顶管施工关键--后背的选取要求

1后背的选取
后背是工作坑内抵抗顶力的一个措施，主要是为千斤顶顶出时后面有足够的支撑力，后背的质量是其能完成顶管整个过程的重要技术措施。其质量应满足下面三个“要求”：
(1)强度和刚度应足够大；
(2)后背英语顶进管道平面垂直且紧密接触；
(3)宽度、长度、厚度应满足规范和实际需要。
后背的形式种类多，就其使用来说，基本分为三类：
(1)覆土浅或土体松散时，就得依靠自己修筑足够强度的人工后背。
(2)覆土深时可以利用天然的土体作为后背。
(3)在混凝土或钢筋混凝土竖井内修筑的现浇钢筋混凝土后背。
当采用原土作为后背时，我们需要根据顶力对后背进行安全核算，必要时应采取加固措施。当原土不可以作为后背时，应设计简单、稳定、拆装方便的人工后背。
2后背强度、刚度
后背的强度、刚度足够大是保证顶管顶进的基本要求，是千斤项发挥出效率的前提条件。强度大，能承受很大的反作用力而不被破坏。刚度大，使其受压缩变形，能及时恢复原状。后背强度需要值，是由顶管顶进过程中阻力传到千斤顶后作用于后背的最大值决定的，影响因素较多，可分两个角度来分析。
1、客观因素主要有管材种类、管径及管节重量、顶进距离、覆土深度、土体种类、地下水位等。
(1)管材种类土质一样，当所用管道材料不同，管道材料与周围土的摩擦力会有不同，摩擦阻力越大造成顶力增大，从而所需要后背强度值增大。
(2)管径和管节重量管径越大，管节重量越大，管节水平投影的面积也增大，土压力值也越大，这时需要克服的摩擦阻力也越大，顶力也越大。
(3)土的种类土的种类也是很受影响的，当为粘土时，一般能形成一定的拱形，而对下面管道压力减少；当为砂粒土或粉土时，很难形成拱形，从而塌落在管道上方，增大了压力，项力也越大。
(4)地下水的影响水位低时，土层自然围在管道周围，水位高时，水与土混合形成泥浆紧紧地裹在管道周围，对管道前进形成巨大的阻力，从而顶力也越大。
(5)顶进距离顶管顶进距离越长所承受的管道周围与土体的摩擦阻力越大，造成顶力越大。
(6)覆土厚度顶管管道覆土层厚度越深，单位面积下给管道形成的土压力也就越大，在摩擦系数不变的情况下，所遇到的摩擦阻力也就越大，从而造成项力越大。
2．主观因素对顶力的影响主要是人为造成的，这些事件的发生都没有事先预料到，所以这些主观带来的影响不能事先计算，只能在过程中小心防范。
(1)顶进误差 误差来源于人员操作的失误。当人员操作不娴熟，又未能及时发现其中误差且发展趋势越来越大而不能加以校正，使顶管线路发生很大的偏差以致形成了非直线的顶进，这都会给顶进阻力带来非常大的影响，从而使后背遭到破坏。
(2)中途停工 中途停工可能由很多原因造成，如油泵损坏要更换等，顶管顶进过程是不允许长时间停工的，因为被扰动的土体一旦重新完成固结将给顶管带来非常大的阻力。
(3)挖土方法 在挖土的工作面上，当土质一定的条件下，顶部有超挖或管前先挖出洞后再顶进，这样可以降低阻力。但如先项进管道，再挖土，这样增加了工具管的迎面阻力，会比之前阻力增大许多，因而顶力比先挖土要大很多。
(4)施工的方法和措施 同样条件下，采用水冲法要比不出土挤压法的顶力小得多；而出土挤压又比不出土挤压的顶力减小。同时为了减小顶进阻力，常采用注入润滑剂减阻的方法顶进。
一般客观因素造成的阻力大小可以通过理论计算得知，但由主观因素带来的影响，只有在计算得到的阻力基础上，乘以一个保障安全系数，防止主观因素带来的损坏，且同时严格操作规程，才不因此而造成后背墙体的破坏，以致顶管工程的失败。
千斤顶顶进是通过重复顶进、回缩来完成任务的。但千斤顶的行程是有限制的，行程短的一半为200mm。这里要提高千斤顶的效率，就要是后背拥有足够的刚度，当刚度小时，后背承受项力作用后就会产生很大的弹性变形，且这种变形在顶力消失后恢复较小，在下一次顶进时又要压缩，因其残余变形大，因而每次顶进都要浪费一段千斤顶行程。比如后背压缩量为20～30mm，千斤顶行程为200mm，这样千斤顶顶进时的利用效率为70～80％，每次顶进一节2m的管子，需要12～14个行程。为提高顶进效率，一般不采用刚度小的材料作为后背，同时也可以改用行程较长的千斤顶来弥补行程次数多带来的损失。