人工掘進(jìn)式頂管施工技術(shù)(齊玉剛 劉勇)

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1、人工掘進(jìn)式頂管施工技術(shù)(齊玉剛劉勇)  摘要:頂管施工是一種新近發(fā)展起來(lái)的,不需要開(kāi)挖地面就能夠穿越地面建筑物、地下構(gòu)筑物和地下管線的地下施工技術(shù)。潮州供水樞紐減壓井間集水管工程正是采用了頂管施工技術(shù),有效的穿越了地下各種管線,大大減小了管道施工對(duì)周邊環(huán)境的影響,效果良好。頂管施工采用人工掘進(jìn)頂管,即先開(kāi)挖工作坑,再按照設(shè)計(jì)管線的位置和坡度,在工作坑底修筑基礎(chǔ)、設(shè)置導(dǎo)軌,把管子安放在導(dǎo)軌上頂進(jìn)。簡(jiǎn)要介紹人工掘進(jìn)式頂管施工工藝。   關(guān)鍵詞:頂管施工;地下管線;人工掘進(jìn);潮州供水樞紐工程 中圖分類(lèi)號(hào):TV554文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

2、:A 1工程概況   潮州供水樞紐工程位于廣東省潮州市境內(nèi)的韓江干流,壩址緊靠潮州市城區(qū)。減壓井間集水管主要布設(shè)在城堤后的防汛公路、古樹(shù)廟巷和南堤后的南春路上。集水管管徑為1000~1200mm,每段井間管長(zhǎng)約25m。   該地段道路狹窄,兩側(cè)受城墻和多層民宅制約,地下管線復(fù)雜。施工部位地質(zhì)主要為人工填筑土,成分復(fù)雜,包括粘性土、沙土和雜填土等,厚約2~4m,填土下面為砂性黏土,砂層透水性好。 2頂管施工方法   頂管施工采用人工掘進(jìn)頂管,即先開(kāi)挖工作坑,再按照設(shè)計(jì)管線的位置和坡度,在工作坑底修筑基礎(chǔ)、設(shè)置導(dǎo)軌,把管子

3、安放在導(dǎo)軌上頂進(jìn)。頂進(jìn)前,先在管前端人工開(kāi)挖坑道,然后用千斤頂將管頂入。一節(jié)管頂完,再連接一節(jié)管繼續(xù)頂進(jìn)。千斤頂支撐于后背,后背支撐于人工后背墻上。 2.1施工程序 頂管工藝流程見(jiàn)圖1。 2.2工作坑及其布置   工作坑開(kāi)挖作業(yè)深度根據(jù)穿越處管道設(shè)計(jì)標(biāo)高確定。人工配合單斗挖掘機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖,每開(kāi)挖2.0m深度后,采用板樁支護(hù),直至開(kāi)挖到設(shè)計(jì)管道高程下0.4m深度,基坑邊緣挖集水坑抽除積水。工作坑由基礎(chǔ)、導(dǎo)軌和后背墻組成。   工作坑基礎(chǔ)。工作坑基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)。基礎(chǔ)寬不小于管外徑,按有關(guān)公式計(jì)算為3.8m。   長(zhǎng)度

4、為1.2~1.3倍單節(jié)管長(zhǎng),按有關(guān)公式計(jì)算為5.0m。   基礎(chǔ)厚度為30cmC10混凝土,在其上鋪設(shè)導(dǎo)軌。   導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的作用是引導(dǎo)混凝土管按設(shè)計(jì)的中心線和坡度頂入土中,保證管在將要頂入土中前的位置正確。施工中導(dǎo)軌采用槽鋼鋪設(shè)。   鋪設(shè)導(dǎo)軌應(yīng)注意滿足以下要求:①兩導(dǎo)軌應(yīng)順直、平行、等高,其縱坡應(yīng)與管道設(shè)計(jì)坡度一致。②導(dǎo)軌安裝允許偏差軸線位置3mm,頂面高程0~+3mm,兩軌內(nèi)距±2mm。③安裝后的導(dǎo)軌應(yīng)牢固,不得在使用中產(chǎn)生位移,并應(yīng)經(jīng)常校核。   后背墻。后背墻與后背是千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu),施工中采用混凝土現(xiàn)澆后背

5、墻。其許可頂力不小于1.5倍的最大頂力。后背采用20mm厚鋼板來(lái)均勻分布?jí)毫Α?2.3頂鐵與千斤頂   頂鐵是頂進(jìn)管道時(shí),千斤頂與管道之間臨時(shí)設(shè)置的傳力構(gòu)件。   頂鐵安裝和使用時(shí)應(yīng)符合下列要求:①頂鐵與軌道之間、頂鐵與管道之間的接觸面應(yīng)保持干凈,如有泥土或油污等,應(yīng)擦拭干凈,防止接觸不良,相互滑動(dòng)。②必須使千斤頂軸線、頂鐵軸線和管道軸線相互平行。③更換頂鐵時(shí),應(yīng)先使用長(zhǎng)度大的頂鐵;頂鐵拼裝后應(yīng)鎖定;使用頂鐵必須注意安全,加強(qiáng)防護(hù)。④頂鐵與管口之間采用三合板作為緩沖材料,使頂力均勻的分部在管端,避免應(yīng)力集中對(duì)管端的損傷

6、。   千斤頂?shù)陌惭b應(yīng)符合下列要求:①千斤頂宜固定在支架上,并與管道中心的垂線對(duì)稱(chēng),其合力的作用點(diǎn)應(yīng)在管道中心的垂直線上;②千斤頂?shù)挠吐凡捎貌⒙?lián),每臺(tái)千斤頂有進(jìn)油、退油的控制系統(tǒng)。 2.4管道頂進(jìn)   用起吊設(shè)備將管節(jié)輕放在軌道上,測(cè)量中線與前后兩端高程,管節(jié)端面垂直頂管中軸線,第1節(jié)管節(jié)前安裝工具管,主要用于管道糾偏。人工在工具管前端掘土,清出的土方用小車(chē)配以卷?yè)P(yáng)機(jī)外運(yùn)出工作坑。待工具管前形成略大于工具管外徑的圓形空間后,啟動(dòng)頂液壓油缸,慢慢向前推進(jìn)。在液壓油缸達(dá)到行程后,退頂加入頂鐵繼續(xù)頂入。待首節(jié)管節(jié)頂入后,液壓

7、油缸退回到起始位置,將第2管節(jié)與首節(jié)相連,人工繼續(xù)掘土,如此循序漸進(jìn),在頂管過(guò)程中輔以糾偏、糾扭措施,直至頂入到設(shè)計(jì)位置,完成頂管作業(yè)。 2.5頂管糾偏   管道在頂進(jìn)過(guò)程中,由于迎面阻力、管壁磨擦力分布不均和千斤頂頂力的微小偏心等都可能導(dǎo)致工具管前進(jìn)的方向偏移或旋轉(zhuǎn)。為保證管道的施工質(zhì)量,必須及時(shí)糾正,才能避免施工偏差超過(guò)允許值。頂進(jìn)過(guò)程中要“勤頂、勤挖、勤測(cè)、勤糾”。 糾偏采用挖土校正法和頂木校正法。   挖土校正法。在管子偏向設(shè)計(jì)中心線的一側(cè)適當(dāng)超挖,以使迎面阻力減小,而在相對(duì)一側(cè)不超挖或留坎,使迎面阻力加大,形

8、成力偶,讓首節(jié)管子調(diào)向,逐漸回到設(shè)計(jì)位置。高程檢查結(jié)果如發(fā)現(xiàn)管子“低頭”時(shí),則在管頂處向上多挖土,管底處略挖出向上的斜坡;若管子頂進(jìn)過(guò)程中發(fā)生“抬頭”時(shí),則在管前下部稍多挖土,管頂少挖土,再進(jìn)行頂進(jìn)即得以校正。此法適用于當(dāng)偏差在10~30mm范圍內(nèi)時(shí)校正。   頂木校正法。當(dāng)偏差大于30mm或利用挖土校正法無(wú)效時(shí),用1根圓木,一端

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