5.3.3顶管方案及注意事项 a、顶管方案及注意事项 1、顶管施工工艺
顶管的施工工艺流程图
地面设备安装
工作坑设备安装 出洞准备 注浆材料、设备准备 初始推进 排泥顶进 测 量 推 进 进 洞 b顶管施工 顶管顶机的选择：
注浆、测量 从土质及施工条件的现状来看，最适合于泥水平衡顶管。与敞开式顶管相比，泥水平衡顶管属于封闭式顶管，且有安全、可靠的性能，处理和运输比较方便，对周围土体扰动小，地面沉降小，从以往的施工经验看，该顶段的累计沉降量能控制较好。
5.3.4顶管机构工作原理
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。
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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）；
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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19.5KN/m3,h则以地面标高为参数，计算到管中心为止。 5.3.5顶力计算
1、顶管机前迎面阻力F1的计算 p＝k0·p0 p0=r?h
其中k0取0.55，γ取19.5km/m3,h取4.9m所以 p＝k0·γ·h
=0.55×19.5×4.9=52.55kN/m2 而F1为 F1=S×P
=π/4D2外×52.55=π/4×1.22×52.55 =28.37kN/m2=2.9t
2、根据我们的经验，在这种土中，管子周边的摩阻力应取f=0.8t/m2,故每延米推力F2
F2＝0.8×π?D外×L＝3.311T
本段顶管推力 F2＝3.311×L＝3.311×110m=331.1T F=F1+F2=2.9+331.1=334t
3、后靠板尺寸采用宽×高＝3.0×3.5m，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19.5km/m3 H－后座墙的高度(m) ，此处取3.0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5.0米
按上式计算，圆形工作井加护套后能承受4558 T顶力＞实际顶力334T，完全能满足要求。
工作坑主顶油缸设计总推力为600t（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＝(600t-F1)/F2=205m
由上述计算可确定该段顶管不需要考虑设置中继间。 5.3.6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
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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
5.3.7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：
在轴线定好后既可安装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周作出4~6个临水点，保证轴线标高-临水点高程=
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