人工顶管施工

阐述人工取土掘进顶管法。一、顶管工作坑工作坑，是掘进顶管施工的工作场所，其位置由地形、土质、管线设计、地面障碍物等因素确定，尽量选在有可利地形的坑壁原状土做后背处和检查井处，应便于排水、出土和运输，并具有堆放少量管材和暂时存土的场地；单向顶进时应选在管道下游端，以利排水。2、顶管工作坑的尺寸工作坑应有足够的空间和工作面，以保证顶管工作正常运行。工作坑个部位的尺寸按如下方法考虑。工作坑的底宽W和深度H如图2所示。工作坑底宽按下式计算：W=D+2(B+b)式中W工作坑底宽度，m；D被顶进管道的外径，1.8m；B管道两侧操作宽度，1.15m，1一般为1.0～1.6m；2h1Hb撑板与立柱厚度之和，0.2m，3一般采用0.2m；456Dh2因此，工作坑的宽度尺寸为W=1800＋2×(1150＋200)=4500mm；工作坑深度按下式计算：H=h1+D+C+h2+h3bBDBbh3式中H工作坑开挖深度，m；wh1管道覆土厚度，m；图2工作坑的底宽和深度h2基础厚度，m；1-钢板桩；2-支撑方木；3-管子；4-导轨；5-基础；6-垫层h3垫层厚度，m；D管道外径，m；C管外壁与基础面之间的空隙，一般为0.01～0.03m；工作坑的坑底长度如图3所示，按下式计算：L=a+b+c+d+e+2f+g式中L工作坑坑底长度m；a后背宽度，1.0m；b立铁宽度，0.25m；c横铁宽度，0.3m；d千斤顶长度0.2m；e顶铁长度1.2m；f单节管长2m；g已顶进的关节留在导轨上的最小长度，混凝土管取0.3m，钢管取0.6米；工作坑纵断面形状有直槽形、阶梯型等，根据操作要求，工作坑最下部的坑壁应为直槽，其高度一般不小于3m。如需开挖斜槽，则管道顶进方向的两端应为直壁。土质不稳定的工作坑坑壁应加设支撑，如图4所示。因此，工作坑的长度尺寸为5.0米土壤土壤Labcdeffg图3工作坑底的长度a-后背宽度；b-立铁宽度；c-横铁宽度；d-千斤顶长度；e-顺铁长度；f-单节管长；g-已顶入的管子全长3、顶管工作坑的基础与导轨为了防止工作坑地基沉降，导致管道顶进位置误差过大，应在坑底修筑基础或加固地基。基础的形式取决于坑底土质、管节重量和地下水等因素。一般有以下三种形式：1）土槽木枕基础。适用于土质较好，又无地下水的工作坑。这种基础施工操作简便、用料少，可在方木上直接铺设导轨，方木根据需要可密铺或疏铺。这种方法是目前洛阳市政顶管施工普遍采用的基础做法，此施工方法简便，便于顶管结束后检查井的砌筑，被顶管作业人员采纳。2）卵石木枕基础。适用于粉砂地基并有少量地下水时的工作坑。为了防止施工过程中扰动地基，可铺设厚为100～200mm的卵石或级配碎石，在其上安装木轨枕，铺设导轨。3）混凝土木基础。适用于工作坑土质松软、有地下水、管径大的情况。混凝土基础应采用不低于C10的混凝土。为安放导轨，应在混凝土基础中预埋方木当轨枕。基础尺寸根据地基承载力、施工荷载、操作要求而定。基础宽度不小于管外径，一般基础宽度应比管外径打40cm，厚度为20～30cm，长度至少为单节管长的1.2～1.3倍。混凝土面应比轨枕面低1～2cm，轨枕应埋设在混凝土中，一般采用15cm×15cm的方木，长度为2～4m，间距为40～80cm导轨的作用是引导管道按设计的中心线和坡度顶入土中，保证管道在将要入土时的位置正确。因此，导轨安装是顶管施工中一项非常重要的工作，安装时应满足以下要求：⑴宜采用钢导轨。钢导轨有轻轨和重轨之分，管径大时采用重轨。⑵导轨用道钉固定于基础的轨枕上，或固定在混凝土基础内预埋的轨枕上。两导轨应平行、等高，其高程应略高于该处管道的设计高程，坡度与管道一致。⑶安装后的导轨应牢固，不得在使用过程中产生移位，并应经常检查校核。⑷如图5所示，两导轨间净距A可按下式计算：222ADthchcOCtahAKEGBDOA图5导轨间距计算图式中A两导轨净距，m；D管道内径，m；t管道壁厚，m；h刚导轨高度，m；C管道外壁与基础面的空隙，一般为0.01～0.03m。两导轨中心距离，可按下式计算：0AAa式中A两导轨净距，m；a导轨的上顶宽度，m；顶管施工中，导轨可能产生各种质量事故。若从工作坑一侧开挖坡道下管时，管道从侧面撞击导轨，使之向管中心位移；垂直下管时，管道正面撞击导轨，使之向西侧位移；导致可能因基础下沉而下沉；基础纵向开裂，其中一半下沉，使两个导轨面高程不一致等。这些事故都需要采取措施给予补救，这就要求我们现场监理人员在对顶管坑测量检查时，要对坑内水准点、导轨高程进行复测，以此杜绝有导轨的意外事故造成的管道顶进的质量问题。本次主要是针对顶管工作坑的种类、工作坑的开挖尺寸、工作坑的基础形式以及导轨间的距离的计算结合图形进行了说明。下次将对工作坑的后背墙与后背的结构形式、工作坑内的设备情况、工作坑内的高程桩的测设与校核进行介绍，重点将介绍人工挖土顶管时，当遇到管道顶进方向和高程偏离设计要求时，常用的校正方。