子變形甚至接口脫焊等嚴(yán)重問(wèn)題。因此鋼管的早期頂進(jìn)糾偏技術(shù)，在本次頂管是顯得特別重要。早期頂進(jìn)時(shí)除在安裝導(dǎo)軌、出洞時(shí)應(yīng)嚴(yán)格注意外，鋼管在頂出洞口的5-15m內(nèi)，運(yùn)用鋼管剛性大的特點(diǎn)，使用主千斤頂施加偏心頂力的糾偏技術(shù)，是慣用的辦法。此時(shí)要十分嚴(yán)格地控制掘進(jìn)機(jī)出洞時(shí)的頂速，克服急躁情緒，頂速應(yīng)控制在10-15mm/min范疇內(nèi)，留出充足的時(shí)間慢慢找出偏心頂力糾偏的最佳頂力，確保一次出洞順直。鋼管在頂進(jìn)中的糾偏，最大的應(yīng)力集中部位是掘進(jìn)機(jī)焊接的第一根鋼管的接口處，為確保在正常預(yù)進(jìn)中的糾偏操作，我們將緊隨機(jī)頭尾部的一節(jié)鋼管管節(jié)，制作成2m一節(jié)，接口改為內(nèi)法蘭加厚橡膠板螺栓連接，使這節(jié)鋼管的兩個(gè)接口剛?cè)嵯酀?jì)，糾偏時(shí)有個(gè)過(guò)渡區(qū)域，從而使整體性好的鋼管在糾偏時(shí)有較好的靈活性。鋼管頂進(jìn)中的糾偏，應(yīng)突出勤糾、緩糾的原則，勤糾是指對(duì)掘進(jìn)機(jī)的方向要勤觀察、勤統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)微小的偏差，就要采用糾偏方法。緩糾是指用小的糾偏角度，使頂進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)在較長(zhǎng)的一段頂程內(nèi)緩慢回歸到設(shè)計(jì)軸線的位置。正常頂進(jìn)中可采用“校正”、“恢復(fù)”兩種方式。“校正”方式是根據(jù)機(jī)頭軸線與設(shè)計(jì)中心線之間夾角大小，擬定與否需要采用糾偏方法。采用“校正”方式時(shí)，機(jī)頭糾偏角約0.3-0.6°。“恢復(fù)”方式是由機(jī)頭位置與設(shè)計(jì)中心線的累計(jì)偏差量，擬定與否需要采用糾偏方法，這時(shí)的糾偏角約0.2-0.4°。d、觸變泥漿潤(rùn)滑注漿要使注入的漿液隨著管道頂進(jìn)，形成完整的初始漿套，并且每頂進(jìn)一定的距離應(yīng)能夠得到補(bǔ)充。注漿孔的形式、布置的位置，注漿泵的選用和注漿的壓力有關(guān)。注漿孔的形式：本工程使用鋼管頂進(jìn)，為確保注入的漿液能夠形成完整的環(huán)狀，然后再擠出管壁形成初始泥漿套，鋼管管身上的注漿孔應(yīng)含有以下的構(gòu)造。該機(jī)構(gòu)的注漿孔是在鋼管制造工場(chǎng)，制作鋼管管節(jié)時(shí)，先期在每節(jié)鋼管（鋼管長(zhǎng)度10m）的前端，制作出下圖中的除已頂進(jìn)管道外的其它部分，然后在工作井中與已頂進(jìn)的鋼管對(duì)接后形成完整的注漿孔構(gòu)造。注漿孔布置的位置：注漿孔分組布置，每組5個(gè)一環(huán)。在掘進(jìn)機(jī)后部及后2m布置一組（特殊管節(jié)的后部）。這兩組注漿孔最為重要。在頂管掘進(jìn)機(jī)頂進(jìn)時(shí)隨頂隨注，使頂管掘進(jìn)機(jī)后部在頂進(jìn)中即形成完整的漿套，填充由于頂管掘進(jìn)機(jī)外徑不不大于管道外徑所留下的注漿空隙。后來(lái)每隔10m布置一組注漿孔，這些注漿孔重要起補(bǔ)漿作用。當(dāng)頂進(jìn)一段時(shí)間后，先前注入的潤(rùn)滑漿可能因失水而造成漿液質(zhì)量差，這時(shí)為補(bǔ)充這部分缺失需進(jìn)行補(bǔ)漿。注漿泵選用：為確保注漿效果始終在最佳狀態(tài)，我們選用無(wú)壓力脈動(dòng)的螺桿泵（選奈莫泵），不選擇壓力脈動(dòng)大的活塞泵，由于漿液壓力在脈動(dòng)的峰值時(shí)，會(huì)擊穿已形成的泥膜擴(kuò)散到土體中，而螺桿泵注入的漿液無(wú)壓力脈動(dòng)，幾乎是從空隙中擠出去的，注漿漿套容易形成又容易保持。注漿辦法及濃度的選擇：注漿壓力不適宜過(guò)高，注漿壓力高容易地面冒漿，漿套形成不好。正常頂進(jìn)時(shí)，注漿或補(bǔ)漿均以控制注漿量為主。e、中繼間技術(shù)的應(yīng)用，能夠從根本上限制超出最大允許頂力的狀況發(fā)生。無(wú)論如何采用管道頂進(jìn)的減摩方法，當(dāng)管道延伸至某一長(zhǎng)度時(shí)，頂進(jìn)的頂力不不大于管道能承受的頂力，管節(jié)損壞、管道無(wú)不繼續(xù)頂進(jìn)。中繼間技術(shù)的應(yīng)用，能夠從根本上限制超出管道最大允許頂力的狀況發(fā)生。該技術(shù)的原理是：中繼間安裝在一次頂進(jìn)管道的某個(gè)部位，把這段一次頂進(jìn)的管道分成若干個(gè)頂進(jìn)區(qū)間。在頂進(jìn)過(guò)程中，先由若干個(gè)中繼間按先后次序把管道推動(dòng)一小段距離后，再由主頂油缸推動(dòng)最后一段管道，這樣不停重復(fù)，始終到把管道從工作井頂?shù)浇邮芫畠?nèi)。中繼間安放的次序是：第一中繼間應(yīng)放在比較前面一點(diǎn)，由于掘進(jìn)機(jī)在頂進(jìn)過(guò)程中頂力的變化會(huì)因土質(zhì)的變化而有較大的變化。因此當(dāng)頂力達(dá)成中繼間推力的40-60%時(shí)，安放第一只中繼間。后來(lái)第當(dāng)下一區(qū)間的管段頂力達(dá)成中繼間推力的65-70%時(shí)，安放一只中繼間。當(dāng)主頂油缸頂力達(dá)成中繼間推力的90%時(shí)，必須啟用中繼間。中繼間根據(jù)實(shí)際頂力狀況設(shè)立。按管外壁與土體摩阻力10KN/㎡及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。在本工程中管道的頂進(jìn)距離為300-450m，由于本工程頂段為淤泥粉質(zhì)粘土與粉細(xì)砂互層，原則上不需要設(shè)立中繼接力環(huán)，但在施工過(guò)程中出現(xiàn)異常狀況下及時(shí)增設(shè)中繼接力環(huán)。f、管道內(nèi)通風(fēng)通風(fēng)的目的：頂管施工比較容易遭受的狀況之一是有毒氣體傷害，人員在管子內(nèi)要消耗大量的氧氣，管道內(nèi)會(huì)出現(xiàn)缺氧，影響作業(yè)人員的健康。鋼管內(nèi)還不可避免的要進(jìn)行焊接作業(yè)，長(zhǎng)時(shí)間、大量的有害煙塵會(huì)使焊接人員出現(xiàn)頭暈、目眩等癥狀。以上的問(wèn)題都必須依靠通風(fēng)去解決。通風(fēng)系統(tǒng)：采用2臺(tái)11.5kw的礦用軸流通風(fēng)機(jī)，Dg300mm的橡膠布通風(fēng)軟風(fēng)筒，采用長(zhǎng)鼓、短抽的通風(fēng)方式。在該系統(tǒng)中，抽風(fēng)管前有一種喇叭狀吸入口，距挖掘面不大于或等于20-30m，在距挖掘面12-15m處，是風(fēng)機(jī)的送風(fēng)口。抽風(fēng)風(fēng)筒與鼓風(fēng)風(fēng)筒應(yīng)分別安裝在管內(nèi)的左右兩側(cè)，兩風(fēng)筒必須重疊5-10m，以防通風(fēng)不良。確保管道內(nèi)污濁或易燃的空氣被抽出沉井以外。通風(fēng)系統(tǒng)的布置原理圖見(jiàn)下圖：（略）通風(fēng)的質(zhì)量規(guī)定：確保管道內(nèi)的氧氣濃度不低于20%（空氣中氧的含量29%），有害氣體的濃度不不不大于有害于身體健康的濃度，其中CO≤30mg/m3，NO2≤50mg/m3，CO2≤0.5%，SO2≤0.0005%，工作面通風(fēng)設(shè)備的噪音不超出80分貝。通風(fēng)的空氣必須清潔，在地下作業(yè)點(diǎn)的新鮮空氣量不低于每人每分鐘4，風(fēng)速應(yīng)不不大于0.15m/s，最大風(fēng)速不大于6m/s?？刂谱鳂I(yè)面的溫度不超出32°，相對(duì)濕度不超出80%。為確保多個(gè)有害氣體的濃度不超出上述值，應(yīng)配齊多個(gè)有效的氣體含量的測(cè)試儀表。這些儀表在鎮(zhèn)江煤礦機(jī)械設(shè)備廠能夠購(gòu)置。④水下回收頂管掘進(jìn)機(jī)的方法a、用挖泥船將不下埋管的溝槽開(kāi)挖完畢（溝槽開(kāi)挖的部位、標(biāo)高就是頂進(jìn)掘進(jìn)機(jī)的出口部位和標(biāo)高），待掘進(jìn)機(jī)頂出后，部分處在懸狀（掘進(jìn)機(jī)底部有浮土但襯墊不實(shí)）位于土體中時(shí)，將掘進(jìn)機(jī)內(nèi)部的電氣設(shè)備、中繼間（如果需要設(shè)立的話）千斤頂?shù)仍O(shè)備拆除運(yùn)出，將水泥砂漿的管道內(nèi)部防腐做好，養(yǎng)生，最后將工作井中的管道口用閘板閥堵死。再將掘進(jìn)機(jī)的四只起吊吊鉤板，用鋼繩掛在浮吊的起重鉤上并稍給某些向上的力。潛水員攜帶真空吸泥機(jī)的導(dǎo)管口，入水對(duì)掘進(jìn)機(jī)周邊及下部的浮土進(jìn)行清理，清理的范疇?wèi)?yīng)足夠大。b、潛水員攜帶氧-弧水下切割的設(shè)備潛入水下，將特殊管道后部的工程管道切斷，然后將頂管掘進(jìn)機(jī)連同特殊管節(jié)用浮吊一并取出。氧-弧水下切割的原理是：首先用管狀空心電極與鋼管之間產(chǎn)生的電弧預(yù)熱工件，然后從管電極中噴出氧氣射流，使工件燃燒，建立氧化放熱反映，并將溶渣吹掉。形成割縫使用的特殊管狀焊條是由直徑6-8mm或8-10mm的鋼管制成，其表面涂藥，并與水隔離。用特殊的電極夾鉗，把0.15-0.35MPa氧氣通入管中。當(dāng)電弧加熱金屬時(shí)，氧氣像日常的氣割同樣使金屬氧化。這種辦法簡(jiǎn)樸及經(jīng)濟(jì)效果好，在水下切割中使用最為普遍。c、重復(fù)上述施工可將第二段管道的掘進(jìn)機(jī)取出。（4）鋼管頂進(jìn)中的特殊施工技術(shù)①井內(nèi)鋼管的組對(duì)焊接a、坡口：根據(jù)頂管施工鋼管管道承受頂力的特點(diǎn)及國(guó)標(biāo)采用坡口焊。b、管節(jié)組對(duì)：管節(jié)組對(duì)時(shí)應(yīng)檢查坡口質(zhì)量，坡口應(yīng)使用電弧氣刨加工，表面上不得有裂縫、夾層等缺點(diǎn)，并對(duì)銹漬、毛刺等進(jìn)行清更加好。組對(duì)時(shí)管節(jié)內(nèi)外壁錯(cuò)口厚度在任何位置均不能不不大于2mm。當(dāng)組對(duì)有注漿孔的管道時(shí)，只要將帶有注漿孔的一頭，對(duì)準(zhǔn)已頂入的管節(jié)