本文摘要： 本開挖工程施工由于使用的頂管種類較多，本方案以單項數量較大具有代表性的D2000mmF型Ⅲ級鋼筋混凝土管為例進行施工方案的編制，我方擬定為手掘式機械頂管施工。 3．1手掘式項管施工工藝流程 3.1.1頂力計算與后背設計 本工程是將壁板加厚作為千斤頂的后背墻。 l、后背結構及抗力計算 后背作為千斤頂的支撐結構，要有足夠的強度和風度，且壓縮變形要均勻。 所以，應
本開挖工程施工由于使用的頂管種類較多，本方案以單項數量較大具有代表性的D2000mmF型Ⅲ級鋼筋混凝土管為例進行施工方案的編制，我方擬定為手掘式機械
頂管施工。
3．1手掘式項管施工工藝流程
3.1.1頂力計算與后背設計
本工程是將壁板加厚作為千斤頂的后背墻。
l、后背結構及抗力計算
后背作為千斤頂的支撐結構，要有足夠的強度和風度，且壓縮變形要均勻。
所以，應進行強度和穩定性計算。本工程采用組合鋼結構后背，這種后背安裝方便，安裝時應滿足下列要求：使用千斤頂的著力中心高度不小于后背高度的1/3。
頂力計算
推力的理論計算：（以Φ2000mm計算）
F=F1十f2
其中F—總推力
Fl一迎面阻力 F2—頂進阻力
F1＝π/4×D2×P (D—管外徑2.5m P—控制土壓力)
P＝Ko×γ×Ho
式中 Ko—靜止土壓力系數，一般取0.55
Ho—地面至掘進機中心的厚度，取最大值6m
γ—土的濕重量，取1.9t/m3
P＝0.55×1.9×7＝7.31t/m2
F1=3.14/4×2.5×2×8＝31.4t
F2＝πD×f×L
式中f一管外表面平均（根據頂進距離平均淤泥土）綜合摩阻力，取0.8t/m2
D—管外徑2.5m
L—頂距，取最大值100m
F2＝3.14×2.5×0.8×100＝428t。
因此，總推力F=31.4+428＝459.4t。根據總推力、工作井所能承受的最大頂力及管材軸向允許推力比較后，取最小值作為油缸的總推力。工作井（Φ2000mm頂管）設計允許承受的最大頂力為800t，管材軸向允許推力700t，主頂油缸選用2臺(或4臺，根據現場實際情況定)300t(3000KN)級油缸。每只油缸頂力控制在250t以下，這可以通過油泵壓力來控制，千斤頂總推力500t。因此我們無需增加額外的頂進系統即可滿足要求。
l、后背的計算
后背在頂力作用下，產生壓縮，壓縮方向與頂力作用方向一致。當停止頂進，頂力消失，壓縮變形隨之消失。這種彈性變形即象是正常的，頂管中，后背不應當破壞，產生不允許的壓縮變形。
后背不允許出現上下或左右的不均勻壓縮。否則，千斤頂在余面后背上，造成頂進偏差。為了保證頂進質量和施工案例，施工時應后背的強度和剛度計算
后靠背受力計算公式
式中：
R-總推力之反力（一般大于推力的1.2－1.6）
a－系數（取1.5－2.5之間） ，此處取2
B－后座墻的寬度（M） 此處取4米
γ－土的容重（KN/M3)
H－后座墻的高度(m) ，此處取4.5米
Kp-被動土壓系數
c-土的內聚力（kPa) 一般情況下取10
h-地面到后座墻頂部土體的高度（M），此處取5米
按上式計算，圓形工作井加護套后能承受1591.5T頂力＞實際頂力500T。完全能滿足要求。
3.2．主要設備的選擇
頂進設備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、工具管及運出土設備等。
(1)千斤頂
千斤頂是掘進頂管的主要設備，本工程每個工作井擬配置4臺300t液壓千斤頂。
千斤頂的工作坑內的布置采用四臺組合式，頂力全力作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線，防止產生頂時力偶，造成頂進偏差。根據施工經驗，采用機械挖運土方，管上半部管壁與土壁有間隙時，千斤頂的著力點作用在管子垂直直徑的1/4~1/5處為宜。
(2)高壓油泵
由電動機帶動油泵工作，選用額定核動力為31.5Mpa液壓油泵，經分配器，控制閥進入千斤頂，各千斤頂的進油管并聯在一起，保證各千斤頂活塞的出力和行程一致。
(3)頂鐵
頂鐵是傳遞和分散頂力的設備。要求它能承受頂進壓力而不變形，并且便于搬動。
根據頂鐵位置的不同，可分為橫頂鐵、順頂鐵和U形頂鐵三種。
(4)其它設備
工作坑上設活動式工作平臺，平臺用30號工字鋼梁，上鋪15×15cm方木。工作坑井口處安裝一滑動平臺，作為下管及出土使用。在工作平臺上設起重架，上裝電動卷揚機，其起重量應大于管子重量。
3.3垂直運輸工具的選擇
工作坑的垂直運輸地面與工作坑的土方，管道與頂管設備的垂直運輸采用簡易龍門和卷揚機（電動葫蘆），并搭設工字鋼梁作為地面工作平臺。下管采用汽車式起重機吊裝。
3.4、頂進設備的選擇
本工程根據頂力計算，并結合實際情況，采用工作頂力為300t活塞式雙作用液壓千斤頂。千斤頂布置采用單列式。頂進時著力點位置在管子全高的1/2～1/3之間比較合適。千斤頂與管子之間采用頂鐵傳送頂力。頂鐵用型鋼焊拼成各種結構的傳力形式，根據安放位置和傳力作用不同，用橫鐵和立鐵組合。
3.5、管前挖土與頂進
3.5.1、管前挖土
管前挖土是控制管節頂方向和高程、減少偏差和重要作業，是保證頂質量及管上構筑物安裝的關鍵。
3.5.2、下管
挖土之前應先下管，并做好以下幾項工作：
a、檢查管子
下管前應先對管子進行外觀檢查，主要檢查管子有無破損及縱向裂縫；端面要平直；管壁無坑陷或鼓泡，管壁應光潔。檢查合格后的管子方可用起重設備吊到工作坑的導軌上就位。
b、檢查起重設備
起重設備以檢查、試吊，確認安全可靠方可下管。下管時工作坑內嚴禁站人。當距導軌小于50㎝時，操作人員方可進前工作。
c、管子就位
第一節管放到導軌上，測量管子中心及前端和后端的管底高程，確認安裝合格后方可頂進。第一節管作為工具管，頂進方向與高程的準確，是保證整段頂管質量的關鍵。因此，必須認真對待此項工作。
3.6、管前挖土的長度控制
一般是安排一個人挖土。為加快工程進度，每班兩個人，輪流開挖。
土方在管內可采用電瓶車進行，也可采用人力斗車進行運輸。
土方在工作坑采用電動葫蘆進行垂直運輸。
在一般地段，土質良好，挖土時可超挖30～50㎝。在鐵路道軌下不得超越管端經外10㎝，在道軌以外最大不得超過30㎝，同時應遵守管理單位的規定。
3.6.1、管子周圍超挖的控制
在不允許土下沉的頂地段（如上面有重要建筑物或其它管道），管子周圍一律不得超挖。
在一般頂管地段，上面允許超挖1.5㎝，但在下面135°范圍內不得超挖，一定要要保持管壁與土基表面吻合。
3.7、頂進
采用2臺300t/臺的液壓千斤頂作為主頂。頂進開始時，就緩慢進行，待各接觸部位密合后，再按正常速度頂進。
頂進若發現有油路壓力突然增高，應停止頂進，檢查原因經過處理后方可繼續頂進，回鎬時，油路壓力不得過大，速度不得過快。
挖出的土方要及時外運，及時頂進，使頂力限制在較小范圍內。
3.8安裝工具脹圈
為了有利于導向，頂進的前數節管中，在接口處應安裝內脹圈，通過背楔或調整螺栓，使用脹圈與管壁緊成為一個剛體。脹圈一定要對正接口縫隙。安裝牢固，并在頂進中隨時檢查調整。
3.9測量與校正
a、測量
在頂第一節管（工具管）時，以及在校正偏差過程中，測量間隔不應超過300㎜，保證管道入土的位置正確；管道進入土書面通知后的正常頂進，測量間隔不宜超過1000㎜。
中心測量：頂進長度在600㎜范圍內，可采用垂球拉線的方法進行測量。要求兩垂球的間距盡可能的拉大，用水平尺測量頭一節管前端的中心偏差。一次頂進超過600㎜采用經緯儀測量。
高程測量：用水準儀及特制高程尺，根據工作坑內設置的水準點，標高（設兩個），測頭一節管前端管內底高程，以掌握頭一節管子的走向趁勢。測量后應與工作坑內另一水準點閉合。
激光測量：用激光經緯儀安裝在工作坑內，并按照管線設計的坡度和方向調整好，同時在管內裝上標示牌，當頂進的管道與設計位置一致時，激光點即射到標示牌中心，說明頂進質量無偏差，否則應根據偏差量進行校正。
全段頂進完后，應在每個管節接口處測量其中心位置和高程，有錯口時，應測出錯口的高差。
b、校正（糾偏）
頂管誤差校正是逐步進行的，形成誤差后不可立即將已頂好的管子校正到位，應緩緩進行，使管子逐漸得位，不能猛糾硬調，以防產生相反的結果。常用的方法有以下2種：
超挖糾偏方法：偏差為10～20㎜時，可采用此方法，即在管子偏向的反側適當超挖，而在偏向側不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在頂進中向阻力小的超挖側偏向，逐漸回到設計位置。
千斤頂糾偏法：方法基本與頂木糾偏法相同，只是在頂木上用小千斤頂強行將管慢慢移位校正。
3.10管道內輔助管道的輔設
管內的輔助管道設置于管道內壁，用鋼架將其有序地固定在管壁上。
a、通風設施：
由于管道頂進距離長，埋置深度深，管道內的空氣不新鮮，加上土體中會產生有害氣體，因此，必須設置供氣系統。通風設施用一臺柴油空壓機將壓縮空氣輸入空氣濾清器，再進入儲氣桶，經過氣壓調節閥，將壓縮空氣傳輸至管道最前端，并將管道最前端的空氣排出，以此進行空氣循環。
b、電源布置：
在頂管過程中，主要的電源為動力用電和照明用電。
● 動力用電
由于頂管機械設備采用380V 動力電，因此，動力電必須做到二級保護和接地保護措施，動力電源線設置在操作人員不易接觸處，并在電源線外增設護套，保證用電安全。
●照明用電
非開挖定向鉆機
頂管施工針對通信、通訊，電力、給排水、石油、自來水，天然氣等各型水泥管，PE管，鋼管的鋪設。公司擁有一批經驗豐富的工程管理人員，及專業技術人員，并配備性能優良的施工機械設備，嚴格按照國家相關建設標準規定，安全文明施工，工程質量均達到合格及優良。非開挖技術是近幾年迅速發展起來的地下管線施工技術，使用該技術能在不破壞地面道路的情況下，就可以鋪設和更換地下管線，具有不破壞環境、無泥塵污染、不干擾交通、不破壞道路結構、鋪管精度高、工期短、施工安全性好等優點。該技術可廣泛用于穿越地下公路、鐵路、江河、湖泊、街道及建筑物等。
