管道的特殊施工

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顶管法施工是继盾构施工之后发展起来的地下管道施工方法，最早于1896年美
国北太平洋铁路铺设工程中应用，已有百年历史。20世纪60年代在世界各国推
顶 广应用；近20年，日本研究开发土压平衡、水压平衡顶管机等先进顶管机头和
管
工法。 中国从50年代从北京、上海开始试用。
法 1986年上海穿越黄浦江输水钢质管道，应用计算机控制，激光导向等先进技术， 单向顶进距离1120m，顶进轴线精度：左右﹤±150mm，上下﹤±50mm。
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②密封式施工工艺
（1）水力切削式机头：机头由三段组成，可适用于管径1200~3000mm饱和软土 层的顶管施工 （2）土压平衡式机头：在工具管前方设有密封舱，舱内装有刀盘，压力传感器， 螺旋输送器，观测孔等装置，工作人员在密封舱外，借助观测孔，压力传感器和 仪表，操作电控开关控制刀盘切削和顶进速度。 （3）泥水平衡式机头：基本原理是泥水护壁，这种机头和土压平衡式机头一样， 在机头钱设有密封舱，切削刀盘等设备。
f－管子与土壤摩擦力(KN/m2)
W－待顶管段的全部重量(KN)
PV --土的垂直压力 PH =γh ((KN/m2)
PH--土的水平挤压力
PH =PV tg 2(450－ф/2) ((KN/m2)
P0------顶进管的全部自重
K------安全系数 （1---1.2）
ф－土的内摩擦角
γ-----土的容重 ((KN/m3)
水顶管，钢筋砼管直径2m。
中国创造钢管顶管世界记录：一次最大顶进距离为1743m，1997年上海黄浦江
上游引水工程的长桥支线顶管，钢管直径3.5m。
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2.顶管施工工艺的选择：（按照前方工作面土质稳定性不同）
①开放式施工工艺：
（1）手掘式工具管：工人可以直接进入工作面挖掘，随时观察土层与工作面的稳定状 态。遇到障碍物，偏差易于采取应变措施几时处理，造价低廉，便于掌握。 （2）挤压式工具管：在首节管道钱安装喇叭口型的锥筒，当顶进时将土体挤入喇叭口 内，土体被压缩后从锥筒口吐出条形土柱，然后由运土工具将土吊运至地面。适用于大 中口径的管道，对潮湿，可压缩的黏性土，砂性土比较适宜。 （3）机械式开挖工具管：在工具管的前方装有钻进式的刀盘，由电动机驱动，刀盘径 向转动的叫径向切削机头。纵向转动的叫纵向切削机头，被挖下来的土体由皮带运输机 运出。 （4）挤压土层式工具管：工具管分为锥形和管帽形，工具管安装在被顶管道的前方， 顶进时借助于千斤顶的顶力，讲管子直接挤入土层内，顶进时管周围的土层被挤密实。
h----地面至管顶覆土厚度(m)
③ 分别考虑工具管和管道阻力
F =F1＋F2
纠错: 式7－3
开口率e
卸力拱
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4.顶管施工需要注意的问题
1. 工作坑的布置：不能靠近建筑物，要 考虑管道下放，各种设备的进出，人员上 下，坑内操作等必要空间，井距根据井深 土质等条件进行技术经济比较决定。 2. 导轨安装： 轴线位置，顶面高程，坡 度要求误差不超过3mm。两轨内距不超 过2mm. 3. 工作坑的后坐与靠背要牢靠。原土后 座长度不小于7m,人工后坐应进行结构计 算确定。
1.施工方法： 第一，在置放盾构机的地方打一个垂直井， 再用混泥土墙进行加固 ； 第二，将盾构机安装到井底，并装配相应 的千斤顶； 第三，用千斤顶之力驱动井底部的盾构机 往水平方向前进，形成隧道； 第四，将开挖好的隧道边墙用事先制作好 的混泥土衬砌加固，地压较高时可以采用 浇铸的钢制衬砌加固来代替混泥土衬砌 。
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5.接口形式
（1）钢胀圈接口 （2）企口接口 （3）Ｔ型接口 （4）Ｆ型接口
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6.顶进：开始顶进前应检查准备工作，确认条件具备时方可开始顶进。主要包括：全部设 备经过检查并进过试运转；工具管在导轨上的中心线，坡度和高程应符合要求；防止流动 性土或地下水由洞口进入工作坑时的措施；开启封门的措施。
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3－顶力计算
推进设备的选择－顶力计算
①人工挖土顶管
近似计算法 经验公式法
F =2πD0﹒L f
(KN)
粘土.砂土.砂粘土 F=(1.5～2)w (KN)
砂土.回填土 F =3.0w (KN)
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② 直接顶进 F－总顶力
(KF N=)kf「(2PV
+PH)D0L+P0」
(KN)
DL－0－管外子径顶(进m)长度 (m)
长距离顶进的措施: （1）中继间顶进 （2）泥套管顶进 （3）蜡覆顶进
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7.测量与纠偏
①顶管施工的质量标准 ②测量: 初始 30cm一次,正 常 100cm一次.
高程测量：水准仪 轴线测量：经纬仪 转动测量：垂球 ③纠偏: 挖土校正
工具管纠偏 强制纠偏法
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8.顶管施工的质量标准:
的 1981年浙江镇海穿越甬江管道，直径2.6m，单向顶进581m，采用5只中继环，
发
上下左右偏差﹤10mm。 顶进速度最快：美国1980年，9.5小时顶进49m。
展 顶进距离最长： 国外首次一次最大顶进距离1200m，1970年，德国汉堡下水道混凝土顶管，直
径为2.6m。
中国创造混凝土顶管世界记录：一次最大顶进距离为2050m，2001浙江嘉兴污
（1）管内清洁，管节无破损。 （2）允许误差应符合下表的规定 （3）有严密性要求的管道应按相关规定进行检验； （4）钢筋混凝土管道的接口应填料饱满，密实，且与管节接口内侧表面齐平，接口套环对正管缝，贴 紧，不脱落； （5）顶管时地面沉降或隆起的允许量应符合施工设计的规定。
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02
盾构法
盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中 推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时 在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤 顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化 施工方法
管道的特殊施工—不开槽施工
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1
01
顶管法
不开槽敷管常见方法
02
盾构法
03
牵引法
04
夯实法
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01
顶管法：隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各
种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法
(一) 顶管法施工 一.施工程序:挖建工作坑——安装导轨.夹持器和顶进设备——安放 工具管和第一节管道——顶进——当千斤顶达到最大行程后缩回— —放入第二节管道顶进——直至顶完全程.