非开挖技术--顶管隧道介绍

• Minimal disturbance to local business 对周围的商业环境影响少 • Improved construction productivity 改善施工的效率 • Can access otherwise inaccessible areas 在难以进入的区域也可施工
顶管介绍
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Pipe Jacking Process
顶管法施工过程
Pipe Jacking
顶管法
• Lengths of up to 490 m have been achieved 施工长度可达490米 • Diameters of 1060 - 3050 mm 管径介于1060－3050毫米 • Applications: 应用 – large diameter gravity sewers and force mains 大型下水管道和压力管道
Why Trenchless? 为什么要非开ຫໍສະໝຸດ Baidu？
• Minimal disruption of traffic
最小的交通干扰
• Year round construction 全年可以施工 • Improved safety 安全性改善 • Reduced landscape damage
减少对周围物景的损坏
•技术原理： 泥水平衡顶管就是采用泥水平衡顶管机进行 施工，并利用顶管机泥水仓内的泥水压力来平衡顶管机所 处土层中的土压力和地下水压力，同时利用排出的泥水来 输送弃土的一种顶管施工工艺。通过单步或者双步作业法 进行顶进，同时通过切削刀盘对机械或液压平衡的工作面 进行全断面破碎，并将破碎下来的泥土通过水力的方法连 续地从位于刀盘和导向头后面的破碎室或泥浆室中排至地 表。
顶管与盾构相同点
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顶管法与盾构法的不同点
三、各类顶管方案
（一）、开挖顶管方案
•1、操作坑制作 根据深度，可以采用 • 大开挖放坡 • 钢板沉箱 • 砖砌操作井 • 混凝土沉井（方井，圆井） • 连续墙 •2、顶进 •顶力计算，选用顶力设备 •开挖 •纠偏 •监测
（一）、人工开挖顶管
3 存在风险 •套管破裂 •坍塌 •地面塌陷 •人员风险
（二）土压平衡顶管
•（EPB）土压平衡顶进过程中，根据土质、覆土深度等 条件设定一个控制土压力P，当泥土仓内的土压力＞P时， 让螺旋输送机排土；当泥土仓内的土压力＜P时，让螺旋 输送机停止排土。只要推进速度与排土量相匹配，就可做 到连续排土。同时，也可把土压力控制在P±20kPa范围以 内
（二）土压平衡顶管
（三）Slurry pipe jacking 泥水平衡顶管
•适用范围： 适用于流沙层、淤泥层等土层和坚硬的岩石 层。 主要特点： • 1. 适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高以及变 化范围较大的条件下，它也能适用。 • 2. 可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管道周围的土体 扰动比较小。 • 3. 与其他顶管工艺比较，泥水顶管施工时的总推力比较 小，尤其是在粘土层表现的更为突出，所以它适长距离顶 管铺设。 • 4. 工作坑内的作业环境比较好，安全性高。 5. 全机械化 操作，施工效率高。 6. 噪音低，震动小。
•适用范围 •比人工开挖易控制，安全，特别适用于粘土、淤泥质粘 土、粉质砂土及砂质粉土、细砂、粗砂、等地层中施工 •在卵石易坍塌段需增加水浆，改良地质，这就增加了施 工难度，如控制不好进尺量和出土量的平衡，容易出现上 方沉降。
（二）土压平衡顶管
•（EPB
（三）Slurry pipe jacking 泥水平衡顶管
一、顶管的分类
二、各类顶管原理介绍
（一）、人工开挖顶管
人工开挖顶管
（一）、人工开挖顶管
（一）、人工开挖顶管
（一）、人工开挖顶管
•人工开挖顶管是在施工过程中，利用千斤顶的沿轴线向 前顶力使套管顶进嵌入到土层中，然后采用人工开挖，将 套管内的嵌入土去除，排到推土小车里面，最后再运到工 作井将其吊起。 •钢套管，是采用焊接方法增加套管，套管外壁润滑，比 较安全，基本不会造成坍塌， •1、要求千斤顶的顶力足够大 •2、钢套管的强度能保证 •3、操作坑后背墙强度保证
非开挖技术的定义
非开挖技术就是采用各种方法， 材料，设备 来铺设、更换或修复地下公用设施而能做到 最小限度地扰民碍市工程
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Trenchless Technologies 非开挖技术
• Thrust Boring & Pipe Jacking (pre-1900’s) 顶管法
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Auger Boring (1940) 螺旋钻进法 Impact Moling (1962) 冲击矛法 Directional Drilling (1971) 水平定向钻进法 Impact Ramming (1980) 夯管法 Pipe Bursting (1980’s) 爆(裂)管法，钻爆
（三）泥水平衡顶管
TBM隧道掘进机（德国海瑞克）
•TBM（Tunnel Boring Machine）隧道掘进机，是利用回转 刀具开挖，同时破碎洞内围岩及掘进，形成整个隧道断面 的一种新型、先进的隧道施工机械；相对于目前常用的方 法，TBM集钻、掘进、支护于一体，使用电子、信息、 遥测、遥控等高新技术对全部作业进行制导和监控，使掘 进过程始终处于最佳状态。在国际上，现已广泛应用于水 利水电、矿山开采、交通、市政、国防等工程中。
（一）、人工开挖顶管
人工开挖顶管是在施工过程中，利用千斤顶的沿轴 线向前顶力（推力）使套管顶进嵌入到土层中，然后采用 人工开挖，将套管内的嵌入土去除，排到推土小车里面， 最后再运到工作井将其吊起。 •1、混凝土套管：最传统、原始的方法 ，采用人工开挖， 倒运和控制顶进。 I. 受限空间人员安全条件保证（用电、呼吸、塌方） II. 破坏地下平衡，确保地下最小扰动（上方坍塌、塌陷 、涌水，涌沙） III. 可以对土质较硬或岩石进行掘进，但速度慢。 适用范围：主要对距离短，埋深浅和坍塌风险小的地质， 。
New Construction Techniques 新技术
Pipe Jacking 顶管法
Microtunneling 微型隧道法
Pipe Bursting 爆(裂)管法 H.D.D.水平定向钻进法 Auger Boring螺旋钻进法
Pipe Jacking
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顶管法
顶管施工是一种非开挖铺设地下管线的施工方法， 它可以用于铺设穿越河流、房屋、铁路及公路等各种 管道的施工，具体涉及到电力电缆管道、通信电缆管 道、给排水管道、煤气管道等各系统的管道工程。 • 具体工艺就是在管线的一端做一个工作井，另一端做 一个接收井；然后将顶管机安装在工作井内，借助工 作井后座主顶油缸及管道间中继环等的推力，把顶管 机或紧随其后的管道从工作井穿越土层一直推到接收 井内，完成了整个管道的铺设过程。
（一）、人工开挖顶管
2、钢套管，是采用焊接方法增加套管，套管外壁润滑， 采用千斤顶或夯管锤锤击钢管后端，使钢套管向前行进过 程，可采用高压水枪冲洗或贯通后人工掏土。 优点：套管内比较安全，造成坍塌可能性小。 要求： I. 要求顶力或冲力足够大 II. 钢套管的强度能保证 III. 操作坑后背墙强度保证 适用范围：主要适用于土质，一般用于易坍塌地质：粗砂 ，透水性强的细砂，淤泥中。对岩石和土质较硬不适用。
（二）Earth Pressure Balanced （EPB）土压平衡顶管
•土压平衡是在施工过程中，利用土仓内的压力和螺旋出 土器出土来平衡顶管机前的土压力和地下水压力。它有两 方面的基本内容：第一，顶管机在顶进过程中与它所处土 层的地下水压力和土压力处于一种平衡状态；第二；顶管 机螺旋出土器的排土量与顶管机推进所占去的土的体积也 处于一种平衡状态。土压式平衡顶管施工主要采用螺旋出 土器将土排到推土小车里面，然后再运到工作井将其吊起 。 •将其吊起。
INTRODUCTION
非开挖技术
之顶管隧道介绍
2014-07-29
盾构穿越
定向钻穿越
Traditional Methods
穿越地下障碍物传统的方法
• First suited for “greenfield” 适用于未发展区域 • Low tech – little change over past 50 yrs. 技术含量低，近50年没有多大改进 • Level of planning & implementation basic 对计划与实施手段的要求低 • “Non-greenfield” – surface disruptions, underground utilities 在市区施工， 对地面上的物 景产生损坏，对地下的管网产生威胁
Costs of Open Cut Pipe Replacement
开沟更换管道的成本
Pavement saw-cutting 开凿路 面 Excavation 挖沟 Trucking spoil and dump fees 运土费和倒土费用 Backfill and transport 回填和 运输费用 Compaction 压实 Concrete or asphalt 重铺水 泥和沥青 Traffic control交通管制
（一）、顶管壁后注浆孔
3usb3.0驱动