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顶管施工

 
顶管施工
           
顶管---顶管法是借助顶推设备将工具管或掘进机从工作坑(始发井)内穿过土层一直推到接收坑(到达井)内,依靠安装在管道头部的钻掘系统不断地切削土屑,由出土系统将切削的土屑排出,边顶进,边切削,边输送,将管道逐段向前铺设,与此同时,把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间的一种非开挖施工技术。在顶进的过程中通过激光导向系统纠偏来调节铺管方向。
工作原理:
顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法,它不需要开挖面层,并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力,把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时,也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间,以期实现非开挖敷设地下管道的施
 
分类:
在顶管施工中最为流行的有三种平衡理论:
气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。
顶管施工最突出的特点就是适应性问题。针对不同的地质情况、施工条件和设计要求,选用与之适应的顶管施工方式,如何正确地选择顶管机和配套辅助设备,对于顶管施工来说将是非常关键的
 
 
施工工艺
1、机头选型:
根据地质报告,并结合本公司的施工经验,顶管机头决定采用气压平衡网格(水冲)式机头进行施工。该机头在顶进过程中,通过气压平衡正面土压稳定机头,减少外部土体对周围地面的影响。
2、顶进设备及顶进工艺
(1)主顶:
采用4台200吨/台千斤顶作为主顶,千斤顶行程为1.4米。千斤顶动力由油泵提供。千斤顶后端用道木和分压环将反力均匀作用于工作井,前端顶进分压环,顶铁将顶力传至管节。分压环制作具有足够的刚性,与管端面接触相对平整,无变形。
(2)中继间:
在长距离顶进过程中,当顶进阻力超过容许总顶力时,无法一次达到顶进距离时,须设置中继间分段接力顶进。本顶管工程在顶进长度超过100米时,考虑在机头后设置一只中继间,并采用触变泥浆注浆工艺。
中继间由前壳体、千斤顶及后壳体组成。前壳体与前接管连接,后壳体与后接管连接,前后壳体间为承插式连接,两者间依靠橡胶止水带密封,防止管道外水土和浆液倒流入管道内。
每只中继间安装10个、每个顶力为30吨的千斤顶,千斤顶沿圆周均匀布置。千斤顶的行程为28厘米,用扁铁制成的紧固件将其固定在前壳体上。钢壳体结构进行精加工,保证其在使用过程中不发生变形。中继间壳体外径与管节外径相同,可减少土体扰动、地面沉降和顶进阻力。
当管道顶通以后,拆除千斤顶及各种辅件,外壳与管节内壁之间的间隙用细石混凝土填充。
(3)接口:
管节接口主要由外套环(钢套环)橡胶止水带和软土衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形,接口不损坏,以确保管节在对接过程中,橡胶带不移位、不翻转,确保管节的密封性。同时,钢环套在进场前还必须做好防腐处理。
橡胶止水带应保持清洁、无油污,并存放在阴暗处,防止老化。施工中,将橡胶止水带用强力胶水粘贴于混凝土管口凹槽处,并粘贴牢固,在管节对接前涂无腐蚀性润滑油以减少摩阻,防止止水带翻转、移位和断裂。
软木衬垫采用多层胶合板(厚度1cm左右),将其夹于前后管节钢套环间,以均匀管节间的相互作用力,减少接口损坏。管道顶通后,管道须作内接口处理,将管节间的胶合板凿至同样深度(深度2~3cm即可),并用沥青弹性嵌缝膏或水泥砂浆抹平。
(4)注浆工艺:
在长距离(大于100米)管道顶进过程中,必须采用注浆工艺,利用触变泥浆套减少顶进过程中管壁与土体之间的磨擦力,并填充流失的土体,减少土体变形、沉降和隔水。
触变泥浆由膨润土和水搅拌而成,配合比为1:8。触变泥浆经搅拌后存入储浆箱,通过注浆机经管道输送至混凝土管注浆孔,注入土体形成泥浆套。
 特点:
  1、非开挖技术不开挖地面,故而被铺设管道的上部土层未经扰动,管道的管节端不易产生段差变形,其管道寿命亦大于开挖法埋管。
  2、采用房下非开挖技术能节约一大笔征地拆迁费用,减少动迁用房,缩短管线长度,有很大经济和社会效益。
  3、施工时产生的噪音及振动很小,不扰民。
  4、在现有道路下进行管线铺设时,不影响交通。

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