顶管施工技术在市政工程中应用

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1、顶管施工技术在市政工程中应用　　摘要：顶管施工技术近年来在我国发展迅猛。市政工程中采用顶管施工可以将作业面移入地下，从而避免了对地面交通的影响。只要施工前选线合理，施工方法恰当，构筑物并不妨碍施工的正常进行关键字：市政工程顶管施工中图分类号：TU99文献标识码：A一、顶管施工技术1顶管—借助于顶推装置，将预制管节顶入土中的地下管道不开槽施工方法。（不开槽施工方法有顶管法、盾构法、浅埋暗挖法、地表水平定向钻法等）顶管用途：排水管道、上水管道、天然气管道、电力管道、热力管道、输油管道等。顶管技术普遍用于交通、水利、电力、市政建

2、设等行业。顶管管材：钢管、钢筋砼管、玻璃钢夹砂管、聚合物砼管、陶瓷管及铸铁管等2顶管优点：1)施工面由线缩成点，占地面积小；2)地面活动不受施工影响，对交通干扰小；3)噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；4)可以在很深的地下或水下敷设管道；75)可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，6)减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。二、顶管施工工艺：施工准备、顶进设备安装、顶管机井内就位、顶管机出洞、管节顶进、管节拼接1机械顶管施工流程：施工准备：建工作井、接收井；测量放样；顶进设备安装：轨道

3、安装、后靠背安装、主千斤顶安装、洞口止水装置安装；顶管机井内就位：顶管机试运行；顶管机出洞：拆除封洞、主千斤顶顶进、出泥准备；管节顶进：偏差测量、出泥、顶进纠偏；管节拼接：接口检验、管节进场验收。2顶管施工方法：1）土压平衡顶管法：掘进机土仓内泥土的压力来平衡掘进机所处土层的土压力和地下水顶管方法；2）泥水平衡顶管法：以含有一定浓度、粘度、密度的泥浆水充满掘进机的泥水仓，并对它施加一定压力以平衡地下水压力和土压力的顶管方法；3）：在所顶进管道的挖掘面充满一定压力的空气，以平衡机头前地下水压力并疏干挖掘面土体内地下水的顶管方

4、法。3顶管顶进方法的选择7应根据工程设计要求、工程水文地质条件、周围环境和现场条件，经技术经济比较后确定，并应符合下列规定：1)采用敞口式（人工挖土）顶管机时，应将地下水位降至管底以下不小于0.5m处；2)周围环境要求控制地层变形、或无降水条件时，宜采用封闭式的土压平衡或泥水平衡顶管机施工；3)穿越建（构）筑物、铁路、公路、重要管线时，应制订相应的保护措施；4)对于小口径的金属管道，无地层变形控制要求且顶力满足施工要求时，可采用一次顶进的挤密土层顶管法；4顶管土层选择：1）根据当今的顶管技术水平，从淤泥到岩石各类土层都可以

5、顶进。只是哪类土层更适于顶进，在哪类土层中需要采用一定技术措施。2）淤泥质粘土、粘土、粉质粘土、砂质粘土以及渗透系数小于10-3cm/s的砂土比较适于顶管。3）淤泥质、松填土和沼泽地基强度特别低，不均匀性特别大，顶管轴线不易控制，纠偏困难，易造成工作面坍塌和顶管轴线失稳，属于不宜顶管的土层。4）受压强度大于15MPa的弱风化以及中等风化的岩石，不宜选用顶管穿越层。75）卵砾石和渗透系数大于10-3cm/s的砂层，减阻泥浆不能形成泥膜，也不宜选为顶管土层。6）砂性土在顶管时阻力大，而且砂性土的渗透系数对减阻泥浆幕的形成质量影

6、响大，并且砂土层密实度影响管道受力。7）填土层对于顶管属于不稳定土层，分为杂填土、素填土和吹填土等，顶进有难度。8）岩石层需要选择合适的顶管机，顶进进度要缓慢。9）黏性土层适于顶管，是顶管常见土层。5顶管施工顶力的选择1）、顶进阻力计算应按当地的经验公式，或按公式6.3.4计算：式中:Fp——顶力（kN）；Do——管道的外径（m）；L——管道设计顶进长度（m）；f——管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（kN/m2），通过试验确定；对于采用触变泥浆减阻技术的宜按表6.3.4-2选用；NF——顶管机的迎面阻力（kN）；不同类型顶

7、管机的迎面阻力宜按表6.3.4-1选择计算式。、工作井允许顶力计算3)后靠背允许顶力计算4)、顶管管材允许顶力计算7施工最大顶力应大于顶进阻力，但不得超过管材或工作井后背墙的允许顶力计算施工最大顶力时，应综合考虑管节材质、顶进工作井后背墙结构的允许最大荷载、顶进设备能力、施工技术措施等因素。6顶进应连续作业，遇下列情况之一时，应暂停顶进，及时处理：1）顶管机前方遇到障碍；2）后背墙变形严重；3）顶铁发生扭曲现象；4）管位偏差过大且纠偏无效；5）顶力超过管材的允许顶力；6）油泵、油路发生异常现象；7）管节接缝、中继间渗漏泥水

8、、泥浆；8）地层、临近建（构）筑物、管线等周围环境的变形量超出控制允许值。顶管新概念—摩阻力1管道摩阻力与覆盖层厚度的关系另一个案例是超长距离顶管中的中继间顶力变化规律，中继间测试反映在管道弯曲段顶力增加，而直线段顶力几乎无变化，表明覆盖层的厚薄对中继间的顶力没有影响。再次证实土压力不直接作用在管道上。