4.5.2 顶管施工的技术问题
1.顶管工作坑的布置
顶管工作坑通常设置在穿越地面障碍物的顶管作业地段的两侧,且与地上被穿越障碍物保持一定的安全距离。工作坑按其功能不同,通常可分为单向坑:尽向坑、多向坑、转向坑、交汇坑等几种。
当在地下水位以上且土质较好时,工作坑内一般采用方未基础;当在地下水位以下时,应浇筑混凝土基础。影响工作坑平面尺寸的因素有顶管的管径、管节长、接口方式、顶进方式与顶进长度等。
坑长
L=L1+L2+L3+L4+L5+L6
式中 L1——后背厚度;
L2——顶进装置长度;
L3——工作坑调头顶进时附加长度(m);
L4——管尾出土预留长度(取小铁车长约0.6 m左右);
L5——管节长度(m);
L6——稳管时,已顶进管预留在导轨上的长度(0.3~0.5 m左右)。
坑宽
B=D0+2b+2c
式中 D0——待顶管外径(m);
b——操作宽度(0.8~1.0 m);
c——撑板厚度(0.2 m)。
2.导轨的铺设
铺设导轨的作用是引导待顶管按设计中心线与坡度顶进土层中,保证管道在即将顶进土层前位置正确。
(1)导轨设置要求。
①无论导轨铺设在那种基础上均要求稳固,顶进过程中不能疗生位置改变;
②基底务求平整,满足设计高程要求;
③导轨材料必须直顺,一般采用43 kg/m重型钢轨制成,且附有固定螺栓,螺栓间距约为800 mm,也可视实际条件采用18 kg/m的轻型钢轨。或采用木轨,木轨用150 mm×150 mm方木,刨角包铁皮或在方木两内侧包角铁。
④导轨铺设须严格控制内距、中心线与高程,其纵坡要求与管道纵坡一致。
(2)导轨间内距。
①导轨铺设在基础之上的方木或钢轨,管中心至两钢轨圆心角在70°~90°之间。
②两导轨内距可按式计算:
式中 D——待顶管内径(m);
T——待顶管壁厚(m);
h——导轨高(m);
c——管外壁与基础面垂直净距(约为0.01~0.03 m)。
3.支设后背与后座墙
管道在顶进过程中所受的全部阻力,通过千斤顶传给后背,居背再将这一反坐力均匀地传递给后座墙。后背作为受力结构,支设应满足设计要求,后座墙也必须有足够的稳定性。后背安装要求靠后背横排方木的面积,通常可按承压不超过0.15 MPa计算;方木应卧到混凝土基础以下60 cm,使千斤顶着力中心高度不小于方木后背高度的三分之一;后背土壁铲修平整,应保证壁面与顶进方向垂直。
4.后座墙类型与要求
设计后座墙时,其安全系数一般应不小于1.5倍的最大阻力。后座墙可分为原土的与人工的两大类。原土后座墙应有足够高度、宽度与长度,长度通常应保证不小于7 m,使其具有可靠的稳定性。其许可顶力值可由土压力公式计算决定