浅谈顶管的施工技术
文章摘要：板桥江大路污水处理顶管工程，由于合理选择了工具管形式，成功地
解决了轴线控制和减阻泥浆等技术难题，只用了100天就完成了全部顶进施工，创造了市优工程。
关键词：顶管机 顶进 测量 第一章工程概况：
φ1500mm顶管工程是污水处板桥新城污水处理工程的一个重要组成部分。正常排放管总长1808m，管道内径1500mm，从高位井向低位井顶进，埋深5.30～8.40m，顶进施工采用F-B型钢承口式钢筋混凝土管、楔形橡胶圈接口、多层胶合板衬垫。 第二章顶管施工技术
第一节 控制土压
顶管需计算顶进时的控制土压力。控制土压力除了计算以外还需在顶进时实测，然后拿实测数据与计算的做比较，修正计算值实测的方法是在初始顶进过程中，当机头已完全进入土中以后，需停下来，待4小时以后，观察机头内土压力表的实际读数，此读数即可视为主动土压力，每一顶顶进之前的计算数据均需交监理工程师备案。
顶管机在顶进过程中，其土仓中始终有一个压力，我们称之谓控制土压力为P，当控制土压力P小于顶管机所处土层的主动土压力PA时，土就涌向顶管机土仓，而这往往是由于螺旋输送机排出土的体积大于顶管机推进过程中理论排出土的体积所造成的，因此地面会产生沉降。
反之，如果当控制泥水力P大于顶机所处土层的被动土压力PP时，这往往是由于排土过少而造成了土的过剩，因此地面就会产生隆起。所谓泥水平衡，即把土仓内的土压力控制在顶管机所处土层的主动土压力与被动土压力之间，也即：
PA＜P＜PP 式中：PA－主动土压力（KPa）；
P－控制土压力 (KPa)； Pp－被动土压力(KPa)。
这样，在顶管施工过程中，土仓的压力终是处于一种平衡的状态，这就是泥水平衡顶管的基本原理。但是，实际施工过程中，由于主动土压力和被土压力之间的压力值范围较广，又由于土压力的变化是一个非常复杂的过程，而且，在计算主动土压力和被动土压力时容易造成误差，所以必须在这个较大范围中取处于中间的那一段，以减少土压力值的波动。因此，常用的控制土压力的取值方法是在顶管机所处土层的静止土压力的基础上，规定一个上限和下限，具体的计算公式为： P＝k0?P0
式中：K0－静泥水系数； P0－静止土压力（KPa）
上述静止土压力系数K0取0.5，而静止土压力则为： P0＝γ ?h γ－土的容量（KN／m3） h－覆土深度（m）。 主动土压力PA为：
PA＝γ?h ?tg2(45。- φ／2)-2C.tg(45。- φ/2) 式中：φ－土的摩擦角（度）； C－土的内聚力（KPa）。 被动土压力PP为：
Pp=γ ?h ?tg2(45。＋φ/2)＋2C.tg(45。＋φ/2)
在本段顶管中，可采用下式确定控制土压： P=K0 ?P0±20Kpa
式中，K0可取0.5，而P0则为： P0=γ ?h
γ取18.5KN/m3,h则以地面标高为参数，计算到管中心为止。 第二节 顶力计算
1、顶管机前迎面阻力F1的计算 p＝k02p0 p0=r?h
其中k0取0.55，γ取18.5km/m,h取8.75m所以 p＝k02γ2h
=0.55318.538.75=90kN/m2 而F1为 F1=S3P
=π/4D2外390=π/432.42390 =406kN/m2=41t
2、根据我们的经验，在这种土中，管子周边的摩阻力应取f=0.9t/m2,故本段顶管的推力F2
F2＝0.93π?D外3L＝925T F=F1+F2=41+925=966t
3、钢后靠板尺寸采用宽3高＝3.533.0m，后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则，千斤顶在余面后背上，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工案例，施工时应后背的强度和刚度计算
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式中：
R-总推力之反力（一般大于推力的1.2－1.6） a－系数（取1.5－2.5之间） ，此处取2 B－后座墙的宽度（M） 此处取3 米 γ－土的容重（KN/M3) 此处取18.5km/m3 H－后座墙的高度(m) ，此处取3.5米 Kp-被动泥水系数
c-土的内聚力（kPa) 一般情况下取10
h-地面到后座墙顶部土体的高度（M），此处取2.5米
按上式计算，圆形工作井加护套后能承受6858 T顶力＞实际顶力966T，完全能满足要求。
工作坑主顶油缸设计总推力为1000t（小于管子及井所能承受的最大推力），则一次推进最大长度L为
一次极限推进长度＝（主顶总推力-机头迎面阻力）／每延米的推力
L＝(1000t-F1)/F2=143m
由上述计算可确定该段顶管不需要考虑设置中继间。 第三节基坑布置
基坑布置的重点是工作坑。最适用于泥水平衡顶管的工作坑是沉井工作坑，
它整体性好不易产生渗漏、变形、位移等。当沉井工作坑沉到位底板封好以后应先把洞口止水圈安上。洞口止水圈工作状态见下图。
洞口止水圈工作状态图
第四节 后靠背导轨及后顶的安装
轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100~200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合，调整方法见图：