手挖機械頂管施工方案(節選)由於本工程頂管種類繁多，本方案以單項數量較多的D2000mmF三級鋼筋混凝土管為例編制施工方案，我們擬定為手挖機械頂管施工。
3.1手挖頸管施工工藝
3.1.1頂力計算及後背設計
這個項目是加厚墻板作為千斤頂的後壁。
l背部結構和阻力計算
背部作為千斤頂的支撐結構，應有足夠的強度和風度，壓縮變形要均勻。
所以要計算強度和穩定性。本工程采用組合鋼結構靠背，便於安裝，並應滿足以下要求:千斤頂重心高度不小於靠背高度的1/3。
頂力計算
推力的理論計算:(以φ2000毫米計算)
F=F1 f2
其中f指總推力。
f1-迎面阻力F2-頂起阻力
f 1 =π/4×D2×P(d—管道外徑2.5m P—土壓控制)
P=Ko×γ×Ho
式中，ko-靜態土壓力系數，壹般為0.55。
Ho指從地面到掘進機中心的厚度，最大值為6m。
γ——土的濕重，取1.9t/m3。
p = 0.55×1.9×7 = 7.31t/m2
f 1 = 3.14/4×2.5×2×8 = 31.4t
F2=πD×f×L
式中，F-1管外表面平均綜合摩阻力(根據頂進距離平均含泥量)為0.8t/m2。
D ——管子的外徑為2.5米
L—頂距，最大值為100m
F2 = 3.14×2.5×0.8×100 = 428t .
因此，總推力f = 31.4+428 = 459.4t，將總推力、工作井所能承受的最大頂推力和管道的軸向允許推力進行比較後，取最小值作為油缸的總推力。工作井(2000mm頂管)最大允許頂推力為800t，管道軸向允許推力為700t，主頂推力油缸選用兩個(或四個，視現場實際情況而定)300t(3000KN)油缸。每個油缸的頂力控制在250t以下，可以通過油泵的壓力來控制，千斤頂的總推力為500t t，所以我們不需要增加額外的頂力系統就可以滿足要求。
l反算
背部在頂力作用下被壓縮，壓縮方向與頂力方向壹致。當頂升停止時，頂升力消失，壓縮變形消失。這種彈性變形是正常的，頂管過程中不應該損傷背部，產生不允許的壓縮變形。
背部不允許上下或左右不均勻壓迫。否則，千斤頂位於剩余表面的背面，從而導致頂起偏差。為了保證頂進質量和施工工況，在施工過程中需要對後背的強度和剛度進行計算。
後排靠背受力的計算公式
其中:
R-總推力的反作用力(壹般大於1.2-1.6的推力)
a-系數(取1.5-2.5)，這裏取2。
b-此處後座墻的寬度(m)為4m。
γ-土壤的容重(千牛/M3)
h——後座墻高度(m)，此處取4.5m。
Kp-被動土壓力系數
C-土壤粘聚力(kPa)壹般為10。
h——從地面到後座墻頂土壤的高度(m ),此處取5m。
根據上述公式，夾套圓形工作井可承受1591.5T頂力> 500T實際頂力。完全可以滿足要求。
3.2.主要設備的選擇
頂升設備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂升鐵、工具管和運出地面的設備。
(1)插孔
千斤頂是頂管的主要設備，本工程每口工作井計劃配備4臺300噸液壓千斤頂。
千斤頂工作坑的布置采用四種組合式，頂力的全部作用點和管壁的反力點應在同壹軸線上，以防止頂力時間偶造成頂力偏差。根據施工經驗，土方開挖和機械運輸，在管道上部管壁與土壁有間隙時，千斤頂的重心應在管道垂直直徑的1/4~1/5處。
(2)高壓油泵
電機帶動油泵工作，選用額定核功率31.5Mpa的液壓油泵，通過分配器和控制閥進入千斤頂，每個千斤頂的進油管並聯，保證每個千斤頂活塞的輸出和行程壹致。
(3)頂鐵
頂鐵是傳遞和分散頂力的裝置。要求能承受頂起壓力而不變形，並易於移動。
根據頂鐵位置的不同，可分為水平頂鐵、水平頂鐵、U型頂鐵三種。
(4)其他設備
工作坑上設有可移動的工作平臺。平臺采用30號工字鋼，鋪設15×15cm方木。工作坑井口安裝壹個滑動平臺，用於下管和開挖。在工作平臺上設置壹個提升架，並安裝壹個電動葫蘆，其提升重量應大於管子的重量。
3.3垂直運輸方式的選擇
工作坑地面及土方、管道、頂管設備的垂直運輸采用簡易龍門架及卷揚機(電動葫蘆)，工字鋼搭設為地面工作平臺。下管由汽車吊吊起。
3.4.頂升設備的選擇
本工程根據頂力計算和實際情況，采用工作頂力為300噸的活塞式雙作用液壓千斤頂。千斤頂排成單排。頂起時，焦點的位置在管道總高度的1/2到1/3之間。頂力通過頂鐵在千斤頂和管道之間傳遞。頂鐵與型鋼焊接，形成各種結構的傳力。根據放置位置和傳力功能的不同，將橫鐵和豎鐵組合在壹起。
3.5、管道挖土和頂進前
3.5.1，在管道前挖土
管道開挖是控制管道接口頂部方向和標高，減少偏差的重要操作，是保證頂部質量和管道上構築物安裝的關鍵。
3.5.2、管子
挖掘前，應鋪設管道，並應完成以下工作:
壹、檢查管道
下管前應對管道進行外觀檢查，主要檢查管道有無損傷和縱向裂紋；端面應平直；管壁無凹坑、氣泡，管壁應光滑。檢查合格後，方可用起重設備將管子吊至工作坑導軌上。
b、檢查起重設備
起重設備必須經過檢查和試吊，確認安全可靠後才能下放。下管時，嚴禁站在工作坑內。當與導軌的距離小於50㎝時，操作者方可工作。
c、管道就位
第壹節將管道放在導軌上，測量前後兩端的管道中心和管底標高，安裝合格後方可頂起。作為工具管，頂管方向和標高的準確性是保證整個頂管質量的關鍵。因此，這項工作必須認真對待。
3.6、挖土前管道的長度控制
平時安排壹個人挖。為了加快工程進度，每班兩人輪流開挖。
管內土方可用電瓶車或手動鬥車運輸。
土方由電動葫蘆在工作坑內垂直運輸。
壹般地區土質較好，開挖可超挖30 ~ 50 ㎝。在鐵路軌道下，不得超過管端外10㎝，軌道外30㎝，並應遵守管理單位的規定。
3.6.1，管道周圍超挖控制
在不允許土體沈降的頂部(如果上面有重要建築物或其他管線)，管道周圍不允許超挖。
壹般頂管段，1.5㎝以上允許超挖，135以下不允許超挖，管壁必須與土基面保持壹致。
3.7、頂起
主頂升采用兩臺300噸/液壓千斤頂。頂升開始時，緩慢進行，待接觸部位閉合後，再以正常速度頂升。
當油路壓力突然升高時，應停止頂升，檢查原因後方可繼續頂升。回位鎬時，油路壓力不能太高，速度不能太快。
挖出的土方要及時運出，及時頂進，使頂進力限制在小範圍內。
3.8安裝工具膨脹環
為了便於導向，應在頂進的前幾節管子的接口處安裝壹個內脹圈，並通過背楔或調節螺栓將脹圈與管壁緊固成壹個剛體。膨脹環必須與接口間隙對齊。安裝牢固，頂起過程中隨時檢查調整。
3.9測量和校準
壹、測量
頂進第壹節管(工具管)時和糾偏過程中，測量間隔不得超過300㎜，以保證埋管位置正確；書面通知管道入土後正常頂進，測量間隔不應超過1000㎜。
中心測量:頂進長度在600㎜範圍內，可通過掛球拉線測量。要求盡可能加大兩個立球之間的距離，並用水平儀測量第壹節管子前端的中心偏差。600㎜以上的頂托用經緯儀測量。
標高測量:根據工作坑(兩個)設置的水準點和標高，用水準儀和專用標高尺在首管前端測量管內底標高，以掌握首管走向。測量後，應與工作坑內的另壹個水準點閉合。
激光測量:將激光經緯儀安裝在工作坑內，根據管道的設計坡度和方向進行調整。同時，在管道內安裝標誌牌。當頂進的管道與設計位置壹致時，激光光斑會打在標誌牌的中心，說明頂進質量沒有偏差，否則要根據偏差進行校正。
全節頂進後，應在各管接頭接口處測量中心位置和標高。如果有錯，就要測出錯的高度差。
b、修正(整改)
頂管糾偏是分步進行的。誤差形成後，不能立即將頂進的管子校正到位，而應緩慢進行，使管子逐漸到位，不能暴力校正硬調整，防止出現相反的結果。常用的方法如下:
超挖糾偏法:當偏差為10 ~ 20mm時，可采用這種方法，即在偏差的對面適當超挖，但不超挖甚至在偏差面留下山脊，形成阻力，使管道在頂進中偏向阻力較小的超挖面，逐漸回到設計位置。
千斤頂矯正法:方法與頂木矯正法基本相同，只是將管子慢慢移位，用頂木上的小千斤頂矯正。
3.10管道中輔助管道的輔助設計
管內的輔助管安裝在管內壁上，並用鋼架有序地固定在管壁上。
壹、通風設施:
由於管道頂進距離長，埋深大，管道內空氣不新鮮，土壤中會產生有害氣體，需要設置供氣系統。通風設施是用壹臺柴油空壓機將壓縮空氣輸入空氣濾清器，然後進入儲氣筒，經過氣壓調節閥，將壓縮空氣輸送到管道前端，在管道前端排出空氣，進行空氣循環。
b、電源布局:
在頂管過程中，主要的動力源是動力和照明。
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