4)人工挖土法。先挖工作坑,将管子放到工作坑内千斤顶的前面,人在管道的最前端挖土,为管子开路。挖出的土从管内运至管外,再吊到地面运走。挖一段后,摇动千斤顶顶管。设备布置与操作情况,见图9-5。
a.开挖工作坑。工作坑平面尺寸根据管径大小、管节长度、操作机具、出土方式及后座墙厚度等而定。一般可按以下考虑:
(a)工作坑宽度:
式中 D1——管外径(m);
b——管外侧操作空间。根据管径大小及操作工具而定,一般为1.2~1.6m(用长撬棍为1.6m,短撬棍1.2m);
c——撑板厚度,一般取0.2m。
(b)工作坑长度:
式中 l1——管节长度(2m、4m等);
l2——顶镐机长度(0.9~1.1m);
l3——后背墙厚度(包括后背立板、后背方木、后背顶铁),约1m左右;
l4——稳管时,前一节已顶进管子留在轨道上的最小长度,一般为0.3~0.5m:
l5——管尾出土所留的工作长度,根据出土工具而定。用小铁车为0.6m,用手推车为1.2m;
l6——调头顶进时的附加长度。
(c)工作坑深度。由设计管底标高、顶管的基础、轨道等综合尺寸而定:
式中 H——工作坑深度(m);
h1——设计管底标高(m);
h2——轨道高度(m);
h3——混凝土基础厚度(m);
h4——套管外壁至燃气管道外壁间的距离(m)。
b.后靠墙。因后靠墙要受顶管过程中的最大反力,故应有足够的坚固性、稳定性。原土后靠墙的许可顶力值,可由土压力公式计算决定。原土应有足够的高度、宽度和长度,一般长度不应小于7m(工作坑后靠墙附近的管沟不要开挖),以保证有可靠的稳定性。为了降低顶力压强并均匀地传递给后靠墙面上,一般多在原土表面加设木板、方木(或槽钢与厚钢板)、顶铁等。
c.平基与导轨。这是为了保证管子按要求的方向前进而设置的。
当坑底无地下水时,可将工作坑的底层平整夯实,敷设方木,在方木上直接铺设铁轨。
当地下水较高,土质不好时,可先在平基下面作一定深度和宽度的卵石盲沟,通住集水水井,再作混凝土方木平基。混凝土采用C15或C20。如图9-6所示。铁轨一般用18kg轻便铁轨,大管径时应用重轨(32kg),因为大管径时轻便铁轨容易产生较大的挠度,致使两节管对口困难。
导轨是起定向作用的,导轨安装必须符合管道中线、标高、坡度的要求。导轨安装后,要进行六点(轨前、轨中、轨尾的左右各一点)的验收,并在稳第一节管子后测量负载后的变化,并加以校正。
导轨间距(上部的净距),如图9-7所示,可按下式计算:
式中 A——导轨上部的净距(mm);
D——管内径(mm);
h——导轨高度(mm);
t——管壁厚度(mm);
c——预留空隙高度(mm)。
导轨中心至中心间距:当采用铁轨时,A0=A+a(mm);当采用18kg轻便铁轨(轨高为90mm)和c=10mm时,为A=
d.机械设备
千斤顶,应采用起重量大,顶杆长度长的电动油压式千斤顶。按顶力计算出的总顶力选用1台或数台千斤顶。
卷扬机:下管及水平、垂直运土用各1台。
摇镐机:单排串联,摇动千斤顶,包括液压泵及动力设备。
导轨:长4m与长1m各2根。
顶铁:是传递千斤顶顶力的工具,应配备成套,可用工字钢或钢管。变压器:24~32V、500~1000W 1台,用于低压照明。
e.顶管与管前挖土。准备工作就绪后,往工作坑中下管,安装在轨道上。顶进时,先使千斤顶顶头伸出使管子入土。当顶头仲至极限后,千斤顶回程,插入顶铁,再次顶管。如此反复进行一节管子顶完后,再放第二节管子,并与第一节管子连接后,再继续顶管。
在无水的土中挖土,可先挖下面。管前150mm以外的土要随挖随找周边,管前250mm以外的土可先挖成锥体。当土中有水时,应由目往下挖。防止下面的土成为稀泥,并应及时用小车出土。