本工程是將壁板加厚作為千斤頂?shù)暮蟊硥Α?/div>
l、后背結(jié)構(gòu)及抗力計算
后背作為千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)，要有足夠的強(qiáng)度和風(fēng)度，且壓縮變形要均勻。
所以，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計算。本工程采用組合鋼結(jié)構(gòu)后背，這種后背安裝方便，安裝時應(yīng)滿足下列要求：使用千斤頂?shù)闹χ行母叨炔恍∮诤蟊掣叨鹊?/3。
頂力計算
推力的理論計算：（以Φ2000mm計算）
F=F1十f2
其中F—總推力
Fl一迎面阻力 F2—頂進(jìn)阻力
F1＝π/4×D2×P (D—管外徑2.5m P—控制土壓力)
P＝Ko×γ×Ho
式中 Ko—靜止土壓力系數(shù)，一般取0.55
Ho—地面至掘進(jìn)機(jī)中心的厚度，取最大值6m
γ—土的濕重量，取1.9t/m3
P＝0.55×1.9×7＝7.31t/m2
F1=3.14/4×2.5×2×8＝31.4t
F2＝πD×f×L
式中f一管外表面平均（根據(jù)頂進(jìn)距離平均淤泥土）綜合摩阻力，取0.8t/m2
D—管外徑2.5m
L—頂距，取最大值100m
F2＝3.14×2.5×0.8×100＝428t。
因此，總推力F=31.4+428＝459.4t。根據(jù)總推力、工作井所能承受的最大頂力及管材軸向允許推力比較后，取最小值作為油缸的總推力。工作井（Φ2000mm頂管）設(shè)計允許承受的最大頂力為800t，管材軸向允許推力700t，主頂油缸選用2臺(或4臺，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況定)300t(3000KN)級油缸。每只油缸頂力控制在250t以下，這可以通過油泵壓力來控制，千斤頂總推力500t。因此我們無需增加額外的頂進(jìn)系統(tǒng)即可滿足要求。
l、后背的計算
后背在頂力作用下，產(chǎn)生壓縮，壓縮方向與頂力作用方向一致。當(dāng)停止頂進(jìn)，頂力消失，壓縮變形隨之消失。這種彈性變形即象是正常的，頂管中，后背不應(yīng)當(dāng)破壞，產(chǎn)生不允許的壓縮變形。
后背不允許出現(xiàn)上下或左右的不均勻壓縮。否則，千斤頂在余面后背上，造成頂進(jìn)偏差。為了保證頂進(jìn)質(zhì)量和施工案例，施工時應(yīng)后背的強(qiáng)度和剛度計算
后靠背受力計算公式
式中：
R-總推力之反力（一般大于推力的1.2－1.6）
a－系數(shù)（取1.5－2.5之間） ，此處取2
B－后座墻的寬度（M） 此處取4米
γ－土的容重（KN/M3)
H－后座墻的高度(m) ，此處取4.5米
Kp-被動土壓系數(shù)
c-土的內(nèi)聚力（kPa) 一般情況下取10
h-地面到后座墻頂部土體的高度（M），此處取5米
按上式計算，圓形工作井加護(hù)套后能承受1591.5T頂力＞實(shí)際頂力500T。完全能滿足要求。
3.2．主要設(shè)備的選擇
頂進(jìn)設(shè)備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、工具管及運(yùn)出土設(shè)備等。
(1)千斤頂
千斤頂是掘進(jìn)頂管的主要設(shè)備，本工程每個工作井?dāng)M配置4臺300t液壓千斤頂。
千斤頂?shù)墓ぷ骺觾?nèi)的布置采用四臺組合式，頂力全力作用點(diǎn)與管壁反作用力作用點(diǎn)應(yīng)在同一軸線，防止產(chǎn)生頂時力偶，造成頂進(jìn)偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗，采用機(jī)械挖運(yùn)土方，管上半部管壁與土壁有間隙時，千斤頂?shù)闹c(diǎn)作用在管子垂直直徑的1/4~1/5處為宜。
(2)高壓油泵
由電動機(jī)帶動油泵工作，選用額定核動力為31.5Mpa液壓油泵，經(jīng)分配器，控制閥進(jìn)入千斤頂，各千斤頂?shù)倪M(jìn)油管并聯(lián)在一起，保證各千斤頂活塞的出力和行程一致。
(3)頂鐵
頂鐵是傳遞和分散頂力的設(shè)備。要求它能承受頂進(jìn)壓力而不變形，并且便于搬動。
根據(jù)頂鐵位置的不同，可分為橫頂鐵、順頂鐵和U形頂鐵三種。
(4)其它設(shè)備
工作坑上設(shè)活動式工作平臺，平臺用30號工字鋼梁，上鋪15×15cm方木。工作坑井口處安裝一滑動平臺，作為下管及出土使用。在工作平臺上設(shè)起重架，上裝電動卷揚(yáng)機(jī)，其起重量應(yīng)大于管子重量。
3.3垂直運(yùn)輸工具的選擇
工作坑的垂直運(yùn)輸?shù)孛媾c工作坑的土方，管道與頂管設(shè)備的垂直運(yùn)輸采用簡易龍門和卷揚(yáng)機(jī)（電動葫蘆），并搭設(shè)工字鋼梁作為地面工作平臺。下管采用汽車式起重機(jī)吊裝。
3.4、頂進(jìn)設(shè)備的選擇
本工程根據(jù)頂力計算，并結(jié)合實(shí)際情況，采用工作頂力為300t活塞式雙作用液壓千斤頂。千斤頂布置采用單列式。頂進(jìn)時著力點(diǎn)位置在管子全高的1/2～1/3之間比較合適。千斤頂與管子之間采用頂鐵傳送頂力。頂鐵用型鋼焊拼成各種結(jié)構(gòu)的傳力形式，根據(jù)安放位置和傳力作用不同，用橫鐵和立鐵組合。
3.5、管前挖土與頂進(jìn)
3.5.1、管前挖土
管前挖土是控制管節(jié)頂方向和高程、減少偏差和重要作業(yè)，是保證頂質(zhì)量及管上構(gòu)筑物安裝的關(guān)鍵。
3.5.2、下管
挖土之前應(yīng)先下管，并做好以下幾項工作：
a、檢查管子
下管前應(yīng)先對管子進(jìn)行外觀檢查，主要檢查管子有無破損及縱向裂縫；端面要平直；管壁無坑陷或鼓泡，管壁應(yīng)光潔。檢查合格后的管子方可用起重設(shè)備吊到工作坑的導(dǎo)軌上就位。
b、檢查起重設(shè)備
起重設(shè)備以檢查、試吊，確認(rèn)安全可靠方可下管。下管時工作坑內(nèi)嚴(yán)禁站人。當(dāng)距導(dǎo)軌小于50㎝時，操作人員方可進(jìn)前工作。
c、管子就位
第一節(jié)管放到導(dǎo)軌上，測量管子中心及前端和后端的管底高程，確認(rèn)安裝合格后方可頂進(jìn)。第一節(jié)管作為工具管，頂進(jìn)方向與高程的準(zhǔn)確，是保證整段頂管質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，必須認(rèn)真對待此項工作。
3.6、管前挖土的長度控制
一般是安排一個人挖土。為加快工程進(jìn)度，每班兩個人，輪流開挖。
土方在管內(nèi)可采用電瓶車進(jìn)行，也可采用人力斗車進(jìn)行運(yùn)輸。
土方在工作坑采用電動葫蘆進(jìn)行垂直運(yùn)輸。
在一般地段，土質(zhì)良好，挖土?xí)r可超挖30～50㎝。在鐵路道軌下不得超越管端經(jīng)外10㎝，在道軌以外最大不得超過30㎝，同時應(yīng)遵守管理單位的規(guī)定。
3.6.1、管子周圍超挖的控制
在不允許土下沉的頂?shù)囟危ㄈ缟厦嬗兄匾ㄖ锘蚱渌艿溃?，管子周圍一律不得超挖?/div>
在一般頂管地段，上面允許超挖1.5㎝，但在下面135°范圍內(nèi)不得超挖，一定要要保持管壁與土基表面吻合。
3.7、頂進(jìn)
采用2臺300t/臺的液壓千斤頂作為主頂。頂進(jìn)開始時，就緩慢進(jìn)行，待各接觸部位密合后，再按正常速度頂進(jìn)。
頂進(jìn)若發(fā)現(xiàn)有油路壓力突然增高，應(yīng)停止頂進(jìn)，檢查原因經(jīng)過處理后方可繼續(xù)頂進(jìn)，回鎬時，油路壓力不得過大，速度不得過快。
挖出的土方要及時外運(yùn)，及時頂進(jìn)，使頂力限制在較小范圍內(nèi)。
3.8安裝工具脹圈
為了有利于導(dǎo)向，頂進(jìn)的前數(shù)節(jié)管中，在接口處應(yīng)安裝內(nèi)脹圈，通過背楔或調(diào)整螺栓，使用脹圈與管壁緊成為一個剛體。脹圈一定要對正接口縫隙。安裝牢固，并在頂進(jìn)中隨時檢查調(diào)整。
3.9測量與校正
a、測量
在頂?shù)谝还?jié)管（工具管）時，以及在校正偏差過程中，測量間隔不應(yīng)超過300㎜，保證管道入土的位置正確；管道進(jìn)入土?xí)嫱ㄖ蟮恼ｍ斶M(jìn)，測量間隔不宜超過1000㎜。
中心測量：頂進(jìn)長度在600㎜范圍內(nèi)，可采用垂球拉線的方法進(jìn)行測量。要求兩垂球的間距盡可能的拉大，用水平尺測量頭一節(jié)管前端的中心偏差。一次頂進(jìn)超過600㎜采用經(jīng)緯儀測量。
高程測量：用水準(zhǔn)儀及特制高程尺，根據(jù)工作坑內(nèi)設(shè)置的水準(zhǔn)點(diǎn)，標(biāo)高（設(shè)兩個），測頭一節(jié)管前端管內(nèi)底高程，以掌握頭一節(jié)管子的走向趁勢。測量后應(yīng)與工作坑內(nèi)另一水準(zhǔn)點(diǎn)閉合。
激光測量：用激光經(jīng)緯儀安裝在工作坑內(nèi)，并按照管線設(shè)計的坡度和方向調(diào)整好，同時在管內(nèi)裝上標(biāo)示牌，當(dāng)頂進(jìn)的管道與設(shè)計位置一致時，激光點(diǎn)即射到標(biāo)示牌中心，說明頂進(jìn)質(zhì)量無偏差，否則應(yīng)根據(jù)偏差量進(jìn)行校正。
全段頂進(jìn)完后，應(yīng)在每個管節(jié)接口處測量其中心位置和高程，有錯口時，應(yīng)測出錯口的高差。
b、校正（糾偏）
頂管誤差校正是逐步進(jìn)行的，形成誤差后不可立即將已頂好的管子校正到位，應(yīng)緩緩進(jìn)行，使管子逐漸得位，不能猛糾硬調(diào)，以防產(chǎn)生相反的結(jié)果。常用的方法有以下2種：
超挖糾偏方法：偏差為10～20㎜時，可采用此方法，即在管子偏向的反側(cè)適當(dāng)超挖，而在偏向側(cè)不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在頂進(jìn)中向阻力小的超挖側(cè)偏向，逐漸回到設(shè)計位置。
千斤頂糾偏法：方法基本與頂木糾偏法相同，只是在頂木上用小千斤頂強(qiáng)行將管慢慢移位校正。
3.10管道內(nèi)輔助管道的輔設(shè)
管內(nèi)的輔助管道設(shè)置于管道內(nèi)壁，用鋼架將其有序地固定在管壁上。
a、通風(fēng)設(shè)施：
由于管道頂進(jìn)距離長，埋置深度深，管道內(nèi)的空氣不新鮮，加上土體中會產(chǎn)生有害氣體，因此，必須設(shè)置供氣系統(tǒng)。通風(fēng)設(shè)施用一臺柴油空壓機(jī)將壓縮空氣輸入空氣濾清器，再進(jìn)入儲氣桶，經(jīng)過氣壓調(diào)節(jié)閥，將壓縮空氣傳輸至管道最前端，并將管道最前端的空氣排出，以此進(jìn)行空氣循環(huán)。
b、電源布置：
在頂管過程中，主要的電源為動力用電和照明用電。
● 動力用電
由于頂管機(jī)械設(shè)備采用380V 動力電，因此，動力電必須做到二級保護(hù)和接地保護(hù)措施，動力電源線設(shè)置在操作人員不易接觸處，并在電源線外增設(shè)護(hù)套，保證用電安全。
●照明用電
非開挖定向鉆機(jī)
頂管施工針對通信、通訊，電力、給排水、石油、自來水，天然氣等各型水泥管，PE管，鋼管的鋪設(shè)。公司擁有一批經(jīng)驗豐富的工程管理人員，及專業(yè)技術(shù)人員，并配備性能優(yōu)良的施工機(jī)械設(shè)備，嚴(yán)格按照國家相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，安全文明施工，工程質(zhì)量均達(dá)到合格及優(yōu)良。非開挖技術(shù)是近幾年迅速發(fā)展起來的地下管線施工技術(shù)，使用該技術(shù)能在不破壞地面道路的情況下，就可以鋪設(shè)和更換地下管線，具有不破壞環(huán)境、無泥塵污染、不干擾交通、不破壞道路結(jié)構(gòu)、鋪管精度高、工期短、施工安全性好等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)可廣泛用于穿越地下公路、鐵路、江河、湖泊、街道及建筑物等。
本文關(guān)鍵詞： 手掘式機(jī)械頂管施工
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