頂管施工方法

1、、管道頂進(jìn)方法的選擇管道頂進(jìn)方法的選擇，應(yīng)根據(jù)管道所處土層性質(zhì)、管徑、地下水位、附近地上與地下建筑物、構(gòu)筑物和各種設(shè)施等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：1在粉砂土層中且需要控制地面隆陷時(shí)，宜采用加泥式土壓平衡或泥水平衡頂管法2在頂進(jìn)長度較短、管徑小的金屬管時(shí)，宜采用一次頂進(jìn)的擠密土層頂管法；3在粘性土或砂性土層，且無地下水影響時(shí)，宜采用手掘式或機(jī)械挖掘式頂管法；4當(dāng)土質(zhì)為砂礫土?xí)r，可采用具有支撐的工具管或注漿加固土層的措施；5在軟土層且無障礙物的條件下，管頂以上土層較厚時(shí)，宜采用擠壓式或網(wǎng)格式頂6管法;7在粘性土層中必須控制地面隆陷時(shí)，宜采用土壓平衡頂管法二、頂管方法的解釋：1.

2、人工掘進(jìn)頂管施工法人工掘進(jìn)頂管施工法就是在向土內(nèi)頂進(jìn)套管的過程中，采用人工在套管前方掘土的一種施工方法。首先頂進(jìn)的一般是鋼制或鋼筋混凝土制的套管，最后在套管內(nèi)安裝燃?xì)夤艿?。頂管施工的主要設(shè)備和操作都是在頂管工作坑內(nèi)，工作坑的位置一般選擇在頂管地段的下游，工作面的尺寸用下面公式確定（圖8-1）:圖8-1頂管工作坑B=Dw+2b+2cL=li+l2+I3+I4+l5式中B-工作坑寬度(m);Dw套管外徑(m);b套管兩側(cè)操作寬度，根據(jù)擺放工具數(shù)量及土質(zhì)條件而定，一般為0.81.6m;c撐板厚度，一般為0.2m;L工作坑長度(m);1i管子頂進(jìn)后，尾端留在導(dǎo)軌上的最小長度，鋼筋混凝土管一般為0.30

3、.5m,鋼管一般為0.60.8m;I2每根管長度（m）;13出土工作面長度，根據(jù)出土工具而定，一般為1.01.8m;14千斤頂組裝的總長度,1000kN的千斤頂可取0.9m,2000kN的千斤頂可取1.0m;15千斤頂后座及后座墻的總厚度（m）。工作坑的底面高程，按燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)標(biāo)高，套管直徑及基礎(chǔ)厚度而定。工作坑的基礎(chǔ)主要用于固定導(dǎo)軌及滿足導(dǎo)軌上方套管的荷重。其做法是：當(dāng)土質(zhì)較好并無地下水時(shí)，常采用方木基礎(chǔ)，如遇地下水可用混凝土基礎(chǔ)。頂進(jìn)的管節(jié)應(yīng)留有足夠的長度與下一根管節(jié)連接，鋼筋混凝土管一般采用企口連接，接縫處可墊油氈，內(nèi)壁接口處安裝一個(gè)內(nèi)脹圈，以防頂進(jìn)中錯(cuò)口。內(nèi)脹圈可采用鋼筋混凝土，也可利

4、用鋼板卷焊。為了延長頂管的長度可采用中繼間管（又稱接力環(huán)）。所謂中繼間管就是一根鋼筋混凝土管頂入一定深度后，在其內(nèi)安裝千斤頂和頂鐵，如圖8-2所示。當(dāng)工作坑千斤頂難以頂進(jìn)時(shí)，開動(dòng)中繼間管的千斤頂，以其后段管節(jié)為后座，向前頂進(jìn)一個(gè)行程，然后開動(dòng)工作坑內(nèi)的千斤頂，使中繼間后段的管子也向前推進(jìn)一個(gè)行程。此時(shí)，中繼間管隨之向前推進(jìn)，再開動(dòng)中繼C千斤頂，如此循環(huán)操作，可增加頂進(jìn)長度，但頂進(jìn)速度較慢。圖8-2中繼間管局部剖面1一后段管節(jié)；2一墊塊;3一千斤頂；4一1岡套環(huán);5橡膠密封環(huán)；6一前段管節(jié)套管全部頂入土層后，應(yīng)及時(shí)將燃?xì)夤艿酪啡胩坠軆?nèi)。若采用鋼筋混凝土套管套管內(nèi)徑下半部可用磚砌體或混凝土筑成平底

5、墊層，墊層的厚度與坡度應(yīng)滿足燃?xì)夤艿赖陌惭b要求。燃?xì)夤艿赖撞亢附踊瑒?dòng)支座，曳引時(shí)僅讓支座底面與墊層表面接觸，避免損壞防腐絕緣層，支座與燃?xì)夤艿乐g的空隙可填塞瀝青麻。為了使燃?xì)夤艿琅c套管之間的容積不致形成爆炸空間，最好用中粗砂將空間填滿，套管兩端用磚砌體封閉。對(duì)重要地段為了運(yùn)行時(shí)能檢查套管內(nèi)是否有燃?xì)庠谔坠茌^高的一端應(yīng)安裝檢漏管，如圖8-3所示。對(duì)于鋼套管可采用特制的滾動(dòng)支座安裝在燃?xì)夤艿郎希脻L輪能輕松地把燃?xì)夤艿劳迫胩坠軆?nèi)，但滾輪應(yīng)沿焊接在套管內(nèi)壁的槽鋼導(dǎo)軌滾動(dòng)，防止燃?xì)夤艿涝谕迫霑r(shí)產(chǎn)生周向滑動(dòng)。鋼套管兩端灌瀝青封堵，如圖8-4所示。套管內(nèi)的燃?xì)夤艿谰鶓?yīng)采用加強(qiáng)型防腐絕緣層。2 .機(jī)械掘

6、進(jìn)頂管在被頂進(jìn)的管道前端安裝上機(jī)械鉆進(jìn)的掘土設(shè)備，配置傳輸帶運(yùn)土機(jī)械以代替人工挖運(yùn)土，當(dāng)管前方土體被掘削成一定深度的孔洞時(shí)，利用頂管設(shè)施，將連接在鉆機(jī)后部的管子頂入孔洞。機(jī)械掘進(jìn)頂管同樣要在工作坑內(nèi)按設(shè)計(jì)高程及中線方向安裝導(dǎo)軌，使每節(jié)管子沿著一定方向和高程頂進(jìn)。圖8-3鋼筋混凝土套管內(nèi)的燃?xì)夤艿?一鋼筋混凝土套管；2石棉水泥填料；3內(nèi)套環(huán);4接縫油氈；51岡燃?xì)夤艿溃?-檢漏管;7防護(hù)罩；8一墻堵；9一滑動(dòng)支座；10一中粗砂；11混凝土墊層圖8-4鋼套管內(nèi)的燃?xì)夤艿?一鋼燃?xì)夤埽?滾輪托架；3一1岡套管;4導(dǎo)軌;5一滾車侖;6檢漏管；7防護(hù)罩機(jī)械鉆進(jìn)的頂管設(shè)備有兩種安裝形式，一種是機(jī)械固定于特

7、制的鋼管內(nèi)，此管稱為工具管。工具管安裝在頂進(jìn)的鋼筋混凝土管的前端，稱為套筒式安裝。另一種是將機(jī)械直接固定在頂進(jìn)的首節(jié)管內(nèi)，頂進(jìn)時(shí)安裝，竣工后分件拆卸，稱為裝配式安裝。套筒式機(jī)械鉆進(jìn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)，主要分工作室、傳動(dòng)室、校正室三部分，如圖8-5所示。機(jī)械掘進(jìn)頂管施工法可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，加速施工進(jìn)度，對(duì)黏土、砂土及淤泥等土層均可順利進(jìn)行頂管。但運(yùn)土與掘進(jìn)速度不易同步，出土較慢。遇到含水土層或巖石地層時(shí)因無法更換機(jī)頭，所以不能使用。3 .水力掘進(jìn)頂管水力掘進(jìn)頂管的全套設(shè)備安裝在水力掘進(jìn)工具管內(nèi)，如圖8-6所示。工具管分為前、中、后三段。前段為沖泥艙，高壓水槍射流將切入工具管的土層沖成泥漿,進(jìn)入泥漿吸口，由

8、泥漿管輸送至泄泥場(chǎng)地。中段為校正環(huán)，環(huán)內(nèi)安裝校正千斤頂和校正較，校正較可使沖泥艙作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在相應(yīng)千斤頂?shù)淖饔孟?，調(diào)正掘進(jìn)方向。后段為氣閘室，是工作人員進(jìn)出沖泥艙（高壓區(qū)）內(nèi)檢修或清理故障時(shí)，升壓和降壓之用。沖泥艙、校正段和氣閘室之間應(yīng)具有可靠的密封連接。圖8-5套筒式水平鉆機(jī)1機(jī)頭；2軸承座；3一減速齒輪；4一刮泥板；5一偏心環(huán);6擺線針輪減速電機(jī)；7機(jī)殼;8一糾偏千斤頂；9一校正室；10一鏈帶輸送機(jī)；11特殊內(nèi)套環(huán)；12鋼筋混凝土管；13一切削刃圖8-6水力掘進(jìn)工具管1一刃腳；2、4一格柵；3水槍；5水槍操作把；6觀察窗；7漿吸口；8泥漿管；9水平錢;10一垂直錢；11一上下糾偏千斤頂；1

9、2一左右糾偏千斤頂；13一氣閥門；14一大密封門；15小密封門在有充足水源和泄泥場(chǎng)地的條件下，水力掘進(jìn)工具管可使飽和土層內(nèi)的頂管過程大為簡化。4 .擠密土層頂管擠密土層頂管是利用千斤頂或卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備將燃?xì)夤艿乐苯訑D壓進(jìn)土層內(nèi)，如圖8-7所示。頂進(jìn)時(shí)，第一節(jié)管前端安裝管尖，以減少頂進(jìn)阻力，有利于擠密土層。管尖的圓錐度一般為1:0.3,偏心管尖可減少管壁與土層的摩擦力，也可在鋼管前端安裝環(huán)刀。開始頂進(jìn)時(shí)，土進(jìn)入環(huán)刀及管內(nèi)形成土塞，當(dāng)土塞達(dá)到一定長度后,即可阻止土繼續(xù)進(jìn)入，土塞可使頂管不致產(chǎn)生過大的偏斜。圖8-7利用油壓千斤頂擠密頂進(jìn)1一千斤頂；2一墊鐵;3頂鐵;4枕木;5夾持器；6燃?xì)夤?7管尖;

10、8一千斤頂油管擠密土層頂管法適宜在較潮濕的黏土或砂質(zhì)黏土中頂進(jìn)，頂進(jìn)的最大管徑不宜超過150mm,頂進(jìn)過程中應(yīng)采取措施保護(hù)防腐絕緣層。5 .切刀掘削流體輸送頂管所謂切刀掘削流體輸送頂管，就是用水加壓或機(jī)械加壓使掘削面土層保護(hù)穩(wěn)定同時(shí)旋轉(zhuǎn)切削刀掘進(jìn)，掘出的土物則采用流體輸送裝置排出，掘削、排泥和頂管同時(shí)進(jìn)行。壓緊破碎型環(huán)流式掘進(jìn)機(jī)是當(dāng)今世界較先進(jìn)的切刀掘削流體輸送頂管設(shè)備，其構(gòu)造如圖8-8所示。掘進(jìn)機(jī)前面裝有扇形輻條刀，輻條刀與錐體破碎機(jī)裝配成一體，輻條刀轉(zhuǎn)速為45r/min,破碎機(jī)則以100r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行偏心轉(zhuǎn)動(dòng)掘進(jìn)面的切削與進(jìn)刀破碎同時(shí)進(jìn)行。破碎后的石塊粒徑不大于20mm。圖8-8壓緊破碎型環(huán)流式掘進(jìn)機(jī)1一扇型輻條刀；2一送排泥管；3一同軸雙通閥；4破碎機(jī)頭部；5一糾偏油缸；6速機(jī)；7油壓機(jī)組；8電視攝像儀；9密封液注入口；10一頂進(jìn)管墊圈切刀掘削流體輸送頂管法的安裝如圖8-9所示，主千斤頂?shù)捻斄νㄟ^錐體內(nèi)裝滿掘削下來的土石傳遞給掘進(jìn)面，具有壓緊掘進(jìn)面的作用，使掘進(jìn)面土石層保持穩(wěn)定，掘削土石量可以通過操縱臺(tái)用增減掘進(jìn)面壓力或頂進(jìn)速度來調(diào)節(jié)。方向修正（糾偏）可通過操縱頂進(jìn)管內(nèi)設(shè)置的兩個(gè)糾偏油缸在上下±1°左右±1.5。的范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)破碎機(jī)頭部