大斷面矩形頂管施工技術(shù)(共21頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上大斷面矩形頂管施工技術(shù)1、 矩形頂管簡(jiǎn)介矩形頂管法是借助頂推設(shè)備（液壓千斤頂）將管節(jié)從工作坑（始發(fā)井）內(nèi)穿過(guò)土層一直推到接收坑（到達(dá)井）內(nèi)，依靠頂管機(jī)刀盤(pán)不斷地切削土屑，由螺旋機(jī)將切削的土屑排出，并通過(guò)洞內(nèi)水平運(yùn)輸至始發(fā)井口吊出。邊頂進(jìn)，邊切削，邊排土，將管道逐段向前鋪設(shè)的一種非開(kāi)挖施工技術(shù)。1.2 矩形頂管適用范圍 矩形頂管工藝適用范圍如圖1.2-1所示。地鐵出入口過(guò)街通道地下綜合管廊穿越鐵路、河流等圖1.2-1 矩形頂管適用范圍示意圖1.3 矩形頂管施工優(yōu)缺點(diǎn) 1.3.1 矩形頂管工優(yōu)點(diǎn)（1）施工占地面積小、噪音低、無(wú)揚(yáng)塵；（2）不開(kāi)挖路面、不封閉交通、不改遷管線(xiàn)

2、；（3）在同等截面下，矩形隧道比圓形隧道能更有效的利用地下空間；（4）施工對(duì)周?chē)馏w擾動(dòng)小，能有效控制地面和管線(xiàn)沉降； 1.3.2 矩形頂管工缺點(diǎn)根據(jù)頂管機(jī)設(shè)計(jì)，頂管螺旋機(jī)出土最大粒徑為250mm，施工中有可能會(huì)遇到頂管機(jī)無(wú)法排出的較大孤石。在遇到頂管機(jī)無(wú)法排出的孤石時(shí)需于地面確定孤石位置進(jìn)行臨時(shí)交通疏解，開(kāi)挖取出孤石。二、大斷面矩形頂管機(jī)介紹頂管機(jī)根據(jù)矩形頂管設(shè)計(jì)尺寸及地層情況進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，主要由切削攪拌系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、糾偏及液壓系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)、頂推系統(tǒng)、測(cè)量顯示系統(tǒng)、電氣操作系統(tǒng)等組成。2.1 切削攪拌系統(tǒng)矩形頂管配置了6個(gè)輻條式刀盤(pán)，刀盤(pán)開(kāi)口率70%以上，采用3前3后平行軸式布置,相鄰刀

3、盤(pán)的切削區(qū)域相互交叉，開(kāi)挖覆蓋率能達(dá)到93%95%?？紤]要通過(guò)加固區(qū)，在前盾切口環(huán)全圓布置切刀，對(duì)盲區(qū)進(jìn)行主要切削。 刀盤(pán)切削下來(lái)的土體充滿(mǎn)整個(gè)土倉(cāng)，并經(jīng)過(guò)刀盤(pán)附帶的攪拌棒充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅傻撞柯輽C(jī)出土孔進(jìn)行出土。2.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(1)驅(qū)動(dòng)形式：變頻驅(qū)動(dòng)；(2)速度：01.16 rpm，無(wú)級(jí)變速；(3)最大理論扭矩：1444kN·m（單個(gè)刀盤(pán)）(4)驅(qū)動(dòng)功率：30kw×6×6（6組）2.3 出渣系統(tǒng)螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)包括殼體、軸式葉片、驅(qū)動(dòng)裝置、尾部閘門(mén)幾部分。螺旋輸送機(jī)安裝在土壓倉(cāng)下部，其作用是排除渣土、碎石以及調(diào)控土壓倉(cāng)壓力，實(shí)現(xiàn)土壓平衡。排出的渣土經(jīng)過(guò)洞內(nèi)水平運(yùn)

4、輸至始發(fā)井口，吊運(yùn)至集土坑。2.4 糾偏系統(tǒng)糾偏系統(tǒng)主要作用就是在推進(jìn)過(guò)程中，若出現(xiàn)軸線(xiàn)偏離一定角度，則使用糾偏油缸進(jìn)行糾偏，以糾正矩形盾構(gòu)頂管的姿態(tài)，糾偏油缸屬于主動(dòng)鉸接，糾偏油缸的布置主要考慮結(jié)構(gòu)上合理，滿(mǎn)足上下、左右糾偏的效果。 糾偏原則：（1）勤糾、微糾和看趨勢(shì)進(jìn)行糾偏；（2）向上下，后左右2.5 頂推系統(tǒng)頂推系統(tǒng)主要是為矩形頂管機(jī)及管節(jié)提供頂進(jìn)動(dòng)力，由頂鐵、主頂油缸、液壓泵站組成。組合頂鐵主頂液壓泵站組合圖2.6 渣土改良系統(tǒng)頂管機(jī)配置膨潤(rùn)土和泡沫兩套改良系統(tǒng)，可單獨(dú)使用，也可同時(shí)使；六個(gè)刀盤(pán)的每根輻條上均布置碴土改良孔，掘進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)管路將碴土改良劑送至土倉(cāng)，改良土體。2.7 觸

5、變泥漿減阻系統(tǒng)在殼體上和每節(jié)管片上均布置有觸變泥漿注漿孔，殼體上注漿孔在一定程度上能起到調(diào)整盾體姿態(tài)的作用，管節(jié)上的注漿孔，主要用來(lái)減小摩阻力，同時(shí)也能最大限度的解決背土問(wèn)題。 2.8 導(dǎo)向測(cè)量系統(tǒng)在始發(fā)井處設(shè)置激光經(jīng)緯儀，在矩形盾構(gòu)頂管內(nèi)設(shè)置導(dǎo)向靶。通過(guò)激光在導(dǎo)向靶上的投射斑點(diǎn)的位置來(lái)判斷矩形盾構(gòu)頂管的當(dāng)前姿態(tài)。2.9 控制系統(tǒng)矩形頂管操作控制室設(shè)置在地面上， 通過(guò)Profibus協(xié)議與遠(yuǎn)程I/O模塊組建頂管的控制系統(tǒng)。同時(shí)，設(shè)備選用工業(yè)電腦作為圖形終端通過(guò)以太網(wǎng)協(xié)議與PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交流。3、 大斷面矩形頂管管節(jié)介紹3.1 管節(jié)設(shè)計(jì) 矩形頂管管節(jié)一般采用矩形或類(lèi)矩形（上部微拱）結(jié)構(gòu)，管節(jié)設(shè)置

6、吊裝孔、觸變泥漿孔及漿液置換孔等，單節(jié)長(zhǎng)度一般為1.5m，矩形管節(jié)之間縱向連接采用承插式F型接頭。 深圳地鐵11號(hào)線(xiàn)車(chē)公廟站地下通道共計(jì)4條頂管，總長(zhǎng)329m。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式為矩形圓倒角鋼筋混凝土管節(jié)，結(jié)構(gòu)凈空寬3.65m，高5.9m。 （1）頂管采用C50預(yù)制鋼筋砼管，結(jié)構(gòu)外尺寸為69004650，壁厚500mm，抗?jié)B等級(jí)為P10。（2）每節(jié)管節(jié)長(zhǎng)度為1.5m，每節(jié)管節(jié)重量約38T,每節(jié)理論出土量48.5m3。 （3）頂管通道采用縱向穿錨索的方式加強(qiáng)縱向剛度，錨索孔在管節(jié)預(yù)制時(shí)預(yù)留，管節(jié)間預(yù)留陰陽(yáng)榫頭以保證施工時(shí)錨索孔道在一條直線(xiàn)上。 （4）每片管節(jié)設(shè)8個(gè)DN120mm吊裝孔，10個(gè)DN25m

7、m鋼管壓漿孔（頂進(jìn)時(shí)減磨注漿)，18個(gè)DN60mm預(yù)應(yīng)力孔道。管節(jié)設(shè)計(jì)如圖3.1-1。 圖3.1-1 矩形頂管管節(jié)設(shè)計(jì)圖3.2 管節(jié)防水（1） 、外側(cè)防水體系： 管節(jié)承口鋼套環(huán)采用厚16mm的鋼板，長(zhǎng)345mm，管節(jié)插口混凝土結(jié)構(gòu)外側(cè)密貼一道楔形橡膠圈，施工時(shí)插入承口鋼套環(huán)內(nèi)，在插入過(guò)程中，橡膠圈被壓縮，密貼鋼套環(huán)，形成良好的防水體系。 （2）、嵌縫防水體系： 在管節(jié)兩管節(jié)接口處設(shè)置嵌縫槽，迎土面采用聚氨酯密封膠填縫，背土面待漿液置換完成后采用低膜量聚氨酯或聚硫密封膠嵌縫。 （3）、漿液置換防水體系 頂管頂進(jìn)完成后，通過(guò)設(shè)置在管節(jié)中部的二次注漿孔，對(duì)管節(jié)周邊的觸變泥漿進(jìn)行漿液置換，固結(jié)通道。管

8、節(jié)防水設(shè)計(jì)見(jiàn)管節(jié)接口細(xì)部圖3.2。 圖3.2-1 頂管管節(jié)接口細(xì)部構(gòu)造圖3.3 管節(jié)吊裝 管節(jié)設(shè)計(jì)有吊裝孔，吊裝采用專(zhuān)用吊具進(jìn)行，吊機(jī)、鋼絲繩、卸扣、吊具、吊點(diǎn)等均須經(jīng)過(guò)驗(yàn)算滿(mǎn)足施工吊裝要求。4、 大斷面矩形頂管施工技術(shù)4.1 施工工藝流程矩形頂管施工主要包含頂管始發(fā)準(zhǔn)備工作、設(shè)備安裝、始發(fā)施工、正常推進(jìn)、接收施工、收尾工作。詳見(jiàn)頂管施工工藝流程圖4.1-1。圖4.1-1 矩形頂管施工工藝流程圖4.2 頂管端頭加固工作井結(jié)構(gòu)施工完成后，組織進(jìn)行端頭加固施工，按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行頂管端頭區(qū)加固施工，以滿(mǎn)足頂管始發(fā)端頭止水、加固需求。端頭加固一般采用攪拌樁+旋噴樁進(jìn)行，長(zhǎng)度為頂管機(jī)長(zhǎng)度+23節(jié)管節(jié)

9、長(zhǎng)度，約10m，以確保始發(fā)安全。 4.3 頂管始發(fā) 4.3.1 頂管始發(fā)準(zhǔn)備頂管始發(fā)前期準(zhǔn)備工作包括：場(chǎng)地布置、水電管路布置、頂管機(jī)組裝調(diào)試、端頭加固、后背加固施工等。 4.3.2 頂管機(jī)組裝矩形頂管機(jī)由于高度限制，整機(jī)分為前后上下四部分運(yùn)送至施工場(chǎng)地，采用履帶吊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼裝。頂管機(jī)組裝根據(jù)組裝方案進(jìn)行，組裝順序如下：頂管機(jī)組裝順序：基座導(dǎo)軌（后靠）前下殼體前上殼體后下殼體后上殼體螺旋機(jī)刀盤(pán)油缸系統(tǒng)及頂鐵 。圖4.3.3-1 頂管機(jī)組裝順序圖 4.3.3 頂管機(jī)調(diào)試（1）、空載調(diào)試頂管機(jī)組裝和連接完畢并確定無(wú)誤后，即可進(jìn)行空載調(diào)試。主要調(diào)試內(nèi)容為：配電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注漿系

10、統(tǒng)、以及各種儀表、傳感器的調(diào)試。（2）、負(fù)載調(diào)試空載調(diào)試頂管機(jī)各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)后即可進(jìn)行負(fù)載調(diào)試。負(fù)載調(diào)試的主要目的是檢查各種管線(xiàn)及密封的負(fù)載能力；使頂管機(jī)的各個(gè)工作系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)達(dá)到滿(mǎn)足正常生產(chǎn)要求的工作狀態(tài)。高壓系統(tǒng)的測(cè)試：高壓電纜、接頭、高壓開(kāi)關(guān)柜及變壓器的絕緣及功能調(diào)試。低壓供電系統(tǒng)的調(diào)試：照明系統(tǒng)（含緊急照明）、動(dòng)力系統(tǒng)、弱電供電系統(tǒng)。刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)功能、最大速度、速度調(diào)節(jié)、制動(dòng)、壓力等是否正常。油脂密封系統(tǒng)測(cè)試：系統(tǒng)工作是否正常并且將油脂注滿(mǎn)主軸承，直至溢出，測(cè)量壓力是否到達(dá)要求，控制部分功能是否正常，油脂桶液位連鎖功能是否正常。齒輪油循環(huán)系統(tǒng)測(cè)試：工作是否正常，液位報(bào)警功

11、能等。液壓泵站測(cè)試：檢查油箱油位傳感器、油溫傳感器、液壓油過(guò)濾、循環(huán)系統(tǒng)以及各泵的工作壓力是否正常。其他輔助液壓系統(tǒng)測(cè)試：動(dòng)作、壓力、油溫是否正常。頂推裝置測(cè)試：推進(jìn)速度、油缸壓力、油缸行程的檢測(cè)。泡沫系統(tǒng)的測(cè)試：泡沫系統(tǒng)水泵、氣路、泡沫發(fā)生器的功能，泡沫壓力、流量以及各泡沫注入點(diǎn)閥門(mén)啟閉，泡沫發(fā)生劑發(fā)泡性能和注入管路工作情況等的測(cè)試。螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)測(cè)試：包括螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速、油壓、伸縮動(dòng)作、正反轉(zhuǎn)和出土閘門(mén)啟閉等的測(cè)試。頂管機(jī)鉸接功能的測(cè)試：各鉸接油缸動(dòng)作和鉸接功能的測(cè)試。整機(jī)聯(lián)動(dòng)控制是否正常，各個(gè)環(huán)節(jié)在控制室的控制情況是否正常。頂管機(jī)故障顯示測(cè)試：顯示是否正確、急時(shí)。 4.3.4 洞門(mén)破除

12、頂管機(jī)組裝機(jī)頭距結(jié)構(gòu)側(cè)墻2m。施工前，在洞門(mén)位置搭設(shè)兩排扣件式腳手架，并搭建施工平臺(tái)，外側(cè)設(shè)置防護(hù)桿。腳手架搭設(shè)時(shí),立桿縱向間距1.2m，立桿橫向間距1.0m，水平桿布距1.2m。施工時(shí)，工作平臺(tái)鋪設(shè)走道板，走道板要求滿(mǎn)鋪。洞門(mén)破除采用人工風(fēng)鎬按“縱向分段，豎向分層”原則破除。 第一階段自上而下鑿除表層100mm混凝土，并割除表層鋼筋，破除寬度不小于洞門(mén)鋼環(huán)尺寸。 第二階段自上而下分層鑿除內(nèi)層混凝土，直到露出里層迎土層鋼筋，破除寬度不小于洞門(mén)鋼環(huán)尺寸，并及時(shí)清理破除后的砼塊。第三階段先將將迎土側(cè)鋼筋割除，再自上而下鑿除外保護(hù)層混凝土，破除寬度不小于洞門(mén)鋼環(huán)尺寸，并及時(shí)清理破除后的砼塊和斷鋼筋。

13、 4.3.5 頂管始發(fā) （1）空推頂進(jìn) 頂管機(jī)組裝完成后，對(duì)全套頂進(jìn)設(shè)備作一次系統(tǒng)調(diào)試，應(yīng)特別注意仿形刀在穿越加固層時(shí)的切削性能。在確定頂進(jìn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好后，把機(jī)頭頂進(jìn)洞圈內(nèi)距加固層10cm左右。 注意事項(xiàng)： A、始發(fā)基座軌道及延長(zhǎng)軌道涂抹黃油，減小阻力； B、對(duì)稱(chēng)、緩慢啟動(dòng)上下左右4臺(tái)千斤頂，確保初始受力均勻； C、刀盤(pán)頂推距離土體1020cm啟動(dòng)，避免破壞洞門(mén)防水裝置； （2）加固區(qū)頂進(jìn) 由于正面為加固土，為保護(hù)刀盤(pán)和仿形刀，頂進(jìn)速度應(yīng)適當(dāng)減慢，使刀盤(pán)和仿形刀能對(duì)水泥土進(jìn)行對(duì)矩形斷面徹底切削；另外由于此段土體過(guò)硬，螺旋機(jī)出土?xí)r可加適量清水來(lái)軟化和潤(rùn)滑土體。 注意事項(xiàng)： A、當(dāng)頂管機(jī)殼體完

14、全壓住兩道鋼絲刷后，開(kāi)始注入洞門(mén)油脂，保壓不小于2bar B、對(duì)向啟動(dòng)6個(gè)刀盤(pán)，注入渣土改良漿液，確保土體漿液的混合物逐步充滿(mǎn)整個(gè)土倉(cāng)，啟動(dòng)千斤頂，頂推速度控制在510mm/min ，正面土壓力0.060.1Mpa。 C、當(dāng)頂部土壓建立后，可逐步開(kāi)啟螺旋機(jī)，初始出土速度要求慢，待頂進(jìn)與出土達(dá)到平衡后，出土性狀具有良好的塑性、流動(dòng)性和止水性后，方可逐步提升出土速度。 （3）刀盤(pán)出加固區(qū) 刀盤(pán)進(jìn)入原狀土體后，根據(jù)螺機(jī)出渣性狀及時(shí)調(diào)整渣土改良漿液配比和注入量，開(kāi)始同步注入觸變泥漿。頂進(jìn)速度控制在1020mm/min，設(shè)置合理的正面土壓力。 4.3.6 止退裝置與防后退技術(shù)由于土壓平衡矩形頂管在頂進(jìn)中

15、前端阻力很大，即便頂進(jìn)了較長(zhǎng)里程后，在每次拼裝管節(jié)或加墊塊時(shí)，主頂油缸一回縮，機(jī)頭和管節(jié)就會(huì)一起后退2030cm，機(jī)頭和前方土體間的土壓平衡受到破壞，土體得不到穩(wěn)定的支撐，易引起機(jī)頭前方的土體坍塌。因此，在前基座上安裝一套止退裝置，將管節(jié)和機(jī)頭穩(wěn)住，從而使地面沉降量明顯減少，同時(shí)，管節(jié)與管節(jié)之間采用大螺桿縱向連接成一個(gè)整體，避免接頭松弛破壞防水。如圖所示。圖4.3.6-1 止退裝置圖4.4 頂管頂進(jìn)施工 4.4.1 正面土壓力設(shè)定根據(jù)Rankine土壓力理論進(jìn)行計(jì)算：P=krzk：粘土的側(cè)向系數(shù)（參考基坑開(kāi)挖手冊(cè)）r：土的容重z：覆土深度 （1）計(jì)算值作為土壓力的最初設(shè)定值，在實(shí)際頂進(jìn)后，通過(guò)

16、頂進(jìn)參數(shù)、地面沉降監(jiān)測(cè)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。（2）精確統(tǒng)計(jì)出每節(jié)管節(jié)的出土量，實(shí)際出土量控制在理論出土量的98%，以保證正面土體的相對(duì)穩(wěn)定。（3）在頂進(jìn)時(shí)應(yīng)對(duì)頂進(jìn)速度作不斷調(diào)整，找出頂進(jìn)速度、正面土壓力、出土量的最佳匹配值，以保證頂管的頂進(jìn)質(zhì)量。 4.4.2 頂進(jìn)推力根據(jù)日本下水道協(xié)會(huì)的經(jīng)驗(yàn)公式：P=S×qr+（R×F+W×f）×L式中P頂力（t）S刃刀的外周長(zhǎng)（m）qr頂進(jìn)端的阻力（t/m）R土和管的摩擦力（t/m2）F管的外周長(zhǎng)（m）W管的單位重量（t/m）f管自重的摩擦系數(shù)L頂進(jìn)長(zhǎng)度（m）其中部分計(jì)算參數(shù)如下表表4.4-1 頂推力參數(shù)表土質(zhì)qr（t/m）

17、R（t/m2）f軟弱土3100.41.00.2普通土5150.81.40.3硬質(zhì)土10301.22.50.4由于采用觸變泥漿減阻，減阻率在60%左右，實(shí)際最大頂推力約為P1=0.4*P。 4.4.3 頂進(jìn)速度始發(fā)接收階段不宜過(guò)快，一般控制在510mm/min左右，正常施工階段可控制在1020mm/min左右。 4.4.4 注漿系統(tǒng)（1）渣土改良渣土改良分為泡沫改良和膨潤(rùn)土改良，設(shè)備設(shè)計(jì)了膨潤(rùn)土漿液注入口，同時(shí)每個(gè)刀盤(pán)設(shè)計(jì)了單管單泵的泡沫改良系統(tǒng)。渣土主要使用膨潤(rùn)土進(jìn)行改良，膨潤(rùn)土改良采用一級(jí)鈉基膨潤(rùn)土，該膨潤(rùn)土具有起漿快、造漿高、濾失低、潤(rùn)滑好等特點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)渣土改良漿液配比（質(zhì)量比）為膨

18、潤(rùn)土：水=1：4，注漿量為改良土體30%50%,注漿壓力0.20.4MPa，渣土改良效果如圖4.4.4-1所示。 圖4.4.4-1 渣土改良效果圖（2）觸變泥漿頂管管節(jié)設(shè)置有注漿孔，壓注觸變泥漿填充管道的外周空隙以減少地層損失控制地面沉降和減少頂進(jìn)阻力。采用泥漿攪拌機(jī)進(jìn)行制漿。純堿和CMC應(yīng)預(yù)先化開(kāi)(CMC可以邊攪拌邊添加)，再加入膨潤(rùn)土攪拌20 min，泥漿要充分?jǐn)嚢杈鶆?。注漿泵采用專(zhuān)用泵，將其固定在始發(fā)井口，拌漿機(jī)出料后先注入儲(chǔ)漿桶，拌制后的漿液在儲(chǔ)漿桶中需經(jīng)過(guò)一定時(shí)間（不小于24小時(shí)）膨化后方可通過(guò)專(zhuān)用泵送至井下。觸變泥漿漿液配制觸變泥漿漿液應(yīng)不失水、不沉淀、不固結(jié)，既要有良好的流動(dòng)性，

19、又要有一定的稠度。所用潤(rùn)滑漿液主要成分為膨潤(rùn)土、純堿以及CMC(化學(xué)漿糊)。 圖4.4.4-2 觸變泥漿注漿減阻圖觸變泥漿注入原則與注入量頂進(jìn)時(shí)壓漿要及時(shí)，確保形成完整、有效的泥漿套，必須遵循“先壓后頂、隨頂隨壓、及時(shí)補(bǔ)漿”的原則。管節(jié)上的壓漿孔供補(bǔ)壓漿用，補(bǔ)壓漿的次數(shù)及壓漿量需根據(jù)施工時(shí)的具體情況而定。頂進(jìn)施工中，觸變泥漿的用量主要取決于管道周?chē)g隙的大小及周?chē)翆拥奶匦?，由于泥漿的流失及地下水等的作用，泥漿的實(shí)際用量一般取理論值的23倍，在施工中還需根據(jù)土質(zhì)情況、頂進(jìn)狀況及地面沉降的要求等做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 4.4.5 施工軸線(xiàn)控制推進(jìn)方向控制與調(diào)整采取以下兩方面的手段和方式：（1）推進(jìn)自動(dòng)導(dǎo)

20、向系統(tǒng)和人工測(cè)量輔助進(jìn)行土壓平衡矩形頂管姿態(tài)監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)配置了導(dǎo)向、自動(dòng)定位、顯示器等，能夠全天候在土壓平衡矩形頂管主控室動(dòng)態(tài)顯示土壓平衡矩形頂管當(dāng)前位置與隧道設(shè)計(jì)軸線(xiàn)的偏差以及趨勢(shì)。據(jù)此調(diào)整控制土壓平衡矩形頂管推進(jìn)方向，使其始終保持在允許的偏差范圍內(nèi)。土壓平衡矩形頂管采用激光制導(dǎo)的方法進(jìn)行推進(jìn)導(dǎo)向。該系統(tǒng)在設(shè)備內(nèi)設(shè)置激光靶，洞口始發(fā)井處設(shè)置激光全站儀。激光全站儀安裝在工作井后背穩(wěn)定的位置，調(diào)整好激光束的位置和方向，使激光束與管道的中心線(xiàn)平行，并且符合設(shè)計(jì)坡度，發(fā)射可見(jiàn)的激光束。 圖4.4.5-1 軸線(xiàn)控制示意圖當(dāng)頂進(jìn)一段距離后，量測(cè)激光束打在土壓平衡矩形頂管上目標(biāo)靶上的偏移量來(lái)測(cè)出施工中管道

21、的高程及中心偏差。同時(shí)土壓平衡矩形頂管司機(jī)也可以根據(jù)激光投射在靶面上的光斑的位置，直接判斷土壓平衡矩形頂管的姿態(tài)。 圖4.4.5-2 激光經(jīng)緯儀測(cè)量圖隨著土壓平衡矩形頂管推進(jìn)，必須通過(guò)人工測(cè)量來(lái)進(jìn)行精確定位。為保證推進(jìn)方向的準(zhǔn)確可靠，擬每2環(huán)進(jìn)行一次人工測(cè)量，以校核測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)并復(fù)核土壓平衡矩形頂管的位置、姿態(tài)，確保土壓平衡矩形頂管推進(jìn)方向的正確。 4.4.6 頂管頂進(jìn)糾偏 （1）盾殼上設(shè)計(jì)有水平傾角傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滾轉(zhuǎn)姿態(tài)，并設(shè)有預(yù)報(bào)警系統(tǒng)。 （2）刀盤(pán)每個(gè)刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度及方向都可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)盾體滾轉(zhuǎn)糾偏。圖4.4.6-1 刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)糾偏圖 （1）鉸接糾偏超大斷面矩形頂管施工過(guò)程中，鉸接

22、糾偏是最直接、最有效的姿態(tài)控制方法之一。鉸接油缸位置的放置需考慮兩方面的要求：調(diào)向的靈敏性和盾體穩(wěn)定的導(dǎo)向作用。超大矩形頂管前盾的長(zhǎng)度較短，使鉸接力能夠有效的傳遞到刀盤(pán)便于轉(zhuǎn)向。尾盾設(shè)計(jì)較長(zhǎng)，并通過(guò)拉桿與后34環(huán)管節(jié)相連接，避免出現(xiàn)過(guò)度糾偏。圖4.4.6-2 鉸接糾偏糾偏圖正常掘進(jìn)時(shí)，鉸接油缸處于全部收回，以防頂管姿態(tài)發(fā)生偏差。當(dāng)頂管姿態(tài)發(fā)生偏差時(shí)，將發(fā)生偏差側(cè)的鉸接油缸進(jìn)行伸長(zhǎng)，以調(diào)整頂管姿態(tài)。同時(shí)將相應(yīng)側(cè)的用于與頂管機(jī)和管片連接的拉桿松動(dòng)，以利于頂管姿態(tài)的調(diào)整。鉸接伸長(zhǎng)的距離根據(jù)地層情況、姿態(tài)偏差的大小、擬合掘進(jìn)線(xiàn)路等綜合進(jìn)行確定。 （2）雙螺旋機(jī)出土糾偏為保證土倉(cāng)各點(diǎn)壓力的連續(xù)性和均勻性

23、，頂管機(jī)設(shè)計(jì)為雙螺旋機(jī)出土。 正常掘進(jìn)過(guò)程中，要保持雙螺旋機(jī)出土的一致，防止土倉(cāng)左、右側(cè)或上、下側(cè)壓力出現(xiàn)不平衡，造成頂管隧道軸線(xiàn)偏差。當(dāng)頂管出現(xiàn)姿態(tài)偏差，可以通過(guò)調(diào)整雙螺旋機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制雙螺旋機(jī)出土量，控制土倉(cāng)左、右側(cè)或上、下側(cè)壓力差，進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。 圖4.4.6-3 雙螺旋機(jī)出渣圖 （3）注漿糾偏當(dāng)頂管機(jī)發(fā)生中線(xiàn)偏差或滾轉(zhuǎn)時(shí)，鉸接糾偏能力不足時(shí)，可借助于盾體及管節(jié)上預(yù)留的觸變泥漿孔及糾偏泥漿注入系統(tǒng)，在需要的位置向地層注入糾偏泥漿，見(jiàn)圖6.39，調(diào)整頂管周?chē)牡貙訅毫?，依靠地層壓力的偏差和地層的微量壓縮性進(jìn)行糾偏。圖4.4.6-4 打泥糾偏圖4.5 頂管接收 4.5.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)破除當(dāng)頂管

24、機(jī)進(jìn)入接收區(qū)段后，立即組織進(jìn)行接收洞門(mén)探水作業(yè)，破除圍護(hù)結(jié)構(gòu)。洞門(mén)探水、圍護(hù)結(jié)構(gòu)破除方式同始發(fā)工作井。 4.5.2 漿液置換頂進(jìn)施工完成后，為減少土體后期沉降，加強(qiáng)隧道整體防水性能，須加注水泥漿對(duì)觸變泥漿進(jìn)行置換，固結(jié)隧道。選用1：1的水泥漿液，通過(guò)注漿孔置換管道外壁漿液，根據(jù)不同的水土壓力確定注漿壓力。 4.5.3 預(yù)應(yīng)力張拉為降低頂管通道運(yùn)營(yíng)過(guò)程中由于縱向變形導(dǎo)致接頭漏水的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)頂管通道采用縱向穿錨索的方式加強(qiáng)縱向剛度。錨索孔在管節(jié)預(yù)制時(shí)預(yù)留，管節(jié)間預(yù)留陰陽(yáng)榫頭以保證施工時(shí)錨索孔道在一條直線(xiàn)上。待頂管管節(jié)安裝完成后，進(jìn)行穿筋張拉，張拉完成后預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行灌漿，封錨。4.6 重難點(diǎn)分析 4

25、.6.1 頂管施工始發(fā)、到達(dá)原因分析：頂管的始發(fā)與到達(dá)是頂管施工中最易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)，常會(huì)因?yàn)轫敼苁┕な及l(fā)、到達(dá)過(guò)程中定位不準(zhǔn)確、方向控制不好，或者端頭加固的質(zhì)量問(wèn)題，導(dǎo)致始發(fā)、到達(dá)時(shí)出現(xiàn)坍塌、突泥、涌水，嚴(yán)重影響施工安全。施工措施：（1）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的長(zhǎng)度及寬度對(duì)端頭進(jìn)行加固，做好過(guò)程控制；加固施工過(guò)程中嚴(yán)格按照相關(guān)要求，從材料進(jìn)場(chǎng)、設(shè)備、施工工藝等幾個(gè)角度嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保加固質(zhì)量。（2）端頭地層加固完成后，對(duì)加固區(qū)域進(jìn)行垂直取芯，檢查其加固的完整性、強(qiáng)度。（3）在洞門(mén)鑿除前，對(duì)要鑿除的洞門(mén)范圍內(nèi)邊角及中心位置分別進(jìn)行水平和傾斜探孔，探孔數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)靈活布置，孔深以不打穿加固體為好

26、，一旦發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題進(jìn)行二次補(bǔ)充加固，確保加固體的整體、連續(xù)，無(wú)加固盲區(qū)，始發(fā)到達(dá)不流砂、不涌泥。（4）做好洞口防水密封，頂管始發(fā)，預(yù)先安裝洞門(mén)圈預(yù)埋鋼環(huán)，始發(fā)時(shí)采用1道簾布橡膠板道作為洞門(mén)密封，并在延長(zhǎng)洞門(mén)上預(yù)留注漿口，避免在始發(fā)過(guò)程中及整個(gè)推進(jìn)過(guò)程中管節(jié)長(zhǎng)時(shí)間摩擦洞門(mén)密封導(dǎo)致密封被破壞，確保工程安全。（5）頂管到達(dá)時(shí)，由于頂管掌子面反力破壞、減小、喪失，觸變泥漿流失，同始發(fā)一樣，檢查完洞門(mén)加固質(zhì)量后，在洞門(mén)鋼環(huán)內(nèi)焊接1道鋼絲刷，外側(cè)安裝簾布橡膠板和折頁(yè)壓板，到達(dá)加固體后、掌子面前，低推力，低轉(zhuǎn)速，盡可能的多出土，晚破壞掌子面；掌子面破壞后要快速的推出，以防止漏泥漏水。(6)控制好頂管姿態(tài)，在保證出碴量正常的前提下，盡量快速完成頂管的始發(fā)與到達(dá)。同時(shí)，充分考慮到由于對(duì)端頭地層進(jìn)行了加固處理，地層性質(zhì)所發(fā)生改變，推進(jìn)時(shí)要密切關(guān)注頂管姿態(tài)突變情況，勤測(cè)量、勤糾偏，并在頂進(jìn)最后3環(huán)管節(jié)時(shí)，在頂管機(jī)后注入高稠度泥漿，防止到達(dá)時(shí)漏漿。（7）在始發(fā)到達(dá)前做