頂管與沉井施工（醫(yī)藥參考）

廈門廈門xx通信工程有限公司通信工程有限公司頂管與沉井施工1醫(yī)藥參考沉井施工一、概述沉井是修筑深基礎(chǔ)和地下構(gòu)筑物的一種施工工藝。施工時先在地面或基坑內(nèi)制作開口的鋼筋混凝土井身，待其達(dá)到規(guī)定強度后，在井身內(nèi)部分層挖土運出，隨著挖土和土面的降低，沉井井身藉其自重或在其他措施協(xié)助下克服與土壁間的摩阻力和刃腳反力，不斷下沉，直至設(shè)計標(biāo)高就位，然后進(jìn)行封底。沉井施工工藝的優(yōu)點是：可在場地狹窄情況下施工較深（可達(dá)50余米）的地下工程，且對周圍環(huán)境影響較??；可在地質(zhì)、水文條件復(fù)雜地區(qū)施工；施工不需復(fù)雜的機具設(shè)備；與大開挖相比，可減少挖、運和回填的土方量。其缺點是施工工序較多；技術(shù)要求高、質(zhì)量控制難。沉井工藝一般適用于工業(yè)建筑的深坑（料坑、鐵皮坑、翻車機室等）、設(shè)備基礎(chǔ)、水泵房、橋墩、頂管的工作井、深地下室、取水口等工程施工。2醫(yī)藥參考二、沉井類型沉井類型很多，按材料分，有混凝土、鋼筋混凝土、磚石等，但應(yīng)用最多的還是鋼筋混凝土沉井。按平面形狀分，有圓形、方形、矩形、多邊形、多孔形等，主要取決于其用途。由于圓形沉井受力性能好、易于控制下沉，應(yīng)用最多。沉井的剖面，有圓筒形、錐形、階梯形等。為減少下沉摩阻力，井壁在刃腳外緣處?？s進(jìn)2030mm，呈圓柱帶臺階形，井壁表面呈1/1000的坡度。3醫(yī)藥參考圖2-1 沉井平面及剖面形式（a）平面形式；（b）豎剖面形式1-圓形；2-方形；3-矩形；4-多邊形；5-多孔形；6-圓柱形；7-圓柱帶臺階形；8-圓錐形；9-階梯形4醫(yī)藥參考三、沉井制作與下沉 1施工準(zhǔn)備工作 沉井施工前的準(zhǔn)備工作，除去常規(guī)的場地平整；修建臨時設(shè)施；水、電、風(fēng)等動力供應(yīng)外，著重作好下述工作：（1）地質(zhì)勘察 在沉井施工處需進(jìn)行鉆探，鉆孔設(shè)在井外，距外井壁距離宜大于2m，需有一定數(shù)量和深度的鉆孔，以提供土層變化、地下水位、地下障礙物及有無承壓水等情況，對各土層要提供詳細(xì)的物理力學(xué)指標(biāo)，為制訂施工方案提供技術(shù)依據(jù)。（2）編制施工方案 施工方案是指導(dǎo)沉井施工的核心技術(shù)文件，要根據(jù)沉井結(jié)構(gòu)特點、地質(zhì)水文條件、已有的施工設(shè)備和過去的施工經(jīng)驗，經(jīng)過詳細(xì)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，編制出技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理的切實可行的施工方案。在方案中要重點解決沉井制作、下沉、封底等技術(shù)措施及保證質(zhì)量的技術(shù)措施，對可能遇到的間題和解決措施要做到心中有數(shù)。（3）布設(shè)測量控制網(wǎng) 事先要設(shè)置測量控制網(wǎng)和水準(zhǔn)基點，用于定位放線、沉井制作和下沉的依據(jù)。如附近存在建（構(gòu)）筑物等，要設(shè)沉降觀測點，以便施工沉井時定期進(jìn)行沉降觀測。5醫(yī)藥參考2沉井制作沉井的施工程序為：平整場地測量放線開挖基坑鋪砂墊層和墊木或砌刃腳磚座沉井澆筑布設(shè)降水井點或挖排水溝、集水井抽出墊木沉井下沉封底澆筑底板混凝土施工內(nèi)隔墻、梁、板、頂板及輔助設(shè)施。（1）刃腳支設(shè)沉井下部為刃腳，其支設(shè)方式取決于沉井重量、施工荷載和地基承載力。常用的方法有墊架法、磚砌墊座和土模。在軟弱地基上澆筑較重的沉井，常用墊架法（圖3-1a）。墊架的作用是將 上部沉井重量均勻傳給地基，使沉井井身澆筑過程中不會產(chǎn)生過大不均勻沉降，使刃腳和井身產(chǎn)生裂縫而破壞；使井身保持垂直；便于拆除模板和支撐。采用墊架法施工時，應(yīng)計算井身一次澆筑高度，使其不超過地耐力，其下砂墊層厚度亦需計算確定。直徑（或邊長）不超過8m的較小的沉井，土質(zhì)較好時可采用磚墊座（圖3-1b），磚墊座沿周長分成68段，中間留20mm空隙，以便拆除，磚墊座內(nèi)壁用水泥砂漿抹面。對重量輕的小型沉井，土質(zhì)較好時，甚至可用土胎模（圖3-1c），土胎模內(nèi)壁亦用水泥砂漿抹面。刃腳支設(shè)用得較多的是墊架法。采用墊架法時，先在刃腳處鋪設(shè)砂墊層，再在其上鋪枕木和墊架，枕木常用斷面16cm22cm，墊架數(shù)量根據(jù)第一節(jié)沉井的重量和地基（或砂墊層）的容許承載力計算確定，間距一般為0.51.0m。墊架應(yīng)對稱，一般先設(shè)8組定位墊架，每組由23個墊架組成。矩形沉井多設(shè)4組定位墊架，其位置在距長邊兩端0.15L處（L為長邊邊長），在其中間支設(shè)一般墊架，墊架應(yīng)垂直井壁。圓形沉井墊架應(yīng)沿刃腳圓弧對準(zhǔn)圓心鋪設(shè)。在枕木上支設(shè)刃腳和井壁模板。枕木應(yīng)使頂面在同一水平面上，用水準(zhǔn)儀找平，高差宜不超過10mm，在枕木間用砂填實，枕心中心應(yīng)與刃腳中心線重合。如地基承載力較低，經(jīng)計算墊架需要量較多時，應(yīng)在枕木下設(shè)砂墊層，將沉井重量擴(kuò)散到更大面積上。6醫(yī)藥參考圖3-1沉井刃腳支設(shè)（a）墊架法；（b）磚墊座法；（c）土胎模法1-刃腳；2-砂墊層；3-枕木；4-墊架；5-模板；6-磚墊座；7-水泥砂漿抹面；8-刷隔離層；9-土胎模 7醫(yī)藥參考（2）井壁制作沉井制作可在修建構(gòu)筑物的地面上進(jìn)行，亦可在基坑中進(jìn)行，如在水中施工還可在人工筑島上進(jìn)行。應(yīng)用較多的是在基坑中制作。沉井施工有下列幾種方式：一次制作、一次下沉；分節(jié)制作、一次下沉；分節(jié)制作、分節(jié)下沉（制作與下沉交替進(jìn)行）。如沉井過高，下沉?xí)r易傾斜，宜分節(jié)制作、分節(jié)下沉。沉井分節(jié)制作的高度，應(yīng)保證其穩(wěn)定性并能使其順利下沉。采用分節(jié)制作、一次下沉?xí)r，制作高度不宜大于沉井短邊或直徑，總高度超過12m時，需有可靠的計算依據(jù)和采取確保穩(wěn)定的措施。分節(jié)下沉的沉井接高前，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性計算，如不符合要求，可根據(jù)計算結(jié)果采取井內(nèi)留土、填砂（土）、灌水等穩(wěn)定措施。井壁模板可用組合式定型模板（圖3-2），高度大的沉井亦可用滑模澆筑。分節(jié)制作時，水平接縫需做成凸凹型，以利防水。如沉井內(nèi)有隔墻，隔墻底面比刃腳高，與井壁同時澆筑時需在隔墻下立排架或用砂堤支設(shè)隔墻底模。隔墻、橫梁底面與刃腳底面的距離以500mm左右為宜。鋼筋由人工綁扎，亦可在沉井近處地面上預(yù)制成鋼筋骨架或網(wǎng)片；用起重機進(jìn)行大塊安裝。混凝土澆筑可用塔式起重機或履帶式起重機吊運混凝土吊斗，沿沉井周圍均勻、分層澆筑；亦可用混凝土泵車分層澆筑，每層厚不超過300mm。沉井澆筑宜對稱、均勻地分層澆筑，避免造成不均勻沉降使沉井傾斜。每節(jié)沉井應(yīng)一次連續(xù)澆筑完成，下節(jié)沉井的混凝土強度達(dá)到70%后才允許澆筑上節(jié)沉井的混凝土。8醫(yī)藥參考圖3-2 沉井井壁鋼模板支設(shè)1-下一節(jié)沉井；2-預(yù)埋懸挑鋼腳手鐵件；3-組合式定型鋼模板；4-28鋼楞；5-對立螺栓；6-1003止水片；7-木墊塊；8-頂撐木；9-鋼管腳手架9醫(yī)藥參考3沉井下沉（1）下沉驗算沉井下沉前應(yīng)進(jìn)行混凝土強度檢查、外觀檢查。并根據(jù)規(guī)范要求，對各種形式的沉井在施工階段應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)強度計算、下沉驗算和抗浮驗算。沉井下沉?xí)r，第一節(jié)混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度，其余各節(jié)應(yīng)達(dá)到設(shè)計強度的70%。沉井下沉，其自重必須克服井壁與土間的摩阻力和刃腳、隔墻、橫梁下的反力，采取不排水下沉?xí)r尚需克服水的浮力。因此，為使沉井能順利下沉，應(yīng)進(jìn)行分階段下沉系數(shù)的計算，作為確定下沉施工方法和采取技術(shù)措施的依據(jù)。10醫(yī)藥參考下沉系數(shù)（圖3-3）按下式計算：圖3-3 沉井下沉系數(shù)計算簡圖（a）下沉?xí)r力系平衡圖；（b）下沉摩阻力計算簡圖k0=（GB）/Tf式中 G井體自重；B下沉過程中地下水的浮力；Tf井壁總摩阻力；k0下沉系數(shù)，宜為1.051.25，位于淤泥質(zhì)土中的沉井取小值，位于其他土層中取大值。井壁摩阻力可參考表2-1。11醫(yī)藥參考井壁摩阻力 表2-1土的種類井壁摩阻力（kN/m2）流塑狀粘性土1015軟塑及可塑狀粘性土 1225粉砂和粉性土1525砂卵石17.729.4泥漿套3512醫(yī)藥參考當(dāng)下沉系數(shù)較大，或在軟弱土層中下沉，沉井有可能發(fā)生突沉?xí)r，除在挖土?xí)r采取措施外，宜在沉井中加設(shè)或利用已有的隔墻或橫梁等作防止突沉的措施，并按下式驗算下沉穩(wěn)定性：式中 R沉井刃腳、隔墻和橫梁下地基土反力之和；k0沉井下沉過程中的下沉穩(wěn)定系數(shù)，取0.80.9。當(dāng)下沉系數(shù)不能滿足要求時，可在基坑中制作，減少下沉深度；或在井壁頂部堆放鋼、鐵、砂石等材料以增加附加荷重；或在井壁與土壁間注入觸變泥漿，以減少下沉摩阻力等措施。13醫(yī)藥參考（2）墊架、排架拆除大型沉井應(yīng)待混凝土達(dá)到設(shè)計強度的100%始可拆除墊架（枕木、磚墊座），拆除時應(yīng)分組、依次、對稱、同步地進(jìn)行。抽除次序是：圓形沉井先抽除一般承墊架，后拆除定位墊架，矩形沉井先抽除內(nèi)隔墻下墊架，再分組對稱抽除外墻兩短邊下的墊架，然后抽除長邊下一般墊架，最后同時抽除定位墊架。抽除時先將枕木底部的土挖去，利用絞磨或推土機的牽引將枕木抽出。每抽出一根枕木，刃腳下應(yīng)立即用砂填實。抽除時應(yīng)加強觀測，注意沉井下沉是否均勻。隔墻下排架拆除后的空穴部分用草袋裝砂回填。14醫(yī)藥參考（3）井壁孔洞處理沉井壁上有時留有與地下通道、地溝、進(jìn)水口、管道等連接的孔洞，為避免沉井下沉?xí)r地下水和泥土涌入，也為避免沉井各處重量不均，使重心偏移，易造成沉井下沉?xí)r傾斜，所以在下沉前必須進(jìn)行處理。對較大孔洞，在沉井制作時在洞口預(yù)埋鋼框、螺栓，用鋼板、方木封閉，中填與空洞混凝土重量相等的砂石或鐵塊配重（圖2-4a、b）。對進(jìn)水窗則采取一次做好，內(nèi)側(cè)用鋼板封閉（圖2-4c）。沉井封底后拆除封閉鋼板、擋木等。15醫(yī)藥參考圖2-4 沉井井壁堵孔構(gòu)造（a）大廊道口堵孔；（b）管道孔洞堵孔；（c）進(jìn)水窗堵孔1-沉井井壁；2-50mm厚木板；3-枕木；4-槽鋼內(nèi)夾枕木；5-螺栓；6-配重；7-10mm厚鋼板；8-槽鋼；9-100mm100mm方木；10-50mm100mm方木；11-橡皮墊；12-砂礫；13-鋼筋箅子；14-5mm孔鋼絲網(wǎng)；15-鋼百葉窗；16-15mm孔鋼絲網(wǎng)；17-砂；18-510mm粒徑砂卵石；19-1560mm粒徑卵石16醫(yī)藥參考4沉井下沉施工常遇問題和預(yù)防處理方法 a.下沉困難（沉井被擱置或懸掛，下沉極慢或不下沉）下沉困難（沉井被擱置或懸掛，下沉極慢或不下沉）1井壁與土壁間的摩阻力過大；2沉井自重不夠，下沉系數(shù)過小；3遇有地下管道、樹根等障礙物；4遇流砂、管涌。1繼續(xù)澆筑混凝土增加重量，在井頂均勻加鐵塊或其他荷重；2挖除刃腳下的土，或在井內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行第二層碗形破土；用小型藥包爆破振動，但刃腳下挖空宜小，藥量不宜大于0.1kg，刃腳應(yīng)用草墊等防護(hù)；3不排水下沉改為排水下沉，以減少浮力；4在井外壁裝置射水管沖刷井周圍土，減少摩阻力；射水管亦可埋于井壁混凝土內(nèi)，此法僅適用于砂及砂類土；5在井壁與土間灌入觸變泥漿或黃土，降低摩阻力，泥漿槽距刃腳高度不宜小于3m6清除障礙物；控制流砂、管涌。17醫(yī)藥參考b.下沉過快（沉井下沉速度超過挖土速度，出現(xiàn)異常情況）下沉過快（沉井下沉速度超過挖土速度，出現(xiàn)異常情況）1遇軟弱土層，土的耐壓強度小，使下沉速度超過挖土速度；2長期抽水或因砂的流動，使井壁與土間摩阻力減?。?沉井外部土體液化。1可用木垛在定位墊架處給以支承，并重新調(diào)整挖土，在刃腳下不挖或部分不挖土；2將排水法下沉改為不排水法下沉，增加浮力；3在沉井外壁間填粗糙材料，或?qū)⒕餐獾耐梁粚崳哟竽ψ枇?，如沉井外部的土液化發(fā)生虛坑時，可填碎石處理；4減少每一節(jié)筒身高度，減輕沉井重量。18醫(yī)藥參考c.突沉（沉井下沉失去控制，出現(xiàn)突然下沉的現(xiàn)象）突沉（沉井下沉失去控制，出現(xiàn)突然下沉的現(xiàn)象）1挖土不注意，將鍋底挖得太深，沉井暫時被外壁摩阻力和刃腳托住使處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)繼續(xù)挖土?xí)r，土壁摩阻力達(dá)極限值，井壁阻力因土的觸變性而突然下降，發(fā)生突沉；2流砂大量涌入井內(nèi)。1適當(dāng)加大下沉系數(shù)，可沿并壁注一定的水，減少與井壁的摩阻力；2控制挖土，鍋底不要挖太深；刃腳下避免掏空過多；3在沉井梁中設(shè)置一定數(shù)量的支撐，以承受一部分土反力；4控制流砂現(xiàn)象發(fā)生。19醫(yī)藥參考d.傾斜（沉井垂直度出現(xiàn)歪斜，超過允許限度）傾斜（沉井垂直度出現(xiàn)歪斜，超過允許限度）1沉井刃腳下的土軟、硬不均;2沒有對稱地抽除墊木或沒有及時回填夯實；井外四周的回填土夯實不均;3沒有均勻挖土，使井內(nèi)土面高差懸殊;4刃腳下掏空過多，沉井突然下沉，易于產(chǎn)生傾斜;5刃腳一側(cè)被障礙物擱住，未及時發(fā)現(xiàn)和處理;6排水開挖時，井內(nèi)一側(cè)涌砂;7井外棄土或堆物，井上附加荷重分布不均，造成對井壁的偏壓。1加強沉井過程中的觀測和資料分析，發(fā)現(xiàn)傾斜要及時糾正；2分區(qū)、依次、對稱、同步地抽除墊木，及時用砂或砂礫填夯實；3在刃腳高的一側(cè)加強取土，低的一側(cè)少挖土或不挖土，待正位后再均勻分層取土；4在刃腳較低的一側(cè)適當(dāng)回填砂石或石塊，延緩下沉速度；5在井外深挖傾斜反面的土方，回填到傾斜一面，增加傾斜面的摩阻力；6不排水下沉，在靠近刃腳低的一側(cè)適當(dāng)回填砂石；在井外射水或開挖，增加偏心壓載，以及施加水平外力等措施。20醫(yī)藥參考e.偏移（沉井軸線與設(shè)計軸線不重合，產(chǎn)生一定的位移）偏移（沉井軸線與設(shè)計軸線不重合，產(chǎn)生一定的位移）1大多由于傾斜引起的，當(dāng)發(fā)生傾斜和糾正傾斜時，井身常向傾斜一側(cè)下部產(chǎn)生一個較大的壓力，因而伴隨產(chǎn)生一定位移，位移大小，隨土質(zhì)情況及向一邊傾斜的次數(shù)而定;2測量定位差錯。1控制沉井不再向偏移方向傾斜；2有意使沉井向偏位的相反方向傾斜，當(dāng)幾次傾斜糾正后，即可恢復(fù)到正確位置或有意使沉井向偏位的一方傾斜，然后沿傾斜方向下沉直至刃腳處中心線與設(shè)計中線位置相吻合或接近時，再將傾斜糾正；3加強測量的檢查復(fù)核工作。21醫(yī)藥參考f.遇障礙物（沉井被地下障礙物擱置或卡住，出現(xiàn)不能下沉的現(xiàn)象）遇障礙物（沉井被地下障礙物擱置或卡住，出現(xiàn)不能下沉的現(xiàn)象）沉井下沉局部遇孤石、大塊卵石、地下溝道、圬工、管線、鋼筋、樹根等，造成沉井?dāng)R置、懸掛，難以下沉。1遇較小孤石，可將四周土掏空后取出；較大孤石或大塊石、地下溝道、圬工等，可用風(fēng)動工具或用松動爆破方法破碎成小塊取出，炮孔距刃腳不少于50cm，其方向須與刃腳斜面平行，藥量不得超過200g，并設(shè)鋼板防護(hù)，不得用裸露爆破；鋼管、鋼筋、樹根等可用氧氣燒斷后取出；2不排水下沉，爆破孤石，除打眼爆破外，亦可用射水管在孤石下面掏洞，裝藥破碎吊出。22醫(yī)藥參考g.遇硬質(zhì)土層（沉井破土遇堅硬土層，難以開挖下沉）遇硬質(zhì)土層（沉井破土遇堅硬土層，難以開挖下沉）遇厚薄不等的黃砂膠結(jié)層、姜結(jié)石，質(zhì)地堅硬，用常規(guī)方法開挖困難，使下沉緩慢。1排水下沉?xí)r，以人力用鐵釬打人土中向上撬動，取出或用鐵鎬、鋤開挖，必要時打炮孔爆破成碎塊；2不排水下沉?xí)r，用重型抓斗、射水管和水中爆破聯(lián)合作業(yè)，先在井內(nèi)用抓斗挖2m深鍋底坑，由潛水工用射水管在坑底向四角方向距刃腳邊2m沖4個400mm深的炮孔，各用200g炸藥進(jìn)行爆破，余留部分用射水管沖掉，再用抓斗抓出。23醫(yī)藥參考h.封底遇傾斜巖層（下沉到設(shè)計深度后遇傾斜巖層，造成封底困難）封底遇傾斜巖層（下沉到設(shè)計深度后遇傾斜巖層，造成封底困難）地質(zhì)構(gòu)造不均，沉井刃腳部分落在巖層上，部分落在較軟土層上，封底后易造成沉井下沉不均，產(chǎn)生傾斜。應(yīng)使沉井大部分落在巖層上，其余未到巖層部分，如土層穩(wěn)定不向內(nèi)崩坍，可進(jìn)行封底工作；若井外土易向內(nèi)坍，則可不排水，由潛水工一面挖土，一面以裝有水泥砂漿或混凝土的麻袋堵塞缺口，堵完后再清除浮渣，進(jìn)行封底。井底巖層的傾斜面，應(yīng)適當(dāng)做成臺階。24醫(yī)藥參考i.遇流砂（井外土粉砂涌入井內(nèi)的現(xiàn)象，造成沉井突沉、偏斜或下沉遇流砂（井外土粉砂涌入井內(nèi)的現(xiàn)象，造成沉井突沉、偏斜或下沉過慢或不下沉等現(xiàn)象）過慢或不下沉等現(xiàn)象）1井內(nèi)鍋底開挖過深，井外松散土涌入井內(nèi)；2井內(nèi)表面排水后，井外地下水動水壓力把土壓入井內(nèi)；3爆破處理障礙物，井外土受振進(jìn)入井內(nèi)；4挖土深超過地下水位0.5m以上。1采用排水法下沉，水頭宜控制在1.52.0m；2挖土避免在刃腳下掏挖，以防流砂大量涌入，中間挖土也不宜挖成鍋底形；3穿過流砂層應(yīng)快速，最好加荷，如拋大塊石增加土的壓重，使沉井刃腳切入土層；4采用深井或井點降低地下水位，防止井內(nèi)流淤；深井宜安置在井外，井點則可設(shè)置在井外或井內(nèi)；5采用不排水法下沉沉井，保持井內(nèi)水位高于井外水位，以避免流砂涌入。25醫(yī)藥參考j.超沉（沉井下沉超過設(shè)計要求的深度）超沉（沉井下沉超過設(shè)計要求的深度）1沉井下沉至最后階段，未進(jìn)行標(biāo)高觀測；2下沉接近設(shè)計深度，未放慢挖土下沉的速度；3遇軟土層或流砂，使下沉失去控制。1沉井至設(shè)計標(biāo)高，應(yīng)加強觀測；2在井壁底梁交接處設(shè)置承臺（砌磚），在其上面鋪方木，使梁底壓在方木上，以防過大下沉；3沉井下沉至距設(shè)計標(biāo)高0.1m時，停止挖土和井內(nèi)抽水，使其完全靠自重下沉至設(shè)計標(biāo)高或接近設(shè)計標(biāo)高；4避免涌砂發(fā)生。26醫(yī)藥參考頂管施工一、概述 頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后發(fā)展起來的一種土層地下工程施工方法，主要用于地下進(jìn)水管、排水管、煤氣管、電訊電纜管的施工。它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等，是一種非開挖的敷設(shè)地下管道的施工方法。地下管線的非開挖施工法主要內(nèi)容包括：地下管線的鋪設(shè)、更換和修復(fù)。頂管施工技術(shù)近年來在我國發(fā)展迅猛。市政工程中采用頂管施工可以將作業(yè)面移入地下，從而避免了對地面交通的影響。只要施工前選線合理，施工方法恰當(dāng)，構(gòu)筑物并不妨礙施工的正常進(jìn)行。本次就頂管施工工藝作簡要闡述，并展望以后頂管法日漸成熟，可成為市政建設(shè)中的一種常用工藝。頂管施工具體涉及到電力電纜管道、通信電纜管道、給排水管道、煤氣管道等各系統(tǒng)的管道工程。具體工藝就是在管線的一端做一個工作井，另一端做一個接收井；然后將頂管機安裝在工作井內(nèi)，借助工作井后座主頂油缸及管道間中繼環(huán)等的推力，把頂管機及緊隨其后的管道從工作井穿越土層一直推到接收井內(nèi)，最后在接收井內(nèi)將頂管機吊起。這樣就完成了整個管道的鋪設(shè)。27醫(yī)藥參考非開挖施工工法28醫(yī)藥參考1 頂管施工的基本原理頂管施工的基本原理 先在工作坑內(nèi)設(shè)置支座和安裝液壓千斤頂，借助先在工作坑內(nèi)設(shè)置支座和安裝液壓千斤頂，借助主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)機從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑內(nèi)吊起，與此機從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑內(nèi)吊起，與此同時，緊隨工具管或掘進(jìn)機后面，將預(yù)制的管段頂入同時，緊隨工具管或掘進(jìn)機后面，將預(yù)制的管段頂入地層。地層。邊邊頂進(jìn)，頂進(jìn)，邊邊開挖地層，開挖地層，邊邊將管段接長的管道埋設(shè)方法。將管段接長的管道埋設(shè)方法。29醫(yī)藥參考 施工時，先制作頂管工作井及接收井，作為一段頂管施工時，先制作頂管工作井及接收井，作為一段頂管的起點和終點，工作井中有一面或兩面井壁設(shè)有預(yù)留孔，的起點和終點，工作井中有一面或兩面井壁設(shè)有預(yù)留孔，作為頂管出口，其對面井壁是承壓壁，承壓壁前側(cè)安裝作為頂管出口，其對面井壁是承壓壁，承壓壁前側(cè)安裝有頂管的千斤頂和承壓墊板（即鋼后靠），千斤頂將工有頂管的千斤頂和承壓墊板（即鋼后靠），千斤頂將工具管頂出工作井預(yù)留孔，而后以工具管為先導(dǎo)，逐節(jié)將具管頂出工作井預(yù)留孔，而后以工具管為先導(dǎo)，逐節(jié)將預(yù)制管節(jié)按設(shè)計軸線頂入土層中，直至工具管后第一節(jié)預(yù)制管節(jié)按設(shè)計軸線頂入土層中，直至工具管后第一節(jié)管節(jié)進(jìn)入接收井預(yù)留孔，施工完成一段管道。為進(jìn)行較管節(jié)進(jìn)入接收井預(yù)留孔，施工完成一段管道。為進(jìn)行較長距離的頂管施工，可在管道中間設(shè)置一至幾個中繼間長距離的頂管施工，可在管道中間設(shè)置一至幾個中繼間作為接力頂進(jìn)，并在管道外周壓注潤滑泥漿。頂管施工作為接力頂進(jìn)，并在管道外周壓注潤滑泥漿。頂管施工可用于直線管道，也可用于曲線等管道?？捎糜谥本€管道，也可用于曲線等管道。30醫(yī)藥參考1-預(yù)制的混凝土管；預(yù)制的混凝土管；2-運輸車；運輸車；3-扶梯；扶梯；4-主頂油泵；主頂油泵；5-行車；行車；6-安全護(hù)欄；安全護(hù)欄；7-潤潤滑注漿系統(tǒng)；滑注漿系統(tǒng)；8-操縱房；操縱房；9-配電系統(tǒng)；配電系統(tǒng)；10-操縱系統(tǒng)；操縱系統(tǒng)；11-后座；后座；12-測量系統(tǒng)；測量系統(tǒng)；13-主頂油缸；主頂油缸；14-導(dǎo)軌；導(dǎo)軌；15-弧形頂鐵；弧形頂鐵；16-環(huán)形頂鐵；環(huán)形頂鐵；17-已頂入的混凝土管；已頂入的混凝土管；18-運土車；運土車；19-機頭機頭 31醫(yī)藥參考32醫(yī)藥參考頂管施工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展頂管施工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展頂管施工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展頂管施工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展 頂管施工技術(shù)最早始于頂管施工技術(shù)最早始于18961896年美國的北太年美國的北太平洋鐵路鋪設(shè)工程的施工中。平洋鐵路鋪設(shè)工程的施工中。19481948年日本第一年日本第一次采用頂管施工方法，在尼崎市的鐵路下頂進(jìn)次采用頂管施工方法，在尼崎市的鐵路下頂進(jìn)了一根內(nèi)徑了一根內(nèi)徑600mm600mm的鑄鐵管，頂距只在的鑄鐵管，頂距只在6 6米。米。歐歐洲發(fā)達(dá)國家最早開發(fā)應(yīng)用頂管法，洲發(fā)達(dá)國家最早開發(fā)應(yīng)用頂管法，19501950年前后，年前后，英、德、日等國家相繼采用。英、德、日等國家相繼采用。我國較早的頂管施工約在上世紀(jì)我國較早的頂管施工約在上世紀(jì)5050年代，年代，初期主要是手掘式頂管，設(shè)備也較簡陋。我國初期主要是手掘式頂管，設(shè)備也較簡陋。我國頂管技術(shù)真正較大的發(fā)展是從上世紀(jì)頂管技術(shù)真正較大的發(fā)展是從上世紀(jì)8080年代中年代中期開始。期開始。19881988年上海研制成功我國第一臺土壓年上海研制成功我國第一臺土壓平衡掘進(jìn)機。平衡掘進(jìn)機。33醫(yī)藥參考 隨著時間的推移，頂管技術(shù)也與時俱隨著時間的推移，頂管技術(shù)也與時俱進(jìn)地得到迅速發(fā)展。主要體現(xiàn)在以下方面：進(jìn)地得到迅速發(fā)展。主要體現(xiàn)在以下方面：一次連續(xù)頂進(jìn)的距離一次連續(xù)頂進(jìn)的距離：越來越長：越來越長頂管直徑頂管直徑：向大小直徑兩個方向發(fā)展：向大小直徑兩個方向發(fā)展管材管材：鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃鋼頂管：鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃鋼頂管挖掘技術(shù)挖掘技術(shù)：機械化程度越來越高：機械化程度越來越高頂管線路的曲直度頂管線路的曲直度：曲線形狀越來越復(fù)雜，：曲線形狀越來越復(fù)雜，曲率半徑越來越小。曲率半徑越來越小。34醫(yī)藥參考按所頂進(jìn)的管子口徑大小分按所頂進(jìn)的管子口徑大小分：大口徑、中口徑、：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管四種。大口徑多指小口徑和微型頂管四種。大口徑多指2m2m以上以上的頂管，人可以在其中直立行走。中口徑頂管的頂管，人可以在其中直立行走。中口徑頂管的管徑多為的管徑多為1.21.21.8m1.8m，人在其中需彎腰行走，人在其中需彎腰行走，大多數(shù)頂管為中口徑頂管。小口徑頂管直徑為大多數(shù)頂管為中口徑頂管。小口徑頂管直徑為5005001000mm1000mm，人只能在其中爬行，有時甚至爬，人只能在其中爬行，有時甚至爬行都比較困難。微型頂管的直徑通常在行都比較困難。微型頂管的直徑通常在400mm400mm以以下，最小的只有下，最小的只有75mm75mm。按一次頂進(jìn)的長度（按一次頂進(jìn)的長度（指頂進(jìn)工作坑和接收工作指頂進(jìn)工作坑和接收工作坑之間的距離坑之間的距離）分：）分：普通距離頂管和長距離頂普通距離頂管和長距離頂管。頂進(jìn)距離長短的劃分目前尚無明確規(guī)定，管。頂進(jìn)距離長短的劃分目前尚無明確規(guī)定，過去多指過去多指100m100m左右的頂管。目前，千米以上的左右的頂管。目前，千米以上的頂管已屢見不鮮，可把頂管已屢見不鮮，可把500m500m以上的頂管稱為長以上的頂管稱為長距離頂管。距離頂管。頂管施工的分類頂管施工的分類頂管施工的分類頂管施工的分類35醫(yī)藥參考按頂管機的類型分按頂管機的類型分：手掘式人工頂管、擠壓頂管、：手掘式人工頂管、擠壓頂管、水射流頂管和機械頂管（水射流頂管和機械頂管（泥水式、泥漿式、土壓式、泥水式、泥漿式、土壓式、巖石式巖石式）。手掘式頂管的推進(jìn)管前只是一個鋼制）。手掘式頂管的推進(jìn)管前只是一個鋼制的帶刃口的管子（稱為工具管），人在工具管內(nèi)的帶刃口的管子（稱為工具管），人在工具管內(nèi)挖土。掘進(jìn)機頂管的破土方式與盾構(gòu)類似，也有挖土。掘進(jìn)機頂管的破土方式與盾構(gòu)類似，也有機械式和半機械式之分。機械式和半機械式之分。按管材分按管材分：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、以及其：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、以及其他管材的頂管。他管材的頂管。按頂進(jìn)管子軌跡的曲直分按頂進(jìn)管子軌跡的曲直分：直線頂管和曲線頂管。：直線頂管和曲線頂管。36醫(yī)藥參考工作井（工作坑或基坑），按其作用分為工作井（工作坑或基坑），按其作用分為頂進(jìn)井頂進(jìn)井（始發(fā)（始發(fā)井）和井）和接收井接收井兩種。頂進(jìn)井是安放所有頂進(jìn)設(shè)備的場所，兩種。頂進(jìn)井是安放所有頂進(jìn)設(shè)備的場所，也是頂管掘進(jìn)機的始發(fā)場所，是承受主頂油缸推力的反也是頂管掘進(jìn)機的始發(fā)場所，是承受主頂油缸推力的反作用力的構(gòu)筑物，供工具管出洞、下管節(jié)、挖掘土砂的作用力的構(gòu)筑物，供工具管出洞、下管節(jié)、挖掘土砂的運出、材料設(shè)備的吊裝、操縱人員的上下等使用。在頂運出、材料設(shè)備的吊裝、操縱人員的上下等使用。在頂進(jìn)井內(nèi)，布置主頂千斤頂、頂鐵、基坑導(dǎo)軌、洞口止水進(jìn)井內(nèi)，布置主頂千斤頂、頂鐵、基坑導(dǎo)軌、洞口止水圈以及照明裝置和井內(nèi)排水設(shè)備等。在頂進(jìn)井的地面上，圈以及照明裝置和井內(nèi)排水設(shè)備等。在頂進(jìn)井的地面上，布置行車或其他類型的起吊運輸設(shè)備。接收井是接收頂布置行車或其他類型的起吊運輸設(shè)備。接收井是接收頂管機或工具管的場所，與工作井相比，接收井布置比較管機或工具管的場所，與工作井相比，接收井布置比較簡單。簡單。工作井及其布置工作井及其布置工作井及其布置工作井及其布置37醫(yī)藥參考頂進(jìn)工作井內(nèi)布置圖頂進(jìn)工作井內(nèi)布置圖1-1-管節(jié)；管節(jié)；2-2-洞口止水系統(tǒng)；洞口止水系統(tǒng)；3-3-環(huán)形頂鐵；環(huán)形頂鐵；4-4-弧形頂鐵；弧形頂鐵；5-5-頂進(jìn)導(dǎo)軌；頂進(jìn)導(dǎo)軌；6-6-主頂油缸；主頂油缸；7-7-主頂油缸架；主頂油缸架；8-8-測量系統(tǒng)；測量系統(tǒng)；9-9-后靠背；后靠背；10-10-后座墻；后座墻；11-11-井壁井壁12349876538醫(yī)藥參考長距離頂管長距離頂管長距離頂管長距離頂管在市政工程建設(shè)中，長距離管道的敷設(shè)是其重要的在市政工程建設(shè)中，長距離管道的敷設(shè)是其重要的工作內(nèi)容。隨著頂管技術(shù)應(yīng)用的推廣，研究敷設(shè)長工作內(nèi)容。隨著頂管技術(shù)應(yīng)用的推廣，研究敷設(shè)長距離管道工藝技術(shù)已成為引人注目的課題。距離管道工藝技術(shù)已成為引人注目的課題。長距離管道的主要困難是，設(shè)置在頂進(jìn)坑內(nèi)的主千長距離管道的主要困難是，設(shè)置在頂進(jìn)坑內(nèi)的主千斤頂?shù)耐祈斄τ邢?，不足以克服管道長距離頂進(jìn)時斤頂?shù)耐祈斄τ邢?，不足以克服管道長距離頂進(jìn)時遇到的總阻力。希望增加頂管單程頂進(jìn)的長度時，遇到的總阻力。希望增加頂管單程頂進(jìn)的長度時，需要采取相關(guān)的措施，如增加主千斤頂?shù)捻斄?、減需要采取相關(guān)的措施，如增加主千斤頂?shù)捻斄?、減少管道周邊與地層的摩擦力、中途設(shè)置輔助千斤頂少管道周邊與地層的摩擦力、中途設(shè)置輔助千斤頂（中繼環(huán)）、減小頂管承受的正面阻力等。目前在（中繼環(huán)）、減小頂管承受的正面阻力等。目前在發(fā)展長距離頂管技術(shù)的過程中，發(fā)展長距離頂管技術(shù)的過程中，減摩減摩和和設(shè)置中繼環(huán)設(shè)置中繼環(huán)兩項措施已得到較多研究，并已成為成熟的技術(shù)。兩項措施已得到較多研究，并已成為成熟的技術(shù)。39醫(yī)藥參考為了適應(yīng)長距離頂進(jìn)管道的需要，研制了中繼環(huán)為了適應(yīng)長距離頂進(jìn)管道的需要，研制了中繼環(huán)（又稱中繼間、中間站）。即在管道頂進(jìn)的中途（又稱中繼間、中間站）。即在管道頂進(jìn)的中途設(shè)置輔助千斤頂，靠輔助千斤頂提供的動力繼續(xù)設(shè)置輔助千斤頂，靠輔助千斤頂提供的動力繼續(xù)頂進(jìn)管段，延長頂管的頂進(jìn)長度，滿足敷設(shè)長距頂進(jìn)管段，延長頂管的頂進(jìn)長度，滿足敷設(shè)長距離管道的需要。離管道的需要。采用中繼環(huán)時，管道沿全長分成若干段，在段與采用中繼環(huán)時，管道沿全長分成若干段，在段與段之間設(shè)置中繼環(huán)。中繼環(huán)是一個由鋼材制成的段之間設(shè)置中繼環(huán)。中繼環(huán)是一個由鋼材制成的圓環(huán)，內(nèi)壁上設(shè)置有一定數(shù)量的短行程千斤頂，圓環(huán)，內(nèi)壁上設(shè)置有一定數(shù)量的短行程千斤頂，產(chǎn)生的推頂力可用于推進(jìn)中繼環(huán)前方的管道。產(chǎn)生的推頂力可用于推進(jìn)中繼環(huán)前方的管道。增設(shè)中繼環(huán)（間）增設(shè)中繼環(huán)（間）40醫(yī)藥參考中繼環(huán)示意圖中繼環(huán)示意圖 41醫(yī)藥參考鋼筋混凝土管節(jié)的接口有平口、企口和承口三種類型。管節(jié)類型不鋼筋混凝土管節(jié)的接口有平口、企口和承口三種類型。管節(jié)類型不同，止水方式也不同。同，止水方式也不同。（1 1）平口管接口及止水）平口管接口及止水平口管用平口管用“T T”形鋼套環(huán)接口，把兩只管子連接在一起，在混凝土管形鋼套環(huán)接口，把兩只管子連接在一起，在混凝土管和鋼套環(huán)中間安裝有和鋼套環(huán)中間安裝有2 2根齒形橡膠圈止水。根齒形橡膠圈止水。管節(jié)接縫的防水管節(jié)接縫的防水管節(jié)接縫的防水管節(jié)接縫的防水42醫(yī)藥參考（a a）企口形管及其接口）企口形管及其接口 （b b）“q q”形橡膠止水圈形橡膠止水圈（2 2）企口接口及防水）企口接口及防水企口管用企口式接口，用企口管用企口式接口，用1 1根根“q q”形橡膠圈止水。形橡膠圈止水。止水圈右邊腔內(nèi)有硅油，在兩管節(jié)對接連接過止水圈右邊腔內(nèi)有硅油，在兩管節(jié)對接連接過程中，充有硅油的一腔會翻轉(zhuǎn)到橡膠體的上方程中，充有硅油的一腔會翻轉(zhuǎn)到橡膠體的上方及左邊，增強了止水效果。及左邊，增強了止水效果。43醫(yī)藥參考（3 3）承口接口及防水）承口接口及防水承口管用承口管用“F F”形套環(huán)接口，接口處用形套環(huán)接口，接口處用1 1根齒形橡膠圈止根齒形橡膠圈止水。水。F F形接口管是最為常用的一種管節(jié)。它把形接口管是最為常用的一種管節(jié)。它把“T T”形形鋼套環(huán)的前面一半埋入混凝土管中就變成了鋼套環(huán)的前面一半埋入混凝土管中就變成了“F F”形接形接口。為防止鋼套環(huán)與混凝土結(jié)合面滲漏，在該處設(shè)了口。為防止鋼套環(huán)與混凝土結(jié)合面滲漏，在該處設(shè)了一個遇水膨脹的橡膠止水圈。一個遇水膨脹的橡膠止水圈。44醫(yī)藥參考鋼管是用一定厚度的鋼板先卷成圓筒，再焊成鋼管是用一定厚度的鋼板先卷成圓筒，再焊成竹節(jié)，鋼管兩管節(jié)之間采用焊接連接，其整體竹節(jié)，鋼管兩管節(jié)之間采用焊接連接，其整體性好，不易產(chǎn)生滲漏水。為保證焊接牢靠，將性好，不易產(chǎn)生滲漏水。為保證焊接牢靠，將管節(jié)端口按一定角度坡口后再焊接。常用的接管節(jié)端口按一定角度坡口后再焊接。常用的接口形式有兩種：單邊口形式有兩種：單邊V V型坡口；型坡口；K K型坡口。單邊型坡口。單邊V V型坡口適用于人員無法進(jìn)入的小口徑管，采型坡口適用于人員無法進(jìn)入的小口徑管，采用單邊坡口和單面焊接；用單邊坡口和單面焊接；K K型坡口雙面成型的型坡口雙面成型的焊接工藝，即管內(nèi)外均需焊接，適用于口徑較焊接工藝，即管內(nèi)外均需焊接，適用于口徑較大的管道中。大的管道中。鋼管頂管的接口形式鋼管頂管的接口形式45醫(yī)藥參考坡口型式坡口型式 46醫(yī)藥參考相同點：相同點：（1 1）二者都屬于暗挖法施工大口徑（）二者都屬于暗挖法施工大口徑（900900）地下工程）地下工程的主要施工方法。的主要施工方法。（2 2）二者都要開挖工作基坑（工作井和接收井）。）二者都要開挖工作基坑（工作井和接收井）。（3 3）二者工作面的開挖方法，出、進(jìn)洞施工技術(shù)基本相）二者工作面的開挖方法，出、進(jìn)洞施工技術(shù)基本相似。似。（4 4）二者都要注意接縫防水處理、地表沉降控制、周邊）二者都要注意接縫防水處理、地表沉降控制、周邊環(huán)境保護(hù)等問題，都要進(jìn)行注壓漿。環(huán)境保護(hù)等問題，都要進(jìn)行注壓漿。盾構(gòu)法和頂管法的主要異同點：盾構(gòu)法和頂管法的主要異同點：47醫(yī)藥參考（1 1）盾構(gòu)法的）盾構(gòu)法的襯砌襯砌為管片，且每環(huán)管片要在盾構(gòu)機的盾尾進(jìn)行拼裝，為管片，且每環(huán)管片要在盾構(gòu)機的盾尾進(jìn)行拼裝，拼裝好后一般不會再移動；頂管法的襯砌為管節(jié)，且每環(huán)管節(jié)是拼裝好后一般不會再移動；頂管法的襯砌為管節(jié)，且每環(huán)管節(jié)是一次預(yù)制成功的，由頂進(jìn)裝置依次頂進(jìn)，直至第一節(jié)管節(jié)到達(dá)接一次預(yù)制成功的，由頂進(jìn)裝置依次頂進(jìn)，直至第一節(jié)管節(jié)到達(dá)接收井位置。收井位置。（2 2）盾構(gòu)法施工的盾構(gòu)千斤頂布置在盾構(gòu)機的支撐環(huán)外沿，而頂管）盾構(gòu)法施工的盾構(gòu)千斤頂布置在盾構(gòu)機的支撐環(huán)外沿，而頂管法施工的主頂進(jìn)裝置布置在工作井內(nèi)，如果頂力不足要加設(shè)中繼法施工的主頂進(jìn)裝置布置在工作井內(nèi)，如果頂力不足要加設(shè)中繼間。間。（3 3）盾構(gòu)千斤頂活塞的前端必須安裝頂塊，頂塊必須采用球面接頭，）盾構(gòu)千斤頂活塞的前端必須安裝頂塊，頂塊必須采用球面接頭，在頂塊與管片的接觸面上安裝橡膠或柔性材料的墊板。頂管法的在頂塊與管片的接觸面上安裝橡膠或柔性材料的墊板。頂管法的主頂千斤頂?shù)男谐涕L短不能一次將管節(jié)頂?shù)轿粫r，必須在千斤頂主頂千斤頂?shù)男谐涕L短不能一次將管節(jié)頂?shù)轿粫r，必須在千斤頂縮回后在中間加墊塊或幾塊頂鐵?？s回后在中間加墊塊或幾塊頂鐵。O O型頂鐵是使主頂千斤頂?shù)耐屏π晚旇F是使主頂千斤頂?shù)耐屏梢暂^均勻地加到所頂管道的周邊；可以較均勻地加到所頂管道的周邊；U U型頂鐵是為了彌補千斤頂行型頂鐵是為了彌補千斤頂行程不足而用。程不足而用。（4 4）盾構(gòu)機內(nèi)有拼裝管片的拼裝機，而頂管機內(nèi)沒有。）盾構(gòu)機內(nèi)有拼裝管片的拼裝機，而頂管機內(nèi)沒有。（5 5）盾構(gòu)法主要用于大斷面城市地下隧道、水工隧道、公路隧道的）盾構(gòu)法主要用于大斷面城市地下隧道、水工隧道、公路隧道的施工；頂管法主要適用于斷面稍小一些的城市地下管線的鋪設(shè)。施工；頂管法主要適用于斷面稍小一些的城市地下管線的鋪設(shè)。不同點：不同點：48醫(yī)藥參考頂管施工簡圖49醫(yī)藥參考無需隔斷交通無需隔斷交通 噪音以及震動都很小噪音以及震動都很小 可以在很深的地下敷設(shè)管道可以在很深的地下敷設(shè)管道 1、頂管施工的優(yōu)點50醫(yī)藥參考 頂管施工采用油壓驅(qū)動，施工時噪音遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于開槽頂管施工采用油壓驅(qū)動，施工時噪音遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于開槽式敷設(shè)管道，幾乎沒有地盤沉降的現(xiàn)象，對周遭的影響式敷設(shè)管道，幾乎沒有地盤沉降的現(xiàn)象，對周遭的影響降低到最小程度。而且在較深的埋深情況下施工成本要降低到最小程度。而且在較深的埋深情況下施工成本要小于開槽式敷設(shè)管道。小于開槽式敷設(shè)管道。可以安全的穿越鐵路可以安全的穿越鐵路 對施工周遭的影響很小對施工周遭的影響很小 可以穿越障礙物可以穿越障礙物 51醫(yī)藥參考2、頂管施工的幾種工法、頂管施工的幾種工法 手掘式頂管法手掘式頂管法 泥水式頂管法泥水式頂管法 土壓式頂管法土壓式頂管法 氣壓式頂管法氣壓式頂管法52醫(yī)藥參考土壓式平衡頂管施工工藝 土壓式平衡頂管施工的主要特征是在施工過程中，利用土倉內(nèi)的壓力和螺旋出土器出土來平衡頂管機前的土壓力和地下水壓力。它有兩方面的基本內(nèi)容：第一，頂管機在頂進(jìn)過程中與它所處土層的地下水壓力和土壓力處于一種平衡狀態(tài)；第二；頂管機螺旋出土器的排土量與頂管機推進(jìn)所占去的土的體積也處于一種平衡狀態(tài)。土壓式平衡頂管施工主要采用螺旋出土器將土排到推土小車?yán)锩?，然后再運到工作井將其吊起。53醫(yī)藥參考54醫(yī)藥參考泥水式平衡頂管施工的主要特征是在施工過程中，利用進(jìn)排泥漿管道在頂管機泥水倉內(nèi)建立的泥水壓力來平衡頂管機前的土壓力和地下水壓力。泥水式平衡頂管施工采用泥漿泵進(jìn)行排土。與其他型式頂管方法相比泥水式頂管具有五方面優(yōu)點：一是適用的地質(zhì)范圍較廣，如遇到地下水位較高以及地質(zhì)變化范圍大的土質(zhì)條件，它都能適用。二是可保持挖掘面的相對穩(wěn)定，對周圍土層的影響較小，施工后地面沉降極小。三是與其他類型的機種相比，泥水頂管的切削力矩小，最適宜于砂礫及硬土里頂管。四是工作坑內(nèi)作業(yè)環(huán)境較好，作業(yè)比較安全。由于采用泥水輸送棄土，所以沒有搬運土方及吊土等較易發(fā)生危險的作業(yè)。并且該方法可以在各種環(huán)境下作業(yè)，且挖掘面穩(wěn)定，不會造成地面沉降而影響交通及各種公用管線的安全。五是由于可以連續(xù)出土，因此大大提高了推進(jìn)速度，最適宜于長距離頂管。經(jīng)過實驗段的成功運行，證明這套頂管機的工作效率非常高，每天能連續(xù)頂進(jìn)，是人工頂管的倍。泥水式平衡頂管施工工藝55醫(yī)藥參考56醫(yī)藥參考手掘式頂管施工工藝目前較為普通的頂管方法。管前用人工挖土，設(shè)備簡單，適用于黏性、砂性或硬質(zhì)泥巖土層，且無地下水影響，管徑10003000之間的排水工程。優(yōu)點具有頂管施工的所有優(yōu)點。工作坑占用場地小。設(shè)備簡單、技術(shù)難度低，易于推廣。缺點對不同地質(zhì)條件有很大的局限性。頂進(jìn)面土壓不能平衡，容易塌方。勞動強度大，施工進(jìn)度慢。57醫(yī)藥參考3、手掘式頂管工藝流程圖手掘式頂管工藝流程圖58醫(yī)藥參考二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作1、調(diào)查研究，摸清情況n掌握管道埋設(shè)、管徑、管材和接口要求。n掌握地下土質(zhì)、水位等有關(guān)水文地質(zhì)資料。n掌握地下管線情況。n現(xiàn)場施工環(huán)境、運輸、電源等情況。59醫(yī)藥參考2、編制施工方案的主要內(nèi)容n確定工作坑的位置和尺寸。n頂管后背的結(jié)構(gòu)設(shè)計和驗算。n確定掘進(jìn)和出土的方法，下管和運管的方式和設(shè)備，工作平臺的支搭結(jié)構(gòu)。n進(jìn)行頂力計算，選擇頂進(jìn)設(shè)備。n遇有地下水時，選用降水方法。n制定保證工程質(zhì)量和安全的技術(shù)措施。60醫(yī)藥參考3、工作坑尺寸的確定 工作坑一般選在檢查井的位置，并與建筑物有一定的安全距離。其工作坑底長、寬尺寸可按下圖計算。底寬：WD+2(B+b)式中 B-工作面凈寬，一般為1.21.5m；b-支撐厚度；D-管外徑。61醫(yī)藥參考底長：LL1+L2+L3+L4+L5式中 L1-后背結(jié)構(gòu)厚度；L2-千斤頂長度；L3-出土工作面長度，一般取1.01.5m；L4-每節(jié)頂管長度；L5-頂進(jìn)管口尾部留出工作坑壁的最小長度，一般為0.3m。62醫(yī)藥參考3、工作坑底基礎(chǔ)與導(dǎo)軌、工作坑底基礎(chǔ)與導(dǎo)軌基礎(chǔ)基礎(chǔ) 頂進(jìn)過程中，防止工作坑地基沉降，導(dǎo)致管子頂進(jìn)偏差過頂進(jìn)過程中，防止工作坑地基沉降，導(dǎo)致管子頂進(jìn)偏差過大，應(yīng)在工作坑底鋪設(shè)基礎(chǔ)。大，應(yīng)在工作坑底鋪設(shè)基礎(chǔ)。l枕木基礎(chǔ)枕木基礎(chǔ) 當(dāng)工作坑土質(zhì)好、無地下水、管徑小、工期短，可采用。當(dāng)工作坑土質(zhì)好、無地下水、管徑小、工期短，可采用。分為密鋪和疏鋪兩種。分為密鋪和疏鋪兩種。l混凝土基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ) 當(dāng)工作土質(zhì)較差、有地下水、管徑較大，可采用?；炷廉?dāng)工作土質(zhì)較差、有地下水、管徑較大，可采用?；炷?強度等級不小于強度等級不小于C15，厚度，厚度100150mm。l混凝土臥枕木基礎(chǔ)混凝土臥枕木基礎(chǔ) 適用于地基土質(zhì)松軟、有地下水、管徑偏大等狀況。混凝適用于地基土質(zhì)松軟、有地下水、管徑偏大等狀況?；炷翉姸鹊燃壊恍∮谕翉姸鹊燃壊恍∮贑15，厚度，厚度200250mm?；炷帘砻娴陀谡??；炷帘砻娴陀谡砟颈砻婺颈砻?015mm。63醫(yī)藥參考導(dǎo)軌導(dǎo)軌 導(dǎo)軌的作用是控制管身按設(shè)計的管中心線和高程頂進(jìn)，導(dǎo)軌的作用是控制管身按設(shè)計的管中心線和高程頂進(jìn)，保證管身在頂入之前位置符合設(shè)計要求。導(dǎo)軌的安裝是否準(zhǔn)保證管身在頂入之前位置符合設(shè)計要求。導(dǎo)軌的安裝是否準(zhǔn)確和牢固，對管道頂進(jìn)質(zhì)量影響較大。確和牢固，對管道頂進(jìn)質(zhì)量影響較大。l導(dǎo)軌凈距與管道外徑大小有關(guān)，根據(jù)直角三角形計算。導(dǎo)軌凈距與管道外徑大小有關(guān)，根據(jù)直角三角形計算。l 導(dǎo)軌標(biāo)高與導(dǎo)軌凈距和管壁厚度有關(guān)。導(dǎo)軌標(biāo)高與導(dǎo)軌凈距和管壁厚度有關(guān)。l導(dǎo)軌安裝應(yīng)牢固、順直、平行、等高，其縱坡與管道設(shè)計坡導(dǎo)軌安裝應(yīng)牢固、順直、平行、等高，其縱坡與管道設(shè)計坡度一致。度一致。l在使用中經(jīng)常檢查較核導(dǎo)軌，防止產(chǎn)生位移。在使用中經(jīng)常檢查較核導(dǎo)軌，防止產(chǎn)生位移。64醫(yī)藥參考5、頂力計算 頂管施工必須有足夠的頂力，才能克服管子在頂進(jìn)過程中土對管子產(chǎn)生的阻力。頂管的總頂力應(yīng)大于或等于管正面阻力和管四周摩擦阻力之和。F=F1+F2式中：F 總頂力；F1管正面阻力；F2管道摩擦阻力。65醫(yī)藥參考n正面阻力F1：不同管前端裝置其正面阻力各不相同。l當(dāng)采用簡易工具管時，可按下式計算：管正面阻力 F1=(D-t)t*R 式中 D管外徑 t工具管刃腳厚度 R擠壓阻力 (可取300500kN/m2)l當(dāng)采用超前開挖頂管時，管正面阻力可忽略不計。66醫(yī)藥參考n摩擦阻力F2：摩擦阻力是指管壁與土之間的摩擦阻力。l在正常情況下，可按下式計算：管正面阻力 F2=f2*L單位長度管道摩擦阻力 f2=D(P1+P2)+W垂直土壓力 P1h水平土壓力 P2(H+D/2)*tg2(45-/2)式中 D 管外徑 L管道長度 摩擦系數(shù)W單位長度管子自重 土的重度 H 管頂浮土高度 土的內(nèi)摩擦角67醫(yī)藥參考6、后座墻與后背n后座墻與后背是頂力的支撐結(jié)構(gòu)，通常采用原土做后座墻，根據(jù)施工經(jīng)驗，頂管覆土24m時，原土后背墻的長度需要47 m。如無法使用原土做后背墻時，可筑人工后座墻，也可利用已施工完的管道做后座墻。n后背的作用是減少對后座墻的單位面積的壓力。68醫(yī)藥參考n注意事項后背土壁應(yīng)鏟平，使土壁墻面與管道頂進(jìn)方向相垂直?？客帘跈M排方木面積，一般土質(zhì)按承載力不超過15t/m2。方木應(yīng)臥入工作坑底以下0.5m，使千斤頂?shù)淖饔昧χ行母叨炔恍∮诜侥竞蟊掣叨鹊?/3。方木斷面可用150mm150mm,立鐵可用200mm300mm工字鋼，橫鐵可用150mm400mm工字鋼。土質(zhì)松軟或頂力較大時，可在方木前加墊鋼板。69醫(yī)藥參考7、頂管設(shè)備千斤頂l它是頂管的主要設(shè)備之一。l目前多采用液壓千斤頂，根據(jù)需要頂力，選擇臺數(shù)。l如選擇一臺，千斤頂中心放置位置與管中心線的垂線相交；l若使用多臺并列式放置，應(yīng)使頂力合力作用點與管壁反作用點l在同一軸線上，防止產(chǎn)生力偶，造成頂進(jìn)偏差。70醫(yī)藥參考高壓油泵l一般選用定額壓力為32MPa的柱塞油泵，經(jīng)分配器、控制閥進(jìn)入千斤頂。l若裝有兩臺以上千斤頂，需將油管并聯(lián)在一起，以使各千斤頂活塞的行程一致。71醫(yī)藥參考頂鐵l頂鐵是傳遞頂力的墊鐵，分為橫頂鐵、順頂鐵、U型或環(huán)型頂鐵。l順頂鐵長短應(yīng)有多種尺寸，以便隨著管子頂進(jìn)，用順頂鐵放入其頂進(jìn)空隙之內(nèi)，再繼續(xù)掘土頂進(jìn)。l U型或環(huán)形頂鐵放在管子端面，順頂鐵作用其上，其弧形斷面尺寸形狀與被頂進(jìn)管子相同，其作用是使混凝土管口受力均勻，以免管口損壞。72醫(yī)藥參考起重設(shè)備l主要作用是下管和運土。l一般采用單梁式電動葫蘆吊。l正式作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行試吊，檢查重物捆綁情況和制動性能。l嚴(yán)禁超負(fù)荷吊裝。73醫(yī)藥參考1、管前挖土n將地下水位降至管底以下不小于0.5m處，并采取其它措施防止其他水源進(jìn)入頂管管道。n管前挖土一次進(jìn)尺長度，以千斤頂?shù)囊粋€行程長度為宜。土質(zhì)好可超前500mm以內(nèi)。不宜超前開挖過長，以免引起管位偏差大和管端上方土坍塌。n應(yīng)嚴(yán)格控制管周圍土的超挖，管端上部可超挖15mm，以減少阻力；管端下部135包角范圍內(nèi)不得超挖。挖土與頂進(jìn)74醫(yī)藥參考n在不允許頂管上部土層下沉地段頂進(jìn)時，管周圍不得超挖。n在松軟性土層中頂進(jìn)時，應(yīng)采取土體加固措施或其它有效措施。n管前挖出的土應(yīng)及時外運。75醫(yī)藥參考n頂進(jìn)時注意事項：l頂進(jìn)時應(yīng)先挖土后頂進(jìn)，隨挖隨頂。應(yīng)組織連續(xù)作業(yè)，不宜中途停止，增加頂進(jìn)的難度。l安裝頂鐵應(yīng)平順，不得歪斜，每次加放頂鐵時，使頂鐵連接塊數(shù)最少為宜。l工具管進(jìn)入土層時，每頂進(jìn)0.3m，測量不少于一次。管道進(jìn)入土層后正常頂進(jìn)時，每1.0m測量一次，糾偏時增加測量次數(shù)。（包括管中心線和管底高程）76醫(yī)藥參考l頂進(jìn)過程中，發(fā)現(xiàn)下列緊急情況時應(yīng)采取措施進(jìn)行處理：工具管前方遇到障礙物。后背墻變形嚴(yán)重。頂鐵發(fā)生扭曲現(xiàn)象。管位偏差過大且校正無效。頂力超過管端的允許頂力。油泵壓力表指針升高異常。77醫(yī)藥參考3、糾偏與校正采用小角度、頂進(jìn)中逐漸糾偏，不得猛糾硬調(diào)。l挖土糾偏法l頂木校正法l校正環(huán)校正法78醫(yī)藥參考 挖土糾偏法 在管子偏向一側(cè)少挖土，而在另一側(cè)多超挖些，強制管子在前進(jìn)時向另一側(cè)偏移，從而達(dá)到糾偏的效果。適用偏差為10 20mm時。79醫(yī)藥參考 頂木糾偏法管端下陷，可采用下圖方法。適用偏差大于20mm時。80醫(yī)藥參考 校正環(huán)校正法 校正環(huán)安裝在工具管的后面，上下左右各有一個小千斤頂，發(fā)生偏差時，可開動相應(yīng)的小千斤頂進(jìn)行校正。81醫(yī)藥參考觸變泥漿減阻 頂力控制的關(guān)鍵是最大限度地降低頂進(jìn)阻力，而降低頂進(jìn)阻力最有效的方法是進(jìn)行注漿。注漿使管周外壁形成泥漿潤滑套，從而降低了頂進(jìn)時的摩阻力。82醫(yī)藥參考選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對膨潤土取樣測試。主要指標(biāo)為造漿率、失水量和動塑比。在管子上預(yù)埋壓漿孔，壓漿孔的設(shè)置要有利于漿套的形成。膨潤土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時間，聽取供應(yīng)商的建議但都必須按照規(guī)范進(jìn)行壓漿方式要以同步注漿為主，補漿為輔。在頂進(jìn)過程中，要經(jīng)常檢查各推進(jìn)段的漿液形成情況。83醫(yī)藥參考注漿設(shè)備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的密封性能。在注漿孔中設(shè)置一個單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞注漿孔，從而影響注漿效果。注漿工藝由專人負(fù)責(zé)，質(zhì)量員定期檢查。注漿泵選擇脈動小的螺桿泵，流量與頂進(jìn)速度相應(yīng)配。84醫(yī)藥參考l 為了克服頂進(jìn)阻力過大，增加單向頂進(jìn)的最大長度，可以在頂管中布置中繼站進(jìn)行接力頂進(jìn)。中繼站85醫(yī)藥參考 中繼間主要有前加長型T型套環(huán)、特殊管、后特殊管和中繼間油缸、均壓環(huán)等組成。前部是一個與T型套環(huán)相類似的密封圈和接口。中繼間殼體的前端與 T型套環(huán)的一半相似，利用它把中繼間殼體與混凝土管連接起來。中繼間的后特殊管外則設(shè)有兩環(huán)止水密封圈，使殼體雖在其上來回抽動而不會產(chǎn)生滲漏。86醫(yī)藥參考編輯：薛觀聯(lián)系電話：1340063738387醫(yī)藥參考