國(guó)內(nèi)頂管技術(shù)交流講座ppt課件

1、歡迎訪問(wèn)中國(guó)中鐵股份歡迎訪問(wèn)中國(guó)中鐵股份 頂管工程頂管工程程程 偉偉 :1120198588:1120198588 mobile:15114478 mobile:15114478頂管施工技術(shù)講座頂管施工技術(shù)講座n頂管工程技術(shù)的開(kāi)展歷史n頂管施工技術(shù)n任務(wù)井施工技術(shù)n頂管管材設(shè)計(jì)n頂管工程施工機(jī)械設(shè)備引見(jiàn)n頂管工地圖片n對(duì)本工程的建議n結(jié)語(yǔ)主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容前言 頂管技術(shù)的開(kāi)展歷史n頂管施工技術(shù)(Pipe jacking)被以為最早運(yùn)用于羅馬時(shí)代，在二戰(zhàn)中興起于美國(guó)、二戰(zhàn)后在歐洲的英國(guó)、德國(guó)和日本迅速開(kāi)展。n在2O世紀(jì)的6O和7O年代，頂管施工技術(shù)在美國(guó)、歐洲、日本得到了較大的改良，奠定了現(xiàn)

2、代頂管施工技術(shù)的根底。 n頂管技術(shù)在中國(guó)的開(kāi)展始于1956的上海。1984年前后，我國(guó)的北京、上海、南京等地先后開(kāi)場(chǎng)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的機(jī)械式頂管設(shè)備，使我國(guó)的頂管技術(shù)上了一個(gè)新臺(tái)階。 隨后進(jìn)入快速開(kāi)展階段。n頂管施工技術(shù)開(kāi)展的主要緣由是市場(chǎng)的推進(jìn)。1 頂管法頂管法n頂管法是建筑地下管道和涵洞的重要方法。 n1 概述:頂管施工技術(shù)是一種非開(kāi)挖地下管道施工方法，這種施工方法能很方便的穿越公路、鐵路、房屋、河流等鋪設(shè)地下管道，并且污染小，對(duì)交通影響小，開(kāi)挖土方少，機(jī)械化程度高，被以為是一種現(xiàn)代化的管道鋪設(shè)方法，越來(lái)越多的地下管道工程采用這一施工方法。 n1.1 頂管法簡(jiǎn)介n采用液壓千斤頂或具有頂進(jìn)、牽引

3、功能的設(shè)備，以頂管任務(wù)井作承壓壁，將管子按設(shè)計(jì)高程、方位、坡度逐根頂入土層直至到達(dá)目的地.頂管法施工表示圖頂管法施工表示圖目前廣泛采用的三種頂進(jìn)工法目前廣泛采用的三種頂進(jìn)工法n人工開(kāi)放式頂進(jìn)工法人工開(kāi)放式頂進(jìn)工法n 手掘式手掘式 擠壓式擠壓式n泥程度衡封鎖式頂進(jìn)工法泥程度衡封鎖式頂進(jìn)工法n 網(wǎng)格水沖式網(wǎng)格水沖式 刀盤掘進(jìn)式刀盤掘進(jìn)式 巖盤破碎式巖盤破碎式 n土壓平衡封鎖式頂進(jìn)工法土壓平衡封鎖式頂進(jìn)工法n 大刀盤式大刀盤式 多刀盤式多刀盤式頂管法施工主要用于頂管法施工主要用于 n特殊施工環(huán)境條件下的管道工程中特殊施工環(huán)境條件下的管道工程中 ：n穿越江河、湖泊、港灣水體下的供水、輸氣、穿越江河、湖

4、泊、港灣水體下的供水、輸氣、輸油管道工程；輸油管道工程；n穿越城市建筑群、繁華街道地下的上下水、穿越城市建筑群、繁華街道地下的上下水、煤氣管道工程；煤氣管道工程；n穿越重要公路、鐵路路基下的通訊、電力電穿越重要公路、鐵路路基下的通訊、電力電纜管道工程；纜管道工程；n水庫(kù)壩體涵管重建工程等。水庫(kù)壩體涵管重建工程等。n埋深較深埋深較深( (深度大于深度大于4 4米以上米以上),),開(kāi)槽明埋施工開(kāi)槽明埋施工造價(jià)較高的工程等。造價(jià)較高的工程等。開(kāi)展趨勢(shì)開(kāi)展趨勢(shì)n中繼環(huán)接力頂推安裝、觸變泥漿減阻頂進(jìn)技術(shù)，自動(dòng)測(cè)斜糾偏技術(shù)、泥程度衡技術(shù)、土壓平衡技術(shù)、氣壓維護(hù)技術(shù)和曲線頂管技術(shù) 。1.2 頂管法的關(guān)鍵技術(shù)

5、頂管法的關(guān)鍵技術(shù)n1方向控制：與設(shè)計(jì)軸線一致，對(duì)頂力的影響，保證中繼環(huán)正常任務(wù) ；n2頂力大小及方向：管尾頂進(jìn)方式，頂進(jìn)間隔必然遭到限制 ，長(zhǎng)間隔頂進(jìn)普通采用中繼環(huán)接力；n3工具管開(kāi)挖面正面土體的穩(wěn)定性；n4承壓壁后靠構(gòu)造及土體的穩(wěn)定性；1.3 頂管工程地質(zhì)勘察頂管工程地質(zhì)勘察n勘察要點(diǎn)：n土層類別、埋深n各土層土體的物理、力學(xué)性質(zhì)n地下水位、壓力n地下水和土的腐蝕性n土層凍結(jié)深度n地下管線n地下洞室n臨近建筑物根底n地面動(dòng)載2 頂管工程設(shè)計(jì)頂管工程設(shè)計(jì)n任務(wù)井設(shè)置,頂管頂力估算以及承壓壁后靠構(gòu)造及土體的穩(wěn)定問(wèn)題,任務(wù)坑和接納坑設(shè)計(jì),管材設(shè)計(jì)。n2.1 頂管任務(wù)井設(shè)置n1供頂管機(jī)頭安裝用的頂進(jìn)

6、任務(wù)井稱頂進(jìn)井；n2供頂管工具管進(jìn)坑和裝配用的接納任務(wù)井稱接納井。a雙向頂進(jìn)；b單向頂進(jìn)3)任務(wù)井的布設(shè)應(yīng)遵照的條件任務(wù)井的布設(shè)應(yīng)遵照的條件 n任務(wù)坑是頂管施工的頂進(jìn)任務(wù)場(chǎng)所。其位置可根據(jù)以下條件確定:n根據(jù)管線設(shè)計(jì)，任務(wù)坑可選在檢查井處；n單向頂進(jìn)時(shí)，應(yīng)選在管道下游端，以利排水；n思索地形和土質(zhì)情況,有無(wú)可利用的原土后背；n任務(wù)坑與能夠穿越的建筑物要有一定平安間隔；n任務(wù)坑與其周圍建構(gòu)筑物要有一定平安間隔；n距水、電源較近的地方等。頂進(jìn)任務(wù)井頂進(jìn)任務(wù)井 n本質(zhì)上是方形或圓形的小基坑，其支護(hù)類型同普通基坑，其平面尺寸較小，支護(hù)經(jīng)常采用鋼筋混凝土沉井、SWM工法井和鋼板樁。n管徑1.8m或頂管埋

7、深5.5m時(shí)普遍采用鋼筋混凝土沉井作為頂進(jìn)任務(wù)井。n沉井作為任務(wù)井時(shí)，普通采用雙向頂進(jìn)；n采用鋼板樁支護(hù)任務(wù)井時(shí)，普通采用單向頂進(jìn)。 一井多用一井多用 n任務(wù)井在施工終了后，一部分將改為閥門井、檢查井。 n任務(wù)井地面影響范圍普通按井深的1.5倍計(jì)算，在此范圍內(nèi)的建筑物和管線等均應(yīng)采取必要的技術(shù)措施加以維護(hù)。頂管任務(wù)井的深度 n1頂進(jìn)任務(wù)井3211hhhHnh1地表至導(dǎo)軌頂?shù)母叨萴；nh2導(dǎo)軌高度m；nh3根底厚度包括墊層m。2接納任務(wù)井接納任務(wù)井4312hhhHnH2地表至基底的高度m；nh1地表至支承墊頂?shù)母叨萴；nh3根底厚度包括墊層mnh4支承墊厚度m；防水構(gòu)造防水構(gòu)造n任務(wù)井的洞口應(yīng)進(jìn)

8、展防水處置，設(shè)置擋水圈和封門板，進(jìn)出井的一段間隔內(nèi)應(yīng)進(jìn)展井點(diǎn)降水或地基加固處置，以防土體流失，堅(jiān)持土體和附近建筑物的穩(wěn)定。n任務(wù)井的頂標(biāo)高應(yīng)滿足防汛要求，坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置集水井，在暴雨季節(jié)施工時(shí)應(yīng)防止地下水流入任務(wù)井，事先在任務(wù)井周圍設(shè)置擋水圍堰。2.2 頂管頂力估算的閱歷公式 nRf = K f2 PV + 2PH + PB+ PA n其中：其中： Rf 頂力噸，頂力噸， K平安系平安系數(shù)，數(shù)， f管壁與土間的摩擦系數(shù)管壁與土間的摩擦系數(shù)nPH 管側(cè)的側(cè)土壓力噸管側(cè)的側(cè)土壓力噸nPV 管頂上的垂直土壓力噸，管頂上的垂直土壓力噸，nPB全部頂進(jìn)的管段分量噸，全部頂進(jìn)的管段分量噸，nPA 管端部的貫入

9、阻力噸管端部的貫入阻力噸 頂力計(jì)算的實(shí)際公式 n PV = KPHD外Ln PH =H+ D外/2 D外Ltan245/2n PB = GLn PA = RAAn其中(根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及本工程有關(guān)地質(zhì)資料查得) ：KP垂直土壓力系數(shù), 土的容重(噸/米3), nH 管頂覆土深度(米), D外 管道外徑米， nL 管道頂進(jìn)最大長(zhǎng)度米， 土的內(nèi)摩擦角，nG 管道單位長(zhǎng)度分量噸/米2，nRA 土貫入阻力噸/米2，A 管端面積米22.3后背構(gòu)造及抗力計(jì)算后背構(gòu)造設(shè)計(jì)后背構(gòu)造設(shè)計(jì)n本工程采用厚鋼板后背如上圖，這種后背設(shè)置簡(jiǎn)單，安裝時(shí)應(yīng)滿足以下要求:nA.使千斤頂?shù)闹χ行母叨炔恍∮诤蟊掣叨鹊?/3；nB.后

10、背墊鐵可用70mm 鋼板。nC.后背井壁后松散砂層灌注水泥砂漿添加土的抗剪強(qiáng)度。后背的抗力計(jì)算后背的抗力計(jì)算 n管子在頂進(jìn)過(guò)程中遭到的全部阻力，都經(jīng)過(guò)千斤頂傳送給后背墻。所以后背墻必需有足夠的穩(wěn)定性。 n為了保證頂進(jìn)質(zhì)量和施工平安，應(yīng)進(jìn)展后背的強(qiáng)度和剛度計(jì)算。根據(jù)頂進(jìn)需求的總頂力，運(yùn)用朗肯土壓力公式核算后背受力及擋樁的長(zhǎng)度，使土體所受的力小于土壤的允許承載力。n后背墻穩(wěn)定性驗(yàn)算：r*(+/2)*n式中: 后背墻承載才干；n后背墻的寬度；n后背墻的高度；n后背墻至地面高度；n土的容量/；nr被動(dòng)土壓力系數(shù)。n后背墻的土坑系數(shù)。n在設(shè)計(jì)后背墻時(shí)RT，平安系數(shù)應(yīng)在1.2 倍以上。當(dāng)RT 時(shí)，需做后背

11、墻加固措施，如壩河地下土質(zhì)較差，任務(wù)井底均為砂土，可采用現(xiàn)場(chǎng)澆灌混凝土擋土墻的措施，還可以采用加大后背墻承壓面積、設(shè)置挖孔樁等措施。2.4 頂管承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算n1沉井支護(hù)任務(wù)井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算apFFFFP212各分量計(jì)算2221tg (45)2tg(45)tg (45)2222pFAHcHhH2221tg (45)2tg(45)tg (45)2222aFAHcHhH1121HApFaWF 2 計(jì)算例如2pcK()(45)2popHh KKtg22211()()221tg (45)tg (45)222ppHh KHhhKhHhHn無(wú)絕對(duì)把握的前提下，F(xiàn)1及F2均不予思索。 n

12、假設(shè)不思索F1及F2，普通采用下式進(jìn)展沉井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定性驗(yàn)算：nS為沉井穩(wěn)定系數(shù)，普通取S1.01.2。土質(zhì)越差，S的取值越大。SFFPap本講要點(diǎn)n了解頂管法的任務(wù)原理；n了解頂管阻力的計(jì)算方法；n掌握后背構(gòu)造及抗力計(jì)算 n掌握沉井支護(hù)任務(wù)井承壓壁后土體的穩(wěn)定驗(yàn)算。3 常用頂管工具管n頂管工具管有手掘式、擠壓式、泥程度衡式、三段兩鉸型水力挖土式和多刀盤土壓平衡式等。n手掘式頂管工具管為正面全敞開(kāi)，采用人工挖土，如下圖。手掘式頂管工具管：正面全敞開(kāi)擠壓式頂管工具管：網(wǎng)格切土安裝或刃腳放大 泥程度衡式頂管工具管 設(shè)置密封艙 泥程度衡式頂管工具管泥程度衡式頂管工具管DN2500泥程度衡掘進(jìn)

13、機(jī)頭泥程度衡掘進(jìn)機(jī)頭 多刀盤土壓平衡式頂管工具 大刀盤土壓平衡頂管機(jī)大刀盤土壓平衡頂管機(jī) 主頂設(shè)備主頂設(shè)備 地表沉降n普通頂管工具引起的地表沉降量可控制在50100mm，而采用泥程度衡式頂管工具管引起的地表沉降量更在30mm以下。n頂管工具管的根本原理及施工工藝與盾構(gòu)根本類似。 4 中繼環(huán) 4.1 中繼接力原理n頂進(jìn)阻力超越主千斤頂?shù)脑试S總頂力、管節(jié)允許的極限壓力和任務(wù)井承壓壁后靠土體極限反推力三者中之一，采用中繼接力頂進(jìn)技術(shù)。n采用中繼接力技術(shù)時(shí)，將管道分成數(shù)段，在段與段之間設(shè)置中繼環(huán)。 中繼環(huán)表示圖 采用中繼接力技術(shù)以后，管道的頂進(jìn)長(zhǎng)度不再受承壓壁后靠土體極限反推力大小的限制，只需增加中繼

14、環(huán)的數(shù)量，就可添加管道頂進(jìn)的長(zhǎng)度。 4.2 中繼環(huán)構(gòu)造n1短沖程千斤頂組沖程為150300mm，規(guī)格、性能要求一致；n2液壓、電器與支配系統(tǒng)；n3殼體和千斤頂緊固件、止水密封圈；n4承壓法蘭片。4.3 中繼環(huán)自動(dòng)控制n從工具管向任務(wù)井依次按1#、2# 編號(hào)。n任務(wù)時(shí)，初次啟動(dòng)1#，n中繼環(huán)頂推行程到達(dá)允許行程后停頓1#中繼環(huán)，啟動(dòng)2#中繼環(huán)任務(wù)，直到最后啟開(kāi)任務(wù)井千斤頂。5 管道及其接口n頂管所用管道按其材質(zhì)分鋼筋混凝土管和鋼管兩類，鋼管接口普通采用承插、法蘭、螺紋或焊接。 n排水管道采用的預(yù)制鋼筋混凝土管道 ；n煤氣管道普通采用鑄鐵管和鋼管 ；n上水管道普遍采用的鋼筋混凝土管及鋼管 ；工程實(shí)例引見(jiàn)n外包鋼板復(fù)合式鋼筋混凝