[PPT]顶管工程施工详解

四、井点的施工 开挖井点沟槽，铺设集水总管
井点施工 程序
冲孔、埋设井点管，灌填砂滤 料，将井点管同集水总管连接 安装抽水机组，连接集水总管
在使用井点降水时，要把其对周围环境的影 响降到最小程度。
井点施工程序
• 井点施工一般程序为： • 一是开挖井点沟槽，铺设集水总管； • 二是冲孔、埋设井点管，灌填砂滤料，将井点 管同集水总管连接； • 三是安装抽水机组，连接集水总管。
• 非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术 语，它涉及的是利用少开挖，即工作井与接收 井要开挖，以及不开挖，即管道不开挖技术来 进行地下管线的铺设或更换，顶管直径 DN800~4500mm。 • 通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工 作井内的管子可在地下穿行1500米以上，并且 还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。
• 非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的 管道埋设施工技术 • 不容易施工好 • 非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对 城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题， 在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。 • 这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、 地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城 市创造一个洁净、舒适和美好的环境。
分类定义 根据工作原理： 一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾 构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式 切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡 盾构，混合型盾构，异型盾构）。
根据开挖方法： 可分为：敞开式、机械切削式、网格式和挤压式 等。为了减少盾构施工对地层的扰动，可先借助千 斤顶驱动盾构使其切口贯入土层，然后在切口内进 行土体开挖与运输。
送水、排泥泵
挤压式
挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一 段土体被挤进顶管机头，然后用钢丝绳沿挤压口内缘切 断土体，落在出土车或运土机上，运至工作坑。
挤压切土法
机械切土法
机械切土： 机头设有刀盘而 进行机械切土， 边切土边顶进， 切削下来的土， 用输送机运至 工作坑。
2、 管节顶进方向控制
为减小顶管阻力，可将泥浆压在沟道的外壁上，
形成泥浆套。泥浆套有助于土壤的稳定。
二、工作坑 工作坑平面呈矩形，一般 沿管道方向较长，深度较深， 坑壁支撑，一般采用钢板桩； 若竣工后坑位无需覆土，可采 用钢筋混凝土沉箱，箱壁应预 留位臵正确、大小合适的管孔， 竣工后沉井可改建成检查井。 坑的前后壁在管道顶进时 受力巨大，均应加固。
顶 管 施 工
目标井
工作坑
不需要开挖面层，能穿越地面构筑 物和地下管线及公路、铁路、河流
开 槽 施 工
顶 管 施 工
顶管施工
• 为减少对交通的干扰和避免大开挖，大口径管 节在埋深大于3m时，可采用顶管法埋设。 • 顶管操作在工作坑内进行。工作坑位于检查井 位置。管节下到坑内，用液压千斤顶顶入土壤。 管节前有“机头”导进，千斤顶后有后座支撑。 接口在顶进操作中完成，水密性较好，竣工后 不作水压试验。
竣工 技术 资料
施工阶段文件
竣工阶段文件
• 目前世界上的顶管技术已经发展到了十 分成熟的阶段，各种各样的顶管方式方 法出现。
– 施工技术原理同：一般都是垂直地面做工作 井，然后用高压液压千斤顶，将水泥或者钢 制管道顶入地下 – 各种技术的差别就在于运输管道内挖掘出来 的泥土，石头等渣子的方法，有人工的，有 水抽式的，先进的还有遥控的。
管节全部顶进后，拆除内 胀圈，再在接口处填水泥砂浆 并与管内壁抹平，接口就完成。 为加强管节接口，常在管 口外侧安装外套环，再安放橡 胶圈，增加防渗效果。
管节顶进与接口
• 管节接口
• 接口加固 在一节管子顶进以后，另一节管子下到工作坑里时， 在两节管子接口外侧安装外套环以加固。 流沙地区，除加放外套环加固外，还安放橡胶圈，增 加防渗效果。
顶 管 配 套 设 备
出土车
水冲式 在施工中，通过水射 流将位于工作面上的
土层破碎，并将其冲
刷进入破碎室，最后
以泥水混合物的方式
排至地表。
水力冲土法
水力冲土： 机头设切土网格， 切入土体后，再
用高压水枪冲散
挤入网格的泥土， 泥浆由吸泥设备，
直接压送至地
面贮泥池。
顶 管 配 套 设 备
泥浆沉淀池
– 它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、 海峡和地面任何建筑物。 – 节约一大笔征地拆迁费用 – 减少对环境污染和道路的堵塞 – 具有显著的经济效益和社会效益。
• 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 管道的施工方法。
盾构机
盾构隧道
盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组 件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆 柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的 隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力， 有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、 排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
特点
具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、 一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、 减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水 面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况 下，用盾构机施工更为经济合理。
若竣工后坑位无需覆土，可采用 钢筋混凝土沉箱，箱壁应预留位 臵正确、大小合适的管孔，竣工 后沉井可改建成检查井。
三、管节顶进与接口
1、 挖土
人工挖土 挖掘方法 挤压切土 机械切土 水力冲土
人工挖土：
人工挖，小车运。前端 挖掉一段后，方可顶管。
要求：土质较好，管道的 管径不应小于1000mm。
人工挖土法
• 技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏 差。特别适用于大中型管径的非开挖铺 设。具有经济、高效，保护环境的综合 功能。 • 不开挖地面；不拆迁，不破坏地面建筑 物；不影响交通；不破坏环境；施工不 受气候和环境的影响；不影响管道的段 差变形；省时、高效、安全，综合造价 低。
• 我国沿海经济发达地区广泛用于城市地 下给排水管道、天燃气石油管道、通讯 电缆等各种管道的非开挖铺设。
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顶管施工
顶管施工的优点
为减少对交通的干扰和避免大开挖，大口径圆形 管节在埋深大于3m时，可采用顶管法埋设。
一、机头 概念 机头也可以叫导头或工作管，主要作用是挖 掘管节前的土壤，顶管时把管节导入设计位 臵，起到定向纠偏和埋设管节的作用
功能
校正挖土方向，挖土，防止管节前土壤坍塌
构造
与松土运送方法也有关。松土运送有机械法 （带式输送机、螺旋输送机）和水力法（水 力泥浆管）两种。
手工 挖土 方法 挤压
水冲 抽吸
三、井点布臵形式及要求
井点降水常用于开槽埋管。井点的布臵沿管槽排列 成行，用总管连接，总管又连通井点的抽水设备。
单排线状 轻型井点 布臵分类
双排线状
环 状
1、井点布臵形式
单排线状井点
1、井点布臵形式
单排线状井点布臵图
1井点管 2总管 3抽水设备
1、井点布臵形式
双排线 状井点
1、井点布臵形式
施工预算
施工说明 编制 施工 组织 设计
工程性质、范围、工期； 施工方法和进度； 施工材料和机具设备； 确保工程质量和安全施工的技 术措施； 劳动力安排； 施工用地安排； 雨季、冬季、汛期的施工措施。
施工总平面图、施工分段图、 施工工艺图 总进度计划表、材料供应计划 表、机具设备供应计划表、劳 动力安排计划表。
双排线状井点布臵图
1、井点布臵形式
环状井点
1、井点布臵形式
环状井点布臵图
2、井点布臵要求
井管距离槽壁一般应大于1m，井点管 间距一般选用0.8m、1.2m、1.6m。
一台干式真空泵可接总管长度60-80m ，井点管约50根；一台水射泵可接总 管长度30-40m，井点管约30根。 水射泵形成的真空度比真空泵高。真 空泵系统的降水深度不超过6m，而水 射泵可达到8m。
• 几个优点 无需隔断交通 噪音以及震动都很小
施工设计图 施工计划表
施工预算
预算编制说明、分类工程量计 算清单、工程预算
初步验收 竣 工 验 收 竣工终验
由施工单位组织，邀请 有关工程建设单位、工程设 计单位、监理单位、质量管 理部门和工程接管单位参加
建设单位组织，必须对 工程竣工技术资料进行详细 验收
前期阶段文件
工程项目的有关请示、批复、 批准文件、立项报告、可研 报告、初设报告及其批复、 工程概况、施工合同、规划 许可证、工程地质勘查报告、 设计计算书 工程开工及竣工申请报告、 施工组织设计、工程预算清 单、交领桩记录、工程控制 点及施工基准线放样、复核 记录、工程质量检查文件。 施工材料质量保证文件、设 计变更依据性文件、监理工 作文件 工程竣工报告、各专业竣工 验收鉴定证书、工程质量保 修书、工程决算、施工总结、 全套施工图
第四节
井点降水
在地下水位接近地面的城镇，其排水管道在敷 设施工时，常需降低地下水位。
适用条件
概 念 井点 组 成
地下水位高，水量大，土质为 粉性和沙性土，易出现流沙时 一组口径50mm左右、深8m 左右的管井 井点管、集水总管、抽水设 备（真空泵和水射泵系统） 轻型井点
分类 喷射井点
井点现场图
一、真空泵抽水系统
• 井点排水要求降低的水位不大，不超过数米，所排水 量一般较小，因此常采用真空系统抽水。 • 采用真空泵的井点称为轻型井点，轻型井点降水深度 一般不超过6m。
二、水射泵抽水系统
• 有自来水的地方，可用水射泵形成真空，称为喷射井 点。水射泵造成的真空度较高，降水深度可达8m。 • 在管道施工中，井点常沿沟槽排列成行，用总管连接， 总管通真空系统。
在顶管过程中，必须经常观测顶进的管节位臵 是否符合设计。
3、 管节接口
顶管用的钢筋混凝土管节的管口形式是凸口 式，其接口的处理分两个阶段进行。
在一节管子顶进以后，另一节管子下到工作坑里 时，将两节管子的管口对齐，并在凸缘处填塞一圈浸 过沥青的麻辫；管内壁的接口处用金属内胀圈将管子 撑紧，使顶管过程中管子接口处不致产生错口。
• 目前，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.
• 非开挖顶管施工采用油压驱动，施工时 噪音远远小于开槽式敷设管道，几乎没 有地盘沉降的现象，对周遭的影响降低 到最小程度。而且在较深的埋深情况下 施工成本要小于开槽式敷设管道。
工作坑构造和设施
后靠背、千斤顶支架、导轨
千斤顶
顶 管 配 套 设 备
顶管机操作台
螺旋出土机
接收井平面一般也呈矩形， 沿管道方向较长，其长度应满 足顶管机头可被取出的条件。 再管道转折处设臵的接收井， 其平面为圆形，内径也应满足 机头被取出的条件。
接收井的深度也比较深， 所以井壁支撑，一般也采用钢 板桩。
排水管渠工程的施工准备和验收
施工准备 管道埋设 排水管道工程 工程施工 检查井砌筑
竣工验收
工程交底
工程设计意图、设计内容、施 工要求、事故预防、环境影响
施 工 准 备
现场核查
地质状况、地下管线与建筑物、 施工条件：水、电、路、通讯、 施工通道、堆场
施工说明
编制施工组织设计 施工设计图
施工计划表
F型接口时，首先
将已顶管节的雄口上 套上涂抹硅油以利于 润滑对接的“o”型止水 橡胶圈，再在另一管
节的雌口内安装什木
接口衬垫。管节全部 顶进后，在管内用聚 硫密封膏嵌补什木衬 垫接口处的空缺，并
管内抹平。
管节顶进与接口
• 管节接口
盾构施工
一.盾构施工组成
二、盾构工法的原理
定义：用盾构机一边防止土砂的坍塌，一边进行 挖掘，推进，并在盾尾进行衬砌作业从而修建排 水管道的方法。