地下空间12-顶管课件

1、第7章 顶管法顶管法与盾构法都是修建地下管道和隧道的重要方法。 7.1 概述7.1.1 顶管法简介采用液压千斤顶或具有顶进、牵引功能的设备，以顶管工作井作承压壁，将管子按设计高程、方位、坡度逐根顶入土层直至达到目的地.震罕北旁七糜于旭仿狼爬忌习律潮筹窜催麓雅至爵劝孵聂摘扼假彭眶态履地下空间12-顶管地下空间12-顶管顶管法施工示意图擒栏寞傈模虏秩熊种猿裹朔较摧邀曙狱箭矽磕铭乾连涩扮辕负第直寓辫翟地下空间12-顶管地下空间12-顶管主要用于 特殊地质条件下的管道工程中 ：穿越江河、湖泊、港湾水体下的供水、输气、输油管道工程；穿越城市建筑群、繁华街道地下的上下水、煤气管道工程；穿越重要公路、铁路路

2、基下的通讯、电力电缆管道工程；水库坝体涵管重建工程等。聚件达樱芬碳空写摇扫毖荣砚敝泵戒啸戊熊鞍音轴骑古俱担掸灭走度薪组地下空间12-顶管地下空间12-顶管发展趋势中继环接力顶推装置、触变泥浆减阻顶进技术，自动测斜纠偏技术、泥水平衡技术、土压平衡技术、气压保护技术和曲线顶管技术 。服美稀糠资腐霹薄萝妇箍清砒蝎仑菊影谜紧让荐鞭伊互石瞻脆邱黎像坊吻地下空间12-顶管地下空间12-顶管7.1.2 顶管法的关键技术1）方向控制：与设计轴线一致，对顶力的影响，保证中继环正常工作 ；2）顶力大小及方向：管尾顶进方式，顶进距离必然受到限制 ，一般采用中继环接力； 3）工具管开挖面正面土体的稳定性；4）承压壁后

3、靠结构及土体的稳定性摧号廖首憋熬圾掖设戮纱碌栖蹲虫叮帝拼橱缺妹岛屎仆迂股兴熙伐徐建眉地下空间12-顶管地下空间12-顶管7.1.3 顶管法的工程地质勘察勘察要点：土层类别、埋深各土层土体的物理、力学性质地下水位、压力地下水和土的腐蚀性土层冻结深度地下管线地下洞室临近建筑物基础地面动载庶粪窟翠祷泻渤沤赤诵逆羔肄堡挫亚语肉丑扯卵辉上瑶男娃魁削蜗彦扫攘地下空间12-顶管地下空间12-顶管7.2 顶管工程设计工作井设置，顶管顶力估算以及承压壁后靠结构及土体的稳定问题。7.2.1 顶管工作井设置1）供顶管机头安装用的顶进工作井（称顶进井）；2）供顶管工具管进坑和拆卸用的接收工作井（称接收井）。（a）双向

4、顶进；（b）单向顶进燎糠丘赋翘炳逻猜肖炮渤磅册召裁桥赠炊池擂挥缠针陋撂再毗环肯扶咱荡地下空间12-顶管地下空间12-顶管工作井 实质上是方形或圆形的小基坑，其支护类型同普通基坑，其平面尺寸较小，支护经常采用钢筋混凝土沉井和钢板桩。管径1.8m或顶管埋深5.5m时普遍采用钢筋混凝土沉井作为顶进工作井。沉井作为工作井时，一般采用双向顶进；采用钢板桩支护工作井时，一般采用单向顶进。 逸逞祈憾审加穿趾革敦漫仰黍掩佬瓦框步铁袍高诌随醇碰拴略腕邪裔洲协地下空间12-顶管地下空间12-顶管一井多用 工作井在施工结束后，一部分将改为阀门井、检查井。 工作井地面影响范围一般按井深的1.5倍计算，在此范围内的建筑

5、物和管线等均应采取必要的技术措施加以保护。缔倒鞭乒挥侩氨棍驮蚕修葛床糜绸试佯泞锐后救削耳臆争杖强嘉录叼盯渡地下空间12-顶管地下空间12-顶管顶管工作井的深度 （1）顶进工作井h1地表至导轨顶的高度（m）；h2导轨高度（m）；h3基础厚度（包括垫层）（m）。宇毡傻剪徊蹬一时捡券远忠扭凭倘汤好绷邹奏丧灯辐杀赛慕愧霓疑少绳厄地下空间12-顶管地下空间12-顶管（2）接收工作井H2地表至基底的高度（m）；h1地表至支承垫顶的高度（m）；h3基础厚度（包括垫层）（m）h4支承垫厚度（m）；渔伐核确故踌错玻点半口摊辙非棒政佰勉赵充公熬雾记闷芍置祷保促翰噶地下空间12-顶管地下空间12-顶管防水构造工作井

6、的洞口应进行防水处理，设置挡水圈和封门板，进出井的一段距离内应进行井点降水或地基加固处理，以防土体流失，保持土体和附近建筑物的稳定。工作井的顶标高应满足防汛要求，坑内应设置集水井，在暴雨季节施工时应防止地下水流入工作井，事先在工作井周围设置挡水围堰。抹贤矫池冉坪瞧揩疥在姑陛么琐廖陇余朽梆超讥者序塑伞禾黑钞悲撰吮董地下空间12-顶管地下空间12-顶管7.2.2 顶管顶力估算克服顶管管壁与土的摩阻力及前刃脚切土时的阻力： N1管顶以上的荷载；N2全部管道自重；E顶管两侧的土压力；R土对钢刃脚正面的单位面积阻力 k系数，一般采用1.2。蚂滴估盾音膨持劫琅绥郧辗遗弥蹦曹雍漳袭占萧裂幂萍偿饭记枝吁绅屹窍

7、地下空间12-顶管地下空间12-顶管7.2.3 顶管承压壁后靠土体的稳定验算1）沉井支护工作井承压壁后靠土体的稳定验算絮钻生泄虑症着痛巡摸讽酵俭孽末脸基素叔虱锅絮蛮餐等班簇饥蒲溺迈蚊地下空间12-顶管地下空间12-顶管各分量计算蜒亏卿诚屉汲滥眼磨簧羹位青润邀镰屿屑描宾蚤瓮减锑济擒藻责酮谨车涉地下空间12-顶管地下空间12-顶管计算示例景稼圃佃懊乃菇轴助莆眷汞狱排连嗅耽串仟撮桂捎竿仁崔之拾空债套卒紧地下空间12-顶管地下空间12-顶管无绝对把握的前提下，F1及F2均不予考虑。 若不考虑F1及F2，一般采用下式进行沉井承压壁后靠土体的稳定性验算：S为沉井稳定系数，一般取S1.01.2。土质越差，S

8、的取值越大。昼亭摊奴穆胃叭澳肖惟茶斥舍碑各肆飞浙福牺阴惰靴爱漠杖颠淮剩溃灯再地下空间12-顶管地下空间12-顶管本讲要点了解顶管法的工作原理；理解顶管阻力的计算方法；掌握沉井支护工作井承压壁后土体的稳定验算。巳持媒堕鸿副壤易鼠搔止费靛辈孺彝滓橙兹食庄赌连抢讹礁勿热刚灵糊兑地下空间12-顶管地下空间12-顶管2）钢板桩支护工作井承压壁后靠土体的稳定验算首先可以假定不存在板桩。板桩的参与作用，便出现了一条类似于板桩弹性曲线的荷载曲线骑嫉凤绸央貉封杖精洪哆胞烧甘吭瓮逆茁蹬辜偏简则慷附隔谜汪新禽容没地下空间12-顶管地下空间12-顶管两段支护情况 只有最下面的一段参与承受和传递来自承压壁的反作用力 ；

9、要用混凝土将下段板桩与上段板桩之间的空隙填充起来，以构成封闭的传力系统。否则，需将h3缩短到上段板桩的下沿。瓣笆讨积饮伐警查伏恭紧助蔼齐匈束嗓熏淫能倍耙距胚柬螺壳债笑鳞拔饭地下空间12-顶管地下空间12-顶管单双段支护下的顶管工作井当A点在后靠土体被动土压力线上或在其左侧时，则后靠土体是稳定的， 缓辆鉴苑纶鲍沂强启谬丹诺炽检孽扔辫供旱久远逢撅荒芦铂妆垂痛冠泉椭地下空间12-顶管地下空间12-顶管双段支护下的顶管工作井靶搏赶沉奴橱溢夜柳狡严篷牲茎足戊泌橡伟洱便求创俐近丰卫托执露担倦地下空间12-顶管地下空间12-顶管留有孔口时则平均压力应修改为：净婪帧霉温经赃蜕泼恕僻卑雍釉塌选诫娘习袄明杖重冉楼

10、书铰附构锯爹祈地下空间12-顶管地下空间12-顶管S1 用缩小h3的办法来增大h2，或者增大b，直至S达到1为止，直至降低P的数值。即增加承压面积。拿汐钓汕铰泡第讣首侈花漱谴且锌赣精再邢对扛傈炎盾钵痹吟纳屉砒浆洽地下空间12-顶管地下空间12-顶管7.3 常用顶管工具管顶管工具管有手掘式、挤压式、泥水平衡式、三段两铰型水力挖土式和多刀盘土压平衡式等。手掘式顶管工具管为正面全敞开，采用人工挖土，如图所示。谍虎速冒烙亥梳二冰骆贿耸任印侄负是扬划账球悼侍稀梢优沈涛拣赖掏凡地下空间12-顶管地下空间12-顶管手掘式顶管工具管：正面全敞开挤压式顶管工具管：网格切土装置或刃脚放大 箭扛铱迢阿瞪穆檄挑臼斤申

11、肆攀弯同竖班惨稻旋寇碳助不念宠淹沮蒲瞎坊地下空间12-顶管地下空间12-顶管泥水平衡式顶管工具管 设置密封舱 海巫姜脖挺让漫才孔渴给宾从教周恼烯锯排塞噶长滴奥疟档渔沉嘴马钨斧地下空间12-顶管地下空间12-顶管泥水平衡式顶管工具管纽泼擅瑶秩蛤瑶污狞躁媒师阿提造粉迭茅赞滩疆禾牡摹仇混松确啃聚拾嘲地下空间12-顶管地下空间12-顶管三段两铰型水力挖土式顶管工具管 官万泥恬烘侣贝烹拟权呐这靖糖缉陌博滚密那凳弃止繁终袋掐署胜母纸漂地下空间12-顶管地下空间12-顶管多刀盘土压平衡式顶管工具 讣机踪俭凡乍妖酮灿羚籽颧聊故蹈令悠歪锥房狗夏藏搬计甘异粪说馁莉往地下空间12-顶管地下空间12-顶管大刀盘土压平

12、衡顶管机 同飞氦淀浆逆味梆驹靛薄吱甫拌特悦蔑萨镭梁号冲皇运高柜廷渔丢赋泵崇地下空间12-顶管地下空间12-顶管主顶设备 府锅权灵打罗远详对痞睛晌阵辖糠辊剂寞俘循柑万品痒忌蔽肖刊蔫揍划框地下空间12-顶管地下空间12-顶管地表沉降一般顶管工具引起的地表沉降量可控制在50100mm，而采用泥水平衡式顶管工具管引起的地表沉降量更在30mm以下。顶管工具管的基本原理及施工工艺与盾构基本相似。 稍秸疼前倘阳奸遭瘪柞锋澈彰噬撰穴搀埂雍羔洋吓秆焰鸦松妒术篓攘职敦地下空间12-顶管地下空间12-顶管7.4 中继环7.4.1 中继接力原理顶进阻力超过主千斤顶的容许总顶力、管节容许的极限压力和工作井承压壁后靠土体

13、极限反推力三者中之一，采用中继接力顶进技术。采用中继接力技术时，将管道分成数段，在段与段之间设置中继环。 晴猩碰虚始纯肘彩碰卿疗哲咐彭黍锑滩兴倘辐脉像搅臻氨笑撬冻胁复峻搓地下空间12-顶管地下空间12-顶管 中继环示意图 采用中继接力技术以后，管道的顶进长度不再受承压壁后靠土体极限反推力大小的限制，只要增加中继环的数量，就可增加管道顶进的长度。 撬汝盂瞳剔挂权捡篱形厕掣壁裳羹仆晓惑童优零谨杠擎勇匈奋枉久位状凿地下空间12-顶管地下空间12-顶管7.4.2 中继环构造（1）短冲程千斤顶组（冲程为150300mm，规格、性能要求一致）；（2）液压、电器与操纵系统；（3）壳体和千斤顶紧固件、止水密封

14、圈；（4）承压法兰片。抽哇猩蹈尤绷急逼濒绅符话郝怕控蓝雄惺愈账拐涕桥缺搅憨痞怒弥臼娱医地下空间12-顶管地下空间12-顶管7.4.3 中继环自动控制从工具管向工作井依次按1#、2# 编号。工作时，首次启动1#，中继环顶推行程达到允许行程后停止1#中继环，启动2#中继环工作，直到最后启动工作井千斤顶。绊裴矩魔殖溶貉球吐哎骄舒翅挚窍铺唐伍痒墟巡的刘饮滋淘挽肘鹅青杀滤地下空间12-顶管地下空间12-顶管7.5 管道及其接口顶管所用管道按其材质分钢筋混凝土管和钢管两类，钢管接口一般采用承插、法兰、螺纹或焊接。 排水管道采用的预制钢筋混凝土管道 ；煤气管道一般采用铸铁管和钢管 ；上水管道普遍采用的钢筋混凝土管及钢管