浅谈施工中顶管技术的应用Word格式文档下载.doc

浅谈施工中顶管技术的应用Word格式文档下载.doc

《浅谈施工中顶管技术的应用Word格式文档下载.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅谈施工中顶管技术的应用Word格式文档下载.doc（7页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

（一）开挖施工

管道穿越各种建筑物，为避免不必要的麻烦，大多沿路铺设。

在非主干道或路边不大影响交通的情况下可采用明挖施工。

（二）顶管施工

如果管道在跨路施工开挖时，会有影响交通的可能，那么顶管施工是一种很好的可行性方案。

顶管施工从考虑人员在管道内施工作业考虑，管径一般在0.8m以上，有钢管和水泥管两种管型。

二、顶管技术在工程中的应用分析

（一）适用范围

a、城市中心地区、商业繁华街道

以及城市建设中遇到无法迁移或不能实施大型开挖的文物古迹遗址等特殊地段，对不能进行空中架线、开槽埋管来实施作业施工时，一般是采用管径大于800mm的地下埋管工程可使用顶管法施工。

b、污水管道直径适用

在敷设城市污水管道直径大于800mm时，施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其它建筑物基础时，可使用顶管法施工作业。

（二）顶进管的选择

顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。

钢筋混凝土管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋混凝土的标准和技术规程，特别是有关钢筋混凝土管的标准和技术规程。

a、顶进管直径的选择

顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定混凝土管的配筋及壁厚，进而确定外径。

因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于800mm。

b、顶进管长度的选择

顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大影响。

在直线推项的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。

建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。

反之，在直线上推顶很短的管也较困难，因为短管比较容易向周围土层中挤入，致使整个管列呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性。

一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D外≤1.10时，为短管；

当L/D外=1.15时，为标准管；

当L/D外≥2.10时为长管。

（三）顶管施工的前期准备

a、现场平面布置

平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管材堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注浆系统、弃土坑的布置等。

始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。

b、顶管机进、出洞处以及后靠土体加固

为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行加固，加固方法如：

高压旋喷桩加固、混凝土后背墙，堆土反压法等根据现场情况选择最合适的方法。

为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装洞口止水装置，确保工程顺利实施。

c、顶管施工主要设备

顶管管道一般在淤泥质砂和粘土层中顶进，适用于施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其它建筑物基础，管道直径宜大于800mm。

在这个前提下，根据管道材料、管径的大小、土体摩阻力计算顶进机具和千斤顶的大小个数以及反力墙、起重设备等；

另外还有通用设备：

后座泵站2套、整体式顶进构架2套、泥水处理系统2套、激光准仪1台、全站仪1台、水准仪1台、经纬仪1台，电焊机、水泵等。

d、机械设备交班检查

顶进前，机械工需要进行交接班手续，将记录的设备运转情况表交给下一个班组的机械工，并进行口头的设备运转状况交班，刚上班的机械工需要对控制台、各个泥浆泵、管道、测量系统、工具头等进行例行检查。

（四）顶管施工的工艺

顶管施工又称为顶进法施工，是指利用项进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。

顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。

a、顶管井的设计

顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。

工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。

前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形——正方形——矩形。

结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。

在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。

b、顶管施工工序

穿墙前注浆止水处理：

顶管工作井穿墙洞口前方应采用压浆止水处理。

注浆材料用石灰、水泥、粘土搅拌成浆液，注浆液与自然土混合，洞口搅拌范围在4×

4m处，以保证工具头顺利成功出洞。

浆液配合比石灰：

水泥：

粘土=2：

l：

3，注入的浆液与自然土固结后既能让工具头顺利穿墙又能起止水和挡土的作用（注：

入浆液量不得超过自然土的17%）。

穿墙：

打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：

①穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；

②为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前对穿墙管外侧采取注浆固结措施；

③穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；

④闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，中间按入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。

顶管出洞：

顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。

开始正常项管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。

为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。

在本工程中离接收井15m左右位置即加强对顶进轴线的观测，若发现顶进轴线偏差，立即用主顶油缸进行纠偏。

注浆减阻：

在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。

注浆减阻适于长距离顶管施工。

在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。

顶进偏差的校正：

顶进过程中发现管位偏差10mm左右，即应进行校正。

纠偏校正应缓慢进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。

纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶进。

如果同时有高程和方向偏差，则应先纠正偏差大的一边。

纠偏应做到在顶进中采用小角度分级逐步进行，勤调微纠。

当顶管机头发生旋转时，可采取在管内的相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩等方法纠正。

挖土校正法：

偏差值10～20mm时采用此法。

即在管子偏向设计中心左侧时，可在管子中心右侧适当超挖，而在偏向—侧不挖或留台，使管子在继续顶进中，逐渐回到设计位置。

顶木校正法：

偏差较大时或采用挖土校正无效时，用圆木或方木，一端顶在管子偏向一侧的内管壁上，另一端支撑在垫有木板的管前土层上，开动千斤顶，利用顶木产生的分力，使管子得到校正。

顶进完成后，对管道进行泥浆置换（用水泥浆置换触变泥浆）加固，工作井回填。

三、总结

顶管过程是一个复杂的力学过程，它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。

但顶管施工必须严格控制好顶管推力，而对顶管计算复核能够准确估计顶管的推力。

顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具头正面泥水压力、管壁摩擦阻力。

泥水平衡压力：

在封闭的工作仓内加泥水压力平衡地下水压力，是防止泥砂涌入的重要方法。

泥水压力一定要合理。

压力较小，大量的泥砂涌入，会造成路面破坏，地表设施受损；

压力过大，会增大主千斤顶负荷，严重的可能产生冒顶现象。

只有通过了严密的顶管计算,采取了先进的顶管设备，才能成功高效地完成了顶管施工的工作。