手掘式顶管法施工工艺

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2006年10月11日一、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

2006年10月11日一、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。

2006年10月11日一、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2006年10月11日一、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。2006年10月11日一、手掘式顶管法概述4、手掘式顶管法施工的优缺点：

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。2006年10月11日一、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。2006年10月11日5、顶管工艺流程图2006年10月11日二、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。2006年10月11日二、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。2006年10月11日二、手掘掘式顶管管施工准准备工作作3、工作坑坑尺寸的的确定工作坑一一般选在在检查井井的位置置，并与与建筑物物有一定定的安全全距离。。其工作作坑底长长、宽尺尺寸可按按下图计计算。底宽：W＝D+2(B+b)式中B---工作面净净宽，一一般为1.2～1.5m；b---支撑厚度度；D---管外径。。2006年10月11日二、手掘掘式顶管管施工准准备工作作3、工作坑坑尺寸的的确定底长：L＝L1+L2+L3+L4+L5式中L1---后背结构构厚度；；L2---千斤顶长长度；L3---出土工作作面长度度，一般般取1.0～1.5m；L4---每节顶管管长度；；L5---顶进管口口尾部留留出工作作坑壁的的最小长长度，一一般为0.3m。2006年10月11日二、手掘掘式顶管管施工准准备工作作3、工作坑坑底基础础与导轨轨①基础顶进过程程中，防防止工作作坑地基基沉降，，导致管管子顶进进偏差过过大，应应在工作作坑底铺铺设基础础。枕木基础础当工作坑坑土质好好、无地地下水、、管径小小、工期期短，可可采用。。分为密铺铺和疏铺铺两种。。混凝土基基础当工作土土质较差差、有地地下水、、管径较较大，可可采用。。混凝土土强强度度等级不不小于C15，厚度100～150mm。混凝土卧卧枕木基基础适用于地地基土质质松软、、有地下下水、管管径偏大大等状况况。混凝凝土强度度等级不不小于C15，厚度200～250mm。混凝土土表面低低于枕木木表面10～15mm。2006年10月11日②导轨导轨的作作用是控控制管身身按设计计的管中中心线和和高程顶顶进，保保证管身身在顶入入之前位位置符合合设计要要求。导导轨的安安装是否否准确和和牢固，，对管道道顶进质质量影响响较大。。导轨净距距与管道道外径大大小有关关，根据据直角三三角形计计算。导轨标高高与导轨轨净距和和管壁厚厚度有关关。导轨安装装应牢固固、顺直直、平行行、等高高，其纵纵坡与管管道设计计坡度一一致。在使用中中经常检检查较核核导轨，，防止产产生位移移。二、手掘掘式顶管管施工准准备工作作2006年10月11日二、手掘掘式顶管管施工准准备工作作5、顶力计计算顶管施工必必须有足够够的顶力，，才能克服服管子在顶顶进过程中中土对管子子产生的阻阻力。顶管的总顶顶力应大于于或等于管管正面阻力力和管四周周摩擦阻力力之和。F=F1+F2式中：F－总顶力；；F1－管正面阻阻力；F2－管道摩擦擦阻力。2006年10月11日二、手掘式式顶管施工工准备工作作正面阻力F1：不同管前端端装置其正正面阻力各各不相同。。当采用简易易工具管时时，可按下下式计算：：管正面阻力力F1=π(D-t)t*R式中D－管外径t－工具管刃刃脚厚度R－挤压阻力力(可取300～500kN/m2)当采用超前前开挖顶管管时，管正正面阻力可可忽略不计计。2006年10月11日二、手掘式式顶管施工工准备工作作摩擦阻力F2：摩擦阻力是是指管壁与与土之间的的摩擦阻力力。在正常情况况下，可按按下式计算算：管正面阻力力F2=f2*L单位长度管管道摩擦阻阻力f2=½½πDμ(P1+P2)+μW垂直土压力力P1＝γh水平土压力力P2＝γ(H+D/2)*tg2(45º-φ/2)式中D－管外径L－管道长度度μ－摩擦系数数W－单位长度度管子自重重γ－土的重度度H－管顶浮浮土高度φ－土的内摩摩擦角2006年10月11日二、手掘式式顶管施工工准备工作作6、后座墙与后后背后座墙墙与后后背是是顶力力的支支撑结结构，，通常常采用用原土土做后后座墙墙，根根据施施工经经验，，顶管管覆土土2～4m时，原原土后后背墙墙的长长度需需要4～7m。如无无法使使用原原土做做后背背墙时时，可可筑人人工后后座墙墙，也也可利利用已已施工工完的的管道道做后后座墙墙。后背的的作用用是减减少对对后座座墙的的单位位面积积的压压力。。2006年10月11日二、手手掘式式顶管管施工工准备备工作作注意事事项后背土土壁应应铲平平，使使土壁壁墙面面与管管道顶顶进方方向相相垂直直。靠土壁壁横排排方木木面积积，一一般土土质按按承载载力不不超过过15t/m2。方木应应卧入入工作作坑底底以下下0.5m，使千千斤顶顶的作作用力力中心心高度度不小小于方方木后后背高高度的的1/3。方木断断面可可用150mm×150mm,立铁可可用200mm×300mm工字钢钢，横横铁可可用150mm×400mm工字钢钢。土质松松软或或顶力力较大大时，，可在在方木木前加加垫钢钢板。。2006年10月11日二、手手掘式式顶管管施工工准备备工作作7、顶管管设备备千斤顶顶它是顶顶管的的主要要设备备之一一。目前多多采用用液压压千斤斤顶，，根据据需要要顶力力，选选择台台数。。如选择择一台台，千千斤顶顶中心心放置置位置置与管管中心心线的的垂线线相交交；若使用用多台台并列列式放放置，，应使使顶力力合力力作用用点与与管壁壁反作作用点点在同一一轴线线上，，防止止产生生力偶偶，造造成顶顶进偏偏差。。2006年10月11日二、手手掘式式顶管管施工工准备备工作作高压油油泵一般选选用定定额压压力为为32MPa的柱塞塞油泵泵，经经分配配器、、控制制阀进进入千千斤顶顶。若装有有两台台以上上千斤斤顶，，需将将油管管并联联在一一起，，以使使各千千斤顶顶活塞塞的行行程一一致。。2006年10月11日二、手手掘式式顶管管施工工准备备工作作顶铁顶铁是是传递递顶力力的垫垫铁，，分为为横顶顶铁、、顺顶顶铁、、U型或环环型顶顶铁。。顺顶铁铁长短短应有有多种种尺寸寸，以以便随随着管管子顶顶进，，用顺顺顶铁铁放入入其顶顶进空空隙之之内，，再继继续掘掘土顶顶进。。U型或环环形顶顶铁放放在管管子端端面，，顺顶顶铁作作用其其上，，其弧弧形断断面尺尺寸形形状与与被顶顶进管管子相相同，，其作作用是是使混混凝土土管口口受力力均匀匀，以以免管管口损损坏。。2006年10月11日二、手手掘式式顶管管施工工准备备工作作起重设设备主要作作用是是下管管和运运土。。一般采采用单单梁式式电动动葫芦芦吊。。正式作作业前前应进进行试试吊，，检查查重物物捆绑绑情况况和制制动性性能。。严禁超超负荷荷吊装装。2006年10月11日三、挖挖土与与顶进进1、管前前挖土土将地下下水位位降至至管底底以下下不小小于0.5m处，并并采取取其它它措施施防止止其他他水源源进入入顶管管管道道。管前挖挖土一一次进进尺长长度，，以千千斤顶顶的一一个行行程长长度为为宜。。土质质好可可超前前500mm以内。。不宜宜超前前开挖挖过长长，以以免引引起管管位偏偏差大大和管管端上上方土土坍塌塌。应严格格控制制管周周围土土的超超挖，，管端端上部部可超超挖15mm，以减减少阻阻力；；管端端下部部135º包角范范围内内不得得超挖挖。2006年10月11日三、、挖挖土土与与顶顶进进在不不允允许许顶顶管管上上部部土土层层下下沉沉地地段段顶顶进进时时，，管管周周围围不不得得超超挖挖。。在松松软软性性土土层层中中顶顶进进时时，，应应采采取取土土体体加加固固措措施施或或其其它它有有效效措措施施。。管前前挖挖出出的的土土应应及及时时外外运运。。2006年10月11日三、、挖挖土土与与顶顶进进2、顶顶进进工艺艺流流程程：：安装装顶顶铁铁→→开开动动油油泵泵→→顶顶镐镐活活塞塞伸伸出出一一个个行行程程→→关关油油泵泵→→顶顶镐镐停停止止运运行行→→活活塞塞收收缩缩→→在在空空隙隙处处加加上上顶顶铁铁→→再再开开动动油油泵泵。。如如此此循循环环。。2006年10月11日三、挖土土与顶进进顶进时注注意事项项：顶进时应应先挖土土后顶进进，随挖挖随顶。。应组织织连续作作业，不不宜中途途停止，，增加顶顶进的难难度。安装顶铁铁应平顺顺，不得得歪斜，，每次加加放顶铁铁时，使使顶铁连连接块数数最少为为宜。工具管进进入土层层时，每每顶进0.3m，测量不不少于一一次。管管道进入入土层后后正常顶顶进时，，每1.0m测量一次次，纠偏偏时增加加测量次次数。（（包括管管中心线线和管底底高程））2006年10月11日三、挖土土与顶进进顶进过程程中，发发现下列列紧急情情况时应应采取措措施进行行处理：：工具管前前方遇到到障碍物物。后背墙变变形严重重。顶铁发生生扭曲现现象。管位偏差差过大且且校正无无效。顶力超过过管端的的允许顶顶力。油泵压力力表指针针升高异异常。2006年10月11日三、挖土土与顶进进3、纠偏与与校正采用小角角度、顶顶进中逐逐渐纠偏偏，不得得猛纠硬硬调。挖土纠偏偏法顶木校正正法校正环校校正法2006年10月11日三、挖土土与顶进进挖土纠偏偏法在管子偏偏向一侧侧少挖土土，而在在另一侧侧多超挖挖些，强强制管子子在前进进时向另另一侧偏偏移，从从而达到到纠偏的的效果。。适用偏差差为10～20mm时。2006年10月11日三、挖土土与顶进进顶木纠偏偏法管端下陷陷，可采采用下图图方法。。适用偏差差大于20mm时。2006年10月11日三、挖土土与顶进进校正环校校正法校正环安安装在工工具管的的后面，，上下左左右各有有一个小小千斤顶顶，发生生偏差时时，可开开动相应应的小千千斤顶进进行校正正。2006年10月11日四、触变变泥浆减减阻顶力控制制的关键键是最大大限度地地降低顶顶进阻力力，而降降低顶进进阻力最最有效的的方法是是进行注注浆。注注浆使管管周外壁壁形成泥泥浆润滑滑套，从从而降低低了顶进进时的摩摩阻力。。2006年10月11日四、触变变泥浆减减阻选择优质质的触变变泥浆