土壓平衡頂管工法

土壓平衡頂管工法法

土壓平衡衡頂管工法是是利用土壓平平衡式頂管掘掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行地地下鋼筋混凝凝土管道或其其他管道的頂頂進(jìn)施工，能能以有效的技技術(shù)手段和措措施，來(lái)確保保整個(gè)頂管過(guò)過(guò)程中不產(chǎn)生生挖掘面土方方的超挖和欠欠挖，僅僅取取走頂入管子子的這部分土土體。它對(duì)周周圍的土體擾擾動(dòng)很小，能能使地表的沉沉降或隆起減減小到最低限限度。是由上上海隧道工程程股份有限公公司于1990年開(kāi)發(fā)成功功的，適合在在上海軟弱地地層中進(jìn)行地地下管道頂進(jìn)進(jìn)施工，它解解決了傳統(tǒng)頂頂管施工所引引起的道路破破壞、構(gòu)筑物物嚴(yán)重沉陷、變變形和地下管管線斷損等一一系列問(wèn)題，經(jīng)經(jīng)實(shí)踐證明其其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效效益良好，是是一項(xiàng)值得推推廣應(yīng)用的新新技術(shù)。該技技術(shù)成果獲1992年上海市科科技進(jìn)步二等等獎(jiǎng)。

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特特點(diǎn)

1.1利利用帶面板的的刀盤(pán)切削、支支承土體，對(duì)對(duì)土體的擾動(dòng)動(dòng)?。?/p>

1.2采采用干式排土土，廢棄泥土土處理方便，對(duì)對(duì)環(huán)境影響和和污染??；

1.3土土壓平衡系統(tǒng)統(tǒng)采用具有自自整定功能控控制的“760智能控制器”，土壓平衡衡控制精度高高；

1.4施施工設(shè)備投入入較少，施工工方法簡(jiǎn)單，技技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理；

1.5施施工安全，速速度快，工期期短，質(zhì)量好好。

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適適用范圍

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2.1本本工法適用于于飽和含水地地層中的淤泥泥質(zhì)粘土、粘粘土、粉砂土土或砂性土，尤尤其適用于鬧鬧市區(qū)或在建建筑群、地下下管線下進(jìn)行行頂管施工，也也可進(jìn)行穿越越公路、鐵路路、河流特殊殊地段的地下下管道的施工工；

2.2施施工管道口徑徑以國(guó)標(biāo)下水水道口徑系列列尺寸中的φ1650～φ2400mmm為宜；

2.3頂頂管管材為鋼鋼筋混凝土；；管節(jié)的接頭頭形式可按要要求選用“T型”、“F型”鋼套環(huán)式、企企口承插式等等，也可按工工程的要求選選用其他材質(zhì)質(zhì)的管節(jié)和管管口接扣形式式。

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原原理

它是根據(jù)據(jù)土壓平衡的的基本原理，利利用頂管機(jī)的的刀盤(pán)切削和和維持機(jī)內(nèi)土土壓倉(cāng)的切削削土體壓力抵抵抗開(kāi)挖面的的土、水壓力力達(dá)到土體穩(wěn)穩(wěn)定；并以頂頂管機(jī)的頂速速(即掘削量)為常量，螺螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速(即排土量)為變量進(jìn)行行控制，達(dá)到到使土壓倉(cāng)內(nèi)內(nèi)的土、水壓壓力與掘削面面的土、水壓壓力保持平衡衡，從而使開(kāi)開(kāi)挖面的土體體保持穩(wěn)定，控控制了地表的的沉降和隆起起。

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施施工工藝

4.1施施工順序

頂管施工工前的準(zhǔn)備

.1作井井(坑)、接收井(坑)的清理、測(cè)測(cè)量、軸線放放樣；

.2地面面頂進(jìn)輔助設(shè)設(shè)施的布置、安安裝；

.3井口口龍門(mén)行車（吊吊機(jī)）的設(shè)置置、安裝；

.4洞口口密封的安裝裝，主頂設(shè)備備后靠背的安安裝；

.5主頂頂設(shè)備導(dǎo)向機(jī)機(jī)架、主頂千千斤頂?shù)陌惭b裝、調(diào)整；

.6工作作井(坑)內(nèi)的工作平平臺(tái)、輔助設(shè)設(shè)備、控制操操作臺(tái)的布置置、安裝；

.7出洞洞輔助技術(shù)措措施，井點(diǎn)降降水或地基加加固處理的實(shí)實(shí)施；

.8頂管管機(jī)吊裝、下下井、就位；；

.9頂管管機(jī)井內(nèi)安裝裝調(diào)試，做好好出洞準(zhǔn)備。

頂管頂進(jìn)進(jìn)施工順序

中繼頂井井施工順序

本順序?yàn)闉樗奶字欣^頂頂控制方式。如如頂進(jìn)施工中中安置的中繼繼頂數(shù)量較多多時(shí)，為縮短短頂進(jìn)工作時(shí)時(shí)間，提高工工效，可采取取“停2頂1”的原則(即1＃、4＃、7＃、10＃中繼頂頂進(jìn)進(jìn)時(shí)，2＃、3＃、5＃、6＃、8＃、9＃中繼頂停止止頂進(jìn))。

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施施工要點(diǎn)

5.1混混凝土管吊裝裝、對(duì)接，就就位時(shí)，應(yīng)注注意密封環(huán)，傳傳力襯墊和管管口的完好，防防止發(fā)生人為為的損壞，而而影響管口的的密封。

5.2頂頂進(jìn)施工中應(yīng)應(yīng)隨時(shí)觀察頂頂進(jìn)軸線偏差差情況，要做做到“勤測(cè)勤糾”。

5.3刀刀盤(pán)應(yīng)正、反反兩方向交替替使用，防止止頂管機(jī)人為為的發(fā)生偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。

5.4土土壓力的管理理和排土量的的控制是控制制地表沉降的的關(guān)鍵，土壓壓力管理值(即設(shè)定土壓壓力)應(yīng)根據(jù)施工工土質(zhì)狀況、地地下水位、管管道埋深等因因素初步確定定，并根據(jù)施施工的情況和和地表沉降的的實(shí)測(cè)結(jié)果，隨隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整整。

5.5在在施工中應(yīng)視視土質(zhì)的情況況。注入一定定量的水或合合成泥漿對(duì)土土砂進(jìn)行塑流流性改良，在在粉砂土、砂砂性土地層中中施工，當(dāng)其其粘粒含量小小于10％時(shí)，應(yīng)考考慮對(duì)土進(jìn)行行塑流性的改改良。

5.6中中繼頂裝置的的配置，應(yīng)視視頂進(jìn)施工距距離、管節(jié)的的混凝土抗壓壓強(qiáng)度、管壁壁減摩的效果果、注漿的可可靠程度等施施工因素確定定；當(dāng)頂進(jìn)阻阻力達(dá)到中繼繼頂進(jìn)裝置最最大工作頂力力的0.8時(shí)，應(yīng)考慮慮設(shè)置。

5.7采采用膨潤(rùn)土泥泥漿減阻潤(rùn)滑滑，是減小頂頂進(jìn)阻力、增增長(zhǎng)頂距的一一種行之有效效的方法，施施工時(shí)，對(duì)膨膨潤(rùn)土泥漿的的配合比要嚴(yán)嚴(yán)格控制，泥泥漿注入量、壓壓力等參數(shù)均均應(yīng)視施工、地地質(zhì)的不同條條件作隨時(shí)的的變化。

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質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

除應(yīng)遵照照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地地基與基礎(chǔ)施施工及驗(yàn)收規(guī)規(guī)范》、《鋼鋼筋混凝土工工程施工及驗(yàn)驗(yàn)收規(guī)范》和上海市市政工程程管理局標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)《市政工程程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》、頂頂管工程和長(zhǎng)長(zhǎng)距離頂管標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)關(guān)規(guī)定外，施施工中還應(yīng)做做到：

6.1管管道接口橡膠膠防水密封環(huán)環(huán)及管端傳力力襯墊安放正正確，不脫落落，不損壞。

6.2做做好頂進(jìn)施工工的原始記錄錄，包括測(cè)量量地表沉降記記錄；

6.3頂頂管機(jī)正面土土壓力應(yīng)保持持平衡，要嚴(yán)嚴(yán)格控制其壓壓力的變化，誤誤差不超過(guò)土土0.0155MPa；

6.4當(dāng)管管頂覆土厚度度HI≥D管徑時(shí)，地地表最大的隆隆、陷量應(yīng)不不超過(guò)+20mm、一一40mm。

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機(jī)械械設(shè)備

施工機(jī)械械設(shè)備主要包包括頂進(jìn)設(shè)備備和輔助施工工設(shè)備，頂進(jìn)進(jìn)設(shè)備由頂管管機(jī)主機(jī)、中中繼頂進(jìn)裝置置、主頂進(jìn)裝裝置三大部分分組成。

以φ22200F型混混凝土管施工工為例，其主主要施工機(jī)械械見(jiàn)表1。

土砂改良良和減阻潤(rùn)滑滑用漿在某些些場(chǎng)合下，可可考慮合用同同種漿，以減減少設(shè)備配置置。

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施施工安全

除遵照國(guó)國(guó)家頒發(fā)的《建建筑安裝工程程安全技術(shù)規(guī)規(guī)程》和上海海市市政工程程管理局對(duì)施施工現(xiàn)場(chǎng)安全全的有關(guān)規(guī)定定外，對(duì)土壓壓平衡頂管施施工安全補(bǔ)充充規(guī)定如下：：

8.1頂頂管機(jī)及管道道內(nèi)照明用電電應(yīng)使用安全全電壓；

8.2電電機(jī)車在管道道內(nèi)行駛時(shí)，嚴(yán)嚴(yán)禁井下操作作人員在管道道內(nèi)來(lái)回走動(dòng)動(dòng)；

8.3動(dòng)動(dòng)力電纜轉(zhuǎn)換換接插前，要要先切斷電源源，后拔除插插頭；

8.4管管節(jié)吊運(yùn)時(shí)，管管節(jié)下嚴(yán)禁站站人；

8.5管管道過(guò)長(zhǎng)，要要考慮管內(nèi)的的施工環(huán)境，要要加強(qiáng)管內(nèi)的的空氣流通，防防止混濁空氣氣影響施工人人員的健康；；

8.6管管道內(nèi)的電力力電纜、控制制電纜應(yīng)懸掛掛固定，嚴(yán)禁禁隨地鋪設(shè)；；

8.7管管道內(nèi)的設(shè)備備、管路布置置應(yīng)確保運(yùn)輸輸通道的安全全，并要求固固定靠牢。電電氣設(shè)備應(yīng)做做好接地工作作。

9勞勞動(dòng)組織

土壓平衡衡頂管施工必必須連續(xù)作業(yè)業(yè)，實(shí)行4班3運(yùn)轉(zhuǎn)工作制制。每班施工工人員通常由由10人組成，見(jiàn)見(jiàn)表2。

10效益益分析

10.11與開(kāi)槽埋管管法相比，施施工場(chǎng)地占用用小，適應(yīng)在在市區(qū)街道建建筑密集的場(chǎng)場(chǎng)合下施工，不不需封閉道路路、交通，對(duì)對(duì)周圍環(huán)境、交交通影響小。

10.22與普通擠壓壓式頂管施工工相比，由于于對(duì)土體的擾擾動(dòng)小，能有有效地控制地地表的沉降和和隆起，可大大大地減小由由施工所引起起的道路、地地下管線、建建筑物的破壞壞而帶來(lái)的損損失，有明顯顯的社會(huì)、環(huán)環(huán)境效益。

11工程程實(shí)例

上海真西西地區(qū)排水系系統(tǒng)，大渡河河大雨38′雨水窨井至43′雨水窨井φ2200mmm混凝土管管道施工于1990年開(kāi)工，當(dāng)當(dāng)年12月竣工。一一次頂進(jìn)管道道長(zhǎng)156mm。管道底部部埋深5～5.5m，覆覆土為2.5～3m，土層為為粉質(zhì)粘土和和粘質(zhì)粉土。鋼鋼筋混凝土管管節(jié)外徑φ2640mmm，長(zhǎng)20000mm，采用“F”型接口，接接口處設(shè)水膨膨脹型橡膠密密封圈，管節(jié)節(jié)采用鋼模制制作。

頂管機(jī)頭頭采用上海隧隧道工程股份份有限公司研研制的φ2200土壓平衡頂頂管機(jī)，最大大頂力600