頂管法施工技術(shù)(范本模板)

頂管法施工頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)。頂管法施工就是在工作坑內(nèi)借助于頂進設(shè)備產(chǎn)生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設(shè)計的坡度頂入土中,并將土方運走.一節(jié)管子完成頂入土層之后,再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進。其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力,把工具管或掘進機從工作坑內(nèi)穿過土層一直推進到接收坑內(nèi)吊起.管道緊設(shè)在兩坑之間。非開挖工程技術(shù)徹底解決了管道埋設(shè)施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題,在穩(wěn)定土層和環(huán)境保護方面凸顯其優(yōu)勢。這對交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復(fù)雜的城市是非常重要的，它將為城市創(chuàng)造一個非開挖技術(shù)是近幾年才開始頻繁使用的一個術(shù)語，它涉及的是利用少開挖,鋪設(shè)或更換，頂管直徑DN800-4500。通過工作井把要埋設(shè)的管子頂入土內(nèi)，一個工作井內(nèi)的管子可在地下穿行1500米以上，并且還能曲線穿行，以繞開一些地下它的技術(shù)要點在于糾正管子在地下延伸的偏差.特別適用于大中型管徑的非開挖鋪設(shè)。具有經(jīng)濟、高效，保護環(huán)境的綜合功能.這種技術(shù)的優(yōu)點是：不開挖地面；不拆遷，不破壞地面建筑物;不影響交通；不破壞環(huán)境；施工不受氣候和該技術(shù)在我國沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)廣泛用于城市地下給排水管道、天燃?xì)馐秃恿?、海峽和地面任何建筑物。采用該技術(shù)施工,能節(jié)約一大筆征地拆遷費用、減少對環(huán)境污染和道路的堵塞,具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。2、技術(shù)原理頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法,它不需要地下管線等.頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進機從工作井內(nèi)穿過土層一直推到接收井內(nèi)吊起。與此同時,也就把緊隨工具管。3、現(xiàn)狀分析經(jīng)過多年的發(fā)展，頂管技術(shù)在我國已得到大量地實際工程應(yīng)用,且保持著高速的增長勢頭,無論在技術(shù)上、頂管設(shè)備還是施工工藝上取得了很大的進步,在某些方面甚至達到了世界領(lǐng)先水平。管機具型式、成功地解決了減阻泥漿運用和軸線控制等技術(shù)難題,用約5個月完成件，還是鋼管直徑在國內(nèi)尚屬首次.其中最長的一段位于黃河主河床上，長達1259米,還要穿越較厚的礫砂層與黃河主河槽,既是我國西氣東輸項目的關(guān)鍵工程，也是目前世界上復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑鋼管一次性頂進距離最長的頂管工程。功地應(yīng)用于頂管。0mm鋼管雙及施工技術(shù)水平相比，我國仍然有著顯著的差距。也在逐年增加。加之人們對環(huán)境保護意識的增強頂管技術(shù)將在我國地下管線的施工中起到在我國經(jīng)濟高速增長的支持下，頂管技術(shù)的發(fā)展將面臨前所未有的機遇，在加快引進觀國內(nèi)外頂管技術(shù)的發(fā)展，發(fā)展方向?qū)⑹嵌嘣投鄻踊?在頂管直徑方面,除了向大口徑管的頂進發(fā)展以外,也向小口徑管的頂進發(fā)展。目前頂盾構(gòu)的趨勢.在適應(yīng)性方面，發(fā)展寬范圍、全土質(zhì)型頂管機是必然趨勢,適應(yīng)范圍將大為延管機械上是頂管技術(shù)的發(fā)展趨勢.數(shù)字化、信息化、智能型頂管機的研制將得到更多的關(guān)的完善，中繼間技術(shù)、注漿減摩技術(shù)的進步，排渣系統(tǒng)的發(fā)展、刀盤切削系統(tǒng)、推進系目前我國已成立北京、上海、廣州和武漢四個非開挖技術(shù)研究中心，我國國際非開5、頂管法施工工藝敞開式和封閉式兩種.稱為開放式施工工藝。根據(jù)工具管的不同可分為手掘式、擠壓式、機械開挖式、擠壓土層式掘進頂管.(1)手掘式頂管工人可以直接進入工作面挖掘，施工人員可隨時觀察土層與工作面的穩(wěn)定狀工具管進行頂管施工，也是常用的一種頂管施工方法，也稱為人工掘進頂管.砂性土較為適宜。該方法設(shè)備簡單、安全，又避免了挖裝土的工序,比人工挖掘提高效率1~2倍。它是將工作面用胸板隔開后,在胸板上留有一喇叭口形動的刀盤鉆進挖土，被挖(4)擠壓土層式頂管擠密土層式頂管前端的工具管可分為錐形和管帽形,僅適用于潮濕的黏土、砂土、粉質(zhì)黏土,頂距較短的小口徑鋼管、鑄鐵管，且對地面變形要求不甚嚴(yán)格的地段。這種工具管安裝在被頂管道的前方，頂進時，工具管借助千斤頂?shù)捻斄?.2封閉式施工工藝位高,工人不能直接進行開造成危害,常將機頭前端的挖掘面與工人操作室之間用密封艙隔開，并在密封艙內(nèi)充入空氣、泥漿、泥水混合物水力掘進頂管的挖土是利用高壓水槍的射流將頂進前方的土沖成泥漿,再端的工具管來完過格柵進入真空室由泥漿管吸入工作坑，再由泥漿泵排至儲泥場。沖泥艙是完，用于操作和維修。管道的掘進方向由氣閘室是作為維修人員進出高壓區(qū)時的升壓和降壓之用。當(dāng)前端工具管出現(xiàn)故障時,維修人員可通過小密封門進入沖泥艙，為防止小密封門打開后涌后再進行操作，保證氣壓和泥水壓力的(2)土壓平衡式頂管法透水性的“作泥材料”,然后在刀盤強制轉(zhuǎn)動、攪拌下，使切削下來的土變成流動性的、不透水的定壓力來平衡開挖面的土壓力。此法的密員可在密封艙外，通過操作電控開關(guān)來控制刀盤切削和頂進速度。艙內(nèi)的土壓力與開挖面的土壓力始終處于平衡狀態(tài).值要求控制較嚴(yán)格的地區(qū)。其結(jié)構(gòu)形式如圖8-6所示.cms的作業(yè)條件。其特點是挖掘面穩(wěn)定，地面沉降小，可以連續(xù)出土,但因泥水量大,棄土的運輸和堆放都比較此法和土壓平衡式頂管法一樣，都是在前方設(shè)有密封艙、刀盤、螺旋輸送器等設(shè)備。施工時，隨著工具管的推進,刀盤不停地轉(zhuǎn)動,進泥管不斷地進泥水，而拋泥管則不斷地將混有棄土的泥水拋出密封艙.在密封艙內(nèi)，常采用護壁泥漿來平衡開挖面的土壓力，即保持一定的泥水壓力，以此來平衡土壓力和地下水壓地上與地下建筑物、構(gòu)筑物和各種設(shè)施等因素確定.本章將重點介紹手掘式頂管法的施工工藝。6、頂管工作坑的布置、轉(zhuǎn)向點的臨時設(shè)施,工作坑內(nèi)安裝有導(dǎo)軌、后背及后背墻、千斤頂?shù)仍O(shè)備。6.1工作坑的種類及設(shè)置原則根據(jù)工作坑頂進方向,可分為單向坑、雙向坑、多向坑、轉(zhuǎn)向坑和交匯坑等背；工作坑與穿越的建筑物應(yīng)有一定的安全距離,并應(yīng)考慮6.2工作坑的尺寸管徑大小、管節(jié)長度、埋置深度、操作工具及后背形式有關(guān).工作坑的尺寸可按(1)工作坑的寬度：2B+2b—-管道兩側(cè)操作空間及支撐厚度,一般可取2.4~3。2m。L=L1+L2+L3+L4+L5(2)式中L—-矩形工作坑的底部長度，m；L1——工具管長度,m。當(dāng)采用管道第一節(jié)管作為工具管時，鋼筋混凝土管m，鋼管不宜小于0。6m；L2——管節(jié)長度,m；L3—-出土工作間長度，(3)工作坑的深度：當(dāng)工作坑為頂進坑時，其深度按式(8—3)計算。Hhh2+h3(3)當(dāng)工作坑為接收坑時，其深度按式(8—4)計算。H2=h1+h3(4)—接收坑地面至坑底的深度，m;h1——地面至管h至導(dǎo)軌底面的高度，m；h3——基礎(chǔ)及其墊層的厚度。但不應(yīng)小于該處井室的基礎(chǔ)及墊層厚度m，。6.3工作坑的施工用混凝土鋪設(shè)墊層和基礎(chǔ).該方法適用進后背支撐需要另外設(shè)置。另一種方法是利用沉井技術(shù)，將混凝土井壁下沉至設(shè)計高度，用混凝土封底?；炷辆诩瓤梢宰鳛轫斶M后背支撐,又可以防止塌方。當(dāng)采用永久性構(gòu)筑物作工作坑7、頂進系統(tǒng)7.1基礎(chǔ)高低。一般的頂管工作坑，常用的基礎(chǔ)形式有三種:(1)土槽木枕基礎(chǔ)后,在坑底挖槽并埋枕木，枕木上安放導(dǎo)軌并用道釘將導(dǎo)軌固定在枕木上。施工操作簡單，用料不多且可重復(fù)使用,造價較低.(2)卵石木枕基礎(chǔ)(3)混凝土木枕基礎(chǔ)混凝土，同時預(yù)埋方木作軌枕.這種基礎(chǔ)能承受較大荷載，工作面趕超無泥濘,(1)軌距計算(8—5)式計算。(5)h鋼導(dǎo)軌高度，mm；30mm;A0—-兩導(dǎo)軌中距,m；a——導(dǎo)軌頂面由于導(dǎo)軌是一個定向軌道，其安裝質(zhì)量對管道頂進工作影響很大.一般的導(dǎo)8—10所示，具有兩導(dǎo)軌間距工要求.后背與后背墻是千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)，在管子頂進過程中所受到的全部阻力，可通過千斤頂傳遞給后背及后背墻。為了使頂力均勻地傳遞給后背墻,在千斤頂剛度和穩(wěn)定性，當(dāng)最大頂力發(fā)生時，不允許產(chǎn)生相對位移和彈性變形.常用的后土質(zhì)良好，無地下水或采用人工降低地下水效果良好的情況.一般的黏土、亞黏土、砂土等都可做原土后背墻。原土后背墻安裝時，緊貼垂直的原土后背墻密排15cm×15cm或20cm×20cm的方木,其寬度和高度不小于所需的受力面積，排木外側(cè)立2~4根立鐵,放在千斤頂作用點位置,在立鐵外側(cè)放一根大剛度橫鐵，千斤頂于7。0m，就不致發(fā)生大位移現(xiàn)象(墻后開槽寬度不大于3.0m)，其結(jié)構(gòu)形式如圖原土后背墻當(dāng)無原土作后背墻時,應(yīng)設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、就地取材、背墻時,修筑跨在管道上的塊石擋土墻作為人工后背墻,其結(jié)構(gòu)形式如圖8-括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、下管及運土設(shè)備等。(1)千斤頂和油泵斤頂在工作坑內(nèi)常用的布置方式為單列、并列和環(huán)周等形式，如圖8—13所進間油泵宜設(shè)在千斤頂附近，油路應(yīng)順直、轉(zhuǎn)角少；油泵應(yīng)與千斤頂相匹配,并應(yīng)有備用油泵。油泵安裝完畢，應(yīng)進行試運轉(zhuǎn).(2)頂鐵端部之間臨時設(shè)置的傳力構(gòu)件.其作用是將千斤頂?shù)暮狭νㄟ^頂鐵比較均勻的分因此,頂鐵兩面要平整，厚度要均勻,要有足夠的剛度和強度，以確保工作時不會.料，(3)下管和運土設(shè)備坑的垂直運輸設(shè)備是用來完成下管和出土工作的。運輸方法應(yīng)根據(jù)施工具體情況而定，通常采用三角架配電葫蘆、龍門吊、汽車吊和輪式起重機等。8.1鋼管接口鋼管接口一般采用焊接接口。頂進鋼管采用鋼絲網(wǎng)水泥砂漿和肋板保護層時,焊接后應(yīng)補做焊口處的外防腐處理。8.2鋼筋混凝土管接口的空隙。頂緊后兩管間的空隙宜為10~15mm；管節(jié)入土后，管節(jié)相鄰接口處安木楔塞緊.鋼筋混凝土管常用鋼漲圈接口、企口接口、“T”形接口等幾種方式(1)鋼漲圈連接常用于平口鋼筋混凝土管。管節(jié)穩(wěn)好后,在管內(nèi)側(cè)兩管節(jié)對口處用鋼漲圈連接起來,形成剛性口,以避免頂進過程中產(chǎn)生錯口。鋼漲圈是用8mm左右的鋼板卷焊成圓環(huán)，寬度為300~400mm。環(huán)的外徑小于管內(nèi)徑30~40mm.連接時將鋼木楔,使鋼漲圈下方的外徑與管內(nèi)壁直接接觸，待管道頂進就位后，將鋼漲圈拆除,內(nèi)管口處用油麻、石棉水泥填打(2)企口連接用企口連接的鋼筋混凝土管不宜用于較長距離的頂管。16企口剛性連接(3)“T”形接口“T”形接口的做法是在兩管段之間插入一鋼套管，鋼套管與兩側(cè)管段的插采用T形鋼套環(huán)橡膠圈防水接口時，混凝土管節(jié)表面應(yīng)光潔、平整，無砂眼、氣泡，接口尺寸符合規(guī)定；橡膠圈的外觀和斷面組織應(yīng)致密、均勻，無裂縫、孔隙或凹痕等缺陷，安裝前應(yīng)保持清潔，無油污，且不得在陽光下直曬;鋼套環(huán)接口無疵點，焊接接縫平整，肋部與鋼板平面垂直，且應(yīng)按設(shè)計規(guī)定進行防腐處理;木襯墊的厚度應(yīng)與設(shè)計頂力相適應(yīng).9、頂進的軸線和高程的施工質(zhì)量。開始頂進的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為:軸線位置3mm，高程0~+3mm。9.1挖土與運土管前挖土是保證頂進質(zhì)量及防止地面沉降的關(guān)鍵.由于管子在頂進中是順著已挖好的土壁前進的，所以管前挖土的方向和開挖形狀,直接影響頂進管位的正應(yīng)嚴(yán)格控制。在允許超挖的穩(wěn)定土層中正常頂進時，管防止管端下沉。在不允許頂管上部土下沉地段如鐵路、重要建筑物等，頂進時，管周圍一律不準(zhǔn)超挖。鎬長度.如果超挖過大，土壁開挖形狀不易控制，容易引起管位偏差和上方土坍塌.特別對松軟土層，應(yīng)對管頂上部土進行加固，或在管前安裝管檐。操作人員工作時,要警惕土方坍塌傷人。管前挖出的土應(yīng)及時外運，一般通過管內(nèi)水平運輸和工作坑的垂直提升送子推入土中.其操作過程如下:(2)操縱控制閥，使千斤頂反向進油，活塞回縮。(3)安裝頂鐵，重復(fù)上述操作，直到管端與千斤頂之間可以放下一節(jié)管子(4)卸下頂鐵,下管,在混凝土管接口處放一圈油麻、橡膠圈或其它柔性材料，管口內(nèi)側(cè)留有適當(dāng)間隙,以利于接口和應(yīng)力均勻。(5)在管內(nèi)口安裝內(nèi)漲圈。如設(shè)計有外套環(huán)時,可同時安裝外套環(huán).(6)重新裝好U型頂鐵或環(huán)形頂鐵,止.工程實踐證明，在黏性土層中頂進時，因某種原因使連續(xù)施工中斷，重新起況,應(yīng)停止頂進，查明原因,排除障礙后再繼續(xù)頂進。些都需要通過測量來保證。管道頂進過程中，應(yīng)對工具管的中心和高程進行測量.測量工作應(yīng)及時、準(zhǔn)的管道軸線上。測量工作應(yīng)頻繁地進行，以便及時發(fā)現(xiàn)管道的偏移.當(dāng)?shù)谝还?jié)管就位于導(dǎo)軌上以后即進行校測，符合要求后開始光發(fā)射器，按照管線設(shè)計的坡度和方向?qū)l(fā)射器調(diào)整好，同時管內(nèi)裝上接收靶，全段頂完后，應(yīng)在每個管節(jié)接口處測量其軸線位置和高程;有錯口時，應(yīng)測，否則偏斜就會越來越嚴(yán)重,甚至發(fā)展到無法頂進的地步.出現(xiàn)偏斜的主要原因有管節(jié)接縫斷同步等。工程中通常采用以下方法進行糾偏校正.一般頂進偏差值較小時可采用此法.當(dāng)管子偏離設(shè)計中心一側(cè)時，可在管子中心另一側(cè)適當(dāng)超挖，而在偏離一側(cè)少挖或留臺，這樣繼續(xù)頂進時,借預(yù)留的土體迫使管端逐漸回位。該法多用于黏土或地下水位以上的砂土中，如圖8-21所根據(jù)施工部位的不同,可分為管內(nèi)挖土校正和管外挖土校正兩種。當(dāng)采用管，頂進時土體的正面阻力移向保留土體的一側(cè)，管道向該側(cè)校正。如采用管外挖土校正，則管內(nèi)的土被挖凈，并挖出刃口，管外形成洞穴。洞穴的邊緣，一邊在刃口內(nèi)側(cè)，一邊在刃口外側(cè)，法當(dāng)偏差較大或采用挖土校正無效時,可采用斜撐校正法。如圖8—22所的管前土層上。開動千斤頂，利用頂木產(chǎn)生的分力使管子得到校正.此法也適正。法長距離頂管措施頂管中，一次頂進長度受管材強度、頂進土質(zhì)、后背強度及頂進技術(shù)等因素限制，一般一次頂進長度最大達60~100m。當(dāng)頂進距離超過一次頂進長度時,可采用中繼間頂進、觸變泥漿套頂進等方法，以提高在一個工作坑內(nèi)的頂進長10.1中繼間頂進法中繼間頂進就是把管道一次頂進的全長分成若干段，在相鄰兩段之間設(shè)置一個鋼制套管,套管與管壁之間應(yīng)有防水措施，在套管內(nèi)的兩管之間沿管壁均勻地安裝若干個千斤頂,該裝置稱為中繼間，如圖8—24所示.中繼間以前的果一次頂進距離過長,可在頂段內(nèi)設(shè)幾個中繼間，這樣可在較小頂力條件下,進采用中繼間頂管時，頂進一定長度后，即可安設(shè)中繼間，之后繼續(xù)頂進。當(dāng)工作坑主千斤頂難以頂進時,開動中繼間千斤頂，以后邊管子為后背,向前頂進一個行程，然后開動工作坑內(nèi)的千斤頂,使中繼間后面的管子和中繼間一同向前檔推攏，接著拆第二個、第三個，直到把所有中繼間空檔都推攏后，頂進工作選擇，分段接力頂進。但也存在設(shè)備較復(fù)雜、加工成本高、操作不便及降低工不足。10.2觸變泥漿套法觸變泥漿套法是將觸變泥漿注入所頂進管子四周，形成一個泥漿套層，用以減小頂進的管子與土層的摩擦力，并能防止土層坍塌.一次頂進距離可較非泥漿套頂進增加2~3倍.長距離頂管時，常和中繼間配合使用。觸變泥漿是由膨潤土加一定比例的堿(一般為Na2CO3)、化學(xué)漿糊、高分很高的活性、吸水性和基因的交換能力.堿主要是提供離子，促使離子交換，改變黏土顆粒表面的吸附層，使顆粒高度分散，從而控制觸變泥漿.一般觸變泥漿由攪拌機械拌制后儲于儲漿罐內(nèi)，由泵加壓，經(jīng)輸泥管輸送泥漿封閉環(huán)內(nèi)，再由封閉環(huán)上