《地下结构工程施工技术》第七章顶管法培训PPT

地下结结构构工程程第07章第7章顶顶管法顶管法与与盾构法法都是修建建地下管管道和隧隧道的重重要方法法。7.1概述7.1.1顶管法简简介采用液压压千斤顶顶或具有顶顶进、牵牵引功能能的设备备，以顶管工工作井作作承压壁壁，将管子子按设计计高程、、方位、、坡度逐逐根顶入入土层直直至达到到目的地地.顶管法施施工示意意图主要用于于特殊地质质条件下下的管道道工程中中：①穿越江河、、湖泊、、港湾水体下的供供水、输输气、输输油管道道工程；；②穿越城市建建筑群、、繁华街街道地下的上下水水、煤气气管道工工程；③穿越重要公公路、铁铁路路基下的的通讯、、电力电电缆管道道工程；；④水库坝体体涵管重建建工程等。。发展趋势势中继环接接力顶推推装置、触触变泥浆减阻阻顶进技术术，自动测斜斜纠偏技术、泥水平衡衡技术、土压平衡衡技术、气压保护护技术和曲线顶管管技术。。7.1.2顶管法的的关键技技术1）方向控制制：与设计轴轴线一致致，对顶顶力的影影响，保保证中继继环正常常工作；；2）顶力大小小及方向向：管尾顶顶进方式式，顶进进距离必必然受到到限制，，一般般采用中中继环接接力；3）工具管管开挖面面正面土体体的稳定定性；4）承压壁壁后靠结构构及土体体的稳定定性7.1.3顶管法的的工程地地质勘察察勘察要点点：①土层类别别、埋深深②各土层土土体的物物理、力力学性质质③地下水位位、压力力④地下水和和土的腐腐蚀性⑤土层冻结结深度⑥地下管线线⑦地下洞室室⑧临近建筑筑物基础础⑨地面动载载7.2顶管工程程设计工作井设设置，顶顶管顶力力估算以以及承压压壁后靠靠结构及及土体的的稳定问问题。7.2.1顶管工作作井设置置1）供顶管管机头安安装用的的顶进工作作井（称顶进进井）；；2）供顶管管工具管管进坑和和拆卸用用的接收工作作井（称接收收井）。。（a）双向顶顶进；（（b）单向顶顶进工作井实质上是是方形或或圆形的的小基坑，其支护护类型同同普通基基坑，其其平面尺尺寸较小小，支护护经常采用钢筋筋混凝土土沉井和和钢板桩桩。管径≥1.8m或顶管埋埋深≥5.5m时普遍采采用钢筋筋混凝土土沉井作作为顶进进工作井井。沉井作为为工作井井时，一一般采用用双向顶进进；采用钢板板桩支护护工作井井时，一一般采用用单向顶进进。一井多用用工作井在在施工结结束后，，一部分分将改为阀门门井、检检查井。。工作井地地面影响响范围一般按井井深的1.5倍计算，，在此范范围内的的建筑物物和管线线等均应应采取必必要的技技术措施施加以保保护。顶管工作作井的深深度（1）顶进工工作井h1——地表至导导轨顶的的高度（（m）；h2——导轨高度度（m）；h3——基础厚度度（包括括垫层））（m）。（2）接收工工作井H2——地表至基基底的高高度（m）；h1——地表至支支承垫顶顶的高度度（m）；h3——基础厚度度（包括括垫层））（m）h4——支承垫厚厚度（m）；防水构造造工作井的的洞口应进行防防水处理理，设置置挡水圈和和封门板板，进出井的的一段距距离内应应进行井井点降水水或地基基加固处处理，以以防土体体流失，，保持土土体和附附近建筑筑物的稳稳定。工作井的的顶标高应满足防防汛要求求，坑内内应设置置集水井井，在暴暴雨季节节施工时时应防止止地下水水流入工工作井，，事先在在工作井井周围设设置挡水水围堰。。7.2.2顶管顶力力估算克服顶管管管壁与与土的摩摩阻力及及前刃脚脚切土时时的阻力力：N1——管顶以上上的荷载载；N2——全部管道道自重；；E——顶管两侧侧的土压压力；R——土对钢刃刃脚正面面的单位位面积阻阻力k——系数，一一般采用用1.2。7.2.3顶管承压压壁后靠靠土体的的稳定验验算1）沉井支支护工作作井承压压壁后靠靠土体的的稳定验验算各分量计计算计算示例例无绝对把把握的前前提下，，F1及F2均不予考考虑。若不考虑虑F1及F2，一般采用用下式进进行沉井井承压壁壁后靠土土体的稳稳定性验验算：S为沉井稳稳定系数数，一般般取S＝1.0~1.2。土质越差差，S的取值越越大。本讲要点了解顶管法的的工作原理；；理解顶管阻力力的计算方法法；掌握沉井支护护工作井承压压壁后土体的的稳定验算。。2）钢板桩支护护工作井承压压壁后靠土体体的稳定验算算首先可以假定不存存在板桩。板桩的参与作作用，便出现现了一条类似似于板桩弹性曲线线的荷载曲线线两段支护情况况只有最下面的的一段参与承受和传递来来自承压壁的的反作用力；；要用混凝土将将下段板桩与与上段板桩之之间的空隙填充起来，以构成成封闭的传力力系统。否则，需将h3缩短到上段板板桩的下沿。。单段支护下的的顶管工作井井当A点在后靠土体体被动土压力力线上或在其左侧时，则后靠土土体是稳定的的，双段支护下的的顶管工作井井留有孔口时则平均压力应应修改为：单段支护双段支护当S<1时，用缩小h3的办法来增大大h2，或者增大b，直至S达到1为止，直至降降低P的数值。即增加承压面面积。7.3常用顶管工具具管顶管工具管有有手掘式、挤压压式、泥水平平衡式、三段段两铰型水力力挖土式和多多刀盘土压平平衡式等。手掘式顶管工具管为为正面全敞开开，采用人工工挖土，如图图所示。手掘式顶管工工具管：正面全敞开挤压式顶管工工具管：网格切土装置置或刃脚放大大泥水平衡式顶顶管工具管设置密封舱泥水平衡式顶顶管工具管三段两铰型水水力挖土式顶顶管工具管管多刀盘土压平衡式顶管工具大刀盘土压平平衡顶管机主顶设备地表沉降一般顶管工具具引起的地表沉沉降量可控制制在50~100mm，而采用泥水平平衡式顶管工工具管引起的的地表沉降量量更在30mm以下。顶管工具管的的基本原理及及施工工艺与与盾构基本相似。7.4中继环7.4.1中继接力原理理顶进阻力超过过主千斤顶的的容许总顶力、管节容许的极限压压力和工作井井承压壁后靠靠土体极限反推推力三者中之一，，采用中继接接力顶进技术术。采用中继接力力技术时，将将管道分成数数段，在段与与段之间设置置中继环。中继环示意图图采用中继接力力技术以后，，管道的顶进进长度不再受受承压壁后靠土体极限反推推力大小的限限制，只要增加中继环的数数量，就可增增加管道顶进进的长度。7.4.2中继环构造（1）短冲程千斤斤顶组（冲程程为150~300mm，规格、性能要要求一致）；；（2）液压、电器器与操纵系统统；（3）壳体和千斤斤顶紧固件、、止水密封圈圈；（4）承压法兰片片。7.4.3中继环自动控控制从工具管向工工作井依次按按1#、2#……编号。工作时，首次次启动1#，中继继环环顶顶推推行行程程达达到到允允许许行行程程后后停停止止1#中继继环环，，启启动动2#中继继环环工工作作，，直直到到最最后后启启动动工工作作井井千千斤斤顶顶。。7.5管道道及及其其接接口口顶管管所所用用管管道道按按其其材材质质分分钢筋筋混混凝凝土土管管和和钢钢管管两类类，，钢钢管管接接口口一一般般采采用用承插插、、法法兰兰、、螺螺纹纹或或焊焊接接。。排水水管管道道采用用的的预预制制钢钢筋筋混混凝凝土土管管道道；；煤气气管管道道一般般采采用用铸铸铁铁管管和和钢钢管管；；上水水管管道道普遍遍采采用用的的钢钢筋筋混混凝凝土土管管及及钢钢管管；；外包包钢钢板板复复合合式式钢钢筋筋混混凝凝土土管管和和钢钢筋筋混混凝凝土土管管道道的的顶距距已已达达100~290m，钢管管的的顶顶距距已已达达1200m。2002.1嘉兴兴污污水水处处理理排排海海工工程程中中，，利利用用直直径径为为2米的的钢钢筋筋混混凝凝土土顶顶管管，，实实现现了了一一次次顶顶进进2060米，，超超越越上上海海奉奉贤贤创创造造一一次次顶顶进进1856米（（1999）。。本讲讲要要点点掌握握钢钢板板桩桩支支护护工工作作井井承承压压壁壁后后靠靠土土体体的的稳稳定定验验算算；；了解解顶顶管管工工具具管管的的施施工工工工艺艺；；理解解中中