手掘式顶管法施工工艺

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三、挖土与顶进
校正环校正法
校正环安装在工具管的后面，上下左右各有一个小千 斤顶，发生偏差时，可开动相应的小千斤顶进行校正。
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四、触变泥浆减阻
顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而 降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。注浆使管周 外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力。
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四、触变泥浆减阻 ① 选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。 主要指标为造浆率、失水量和动塑比。 ② 在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆 套的形成。 ③ 膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听 取供应商的建议但都必须按照规范进行
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五、中继站 为了克服顶进阻力过大，增加单向顶进的最大长度， 可以在顶管中布置中继站进行接力顶进。
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五、中继站
中继间主要有前加长型T型套环、特殊管、后特殊管和中继 间油缸、均压环等组成。 前部是一个与T型套环相类似的密封圈和接口。中继间壳体 的前端与 T型套环的一半相似，利用它把中继间壳体与混凝土 管连接起来。 中继间的后特殊管外则设有两环止水密封圈，使壳体虽在其 上来回抽动而不会产生渗漏。
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二、手掘式顶管施工准备工作 5、顶力计算
顶管施工必须有足够的顶力，才能克服管子在顶进过 程中土对管子产生的阻力。
顶管的总顶力应大于或等于管正面阻力和管四周摩擦 阻力之和。 F=F1+F2 式中：F －总顶力；
F1－管正面阻力；
F2－管道摩擦阻力。
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二、手掘式顶管施工准备工作 正面阻力F1：
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底长：L＝L1+L2+L3+L4+L5 式中 L1---后背结构厚度； L2---千斤顶长度； L3---出土工作面长度，一般取1.0～1.5m； L4---每节顶管长度； L5---顶进管口尾部留出工作坑壁的最小长度，一般为0.3m。
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二、手掘式顶管施工准备工作 3、工作坑底基础与导轨
①基础 顶进过程中，防止工作坑地基沉降，导致管子顶进偏差过 大，应在工作坑底铺设基础。 枕木基础 当工作坑土质好、无地下水、管径小、工期短，可采用。 分为密铺和疏铺两种。 混凝土基础 当工作土质较差、有地下水、管径较大，可采用。混凝土 强度等级不小于C15，厚度100～150mm。 混凝土卧枕木基础 适用于地基土质松软、有地下水、管径偏大等状况。混凝 土强度等级不小于C15，厚度200～250mm。混凝土表面低于枕 木表面10～15mm。
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三、挖土与顶进 在不允许顶管上部土层下沉地段顶进时，管周围不 得超挖。
在松软性土层中顶进时，应采取土体加固措施或其 它有效措施。
管前挖出的土应及时外运。
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三、挖土与顶进 2、顶进
工艺流程：
安装顶铁→开动油泵→顶镐活塞伸出一个行程→关油 泵→顶镐停止运行→活塞收缩→在空隙处加上顶铁→ 再开动油泵。如此循环。
工作坑一般选在检查井的位置，并与建筑物有一定的安全距 离。其工作坑底长、宽尺寸可按下图计算。
底宽：W＝D+2(B+b) 式中 B---工作面净宽，一般为1.2～1.5m； b---支撑厚度； D---管外径。
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二、手掘式顶管施工准备工作 3、工作坑尺寸的确定
1--支撑 2--后背 3--千斤顶 4--顶铁 5--混凝土管
下管
管前挖土
顶进施工
测量及校正
（合格）
触变泥浆
（不合格）
顶管接口处理
铺设质量检查
中间继
顶进设备迁移
闭水试验
回填土
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二、手掘式顶管施工准备工作
1、调查研究，摸清情况
掌握管道埋设、管径、管材和接口要求。 掌握地下土质、水位等有关水文地质资料。 掌握地下管线情况。 现场施工环境、运输、电源等情况。
U型或环形顶铁放在管子端面，顺顶铁作用其上， 其弧形断面尺寸形状与被顶进管子相同，其作用是 使混凝土管口受力均匀，以免管口损坏。
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二、手掘式顶管施工准备工作 ④ 起重设备
主要作用是下管和运土。
一般采用单梁式电动葫芦吊。
正式作业前应进行试吊，检查重物捆绑情况和制 动性能。
严禁超负荷吊装。
顶木校正法
校正环校正法
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三、挖土与顶进
挖土纠偏法
在管子偏向一侧少挖土，而在另一侧多超挖些，强制 管子在前进时向另一侧偏移，从而达到纠偏的效果。 适用偏差为10 ～20mm时。
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三、挖土与顶进
顶木纠偏法
管端下陷，可采用下图方法。 适用偏差大于20mm时。
1--管子 2--木楔 4 7 5 6 3 1 2 3--内涨圈 4--楔子 5--支柱 6--校正千斤顶 7--垫板
在正常情况下，可按下式计算： 管正面阻力 垂直土压力 水平土压力 式中 F2 = f2 * L f2 = ½π Dμ (P1+P2)+ μ W 单位长度管道摩擦阻力 P1＝γ h P2＝γ (H+D/2)*tg2(45º -φ/2) L－管道长度 γ －土的重度 μ －摩擦系数 H－ 管顶浮土高度
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二、手掘式顶管施工准备工作
注意事项
后背土壁应铲平，使土壁墙面与管道顶进方向相垂直。
靠土壁横排方木面积，一般土质按承载力不超过15t/m2。 方木应卧入工作坑底以下0.5m，使千斤顶的作用力中心高 度不小于方木后背高度的1/3。 方木断面可用150mm×150mm,立铁可用200mm×300mm 工字钢，横铁可用150mm×400mm工字钢。
D －管外径
W－单位长度管子自重 φ －土的内摩擦角
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二、手掘式顶管施工准备工作 6、后座墙与后背
后座墙与后背是顶力的支撑结构，通常采用原土 做后座墙，根据施工经验，顶管覆土2～4m时， 原土后背墙的长度需要4～7 m。如无法使用原土 做后背墙时，可筑人工后座墙，也可利用已施工 完的管道做后座墙。 后背的作用是减少对后座墙的单位面积的压力。
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二、手掘式顶管施工准备工作 ② 高压油泵 一般选用定额压力为32MPa的柱塞油泵，经分配 器、控制阀进入千斤顶。 若装有两台以上千斤顶，需将油管并联在一起， 以使各千斤顶活塞的行程一致。
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二、手掘式顶管施工准备工作
③ 顶铁
顶铁是传递顶力的垫铁，分为横顶铁、顺顶铁、U 型或环型顶铁。 顺顶铁长短应有多种尺寸，以便随着管子顶进，用 顺顶铁放入其顶进空隙之内，再继续掘土顶进。
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三、挖土与顶进 顶进时注意事项：
顶进时应先挖土后顶进，随挖随顶。应组织连续作 业，不宜中途停止，增加顶进的难度。
安装顶铁应平顺，不得歪斜，每次加放顶铁时，使 顶铁连接块数最少为宜。 工具管进入土层时，每顶进0.3m，测量不少于一次。 管道进入土层后正常顶进时，每1.0m测量一次，纠偏 时增加测量次数。（包括管中心线和管底高程）
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一、手掘式顶管法概述 1、顶管施工的优点
无需隔断交通
噪音以及震动都很小
可以在很深的地下敷设管道
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一、手掘式顶管法概述
1、顶管施工的优点
可以安全的穿越铁路
对施工周遭的影响很小
ຫໍສະໝຸດ Baidu
可以穿越障碍物
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。
不同管前端装置其正面阻力各不相同 。
当采用简易工具管时，可按下式计算：
管正面阻力
式中
F1=π (D-t)t*R
D－管外径 t－工具管刃脚厚度 R－挤压阻力 (可取300～
500kN/m2)
当采用超前开挖顶管时，管正面阻力可忽略不计。
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二、手掘式顶管施工准备工作
摩擦阻力F2：
摩擦阻力是指管壁与土之间的摩擦阻力 。
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三、挖土与顶进 1、管前挖土 将地下水位降至管底以下不小于0.5m处，并采取其 它措施防止其他水源进入顶管管道。
管前挖土一次进尺长度，以千斤顶的一个行程长度 为宜。土质好可超前500mm以内。不宜超前开挖过长， 以免引起管位偏差大和管端上方土坍塌。 应严格控制管周围土的超挖，管端上部可超挖 15mm，以减少阻力；管端下部135º 包角范围内不得 超挖。
土质松软或顶力较大时，可在方木前加垫钢板。
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二、手掘式顶管施工准备工作
7、顶管设备
① 千斤顶 它是顶管的主要设备之一。 目前多采用液压千斤顶，根据需要顶力，选择台数。 如选择一台，千斤顶中心放置位置与管中心线的垂线相交； 若使用多台并列式放置，应使顶力合力作用点与管壁反作 用点 在同一轴线上，防止产生力偶，造成顶进偏差。
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二、手掘式顶管施工准备工作 2、编制施工方案的主要内容
确定工作坑的位置和尺寸。
顶管后背的结构设计和验算。
确定掘进和出土的方法，下管和运管的方式和设备， 工作平台的支搭结构。
进行顶力计算，选择顶进设备。
遇有地下水时，选用降水方法。
制定保证工程质量和安全的技术措施。
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二、手掘式顶管施工准备工作 3、工作坑尺寸的确定
④ 压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进 过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况。
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四、触变泥浆减阻 ⑤ 注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好 的密封性能。在注浆孔中设置一个单向阀，使浆 液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响注 浆效果。 ⑥ 注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。 ⑦ 注浆泵选择脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相 应配。
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三、挖土与顶进 顶进过程中，发现下列紧急情况时应采取措施进 行处理： ① 工具管前方遇到障碍物。 ② 后背墙变形严重。 ③ 顶铁发生扭曲现象。 ④ 管位偏差过大且校正无效。
⑤ 顶力超过管端的允许顶力。
⑥ 油泵压力表指针升高异常。
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三、挖土与顶进
3、纠偏与校正 采用小角度、顶进中逐渐纠偏，不得猛纠硬调。 挖土纠偏法
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一、手掘式顶管法概述 2、顶管施工的几种工法 手掘式顶管法
泥水式顶管法
土压式顶管法 不取土顶管法
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一、手掘式顶管法概述
3、手掘式顶管施工的适用范围 适用于黏性、砂性或硬质泥岩土层，且无地 下水影响，管径1000～3000之间的排水工程。
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一、手掘式顶管法概述 4、手掘式顶管法施工的优缺点：
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二、手掘式顶管施工准备工作
②导轨 导轨的作用是控制管身按设计的管中心线和高程顶进，保证 管身在顶入之前位置符合设计要求。导轨的安装是否准确和牢固， 对管道顶进质量影响较大。
导轨净距与管道外径大小有关，根据直角三角形计算。 导轨标高与导轨净距和管壁厚度有关。 导轨安装应牢固、顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度 一致。 在使用中经常检查较核导轨，防止产生位移。
手掘式顶管法施工工艺
手掘式顶管法概述 顶管施工的优点 顶管施工的几种工法 手掘式顶管施工的适用范围 手掘式顶管法施工的优缺点 工艺流程图 手掘式顶管施工准备工作 调查研究，摸清情况 编制施工方案的主要内容 工作坑尺寸的确定 工作坑底基础与导轨 顶力计算 后背墙与后背 顶管设备 挖土与顶进 管前挖土 顶进 纠偏与校正 触变泥浆减阻------触变泥浆减阻 中继站-------中继站
优点
具有顶管施工的所有优点。
工作坑占用场地小。
设备简单、技术难度低，易于推广。
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一、手掘式顶管法概述 4、手掘式顶管法施工的优缺点：
缺点
对不同地质条件有很大的局限性。
顶进面土压不能平衡，容易塌方。
劳动强度大，施工进度慢。
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开挖工作井
5、顶管工艺流程图
安放导轨
后背墙施作
顶进设备到位