矩形頂管施工

頂管法: 利用主頂油缸及管道間長距離頂進(jìn)的推力，將頂管機(jī)從始發(fā)井內(nèi)推入土層，依靠頂管機(jī)械切削土體，邊排土、邊頂進(jìn)，隨著頂管機(jī)頂?shù)浇邮站?，矩形管?jié)隨之逐段向前鋪設(shè)的一種“綠色、環(huán)保、安全、高效”的非開挖施工技術(shù)。

矩形頂管施工優(yōu)點(diǎn)

1施工占地面積小，減少交通疏解，減少遷改管線，減少征地范圍，對(duì)城市地面環(huán)境影響較小。

2施工安全性能高:復(fù)雜底層，采用地下機(jī)械封閉系統(tǒng)施工，安全可靠，確保管線安全，控制地面沉降。

3無揚(yáng)塵、無噪音“綠色、環(huán)保、安全”。

4采用預(yù)制管節(jié)頂進(jìn)，縮短工期，保證強(qiáng)度。

5矩形截面相較圓形截面，利用率更高。

6具有良好的社會(huì)效益，空間利用率節(jié)約20。

施工流程

?施工工藝流程

施工流程圖

?施工重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

（1）地面沉降控制

重難點(diǎn)分析：由于頂管機(jī)頂進(jìn)過程中會(huì)對(duì)土體產(chǎn)生擾動(dòng)，導(dǎo)致地面沉降的變化，土倉壓力過大時(shí)，地面會(huì)產(chǎn)生隆起的現(xiàn)象，反之地面會(huì)產(chǎn)生下沉的現(xiàn)象。由于福洲大道為城市主干道，地面沉降要嚴(yán)格控制。

應(yīng)對(duì)措施：①嚴(yán)格控制出土量：保持精確出渣計(jì)量，確保出土不超量。由于頂管機(jī)的特殊構(gòu)造，使其無法觀察掌子面的情況，我們只能通過出渣量的大小來推算掌子面的情況，出渣量過大，掌子面就有可能出現(xiàn)了坍塌，所以必須控制好出渣量。由于土壓平衡頂管工藝出渣量與實(shí)際掘進(jìn)開挖土方量相差很小，所以每頂一節(jié)管出渣量為52m3左右?，F(xiàn)場實(shí)際計(jì)量時(shí)，出土量控制可采用頂進(jìn)115mm出渣1渣斗車（5m3）控制，如出土量超標(biāo)，則上層土體可能發(fā)生沉降、塌陷，進(jìn)而影響到通道上方管線的安全。施工過程中，項(xiàng)目部安排專人對(duì)出渣量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，嚴(yán)格進(jìn)行控制。

②在頂進(jìn)過程中，應(yīng)合理控制頂進(jìn)速度，保證連續(xù)均衡施工，避免出現(xiàn)長時(shí)間擱置情況；不斷根據(jù)反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行土壓力設(shè)定值調(diào)整，使之達(dá)到最佳狀態(tài)；嚴(yán)格控制出土量，防止欠挖或超挖。施工過程中嚴(yán)格測量監(jiān)控地面沉降，一旦發(fā)生沉降，立即采取補(bǔ)漿、注泥等措施修正，頂進(jìn)結(jié)束后進(jìn)行二次補(bǔ)泥。

（2）頂管機(jī)姿態(tài)控制

重難點(diǎn)分析：頂管要按設(shè)計(jì)要求的軸線、坡度進(jìn)行。 穿墻后管道偏差的大小，將會(huì)給以后的工作帶來很大的影響，因此管道在前30m的頂進(jìn)階段，需要特別注意軸線的變化。頂進(jìn)方向力爭力平，如有偏差只能偏上，不能偏下，工具管尚未完全進(jìn)洞前，不要糾偏，進(jìn)洞后，糾偏不能大起大落。應(yīng)繪制工具管測點(diǎn)進(jìn)行軌跡曲線圖來指導(dǎo)糾偏。 管軸線偏差不允許大起大落，采用測力糾偏原理，勤測微糾，一般情況每次糾偏角度不大于 0.5o ，以適當(dāng)?shù)那拾霃街鸩降姆祷氐捷S線上來，做到精心施工。

應(yīng)對(duì)措施：①測量：在工作井后座位置設(shè)置測量機(jī)座，測量基座由地面引入地下，避免工作井 的變形引起的誤差，將激光經(jīng)緯儀放置在其上調(diào)平后，使激光經(jīng)緯儀發(fā)射的激光沿著頂 進(jìn)方向水平射出，打在工具頭的測量靶位上，通過望遠(yuǎn)鏡讀出工具頭的偏差。每隔0.5m記錄一次。（輔以人工測量校對(duì)） ②糾偏方法：頂進(jìn)中發(fā)現(xiàn)管位偏差3mm左右，即應(yīng)進(jìn)行校正。糾偏校正應(yīng)緩緩進(jìn)行，使管節(jié)逐漸復(fù)位，不得猛糾硬調(diào)。校正方法采用工具頭自身糾偏法：控制工具頭的狀態(tài)向下、向上、向左、向右，這種方法糾偏方法良好，每次糾偏的幅度以 5mm 為一個(gè)單元， 再頂進(jìn) 1m 時(shí)，如果根據(jù)工具頭的測斜儀及激光經(jīng)緯儀測量偏位趨勢沒有減少時(shí)，增大糾偏力度（以 5mm 為一個(gè)單元），如果根據(jù)工具頭的測斜儀及激光經(jīng)緯儀測量偏位趨勢穩(wěn)定 或減少時(shí)，保持該糾偏力度，繼續(xù)頂進(jìn)，當(dāng)偏位趨勢相反時(shí)，則需要將糾偏力度逐漸減少。

（3）頂管機(jī)回縮問題

重難點(diǎn)分析：頂管機(jī)在始發(fā)階段，由于機(jī)身未完全進(jìn)入土層，與土層摩擦力較小，安裝管節(jié)時(shí)主頂千斤頂收回，由于掌子面土體的壓力對(duì)刀盤的作用，將會(huì)使頂管機(jī)向工作井內(nèi)回縮，從而引起掌子面土體坍塌。

應(yīng)對(duì)措施：在前基座兩側(cè)各安裝1套止退裝置，當(dāng)油缸行程推完，需要加墊塊或管節(jié)時(shí)，將銷子插入管節(jié)的吊裝孔，在銷座和基座的后支柱間再放進(jìn)鋼墊塊和鋼板，使管節(jié)的后退力通過銷子、銷座、墊塊傳遞到止退裝置的后支柱上。

（4）頂管機(jī)進(jìn)洞栽頭

重難點(diǎn)分析：頂管機(jī)在進(jìn)始發(fā)時(shí)，機(jī)身重力在始發(fā)階段是由洞門框梁和始發(fā)托架承受，當(dāng)頂管機(jī)頂進(jìn)一定距離后機(jī)身大部分重力將由土體承受，由于土體承載力較弱，在重力作用下會(huì)引起底層下沉，從而使頂管機(jī)前體下沉機(jī)尾上翹，則出現(xiàn)所謂栽頭現(xiàn)象。

應(yīng)對(duì)措施：①保證端頭的加固長度，且需確保加固體的質(zhì)量，端頭加固的目的之一就是提高土體的承載力；②頂管始發(fā)時(shí)預(yù)先將頂管機(jī)姿態(tài)抬高后進(jìn)行始發(fā)頂進(jìn)；將頂管機(jī)機(jī)尾與前端若干管節(jié)相連，從而使頂管機(jī)與管節(jié)形成整體，通過管節(jié)的重力平衡機(jī)頭的重力。

（5）頂管機(jī)頂進(jìn)過程中扭轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)

重難點(diǎn)分析：頂管機(jī)扭轉(zhuǎn)是由于刀盤旋轉(zhuǎn)切削土體時(shí)，土體的反作用力可能使機(jī)身扭轉(zhuǎn)。雖然矩形頂管相比圓形頂管較難發(fā)生扭轉(zhuǎn)，但矩形頂管刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方式與圓形頂管不同，一旦發(fā)生扭轉(zhuǎn)更難糾正。因?yàn)榫匦雾敼艿慕孛嫣匦?，發(fā)生扭轉(zhuǎn)后將影響通道的使用功能。

應(yīng)對(duì)措施：在頂管始發(fā)階段，可在始發(fā)托架兩側(cè)加焊弧形鋼板，限制頂管機(jī)身兩側(cè)空間，從而使頂管機(jī)不能發(fā)生扭轉(zhuǎn)；在頂進(jìn)階段，當(dāng)頂管機(jī)發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)可以通過機(jī)身兩側(cè)抗扭翼板限制機(jī)身的扭轉(zhuǎn)。

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