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h——地面到后座墙顶部土体的高度，m。

在计算后座的受力时，应该注意的是：① 油缸总推力的作用点低于后座被动土压力的合力点时，后座所能承受的推力为最大；② 油缸总推力的作用点与后座被动土压力的合力点相同时，后座所承受的推力略大些；③ 当油缸总推力的作用点高于后座被动土压力的合力点时，后座的承载能力最小。因此，为了使后座承受较大的推力，工作坑应尽可能深一些，后座墙也尽可能埋入土中多一些。

土的主动和被动土压系数值 表7.1.8 土的名称 软土 粘土 砂粘土 粉土 砂土 砂砾土 土的内摩擦角 ） ?（o10 20 25 27 30 35 被动土压系数 Kp 1.42 2.04 2.46 2.66 3.00 3.69 主动土压系数 KA 0.70 0.49 0.41 0.38 0.33 0.27 Kp KA2.03 4.16 6.00 7.00 9.09 13.67

7.1.9后座反力常用的计算方法（二）:

在设计后座墙时，将后座板桩支承的联合作用对土抗力的影响加以考虑，水平顶进力通过后座墙传递到土体上，近似弹性的荷载曲线(如图7.1.9-1)，因而能将顶力分散传递，扩大

图7.1.9-1 考虑支撑作用时土体的载荷曲线 图7.1.9-2 简化的后座受力模

了支承面。为了简化计算，将弹性载荷曲线简化为一梯形力系(如图7.1.9-2)，此时作用在后座土体上的应力可通过公式7.1.9进行计算：

pred?2h2?p 公式7.1.9

h1?2h2?h3式中：p?V b?h2pred——作用在后座土体上的应力，kN/m2； V——顶进力，kN； b——后座宽度，m；

h2——后座高度，m。

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从图7.1.9-2中可以看出，为了保证后座的稳定，必须满足下列关系式：

ep???pred

这里：ep——被动土压力，

ep?Kp???h

?——安全系数，通常取?≥1.5； h——工作坑的深度，m。

所以由上述公式经过整理可得后座的结构形状和允许施加的顶进力F的关系如下： 在不考虑后背支撑时：

F?Kp???h??b?h2

在考虑后背支撑情况时：

F?Kp???b?h2???h1?2h2?h3

?为了增加钢板桩后座墙的整体刚度，也可在受顶力的钢板桩处现浇钢筋混凝土后座墙。根据顶进力的大小，对混凝土后座墙的弯拉区应设置网格钢筋，混凝土墙的一般厚度应根据管道直径大小确定，一般为0.8-1.0m。混凝土的强度为C20以上，在达到其强度的80%以上时才可以承受顶进力。

8 顶管施工设备及安装

8.1 导轨选择与安装

8.1.1导轨是在基础上安装的轨道，一般采用装配式。管节在顶进前先安放在导轨上。在顶进管道入土前，导轨承担导向功能，以保证管节按设计高程和方向前进。

导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合下列规定：

? 两导轨应顺直、平行、等高，其坡度应与管道设计坡度一致。当管道坡度>1%时，

导轨可按平坡铺设。

? 导轨安装的允许偏差应为：轴线位置：3mm；顶面高程：0～+3mm；两轨内距：±2mm； ? 安装后的导轨必须稳固，在顶进中承受各种负载时不产生位移、不沉降、不变形。 ? 导轨安放前，应先复核管道中心的位置，并应在施工中经常检查校核。

8.1.2导轨应选用钢质材料制作，导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一致，此副导轨用于防止机头进洞后低头。

8.1.3目前常用的导轨形式有两种，普通导轨和复合型导轨。普通导轨适用于小口径顶管，它是用两根槽钢相背焊接在轨枕上制成的(如图8.1.3a)，它的导轨面标高与管子内管底的标高是相等的，因此两轨道之间的宽度B可以根据公式求得：

B?D02?D2 公式 8.1.3

式中：B——基坑导轨两轨之间的宽度，m；

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D0——顶进管道外径，m； D ——顶进管道内径，m。

图 8.1.3 导轨形式

复合型基坑导轨断面请参见图8.1.3b。在每一根导轨上都有两个工作面：水平工作面是供顶铁在其上滑动，倾斜的工作面则是与管子接触。这样一来，复合型导轨的寿命要比普通型大大提高。为了测量及导轨安放的方便，导轨的水平工作面仍然与钢筋混凝土管内的管底标高同处一个水平面上。每一副复合导轨中还设有六只可以调节高低的撑脚，以便安装。

8.2 主顶设备及安装

8.2.1主顶千斤顶安装于顶进工作坑中，用于向土中顶进管道，其形式多为液压驱动的活塞式双作用油缸。

主顶设备主要由下列装置组成： ? 2-6只主顶千斤顶； ? 组合千斤顶架

? 液压动力泵站及管阀； ? 顶铁

千斤顶的组合布置一般采用以下几种形式： ? 固定式 ? 移动式

? 双冲程组合式

8.2.2 千斤顶的安装应符合下列规定：

8.2.2.1 千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；

8.2.2.2 当千斤顶多于一台时，应取偶数，应规格相同，行程同步，每台千斤顶的使用压力不应大于其额定工作压力，千斤顶伸出的最大行程应小于油缸行程10cm左右。当千斤顶规格不同时，其行程应同步，并应将同规格的千斤顶对称布置；

8.2.2.3 千斤顶的油路必须并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。 8.2.3 油泵安装和运转应符合下列规定：

8.2.3.1 油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；

8.2.3.2 油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进行试运转； 8.2.3.3 顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进； 8.2.3.4 顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进；

8.2.3.5 千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。 主顶千斤顶可固定在组合千斤顶架上做整体吊装，根据其顶进力对称布置的要求，通常选用2、4、6只按偶数组合，如图8.2.3.5所示。

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120o 90o 图8.2.3.5 主顶千斤顶布置示意图

8.3 顶铁

8.3.1顶铁又称为承压环或者均压环，其作用主要是把主顶千斤顶的推力比较均匀地分散到顶进管道的管端面上，同时还起到保护管端面的作用，同时还可以延长短行程千斤顶的行程。顶铁可分成矩形顶铁、环形顶铁、弧形顶铁、马蹄形顶铁和“U”形顶铁几种。 8.3.2 分块拼装式顶铁的质量应符合下列规定：

? 顶铁应有足够的刚度；

? 顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型；当采用焊接成型时，焊缝不得高出

表面，且不得脱焊；

? 顶铁的相邻面应互相垂直； ? 同种规格的顶铁尺寸应相同； ? 顶铁上应有锁定装置；

? 顶铁单块放置时应能保持稳定。 8.3.3 顶铁的安装和使用应符合下列规定：

? 安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得

有泥土、油污；

? 更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；顶铁拼装后应锁定；

? 顶铁的允许联接长度，应根据顶铁的截面尺寸确定。当采用截面为20cm×30cm顶铁

时，单行顺向使用的长度不得大于1.5m；双行使用的长度不得大于2.5m，且应在中间加横向顶铁相联；

? 顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管

端应增加U形或环形顶铁；

? 顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。

8.4 顶管机的安装和调试

8.4.1顶管机安装前应作一次安装调试，油管安装前应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。

8.4.2 顶管机的尺寸和结构应完全符合实际工程要求，在吊装前应做详细的检查。

8.4.3在吊装顶管机时应平稳、缓慢、避免任何冲击和碰撞。一般重量较轻的小型简单顶管机可钢丝绳外套橡皮吊放，对于大型顶管掘进机等重要设备，必须采用专用吊具，确保安全可靠。

8.4.4 顶管掘进机安防在导轨上后，应测量前后端中心的方向偏差和相对高差，并作好记录，顶管掘进机的接触面必须相互吻合。