《地下工程設(shè)計(jì)原理》頂管法課件

地下工程設(shè)計(jì)原理第07章頂管法主講教師：胡敏云1ppt課件地下工程設(shè)計(jì)原理第07章頂管法主講教師：本章主要內(nèi)容什么是頂管法？——頂管法的功能與適用環(huán)境頂管法的設(shè)計(jì)與計(jì)算頂管的組成與構(gòu)造頂管施工技術(shù)學(xué)習(xí)要求：了解頂管法的功能和適用環(huán)境；掌握頂管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容和方法。2ppt課件本章主要內(nèi)容什么是頂管法？2ppt課件頂管法采用液壓千斤頂或具有頂進(jìn)、牽引功能的設(shè)備，以頂管工作井作承壓壁，將管子按設(shè)計(jì)高程、方位、坡度逐根頂入土層直至達(dá)到目的地。頂管法與盾構(gòu)法都是修建地下管道和隧道的重要方法。采用頂管法可以顯著降低明挖法由于基坑開(kāi)挖和井點(diǎn)降水帶來(lái)的環(huán)境影響及危害。3ppt課件頂管法采用液壓千斤頂或具有頂進(jìn)、牽引功能的設(shè)備，以頂管工作井頂管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖頂管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地帶的地下工程，其長(zhǎng)度、斷面尺寸均受到較大限制。國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的頂管隧道是西氣東輸工程穿越黃河的隧道，長(zhǎng)度近3000m，直徑約2m。挖建蓋（填）明挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖4ppt課件頂管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖頂管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地頂管法的適用環(huán)境特殊地質(zhì)條件下的管道工程中：①穿越江河、湖泊、港灣水體下的供水、輸氣、輸油管道工程；②穿越城市建筑群、繁華街道地下的上下水、煤氣管道工程；③穿越重要公路、鐵路路基下的通訊、電力電纜管道工程；④水庫(kù)壩體涵管重建工程等。頂管技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了頂管法的安全應(yīng)用和推廣。中繼環(huán)接力頂推裝置觸變泥漿減阻頂進(jìn)技術(shù)自動(dòng)測(cè)斜糾偏技術(shù)泥水平衡技術(shù)土壓平衡技術(shù)氣壓保護(hù)技術(shù)曲線(xiàn)頂管技術(shù)5ppt課件頂管法的適用環(huán)境特殊地質(zhì)條件下的管道工程中：頂管技術(shù)的發(fā)頂管法的關(guān)鍵技術(shù)1）方向控制：是頂管施工成敗的關(guān)鍵。與設(shè)計(jì)軸線(xiàn)一致，對(duì)長(zhǎng)距離頂進(jìn)，應(yīng)保證中繼環(huán)正常工作；2）頂力大小及方向：管尾頂進(jìn)方式，頂進(jìn)距離必然受到限制，一般采用中繼環(huán)接力；3）工具管開(kāi)挖面正面土體的穩(wěn)定性

防止坍塌、涌水和頂進(jìn)方向的偏離；4）承壓壁后靠結(jié)構(gòu)及土體的穩(wěn)定性

承壓壁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度、加固后靠土體限制土體滑動(dòng)等。6ppt課件頂管法的關(guān)鍵技術(shù)1）方向控制：是頂管施工成敗的關(guān)鍵。6ppt頂管法的工程地質(zhì)勘察勘察要點(diǎn)：土：①土層類(lèi)別、埋深；②各土層土體的物理、力學(xué)性質(zhì)水：③地下水位、壓力；④地下水和土的腐蝕性環(huán)境：⑤土層凍結(jié)深度地下設(shè)施：⑥地下管線(xiàn)；⑦地下洞室；地表?xiàng)l件：⑧臨近建筑物基礎(chǔ)；⑨地面動(dòng)載采用頂管法鋪設(shè)地下管路時(shí)選線(xiàn)的依據(jù)之一是工程地質(zhì)條件，為此應(yīng)進(jìn)行足夠詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察，包括勘探、物探、室內(nèi)土工和水力、水質(zhì)試驗(yàn)，并進(jìn)行場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查等。7ppt課件頂管法的工程地質(zhì)勘察勘察要點(diǎn)：采用頂管法鋪設(shè)地下管路時(shí)選線(xiàn)的為減少對(duì)交通的干擾和避免大開(kāi)挖，大口徑管節(jié)在埋深大于3m時(shí)，可采用頂管法埋設(shè)。一、機(jī)頭概念機(jī)頭也可以叫導(dǎo)頭或工作管，主要作用是挖掘管節(jié)前的土壤，頂管時(shí)把管節(jié)導(dǎo)入設(shè)計(jì)位置，也就是起埋設(shè)管節(jié)的作用功能校正挖土方向,挖土,防止管節(jié)前土壤坍塌挖土方法手工擠壓水沖抽吸8ppt課件為減少對(duì)交通的干擾和避免大開(kāi)挖，大口徑管節(jié)在埋二、工作坑工作坑平面呈矩形，一般沿溝道方向較長(zhǎng)，深度較深，坑壁支撐，一般采用鋼板樁；若竣工后坑位無(wú)需覆土，可采用鋼筋混凝土沉箱，箱壁應(yīng)預(yù)留位置正確、大小合適的管孔，竣工后沉井可改建成窨井?？拥那昂蟊谠跍系理斶M(jìn)時(shí)受力巨大，均應(yīng)加固?？拥暮蟊跒榍Ы镯敽笞惺苋客屏Φ姆醋饔昧?，應(yīng)進(jìn)行土力學(xué)概算。9ppt課件二、工作坑工作坑平面呈矩形，一般沿溝道方向較長(zhǎng)10ppt課件10ppt課件三、管節(jié)頂進(jìn)與接口(一)挖土挖掘方法人工挖土水力沖土擠壓切土機(jī)械切土(二)管節(jié)頂進(jìn)方向控制在頂管過(guò)程中，必須經(jīng)常觀測(cè)頂進(jìn)的管節(jié)位置是否符合設(shè)計(jì)。11ppt課件三、管節(jié)頂進(jìn)與接口(一)挖土挖掘方法人工挖土水力沖土擠壓12ppt課件12ppt課件(三)管節(jié)接口頂管用的鋼筋混凝土管節(jié)的管口形式是凸口式，其接口的處理分兩個(gè)階段進(jìn)行。在一節(jié)管子頂進(jìn)以后，另一節(jié)管子下到工作坑里時(shí)，將兩節(jié)管子的管口對(duì)齊，并在凸緣處填塞一圈浸過(guò)瀝青的麻辮；管內(nèi)壁的接口處用金屬內(nèi)脹圈將管子撐緊，使頂管過(guò)程中管子接口處不致產(chǎn)生錯(cuò)口。內(nèi)脹圈是兩個(gè)半圓形金屬圈，兩者用螺栓即可把內(nèi)圈脹大，撐緊兩節(jié)管子的接口。管節(jié)全部頂進(jìn)后，拆除內(nèi)脹圈，再在接口處填水泥砂漿并與管內(nèi)壁抹平，接口就完成。13ppt課件(三)管節(jié)接口頂管用的鋼筋混凝土管節(jié)的管口頂管時(shí)接口管理14ppt課件頂管時(shí)接口管理14ppt課件頂管工程設(shè)計(jì)與計(jì)算1.頂管工作井設(shè)置

兩種類(lèi)型的工作井1）供頂管機(jī)頭安裝用的頂進(jìn)工作井（稱(chēng)頂進(jìn)井）；2）供頂管工具管進(jìn)坑和拆卸用的接收工作井（稱(chēng)接收井）。（a）雙向頂進(jìn)；（b）單向頂進(jìn)工作井的設(shè)置頂管頂力估算承壓壁后靠結(jié)構(gòu)及土體的穩(wěn)定性15ppt課件頂管工程設(shè)計(jì)與計(jì)算1.頂管工作井設(shè)置（a）雙向頂進(jìn)；（b）工作井支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是方形或圓形的小基坑，其支護(hù)類(lèi)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和鋼板樁。管徑≥1.8m或頂管埋深≥5.5m時(shí)普遍采用鋼筋混凝土沉井作為頂進(jìn)工作井。沉井作為工作井時(shí)，一般采用雙向頂進(jìn)；采用鋼板樁支護(hù)工作井時(shí)，一般采用單向頂進(jìn)。有些工作井既可以用作前一管段頂進(jìn)的接收井，又是后一管段頂進(jìn)的頂進(jìn)井。工作井可以采用圓形的，也可以采用矩形的。工作井在施工結(jié)束后，一部分將改為閥門(mén)井、檢查井。工作井地面影響范圍一般按井深的1.5倍計(jì)算，在此范圍內(nèi)的建筑物和管線(xiàn)等均應(yīng)采取必要的技術(shù)措施加以保護(hù)。16ppt課件工作井支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是方形或圓形的小基坑，其支護(hù)類(lèi)型同普通頂管工作井的深度（1）頂進(jìn)工作井（2）接收工作井h1——地表至導(dǎo)軌頂?shù)母叨龋╩）h2——導(dǎo)軌高度（m）h3——基礎(chǔ)厚度（包括墊層）（m）h1——地表至支承墊頂?shù)母叨龋╩）h3——基礎(chǔ)厚度（包括墊層）（m）h4——支承墊厚度（m）17ppt課件頂管工作井的深度（1）頂進(jìn)工作井防水構(gòu)造工作井的洞口應(yīng)進(jìn)行防水處理，設(shè)置擋水圈和封門(mén)板，進(jìn)出井的一段距離內(nèi)應(yīng)進(jìn)行井點(diǎn)降水或地基加固處理，以防土體流失，保持土體和附近建筑物的穩(wěn)定。工作井的頂標(biāo)高應(yīng)滿(mǎn)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)防止地下水流入工作井，事先在工作井周?chē)O(shè)置擋水圍堰。18ppt課件防水構(gòu)造工作井的洞口應(yīng)進(jìn)行防水處理，設(shè)置擋水圈和封門(mén)板，進(jìn)出2.頂管頂力估算頂管推力應(yīng)克服頂管管壁與土的摩阻力及前刃腳切土?xí)r的阻力：N1——管頂以上的荷載；N2——全部管道自重；E——頂管兩側(cè)的土壓力；R——土對(duì)鋼刃腳正面的單位面積阻力k——系數(shù)，一般采用1.2。19ppt課件2.頂管頂力估算頂管推力應(yīng)克服頂管管壁與土的摩阻力及前刃腳1）沉井支護(hù)工作井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算3.頂管承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算考慮與否？？20ppt課件1）沉井支護(hù)工作井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算3.頂管承壓壁后無(wú)絕對(duì)把握的前提下，F(xiàn)1及F2均不予考慮。若不考慮F1及F2，一般采用下式進(jìn)行沉井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定性驗(yàn)算：S為沉井穩(wěn)定系數(shù)，一般取S＝1.0~1.2。土質(zhì)越差，S的取值越大。21ppt課件無(wú)絕對(duì)把握的前提下，F(xiàn)1及F2均不予考慮。21ppt課件2）鋼板樁支護(hù)工作井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算首先可以假定不存在板樁板樁的參與作用，便出現(xiàn)了一條類(lèi)似于板樁彈性曲線(xiàn)的荷載曲線(xiàn)22ppt課件2）鋼板樁支護(hù)工作井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算首先可以假定不存兩段支護(hù)情況只有最下面的一段參與承受和傳遞來(lái)自承壓壁的反作用力；要用混凝土將下段板樁與上段板樁之間的空隙填充起來(lái)，以構(gòu)成封閉的傳力系統(tǒng)。否則，需將h3縮短到上段板樁的下沿。23ppt課件兩段支護(hù)情況只有最下面的一段參與承受和傳遞來(lái)自承壓壁的反作單段支護(hù)下的頂管工作井承壓壁穩(wěn)定性計(jì)算示意圖當(dāng)A點(diǎn)在后靠土體被動(dòng)土壓力線(xiàn)上或在其左側(cè)時(shí)，則后靠土體是穩(wěn)定的，后靠土體的穩(wěn)定條件24ppt課件單段支護(hù)下的頂管工作井承壓壁穩(wěn)定性計(jì)算示意圖當(dāng)A點(diǎn)在后靠土體雙段支護(hù)下的頂管工作井承壓壁穩(wěn)定性計(jì)算示意圖當(dāng)A點(diǎn)在后靠土體被動(dòng)土壓力線(xiàn)上或在其左側(cè)時(shí)，則后靠土體是穩(wěn)定的，后靠土體的穩(wěn)定條件25ppt課件雙段支護(hù)下的頂管工作井承壓壁穩(wěn)定性計(jì)算示意圖當(dāng)A點(diǎn)在后靠土體當(dāng)雙向頂進(jìn)的工作井中后靠板樁上留有通過(guò)管道的孔口時(shí)：平均壓力應(yīng)修改為：后靠土體的穩(wěn)定工作條件：?jiǎn)味沃ёo(hù)兩端支護(hù)26ppt課件當(dāng)雙向頂進(jìn)的工作井中后靠板樁上留有通過(guò)管道的孔口時(shí)：平均壓力承壓壁后靠土體的穩(wěn)定性驗(yàn)算估算承壓壁的尺寸；計(jì)算承壓壁后靠土體的穩(wěn)定安全系數(shù)S；當(dāng)S<1時(shí)，增加承壓面積縮小h3的辦法來(lái)增大h2；增大b；降低P的值。關(guān)于承壓壁后靠土體的穩(wěn)定性:在頂管頂進(jìn)時(shí)，應(yīng)密切觀測(cè)承壓壁后靠土體的隆起和水平位移，以此確定頂進(jìn)時(shí)的極限頂力；按極限頂力適當(dāng)安排中繼環(huán)的數(shù)量和間距；可采取降水、注漿加固地基以及在承載壁后靠土體地表面施加超載等方法來(lái)提高土體承受頂力的能力。27ppt課件承壓壁后靠土體的穩(wěn)定性驗(yàn)算估算承壓壁的尺寸；關(guān)于承壓壁后靠

頂管的組成與構(gòu)造1.常用頂管工具管頂管工具管有手掘式、擠壓式、泥水平衡式、三段兩鉸型水力挖土式和多刀盤(pán)土壓平衡式等。手掘式頂管工具管為正面全敞開(kāi)，采用人工挖土，如圖所示。頂管工程的地表沉降一般頂管工具引起的地表沉降量可控制在50~100mm，而采用泥水平衡式頂管工具管引起的地表沉降量更在30mm以下。頂管工具管的基本原理及施工工藝與盾構(gòu)相似。28ppt課件頂管的組成與構(gòu)造1.常用頂管工具管頂管工程的地表沉降2擠壓式頂管工具管：網(wǎng)格切土裝置或刃腳放大

29ppt課件擠壓式頂管工具管：網(wǎng)格切土裝置或刃腳放大29ppt課件泥水平衡式頂管工具管設(shè)置密封艙30ppt課件泥水平衡式頂管工具管設(shè)置密封艙30ppt課件泥水平衡式頂管工具管31ppt課件泥水平衡式頂管工具管31ppt課件三段兩鉸型水力挖土式頂管工具管32ppt課件三段兩鉸型水力挖土式頂管工具管32ppt課件多刀盤(pán)土壓平衡式頂管工具33ppt課件多刀盤(pán)土壓平衡式頂管工具33ppt課件大刀盤(pán)土壓平衡頂管機(jī)

34ppt課件大刀盤(pán)土壓平衡頂管機(jī)34ppt課件主頂設(shè)備

35ppt課件主頂設(shè)備35ppt課件2.中繼環(huán)頂進(jìn)阻力超過(guò)主千斤頂?shù)娜菰S總頂力、管節(jié)容許的極限壓力和工作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)。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)。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，只要增加中繼環(huán)的數(shù)量，就可增加管道頂進(jìn)的長(zhǎng)度。36ppt課件2.中繼環(huán)頂進(jìn)阻力超過(guò)主千斤頂?shù)娜菰S總頂力、管節(jié)容許的極限中繼環(huán)構(gòu)造（1）短沖程千斤頂組（沖程為150~300mm，規(guī)格、性能要求一致）；（2）液壓、電器與操縱系統(tǒng)；（3）殼體和千斤頂緊固件、止水密封圈；（4）承壓法蘭片。37ppt課件中繼環(huán)構(gòu)造（1）短沖程千斤頂組（沖程為150~300mm，規(guī)中繼環(huán)自動(dòng)控制從工具管向工作井依次按1#、2#……編號(hào)。工作時(shí)，首次啟動(dòng)1#，中繼環(huán)頂推行程達(dá)到允許行程后停止1#中繼環(huán)，啟動(dòng)2#中繼環(huán)工作，直到最后啟動(dòng)工作井千斤頂。38ppt課件中繼環(huán)自動(dòng)控制從工具管向工作井依次按1#、2#……編號(hào)。33.管道及其接口頂管所用管道按其材質(zhì)分鋼筋混凝土管和鋼管兩類(lèi);管道接口是保證管道使用功能的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)；不同用途的管道具有不同的接口和材質(zhì)。鋼管接口一般采用承插、法蘭、螺紋或焊接。排水管道采用的預(yù)制鋼筋混凝土管道；煤氣管道一般采用鑄鐵管和鋼管；上水管道普遍采用的鋼筋混凝土管及鋼管；39ppt課件3.管道及其接口頂管所用管道按其材質(zhì)分鋼筋混凝土管和鋼管頂管施工技術(shù)頂管推進(jìn)的方向控制管道偏離軸線(xiàn)主要是由于作用于工具管的外力不平衡。外力不平衡的原因有哪些？頂進(jìn)過(guò)程中的方向控制可以采取哪些措施？頂管頂阻的減摩措施頂推力的實(shí)現(xiàn)40ppt課件頂管施工技術(shù)頂管推進(jìn)的方向控制40ppt課件本講要點(diǎn)了解頂管法的工作原理；理解頂管阻力的計(jì)算方法；掌握沉井支護(hù)工作井承壓壁后土體的穩(wěn)定驗(yàn)算。掌握鋼板樁支護(hù)工作井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算；了解頂管工具管的施工工藝；理解中繼接力原理。41ppt課件本講要點(diǎn)了解頂管法的工作原理；41ppt課件本章要點(diǎn)什么是頂管法？頂管法的構(gòu)造組成有哪些？在市政管道和地下通道工程中，采用頂管法比明挖法具有哪些優(yōu)勢(shì)？頂管技術(shù)可用于特殊地質(zhì)條件下的管道工程，主要有哪些情況？頂管法與盾構(gòu)法有何區(qū)別？頂管法的施工技術(shù)關(guān)鍵有哪些？如何控制？常用的頂管法工作井的支護(hù)形式有那兩種？工作井的斷面有那兩種形式？適用于什么樣的條件？頂管的頂力如何估算？什么是中繼環(huán)技術(shù)？什么時(shí)候需要采用中繼環(huán)？42ppt課件本章要點(diǎn)什么是頂管法？頂管法的構(gòu)造組成有哪些？42ppt課件地下工程設(shè)計(jì)原理第07章頂管法主講教師：胡敏云43ppt課件地下工程設(shè)計(jì)原理第07章頂管法主講教師：本章主要內(nèi)容什么是頂管法？——頂管法的功能與適用環(huán)境頂管法的設(shè)計(jì)與計(jì)算頂管的組成與構(gòu)造頂管施工技術(shù)學(xué)習(xí)要求：了解頂管法的功能和適用環(huán)境；掌握頂管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容和方法。44ppt課件本章主要內(nèi)容什么是頂管法？2ppt課件頂管法采用液壓千斤頂或具有頂進(jìn)、牽引功能的設(shè)備，以頂管工作井作承壓壁，將管子按設(shè)計(jì)高程、方位、坡度逐根頂入土層直至達(dá)到目的地。頂管法與盾構(gòu)法都是修建地下管道和隧道的重要方法。采用頂管法可以顯著降低明挖法由于基坑開(kāi)挖和井點(diǎn)降水帶來(lái)的環(huán)境影響及危害。45ppt課件頂管法采用液壓千斤頂或具有頂進(jìn)、牽引功能的設(shè)備，以頂管工作井頂管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖頂管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地帶的地下工程，其長(zhǎng)度、斷面尺寸均受到較大限制。國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的頂管隧道是西氣東輸工程穿越黃河的隧道，長(zhǎng)度近3000m，直徑約2m。挖建蓋（填）明挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖46ppt課件頂管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖頂管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地頂管法的適用環(huán)境特殊地質(zhì)條件下的管道工程中：①穿越江河、湖泊、港灣水體下的供水、輸氣、輸油管道工程；②穿越城市建筑群、繁華街道地下的上下水、煤氣管道工程；③穿越重要公路、鐵路路基下的通訊、電力電纜管道工程；④水庫(kù)壩體涵管重建工程等。頂管技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了頂管法的安全應(yīng)用和推廣。中繼環(huán)接力頂推裝置觸變泥漿減阻頂進(jìn)技術(shù)自動(dòng)測(cè)斜糾偏技術(shù)泥水平衡技術(shù)土壓平衡技術(shù)氣壓保護(hù)技術(shù)曲線(xiàn)頂管技術(shù)47ppt課件頂管法的適用環(huán)境特殊地質(zhì)條件下的管道工程中：頂管技術(shù)的發(fā)頂管法的關(guān)鍵技術(shù)1）方向控制：是頂管施工成敗的關(guān)鍵。與設(shè)計(jì)軸線(xiàn)一致，對(duì)長(zhǎng)距離頂進(jìn)，應(yīng)保證中繼環(huán)正常工作；2）頂力大小及方向：管尾頂進(jìn)方式，頂進(jìn)距離必然受到限制，一般采用中繼環(huán)接力；3）工具管開(kāi)挖面正面土體的穩(wěn)定性

防止坍塌、涌水和頂進(jìn)方向的偏離；4）承壓壁后靠結(jié)構(gòu)及土體的穩(wěn)定性

承壓壁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度、加固后靠土體限制土體滑動(dòng)等。48ppt課件頂管法的關(guān)鍵技術(shù)1）方向控制：是頂管施工成敗的關(guān)鍵。6ppt頂管法的工程地質(zhì)勘察勘察要點(diǎn)：土：①土層類(lèi)別、埋深；②各土層土體的物理、力學(xué)性質(zhì)水：③地下水位、壓力；④地下水和土的腐蝕性環(huán)境：⑤土層凍結(jié)深度地下設(shè)施：⑥地下管線(xiàn)；⑦地下洞室；地表?xiàng)l件：⑧臨近建筑物基礎(chǔ)；⑨地面動(dòng)載采用頂管法鋪設(shè)地下管路時(shí)選線(xiàn)的依據(jù)之一是工程地質(zhì)條件，為此應(yīng)進(jìn)行足夠詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察，包括勘探、物探、室內(nèi)土工和水力、水質(zhì)試驗(yàn)，并進(jìn)行場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查等。49ppt課件頂管法的工程地質(zhì)勘察勘察要點(diǎn)：采用頂管法鋪設(shè)地下管路時(shí)選線(xiàn)的為減少對(duì)交通的干擾和避免大開(kāi)挖，大口徑管節(jié)在埋深大于3m時(shí)，可采用頂管法埋設(shè)。一、機(jī)頭概念機(jī)頭也可以叫導(dǎo)頭或工作管，主要作用是挖掘管節(jié)前的土壤，頂管時(shí)把管節(jié)導(dǎo)入設(shè)計(jì)位置，也就是起埋設(shè)管節(jié)的作用功能校正挖土方向,挖土,防止管節(jié)前土壤坍塌挖土方法手工擠壓水沖抽吸50ppt課件為減少對(duì)交通的干擾和避免大開(kāi)挖，大口徑管節(jié)在埋二、工作坑工作坑平面呈矩形，一般沿溝道方向較長(zhǎng)，深度較深，坑壁支撐，一般采用鋼板樁；若竣工后坑位無(wú)需覆土，可采用鋼筋混凝土沉箱，箱壁應(yīng)預(yù)留位置正確、大小合適的管孔，竣工后沉井可改建成窨井?？拥那昂蟊谠跍系理斶M(jìn)時(shí)受力巨大，均應(yīng)加固?？拥暮蟊跒榍Ы镯敽笞惺苋客屏Φ姆醋饔昧Γ瑧?yīng)進(jìn)行土力學(xué)概算。51ppt課件二、工作坑工作坑平面呈矩形，一般沿溝道方向較長(zhǎng)52ppt課件10ppt課件三、管節(jié)頂進(jìn)與接口(一)挖土挖掘方法人工挖土水力沖土擠壓切土機(jī)械切土(二)管節(jié)頂進(jìn)方向控制在頂管過(guò)程中，必須經(jīng)常觀測(cè)頂進(jìn)的管節(jié)位置是否符合設(shè)計(jì)。53ppt課件三、管節(jié)頂進(jìn)與接口(一)挖土挖掘方法人工挖土水力沖土擠壓54ppt課件12ppt課件(三)管節(jié)接口頂管用的鋼筋混凝土管節(jié)的管口形式是凸口式，其接口的處理分兩個(gè)階段進(jìn)行。在一節(jié)管子頂進(jìn)以后，另一節(jié)管子下到工作坑里時(shí)，將兩節(jié)管子的管口對(duì)齊，并在凸緣處填塞一圈浸過(guò)瀝青的麻辮；管內(nèi)壁的接口處用金屬內(nèi)脹圈將管子撐緊，使頂管過(guò)程中管子接口處不致產(chǎn)生錯(cuò)口。內(nèi)脹圈是兩個(gè)半圓形金屬圈，兩者用螺栓即可把內(nèi)圈脹大，撐緊兩節(jié)管子的接口。管節(jié)全部頂進(jìn)后，拆除內(nèi)脹圈，再在接口處填水泥砂漿并與管內(nèi)壁抹平，接口就完成。55ppt課件(三)管節(jié)接口頂管用的鋼筋混凝土管節(jié)的管口頂管時(shí)接口管理56ppt課件頂管時(shí)接口管理14ppt課件頂管工程設(shè)計(jì)與計(jì)算1.頂管工作井設(shè)置

兩種類(lèi)型的工作井1）供頂管機(jī)頭安裝用的頂進(jìn)工作井（稱(chēng)頂進(jìn)井）；2）供頂管工具管進(jìn)坑和拆卸用的接收工作井（稱(chēng)接收井）。（a）雙向頂進(jìn)；（b）單向頂進(jìn)工作井的設(shè)置頂管頂力估算承壓壁后靠結(jié)構(gòu)及土體的穩(wěn)定性57ppt課件頂管工程設(shè)計(jì)與計(jì)算1.頂管工作井設(shè)置（a）雙向頂進(jìn)；（b）工作井支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是方形或圓形的小基坑，其支護(hù)類(lèi)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和鋼板樁。管徑≥1.8m或頂管埋深≥5.5m時(shí)普遍采用鋼筋混凝土沉井作為頂進(jìn)工作井。沉井作為工作井時(shí)，一般采用雙向頂進(jìn)；采用鋼板樁支護(hù)工作井時(shí)，一般采用單向頂進(jìn)。有些工作井既可以用作前一管段頂進(jìn)的接收井，又是后一管段頂進(jìn)的頂進(jìn)井。工作井可以采用圓形的，也可以采用矩形的。工作井在施工結(jié)束后，一部分將改為閥門(mén)井、檢查井。工作井地面影響范圍一般按井深的1.5倍計(jì)算，在此范圍內(nèi)的建筑物和管線(xiàn)等均應(yīng)采取必要的技術(shù)措施加以保護(hù)。58ppt課件工作井支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是方形或圓形的小基坑，其支護(hù)類(lèi)型同普通頂管工作井的深度（1）頂進(jìn)工作井（2）接收工作井h1——地表至導(dǎo)軌頂?shù)母叨龋╩）h2——導(dǎo)軌高度（m）h3——基礎(chǔ)厚度（包括墊層）（m）h1——地表至支承墊頂?shù)母叨龋╩）h3——基礎(chǔ)厚度（包括墊層）（m）h4——支承墊厚度（m）59ppt課件頂管工作井的深度（1）頂進(jìn)工作井防水構(gòu)造工作井的洞口應(yīng)進(jìn)行防水處理，設(shè)置擋水圈和封門(mén)板，進(jìn)出井的一段距離內(nèi)應(yīng)進(jìn)行井點(diǎn)降水或地基加固處理，以防土體流失，保持土體和附近建筑物的穩(wěn)定。工作井的頂標(biāo)高應(yīng)滿(mǎn)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)防止地下水流入工作井，事先在工作井周?chē)O(shè)置擋水圍堰。60ppt課件防水構(gòu)造工作井的洞口應(yīng)進(jìn)行防水處理，設(shè)置擋水圈和封門(mén)板，進(jìn)出2.頂管頂力估算頂管推力應(yīng)克服頂管管壁與土的摩阻力及前刃腳切土?xí)r的阻力：N1——管頂以上的荷載；N2——全部管道自重；E——頂管兩側(cè)的土壓力；R——土對(duì)鋼刃腳正面的單位面積阻力k——系數(shù)，一般采用1.2。61ppt課件2.頂管頂力估算頂管推力應(yīng)克服頂管管壁與土的摩阻力及前刃腳1）沉井支護(hù)工作井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算3.頂管承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算考慮與否？？62ppt課件1）沉井支護(hù)工作井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算3.頂管承壓壁后無(wú)絕對(duì)把握的前提下，F(xiàn)1及F2均不予考慮。若不考慮F1及F2，一般采用下式進(jìn)行沉井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定性驗(yàn)算：S為沉井穩(wěn)定系數(shù)，一般取S＝1.0~1.2。土質(zhì)越差，S的取值越大。63ppt課件無(wú)絕對(duì)把握的前提下，F(xiàn)1及F2均不予考慮。21ppt課件2）鋼板樁支護(hù)工作井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算首先可以假定不存在板樁板樁的參與作用，便出現(xiàn)了一條類(lèi)似于板樁彈性曲線(xiàn)的荷載曲線(xiàn)64ppt課件2）鋼板樁支護(hù)工作井承壓壁后靠土體的穩(wěn)定驗(yàn)算首先可以假定不存兩段支護(hù)情況只有最下面的一段參與承受和傳遞來(lái)自承壓壁的反作用力；要用混凝土將下段板樁與上段板樁之間的空隙填充起來(lái)，以構(gòu)成封閉的傳力系統(tǒng)。否則，需將h3縮短到上段板樁的下沿。65ppt課件兩段支護(hù)情況只有最下面的一段參與承受和傳遞來(lái)自承壓壁的反作單段支護(hù)下的頂管工作井承壓壁穩(wěn)定性計(jì)算示意圖當(dāng)A點(diǎn)在后靠土體被動(dòng)土壓力線(xiàn)上或在其左側(cè)時(shí)，則后靠土體是穩(wěn)定的，后靠土體的穩(wěn)定條件66ppt課件單段支護(hù)下的頂管工作井承壓壁穩(wěn)定性計(jì)算示意圖當(dāng)A點(diǎn)在后靠土體雙段支護(hù)下的頂管工作井承壓壁穩(wěn)定性計(jì)算示意圖當(dāng)A點(diǎn)在后靠土體被動(dòng)土壓力線(xiàn)上或在其左側(cè)時(shí)，則后靠土體是穩(wěn)定的，后靠土體的穩(wěn)定條件67ppt課件雙段支護(hù)下的頂管工作井承壓壁穩(wěn)定性計(jì)算示意圖當(dāng)A點(diǎn)在后靠土體當(dāng)雙向頂進(jìn)的工作井中后靠板樁上留有通過(guò)管道的孔口時(shí)：平均壓力應(yīng)修改為：后靠土體的穩(wěn)定工作條件：?jiǎn)味沃ёo(hù)兩端支護(hù)68ppt課件當(dāng)雙向頂進(jìn)的工作井中后靠板樁上留有通過(guò)管道的孔口時(shí)：平均壓力承壓壁后靠土體的穩(wěn)定性驗(yàn)算估算承壓壁的尺寸；計(jì)算承壓壁后靠土體的穩(wěn)定安全系數(shù)S；當(dāng)S<1時(shí)，增加承壓面積縮小h3的辦法來(lái)增大h2；增大b；降低P的值。關(guān)于承壓壁后靠土體的穩(wěn)定性:在頂管頂進(jìn)時(shí)，應(yīng)密切觀測(cè)承壓壁后靠土體的隆起和水平位移，以此確定頂進(jìn)時(shí)的極限頂力；按極限頂力適當(dāng)安排中繼環(huán)的數(shù)量和間距；可采取降水、注漿加固地基以及在承載壁后靠土體地表面施加超載等方法來(lái)提高土體承受頂力的能力。69ppt課件承壓壁后靠土體的穩(wěn)定性驗(yàn)算估算承壓壁的尺寸；關(guān)于承壓壁后靠

頂管的組成與構(gòu)造1.常用頂管工具管頂管工具管有手掘式、擠壓式、泥水平衡式、三段兩鉸型水力挖土式和多刀盤(pán)土壓平衡式等。手掘式頂管工具管為正面全敞開(kāi)，采用人工挖土，如圖所示。頂管工程的地表沉降一般頂管工具引起的地表沉降量可控制在50~100mm，而采用泥水平衡式頂管工具管引起的地表沉降量更在30mm以下。頂管工具管的基本原理及施工工藝與盾構(gòu)相似。70ppt課件頂管的組成與構(gòu)造1.常用頂管工具管頂管工程的地表沉降2擠壓式頂管工具管：網(wǎng)格切土裝置或刃腳放大

71ppt課件擠壓式頂管工具管：網(wǎng)格切土裝置或刃腳放大29ppt課件泥水平衡式頂管工具管設(shè)置密封艙72ppt課件泥水平衡式頂管工具管設(shè)置密封艙30ppt課件泥水平衡式頂管工具管73ppt課件泥水平衡式頂管工具管31ppt課件三段兩鉸型水力挖土式頂管工具管74ppt課件三段兩鉸型水力挖土式頂管工具管32ppt課件多刀盤(pán)土壓平衡式頂管工具75ppt課件多刀盤(pán)土壓平衡式頂管工具33ppt課件大刀盤(pán)土壓平衡頂管機(jī)

76ppt課件大刀盤(pán)土壓平衡頂管機(jī)34ppt課件主頂設(shè)備