论文顶管法在排水工程中的应用

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1、顶管法在排水工程中的应用（西安公路研究所黄建云张建峰）【内容摘要】在现代生活中，排水是各种土建工程中不可缺少的，本文重点介绍了排水工程中顶管法的使用范围和使用方法，一、概述在排水工程的施工中，施工工艺和方法比较多，顶管法就是其中的一种。顶管施工的基本原理为：从地面开挖两个基坑，然后管节从工作坑安放，通过主顶千斤顶或中继间的顶推机械的顶进，推动管节从工作井预留口穿出，穿越土层到达接收井的预留口边，然后通过接收井的预留口穿出，形成管道的施工。顶管法适用于排水管线穿越公路、铁路和市区道路而又不便断绝交通的，现场条件不允许修筑便道的，或者修筑便道工程量较大时，街道狭窄，两侧建筑物多，大开

2、挖施工要造成大量拆迁的，或管线埋设较深，开挖施工造成大量土方工程并需大量支撑材料时，都可用顶管法施工。人工挖土，机械顶进时，排水管内径不能小于800mm，否则，不能用顶管法。在排水管顶进施工前，还应根据设计文件对施工地点的工程地质及水文地质情况，土壤种类，地下水位高低和流量大小，被顶进路线下的地下障碍物情况，了解其位置、规格及使用情况，并与有关单位联系，采取相应的措施。同时，还应对堆土料地点、地面排水、水源、电源等情况进行调查。在顶管法施工中，土的种类及其物理性质影响到顶管方法的选择，决定施工的难易程度、工程造价及施工进度。顶管法一般适用于砾类土、砂类土及粘质土。对于这些土，顶管

3、法既可在干燥土层中应用，也可在含水的土层中应用。对于流砂、淤泥和沼泽则不适用顶管法，这是因为这类土质条件缺乏顶管所需的导向力，可导致整段的管子在顶进中可能改变位置。对于地下水位较高的地层，顶管前应采取措施，降低地下水流速及水力坡度，以利于施工。二、工作坑的开挖及导轨安装（一）工作坑设置工作坑设置时要力求长距离顶进，尽量少挖工作坑。一般采用工作坑双向对顶，交汇坑接口的施工方法。工作坑可采用直槽式，其优点是挖土量少，占地少，工作坑小，便于搭工作平台，它的缺点是支撑用木料或钢板桩多。工作坑支撑立板应埋于地下30cm，木撑板厚度5cm～7cm，横顶木用方木，撑木用方木、圆木均可。圆木直径

4、应不小于25cm，方木截面可分为15cm×15cm、20cm×20cm两种。工作坑的底部平面尺寸如下：（1）宽度＝D+2a+2b+2c.式中D为管外径m，a为两侧操作空间，视工具而定，一般不小于1.2m，b为撑板厚度m，c为排水沟及集水井宽度m。（2）长度＝L1+L2+L3+S1+S2L1—管节长度（每节）m，L2—千斤顶长度m，L3—后背所占工作坑长度m，它包括横木、立铁、横铁，一般为0.85m。S1—顶入管留在导轨上的最小长度，对于钢筋混凝土管一般可采用0.5m～0.8m。S2—出土所需工作间长度，视使用工具而定，一般为1.0m～1.8m。工作坑的测量放线是开挖工作坑前必不可

5、少的。工作坑中心线于管中心线一致，是顶进施工全过程的标准线。设置时，在工作坑两侧钉中线桩，桩巨坑边不小于1.5m，以防止塌土埋桩。工作坑附近设置临时水准点，且应妥加保护，竣工前不能移动。开挖工作坑应根据线路平面，现场地形，地物条件和施工需要进行，在保证排水和安全的前提下，尽量减少挖填方的数量。若地下水位较高，可采用排水沟、集水井或井点降水法排水。排水沟和集水井法是将地下水经排水沟汇集到集水井后，用水泵抽走。井点降水法是在工作坑附近挖水井，用水泵将水抽走，降低管周围的地下水位。工作坑的基础形式取决于地基上有无地下水而定，一般采用混凝土基础。将轨枕横向预埋在混凝土内。（二）导轨导轨是

6、顶进中的导向设备，安装的好坏对顶进质量影响很大。因此，安装导轨时要反复校测，使中线、高程、坡度务必符合设计和规范要求。导轨提倡采用钢轨，小管用18Kg/m的轻轨；大管用32Kg/m的重轨。每组两根，每根长4m。安装时用道钉固定枕木上，钉距85cm。（见下图）轨距计算如下：A＝2×[D1×（h－c）－（h-c）2]½（mm）其中a—轨顶宽度，b—轨底宽度，h—轨高，c—预留缝，t—管壁厚，D—管内径，D1—管外径，A0—两轨中心距，A—两轨轨顶净距。当采用18Kg/m轻轨时，a＝40mm，b＝80mm，h＝90mm，预留缝c＝10mm时，A＝8х（5D1-400）½（mm）。当采用

7、32Kg/m重轨时，a＝60mm，b＝110mm，h＝128mm，预留缝c＝10mm时，A＝2×[118×（D1-118）]½（mm）,带入不同的D1值便可得到相应的A值。导轨安装在枕木上并固定牢固，枕木的安装高程应严格控制，其纵坡与管道纵坡一致。导轨高程允许偏差控制在+3mm～0mm之间，中线位移左3mm～右3mm之间。（三）后背顶管时，一般采用天然后背，后背面积约8m2，高2m～2.5m之间。后背是顶进施工时千斤顶的支撑面，承受顶进时的水平反力。后背虽然是临时构造物，但在顶管