??? 一、管道頂進的導向、測量和糾偏
為使頂進管道能按設計要求進行,在施工中導向成為關鍵問題。頂管距離愈長,口徑越大,導向就越困難。
1.定向
確定管道頂進方向是頂管施工的關鍵,非常重要。
(1)頂管工作坑,特別是后靠墻平面位置,必須通過測量來確定。較短距離施工,可采用樣線將始線和終線連接,定出頂進管道軸線,打樁定向。
長距離施工可用經(jīng)緯儀定出管道軸心線,并按照管軸心線,放出與互相垂直的后靠墻平面線,然后按照口徑和頂進設備,開挖頂管工作坑和設置后靠墻。
(2)敷設工作坑平面的導軌是頂進管道正確定向的基準。導軌的安裝必須牢固、水平,導軌的中心線應與頂管的軸線相重合。
(3)第一根頂進管道是正確定向的起點。當?shù)谝桓茏拥跞雽к壣?,啟動油泵頂進前,應測量其平面位置上管軸心線,應與頂進軸線重合,用水平尺校正水平方可開始頂進。
2.監(jiān)測方法
為使管道按定向位置頂進,每頂進一米長度應測量其位置,發(fā)現(xiàn)偏向,立即采取措施施。
(1)垂直方向偏差的測定可采用水平尺(短距離)、水平儀(長距離)或采用水柱連通器測定。
水柱連通器是利用在同一容器中液體壓力平衡原理制成。它既簡便又準確,并不受長度的限制。該方法是在頂進管道內(nèi)壁確定一條與管軸線相平行的直線為基準線,將水柱連通器的液面線與該基準線的頂端和末端重合,如頂進管道發(fā)生垂直方向偏移,連通器兩端玻璃管內(nèi)的水平面,將會高出或低于基準線(見圖2—9—22)。
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圖2—9—22 水柱連通器監(jiān)視方法示意圖
(2)平面位置偏差的測定
?、僦苯佑^察法一般應用于短距離頂管。先在頂管工作坑面上定出頂管軸線,過該軸線引二根鉛垂線至工作坑底。同時在頂進管道的頂端裝置一只小燈泡于管斷面中點,監(jiān)測者站在工作坑末端,用肉眼觀察,二根鉛垂線和小燈泡應三點成一線。如果發(fā)生位置偏移,觀察視線中小燈泡將會發(fā)生位移。此方法雖然精度不高,但方法簡便,在短距離頂管中常被采用(見圖2—9—23)。
圖2—9—23 平面偏移監(jiān)視示意圖
1—監(jiān)測視線;2—中心光源;3—頂進軸心樣線投影;4—鉛垂線;
5—偏移角;6—鉛垂線;7—光源中心定位架;8—觀察起點;
9—監(jiān)測視線;10—頂進軸心樣線;11—鉛垂線;12—水準0.000
?、诮?jīng)緯儀測量將經(jīng)緯儀放置于工作坑中頂進軸線的末端,在工作坑地面頂進定向軸線上樹一標桿,在頂進管道前端斷面裝置一只小燈泡于中點。頂進時用經(jīng)緯儀測量二點,如發(fā)生左右位置的偏移,將在經(jīng)緯儀上反映出一定角度,根據(jù)角度即可計算出位移的實際距離。
(3)糾偏方法
①人工法采用人工挖去頂管端面偏向一側(cè)的土層,形成土壤對管端的阻力不均勻,而達到糾偏的目的(同時調(diào)整油缸頂點位置)。此方法僅適用于短距離頂管施工。
②機械法在工具管頂頭和鋼管之間的環(huán)圈斷面上,均勻裝置若干只油缸(單獨液壓系統(tǒng)),使工具管成為活絡頂頭。如發(fā)生偏向,控制各油缸的油泵壓力發(fā)生變化,壓力表上便反映出讀數(shù)差別,告訴監(jiān)視人員:頂管已偏向。操作人員可根據(jù)壓力數(shù)據(jù)確定頂管偏移的方向,啟動和關閉部分油缸,使工具管偏向,并使與工具管機械相連接的鋼管彎曲變形,從而達到糾偏的目的。機械法糾偏必須具有以下二個條件,并作必要計算:
工具管內(nèi)設置的油缸必須有足夠的頂力,形成較大的糾偏力。
頂進管道必須具有柔性和足夠強度。糾偏時由于工具管“借轉(zhuǎn)”造成管道彎曲變形,此時再加頂力致使管道繼續(xù)彎曲,最大力矩在頂進管道的中點。此時,為確保頂進管道不受損壞必須進行強度校核,根據(jù)最大彎矩計算出管道實際最大應力值,然后和鋼管之許用應力值比較,以確定最大允許糾偏值。
二、頂管工作坑設置
頂管工作坑是頂管施工中的操作場地,必須確保安全穩(wěn)固。工作坑尺寸由頂管口徑和長度決定,需符合下列要求:
1.平面位置
前后中心線應位于頂管軸線。
寬度 B=D+2b+2C(米)
式中 D——鋼管外徑(米);
b——套管兩側(cè)操作寬度(米),一般取1.5米;
C——工作坑兩側(cè)支撐板樁厚度(米),一般取0.3米。
長度 L=l
1+l
2+l
3+S
1+S
2+S
3(米)
l
1——每根鋼管長度(米);
l
2——油缸長度(米);
l
3——后靠墻厚度(米),一般可取0.5米;
S
1——頂進鋼管外留焊接長度,一般可取0.6米;
S
2——引出土環(huán)長度(米);
S
3——特殊工具管(頂頭)長度(米),人工挖土不計。
2.斷面位置
斷面位置必須垂直于水平面。開挖深度:
H=h1+h2+h3+D(米)
h
1——地坪至管頂深度(米);
h
2——平鋪槽鋼深度(米),一般取0.20米;
h
3——混凝土基礎厚度(米),一般取0.30米;
D——頂管直徑(米)。