地铁运行对环境的影响及地铁减振技术ppt课件.ppt

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1、第七章顶管法上海理工大学土木工程系陈有亮目录7.1概述7.2顶管工程设计7.3常用顶管工具管7.4中继环7.5管道及其接口7.6顶管法施工主要技术措施7.1概述7.1.1顶管法简介7.1.2顶管法的关键技术7.1.3顶管法的工程地质勘察7.1.1顶管法简介顶管法（PipeJackingMethod）主要是采用液压千斤顶或具有顶进、牵引功能的设备，以顶管工作井作承压壁，将管子按设计高程、方位、坡度逐根顶入土层直至达到目的地，是修建隧道和地下管道的一种重要方法。顶管技术可用于特殊地质条件下的管道工程中，主要有(1)穿越江河、湖泊、港湾水体下的供水、输气、

2、输油管道工程；（2）穿越城市建筑群、繁华街道地下的地下水、煤气管道工程；（3）穿越重要公路、铁路路基下的通讯、电力电缆管道工程；（4）水库坝体涵管重建工程等。7.1.1顶管法简介顶管法利用主顶千斤顶及管道中继环千斤顶的推力，将管道从工作坑内穿过土层一直推到接收坑，同时，将紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。顶管法分为人工顶管、机械顶管、水射流顶管、挤压顶管四大类，工作中根据管径、土层状况、管线长度、技术经济性来选定。7.1.1顶管法简介顶管施工的历史顶管施工最早始于1896年美国的北太平洋铁路铺设工程的施工中。1948年日本第一次采用顶管施工

3、方法，在尼崎市的铁路下顶进了一根内径600mm的铸铁管，顶距只在6米。国内1953年北京第一次进行顶管施工，1956年上海也开始进行了顶管试验。1978年上海开发了适用于软粘土和淤泥质粘土的挤压法顶管。1984年国内开始引进国外的机械顶管设备，随之也引进了顶管理论、顶管施工方法，诸如土压平衡理论、泥水平衡理论、气压平衡理论等。1988年上海研制成功我国第一台土压平衡掘进机。7.1.1顶管法简介顶管施工的理论顶管施工中最为流行的有三种工作面平衡理论：1.气压平衡：在所顶进的管道中及挖掘面上充满一定压力的空气，以空气的压力来平衡地下水及土层的压力。有全

4、气压平衡和局部气压平衡之分。2.土压平衡：以顶管掘进机土舱内泥土的压力来平衡顶管掘进机所处土层的土压力和地下水压力。3.泥水平衡：以含有一定量粘土，且具有一定相对密度的泥水充满顶管掘进机的泥水舱，并对它放加一定的压力，以平衡地下水压力和土压力的一种顶管施工方法。7.1.1顶管法简介顶管技术的分类1.按顶管作业的形式人工顶管挤压顶管水射流顶管机械顶管：泥水式、泥浆式、土压式、岩石式2.按管径分大口径大于2000毫米中口径900毫米∼2000毫米小口径小于900毫米3.按顶进轨迹直线顶管曲线顶管7.1.1顶管法简介顶管技术的分类4.按顶

5、进距离短距离顶管小于100米中距离顶管100米--300米长距离顶管大于300米7.1.1顶管法简介人工顶管在推进管前安装一个带刃口的钢制管子（称为工具管），其具有挖土保护和纠偏功能，人在工具管内挖土、运土，随后利用安装在工作井内的千斤顶逐渐分段顶入。特点：工作坑尺寸较小，造价较低，劳动强度大，施工安全性差，易造成地面下沉，效率较低，需全面降水。机械顶管技术在推进管前端装上掘进机械，利用掘进机进行掘土、破碎、输送的顶管施工方法称为机械顶管。相应的顶管机械有泥水平衡顶管机、加泥式顶管机、土压平衡顶管机、岩石掘进式顶管机。7.1.2顶管法的关键

6、技术1方向控制2顶力大小及方向3工具管开挖面正面土体的稳定性4承压壁后靠结构及土体的稳定性1方向控制管道能否按设计轴线顶进，是顶管（尤其是长距离顶管）成败的关键。顶进方向失去控制会导致管道偏离设计轴线，造成所需顶力的增大，严重的甚至会导致工程无法正常进行。高精度的方向控制也是保证中继环正常工作的必要条件。2顶力大小及方向如仅采用管尾顶进方式，顶管的顶推力必然随着顶进长度的增加而增大。但由于受到顶推动力和管道强度的制约，顶推力并不能无限制的增大。因此，只采用管尾推进方式，管道的顶进距离必然受到限制，一般采用中继环接力顶推技术加以解决。此外，顶力的方向控

7、制也十分重要，能否保证顶进中顶推合力的方向与管道轴线方向一致是控制管道方向、同时也是确保顶管工程正常实施的关键。3工具管开挖面正面土体的稳定性在开挖和顶进过程中，尽量减小对正面土体的扰动是防止坍塌、涌水和确保正面土体稳定的关键。正面土体的失稳会导致管道受力情况急剧变化，甚至会造成顶进方向的偏离。4承压壁后靠结构及土体的稳定性顶管工程中，多数情况必须有顶管工作井。顶管工作井一般采用沉井结构或钢板桩支护结构，除了要验算结构的强度和刚度外，还应确保后靠土体的稳定性，可以采用注浆、增加后靠土体地面超载等方式限制后靠土体的滑动。若后靠土体失稳，不仅会影响顶管的

8、正常施工，严重的还会影响到周围环境。7.1.3顶管法的工程地质勘察若决定采用顶管法来铺设一条管路，为了能够拟