管道的特殊施工

1、管道的特殊施工不開槽施工,不開槽敷管常見方法,02,03,04,01,頂管法,盾構(gòu)法,牽引法,夯實法,頂管法：隧道或地下管道穿越鐵路、道路、河流或建筑物等各種障礙物時采用的一種暗挖式施工方法,(一) 頂管法施工 一.施工程序:挖建工作坑安裝導(dǎo)軌.夾持器和頂進(jìn)設(shè)備安放工具管和第一節(jié)管道頂進(jìn)當(dāng)千斤頂達(dá)到最大行程后縮回放入第二節(jié)管道頂進(jìn)直至頂完全程.,01,頂管法施工是繼盾構(gòu)施工之后發(fā)展起來的地下管道施工方法，最早于1896年美國北太平洋鐵路鋪設(shè)工程中應(yīng)用，已有百年歷史。20世紀(jì)60年代在世界各國推廣應(yīng)用；近20年，日本研究開發(fā)土壓平衡、水壓平衡頂管機(jī)等先進(jìn)頂管機(jī)頭和工法。 中國從50年代從北京、上

2、海開始試用。 1986年上海穿越黃浦江輸水鋼質(zhì)管道，應(yīng)用計算機(jī)控制，激光導(dǎo)向等先進(jìn)技術(shù)，單向頂進(jìn)距離1120m，頂進(jìn)軸線精度：左右150mm，上下50mm。 1981年浙江鎮(zhèn)海穿越甬江管道，直徑2.6m，單向頂進(jìn)581m，采用5只中繼環(huán)，上下左右偏差10mm。 頂進(jìn)速度最快：美國1980年，9.5小時頂進(jìn)49m。 頂進(jìn)距離最長： 國外首次一次最大頂進(jìn)距離1200m，1970年，德國漢堡下水道混凝土頂管，直徑為2.6m。 中國創(chuàng)造混凝土頂管世界記錄：一次最大頂進(jìn)距離為2050m，2001浙江嘉興污水頂管，鋼筋砼管直徑2m。 中國創(chuàng)造鋼管頂管世界記錄：一次最大頂進(jìn)距離為1743m，1997年上海黃

3、浦江上游引水工程的長橋支線頂管，鋼管直徑3.5m。,頂管法的發(fā)展,2.頂管施工工藝的選擇：（按照前方工作面土質(zhì)穩(wěn)定性不同） 開放式施工工藝： （1）手掘式工具管：工人可以直接進(jìn)入工作面挖掘，隨時觀察土層與工作面的穩(wěn)定狀態(tài)。遇到障礙物，偏差易于采取應(yīng)變措施幾時處理，造價低廉，便于掌握。 （2）擠壓式工具管：在首節(jié)管道錢安裝喇叭口型的錐筒，當(dāng)頂進(jìn)時將土體擠入喇叭口內(nèi)，土體被壓縮后從錐筒口吐出條形土柱，然后由運(yùn)土工具將土吊運(yùn)至地面。適用于大中口徑的管道，對潮濕，可壓縮的黏性土，砂性土比較適宜。 （3）機(jī)械式開挖工具管：在工具管的前方裝有鉆進(jìn)式的刀盤，由電動機(jī)驅(qū)動，刀盤徑向轉(zhuǎn)動的叫徑向切削機(jī)頭?？v向轉(zhuǎn)

4、動的叫縱向切削機(jī)頭，被挖下來的土體由皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出。 （4）擠壓土層式工具管：工具管分為錐形和管帽形，工具管安裝在被頂管道的前方，頂進(jìn)時借助于千斤頂?shù)捻斄Γv管子直接擠入土層內(nèi)，頂進(jìn)時管周圍的土層被擠密實。,密封式施工工藝 （1）水力切削式機(jī)頭：機(jī)頭由三段組成，可適用于管徑12003000mm飽和軟土層的頂管施工 （2）土壓平衡式機(jī)頭：在工具管前方設(shè)有密封艙，艙內(nèi)裝有刀盤，壓力傳感器，螺旋輸送器，觀測孔等裝置，工作人員在密封艙外，借助觀測孔，壓力傳感器和儀表，操作電控開關(guān)控制刀盤切削和頂進(jìn)速度。 （3）泥水平衡式機(jī)頭：基本原理是泥水護(hù)壁，這種機(jī)頭和土壓平衡式機(jī)頭一樣，在機(jī)頭錢設(shè)有密封艙，切削刀

5、盤等設(shè)備。,推進(jìn)設(shè)備的選擇頂力計算 人工挖土頂管 近似計算法 F =2D0L f (KN) 經(jīng)驗公式法 粘土.砂土.砂粘土 F=(1.52)w (KN) 砂土.回填土 F =3.0w (KN) 直接頂進(jìn) F =kf(2PV +PH)D0L+P0 (KN) F總頂力 (KN) D0外徑 (m) L管子頂進(jìn)長度 (m) f管子與土壤摩擦力(KN/m2) W待頂管段的全部重量(KN) PV -土的垂直壓力 PH =h (KN/m2) PH-土的水平擠壓力 PH =PV tg 2(450/2) (KN/m2) P0-頂進(jìn)管的全部自重 K-安全系數(shù) （1-1.2） 土的內(nèi)摩擦角 -土的容重 (KN/m3

6、) h-地面至管頂覆土厚度(m) 分別考慮工具管和管道阻力 F =F1F2 糾錯: 式73 開口率e 卸力拱,3頂力計算,4.頂管施工需要注意的問題,1. 工作坑的布置：不能靠近建筑物，要考慮管道下放，各種設(shè)備的進(jìn)出，人員上下，坑內(nèi)操作等必要空間，井距根據(jù)井深土質(zhì)等條件進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定。 2. 導(dǎo)軌安裝： 軸線位置，頂面高程，坡度要求誤差不超過3mm。兩軌內(nèi)距不超過2mm. 3. 工作坑的后坐與靠背要牢靠。原土后座長度不小于7m,人工后坐應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算確定。,5.接口形式,（1）鋼脹圈接口 （2）企口接口 （3）型接口 （4）型接口,長距離頂進(jìn)的措施: （1）中繼間頂進(jìn) （2）泥套管頂進(jìn)

7、（3）蠟覆頂進(jìn),6.頂進(jìn)：開始頂進(jìn)前應(yīng)檢查準(zhǔn)備工作，確認(rèn)條件具備時方可開始頂進(jìn)。主要包括：全部設(shè)備經(jīng)過檢查并進(jìn)過試運(yùn)轉(zhuǎn)；工具管在導(dǎo)軌上的中心線，坡度和高程應(yīng)符合要求；防止流動性土或地下水由洞口進(jìn)入工作坑時的措施；開啟封門的措施。,7.測量與糾偏,頂管施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 測量: 初始 30cm一次,正常 100cm一次. 高程測量：水準(zhǔn)儀 軸線測量：經(jīng)緯儀 轉(zhuǎn)動測量：垂球 糾偏: 挖土校正 工具管糾偏 強(qiáng)制糾偏法,8.頂管施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn): （1）管內(nèi)清潔，管節(jié)無破損。 （2）允許誤差應(yīng)符合下表的規(guī)定 （3）有嚴(yán)密性要求的管道應(yīng)按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗； （4）鋼筋混凝土管道的接口應(yīng)填料飽滿，密實，且與管節(jié)

8、接口內(nèi)側(cè)表面齊平，接口套環(huán)對正管縫，貼緊，不脫落； （5）頂管時地面沉降或隆起的允許量應(yīng)符合施工設(shè)計的規(guī)定。,02,盾構(gòu)法,1.施工方法： 第一，在置放盾構(gòu)機(jī)的地方打一個垂直井，再用混泥土墻進(jìn)行加固 ； 第二，將盾構(gòu)機(jī)安裝到井底，并裝配相應(yīng)的千斤頂； 第三，用千斤頂之力驅(qū)動井底部的盾構(gòu)機(jī)往水平方向前進(jìn)，形成隧道； 第四，將開挖好的隧道邊墻用事先制作好的混泥土襯砌加固，地壓較高時可以采用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混泥土襯砌 。,盾構(gòu)法是暗挖法施工中的一種全機(jī)械化施工方法。它是將盾構(gòu)機(jī)械在地中推進(jìn)，通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌。同時在開挖面前方用切削裝置進(jìn)行土體開挖，通過出土

9、機(jī)械運(yùn)出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進(jìn)，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工方法,2.適用條件 在松軟含水地層，或地下線路等設(shè)施埋深達(dá)到10m或更深時，可以采用盾構(gòu)法。 1、線位上允許建造用于盾構(gòu)進(jìn)出洞和出碴進(jìn)料的工作井； 2、隧道要有足夠的埋深，覆土深度宜不小于6m且不小于盾構(gòu)直徑； 3、相對均質(zhì)的地質(zhì)條件； 4、如果是單洞則要有足夠的線間距，洞與洞及洞與其它建（構(gòu)）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向1.0m,豎直方向1.5m ； 5、從經(jīng)濟(jì)角度講，連續(xù)的施工長度不小于300m 。,盾構(gòu)機(jī)全景圖,3.盾構(gòu)的構(gòu)造,盾構(gòu)的優(yōu)缺點,優(yōu)點 1、安全開挖和襯砌，掘進(jìn)速度快

10、； 2、盾構(gòu)的推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等全過程可實現(xiàn)自動化作業(yè)，施工勞動強(qiáng)度低 。 3、不影響地面交通與設(shè)施，同時不影響地下管線等設(shè)施1 ； 4、穿越河道時不影響航運(yùn)，施工中不受季節(jié)、風(fēng)雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動 ； 5、在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)越性 。 缺點 1、斷面尺寸多變的區(qū)段適應(yīng)能力差 ； 2、新型盾構(gòu)購置費(fèi)昂貴，對施工區(qū)段短的工程不太經(jīng)濟(jì)。 3、工人的工作環(huán)境較差,03,新型不開槽式施工方法1.氣動矛,方法:擠土成孔輔管 適用條件：一定厚度的可壓縮土層. 可施工長度：與口徑有關(guān)，小的口徑管道的孔長通常不超過15m,較大口徑管道的孔長一般在3050m之間,新型不開槽式施工方法2.夯管