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《頂管施工工法及其掘進(jìn)機(jī)械》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、http://www.paper.edu.cn頂管施工工法及其掘進(jìn)機(jī)械1魏昌斗1杜常春21寧波市鎮(zhèn)海區(qū)鎮(zhèn)海新城管理委員會(huì)(315202)2浙江省工程勘察院(315010)email:zjawei@163.com摘要:本文對(duì)目前國(guó)內(nèi)市政工程施工中所遇到的各類頂管施工工法進(jìn)行了總結(jié)歸納分類,介紹了各類頂管施工工法的施工工藝及相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備;給出了各類頂管施工工法及相應(yīng)掘進(jìn)機(jī)械的適用土質(zhì)條件,并在推進(jìn)速度、耗電量、勞動(dòng)力和環(huán)境影響方面進(jìn)行了比較分析。關(guān)鍵字:頂管施工工法掘進(jìn)機(jī)械1頂管施工工法的優(yōu)點(diǎn)1.1在城區(qū)內(nèi)
2、進(jìn)行相關(guān)管道工程施工,如果地下水不是十分豐富且管道埋深較淺的情況下采用開(kāi)挖式敷設(shè)管道比較經(jīng)濟(jì)。但是也存在一些問(wèn)題,如施工噪音較大、容易阻礙交通、容易引起地面沉降等。1.2非開(kāi)挖頂管施工采用油壓驅(qū)動(dòng),施工時(shí)噪音遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于開(kāi)槽式敷設(shè)管道,幾乎沒(méi)有地面沉降的現(xiàn)象,對(duì)周圍的影響降低到最小程度。而且在較深的埋深情況下施工成本要小于開(kāi)槽式敷設(shè)管道。1.3在施工穿越中小型河流相關(guān)管道時(shí),如采用頂管施工,不僅不需要花巨資截?cái)嗪恿鳎沂┕に俣瓤?、不影響河流通行?.4頂管施工工法的優(yōu)點(diǎn)[2]:⑴無(wú)需隔斷交通;⑵噪音以及震動(dòng)
3、都很小;⑶可以在很深的地下敷設(shè)管道;⑷可以安全地穿越鐵路、城市道路、河流和地下管廊;⑸對(duì)施工周圍的影響很??;⑹可以穿越障礙物。2頂管施工工法分類根據(jù)頂管施工工法掘進(jìn)機(jī)的密閉條件,將目前國(guó)內(nèi)所采用的頂管施工工法劃分為開(kāi)放型施工工法和密封型施工工法兩大類。前者即為通常所說(shuō)的“土頂”,又叫刃口式推進(jìn)工法,后者分為泥水式推進(jìn)工法、土壓式推進(jìn)工法、泥濃式推進(jìn)工法三類],如圖2.1所示。3頂管施工常見(jiàn)土質(zhì)分類根據(jù)頂管施工特點(diǎn),將常見(jiàn)的土質(zhì)進(jìn)行如下分類:-10-http://www.paper.edu.cn開(kāi)放型刃口式
4、推進(jìn)工法頂管工法泥水式推進(jìn)工法土壓式推進(jìn)工法密封型泥濃式推進(jìn)工法圖2.1頂管施工工法分類3.1淤泥質(zhì)粘土此種軟土的形成是在較弱的海浪岸流及潮汐的水動(dòng)力作用下逐漸形成的。土的顏色多呈灰色或黑灰色,光潤(rùn)油滑且有腐爛植物的氣味,多呈軟塑或半流塑狀態(tài)。其天然含水量很大,一般都大于30%,飽和度一般大于90%,液限一般在35-60%之間,軟土的天然重度較小,約在15-18kN/m3之間,孔隙比都大于1,因此具有變形量大,強(qiáng)度低的特點(diǎn)。3.2砂性土由于曾受到海水或三角洲河水的沖擊,含有海水或河水所搬運(yùn)的以細(xì)砂及粉砂為
5、主的大量沉積物,其特點(diǎn)是粘粒含量較少,故稱之為砂性土。砂性土的土顆粒較一般的粘土大,一般在20μm以上,土顆粒之間的凝聚力較小,呈單粒結(jié)構(gòu),孔隙比較大,很容易在水動(dòng)力的作用下產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。3.3黃土凡以風(fēng)力搬運(yùn)沉積又沒(méi)有經(jīng)過(guò)次生擾動(dòng)的、無(wú)層理的黃色粉質(zhì)、含碳酸鹽類并具有肉眼可見(jiàn)的、大孔的土狀沉積物為黃土(原生黃土);其它成因的、黃色的、又常具有層理和夾有砂、礫石層的土狀沉積物稱之為黃土狀土(生黃土)。本文把原生黃土和次生黃土統(tǒng)稱為黃土。3.4強(qiáng)風(fēng)化巖強(qiáng)風(fēng)化巖是指風(fēng)化很強(qiáng)的巖石,巖石原有的組織結(jié)構(gòu)已大部分破
6、壞,礦物成分已顯著變化,含有大量粘土礦物。風(fēng)化裂隙很發(fā)育,巖體被切割成碎塊,干時(shí)可用手折斷或捏碎,浸水或干濕交替時(shí)可較迅速地軟化或崩解,用鎬或鍬可挖掘,干鉆可鉆進(jìn)。-10-http://www.paper.edu.cn3.5微風(fēng)化及中風(fēng)化巖(巖石)微風(fēng)化巖是指巖質(zhì)新鮮,表面稍有風(fēng)化跡象的巖石,硬度很高的巖石。在此地層中頂進(jìn)較困難,而且一般頂進(jìn)距離超過(guò)100米時(shí)需要更換刀頭。中風(fēng)化巖較軟,其組織結(jié)構(gòu)部分破壞,礦物成分發(fā)生變化,用鎬難挖掘。4頂管施工工法簡(jiǎn)介4.1刃口式推進(jìn)工法刃口式推進(jìn)工法施工工藝示意如圖4
7、.1.1和圖4.1.2。刃口式推進(jìn)工法的掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,其刃口部分(即機(jī)頭)加工簡(jiǎn)便,可以根據(jù)土質(zhì)條件加工成全敞開(kāi)式、半敞開(kāi)式或活瓣式,一般稱之為敞開(kāi)式掘進(jìn)機(jī)。刃口式推進(jìn)工法可適用于軟土地層中、地下水位以上黃土地層中、地下水位以上強(qiáng)風(fēng)巖地層中。刃口式推進(jìn)工法的特點(diǎn)是施工成本低,在頂進(jìn)過(guò)程中如遇前方障礙物可立即采用人工方式排除;其缺點(diǎn)是頂進(jìn)管徑應(yīng)大于Φ800mm,否則不便于人員進(jìn)出;頂進(jìn)距離不宜過(guò)長(zhǎng),一般對(duì)于Φ800mm頂管、其頂進(jìn)距離不宜超過(guò)150m,管徑較大時(shí)可圖4.1.1刃口式推進(jìn)工法施工工藝示意圖
8、a.頂進(jìn)面狀況b.管內(nèi)掘進(jìn)狀況c.井內(nèi)出土狀況d.井上門吊出土-10-http://www.paper.edu.cn圖4.1.2刃口式推進(jìn)工法施工現(xiàn)場(chǎng)典型照片[1]適當(dāng)延長(zhǎng)頂進(jìn)距離;同時(shí)在管內(nèi)應(yīng)設(shè)置照明、通風(fēng)和通訊設(shè)備;由于是采用敞開(kāi)式或半敞開(kāi)式取土,頂進(jìn)完成后地表均有沉降現(xiàn)象,不適用于已建成的建筑物區(qū)域,一般在類似于農(nóng)田對(duì)地面沉降要求不嚴(yán)格的情況下或隨新建市政道路工程同時(shí)施工的情況下采用。此種機(jī)型的缺點(diǎn)是頂速慢、遇到流砂層時(shí)