廈門廈門xx通信工程有限公司通信工程有限公司頂管與沉井施工1醫(yī)藥參考沉井施工一、概述沉井是修筑深基礎(chǔ)和地下構(gòu)筑物的一種施工工藝。施工時(shí)先在地面或基坑內(nèi)制作開口的鋼筋混凝土井身，待其達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，在井身內(nèi)部分層挖土運(yùn)出，隨著挖土和土面的降低，沉井井身藉其自重或在其他措施協(xié)助下克服與土壁間的摩阻力和刃腳反力，不斷下沉，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高就位，然后進(jìn)行封底。沉井施工工藝的優(yōu)點(diǎn)是：可在場(chǎng)地狹窄情況下施工較深（可達(dá)50余米）的地下工程，且對(duì)周圍環(huán)境影響較??；可在地質(zhì)、水文條件復(fù)雜地區(qū)施工；施工不需復(fù)雜的機(jī)具設(shè)備；與大開挖相比，可減少挖、運(yùn)和回填的土方量。其缺點(diǎn)是施工工序較多；技術(shù)要求高、質(zhì)量控制難。沉井工藝一般適用于工業(yè)建筑的深坑（料坑、鐵皮坑、翻車機(jī)室等）、設(shè)備基礎(chǔ)、水泵房、橋墩、頂管的工作井、深地下室、取水口等工程施工。2醫(yī)藥參考二、沉井類型沉井類型很多，按材料分，有混凝土、鋼筋混凝土、磚石等，但應(yīng)用最多的還是鋼筋混凝土沉井。按平面形狀分，有圓形、方形、矩形、多邊形、多孔形等，主要取決于其用途。由于圓形沉井受力性能好、易于控制下沉，應(yīng)用最多。沉井的剖面，有圓筒形、錐形、階梯形等。為減少下沉摩阻力，井壁在刃腳外緣處?？s進(jìn)2030mm，呈圓柱帶臺(tái)階形，井壁表面呈1/1000的坡度。3醫(yī)藥參考圖2-1 沉井平面及剖面形式（a）平面形式；（b）豎剖面形式1-圓形；2-方形；3-矩形；4-多邊形；5-多孔形；6-圓柱形；7-圓柱帶臺(tái)階形；8-圓錐形；9-階梯形4醫(yī)藥參考三、沉井制作與下沉 1施工準(zhǔn)備工作 沉井施工前的準(zhǔn)備工作，除去常規(guī)的場(chǎng)地平整；修建臨時(shí)設(shè)施；水、電、風(fēng)等動(dòng)力供應(yīng)外，著重作好下述工作：（1）地質(zhì)勘察 在沉井施工處需進(jìn)行鉆探，鉆孔設(shè)在井外，距外井壁距離宜大于2m，需有一定數(shù)量和深度的鉆孔，以提供土層變化、地下水位、地下障礙物及有無承壓水等情況，對(duì)各土層要提供詳細(xì)的物理力學(xué)指標(biāo)，為制訂施工方案提供技術(shù)依據(jù)。（2）編制施工方案 施工方案是指導(dǎo)沉井施工的核心技術(shù)文件，要根據(jù)沉井結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、地質(zhì)水文條件、已有的施工設(shè)備和過去的施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過詳細(xì)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，編制出技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理的切實(shí)可行的施工方案。在方案中要重點(diǎn)解決沉井制作、下沉、封底等技術(shù)措施及保證質(zhì)量的技術(shù)措施，對(duì)可能遇到的間題和解決措施要做到心中有數(shù)。（3）布設(shè)測(cè)量控制網(wǎng) 事先要設(shè)置測(cè)量控制網(wǎng)和水準(zhǔn)基點(diǎn)，用于定位放線、沉井制作和下沉的依據(jù)。如附近存在建（構(gòu)）筑物等，要設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，以便施工沉井時(shí)定期進(jìn)行沉降觀測(cè)。5醫(yī)藥參考2沉井制作沉井的施工程序?yàn)椋浩秸麍?chǎng)地測(cè)量放線開挖基坑鋪砂墊層和墊木或砌刃腳磚座沉井澆筑布設(shè)降水井點(diǎn)或挖排水溝、集水井抽出墊木沉井下沉封底澆筑底板混凝土施工內(nèi)隔墻、梁、板、頂板及輔助設(shè)施。（1）刃腳支設(shè)沉井下部為刃腳，其支設(shè)方式取決于沉井重量、施工荷載和地基承載力。常用的方法有墊架法、磚砌墊座和土模。在軟弱地基上澆筑較重的沉井，常用墊架法（圖3-1a）。墊架的作用是將 上部沉井重量均勻傳給地基，使沉井井身澆筑過程中不會(huì)產(chǎn)生過大不均勻沉降，使刃腳和井身產(chǎn)生裂縫而破壞；使井身保持垂直；便于拆除模板和支撐。采用墊架法施工時(shí)，應(yīng)計(jì)算井身一次澆筑高度，使其不超過地耐力，其下砂墊層厚度亦需計(jì)算確定。直徑（或邊長(zhǎng)）不超過8m的較小的沉井，土質(zhì)較好時(shí)可采用磚墊座（圖3-1b），磚墊座沿周長(zhǎng)分成68段，中間留20mm空隙，以便拆除，磚墊座內(nèi)壁用水泥砂漿抹面。對(duì)重量輕的小型沉井，土質(zhì)較好時(shí)，甚至可用土胎模（圖3-1c），土胎模內(nèi)壁亦用水泥砂漿抹面。刃腳支設(shè)用得較多的是墊架法。采用墊架法時(shí)，先在刃腳處鋪設(shè)砂墊層，再在其上鋪枕木和墊架，枕木常用斷面16cm22cm，墊架數(shù)量根據(jù)第一節(jié)沉井的重量和地基（或砂墊層）的容許承載力計(jì)算確定，間距一般為0.51.0m。墊架應(yīng)對(duì)稱，一般先設(shè)8組定位墊架，每組由23個(gè)墊架組成。矩形沉井多設(shè)4組定位墊架，其位置在距長(zhǎng)邊兩端0.15L處（L為長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)），在其中間支設(shè)一般墊架，墊架應(yīng)垂直井壁。圓形沉井墊架應(yīng)沿刃腳圓弧對(duì)準(zhǔn)圓心鋪設(shè)。在枕木上支設(shè)刃腳和井壁模板。枕木應(yīng)使頂面在同一水平面上，用水準(zhǔn)儀找平，高差宜不超過10mm，在枕木間用砂填實(shí)，枕心中心應(yīng)與刃腳中心線重合。如地基承載力較低，經(jīng)計(jì)算墊架需要量較多時(shí)，應(yīng)在枕木下設(shè)砂墊層，將沉井重量擴(kuò)散到更大面積上。6醫(yī)藥參考圖3-1沉井刃腳支設(shè)（a）墊架法；（b）磚墊座法；（c）土胎模法1-刃腳；2-砂墊層；3-枕木；4-墊架；5-模板；6-磚墊座；7-水泥砂漿抹面；8-刷隔離層；9-土胎模 7醫(yī)藥參考（2）井壁制作沉井制作可在修建構(gòu)筑物的地面上進(jìn)行，亦可在基坑中進(jìn)行，如在水中施工還可在人工筑島上進(jìn)行。應(yīng)用較多的是在基坑中制作。沉井施工有下列幾種方式：一次制作、一次下沉；分節(jié)制作、一次下沉；分節(jié)制作、分節(jié)下沉（制作與下沉交替進(jìn)行）。如沉井過高，下沉?xí)r易傾斜，宜分節(jié)制作、分節(jié)下沉。沉井分節(jié)制作的高度，應(yīng)保證其穩(wěn)定性并能使其順利下沉。采用分節(jié)制作、一次下沉?xí)r，制作高度不宜大于沉井短邊或直徑，總高度超過12m時(shí)，需有可靠的計(jì)算依據(jù)和采取確保穩(wěn)定的措施。分節(jié)下沉的沉井接高前，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，如不符合要求，可根據(jù)計(jì)算結(jié)果采取井內(nèi)留土、填砂（土）、灌水等穩(wěn)定措施。井壁模板可用組合式定型模板（圖3-2），高度大的沉井亦可用滑模澆筑。分節(jié)制作時(shí)，水平接縫需做成凸凹型，以利防水。如沉井內(nèi)有隔墻，隔墻底面比刃腳高，與井壁同時(shí)澆筑時(shí)需在隔墻下立排架或用砂堤支設(shè)隔墻底模。隔墻、橫梁底面與刃腳底面的距離以500mm左右為宜。鋼筋由人工綁扎，亦可在沉井近處地面上預(yù)制成鋼筋骨架或網(wǎng)片；用起重機(jī)進(jìn)行大塊安裝?；炷翝仓捎盟狡鹬貦C(jī)或履帶式起重機(jī)吊運(yùn)混凝土吊斗，沿沉井周圍均勻、分層澆筑；亦可用混凝土泵車分層澆筑，每層厚不超過300mm。沉井澆筑宜對(duì)稱、均勻地分層澆筑，避免造成不均勻沉降使沉井傾斜。每節(jié)沉井應(yīng)一次連續(xù)澆筑完成，下節(jié)沉井的混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后才允許澆筑上節(jié)沉井的混凝土。8醫(yī)藥參考圖3-2 沉井井壁鋼模板支設(shè)1-下一節(jié)沉井；2-預(yù)埋懸挑鋼腳手鐵件；3-組合式定型鋼模板；4-28鋼楞；5-對(duì)立螺栓；6-1003止水片；7-木墊塊；8-頂撐木；9-鋼管腳手架9醫(yī)藥參考3沉井下沉（1）下沉驗(yàn)算沉井下沉前應(yīng)進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢查、外觀檢查。并根據(jù)規(guī)范要求，對(duì)各種形式的沉井在施工階段應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算、下沉驗(yàn)算和抗浮驗(yàn)算。沉井下沉?xí)r，第一節(jié)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，其余各節(jié)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%。沉井下沉，其自重必須克服井壁與土間的摩阻力和刃腳、隔墻、橫梁下的反力，采取不排水下沉?xí)r尚需克服水的浮力。因此，為使沉井能順利下沉，應(yīng)進(jìn)行分階段下沉系數(shù)的計(jì)算，作為確定下沉施工方法和采取技術(shù)措施的依據(jù)。10醫(yī)藥參考下沉系數(shù)（圖3-3）按下式計(jì)算：圖3-3 沉井下沉系數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)圖（a）下沉?xí)r力系平衡圖；（b）下沉摩阻力計(jì)算簡(jiǎn)圖k0=（GB）/Tf式中 G井體自重；B下沉過程中地下水的浮力；Tf井壁總摩阻力；k0下沉系數(shù)，宜為1.051.25，位于淤泥質(zhì)土中的沉井取小值，位于其他土層中取大值。井壁摩阻力可參考表2-1。11醫(yī)藥參考井壁摩阻力 表2-1土的種類井壁摩阻力（kN/m2）流塑狀粘性土1015軟塑及可塑狀粘性土 1225粉砂和粉性土1525砂卵石17.729.4泥漿套3512醫(yī)藥參考當(dāng)下沉系數(shù)較大，或在軟弱土層中下沉，沉井有可能發(fā)生突沉?xí)r，除在挖土?xí)r采取措施外，宜在沉井中加設(shè)或利用已有的隔墻或橫梁等作防止突沉的措施，并按下式驗(yàn)算下沉穩(wěn)定性：式中 R沉井刃腳、隔墻和橫梁下地基土反力之和；k0沉井下沉過程中的下沉穩(wěn)定系數(shù)，取0.80.9。當(dāng)下沉系數(shù)不能滿足要求時(shí)，可在基坑中制作，減少下沉深度；或在井壁頂部堆放鋼、鐵、砂石等材料以增加附加荷重；或在井壁與土壁間注入觸變泥漿，以減少下沉摩阻力等措施。13醫(yī)藥參考（2）墊架、排架拆除大型沉井應(yīng)待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%始可拆除墊架（枕木、磚墊座），拆除時(shí)應(yīng)分組、依次、對(duì)稱、同步地進(jìn)行。抽除次序是：圓形沉井先抽除一般承墊架，后拆除定位墊架，矩形沉井先抽除內(nèi)隔墻下墊架，再分組對(duì)稱抽除外墻兩短邊下的墊架，然后抽除長(zhǎng)邊下一般墊架，最后同時(shí)抽除定位墊架。抽除時(shí)先將枕木底部的土挖去，利用絞磨或推土機(jī)的牽引將枕木抽出。每抽出一根枕木，刃腳下應(yīng)立即用砂填實(shí)。抽除時(shí)應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，注意沉井下沉是否均勻。隔墻下排架拆除后的空穴部分用草袋裝砂回填。14醫(yī)藥參考（3）井壁孔洞處理沉井壁上有時(shí)留有與地下通道、地溝、進(jìn)水口、管道等連接的孔洞，為避免沉井下沉?xí)r地下水和泥土涌入，也為避免沉井各處重量不均，使重心偏移，易造成沉井下沉?xí)r傾斜，所以在下沉前必須進(jìn)行處理。對(duì)較大孔洞，在沉井制作時(shí)在洞口預(yù)埋鋼框、螺栓，用鋼板、方木封閉，中填與空洞混凝土重量相等的砂石或鐵塊配重（圖2-4a、b）。對(duì)進(jìn)水窗則采取一次做好，內(nèi)側(cè)用鋼板封閉（圖2-4c）。沉井封底后拆除封閉鋼板、擋木等。15醫(yī)藥參考圖2-4 沉井井壁堵孔構(gòu)造（a）大廊道口堵孔；（b）管道孔洞堵孔；（c）進(jìn)水窗堵孔1-沉井井壁；2-50mm厚木板；3-枕木；4-槽鋼內(nèi)夾枕木；5-螺栓；6-配重；7-10mm厚鋼板；8-槽鋼；9-100mm100mm方木；10-50mm100mm方木；11-橡皮墊；12-砂礫；13-鋼筋箅子；14-5mm孔鋼絲網(wǎng)；15-鋼百葉窗；16-15mm孔鋼絲網(wǎng)；17-砂；18-510mm粒徑砂卵石；19-1560mm粒徑卵石16醫(yī)藥參考4沉井下沉施工常遇問題和預(yù)防處理方法 a.下沉困難（沉井被擱置或懸掛，下沉極慢或不下沉）下沉困難（沉井被擱置或懸掛，下沉極慢或不下沉）1井壁與土壁間的摩阻力過大；2沉井自重不夠，下沉系數(shù)過小；3遇有地下管道、樹根等障礙物；4遇流砂、管涌。1繼續(xù)澆筑混凝土增加重量，在井頂均勻加鐵塊或其他荷重；2挖除刃腳下的土，或在井內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行第二層碗形破土；用小型藥包爆破振動(dòng)，但刃腳下挖空宜小，藥量不宜大于0.1kg，刃腳應(yīng)用草墊等防護(hù)；3不排水下沉改為排水下沉，以減少浮力；4在井外壁裝置射水管沖刷井周圍土，減少摩阻力；射水管亦可埋于井壁混凝土內(nèi)，此法僅適用于砂及砂類土；5在井壁與土間灌入觸變泥漿或黃土，降低摩阻力，泥漿槽距刃腳高度不宜小于3m6清除障礙物；控制流砂、管涌。17醫(yī)藥參考b.下沉過快（沉井下沉速度超過挖土速度，出現(xiàn)異常情況）下沉過快（沉井下沉速度超過挖土速度，出現(xiàn)異常情況）1遇軟弱土層，土的耐壓強(qiáng)度小，使下沉速度超過挖土速度；2長(zhǎng)期抽水或因砂的流動(dòng)，使井壁與土間摩阻力減小；3沉井外部土體液化。1可用木垛在定位墊架處給以支承，并重新調(diào)整挖土，在刃腳下不挖或部分不挖土；2將排水法下沉改為不排水法下沉，增加浮力；3在沉井外壁間填粗糙材料，或?qū)⒕餐獾耐梁粚?shí)，加大摩阻力，如沉井外部的土液化發(fā)生虛坑時(shí)，可填碎石處理；4減少每一節(jié)筒身高度，減輕沉井重量。18醫(yī)藥參考c.突沉（沉井下沉失去控制，出現(xiàn)突然下沉的現(xiàn)象）突沉（沉井下沉失去控制，出現(xiàn)突然下沉的現(xiàn)象）1挖土不注意，將鍋底挖得太深，沉井暫時(shí)被外壁摩阻力和刃腳托住使處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)繼續(xù)挖土?xí)r，土壁摩阻力達(dá)極限值，井壁阻力因土的觸變性而突然下降，發(fā)生突沉；2流砂大量涌入井內(nèi)。1適當(dāng)加大下沉系數(shù)，可沿并壁注一定的水，減少與井壁的摩阻力；2控制挖土，鍋底不要挖太深；刃腳下避免掏空過多；3在沉井梁中設(shè)置一定數(shù)量的支撐，以承受一部分土反力；4控制流砂現(xiàn)象發(fā)生。19醫(yī)藥參考d.傾斜（沉井垂直度出現(xiàn)歪斜，超過允許限度）傾斜（沉井垂直度出現(xiàn)歪斜，超過允許限度）1沉井刃腳下的土軟、硬不均;2沒有對(duì)稱地抽除墊木或沒有及時(shí)回填夯實(shí)；井外四周的回填土夯實(shí)不均;3沒有均勻挖土，使井內(nèi)土面高差懸殊;4刃腳下掏空過多，沉井突然下沉，易于產(chǎn)生傾斜;5刃腳一側(cè)被障礙物擱住，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理;6排水開挖時(shí)，井內(nèi)一側(cè)涌砂;7井外棄土或堆物，井上附加荷重分布不均，造成對(duì)井壁的偏壓。1加強(qiáng)沉井過程中的觀測(cè)和資料分析，發(fā)現(xiàn)傾斜要及時(shí)糾正；2分區(qū)、依次、對(duì)稱、同步地抽除墊木，及時(shí)用砂或砂礫填夯實(shí)；3在刃腳高的一側(cè)加強(qiáng)取土，低的一側(cè)少挖土或不挖土，待正位后再均勻分層取土；4在刃腳較低的一側(cè)適當(dāng)回填砂石或石塊，延緩下沉速度；5在井外深挖傾斜反面的土方，回填到傾斜一面，增加傾斜面的摩阻力；6不排水下沉，在靠近刃腳低的一側(cè)適當(dāng)回填砂石；在井外射水或開挖，增加偏心壓載，以及施加水平外力等措施。20醫(yī)藥參考e.偏移（沉井軸線與設(shè)計(jì)軸線不重合，產(chǎn)生一定的位移）偏移（沉井軸線與設(shè)計(jì)軸線不重合，產(chǎn)生一定的位移）1大多由于傾斜引起的，當(dāng)發(fā)生傾斜和糾正傾斜時(shí)，井身常向傾斜一側(cè)下部產(chǎn)生一個(gè)較大的壓力，因而伴隨產(chǎn)生一定位移，位移大小，隨土質(zhì)情況及向一邊傾斜的次數(shù)而定;2測(cè)量定位差錯(cuò)。1控制沉井不再向偏移方向傾斜；2有意使沉井向偏位的相反方向傾斜，當(dāng)幾次傾斜糾正后，即可恢復(fù)到正確位置或有意使沉井向偏位的一方傾斜，然后沿傾斜方向下沉直至刃腳處中心線與設(shè)計(jì)中線位置相吻合或接近時(shí)，再將傾斜糾正；3加強(qiáng)測(cè)量的檢查復(fù)核工作。21醫(yī)藥參考f.遇障礙物（沉井被地下障礙物擱置或卡住，出現(xiàn)不能下沉的現(xiàn)象）遇障礙物（沉井被地下障礙物擱置或卡住，出現(xiàn)不能下沉的現(xiàn)象）沉井下沉局部遇孤石、大塊卵石、地下溝道、圬工、管線、鋼筋、樹根等，造成沉井?dāng)R置、懸掛，難以下沉。1遇較小孤石，可將四周土掏空后取出；較大孤石或大塊石、地下溝道、圬工等，可用風(fēng)動(dòng)工具或用松動(dòng)爆破方法破碎成小塊取出，炮孔距刃腳不少于50cm，其方向須與刃腳斜面平行，藥量不得超過200g，并設(shè)鋼板防護(hù)，不得用裸露爆破；鋼管、鋼筋、樹根等可用氧氣燒斷后取出；2不排水下沉，爆破孤石，除打眼爆破外，亦可用射水管在孤石下面掏洞，裝藥破碎吊出。22醫(yī)藥參考g.遇硬質(zhì)土層（沉井破土遇堅(jiān)硬土層，難以開挖下沉）遇硬質(zhì)土層（沉井破土遇堅(jiān)硬土層，難以開挖下沉）遇厚薄不等的黃砂膠結(jié)層、姜結(jié)石，質(zhì)地堅(jiān)硬，用常規(guī)方法開挖困難，使下沉緩慢。1排水下沉?xí)r，以人力用鐵釬打人土中向上撬動(dòng)，取出或用鐵鎬、鋤開挖，必要時(shí)打炮孔爆破成碎塊；2不排水下沉?xí)r，用重型抓斗、射水管和水中爆破聯(lián)合作業(yè)，先在井內(nèi)用抓斗挖2m深鍋底坑，由潛水工用射水管在坑底向四角方向距刃腳邊2m沖4個(gè)400mm深的炮孔，各用200g炸藥進(jìn)行爆破，余留部分用射水管沖掉，再用抓斗抓出。23醫(yī)藥參考h.封底遇傾斜巖層（下沉到設(shè)計(jì)深度后遇傾斜巖層，造成封底困難）封底遇傾斜巖層（下沉到設(shè)計(jì)深度后遇傾斜巖層，造成封底困難）地質(zhì)構(gòu)造不均，沉井刃腳部分落在巖層上，部分落在較軟土層上，封底后易造成沉井下沉不均，產(chǎn)生傾斜。應(yīng)使沉井大部分落在巖層上，其余未到巖層部分，如土層穩(wěn)定不向內(nèi)崩坍，可進(jìn)行封底工作；若井外土易向內(nèi)坍，則可不排水，由潛水工一面挖土，一面以裝有水泥砂漿或混凝土的麻袋堵塞缺口，堵完后再清除浮渣，進(jìn)行封底。井底巖層的傾斜面，應(yīng)適當(dāng)做成臺(tái)階。24醫(yī)藥參考i.遇流砂（井外土粉砂涌入井內(nèi)的現(xiàn)象，造成沉井突沉、偏斜或下沉遇流砂（井外土粉砂涌入井內(nèi)的現(xiàn)象，造成沉井突沉、偏斜或下沉過慢或不下沉等現(xiàn)象）過慢或不下沉等現(xiàn)象）1井內(nèi)鍋底開挖過深，井外松散土涌入井內(nèi)；2井內(nèi)表面排水后，井外地下水動(dòng)水壓力把土壓入井內(nèi)；3爆破處理障礙物，井外土受振進(jìn)入井內(nèi)；4挖土深超過地下水位0.5m以上。1采用排水法下沉，水頭宜控制在1.52.0m；2挖土避免在刃腳下掏挖，以防流砂大量涌入，中間挖土也不宜挖成鍋底形；3穿過流砂層應(yīng)快速，最好加荷，如拋大塊石增加土的壓重，使沉井刃腳切入土層；4采用深井或井點(diǎn)降低地下水位，防止井內(nèi)流淤；深井宜安置在井外，井點(diǎn)則可設(shè)置在井外或井內(nèi)；5采用不排水法下沉沉井，保持井內(nèi)水位高于井外水位，以避免流砂涌入。25醫(yī)藥參考j.超沉（沉井下沉超過設(shè)計(jì)要求的深度）超沉（沉井下沉超過設(shè)計(jì)要求的深度）1沉井下沉至最后階段，未進(jìn)行標(biāo)高觀測(cè)；2下沉接近設(shè)計(jì)深度，未放慢挖土下沉的速度；3遇軟土層或流砂，使下沉失去控制。1沉井至設(shè)計(jì)標(biāo)高，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)；2在井壁底梁交接處設(shè)置承臺(tái)（砌磚），在其上面鋪方木，使梁底壓在方木上，以防過大下沉；3沉井下沉至距設(shè)計(jì)標(biāo)高0.1m時(shí)，停止挖土和井內(nèi)抽水，使其完全靠自重下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高或接近設(shè)計(jì)標(biāo)高；4避免涌砂發(fā)生。26醫(yī)藥參考頂管施工一、概述 頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后發(fā)展起來的一種土層地下工程施工方法，主要用于地下進(jìn)水管、排水管、煤氣管、電訊電纜管的施工。它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等，是一種非開挖的敷設(shè)地下管道的施工方法。地下管線的非開挖施工法主要內(nèi)容包括：地下管線的鋪設(shè)、更換和修復(fù)。頂管施工技術(shù)近年來在我國(guó)發(fā)展迅猛。市政工程中采用頂管施工可以將作業(yè)面移入地下，從而避免了對(duì)地面交通的影響。只要施工前選線合理，施工方法恰當(dāng)，構(gòu)筑物并不妨礙施工的正常進(jìn)行。本次就頂管施工工藝作簡(jiǎn)要闡述，并展望以后頂管法日漸成熟，可成為市政建設(shè)中的一種常用工藝。頂管施工具體涉及到電力電纜管道、通信電纜管道、給排水管道、煤氣管道等各系統(tǒng)的管道工程。具體工藝就是在管線的一端做一個(gè)工作井，另一端做一個(gè)接收井；然后將頂管機(jī)安裝在工作井內(nèi)，借助工作井后座主頂油缸及管道間中繼環(huán)等的推力，把頂管機(jī)及緊隨其后的管道從工作井穿越土層一直推到接收井內(nèi)，最后在接收井內(nèi)將頂管機(jī)吊起。這樣就完成了整個(gè)管道的鋪設(shè)。27醫(yī)藥參考非開挖施工工法28醫(yī)藥參考1 頂管施工的基本原理頂管施工的基本原理 先在工作坑內(nèi)設(shè)置支座和安裝液壓千斤頂，借助先在工作坑內(nèi)設(shè)置支座和安裝液壓千斤頂，借助主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑內(nèi)吊起，與此機(jī)從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑內(nèi)吊起，與此同時(shí)，緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后面，將預(yù)制的管段頂入同時(shí)，緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后面，將預(yù)制的管段頂入地層。地層。邊邊頂進(jìn)，頂進(jìn)，邊邊開挖地層，開挖地層，邊邊將管段接長(zhǎng)的管道埋設(shè)方法。將管段接長(zhǎng)的管道埋設(shè)方法。29醫(yī)藥參考 施工時(shí)，先制作頂管工作井及接收井，作為一段頂管施工時(shí)，先制作頂管工作井及接收井，作為一段頂管的起點(diǎn)和終點(diǎn)，工作井中有一面或兩面井壁設(shè)有預(yù)留孔，的起點(diǎn)和終點(diǎn)，工作井中有一面或兩面井壁設(shè)有預(yù)留孔，作為頂管出口，其對(duì)面井壁是承壓壁，承壓壁前側(cè)安裝作為頂管出口，其對(duì)面井壁是承壓壁，承壓壁前側(cè)安裝有頂管的千斤頂和承壓墊板（即鋼后靠），千斤頂將工有頂管的千斤頂和承壓墊板（即鋼后靠），千斤頂將工具管頂出工作井預(yù)留孔，而后以工具管為先導(dǎo)，逐節(jié)將具管頂出工作井預(yù)留孔，而后以工具管為先導(dǎo)，逐節(jié)將預(yù)制管節(jié)按設(shè)計(jì)軸線頂入土層中，直至工具管后第一節(jié)預(yù)制管節(jié)按設(shè)計(jì)軸線頂入土層中，直至工具管后第一節(jié)管節(jié)進(jìn)入接收井預(yù)留孔，施工完成一段管道。為進(jìn)行較管節(jié)進(jìn)入接收井預(yù)留孔，施工完成一段管道。為進(jìn)行較長(zhǎng)距離的頂管施工，可在管道中間設(shè)置一至幾個(gè)中繼間長(zhǎng)距離的頂管施工，可在管道中間設(shè)置一至幾個(gè)中繼間作為接力頂進(jìn)，并在管道外周壓注潤(rùn)滑泥漿。頂管施工作為接力頂進(jìn)，并在管道外周壓注潤(rùn)滑泥漿。頂管施工可用于直線管道，也可用于曲線等管道。可用于直線管道，也可用于曲線等管道。30醫(yī)藥參考1-預(yù)制的混凝土管；預(yù)制的混凝土管；2-運(yùn)輸車；運(yùn)輸車；3-扶梯；扶梯；4-主頂油泵；主頂油泵；5-行車；行車；6-安全護(hù)欄；安全護(hù)欄；7-潤(rùn)潤(rùn)滑注漿系統(tǒng)；滑注漿系統(tǒng)；8-操縱房；操縱房；9-配電系統(tǒng)；配電系統(tǒng)；10-操縱系統(tǒng)；操縱系統(tǒng)；11-后座；后座；12-測(cè)量系統(tǒng)；測(cè)量系統(tǒng)；13-主頂油缸；主頂油缸；14-導(dǎo)軌；導(dǎo)軌；15-弧形頂鐵；弧形頂鐵；16-環(huán)形頂鐵；環(huán)形頂鐵；17-已頂入的混凝土管；已頂入的混凝土管；18-運(yùn)土車；運(yùn)土車；19-機(jī)頭機(jī)頭 31醫(yī)藥參考32醫(yī)藥參考頂管施工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展頂管施工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展頂管施工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展頂管施工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展 頂管施工技術(shù)最早始于頂管施工技術(shù)最早始于18961896年美國(guó)的北太年美國(guó)的北太平洋鐵路鋪設(shè)工程的施工中。平洋鐵路鋪設(shè)工程的施工中。19481948年日本第一年日本第一次采用頂管施工方法，在尼崎市的鐵路下頂進(jìn)次采用頂管施工方法，在尼崎市的鐵路下頂進(jìn)了一根內(nèi)徑了一根內(nèi)徑600mm600mm的鑄鐵管，頂距只在的鑄鐵管，頂距只在6 6米。米。歐歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家最早開發(fā)應(yīng)用頂管法，洲發(fā)達(dá)國(guó)家最早開發(fā)應(yīng)用頂管法，19501950年前后，年前后，英、德、日等國(guó)家相繼采用。英、德、日等國(guó)家相繼采用。我國(guó)較早的頂管施工約在上世紀(jì)我國(guó)較早的頂管施工約在上世紀(jì)5050年代，年代，初期主要是手掘式頂管，設(shè)備也較簡(jiǎn)陋。我國(guó)初期主要是手掘式頂管，設(shè)備也較簡(jiǎn)陋。我國(guó)頂管技術(shù)真正較大的發(fā)展是從上世紀(jì)頂管技術(shù)真正較大的發(fā)展是從上世紀(jì)8080年代中年代中期開始。期開始。19881988年上海研制成功我國(guó)第一臺(tái)土壓年上海研制成功我國(guó)第一臺(tái)土壓平衡掘進(jìn)機(jī)。平衡掘進(jìn)機(jī)。33醫(yī)藥參考 隨著時(shí)間的推移，頂管技術(shù)也與時(shí)俱隨著時(shí)間的推移，頂管技術(shù)也與時(shí)俱進(jìn)地得到迅速發(fā)展。主要體現(xiàn)在以下方面：進(jìn)地得到迅速發(fā)展。主要體現(xiàn)在以下方面：一次連續(xù)頂進(jìn)的距離一次連續(xù)頂進(jìn)的距離：越來越長(zhǎng)：越來越長(zhǎng)頂管直徑頂管直徑：向大小直徑兩個(gè)方向發(fā)展：向大小直徑兩個(gè)方向發(fā)展管材管材：鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃鋼頂管：鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃鋼頂管挖掘技術(shù)挖掘技術(shù)：機(jī)械化程度越來越高：機(jī)械化程度越來越高頂管線路的曲直度頂管線路的曲直度：曲線形狀越來越復(fù)雜，：曲線形狀越來越復(fù)雜，曲率半徑越來越小。曲率半徑越來越小。34醫(yī)藥參考按所頂進(jìn)的管子口徑大小分按所頂進(jìn)的管子口徑大小分：大口徑、中口徑、：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管四種。大口徑多指小口徑和微型頂管四種。大口徑多指2m2m以上以上的頂管，人可以在其中直立行走。中口徑頂管的頂管，人可以在其中直立行走。中口徑頂管的管徑多為的管徑多為1.21.21.8m1.8m，人在其中需彎腰行走，人在其中需彎腰行走，大多數(shù)頂管為中口徑頂管。小口徑頂管直徑為大多數(shù)頂管為中口徑頂管。小口徑頂管直徑為5005001000mm1000mm，人只能在其中爬行，有時(shí)甚至爬，人只能在其中爬行，有時(shí)甚至爬行都比較困難。微型頂管的直徑通常在行都比較困難。微型頂管的直徑通常在400mm400mm以以下，最小的只有下，最小的只有75mm75mm。按一次頂進(jìn)的長(zhǎng)度（按一次頂進(jìn)的長(zhǎng)度（指頂進(jìn)工作坑和接收工作指頂進(jìn)工作坑和接收工作坑之間的距離坑之間的距離）分：）分：普通距離頂管和長(zhǎng)距離頂普通距離頂管和長(zhǎng)距離頂管。頂進(jìn)距離長(zhǎng)短的劃分目前尚無明確規(guī)定，管。頂進(jìn)距離長(zhǎng)短的劃分目前尚無明確規(guī)定，過去多指過去多指100m100m左右的頂管。目前，千米以上的左右的頂管。目前，千米以上的頂管已屢見不鮮，可把頂管已屢見不鮮，可把500m500m以上的頂管稱為長(zhǎng)以上的頂管稱為長(zhǎng)距離頂管。距離頂管。頂管施工的分類頂管施工的分類頂管施工的分類頂管施工的分類35醫(yī)藥參考按頂管機(jī)的類型分按頂管機(jī)的類型分：手掘式人工頂管、擠壓頂管、：手掘式人工頂管、擠壓頂管、水射流頂管和機(jī)械頂管（水射流頂管和機(jī)械頂管（泥水式、泥漿式、土壓式、泥水式、泥漿式、土壓式、巖石式巖石式）。手掘式頂管的推進(jìn)管前只是一個(gè)鋼制）。手掘式頂管的推進(jìn)管前只是一個(gè)鋼制的帶刃口的管子（稱為工具管），人在工具管內(nèi)的帶刃口的管子（稱為工具管），人在工具管內(nèi)挖土。掘進(jìn)機(jī)頂管的破土方式與盾構(gòu)類似，也有挖土。掘進(jìn)機(jī)頂管的破土方式與盾構(gòu)類似，也有機(jī)械式和半機(jī)械式之分。機(jī)械式和半機(jī)械式之分。按管材分按管材分：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、以及其：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、以及其他管材的頂管。他管材的頂管。按頂進(jìn)管子軌跡的曲直分按頂進(jìn)管子軌跡的曲直分：直線頂管和曲線頂管。：直線頂管和曲線頂管。36醫(yī)藥參考工作井（工作坑或基坑），按其作用分為工作井（工作坑或基坑），按其作用分為頂進(jìn)井頂進(jìn)井（始發(fā)（始發(fā)井）和井）和接收井接收井兩種。頂進(jìn)井是安放所有頂進(jìn)設(shè)備的場(chǎng)所，兩種。頂進(jìn)井是安放所有頂進(jìn)設(shè)備的場(chǎng)所，也是頂管掘進(jìn)機(jī)的始發(fā)場(chǎng)所，是承受主頂油缸推力的反也是頂管掘進(jìn)機(jī)的始發(fā)場(chǎng)所，是承受主頂油缸推力的反作用力的構(gòu)筑物，供工具管出洞、下管節(jié)、挖掘土砂的作用力的構(gòu)筑物，供工具管出洞、下管節(jié)、挖掘土砂的運(yùn)出、材料設(shè)備的吊裝、操縱人員的上下等使用。在頂運(yùn)出、材料設(shè)備的吊裝、操縱人員的上下等使用。在頂進(jìn)井內(nèi)，布置主頂千斤頂、頂鐵、基坑導(dǎo)軌、洞口止水進(jìn)井內(nèi)，布置主頂千斤頂、頂鐵、基坑導(dǎo)軌、洞口止水圈以及照明裝置和井內(nèi)排水設(shè)備等。在頂進(jìn)井的地面上，圈以及照明裝置和井內(nèi)排水設(shè)備等。在頂進(jìn)井的地面上，布置行車或其他類型的起吊運(yùn)輸設(shè)備。接收井是接收頂布置行車或其他類型的起吊運(yùn)輸設(shè)備。接收井是接收頂管機(jī)或工具管的場(chǎng)所，與工作井相比，接收井布置比較管機(jī)或工具管的場(chǎng)所，與工作井相比，接收井布置比較簡(jiǎn)單。簡(jiǎn)單。工作井及其布置工作井及其布置工作井及其布置工作井及其布置37醫(yī)藥參考頂進(jìn)工作井內(nèi)布置圖頂進(jìn)工作井內(nèi)布置圖1-1-管節(jié)；管節(jié)；2-2-洞口止水系統(tǒng)；洞口止水系統(tǒng)；3-3-環(huán)形頂鐵；環(huán)形頂鐵；4-4-弧形頂鐵；弧形頂鐵；5-5-頂進(jìn)導(dǎo)軌；頂進(jìn)導(dǎo)軌；6-6-主頂油缸；主頂油缸；7-7-主頂油缸架；主頂油缸架；8-8-測(cè)量系統(tǒng)；測(cè)量系統(tǒng)；9-9-后靠背；后靠背；10-10-后座墻；后座墻；11-11-井壁井壁12349876538醫(yī)藥參考長(zhǎng)距離頂管長(zhǎng)距離頂管長(zhǎng)距離頂管長(zhǎng)距離頂管在市政工程建設(shè)中，長(zhǎng)距離管道的敷設(shè)是其重要的在市政工程建設(shè)中，長(zhǎng)距離管道的敷設(shè)是其重要的工作內(nèi)容。隨著頂管技術(shù)應(yīng)用的推廣，研究敷設(shè)長(zhǎng)工作內(nèi)容。隨著頂管技術(shù)應(yīng)用的推廣，研究敷設(shè)長(zhǎng)距離管道工藝技術(shù)已成為引人注目的課題。距離管道工藝技術(shù)已成為引人注目的課題。長(zhǎng)距離管道的主要困難是，設(shè)置在頂進(jìn)坑內(nèi)的主千長(zhǎng)距離管道的主要困難是，設(shè)置在頂進(jìn)坑內(nèi)的主千斤頂?shù)耐祈斄τ邢蓿蛔阋钥朔艿篱L(zhǎng)距離頂進(jìn)時(shí)斤頂?shù)耐祈斄τ邢?，不足以克服管道長(zhǎng)距離頂進(jìn)時(shí)遇到的總阻力。希望增加頂管單程頂進(jìn)的長(zhǎng)度時(shí)，遇到的總阻力。希望增加頂管單程頂進(jìn)的長(zhǎng)度時(shí)，需要采取相關(guān)的措施，如增加主千斤頂?shù)捻斄Αp需要采取相關(guān)的措施，如增加主千斤頂?shù)捻斄Αp少管道周邊與地層的摩擦力、中途設(shè)置輔助千斤頂少管道周邊與地層的摩擦力、中途設(shè)置輔助千斤頂（中繼環(huán)）、減小頂管承受的正面阻力等。目前在（中繼環(huán)）、減小頂管承受的正面阻力等。目前在發(fā)展長(zhǎng)距離頂管技術(shù)的過程中，發(fā)展長(zhǎng)距離頂管技術(shù)的過程中，減摩減摩和和設(shè)置中繼環(huán)設(shè)置中繼環(huán)兩項(xiàng)措施已得到較多研究，并已成為成熟的技術(shù)。兩項(xiàng)措施已得到較多研究，并已成為成熟的技術(shù)。39醫(yī)藥參考為了適應(yīng)長(zhǎng)距離頂進(jìn)管道的需要，研制了中繼環(huán)為了適應(yīng)長(zhǎng)距離頂進(jìn)管道的需要，研制了中繼環(huán)（又稱中繼間、中間站）。即在管道頂進(jìn)的中途（又稱中繼間、中間站）。即在管道頂進(jìn)的中途設(shè)置輔助千斤頂，靠輔助千斤頂提供的動(dòng)力繼續(xù)設(shè)置輔助千斤頂，靠輔助千斤頂提供的動(dòng)力繼續(xù)頂進(jìn)管段，延長(zhǎng)頂管的頂進(jìn)長(zhǎng)度，滿足敷設(shè)長(zhǎng)距頂進(jìn)管段，延長(zhǎng)頂管的頂進(jìn)長(zhǎng)度，滿足敷設(shè)長(zhǎng)距離管道的需要。離管道的需要。采用中繼環(huán)時(shí)，管道沿全長(zhǎng)分成若干段，在段與采用中繼環(huán)時(shí)，管道沿全長(zhǎng)分成若干段，在段與段之間設(shè)置中繼環(huán)。中繼環(huán)是一個(gè)由鋼材制成的段之間設(shè)置中繼環(huán)。中繼環(huán)是一個(gè)由鋼材制成的圓環(huán)，內(nèi)壁上設(shè)置有一定數(shù)量的短行程千斤頂，圓環(huán)，內(nèi)壁上設(shè)置有一定數(shù)量的短行程千斤頂，產(chǎn)生的推頂力可用于推進(jìn)中繼環(huán)前方的管道。產(chǎn)生的推頂力可用于推進(jìn)中繼環(huán)前方的管道。增設(shè)中繼環(huán)（間）增設(shè)中繼環(huán)（間）40醫(yī)藥參考中繼環(huán)示意圖中繼環(huán)示意圖 41醫(yī)藥參考鋼筋混凝土管節(jié)的接口有平口、企口和承口三種類型。管節(jié)類型不鋼筋混凝土管節(jié)的接口有平口、企口和承口三種類型。管節(jié)類型不同，止水方式也不同。同，止水方式也不同。（1 1）平口管接口及止水）平口管接口及止水平口管用平口管用“T T”形鋼套環(huán)接口，把兩只管子連接在一起，在混凝土管形鋼套環(huán)接口，把兩只管子連接在一起，在混凝土管和鋼套環(huán)中間安裝有和鋼套環(huán)中間安裝有2 2根齒形橡膠圈止水。根齒形橡膠圈止水。管節(jié)接縫的防水管節(jié)接縫的防水管節(jié)接縫的防水管節(jié)接縫的防水42醫(yī)藥參考（a a）企口形管及其接口）企口形管及其接口 （b b）“q q”形橡膠止水圈形橡膠止水圈（2 2）企口接口及防水）企口接口及防水企口管用企口式接口，用企口管用企口式接口，用1 1根根“q q”形橡膠圈止水。形橡膠圈止水。止水圈右邊腔內(nèi)有硅油，在兩管節(jié)對(duì)接連接過止水圈右邊腔內(nèi)有硅油，在兩管節(jié)對(duì)接連接過程中，充有硅油的一腔會(huì)翻轉(zhuǎn)到橡膠體的上方程中，充有硅油的一腔會(huì)翻轉(zhuǎn)到橡膠體的上方及左邊，增強(qiáng)了止水效果。及左邊，增強(qiáng)了止水效果。43醫(yī)藥參考（3 3）承口接口及防水）承口接口及防水承口管用承口管用“F F”形套環(huán)接口，接口處用形套環(huán)接口，接口處用1 1根齒形橡膠圈止根齒形橡膠圈止水。水。F F形接口管是最為常用的一種管節(jié)。它把形接口管是最為常用的一種管節(jié)。它把“T T”形形鋼套環(huán)的前面一半埋入混凝土管中就變成了鋼套環(huán)的前面一半埋入混凝土管中就變成了“F F”形接形接口。為防止鋼套環(huán)與混凝土結(jié)合面滲漏，在該處設(shè)了口。為防止鋼套環(huán)與混凝土結(jié)合面滲漏，在該處設(shè)了一個(gè)遇水膨脹的橡膠止水圈。一個(gè)遇水膨脹的橡膠止水圈。44醫(yī)藥參考鋼管是用一定厚度的鋼板先卷成圓筒，再焊成鋼管是用一定厚度的鋼板先卷成圓筒，再焊成竹節(jié)，鋼管兩管節(jié)之間采用焊接連接，其整體竹節(jié)，鋼管兩管節(jié)之間采用焊接連接，其整體性好，不易產(chǎn)生滲漏水。為保證焊接牢靠，將性好，不易產(chǎn)生滲漏水。為保證焊接牢靠，將管節(jié)端口按一定角度坡口后再焊接。常用的接管節(jié)端口按一定角度坡口后再焊接。常用的接口形式有兩種：?jiǎn)芜吙谛问接袃煞N：?jiǎn)芜匳 V型坡口；型坡口；K K型坡口。單邊型坡口。單邊V V型坡口適用于人員無法進(jìn)入的小口徑管，采型坡口適用于人員無法進(jìn)入的小口徑管，采用單邊坡口和單面焊接；用單邊坡口和單面焊接；K K型坡口雙面成型的型坡口雙面成型的焊接工藝，即管內(nèi)外均需焊接，適用于口徑較焊接工藝，即管內(nèi)外均需焊接，適用于口徑較大的管道中。大的管道中。鋼管頂管的接口形式鋼管頂管的接口形式45醫(yī)藥參考坡口型式坡口型式 46醫(yī)藥參考相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：（1 1）二者都屬于暗挖法施工大口徑（）二者都屬于暗挖法施工大口徑（900900）地下工程）地下工程的主要施工方法。的主要施工方法。（2 2）二者都要開挖工作基坑（工作井和接收井）。）二者都要開挖工作基坑（工作井和接收井）。（3 3）二者工作面的開挖方法，出、進(jìn)洞施工技術(shù)基本相）二者工作面的開挖方法，出、進(jìn)洞施工技術(shù)基本相似。似。（4 4）二者都要注意接縫防水處理、地表沉降控制、周邊）二者都要注意接縫防水處理、地表沉降控制、周邊環(huán)境保護(hù)等問題，都要進(jìn)行注壓漿。環(huán)境保護(hù)等問題，都要進(jìn)行注壓漿。盾構(gòu)法和頂管法的主要異同點(diǎn)：盾構(gòu)法和頂管法的主要異同點(diǎn)：47醫(yī)藥參考（1 1）盾構(gòu)法的）盾構(gòu)法的襯砌襯砌為管片，且每環(huán)管片要在盾構(gòu)機(jī)的盾尾進(jìn)行拼裝，為管片，且每環(huán)管片要在盾構(gòu)機(jī)的盾尾進(jìn)行拼裝，拼裝好后一般不會(huì)再移動(dòng)；頂管法的襯砌為管節(jié)，且每環(huán)管節(jié)是拼裝好后一般不會(huì)再移動(dòng)；頂管法的襯砌為管節(jié)，且每環(huán)管節(jié)是一次預(yù)制成功的，由頂進(jìn)裝置依次頂進(jìn)，直至第一節(jié)管節(jié)到達(dá)接一次預(yù)制成功的，由頂進(jìn)裝置依次頂進(jìn)，直至第一節(jié)管節(jié)到達(dá)接收井位置。收井位置。（2 2）盾構(gòu)法施工的盾構(gòu)千斤頂布置在盾構(gòu)機(jī)的支撐環(huán)外沿，而頂管）盾構(gòu)法施工的盾構(gòu)千斤頂布置在盾構(gòu)機(jī)的支撐環(huán)外沿，而頂管法施工的主頂進(jìn)裝置布置在工作井內(nèi)，如果頂力不足要加設(shè)中繼法施工的主頂進(jìn)裝置布置在工作井內(nèi)，如果頂力不足要加設(shè)中繼間。間。（3 3）盾構(gòu)千斤頂活塞的前端必須安裝頂塊，頂塊必須采用球面接頭，）盾構(gòu)千斤頂活塞的前端必須安裝頂塊，頂塊必須采用球面接頭，在頂塊與管片的接觸面上安裝橡膠或柔性材料的墊板。頂管法的在頂塊與管片的接觸面上安裝橡膠或柔性材料的墊板。頂管法的主頂千斤頂?shù)男谐涕L(zhǎng)短不能一次將管節(jié)頂?shù)轿粫r(shí)，必須在千斤頂主頂千斤頂?shù)男谐涕L(zhǎng)短不能一次將管節(jié)頂?shù)轿粫r(shí)，必須在千斤頂縮回后在中間加墊塊或幾塊頂鐵?？s回后在中間加墊塊或幾塊頂鐵。O O型頂鐵是使主頂千斤頂?shù)耐屏π晚旇F是使主頂千斤頂?shù)耐屏梢暂^均勻地加到所頂管道的周邊；可以較均勻地加到所頂管道的周邊；U U型頂鐵是為了彌補(bǔ)千斤頂行型頂鐵是為了彌補(bǔ)千斤頂行程不足而用。程不足而用。（4 4）盾構(gòu)機(jī)內(nèi)有拼裝管片的拼裝機(jī)，而頂管機(jī)內(nèi)沒有。）盾構(gòu)機(jī)內(nèi)有拼裝管片的拼裝機(jī)，而頂管機(jī)內(nèi)沒有。（5 5）盾構(gòu)法主要用于大斷面城市地下隧道、水工隧道、公路隧道的）盾構(gòu)法主要用于大斷面城市地下隧道、水工隧道、公路隧道的施工；頂管法主要適用于斷面稍小一些的城市地下管線的鋪設(shè)。施工；頂管法主要適用于斷面稍小一些的城市地下管線的鋪設(shè)。不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：48醫(yī)藥參考頂管施工簡(jiǎn)圖49醫(yī)藥參考無需隔斷交通無需隔斷交通 噪音以及震動(dòng)都很小噪音以及震動(dòng)都很小 可以在很深的地下敷設(shè)管道可以在很深的地下敷設(shè)管道 1、頂管施工的優(yōu)點(diǎn)50醫(yī)藥參考 頂管施工采用油壓驅(qū)動(dòng)，施工時(shí)噪音遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于開槽頂管施工采用油壓驅(qū)動(dòng)，施工時(shí)噪音遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于開槽式敷設(shè)管道，幾乎沒有地盤沉降的現(xiàn)象，對(duì)周遭的影響式敷設(shè)管道，幾乎沒有地盤沉降的現(xiàn)象，對(duì)周遭的影響降低到最小程度。而且在較深的埋深情況下施工成本要降低到最小程度。而且在較深的埋深情況下施工成本要小于開槽式敷設(shè)管道。小于開槽式敷設(shè)管道。可以安全的穿越鐵路可以安全的穿越鐵路 對(duì)施工周遭的影響很小對(duì)施工周遭的影響很小 可以穿越障礙物可以穿越障礙物 51醫(yī)藥參考2、頂管施工的幾種工法、頂管施工的幾種工法 手掘式頂管法手掘式頂管法 泥水式頂管法泥水式頂管法 土壓式頂管法土壓式頂管法 氣壓式頂管法氣壓式頂管法52醫(yī)藥參考土壓式平衡頂管施工工藝 土壓式平衡頂管施工的主要特征是在施工過程中，利用土倉內(nèi)的壓力和螺旋出土器出土來平衡頂管機(jī)前的土壓力和地下水壓力。它有兩方面的基本內(nèi)容：第一，頂管機(jī)在頂進(jìn)過程中與它所處土層的地下水壓力和土壓力處于一種平衡狀態(tài)；第二；頂管機(jī)螺旋出土器的排土量與頂管機(jī)推進(jìn)所占去的土的體積也處于一種平衡狀態(tài)。土壓式平衡頂管施工主要采用螺旋出土器將土排到推土小車?yán)锩?，然后再運(yùn)到工作井將其吊起。53醫(yī)藥參考54醫(yī)藥參考泥水式平衡頂管施工的主要特征是在施工過程中，利用進(jìn)排泥漿管道在頂管機(jī)泥水倉內(nèi)建立的泥水壓力來平衡頂管機(jī)前的土壓力和地下水壓力。泥水式平衡頂管施工采用泥漿泵進(jìn)行排土。與其他型式頂管方法相比泥水式頂管具有五方面優(yōu)點(diǎn)：一是適用的地質(zhì)范圍較廣，如遇到地下水位較高以及地質(zhì)變化范圍大的土質(zhì)條件，它都能適用。二是可保持挖掘面的相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)周圍土層的影響較小，施工后地面沉降極小。三是與其他類型的機(jī)種相比，泥水頂管的切削力矩小，最適宜于砂礫及硬土里頂管。四是工作坑內(nèi)作業(yè)環(huán)境較好，作業(yè)比較安全。由于采用泥水輸送棄土，所以沒有搬運(yùn)土方及吊土等較易發(fā)生危險(xiǎn)的作業(yè)。并且該方法可以在各種環(huán)境下作業(yè)，且挖掘面穩(wěn)定，不會(huì)造成地面沉降而影響交通及各種公用管線的安全。五是由于可以連續(xù)出土，因此大大提高了推進(jìn)速度，最適宜于長(zhǎng)距離頂管。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)段的成功運(yùn)行，證明這套頂管機(jī)的工作效率非常高，每天能連續(xù)頂進(jìn)，是人工頂管的倍。泥水式平衡頂管施工工藝55醫(yī)藥參考56醫(yī)藥參考手掘式頂管施工工藝目前較為普通的頂管方法。管前用人工挖土，設(shè)備簡(jiǎn)單，適用于黏性、砂性或硬質(zhì)泥巖土層，且無地下水影響，管徑10003000之間的排水工程。優(yōu)點(diǎn)具有頂管施工的所有優(yōu)點(diǎn)。工作坑占用場(chǎng)地小。設(shè)備簡(jiǎn)單、技術(shù)難度低，易于推廣。缺點(diǎn)對(duì)不同地質(zhì)條件有很大的局限性。頂進(jìn)面土壓不能平衡，容易塌方。勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工進(jìn)度慢。57醫(yī)藥參考3、手掘式頂管工藝流程圖手掘式頂管工藝流程圖58醫(yī)藥參考二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作1、調(diào)查研究，摸清情況n掌握管道埋設(shè)、管徑、管材和接口要求。n掌握地下土質(zhì)、水位等有關(guān)水文地質(zhì)資料。n掌握地下管線情況。n現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境、運(yùn)輸、電源等情況。59醫(yī)藥參考2、編制施工方案的主要內(nèi)容n確定工作坑的位置和尺寸。n頂管后背的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。n確定掘進(jìn)和出土的方法，下管和運(yùn)管的方式和設(shè)備，工作平臺(tái)的支搭結(jié)構(gòu)。n進(jìn)行頂力計(jì)算，選擇頂進(jìn)設(shè)備。n遇有地下水時(shí)，選用降水方法。n制定保證工程質(zhì)量和安全的技術(shù)措施。60醫(yī)藥參考3、工作坑尺寸的確定 工作坑一般選在檢查井的位置，并與建筑物有一定的安全距離。其工作坑底長(zhǎng)、寬尺寸可按下圖計(jì)算。底寬：WD+2(B+b)式中 B-工作面凈寬，一般為1.21.5m；b-支撐厚度；D-管外徑。61醫(yī)藥參考底長(zhǎng)：LL1+L2+L3+L4+L5式中 L1-后背結(jié)構(gòu)厚度；L2-千斤頂長(zhǎng)度；L3-出土工作面長(zhǎng)度，一般取1.01.5m；L4-每節(jié)頂管長(zhǎng)度；L5-頂進(jìn)管口尾部留出工作坑壁的最小長(zhǎng)度，一般為0.3m。62醫(yī)藥參考3、工作坑底基礎(chǔ)與導(dǎo)軌、工作坑底基礎(chǔ)與導(dǎo)軌基礎(chǔ)基礎(chǔ) 頂進(jìn)過程中，防止工作坑地基沉降，導(dǎo)致管子頂進(jìn)偏差過頂進(jìn)過程中，防止工作坑地基沉降，導(dǎo)致管子頂進(jìn)偏差過大，應(yīng)在工作坑底鋪設(shè)基礎(chǔ)。大，應(yīng)在工作坑底鋪設(shè)基礎(chǔ)。l枕木基礎(chǔ)枕木基礎(chǔ) 當(dāng)工作坑土質(zhì)好、無地下水、管徑小、工期短，可采用。當(dāng)工作坑土質(zhì)好、無地下水、管徑小、工期短，可采用。分為密鋪和疏鋪兩種。分為密鋪和疏鋪兩種。l混凝土基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ) 當(dāng)工作土質(zhì)較差、有地下水、管徑較大，可采用?；炷廉?dāng)工作土質(zhì)較差、有地下水、管徑較大，可采用?；炷?強(qiáng)度等級(jí)不小于強(qiáng)度等級(jí)不小于C15，厚度，厚度100150mm。l混凝土臥枕木基礎(chǔ)混凝土臥枕木基礎(chǔ) 適用于地基土質(zhì)松軟、有地下水、管徑偏大等狀況。混凝適用于地基土質(zhì)松軟、有地下水、管徑偏大等狀況。混凝土強(qiáng)度等級(jí)不小于土強(qiáng)度等級(jí)不小于C15，厚度，厚度200250mm?；炷帘砻娴陀谡??；炷帘砻娴陀谡砟颈砻婺颈砻?015mm。63醫(yī)藥參考導(dǎo)軌導(dǎo)軌 導(dǎo)軌的作用是控制管身按設(shè)計(jì)的管中心線和高程頂進(jìn)，導(dǎo)軌的作用是控制管身按設(shè)計(jì)的管中心線和高程頂進(jìn)，保證管身在頂入之前位置符合設(shè)計(jì)要求。導(dǎo)軌的安裝是否準(zhǔn)保證管身在頂入之前位置符合設(shè)計(jì)要求。導(dǎo)軌的安裝是否準(zhǔn)確和牢固，對(duì)管道頂進(jìn)質(zhì)量影響較大。確和牢固，對(duì)管道頂進(jìn)質(zhì)量影響較大。l導(dǎo)軌凈距與管道外徑大小有關(guān)，根據(jù)直角三角形計(jì)算。導(dǎo)軌凈距與管道外徑大小有關(guān)，根據(jù)直角三角形計(jì)算。l 導(dǎo)軌標(biāo)高與導(dǎo)軌凈距和管壁厚度有關(guān)。導(dǎo)軌標(biāo)高與導(dǎo)軌凈距和管壁厚度有關(guān)。l導(dǎo)軌安裝應(yīng)牢固、順直、平行、等高，其縱坡與管道設(shè)計(jì)坡導(dǎo)軌安裝應(yīng)牢固、順直、平行、等高，其縱坡與管道設(shè)計(jì)坡度一致。度一致。l在使用中經(jīng)常檢查較核導(dǎo)軌，防止產(chǎn)生位移。在使用中經(jīng)常檢查較核導(dǎo)軌，防止產(chǎn)生位移。64醫(yī)藥參考5、頂力計(jì)算 頂管施工必須有足夠的頂力，才能克服管子在頂進(jìn)過程中土對(duì)管子產(chǎn)生的阻力。頂管的總頂力應(yīng)大于或等于管正面阻力和管四周摩擦阻力之和。F=F1+F2式中：F 總頂力；F1管正面阻力；F2管道摩擦阻力。65醫(yī)藥參考n正面阻力F1：不同管前端裝置其正面阻力各不相同。l當(dāng)采用簡(jiǎn)易工具管時(shí)，可按下式計(jì)算：管正面阻力 F1=(D-t)t*R 式中 D管外徑 t工具管刃腳厚度 R擠壓阻力 (可取300500kN/m2)l當(dāng)采用超前開挖頂管時(shí)，管正面阻力可忽略不計(jì)。66醫(yī)藥參考n摩擦阻力F2：摩擦阻力是指管壁與土之間的摩擦阻力。l在正常情況下，可按下式計(jì)算：管正面阻力 F2=f2*L單位長(zhǎng)度管道摩擦阻力 f2=D(P1+P2)+W垂直土壓力 P1h水平土壓力 P2(H+D/2)*tg2(45-/2)式中 D 管外徑 L管道長(zhǎng)度 摩擦系數(shù)W單位長(zhǎng)度管子自重 土的重度 H 管頂浮土高度 土的內(nèi)摩擦角67醫(yī)藥參考6、后座墻與后背n后座墻與后背是頂力的支撐結(jié)構(gòu)，通常采用原土做后座墻，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，頂管覆土24m時(shí)，原土后背墻的長(zhǎng)度需要47 m。如無法使用原土做后背墻時(shí)，可筑人工后座墻，也可利用已施工完的管道做后座墻。n后背的作用是減少對(duì)后座墻的單位面積的壓力。68醫(yī)藥參考n注意事項(xiàng)后背土壁應(yīng)鏟平，使土壁墻面與管道頂進(jìn)方向相垂直。靠土壁橫排方木面積，一般土質(zhì)按承載力不超過15t/m2。方木應(yīng)臥入工作坑底以下0.5m，使千斤頂?shù)淖饔昧χ行母叨炔恍∮诜侥竞蟊掣叨鹊?/3。方木斷面可用150mm150mm,立鐵可用200mm300mm工字鋼，橫鐵可用150mm400mm工字鋼。土質(zhì)松軟或頂力較大時(shí)，可在方木前加墊鋼板。69醫(yī)藥參考7、頂管設(shè)備千斤頂l它是頂管的主要設(shè)備之一。l目前多采用液壓千斤頂，根據(jù)需要頂力，選擇臺(tái)數(shù)。l如選擇一臺(tái)，千斤頂中心放置位置與管中心線的垂線相交；l若使用多臺(tái)并列式放置，應(yīng)使頂力合力作用點(diǎn)與管壁反作用點(diǎn)l在同一軸線上，防止產(chǎn)生力偶，造成頂進(jìn)偏差。70醫(yī)藥參考高壓油泵l一般選用定額壓力為32MPa的柱塞油泵，經(jīng)分配器、控制閥進(jìn)入千斤頂。l若裝有兩臺(tái)以上千斤頂，需將油管并聯(lián)在一起，以使各千斤頂活塞的行程一致。71醫(yī)藥參考頂鐵l頂鐵是傳遞頂力的墊鐵，分為橫頂鐵、順頂鐵、U型或環(huán)型頂鐵。l順頂鐵長(zhǎng)短應(yīng)有多種尺寸，以便隨著管子頂進(jìn)，用順頂鐵放入其頂進(jìn)空隙之內(nèi)，再繼續(xù)掘土頂進(jìn)。l U型或環(huán)形頂鐵放在管子端面，順頂鐵作用其上，其弧形斷面尺寸形狀與被頂進(jìn)管子相同，其作用是使混凝土管口受力均勻，以免管口損壞。72醫(yī)藥參考起重設(shè)備l主要作用是下管和運(yùn)土。l一般采用單梁式電動(dòng)葫蘆吊。l正式作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行試吊，檢查重物捆綁情況和制動(dòng)性能。l嚴(yán)禁超負(fù)荷吊裝。73醫(yī)藥參考1、管前挖土n將地下水位降至管底以下不小于0.5m處，并采取其它措施防止其他水源進(jìn)入頂管管道。n管前挖土一次進(jìn)尺長(zhǎng)度，以千斤頂?shù)囊粋€(gè)行程長(zhǎng)度為宜。土質(zhì)好可超前500mm以內(nèi)。不宜超前開挖過長(zhǎng)，以免引起管位偏差大和管端上方土坍塌。n應(yīng)嚴(yán)格控制管周圍土的超挖，管端上部可超挖15mm，以減少阻力；管端下部135包角范圍內(nèi)不得超挖。挖土與頂進(jìn)74醫(yī)藥參考n在不允許頂管上部土層下沉地段頂進(jìn)時(shí)，管周圍不得超挖。n在松軟性土層中頂進(jìn)時(shí)，應(yīng)采取土體加固措施或其它有效措施。n管前挖出的土應(yīng)及時(shí)外運(yùn)。75醫(yī)藥參考n頂進(jìn)時(shí)注意事項(xiàng)：l頂進(jìn)時(shí)應(yīng)先挖土后頂進(jìn)，隨挖隨頂。應(yīng)組織連續(xù)作業(yè)，不宜中途停止，增加頂進(jìn)的難度。l安裝頂鐵應(yīng)平順，不得歪斜，每次加放頂鐵時(shí)，使頂鐵連接塊數(shù)最少為宜。l工具管進(jìn)入土層時(shí)，每頂進(jìn)0.3m，測(cè)量不少于一次。管道進(jìn)入土層后正常頂進(jìn)時(shí)，每1.0m測(cè)量一次，糾偏時(shí)增加測(cè)量次數(shù)。（包括管中心線和管底高程）76醫(yī)藥參考l頂進(jìn)過程中，發(fā)現(xiàn)下列緊急情況時(shí)應(yīng)采取措施進(jìn)行處理：工具管前方遇到障礙物。后背墻變形嚴(yán)重。頂鐵發(fā)生扭曲現(xiàn)象。管位偏差過大且校正無效。頂力超過管端的允許頂力。油泵壓力表指針升高異常。77醫(yī)藥參考3、糾偏與校正采用小角度、頂進(jìn)中逐漸糾偏，不得猛糾硬調(diào)。l挖土糾偏法l頂木校正法l校正環(huán)校正法78醫(yī)藥參考 挖土糾偏法 在管子偏向一側(cè)少挖土，而在另一側(cè)多超挖些，強(qiáng)制管子在前進(jìn)時(shí)向另一側(cè)偏移，從而達(dá)到糾偏的效果。適用偏差為10 20mm時(shí)。79醫(yī)藥參考 頂木糾偏法管端下陷，可采用下圖方法。適用偏差大于20mm時(shí)。80醫(yī)藥參考 校正環(huán)校正法 校正環(huán)安裝在工具管的后面，上下左右各有一個(gè)小千斤頂，發(fā)生偏差時(shí)，可開動(dòng)相應(yīng)的小千斤頂進(jìn)行校正。81醫(yī)藥參考觸變泥漿減阻 頂力控制的關(guān)鍵是最大限度地降低頂進(jìn)阻力，而降低頂進(jìn)阻力最有效的方法是進(jìn)行注漿。注漿使管周外壁形成泥漿潤(rùn)滑套，從而降低了頂進(jìn)時(shí)的摩阻力。82醫(yī)藥參考選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對(duì)膨潤(rùn)土取樣測(cè)試。主要指標(biāo)為造漿率、失水量和動(dòng)塑比。在管子上預(yù)埋壓漿孔，壓漿孔的設(shè)置要有利于漿套的形成。膨潤(rùn)土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時(shí)間，聽取供應(yīng)商的建議但都必須按照規(guī)范進(jìn)行壓漿方式要以同步注漿為主，補(bǔ)漿為輔。在頂進(jìn)過程中，要經(jīng)常檢查各推進(jìn)段的漿液形成情況。83醫(yī)藥參考注漿設(shè)備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的密封性能。在注漿孔中設(shè)置一個(gè)單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞注漿孔，從而影響注漿效果。注漿工藝由專人負(fù)責(zé)，質(zhì)量員定期檢查。注漿泵選擇脈動(dòng)小的螺桿泵，流量與頂進(jìn)速度相應(yīng)配。84醫(yī)藥參考l 為了克服頂進(jìn)阻力過大，增加單向頂進(jìn)的最大長(zhǎng)度，可以在頂管中布置中繼站進(jìn)行接力頂進(jìn)。中繼站85醫(yī)藥參考 中繼間主要有前加長(zhǎng)型T型套環(huán)、特殊管、后特殊管和中繼間油缸、均壓環(huán)等組成。前部是一個(gè)與T型套環(huán)相類似的密封圈和接口。中繼間殼體的前端與 T型套環(huán)的一半相似，利用它把中繼間殼體與混凝土管連接起來。中繼間的后特殊管外則設(shè)有兩環(huán)止水密封圈，使殼體雖在其上來回抽動(dòng)而不會(huì)產(chǎn)生滲漏。86醫(yī)藥參考編輯：薛觀聯(lián)系電話：1340063738387醫(yī)藥參考