頂管法施工技術(shù)

年4月19日頂管法施工技術(shù)文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。頂管法施工1、技術(shù)簡介頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)。頂管法施工就是在工作坑內(nèi)借助于頂進設(shè)備產(chǎn)生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設(shè)計的坡度頂入土中，并將土方運走。一節(jié)管子完成頂入土層之后，再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進。其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力，把工具管或掘進機從工作坑內(nèi)穿過土層一直推進到接收坑內(nèi)吊起。管道緊隨工具管或掘進機后，埋設(shè)在兩坑之間。非開挖工程技術(shù)徹底解決了管道埋設(shè)施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題，在穩(wěn)定土層和環(huán)境保護方面凸顯其優(yōu)勢。這對交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復(fù)雜的城市是非常重要的，它將為城市創(chuàng)造一個潔凈、舒適和美好的環(huán)境。非開挖技術(shù)是近幾年才開始頻繁使用的一個術(shù)語，它涉及的是利用少開挖，即工作井與接收井要開挖，以及不開挖，即管道不開挖技術(shù)來進行地下管線的鋪設(shè)或更換，頂管直徑DN800—4500。經(jīng)過工作井把要埋設(shè)的管子頂入土內(nèi)，一個工作井內(nèi)的管子可在地下穿行1500米以上，而且還能曲線穿行，以繞開一些地下管線或障礙物。它的技術(shù)要點在于糾正管子在地下延伸的偏差。特別適用于大中型管徑的非開挖鋪設(shè)。具有經(jīng)濟、高效，保護環(huán)境的綜合功能。這種技術(shù)的優(yōu)點是：不開挖地面；不拆遷，不破壞地面建筑物；不影響交通；不破壞環(huán)境；施工不受氣候和環(huán)境的影響；不影響管道的段差變形；省時、高效、安全，綜合造價低。該技術(shù)在中國沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)廣泛用于城市地下給排水管道、天燃?xì)馐凸艿?、通訊電纜等各種管道的非開挖鋪設(shè)。它能穿越公路、鐵路、橋梁、高山、河流、海峽和地面任何建筑物。采用該技術(shù)施工，能節(jié)約一大筆征地拆遷費用、減少對環(huán)境污染和道路的堵塞，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。2、技術(shù)原理頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，而且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進機從工作井內(nèi)穿過土層一直推到接收井內(nèi)吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設(shè)在兩井之間，以期實現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。3、現(xiàn)狀分析經(jīng)過多年的發(fā)展，頂管技術(shù)在中國已得到大量地實際工程應(yīng)用，且保持著高速的增長勢頭，無論在技術(shù)上、頂管設(shè)備還是施工工藝上取得了很大的進步，在某些方面甚至達到了世界領(lǐng)先水平。上海隧道股份有限公司在江蘇省常州完成了長2050m、直徑2m的鋼筋水泥管頂管工程，是當(dāng)前已完成的中國最長的頂管工程。8月～12月嘉興市污水處理排海工程一次頂進2050m超長距離鋼筋混凝土頂管，由于選擇了合理的頂管機具型式、成功地解決了減阻泥漿運用和軸線控制等技術(shù)難題，用約5個月完成全部頂進施工，創(chuàng)造了新的頂管施工記錄。全長3600m、管徑為1.8米的鋼管從23至25米深的地下于9月成功橫穿黃河，無論從頂進長度、埋深、地質(zhì)條件，還是鋼管直徑在國內(nèi)尚屬首次。其中最長的一段位于黃河主河床上，長達1259米，還要穿越較厚的礫砂層與黃河主河槽，既是中國西氣東輸項目的關(guān)鍵工程，也是當(dāng)前世界上復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑鋼管一次性頂進距離最長的頂管工程。的上虞市污水處理工程中，玻璃纖維夾砂管首次成功地應(yīng)用于頂管。在無錫長江引水工程中中鐵十局十公司采用國產(chǎn)設(shè)備直徑2200mm鋼管雙管同步頂進2500米。以上工程均標(biāo)志著我國的頂管施工水平達到一個新的高度，與世界先進水平日益靠近。然而與國外發(fā)達國家，如日本、德國等先進的機械設(shè)備及施工技術(shù)水平相比，中國依然有著顯著的差距。4、發(fā)展方向隨著中國經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定地增長，城市化進程的進一步加快，中國的地下管線的需求量也在逐年增加。加之人們對環(huán)境保護意識的增強頂管技術(shù)將在中國地下管線的施工中起到越來越重要的地位和作用。非開挖技術(shù)的發(fā)展必將向規(guī)?；?、規(guī)范化、國際化的方向發(fā)展。在中國經(jīng)濟高速增長的支持下，頂管技術(shù)的發(fā)展將面臨前所未有的機遇，在加快引進國外先進技術(shù)的基本上，努力消化創(chuàng)新，加強研發(fā)和人才培養(yǎng)，其前景是非常樂觀的。縱觀國內(nèi)外頂管技術(shù)的發(fā)展，發(fā)展方向?qū)⑹嵌嘣投鄻踊Ｔ陧敼苤睆椒矫?，除了向大口徑管的頂進發(fā)展以外，也向小口徑管的頂進發(fā)展。當(dāng)前頂管技術(shù)最小頂進管的口徑只有75mm，最大的已達到5m(德國)，大口徑頂管有取代小型盾構(gòu)的趨勢。在適應(yīng)性方面，發(fā)展寬范圍、全土質(zhì)型頂管機是必然趨勢，適應(yīng)范圍將大為延伸，從N值為極小的土到N值為五十多的礫石，直至軸壓強度達兩百MPa的巖石。將微電子技術(shù)、工業(yè)傳感技術(shù)、實時控制技術(shù)和現(xiàn)代化控制理論與機械、液壓技術(shù)綜合運用于頂管機械上是頂管技術(shù)的發(fā)展趨勢。數(shù)字化、信息化、智能型頂管機的研制將得到更多的關(guān)注，糾偏精度、自動化程度也將得到大力提高。在不久的將來，一些全自動、高精度的掘進機會成為施工機械的主流。頂管的用途隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也將繼續(xù)擴，從當(dāng)前的主要用于管道鋪設(shè)將發(fā)展為管道鋪設(shè)、涵頂進、地下人行通道管棚式施工等多用途型?，F(xiàn)在的頂管截面形狀基本上都是圓形，今后的發(fā)展趨勢是圓形、矩形、圓拱形、多邊形等，以適應(yīng)箱涵頂進等各種工程的需要，故截面形狀多元化是必然趨勢。當(dāng)前的頂管施工形式主要為土壓式、泥水加壓式，以后的發(fā)展將在進一步吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用管套式、氣泡式等等各種形式的頂管施工技術(shù)。隨著高精度長距離測量技術(shù)進一步的發(fā)展應(yīng)運，通風(fēng)系統(tǒng)的完善，中繼間技術(shù)、注漿減摩技術(shù)的進步，排渣系統(tǒng)的發(fā)展、刀盤切削系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、出土輸送系統(tǒng)、供電液壓系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、測量導(dǎo)向系統(tǒng)，等一系列技術(shù)的突破，現(xiàn)有的一次性頂進距離將不斷刷新，各種復(fù)雜曲線頂管也將陸續(xù)出現(xiàn)。當(dāng)前中國已成立北京、上海、廣州和武漢四個非開挖技術(shù)研究中心，中國國際非開挖技術(shù)協(xié)會單位會員已突破100個，數(shù)量居世界第4、亞洲第1。形成了行業(yè)協(xié)會、科研單位、研究中心和設(shè)備生產(chǎn)和施工企業(yè)組成的強大的陣營，而且每年不斷有很多人不斷加入到從事頂管等非開挖工作的行列，中國的頂管技術(shù)的必將迎來一個嶄新的階段。5、頂管法施工工藝頂管法敷管的施工工藝類型很多按照開挖工作面的施工方法能夠分為敞開式和封閉式兩種。5.1敞開式施工工藝敞開式施工工藝一般適用于土質(zhì)條件穩(wěn)定無地下水干擾工人能夠進入工作面直接挖掘而不會出現(xiàn)大塌方或涌水等現(xiàn)象因其工作面常處于開放狀態(tài)故也稱為開放式施工工藝。根據(jù)工具管的不同可分為手掘式、擠壓式、機械開挖式、擠壓土層式掘進頂管。(1手掘式頂管工人能夠直接進入工作面挖掘，施工人員可隨時觀察土層與工作面的穩(wěn)定狀態(tài)，造價低便于掌握但效率低必須將水位降低至管基以下0.5m后方可施工。當(dāng)土質(zhì)比較穩(wěn)定的情況下首節(jié)管能夠不帶前面的管帽直接由首節(jié)管作為工具管進行頂管施工，也是常見的一種頂管施工方法，也稱為人工掘進頂管。(2擠壓式頂管擠壓式掘進頂管一般適用于大中口徑的管道對潮濕可壓縮的黏性土砂性土較為適宜該方法設(shè)備簡單安全又避免了挖裝土的工序比人工挖掘提高效率1～2倍它是將工作面用胸板隔開后在胸板上留有一喇叭口形的錐筒，當(dāng)頂進時將土體擠入喇叭口內(nèi)土體被壓縮成從錐筒口吐出的條形土柱待條形土柱達到一定長度后再用鋼絲將其割斷由運土工具吊運至地面其結(jié)構(gòu)形式如圖8-2所示。(3機械開挖式頂管機械開挖式頂管是在工具管的前方裝有由電動機驅(qū)動的刀盤鉆進挖土被挖下來的土體由皮帶運輸機運出從而代替了人工操作一般適用于無地下水干擾、土質(zhì)穩(wěn)定的黏性土或砂性土層。其結(jié)構(gòu)形式如圖8-3所示。(4擠壓土層式頂管擠密土層式頂管前端的工具管可分為錐形和管帽形，僅適用于潮濕的黏土、砂土粉質(zhì)黏土頂距較短的小口徑鋼管鑄鐵管且對地面變形要求不甚嚴(yán)格的地段這種工具管安裝在被頂管道的前方頂進時工具管借助千斤頂?shù)捻斄⒐茏又苯訑D入土層里管子周圍的土層被擠密實常引起地面較大的變形其結(jié)構(gòu)形式如圖8-4所示。5.2封閉式施工工藝封閉式施工工藝一般適用于土質(zhì)不穩(wěn)定地下水位高工人不能直接進行開挖的施工條件為防止工作面塌方涌水對人身造成危害常將機頭前端的挖掘面與工人操作室之間用密封艙隔開并在密封艙內(nèi)充入空氣泥漿泥水混合物等借助氣壓土壓泥水混合物的壓力支撐開挖面以達到穩(wěn)定土層防止塌方、涌水以及控制地面沉降的目的。(1水力掘進頂管法水力掘進頂管的挖土是利用高壓水槍的射流將頂進前方的土沖成泥漿，再經(jīng)過泥漿管道輸送至地面儲泥場整個工作是由裝在混凝土管前端的工具管來完成的，其結(jié)構(gòu)形式如圖8-5所示。工具管的前端為沖泥艙。掘進時先開動千斤頂，由刃腳將土切入沖泥艙，然后用人工操縱水槍操作把將土沖成泥漿泥漿經(jīng)過格柵進入真空室由泥漿管吸入工作坑再由泥漿泵排至儲泥場沖泥艙是完全密封的其上設(shè)有觀察孔和小密封門，用于操作和維修。管道的掘進方向由中間部位的校正管控制。工具管的后端是氣閘室。氣閘室是作為維修人員進出高壓區(qū)時的升壓和降壓之用。當(dāng)前端工具管出現(xiàn)故障時，維修人員可經(jīng)過小密封門進入沖泥艙，為防止小密封門打開后涌入大量泥水可先封閉氣閘室經(jīng)升壓后再進行操作保證氣壓和泥水壓力的平衡。維修完畢后，再逐漸降壓，恢復(fù)正常掘進。水力切削式機頭生產(chǎn)效率高其沖土排泥連續(xù)進行可改進勞動條件減輕勞動強度但需耗用大量的水且需要有較大的存泥漿場地故在某些缺水地區(qū)受到限制。(2土壓平衡式頂管法土壓平衡就是將刀盤切削下來的土砂中注入流動性和不透水性的“作泥材料”然后在刀盤強制轉(zhuǎn)動攪拌下使切削下來的土變成流動性的不透水的特殊土體使之充滿密封艙，并保持一定壓力來平衡開挖面的土壓力。此法的密封艙設(shè)置在工具管的前方工作人員可在密封艙外經(jīng)過操作電控開關(guān)來控制刀盤切削和頂進速度。螺旋輸送器的出土量和頂進速度應(yīng)與刀盤的切削速度相配合以保持密封艙內(nèi)的土壓力與開挖面的土壓力始終處于平衡狀態(tài)。土壓平衡式頂管法常見于含水量較高的黏性砂性土以及地面隆陷值要求控制較嚴(yán)格的地區(qū)。其結(jié)構(gòu)形式如圖8-6所示。(3泥水平衡式頂管法泥水平衡頂管常見于控制地面變形小于3cm工作面位于地下水位以下滲透系數(shù)大于10-1cm/s的黏性土、砂性土、粉砂質(zhì)土的作業(yè)條件。其特點是挖掘面穩(wěn)定地面沉降小能夠連續(xù)出土但因泥水量大棄土的運輸和堆放都比較困難。此法和土壓平衡式頂管法一樣都是在前方設(shè)有密封艙刀盤螺旋輸送器等設(shè)備。施工時，隨著工具管的推進，刀盤不停地轉(zhuǎn)動，進泥管不斷地進泥水，而拋泥管則不斷地將混有棄土的泥水拋出密封艙在密封艙內(nèi)常采用護壁泥漿來平衡開挖面的土壓力即保持一定的泥水壓力以此來平衡土壓力和地下水壓力。管道頂進方法的選擇應(yīng)根據(jù)管道所處土層的性質(zhì)管徑地下水位附近地上與地下建筑物構(gòu)筑物和各種設(shè)施等因素確定本章將重點介紹手掘式頂管法的施工工藝。6、頂管工作坑的布置頂管工作坑又稱豎井是頂管施工起始點終結(jié)點轉(zhuǎn)向點的臨時設(shè)施工作坑內(nèi)安裝有導(dǎo)軌、后背及后背墻、千斤頂?shù)仍O(shè)備。6.1工作坑的種類及設(shè)置原則根據(jù)工作坑頂進方向可分為單向坑雙向坑多向坑轉(zhuǎn)向坑和交匯坑等形式，如圖8-7所示。工作坑的位置根據(jù)地形管線位置管徑大小地面障礙物種類等因素來決定排水管道頂進的工作坑一般設(shè)在檢查井位置單向頂進時應(yīng)選在管道下游端以利排水根據(jù)地形和土質(zhì)情況盡量利用原土后背工作坑與穿越的建筑物應(yīng)有一定的安全距離，并應(yīng)考慮6.2工作坑的尺寸工作坑應(yīng)具有足夠的空間和工作面方能保證頂管工作順利進行其尺寸和管徑大小管節(jié)長度埋置深度操作工具及后背形式有關(guān)工作坑的尺寸可按圖8-8所示由公式進行計算。1-管子；2-掘進工作面；3-后背；4-千斤頂；5-頂鐵；6-導(dǎo)軌；7-內(nèi)漲圈；-基礎(chǔ)(1工作坑的寬度：式中 W——工作坑底部寬度，m；D1——管道外徑，m；

W=D1+2B+2b(1)2B+2b——管道兩側(cè)操作空間及支撐厚度，一般可取2.4～3.2m。(2工作坑的長度：L=L1+L2+L3+L4+L5(2)式中 L——矩形工作坑的底部長度，m；L1——工具管長度，m。當(dāng)采用管道第一節(jié)管作為工具管時，鋼筋混凝土管不宜小于0.3m，鋼管不宜小于0.6m；L2——管節(jié)長度，m；L3——出土工作間長度，m；L4——千斤頂長度，m；L5——頂管后背的厚度，m。(3工作坑的深度：當(dāng)工作坑為頂進坑時，其深度按式(8-3)計算。H1=h1+h2+h3 (3)當(dāng)工作坑為接收坑時，其深度按式(8-4)計算。H2=h1+h3 (4)式中 H1——頂進坑地面至坑底的深度，m；H2——接收坑地面至坑底的深度，m；h1——地面至管道底部外緣的深度，m；h2——管道外緣底部至導(dǎo)軌底面的高度，m；h3——基礎(chǔ)及其墊層的厚度。但不應(yīng)小于該處井室的基礎(chǔ)及墊層厚度，m。6.3工作坑的施工工作坑的施工方法有兩種一種方法是采用鋼板樁或普通支撐用機械或人工在選定的地點按設(shè)計尺寸挖成坑底用混凝土鋪設(shè)墊層和基礎(chǔ)該方法適用于土質(zhì)較好地下水位埋深較大的情況頂進后背支撐需要另外設(shè)置另一種方法是利用沉井技術(shù)將混凝土井壁下沉至設(shè)計高度用混凝土封底混凝土井壁既可以作為頂進后背支撐又能夠防止塌方當(dāng)采用永久性構(gòu)筑物作工作坑時也可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等。頂進系統(tǒng)7.1基礎(chǔ)工作坑的基礎(chǔ)形式取決于地基土的種類、管節(jié)的輕重以及地下水位的高低。一般的頂管工作坑，常見的基礎(chǔ)形式有三種:(1土槽木枕基礎(chǔ)土槽木枕基礎(chǔ)適用于地基土承載力大又無地下水的情況將工作坑底平整后在坑底挖槽并埋枕木枕木上安放導(dǎo)軌并用道釘將導(dǎo)軌固定在枕木上施工操作簡單，用料不多且可重復(fù)使用，造價較低。(2卵石木枕基礎(chǔ)卵石木枕基礎(chǔ)適用于雖有地下水但滲透量不大，而地基土為細(xì)粒的粉砂土，為了防止安裝導(dǎo)軌時擾動基土，可鋪一層卵石或級配砂石，以增加其承載能力，并能保持排水通暢在枕木間填粗砂找平這種基礎(chǔ)形式簡單實用較混凝土基礎(chǔ)造價低，一般情況下可代替混凝土基礎(chǔ)。(3混凝土木枕基礎(chǔ)混凝土木枕基礎(chǔ)適用于地下水位高地基承載力又差的地方在工作坑澆筑混凝土，同時預(yù)埋方木作軌枕。這種基礎(chǔ)能承受較大荷載，工作面趕超無泥濘，但造價較高。7.2導(dǎo)軌導(dǎo)軌設(shè)置在基礎(chǔ)之上其作用是引導(dǎo)管子按照設(shè)計的中心線和坡度頂進保證管子在即將頂進土層前位置正確因此導(dǎo)軌的安裝是保證頂管工程質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)。導(dǎo)軌有鋼導(dǎo)軌和木導(dǎo)軌兩種施工中應(yīng)首先選用鋼導(dǎo)軌鋼導(dǎo)軌一般采用輕型鋼軌，管徑較大時，也可采用重型鋼軌。(1軌距計算如圖8-9所示兩根鋼軌的距離控制在管徑的0.45～0.6倍之間軌距可按(8-5)式計算。式中 D——管子內(nèi)直徑，mm；t——管壁厚度，mm；h——鋼導(dǎo)軌高度，mm；

(5)c——管外壁與基礎(chǔ)面的間隙，一般取30mm；A0——兩導(dǎo)軌中距，m；a——導(dǎo)軌頂面寬度，m。(2導(dǎo)軌的安裝方法及技術(shù)要求由于導(dǎo)軌是一個定向軌道其安裝質(zhì)量對管道頂進工作影響很大一般的導(dǎo)軌都采取固定安裝，但有一種滾輪式的導(dǎo)軌，如圖8-10所示，具有兩導(dǎo)軌間距調(diào)節(jié)以減少導(dǎo)軌對管子摩擦適用于鋼筋混凝土管頂管和外設(shè)防腐層的鋼管頂管。安裝后的導(dǎo)軌應(yīng)當(dāng)牢固不得在使用中產(chǎn)生位移而且要求兩導(dǎo)軌應(yīng)順直平行、等高，其縱坡應(yīng)與管道設(shè)計坡度相一致，導(dǎo)軌的安裝精度必須滿足施工要求。7.3后背與后背墻后背與后背墻是千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)，在管子頂進過程中所受到的全部阻力，可經(jīng)過千斤頂傳遞給后背及后背墻為了使頂力均勻地傳遞給后背墻在千斤頂與后背墻之間設(shè)置木板方木等傳力構(gòu)件稱為后背后背墻應(yīng)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，當(dāng)最大頂力發(fā)生時，不允許產(chǎn)生相對位移和彈性變形。常見的后背形式有原土后背墻人工后背墻等當(dāng)土質(zhì)條件差頂距長管徑大時，也可采用地下連續(xù)墻式后背墻、沉井式后背墻和鋼板樁式后背墻。(1原土后背墻后背墻最好采用原土后背墻這種后背墻造價低修建方便適用于頂力較小，土質(zhì)良好，無地下水或采用人工降低地下水效果良好的情況。一般的黏土、亞黏土、砂土等都可做原土后背墻。原土后背墻安裝時緊貼垂直的原土后背墻密排15cm×15cm或20cm×20cm的方木，其寬度和高度不小于所需的受力面積，排木外側(cè)立2～4根立鐵，放在千斤頂作用點位置，在立鐵外側(cè)放一根大剛度橫鐵，千斤頂作用在橫鐵上。根據(jù)施工經(jīng)驗當(dāng)頂力小于400t時原土后背墻的長度一般不小于7.0m就不致發(fā)生大位移現(xiàn)象(墻后開槽寬度不大于3.0m)，其結(jié)構(gòu)形式如圖8-11所示。(2人工后背墻原土后背墻當(dāng)無原土作后背墻時，應(yīng)設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墻人工后背墻做法很多其中一種是利用已頂進完畢的管道作后背墻時修筑跨在管道上的塊石擋土墻作為人工后背墻其結(jié)構(gòu)形式如圖8-12所示。7.4頂進設(shè)備頂進設(shè)備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、下管及運土設(shè)備等。(1千斤頂和油泵千斤頂又稱為“頂鎬”是掘進頂管的主要設(shè)備當(dāng)前多采用液壓千斤頂千斤頂在工作坑內(nèi)常見的布置方式為單列、并列和環(huán)周等形式，如圖8-13所示。當(dāng)采用單列布置時應(yīng)使千斤頂中心與管中心的垂線對稱采用并列或環(huán)周布置時，頂力合力作用點與管壁反作用力合力作用點在同一軸線上，防止產(chǎn)生頂進力偶，造成頂進偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗，采用人工挖土，管上半部管壁與土壁有間隙時，千斤頂?shù)闹c作用在垂直直徑的1/4～1/5為宜。油泵宜設(shè)在千斤頂附近油路應(yīng)順直轉(zhuǎn)角少油泵應(yīng)與千斤頂相匹配并應(yīng)有備用油泵。油泵安裝完畢，應(yīng)進行試運轉(zhuǎn)。(2頂鐵頂鐵是為了彌補千斤頂行程不足而設(shè)置的是管道頂進時在千斤頂與管道端部之間臨時設(shè)置的傳力構(gòu)件其作用是將千斤頂?shù)暮狭?jīng)過頂鐵比較均勻的分布在管端同時也是調(diào)節(jié)千斤頂與管端之間的距離起到伸長千斤頂活塞的作用。因此頂鐵兩面要平整厚度要均勻要有足夠的剛度和強度以確保工作時不會失穩(wěn)。頂鐵是由各種型鋼拼接制成，有U形、弧形環(huán)形幾種，如圖8-14所示。其中U形頂鐵一般用于鋼管頂管使用時開口朝上弧形內(nèi)圓與頂管的內(nèi)徑相同；弧形頂鐵使用方式與U形相似一般用于鋼筋混凝土管頂管環(huán)形頂鐵是直接與管段接觸的頂鐵，它的作用是將頂力盡量均勻的傳遞到管段上。頂鐵與管口之間的連接，無論是混凝土管還是金屬管，都應(yīng)墊以緩沖材料，使頂力比較均勻的分布在管端避免應(yīng)力集中對管端的損傷當(dāng)頂力較大時與管端接觸的頂鐵應(yīng)采用U形頂鐵或環(huán)形頂鐵以使管端承受的壓力低于管節(jié)材料的允許抗壓強度。緩沖材料一般可采用油氈或膠合板。(3下管和運土設(shè)備工作坑的垂直運輸設(shè)備是用來完成下管和出土工作的運輸方法應(yīng)根據(jù)施工具體情況而定，一般采用三角架配電葫蘆、龍門吊、汽車吊和輪式起重機等。8、頂管接口8.1鋼管接口鋼管接口一般采用焊接接口。頂進鋼管采用鋼絲網(wǎng)水泥砂漿和肋板保護層時，焊接后應(yīng)補做焊口處的外防腐處理。8.2鋼筋混凝土管接口鋼筋混凝土管接口分為剛性接口與柔性接口采用鋼筋混凝土管時在管節(jié)未進入土層前接口外側(cè)應(yīng)墊以麻絲油氈或木墊板管口內(nèi)側(cè)應(yīng)留有10～20mm的空隙。頂緊后兩管間的空隙宜為10～15mm；管節(jié)入土后，管節(jié)相鄰接口處安裝內(nèi)漲圈時應(yīng)使管節(jié)接口位于內(nèi)漲圈的中部并將內(nèi)漲圈與管端之間的縫隙用木楔塞緊。鋼筋混凝土管常見鋼漲圈接口、企口接口、“T”形接口等幾種方式進行連接。(1鋼漲圈連接常見于平口鋼筋混凝土管管節(jié)穩(wěn)好后在管內(nèi)側(cè)兩管節(jié)對口處用鋼漲圈連接起來形成剛性口以避免頂進過程中產(chǎn)生錯口鋼漲圈是用8mm左右的鋼板卷焊成圓環(huán)，寬度為300～400mm。環(huán)的外徑小于管內(nèi)徑30～40mm。連接時將鋼漲圈放在兩管節(jié)端部接觸的中間然后打入木楔使鋼漲圈下方的外徑與管內(nèi)壁直接接觸待管道頂進就位后將鋼漲圈拆除內(nèi)管口處用油麻石棉水泥填打密實，如圖8-15所示。圖15 鋼漲圈接口1-麻辮；2-石棉水泥；3-木楔；4-鋼漲圈(2企口連接企口連接一般能夠采用剛性接口和柔性接口，如圖8-16、8-17所示。采用企口連接的鋼筋混凝土管不宜用于較長距離的頂管。圖16 企口剛性連接圖17 企口柔性連接(3“T形接口“T”形接口的做法是在兩管段之間插入一鋼套管，鋼套管與兩側(cè)管段的插入部分均有橡膠密封圈，如圖8-18所示。采用T形鋼套環(huán)橡膠圈防水接口時混凝土管節(jié)表面應(yīng)光潔平整無砂眼氣泡接口尺寸符合規(guī)定橡膠圈的外觀和斷面組織應(yīng)致密均勻無裂縫孔隙或凹痕等缺陷安裝前應(yīng)保持清潔無油污且不得在陽光下直曬鋼套環(huán)接口無疵點，焊接接縫平整，肋部與鋼板平面垂直，且應(yīng)按設(shè)計規(guī)定進行防腐處理；木襯墊的厚度應(yīng)與設(shè)計頂力相適應(yīng)。圖18 “T”形接口9、頂進管道頂進的過程包括挖土頂進測量糾偏等工序從管節(jié)位于導(dǎo)軌上開始頂進起至完成這一頂管段止始終控制這些工序就可保證管道的軸線和高程的施工質(zhì)量。開始頂進的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為：軸線位置3mm，高程0～+3mm。9.1挖土與運土管前挖土是保證頂進質(zhì)量及防止地面沉降的關(guān)鍵由于管子在頂進中是順著已挖好的土壁前進的因此管前挖土的方向和開挖形狀直接影響頂進管位的正確性因此管前周圍超挖應(yīng)嚴(yán)格控制在允許超挖的穩(wěn)定土層中正常頂進時管端上方允許有≤15mm的空隙，以減少頂進阻力。管端下部135中心角范圍內(nèi)不得超挖保持管壁與土壁相平也能夠留10mm厚土層不挖在管子頂進時切去，防止管端下沉。在不允許頂管上部土下沉地段如鐵路、重要建筑物等，頂進時，管周圍一律不準(zhǔn)超挖。管前挖土深度應(yīng)視土質(zhì)情況和千斤頂?shù)墓ぷ餍谐潭ㄒ话銥榍Ы镯數(shù)某鲦€長度如果超挖過大土壁開挖形狀不易控制容易引起管位偏差和上方土坍塌特別對松軟土層應(yīng)對管頂上部土進行加固或在管前安裝管檐操作人員工作時，要警惕土方坍塌傷人。管前挖出的土應(yīng)及時外運，一般經(jīng)過管內(nèi)水平運輸和工作坑的垂直提升送到地面。9.2頂進頂進是利用千斤頂出鎬在后背不動的情況下將管子推入土中其操作過程如下:安裝U型頂鐵或環(huán)形頂鐵并擠牢，待管前挖土滿足要求后，啟動油泵，操縱控制閥，使千斤頂進油，活塞伸出一個行程，將管子推進一段距離。(2)操縱控制閥，使千斤頂反向進油，活塞回縮。(3)安裝頂鐵，重復(fù)上述操作，直到管端與千斤頂之間能夠放下一節(jié)管子為止。(4)卸下頂鐵，下管，在混凝土管接口處放一圈油麻、橡膠圈或其它柔性材料，管口內(nèi)側(cè)留有適當(dāng)間隙，以利于接口和應(yīng)力均勻。(5)在管內(nèi)口安裝內(nèi)漲圈。如設(shè)計有外套環(huán)時，可同時安裝外套環(huán)。(6)重新裝好U型頂鐵或環(huán)形頂鐵，重復(fù)上述操作。頂進時應(yīng)遵照“先挖后頂隨挖隨頂”的原則應(yīng)連續(xù)作業(yè)盡量避免中途停止工程實踐證明在黏性土層中頂進時因某種原因使連續(xù)施工中斷重新起頂時頂力將會增加50％～100％但在飽和砂土中頂進中斷后重新起頂時，頂力會比中斷前的頂力小。這一點施工中應(yīng)引起注意。另外在管道頂進中發(fā)現(xiàn)管前方坍塌后背傾斜偏差過大或油泵壓力表指針驟增等情況，應(yīng)停止頂進，查明原因，排除障礙后再繼續(xù)頂進。9.3測量頂管施工時為了使管節(jié)按設(shè)計的方向頂進除了在頂進前精確地安裝導(dǎo)軌、修筑后背及布置頂鐵還應(yīng)在管道頂進的全部過程中控制工具管前進的方向這些都需要經(jīng)過測量來保證。管道頂進過程中應(yīng)對工具管的中心和高程進行測量測量工作應(yīng)及時準(zhǔn)確以便管節(jié)正確地就位于設(shè)計的管道軸線上測量工作應(yīng)頻繁地進行以便及時發(fā)現(xiàn)管道的偏移當(dāng)?shù)谝还?jié)管就位于導(dǎo)軌上以后即進行校測符合要求后開始進行頂進一般在工具管剛進入土層時應(yīng)加密測量次數(shù)常規(guī)做法每頂進30cm，測量不少于1次進入正常頂進作業(yè)后每頂進100cm測量不少于1次每次測量都以測量管子的前端位置為準(zhǔn)。一般情況下可用水準(zhǔn)儀進行高程測量經(jīng)緯儀進行軸線測量采用垂球進行轉(zhuǎn)動測量較先進的測量方法有激光經(jīng)緯儀測量測量時在工作坑內(nèi)安裝激光發(fā)射器，按照管線設(shè)計的坡度和方向?qū)l(fā)射器調(diào)整好，同時管內(nèi)裝上接收靶，靶上刻有尺度線，如圖8-19所示。當(dāng)頂進的管道與設(shè)計位置一致時激光點直射靶心說明頂進質(zhì)量良好沒有偏差，如圖8-20所示。全段頂完后應(yīng)在每個管節(jié)接口處測量其軸線位置和高程有錯口時應(yīng)測出相對高差。測量記錄應(yīng)完整、清晰。9.4糾偏在頂管過程中如發(fā)現(xiàn)首節(jié)管子發(fā)生偏斜必須及時給予糾正否則偏斜就會越來越嚴(yán)重甚至發(fā)展到無法頂進的地步出現(xiàn)偏斜的主要原因有管節(jié)接縫斷面與管子中心線不垂直工具管迎面阻力的分布不均多臺千斤頂頂進時出鎬不同步等。工程中一般采用以下方法進行糾偏校正。(1挖土校正法一般頂進偏差值較小時可采用此法當(dāng)管子偏離設(shè)計中心一側(cè)時可在管子中心另一側(cè)適當(dāng)超挖而在偏離一側(cè)少挖或留臺這樣繼續(xù)頂進時借預(yù)留的土體迫使管端逐漸回位。該法多用于黏土或地下水位以上的砂土中，如圖8-21所示。根據(jù)施工部位的不同可分為管內(nèi)挖土校正和管外挖土校正兩種當(dāng)采用管內(nèi)挖土校正時開挖面一側(cè)保留土體另一側(cè)開挖頂進時土體的正面阻力移向保留土體的一側(cè)，管道向該側(cè)校正。如采用管外挖土校正，則管內(nèi)的土被挖凈，并挖出刃口，管外形成洞穴。洞穴的邊緣，一邊在刃口內(nèi)側(cè)，一邊在刃口外側(cè)，頂進時管道順著洞穴方向移動。(2斜撐校正法當(dāng)偏差較大或采用挖土校正無效時，可采用斜撐校正法。如圖8-22所示，用圓木或方木一端頂在偏斜反向的管子內(nèi)壁上另一端支撐在墊有木板的管前土層上開動千斤頂利用頂木產(chǎn)生的分力使管子得到校正此法也適合管子錯口的校正。(3襯墊校正法對于在淤泥或流砂地段施工的管子因地基承載力較弱經(jīng)常出現(xiàn)管子低頭現(xiàn)象這時在管底或管子一側(cè)添加木楔使管道沿著正確的方向頂進如圖8-23所示。10、長距離頂管措施頂管中一次頂進長度受管材強度頂進土質(zhì)后背強度及頂進技術(shù)等因素限制，一般一次頂進長度最大達60～100m。當(dāng)頂進距離超過一次頂進長度時，可采用中繼間頂進觸變泥漿套頂進等方法以提高在一個工作坑內(nèi)的頂進長度，減少工作坑數(shù)目。10.1中繼間頂進法中繼間頂進就是把管道一次頂進的全長分成若干段在相鄰兩段之間設(shè)置一個鋼制套管套管與管壁之間應(yīng)有防水措施在套管內(nèi)的兩管之間沿管壁均勻地安裝若干個千斤頂，該裝置稱為中繼間，如圖8-24所示。中繼間以前的管段用中繼間頂進設(shè)備頂進中繼間以后的管段由工作坑的主千斤頂頂進如果一次頂進距離過長可在頂段內(nèi)設(shè)幾個中繼間這樣可在較小頂力條件下進行長距離頂管。采用中繼間頂管時頂進一定長度后即可安設(shè)中繼間之后繼續(xù)頂進當(dāng)工作坑主千斤頂難以頂進時開動中繼間千斤頂以后邊管子為后背向前頂進一個行程然后開動工作坑內(nèi)的千斤頂使中繼間后面的管子和中繼間一同向前推進一個行程而后再開動中繼間千斤頂如此連續(xù)循環(huán)操作完成長距離頂進。管道就位以后應(yīng)首先拆除第一個中繼間開動后面的千斤頂將中繼間空檔推攏接著拆第二