长距离顶管施工过程中的关键控制技术研究
长距离顶管施工过程中的关键控制技术研究摘要:顶管施工具有交通干扰少、震动噪音小、对周边环境影响小等特点,因此在市政管线工程中得到了广泛应用。本文首先介绍了顶管工程的特点和适用范围,进而探讨了长距离顶管施工中易出现的技术问题,最后结合某污水截流工程的工程实践,提出了一些顶管施工中的控制方法,其研究成果可为类似工程提供了参考依据。
关键词:市政工程顶管法施工控制关键技术
1 顶管施工的特点及其适用范围
顶管施工技术具有几大方面的优点:施工面由线缩成点,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和震动低,城市中施工对居民生活环境干扰小,不影响现有管线及构筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量,降低工程造价。其主要缺点是施工技术难度较高,需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。
2 长距离顶管施工中容易出现的问题
长距离顶管的施工中,受管径大小、顶进机械、施工技术条件和环境因素等多方面的影响和限制,容易出现一些问题,因此对其施工过程中的控制技术必须引起足够的重视。
2.1 顶力不足
谈手掘式顶管施工关键技术
谈手掘式顶管施工关键技术 发表时间：2018-12-17T11:30:56.840Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：王亮1 王强2 [导读] 摘要：手掘式作为顶管施工的一种方法，具有易掌握、好控制、成本低的特点，应用较为广泛。 1中国葛洲坝集团第三工程有限公司湖北宜昌 4430022黑龙江省水利水电勘测设计研究院黑龙江哈尔滨 150080摘要：手掘式作为顶管施工的一种方法，具有易掌握、好控制、成本低的特点，应用较为广泛。本文详细阐述了手掘式顶管施工的洞门止水、管线测量以及触变泥浆减阻等关键技术的内容，供同类施工参考。 关键词：手掘式顶管；施工；关键技术 1 手掘式顶管（人工土顶法）施工概述 手掘式顶管施工的工具管是一种刃口敞口式工具管，进泥口大小根据土质情况确定，如遇顶含石块土层、强度较高的干土，基本上采用全敞口方式，用人工掘进先挖后顶、人工运土的施工方法，这种施工方法主要适用于无地下水并对地面沉降无严格要求的含石块土层、砂石土等，但不适用于含水量较高的土质。 工具管前端设计为斜面，其倾斜角度为70 o（见图），保证土体自身稳定性，有效地防止前方土体自身滑移。 工具管设计安装了注浆系统，可对管顶土方进行加固，防止塌方，减少后继顶力，且工具管比管材周边外径各大1.5cm以形成注触变泥浆需要的空隙。管前保证足够的插入力切土顶进。 1.1 手掘式顶管（人工土顶法）施工的工作原理 在一般正常的湿土，当工具管在顶力的作用下向前推进时，工具管正面的土体向压力较低的方向流动，从进泥口进入工具管，如遇强度较高的土质，必须先挖后顶，减少工具管正面阻力。要实现上述过程，需要具备以下条件： （1）要有足够的覆盖层，工具管正面土体的最大被动土压力要大于土体挤入工具管的阻力，否则地面会隆起。 （2）工具管进泥口大小，要根据土质情况调整，否则工具管正面土体会自动流入工具管内或不会流入工具管内（先挖后顶）。造成地面变形。 1.2 顶进速度控制 顶进速度的控制过程中，应注意以下几点： （1）主顶启动时，必须检查千斤顶是否靠足，开始顶进和结束顶进之前速度不宜过快。每节顶进开始时，应逐步提高顶进速度，防止启动速度过大。 （2）在先挖后顶施工过程中，千斤顶行程必须严格控制在设定范围内，防止靠背及设备吃力过猛。 （3）顶进速度的快慢必须满足每节润滑泥浆注浆量的要求，保证润滑泥浆系统始终处于良好工作状态。 根据实际施工经验，正常顶进条件下（干黄土），顶进速度应设定为1～1.5cm/min；如正面遇到障碍物或地基加固土，顶进速度应低于1cm/min。 2 顶管配套设备选型 主顶进系统由油缸组、顶进环及液压泵站等组成，其主要功能是完成管节顶进，是顶管设备系统的主要组成部份。 （1）油缸组 由4只油缸分两列左右对称布置，每列各2只油缸叠积而成，并用可分式结构的支座固定，用联接梁连成一体。其最大推力根据顶力计算配置。 （2）液压泵站 由油泵和电机组成。通过调速阀可改变油泵的流量，据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速。以满足开挖面土压平衡的条件，从而起到控制地面沉降的作用。 （3）后靠背 管节顶进时油缸的反力，通过后靠均匀地传递到工作井井壁上，避免井壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏。后靠制作时，应与顶进轴线保持垂直。 （4）导轨 导轨安装时，应复核轨道的中心位置，两根导轨必须相互平行、等高，导轨面的中心标高应比设计管底标高适当抛高（一般为0.5～1cm）。平面布置图如下：
顶管法施工技术
顶管 法施工 １、技术简介 顶管施工就是非开挖施工方法,是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力,克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中,并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。 非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。 非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语,它涉及的是利用少开挖,即工作井与接收井要开挖，以及不开挖,即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换，顶管直径ＤN800—４５00。通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工作井内的管子可在地下穿行１500米以上，并且还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。 它的技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。特别适用于大中型管径的非开挖铺设。具有经济、高效,保护环境的综合功能。这种技术的优点是:不开挖地面；不拆迁,不破坏地面建筑物；不影响交通;不破坏环境；施工不受气候和环境的影响;不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，综合造价低。 该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天燃气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。采用该技术施工，能节约一大笔征地拆迁费用、减少对环境污染和道路的堵塞,具有显著的经济效益和社会效益。 2、技术原理 顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层,并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力,把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时,也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间,以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。 ３、现状分析 经过多年的发展，顶管技术在我国已得到大量地实际工程应用，且保持着高速的增长势头,无论在技术上、顶管设备还是施工工艺上取得了很大的进步,在某些方
长距离顶管施工主要技术措施
长距离顶管施工主要技术措施 一、工程概况 2000mm排海管道工程是嘉兴市污水处理工程的一个重要组成部分。正常排放管总长2060m，管道内径2000mm，从高位井向大堤外顶进，埋深9.30～21.81m，出洞口管内底标高为-20.23m，前1747.5m为下坡（-2.5）顶进，最后302.5m为平坡顶进，终点管内底标高为-24.60m.顶进施工采用F-B型钢承口式钢筋混凝土管、楔形橡胶圈接口、多层胶合板衬垫。 二、地质资料 顶进轴线上方覆土为粉土层；淤泥质粉质粘土，局部夹少量薄层粉土；粉质粘土。地质剖面见图1。 三、工具管选型 正常排放管在出洞后的150～200m范围内是④层砂质粉土夹粉砂，然后穿过④a层粉质粘土、⑤层淤泥质粉质粘土～淤泥质粘土。经多方论证，最终决定采用大刀盘泥水平衡式工具管。 四、主要技术措施 1.减阻泥浆 顶进施工中，减阻泥浆的应用是减小顶进阻力的重要措施。顶进时，通过工具管及混凝土管节上预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。
为了保证压浆的效果，在工具管尾部环向均匀地布置了4只压浆孔，顶进时及时进行压浆。工具管后面的3节混凝土管节上都有压浆孔，以后每隔2节设置1节有压浆孔的管节。混凝土管节上的压浆孔有4只，呈90环向交叉布置。压浆总管用50mm白铁管，除工具管及随后的3节混凝土管节外，压浆总管上每隔6m装1只三通，再用压浆软管接至压浆孔处。 顶进时，工具管尾部的压浆要及时，确保形成完整、有效的泥浆套。混凝土管节上的压浆孔供补压浆用，补压浆的次数及压浆量需根据施工时的具体情况而确定。由于顶进距离长，一次压浆无法到位，需要接力输送，因此在管道内共设置5只压浆接力站，平均每隔300m左右设1站。压浆接力站的作用有两个，一是运输作用；二是承担至前面压浆接力站管道部分的补压浆。 减阻泥浆的性能要稳定，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结，既要有良好的流动性，又要有一定的稠度。顶进施工前要做泥浆配合比试验，找出适合于施工的最佳泥浆配合比。表1是本工程所采用的减阻泥浆控制参数，表2是减阻泥浆的配合比。 表1减阻泥浆的控制参数 表2减阻泥浆配合比（kg/m3） 拌制减阻泥浆要严格按操作规程进行，催化剂、化学添加剂等要搅拌均匀，使之均匀地化开，膨润土加入后要充分搅拌，使其充分水化。泥浆拌好后，应放置一定的时间才能使用。通过储浆池处的压浆泵将泥浆压
关于管道中顶管施工关键技术分析与研究
关于管道中顶管施工关键技术分析与研究 本文主要对顶管施工各关键技术进行分析,阐述了工作坑、顶进方式、进出洞口等方面的技术问题，本文提出了自己的观点，可供同行参考。 标签管道施工；顶管施工；出洞技术；顶进方式 前言 顶进方式的正确选择,是影响工程的成败的关键环节。采用何种顶进工艺,应结合工程概况、地质条件、地下水位、顶管的管径和埋深、地下阻碍物等情况。从技术、经济、安全的角度进行比较分析。工作坑的选取是获得较高经济效益的重要方面,选取是尽量结合拟建主体工程考虑利用永久性设施外,还要根据工程特点确定工作坑的形状、结构和选址等。 一、工作坑的选取和设置问题分析 顶管施工虽不需要开挖地碰,但在工作坑和接收坑处必须开挖。为了获得较高的经济效益,除了尽量利用永久性设施,结合将来的主体工程考虑外,还要根据工程特点合理确定工作坑的形状、结构类型和选址等。工作坑按其形状来分有矩形的、圆形的及多边形几种,其中矩形工作坑是顶管施工时最为常见的一种形式,在直线或两段交角接近1800的折线顶管中,多采用此形式,矩形工作坑布置后背方便,坑内空间能充分利用,覆土深浅都可利用。若在两段交角较小或在一个工作坑内分别向几个不同方向顶进时,则往往采用圆形工作坑,圆形工作坑为深工作坑,占地面积小,但需另筑后背,多采用沉并法施工,沉井材料为钢筋混凝土。多边形的使用基本上和圆形工作坑相似。工作坑按其结构可分为钢筋混凝土坑、钢板桩坑、地下连续墙坑等。其中钢筋混凝土坑是工作坑设计时优先考虑的一种结构类型,施工方法简单,造价较低、作业强度小。钢板桩坑施工成本低、构筑比较容易且旌工速度快,施工时用的较为普遍。当所顶管子管径很大且埋设的很深时,多采用地下连续墙坑。 二、管道顶进方式的选择问题分析 顶管顶进方式选择的正确与否,会直接影响工程的成败。那么,采用何种工艺,应视具体情况就技术可行、经济、安全的角度进行分析比较,因地制宜才能充分显示其独特的优越性,选择原则如下所述。首先,详细了解工程概况,地质条件,地下水位,顶管的管径,埋深,附近地上或地下建筑物、构筑物和各种设旌,附近管线的埋设,地下阻碍物情况等。其次,从技术的角度考虑:对于口径小的顶管,因人无法进入管内施工,通常都采用泥水顶迸。在顶进长度较短,管径小的金属管时,宜采用一次顶进的挤密土层顶管法。对于埋深较大的管段,可以从有无地下水及所处土层的特性来考虑,若地下水位较低,土层较稳定,可选用手掘式顶管,但对于地下水位高、变化大及土质较松软的地段,宜采用掘进法施工。对于地下杂物、石子较多即障碍物较多的情况,应选用具有除障功能的机械式掘进机或采用手掘式顶管。在粘性或砂性土层,且无地下水影响时,宜用手掘式或机械挖掘式顶管,在粘性土层中必须控制地面隆陷时,宣用土压平衡顶管法。当土质为砂砾土时可采用具有支撑功能的工具管或注浆加固土层的措施。在粉砂土层中且需控制地面隆陷时,宜采用加泥式土压平衡或泥水平衡顶管法。最后,还应考虑安全因素,一般所选顶管方式要能处理未预见到的情况(如石块等),避免出现顶不进退不出的局面。施工工艺的选择在整个顶管阶段是尤为重要的,在顶管施工前宜按以上方法确定施工工艺的合理组合。
顶管施工技术方案
1、编制依据： （一）、中国市政工程西北设计研究院有限公司《昌吉州东三县天然气输气管道工程阜康至吉木萨尔段高压管线工程》施工图设计； （二）、业主、路政管理部门及我施工方对施工现场的实际勘察； （三）、技术标准及规范： ①《公路工程技术标准》（JTG BO1-2003） ②《公路桥涵施工技术规范》（JTG /T F50-2011） ③《顶管工程施工规程》（DG /TJ08-2049-2008） ④《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246：2008） ⑤《顶管施工技术及验收规范》(试行)中国非开挖技术协会行业标准 ⑥《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》（JC /T640-2010) 2.1概要: 依据中国市政工程西北设计研究院有限公司《昌吉州东三县天然气输气管道工程阜康至吉木萨尔段高压管线工程》施工图设计,该项目为昌吉州彩乌线3号阀井至东三县燃气高压输气管道，主管道长度约220KM，支线长度约10KM，管道采用L415级钢，主线管径定高DN300，支线管径定为DN200，压力为6.3MPa。 依设计显示，新建DN300主管线在G216线K522+900处与公路交越，设计采用顶管穿越方式从公路下方穿越。套管选用D800×80×2000钢筋混凝土顶进式排水管。穿越长度为32米。 第①层低液限粉土：厚度4.20m，土黄色，稍湿，稍密状态，局部夹砂透镜体，天然密度1.49 g/cm3，天然含水率5.8%，液限22.7%，塑限16.1%，粘聚力16.1kPa，内摩擦角19.5o，压缩系数 0.26MPa-1，压缩模量7.5MPa，具中等压缩性，修正后标准贯入试验击数7击，承载力130kPa。 第②层低液限粘土：埋深9.60m，最大揭露厚度8.90m，局部夹薄层细砂，未揭穿；土黄色，稍湿，硬塑状态，液限22.6%，塑限11.2%，修正后标准贯入试验击数7击，承载力140kPa。 在勘察深度内未揭露地下水位。
长距离顶管施工中继间的分布(标准版)
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 长距离顶管施工中继间的分布 (标准版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
长距离顶管施工中继间的分布(标准版) 1中继间的顶力 为了留有足够的顶力储备，当顶进的过程中顶力达到中继间顶力的50%时就需要下中继间。 中继间油缸的活塞杆直径d=140mm,中继间压力等级为Pmax＝31.5MPa。 中继间顶力 F中＝n×Pmax×A（1） =24×31.5×106×π×(0.14/2)2 =11632kN 2顶力计算 在普通泥水平衡顶管施工中，顶力计算： F=Fo+πBcτaL（2）
式中：F——总顶力（kN）； Fo——初始顶力（kN）； Bc——管外径（m）； τa——管子与土之间的剪切摩阻力（kPa）; L——推进长度（m） 初始顶力 Fo＝（Pe+Pw+ΔP）πBc2/4（3） 式中：Pe——挖掘面前土压力（根据土质情况计算，现阶段管道的埋深一般不会超过20m，考虑排泥不畅等原因，取Pe＝200kPa）； Pw——地下水的压力（kPa）； ΔP——附加压力（一般为20kPa）； （4） 式中：——管与土之间的粘着力（kPa）； ——管与土的摩擦系数（） （5） 式中：W——每米管子的重力（kN/m）；
顶管法施工技术
编号：SM-ZD-86571 顶管法施工技术 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
顶管法施工技术 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 顶管施工即在地表不挖下槽沟，以液压为动力将钢管（含多节钢管）或混凝土管从A点顶至B点的施工工艺，我公司经多次工程实践，形成该施工技术。 工艺特点及适用范围 1、路下顶管，路上畅通； 2、建筑物下顶管，不影响建筑物使用功能； 3、缩短管道铺设周期，降低工程造价显著； 4、设备单一，操作简便； 5、本工艺所用管道的管节必须是国家定点厂家生产的合格产品； 6、适用于铁路、公路及不易或不宜开挖沟槽的地下管道施工。 工艺原理及工艺流程 明铺管道改为以机械为动力在地表下使管道从A点转
移至B点。 施工准备——测量高程及轴线——挖顶管工作坑——铺顶管导轨——设置顶进后背——安装顶进设备及吊放管节——挖土顶进——测量及纠偏——再次挖土（管中土）顶进——测量循环作业直致完成。 主要机械设备：吊装设备、高压油泵、大吨位千斤顶、后背桩及后背梁、导轨及出土工具、经纬仪、水平仪。机具功能及数量根据被顶进管节的直径长度及重量而定。 施工要点 1、顶管工作坑开挖要依照施工方案及具体环境进行，坑的长宽要视土质，被顶管节的直径、长度，机具设备，下管及出土方法而定。工作坑除安装顶管的机具设备后背、导轨、顶进管节以外，还要有利于向坑外出土和作业人员的操作。一般要求，工作坑上口前缘距路缘≥2m，安放管节后每侧要有1m的工作面，管节后侧与千斤顶之间要有利于出土的空间，在有水的环境中要设置水坑及排水设施，工作坑壁的放坡系数根据土质情况应符合要求，坑底要夯实。 2、导轨由四根钢轨和若干枕木组成，枕木置在工作坑底
市政给排水施工中的长距离顶管施工技术
市政给排水施工中的长距离顶管施工技术 市政给排水工程是城市基础工程建设的重点工程之一，因此要想推动城市化建设的快速发展就需要多关注给排水工程的建设，对施工技术进行升级，充分解决传统施工中存在的问题。目前市政给排水工程中最常用的施工技术是长距离顶管施工技术，该技术的使用需要结合施工现场的具体情况，通过对具体问题的具体分析选出最佳的施工策略。因此本文将就该项技术进行深入探究，对其进行详细分析，仔细介绍其施工工序，探讨出能够有效发挥其效果的施工方案。 标签：市政给排水；长距离顶管施工；应用 目前城市给排水工程的建设相对于其他技术工程的建设较为复杂，因此将长距离顶管施工技术使用在市政给排水工程中，在降低工程制作成本的同时为城市发展做出了卓越的贡献。该技术已经成为重点技术，采用该项技术能够减少开挖地面的成本，降低作业的危险性，保障成本的同时顺利达成铺设管道的目标，使城市的交通不再因工程建设而堵塞，影响居民的日常生活。因此专业人员需要对长距离顶管施工技术的前期准备施工方法以及施工工序有详尽的了解，充分掌握使用方法，推动给排水工程建设的发展。 一、应用分析 （一）前期准备 由于长距离顶管施工技术的使用方法比较复杂，在任何一个环节上出现失误都会造成整个工程的工程质量不佳以及经济成本的浪费，因此在施工开始之前需要展开较长一段时间的准备。 1.设计准备 在施工方案设计过程中需要对市政给排水工程的整体路线详细掌握，这就需要设计人员对现场进行仔细地勘察，了解工程所处的自然环境以及实际的情况，还有需要提前了解在工程开展过程中可能出现的干扰因素，展开详尽的调查以后再根据实际情况设计施工方案，保证人员安全以及工程的顺利开展。 2.现场准备 现场准备需要对现场所需器械的状态进行检查，落实现场的安全管理措施以及施工材料的检查。结束以后现场还需要对各项电路之间的连接进行核查，预防电路缠绕引起的安全事故发生。除此之外现场的监工人员需要掌握现场施工的具体步骤，在适当地时机引导现场工作人员的工作，保证工作进度，确保工程展开井然有序。 （二）施工方法：
顶管施工关键技术
1.工程概况 百色市新兴路位于老城区，交通繁忙，地下管线复杂。新兴路改造工程}126fl0双排排水涵位于K} + 5}i3---lC1 + 328路段，总长约88o m;最大埋深12 m,最小埋深8 m;该涵采用并排布置的两条DN}soo}级钢承口钢筋混凝土管，两条涵管中心距离为5. 72 m,管外壁间距为} m;管内径2.}rri，管壁厚Q, 2fi m，管底纵坡1. 02 0/o;按照设计图纸分4个顶程，平均每段顶进长度约22} me管道沿线地下水丰富、地层主要为淤泥质粉质粘土、沙质粉土、细 砂、卵石、砂岩和泥岩等。 2.施工工艺流程 合理、先进的施工工艺是保证施工质量的前提条件。泥水平衡式顶管施工工艺流程如图1所示。图生顶管施工工艺流程图 3.顶力的确定与调控 顶力是整个顶管施工的重要技术参数。 影响顶力大小的因素有顶进工具管迎面的阻力和摩阻力。由于受项进管沿线土质不均匀且随机变化，管道埋深、管径大小，以及管道与土体之间的接触力等因素影响，精准的确定项力是无法做到的。根据国内外的文献，按理论公式计算得到的项力因公式引入很多假定且未考虑设置触变泥浆润滑等影响而使计算顶力值偏大，且按经验公式计算得到的顶力因公式是根据实际工程一些测试资料得到的而具有很大的局限性。在新兴路排水涵顶管施工中，我们在充分了解管道沿线土质、管道埋深、管径等因素的基础上，采用修正后的顶力
计算公式来计算并调控项力，特别是在工程施工后期，我们直接根据实测顶力资料，采用分段函数数值模拟的顶力计算经验公式来确定并调控顶力，使顶管施工得以顺利进行。 修正后的项力计算公式: 尸霖力D} 粤(1+K2) Z ，，，.众 月个-下尸 L 一县。。(:十xo+ J W门_._ 丁汁}L+Pa (1) Y}z厂1。 ~二，了_二』D, t，. 其中:八一y(H}号厂、一sirs)’7t 式中:P—计算的总顶力(kIV) ; 厂—顶进时，管道表面与其周围土层 间的摩擦系数; y—管道所处土层的天然容重(}I
顶管法施工
第一节顶管法施工 （一）概述 顶管施工是继盾构施工之后发展起来的一种土层地下工程施工方法，主要用于地下进水管、排水管、煤气管、电讯电缆管的施工。它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，是一种非开挖的敷设地下管道的施工方法。 地下管线的非开挖施工法主要内容包括：地下管线的铺设、更换和修复。 1、顶管施工的基本原理 先在工作坑内设置支座和安装液压千斤顶，借助主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内吊起，与此同时，紧随工具管或掘进机后面，将预制的管段顶入地层。 边顶进， 边开挖地层， 边将管段接长的管道埋设方法。 施工时，先制作顶管工作井及接收井，作为一段顶管的起点和终点，工作井中有一面或两面井壁设有预留孔，作为顶管出口，其对面井壁是承压壁，承压壁前侧安装有顶管的千斤顶和承压垫板（即钢后靠），千斤顶将工具管顶出工作井预留孔，而后以工具管为先导，逐节将预制管节按设计轴线顶入土层中，直至工具管后第一节管节进入接收井预留孔，施工完成一段管道。为进行较长距离的顶管施工，可在管道中间
设置一至几个中继间作为接力顶进，并在管道外周压注润滑泥浆。顶管施工可用于直线管道，也可用于曲线等管道。 1-预制的混凝土管；2-运输车；3-扶梯；4-主顶油泵；5-行车；6-安全护栏；7-润滑注浆系统；8-操纵房；9-配电系统；10-操纵系统；11-后座；12-测量系统；13-主顶油缸；14-导轨；15-弧形顶铁；16-环形顶铁；17-已顶入的混凝土管；18- 运土车；19-机头 2、顶管施工的分类 <1>按所顶进的管子口径大小分：大口径、中口径、小口径和微型顶管四种。大口径多指Ф2m以上的顶管，人可以在其中直立行走。中口径顶管的管径多为1.2～1.8m，人在其中需弯腰行走，大多数顶管为中口径顶管。小口径顶管直径为500～1000mm，人只能在其中爬行，有时甚至爬行都比较困难。微型顶管的直径通常在400mm以下，最小的只有75mm。 <2>按一次顶进的长度（指顶进工作坑和接收工作坑之间的距离）分：普通距离
顶管法施工技术
顶管法施工 1、技术简介 顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。 非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。 非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语，它涉及的是利用少开挖，即工作井与接收井要开挖，以及不开挖，即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换，顶管直径DN800—4500。通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工作井内的管子可在地下穿行1500 米以上，并且还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。 它的技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。特别适用于大中型管径的非开挖铺设。具有经济、高效，保护环境的综合功能。这种技术的优点是：不开挖地面；不拆迁，不破坏地面建筑物；不影响交通；不破坏环境；施工不受气候和环境的影响；不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，综合造价低。 该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天燃气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。采用该技术施工，能节约一大笔征地拆迁费用、减少对环境污染和道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。 2、技术原理 顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。 3、现状分析 经过多年的发展，顶管技术在我国已得到大量地实际工程应用，且保持着高速的增长势头，无论在技术上、顶管设备还是施工工艺上取得了很大的进步，在某些方面甚至达到了世界领先水平。 2001年上海隧道股份有限公司在江苏省常州完成了长2050m、直径2m的钢筋水泥管顶管工程，是目前已完成的我国最长的顶管工程。2001年8月?12月嘉兴市污水处理排海工程一次顶进2050m 超长距离钢筋混凝土顶管，由于选择了合理
(完整版)顶管施工技术参数计算
顶管施工技术参数计算 一、顶推力计算 （1）推力的理论计算： (CJ2~CJ3段) F=F1+F2 其中：F —总推力 Fl 一迎面阻力 F2—顶进阻力 F1＝π/4×D 2×P (D —管外径2.64m P —控制土压力) P ＝Ko ×γ×Ho 式中 Ko —静止土压力系数，一般取0.55 Ho —地面至掘进机中心的厚度，取最大值6.43m γ—土的湿重量，取1.9t/m 3 P ＝0.55×1.9×6.56＝6.8552t/m 2 F1=3.14/4×2.642×6.8552＝37.5t F2＝πD ×f ×L 式中f 一管外表面平均综合摩阻力，取0.85t/m 2 D —管外径2.64m L —顶距，取最大值204.53m F2＝3.14×2.64×0.85×204.53＝1441.15t 因此，总推力F=37.5+1441.53=1479.04t 。 （2）钢管顶管传力面允许的最大顶力按下式计算： F ds =φ1φ3φ4γQd f s A p 式中 F ds — 钢管管道允许顶力设计值（KN ） φ1—钢材受压强度折减系数，可取1.00 φ3—钢材脆性系数，可取1.00
φ4—钢管顶管稳定系数，可取0.36：当顶进长度＜300 m 时，穿越土层又均匀时，可取0.45,：本式取0.36 γQd —顶力分项系数，可取1.3 A p —管道的最小有效传力面积（mm 2 ）计算得181127=3.14*13222-3.14*13002 f s —钢材受压强度设计值（N/mm 2）235 N/mm 2 由上式可得钢管顶管传力面允许的最大顶力11787KN,约1202.75t 经计算得知总推力F=1479.04t ，大于钢管顶管传力面允许的最大顶力1202.75t ，顶管时只能用其80%，1202.75×80%=966.2t 。主顶使用四台400t 级油缸，在推进时，每台油缸的最大顶力不得超过962.2t/4=240.5t 。剩余顶力需要中继间来解决。顶进时，当顶力达到中继间设计推力的60%时，即需设置中继间，当顶力达到中继间设计推力的80%时，即需启动中继间，中继间设计推力f 0=1000t 。（20只50t 小千斤顶组成） 当估算总顶力大于管节允许顶力设计值或工作井允许顶力设计值时，应设置中继间。 （3）设计阶段中继间的数量按下式计算： n =πD 1ｆk (L+50)0.7×ｆ0 -1 式中 n —中继间数量（取整数） D 1—管外径2.644m ｆk —管外表面平均综合摩阻力，取0.85t/m 2 ｆ0—中继间设计允许顶力（KN ）1000t L —顶管长度 204.53m 由上式可得n=1.56,取整数为2个中继间 （4）中继间位置布置 1.第一个中继间布置在76.9m 以内
长距离顶管施工中继间的分布
仅供参考[整理] 安全管理文书 长距离顶管施工中继间的分布 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共6 页
长距离顶管施工中继间的分布 1中继间的顶力 为了留有足够的顶力储备，当顶进的过程中顶力达到中继间顶力的50%时就需要下中继间。 中继间油缸的活塞杆直径d=140mm,中继间压力等级为Pmax＝31.5MPa。 中继间顶力 F中＝n×Pmax×A（1） =24×31.5×106×π×(0.14/2)2 =11632kN 2顶力计算 在普通泥水平衡顶管施工中，顶力计算： F=Fo+πBcτaL（2） 式中：F——总顶力（kN）； Fo——初始顶力（kN）； Bc——管外径（m）； τa——管子与土之间的剪切摩阻力（kPa）; L——推进长度（m） 初始顶力 Fo＝（Pe+Pw+ΔP）πBc2/4（3） 式中：Pe——挖掘面前土压力（根据土质情况计算，现阶段管道的埋深一般不会超过20m，考虑排泥不畅等原因，取Pe＝200kPa）； Pw——地下水的压力（kPa）； ΔP——附加压力（一般为20kPa）； 第 2 页共 6 页
（4） 式中：——管与土之间的粘着力（kPa）； ——管与土的摩擦系数（） （5） 式中：W——每米管子的重力（kN/m）； t——管壁厚度（m） 将式（15）、（14）代入（12）经变换位置后得 （6） 式中：q——管子顶上的垂直均布荷载（kPa）； a——管子法向土压力取值范围，可参见表 q=We+P（7） 式中：We——管顶上方的土的垂直荷载（kPa）； P——地面的动荷载（kPa）（现阶段顶管施工的埋深较深，地面的动荷载可以忽略，即取p＝0） （8）r——土的容重 c——土的内聚力（kPa）； Be——管顶土的扰动宽度（m） Ce——土的太沙基荷载系数（土的有效高度） (9) 式中：K——土的太沙基侧向土压力系数（K=1）；μ——土的摩擦系数（μ＝tgφ） (10) 式中：Bt——挖掘的直径（m）；Bt=Bc+0.1 在一般的泥水平衡顶管所适应的土质中，根据经验a与C′的取值 第 3 页共 6 页
给排水施工中的长距离顶管施工技术
给排水施工中的长距离顶管施工技术 发表时间：2017-11-21T11:17:48.893Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第17期作者：蔡伊俊 [导读] 市政工程建设施工是城市建设当中的重要部分，只有加强市政工程建设，才能真正有利于城市居民的日常生活，保障城市可持续发展。 上海城投水务（集团）有限公司供水分公司闵行供水管理所，上海201109 摘要：给排水工程是城市基础设施系统的重要组成元素，若想保证给排水处理的高效性，必须严格控制给排水施工质量，将长距离顶管施工技术应用到给排水施工之中，强化对各项技术要素的管控，以降低技术风险。开展给排水施工中长距离顶管施工技术时，必须重视施工质量，以保证城市的稳定运转，科学设定施工标准，及时处理好环境污染与破坏问题，及时为给排水工程施工提供条件。为此，本文就给排水施工中的长距离顶管施工技术开展了分析与探究。 关键词：给排水施工；长距离；顶管；施工技术 引言 在科学技术日益飞速发展的今天,城市居民水平也在逐步的提高,人们从过去的物质生活追求逐步的上升为精神物质的双重追求,各种市政工程和基础设施作为人们生活中不可缺少的重要部分,受到人们的广泛关注。城市地下管道改造已成为当前城市化发展的主流。更是各种城市基础设施施工和应用的关键。 1长距离顶管技术在城市给排水施工中的应用价值 给排水工程为城市生产、生活用水提供了重要的支持，并在排污、防洪等方面发挥着重要的职能，同时对于城市建设与环境保护有着良好的协调作用，对于经济发展和社会进步有着积极的促进作用。如何提高城市给排水施工质量，需要针对施工过程中存在的相关问题，采取有效的措施给予解决。 2城市给排水工作的现状 作为城市现代化发展的主要构成成分，市政给排水施工质量的优劣直接影响着城市经济社发展，通过进一步完善市政给排水体系，可最大限度满足人们日益增长的物质文化需求，还能起到保护环境、维持生态平衡的作用。但我国城市给排水施工目前还存在许多问题，例如：（1）排水设施如同摆设，无法充分发挥其原有功能；（2）排水系统存有缺陷；（3）养护及维修等环节排水管道或其他设备施工不到位。因此，由现阶段实际情况分析，还需加大我国城市工程建设力度，不断提升给排水工程管制力度，保证给排水工程施工设计方案合理化，并充分引入新技术、新设备，以此提升给排水工程施工整体质量。 3市政给排水施工中长距离顶管施工技术的实际应用 近日，某市区道路市政工程开始施工。工程的长度以及宽度分别为440.77m和18m。对雨水管网进行安装，安装完成后将与下游道路排水管道相连，形成完整的排水体系。为了提升给排水施工质量和效率，施工技术人员经过全面勘察，决定综合应用非开挖顶管施工技术、顶管施工技术、水平螺旋钻进施工技术，并加大对通风系统的建设力度，从而从根本上提升工程质量，并构建安全的施工环境，加大对施工人员的保护力度。 3.1非开挖顶管施工技术的应用 我国在积极进行市政工程建设的过程中，为了提升给排水施工质量和效率，不断进行了长距离顶管施工技术的创新，非开挖顶管施工技术就是在这种情况下产生并得到广泛应用的。目前，该技术的合理应用，呈现出了良好的经济性以及较高的施工效率。在实际施工中，非开挖施工方式以灰浆喷射衬层法为主。尽管该技术拥有种种优势，也已经引起了相关施工部门的高度关注，但是针对该技术的理论研究和具体应用方法的研究还相对较少，目前，我国市政给排水施工规模不断增加，这就要求相关研究人员必须加大对该技术的深入研究力度，相关研究应围绕地表施工这一中心，同时，该技术使用中不是完全不挖沟，而是应当开挖工作沟。现阶段，传统的开挖施工技术已经逐渐被非开挖顶管施工技术所取代，在对非开挖技术进行使用的过程中，传统技术会对该技术产生一定程度的限制性，如果没有进行合理的处理，将导致严重的偏差产生于工程建设中，导致工程无法顺利完工，因此，施工人员必须从市政给排水工程实际出发，对合理使用非开挖顶管施工技术，将其价值充分发挥出来。同时，非开挖顶管施工技术运行过程中的原理、方式等都必须得到施工人员的全面掌握，只有这样，才可以在实际施工中提升对该技术的利用效率，高效展开市政给排水施工，保证工程质量。值得注意的是，必须合理的设计管道才能够提升非开挖顶管施工技术的利用率，从而提升敷设管线的质量，工作人员在发现管线存在质量问题时，应对其及时进行更换，为保证长距离顶管施工技术在市政给排水建设工程中的合理应用奠定良好的基础。 3.2顶管施工技术的应用 在市政给排水工程建设中，如果需要进行顶进钢套管施工，通常需要对顶管施工技术进行应用，该技术应用中，可以确保其他公共管道长期处于稳定的运行状态下，并且，实际施工中也应当在地表设置两个基坑井，在井中放置钢管，这样一来，机械将通过千斤顶这一重要媒介开始向顶部推进。并且，必须对出口进行预留，只有这样才能够提升工作井设置的科学性，确保紧密的联系产生于接收井与土层之间，在此基础上形成的管道施工管理流程更加完善。 3.3水平螺旋钻进施工技术的应用 在市政给排水施工中，最常见的施工技术之一就是水平螺旋钻进技术，该技术指的是钢管在从工作井中向预留井推进的时候，需要对水平螺旋钻杆进行充分的应用。目前，我国在市政给排水施工中，对该技术的使用已经构建了相对健全的管理制度，能够确保实际施工中该技术的合理应用，地表受到干扰的程度也将被降低，施工现场的环境受到破坏的影响也有所减少。值得注意的是，必须在小孔径钢筋混凝土排水管道施工中才能够对水平螺旋钻进施工技术进行充分的应用，而技术使用的难点在于操作人员对方向的控制难度较高，因此，一定的偏差很容易在施工中产生，这就要求施工人员加大对该技术的控制力度，并努力实现创新，才能够为减少误差、提升市政给排水工程质量奠定良好的基础。 3.4通风系统的应用 在市政给排水施工中使用长距离顶管施工技术，保证通风是关键措施之一，由于施工距离相对较长，因此氧气不足是施工人员需要面
顶管施工技术方案
顶管工程施工技术方案 本工程属污水整治项目，在穿越段或无条件大开挖的管段采用顶管施工。全线污水主管均采用钢筋混凝土管。工作井和接收井均采用钢筋混凝土井，一般工作井采 钢板 2
出工作井、接收井中心位置和管线位置，并在场区位置附近引水准点，设置测量基准线。 3、基坑开挖 1.2 4 度的 5 因沉井一次下沉，井位土层性质较差，故需做砼垫层基础。 施工中砂垫层采用粗砂，含泥且掺加48%13-15mm碎石，充分拌匀后分两层夯实。 6、立模扎筋
立模顺序：立内模→绑扎钢筋→立外模，一节沉井内模一次立好，扎筋后，再分次立外模。 本工程沉井模板采用组合钢模，局部采用木模板（厚度3cm），支撑采用Φ6cm 1m， 7 ，8、沉井下沉 根据地质资料表明沉井位置处土质差，以高压缩性淤泥质粘土和淤泥为主，且地下水位较高，当垫层砼基础挖除后，井体可能突沉，甚至发生倾斜。为此在外井壁与土之间灌级配碎石以控制沉井下沉，随沉随垫，当需要挖土下沉时，遵循挖土方
法，以期均匀下沉防止倾斜，其次在下沉过程中做好各种记录，发生倾斜、位移，及时纠正，当沉至离设计标高约1米时，停止挖土下沉，请有关人员观察、测定。 本沉井为排水下沉，鉴于本沉井处地下水位较高，为加强排水效果，施工中设置集水坑排水，以降低地下水位。 9 1m 10 （二）、顶管施工 本方案按机顶法考虑。 1、工具管选型
根据该工程的特点选用工具应具备以下性能： （1）、防止路基下沉工具管能有效地阻止开挖面坍塌，防止地面下沉。（2） 2 （1） （2） （3） 3、顶力计算 （1）、根据设计顶力预控在4000KN。 （2）、理论计算
关于泥水平衡顶管施工技术研究
关于泥水平衡顶管施工技术研究 刘卫 中铁十八局集团轨道交通工程有限公司519000 摘要：泥水平衡顶管施工技术可以在保证质量的前提下缩短工期。在小直径顶管和土体地下水位较高时，该技术更显出优势。 关键词：泥水平衡；顶管施工；技术 1.泥水平衡顶管简介 1.1工作性能 用泥水压力来对管周水压力和土压力进行平衡，就是施工理论基点。这个施工的技术特点有如下几点： 1.1.1对于挖掘面的稳定可以有效的进行保持，扰动管周土比较小，对地面沉降的控制有很大的帮助； 1.1.2纠偏可以在上、下、左、右进行，施工的精度很高，纠偏角最大在 2.5%； 1.1.3它比较起其他类型的顶管，有比较小的施工总推力，更加突出的是在粘土层，因此，长距离顶管是很适合的； 1.1.4作业环境在工作坑内比较好，也会有比较安全的作业，机头前端刀盘切削土体，通过搅拌装置，把土体搅拌成泥浆，利用进、排水系统，把泥浆输送到地面泥浆罐内，它用泥水管道完成弃土工作，不存在吊土、搬运土方等作业，它在大气常压下作业，无气压顶管带来危及作业人员健康的问题； 1.1.5连续进行作业，进度快，顶进速度达12cm/min； 1.1.6有简单的维修保养使用，很小的噪音以及震动。 1.2适用范围 1.2.1在软土、粘土、砂土、砂砾土、硬土中都能够适用，土质的适用范围比较广，破碎土体的能力比较强，在破碎大粒径土体中也很适用，特别能适用在地下水压力很高并且范围较大的时候。另外，不需要在复杂地质情况对辅助措施进行增加。 1.2.2适用小口径顶管施工，一般在管径小于1350mm时采用。普通小口径顶管机因内部空间狭小，不适宜人员进机内工作。泥水平衡顶管在地面遥控操作，克服了上述弊端，还可提高施工质量。 1.3NP1000型泥水平衡顶管机 NP1000型泥水平衡顶管机的基本情况如下： 1.3.1地面操作系统在施工中被采用，因为其安全、直观、方便、结构紧凑； 1.3.2土体经过切削系统、搅拌系统，通过进排水装置拌和后由输泥管输送到地面。 2.泥水平衡顶管机工作基理 通过对泥水仓的送、排泥水量的改变以及排土量需要顶进速度来进行控制，使泥水仓内有稳定的泥水压力值。并且在设定的范围内进行控制，以达到稳定的开挖面和周边土体，这就是工作基理。 2.1泥水平衡功能 泥水平衡输送系统有如下三项功能： 2.1.1对于管周土体和地下水压力的平衡，要通过泥水压力来进行，以保证开挖面的稳
顶管法的概念、发展由来、施工特点、设备构成及施工的关键技术
问：顶管法的概念、发展由来、施工特点、设备构成及施工的关键技术 答：一、概念 隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。在施工时，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶入，作好接口，建成涵管。顶管法特别适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或河流、湖泊。顶管按挖土方式的不同分为机械开挖顶进、挤压顶进、水力机械开挖和人工开挖顶进等。 二、应用概况与发展方向 1、发展过程 顶管法施工是继盾构施工之后发展起来的地下管道施工方法； 最早于1896年美国北太平洋铁路铺设工程中应用，已有百年历史； 20世纪60年代在世界各国推广应用； 近20年，日本研究开发土压平衡、水压平衡顶管机等先进顶管机头和工法。 顶进速度最快：美国1980年，9.5小时顶进49m。 顶进距离最长： 国外首次一次最大顶进距离1200m，1970年，德国汉堡下水道混凝土顶管，直径为2.6m。 国内创造混凝土顶管世界记录——一次最大顶进距离为2050m，2001浙江嘉兴污水顶管，钢筋砼管直径2m； 国内创造钢管顶管世界记录——一次最大顶进距离为1743m，1997年上海黄浦江上游引水工程的长桥支线顶管，钢管直径3.5m； 中国从50年代从北京、上海开始试用。 1986年上海穿越黄浦江输水钢质管道，应用计算机控制，激光导向等先进技术，单向顶进距离1120m，顶进轴线精度：左右﹤±150mm，上下﹤±50mm。 1981年浙江镇海穿越甬江管道，直径2.6m，单向顶进581m，采用5只中继环，上下左右偏差﹤10mm。 2、发展方向 （1）长大距离顶管 普通顶管一般距离≤100m，无中继环，（现在某些专家认为可能提高到300m），长距离顶管﹥100m，长大距离﹥1000m。 （2）大管径顶管 过去一般认为顶管最大直径为3m。 现在日本、德国等国顶管管径可达4～5m。 （3）微型管顶管 过去顶管管径一般≥300mm，目前最小可达75mm。 顶管按管径分类： 大口径：≥2000mm 中口径：1200 ～2000mm 小口径：500 ～1200mm 微口径：≤500mm （4）曲线顶管 S形曲线、水平与垂直兼有曲线、小曲率半径曲线。 （5）自动控制 自动测量、自动记录、自动纠偏。