浅谈市政管网施工中的顶管施工技术.pdf

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1、2013年2月■葡宙蒜商施工技术【文章编号】1673—0038(2013)06—0035—02浅谈市政管网施工中的顶管施工技术郭华江(福建红珊瑚景观建设有限公司)摘要：作者结合某工程实例，对顶管施工基本原理进行分析，并提出了顶管施工工艺及方法，供大家借鉴参考。关键词：市政建设；顶管施工1工程概况某工程由于原道路已形成，为减少对交通及周边构筑物和居民的影响，该管道设计采用了顶管；管道为预制钢筋混凝土管，管径DNl200，全长730m。2顶管施工基本原理顶管施工又称为项进法施工，是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶

2、入路基或从障碍物之下穿越，以构成立体交叉通道或涵洞、管网的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的箱形或圆形构造物向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后形成通道或涵洞、管网。3顶管施工工艺及方法3．1工作井和接收井的施工根据本段项管工程的特点，共设3座工作井和4座接收井，均采用C30现浇钢筋混凝土矩形井结构，工作井内净空6．5m×5m，接收井内净空4m×4m。管道进出洞处预留孔洞，并临时用砖封堵。3．2工作井地面设备及井内顶进设备

3、的选型和布置、安装工作井的地面需布设与顶管施工相关的空气系统、液压系统、泥浆系统、吊装设备、配电站等。空气系统选用2台电动空压机(1m，和3m3)生产压缩空气，经净化储存后输入管道内，鼓风机(5kW)用于排烟和保障工作人员的呼吸安全和施工用气：液压系统包括高压油泵、控制阀、溢流阀、油管和油箱等，其作用是对主顶千斤顶和中续问千斤顶提供压力，每个工作井配备2台45MPa高压油泵并联使用；泥浆系统包括泥浆池、搅拌机、注浆泵、管道等，每座井配备一套泥浆系统；吊装设备：本工程单节管子白重4．7t，选用1台10t轮式吊机。井内项进设

4、备主要是主千斤顶，它是顶进系统中的主要设备。根据顶进力计算，顶管主站配备2台2000kN液压千斤顶，按左右对称布置，主顶油管的油压由电动油泵供给，千斤顶行程1500mm：其他设备包括导轨、千斤顶托架、顶铁、分压环、后承压壁、操作平台、爬梯等。顶进设备布置见图1。顶管机头的选用是顶进施工中的关键，顶管可分为大刀盘土压平衡法、泥水平衡法、水冲吸法和气压平衡法等多种施工工艺，都是由顶管工具管(机头)的功能分类而定的，应根据机头穿圈1工作井内设罾布置示薏图越的土层性质和地下水情况等因素来选择合适的顶管机头。由于本顶管段将穿越的土

5、层为素填土、杂填土、吹填砂等复杂土层，根据各种施工工艺的特点，选择较为经济且排障能力较强的敞开式土压平衡机头，该机头外径1500ram，配4台项力500kN、行程100mm的纠偏油缸。3，3顶进施工3．3．1顶管出洞当井内、外的准备工作完成后，可将机头吊放到导轨上，调整好方向，开始顶管出洞。工作井前壁预留有机头及管道出洞的洞口，为防止井外水和土从预留洞口与机头外壁之问的缝隙流入工作井，预留孔洞与管道之间设置密封装置，该装置是在井壁预留孔的位置，制作一个钢结构的内套环，在套环内圈设橡胶止水板，套环安装在预留孔和管节之间，外

6、围焊接在孔的预埋钢板上，内圈橡胶紧贴管节。洞口密封结构如图2。图2工作并洞口密封结构示意图当机头前端进入洞口密封圈后，即可破墙出洞。工作井预留洞口采用砖砌体临时封堵，在顶进前用风镐凿除内层一部分封堵墙体，然后依靠机头的前端刃口破除外层墙体切入土体，当工具管顶入土体后，其尾部留约300mm长搁在导轨上，缩回千斤顶活塞杆，卸去替顶和分压环，安装管节，开始进行管道的顶进施工。3．3．2长距离顶管施工·35·施工技术瞿埘目蓑潦2013年2月在顶管施工中，当管道外壁摩擦力和机头前方土体的正面压力大于工作井内千斤顶推力时，就需要在管

7、内增设推力系统，并进行长距离顶管施工设计。一次性顶进长度经验公式为；N=(L×S×F+A)xK式中：N一工作井中千斤顶的推力，取2000kN×2：4000kN；S一外周长，S=1rD=3．14x1．5=4．71m；F一单位面积的摩擦力，当采用注彭润土减阻时可取F=lOkN／m：；A一顶管机头前端面积，A=叮TR2=1．766mhk-安全系数，取1．2。根据公式可计算出：L=(N÷K—A)÷(SxF)=70．73m，本工程DNl200顶管旌工在地层中一次性最多可顶进70m，由于整个顶管段全长630m，分6个顶管段，最长段为

8、150m，故需在中间设置中续间。3．3．3中续间的设置在长距离顶管施工中，中间增设的推力系统称为中续间。中续间主要由短行程千斤顶组、壳体和千斤顶紧固件、止水密封圈、承压法兰片，液压、电器和操纵系统几个部分组成。中续间的工作原理就是中续问千斤顶组在液压作用下，以其后管道为后支承点，将其前段管道向前推进30cm，然后主干