9-顶管与箱涵法施工

地下建筑结构, 同济

第七章 顶管与箱涵法施工 §7.1 概述 §7.2 顶管法施工 §7.3 水平定向钻施工 §7.4 箱涵法施工

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§7.1 概述 在城市市政管道和地下通道工程中，普遍

采用明挖法施工。但在管道埋深较大、交 通干线附近和周围环境对位移、地下水有 严格限制的地段则采用非开挖施工法更为 安全与经济。常用的非开挖工法有：顶管 法、水平定向钻法、箱涵法。

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§7.1 概述

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§7.2 顶管法施工 顶管法是将管道用大功率的顶推设备顶进至终点来

完成铺设任务的施工方法。 顶管法施工过程如下：顶管的工作井----顶管出口孔

壁对面侧墙为承压壁，其上安装液压千斤顶和承压 垫板----然后以工具管为先导，将预制管节按设计轴 线逐节顶入土层中----直到下一工作井的进口孔壁。

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§7.2 顶管法施工 60年代开始，顶管技术不断得到开发和推广； 70-80年代，先后引进和开发了长距离顶管、中继间、泥

浆减阻、计算机控制、激光导向系统等先进技术，管道顶 进最大长度已超过千米。 嘉兴污水处理排海顶管工程一次顶进2050m,创造了同类 顶管工程的世界记录。 顶管适用土层很广，特别适用于粘性土、粉性土和砂土，

也适用于卵石、碎石、风化残积土等非粘性土。 顶管法主要用于管径300-4000㎜的地下管道施工，设备能 够平衡地下水压力和土压力，能控制地表的隆起和沉降， 具有激光定向功能，顶进速度200-300㎜/min。

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7.2.1 顶管法施工关键设备工具管 工具管，又叫做机头，它是顶管的关键机具，一般有以 下功能：掘进、防坍塌、出泥和导向。不同工具管有不 同的特性，所以应当依据工程特点、地质情况和设计要 求等选择合适的工具管。 按照功能工具管分类如下： (1)按掘进功能，可分为：手掘式、挤压式、半机械 式、机械式和水力挖掘式工具管。 (2)按防坍塌功能，可分为：机械平衡式、泥水平衡 式、土压平衡式、水压平衡式和气压平衡式工具管。 (3)按出泥功能，可分为：干出泥式和泥水出泥式工 具管。

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7.2.1 顶管法施工关键设备 中继间 顶管的关键设备式工具管，而长距离顶进的关键设备是中

继间。距离较长的管道，由于管道四周的摩阻力越来越大， 一方面主千斤顶的顶力有限，不可能无限增加，另一方面 主千斤顶的顶力也受到管道允许应力和后背墙允许应力的 制约。为了解决上述问题就出现了中继间。 采用中继间技术就是将一条长管道分为多个区段，并在区

段之间加入中继环，中继环的作用时分散主战的顶力。而 且一般主战的顶力要大于中继环的顶力。

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7.2.1 顶管法施工关键设备

触变泥浆减阻 在顶管中为了减少管壁四周的摩阻力，触变泥

浆套的形成依赖于工具管。 在长距离和超常距离顶管中，由于施工工期较 长，触变泥浆容易因失水而失去作用，因此在 管道沿程，从工具管开始每隔一定距离都需设 置注浆孔，及时补充新的触变泥浆。通常在中 继环附近设置注浆孔。

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7.2.1 顶管法施工关键设备 纠偏 纠偏是指工具管偏离设计轴线后，利用工具管

的纠偏机构，改变管端的方向，减少偏差的过 程。其目的是使管道沿设计轴线顶进。 由于工具管产生的偏差都将全部保留在整条管 线上，而且工具管的纠偏也是非常重要的，纠 偏的好坏将直接影响顶管施工的质量。

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7.2.2 顶管法施工中顶力计算 顶管施工前必须首先计算顶力,然后才能根据计算出的

顶力进行施工设计. 与顶管直接有关的施工设计内容主要包括: 千斤顶的选 用规格及数量,不采用中继间的最大顶进距离,采用中继 间的数量及其间距,管端能承受的最大顶力,是否采用润 滑剂,后背墙的设计,以及不同方案的对比等. 如果在顶进过程中，管道所受的应力大于其极限应力， 就会引起管道的变形和破坏，影响管道正常的安装和 使用。所以，为了避免损害管道及接点处发生应力集 中，精确的估算顶进过程中顶力的大小在结构上也是 必要的.

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7.2.2 顶管法施工中顶力计算 根据工程的特点以及实测顶力的变化情况，总结出影响顶力的主

要因素如下：

(1)地质条件的影响; (2)管径的影响; (3)注浆的影响。 (4)顶进的施工操作。若顶进过程中停止时间过长，重新启动

时，顶力会明显增大。因为停顿时间长，四周松土会坍落在管壁

上，同时水分也会从减阻浆液中离析出来，失去减阻支撑作用，造成顶进阻力的增大。 (5)管线偏差的影响。在顶进过程中不断出现偏差，若校正过

多，也会引起阻力的增加，从而使总顶力增大。一般在进出洞口处，管线的偏差较大，纠偏次数也多，顶力增加较为显著。

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7.2.2 顶管法施工中顶力计算 上海市政经验公式

上海结合该地区土层的具体条件，结合触变泥浆顶 管工程的成熟经验，提出了顶力计 …… 此处隐藏：1170字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……