第十三章 顶管、管幕及箱涵结构
【技术分享】管涵和箱涵施工,干货建议收藏
【技术分享】管涵和箱涵施工，干货建议收藏【1】：一.前言管涵和箱涵是道路、铁路、桥梁以及其他土木工程中常见的结构，在施工过程中需要严格遵守一定的规范和要求。
本文将详细介绍管涵和箱涵的施工流程和注意事项，希望对相关人员提供和指导。
二.概述1. 管涵的定义及分类（1）定义管涵是一种以管道形式穿越交通设施或水系的构筑物。
（2）分类按材料分为混凝土管涵、金属管涵等；按形式分为圆形管涵、椭圆形管涵等。
2. 箱涵的定义及分类（1）定义箱涵是一种较大的横断面沉井式掏孔结构，可以用于底部、边坡等场地条件较差的地方。
（2）分类按形状分为矩形箱涵、梯形箱涵等。
三.管涵施工流程1. 前期准备工作（1）确定施工方案和设计图纸（2）准备施工所需的材料和设备2. 基础处理（1）开挖基坑（2）进行基础处理（如加固和排水）3. 管道安装（1）测量和布线（2）安装管道并进行连接4. 封顶和支撑（1）安装顶板（2）设置支撑结构5. 管涵的验收和保养（1）进行验收工作（2）进行定期保养和维修四.箱涵施工流程1. 前期准备工作（1）确定施工方案和设计图纸（2）准备施工所需的材料和设备 2. 开挖基坑（1）确定开挖范围和施工过程（2）进行土方开挖和排水处理 3. 箱涵的组装和安装（1）组装箱体（2）进行箱涵的安装和固定4. 封顶和边坡处理（1）安装顶板（2）进行边坡处理5. 箱涵的验收和保养（1）进行验收工作（2）进行定期保养和维修五.法律名词及注释1. 法律名词1：XXX注释：XXX是指……2. 法律名词2：XXX注释：XXX是指……六.附件本文档涉及附件，请参见附件部分。
【2】：一.前言管涵和箱涵施工是土木工程中常见的施工过程，涉及的技术和规范要求十分繁杂。
为了相关人员更好地进行管涵和箱涵的施工，本文将详细分享干货建议和实用经验，以便大家能更加轻松地完成工作。
二.技术分享-管涵施工1. 管涵的定义和用途管涵是一种以管道形式穿越交通设施或水系的工程结构。
一建顶管沉井箱涵
2012年案例四
• 5．项目部就事件（1）的拆迁影响，可否向建 设方索赔？如可索赔，简述索赔项目。 • 参考答案：项目部就事件（1）的拆迁影响，可 以向建设方索赔。因为拆迁原因延误工期是建 设单位的责任，并且导致施工受到影响，理应 索赔。 • 索赔项目：（1）工期：如果延误超过总时差， 索赔成立；如果延误没有超过总时差，索赔不 成立；
2006年案例五
• 5.指出加固方案和顶进施工中存在的引起列车颠 覆的隐患。 • 参考答案：引起列车颠覆的隐患有： • 1）线路加固方案不满足安全要求； • 2）加固方案中没限制列车速度； • 3）施工中箱涵连续顶进。
2006年案例五
• 6· 依据背景资料分析开挖面坍塌的可能原因有哪 些? • 参考答案：开挖坍塌的原因可能有： • 1）开挖面坡度大于1:0.75，放坡过陡 • 2）采用铲车逆坡挖土 • 3）钢刃脚进土小于100mm，超前挖土; • 4）雨水减小了开挖面稳定性; • 5）列车行驶增加了坡顶荷载。
沉井类型（圆形、矩形）
沉井类型（单排、多排）
沉井施工工艺流程
• 施工准备——测量放样——场地平整——铺垫— —拼装钢刃脚——安装支撑排架及底模——立内 模——绑钢筋——立外膜——浇筑混凝土及养生 ——抽垫木（凿除刃脚砼）——挖土下沉（助沉 ）——纠偏——接高——清理基底——封底
沉井施工准备
• • • • 1、组织准备（施工单位，项目部，施工人员） 2、物资准备（针对沉井的机械、材料、设备） 3、技术准备（施组、方案、交底、测量） 4、现场准备（调查、放线、核实、降水）
2012年案例四
• 施工过程中发生如下事件： • （1）因拆迁原因，使9号井不能开工。第二台 顶管设备放置在项目部附近小区绿地暂存28d。 • （2）在穿越施工条件齐全后，为了满足建设方 要求，项目部将10号井作为第二台顶管设备的 始发井，向原8号井顶进。施工方案经项目经理 批准后实施。
30 顶管及管幕箱涵结构
3．按管材分
按顶管管材分为钢管顶管、混凝土顶管、玻璃钢顶管及 其他复合材料顶管等。
4．按顶进距离分
按顶管一次顶进距离的长短可分为中短距离、长距离、 超长距离三种。长距离顶管与中短距离顶管的区分一 般以是否需要采用中继环比较合适。根据目前国内顶管 达到的施工技术水平，顶管长度超过300m才需要设置 中继环，而超长距离顶管是指超过1km以上的顶管。
3) 中继环自动控制 中继环序号从工具管向工作井依次按1号、2号······编号。
工作时，首次启动1号中继环工作，其后面的管段即成 其顶推后座，等该中继环顶推行程达到允许行程后停止 1号中继环，启动2号中继环工作，直到最后启动工作井 主千斤顶，使整个管道向前顶进了一定长度。
中继环是根据控制的指令出动或停止操作的，它严格按 照预定的程序动作，当置于管道中的中继环数量超过3 只时，假如有5只中继环，则1号环的第二循环可与4号 环的第一循环同步进行，依次类推。因此只有前三只中 继环的工作周期占用实际的顶进时间，其余中继环的动 作不再影响顶管速度。应用中继环自动控制程序，可解 决长矩离顶管的中继环施工的工效问题。
随着现代科学技术的发展，先后发明了中继环接力顶推 装置、触变泥浆减阻顶进技术、自动测斜纠偏技术、泥 水平衡技术、土压平衡技术、气压保护技术和曲线顶管 技术等，大大地推进了顶管技术的发展。
钢筋混凝土管道和外包钢板复合式钢筋混凝土管道的顶距已达成 100~290m，钢管的顶距已达1200m。在合理的施工条件下，采用 一般顶管工具引起的地表沉降量可控制在50~100mm，而采用泥水 平衡式顶管工具管引起的地表沉降更在30mm以下。据报道，国外 一次顶管的最大距离是＞400m(美国的地下人行管道，直径4m)， 世界纪录应是我国1981年4月施工的穿越甬江管道工程，单向一次 顶进581m(管道直径2.6m)，其次可能是2003年3月施工的南京长江 大桥南引桥污水管道，单向一次顶进518m(管道直径2.2m，管道埋 深7m，历时38d，顶管机头长4m，重32t)。
几种管幕箱涵顶进工法简介
几种管幕箱涵顶进工法简介1、PRM工法——管幕工法 (Pipe Roofing Method)管幕法(pipe roofing method)施工时首先要在设计位置顶进带有横向锁口的钢管形成钢管幕，它与管棚法(forepoling method)相似，可以将管棚法视为管幕法的技术原型(基础)。
管棚法作为一种新兴的浅埋暗挖施工工法，自上个世纪70年代首先在欧洲兴起并逐渐有较大发展，上世纪80年代末传入我国，并得到了迅速发展，成功的工程实例不断涌现，如北京地铁大断面浅埋暗挖大管棚超前支护施工技术达到了国际先进水平。
管棚法在岩石隧道的洞口施工、穿越软弱破碎带、处理塌方，以及市政工程穿越铁路、高速公路、道路立交等情况下得到广泛应用，具有工期短、造价低、对环境影响小等显著优点。
此外，还有些情况是利用管棚法代替了顶管、盾构等暗挖工法建造软土隧道，这类工程实例也日益增多。
如北京通惠河南岸污水干线工程穿越京包线铁路高填土路基段，采用长度达40m的长管棚建造了污水管道；杭州市西区水厂输水压力管道在穿越杭徽公路时也采用该工法，管棚长度达24m。
2、ESA工法——结构涵体无限自走推进工法( Endless Self Advance Method)俗称“毛毛虫工法”，这是一种引自日本的施工方式，每天的进度仅有0.5m至1m。
该工法系将箱涵预先灌注完成，再利用千斤顶在监控设备之精密控制下，依靠箱涵自身的反力将其一个个缓缓地向前推动。
该工法需先开挖土体再顶进箱涵，因此需要加固管幕内土体，同时箱涵顶进时需要开挖导坑，铺设轨道，还需要较大的工作井来预制箱涵，相对造价较高，但不需要反力后背及反力架，箱涵分节推进，推进力较小，可靠性高。
3、FJ工法——Front Jacking(前顶)FJ工法通过钢绞线把两侧箱涵连接在一起，通过后面的串芯油缸或者中继间千斤顶交替牵引两侧的箱涵，或者设置反力壁安装钢绞线，箱涵一侧牵引推进。
该工法的主要特点是先挖土后推进，因此，前方土体必须加固以保持工作面的稳定，同时，箱涵推进时需要开挖导坑，布设轨道；还需要很大的场地来制作箱涵；但无需反力后背及反力架；箱涵分节推进，总的推进力较小，减少千斤顶和钢绞线的数量，可靠性较高。
盾构衬砌结构与顶管授课课件
• 5、地基反力
• 计算衬砌构件内力时，必须确定地基反力作用的范围、大 小和方向。
• 地基反力通常分为两种：一种是独立于地基位移而定的反 力，另一种是从属于地基位移而定的反力，具体要结合设 计计算方法而定。
• 前者是作为与给定荷载相平衡的反力，预先假定其分布均 匀的；后者认为与衬砌的地基内位移相关而产生的，并与 地层的位移成比例且该比例因子定义为地基反力系数，此 比例因子的取值取决于围岩韧度和衬砌尺寸。
顶管动画视频
• 与明挖法相比，顶管施工具有以下优点： • ①减少开挖量和土石方运输成本； • ②顶管法相比明挖法更加环保，除工作井外的大部分工程都处于地下，
不会污染外部环境；
• ③不影响交通，特别适于城市内部的施工； • ④在直径大于900 mm的管道中可以进人施工，而顶管施工操作人员比
常规的隧道施工方法容易培训；
• （2）粘性地层：粘土层采用水土合算，重度采用天然重度， 其强度指标采用在土的有效自重压力下预固结的三轴不排 水不固结强度指标。
• 1、垂直及水平土压力
• 作用于隧道的土压力中，垂直和水平压力是确定 设计计算用的土压力，与隧道的变形无关。此外， 对于隧道底部的土压力，考虑为反向土压力，作 为地基反力处理。
1. 可以等同地承受各方向外部压力，尤其是在饱和 软土地层中修建地下隧道，由于顶压、侧压较为 接近，更可显示出圆形隧道断面的优越性；
2. 施工中易于盾构机的推进，管片的制作及拼装； 3. 盾构即使发生转动，也不妨碍其断面的利用。
2.1 管片的分类
• 管片衬砌按其材料分为钢筋混凝土、铸铁、钢、 钢壳与钢筋混凝土复合而成的几种，除特殊需要 外，一般都选用钢筋混凝土作为衬砌管片的材料。
• 8、地震的影响
管涵和箱涵施工,干货建议收藏
管涵和箱涵施工，干货建议收藏涵洞是城镇道路路基工程重要组成部分，涵洞有管涵、拱形涵、盖板涵、箱涵。
小型断面涵洞通常用作排水，一般采用管涵形式，统称为管涵。
大断面涵洞分为拱形涵、盖板涵、箱涵，用作人行通道或车行道。
一、管涵施工技术要点（1）管涵是采用工厂预制钢筋混凝土管成品管节做成的涵洞的统称。
管节断面形式分为圆形、椭圆形、卵形、矩形等。
（2）当管涵设计为混凝土或砌体基础时，基础上面应设混凝土管座，其顶部弧形面应与管身紧密贴合，使管节均匀受力。
（3）当管涵为无混凝土（或砌体）基础、管体直接设置在天然地基上时，应按照设计要求将管底土层夯压密实，并做成与管身弧度密贴的弧形管座，安装管节时应注意保持完整。
管底土层承载力不符合设计要求时，应按规范要求进行处理、加固。
（4）管涵的沉降缝应设在管节接缝处。
（5）管涵进出水口的沟床应整理直顺，与上下游导流排水系统连接顺畅、稳固。
二、拱形涵、盖板涵施工技术要点（1）与路基（土方）同步施工的拱形涵、盖板涵可分为预制拼装钢筋混凝土结构、现场浇筑钢筋混凝土结构和砌筑墙体、预制或现浇钢筋混凝土混合结构等结构形式。
（2）依据道路施工流程可采取整幅施工或分幅施工。
分幅施工时，临时道路宽度应满足现况交通的要求，且边坡稳定。
需支护时，应在施工前对支护结构进行施工设计。
（3）挖方区的涵洞基槽开挖应符合设计要求，且边坡稳定；填方区的涵洞应在填土至涵洞基底标高后，及时进行结构施工。
（4）遇有地下水时，应先将地下水降至基底以下500mm方可施工，且降水应连续进行直至工程完成到地下水位500mm以上且具有抗浮及防渗漏能力方可停止降水。
（5）涵洞地基承载力必须符合设计要求，并应经检验确认合格。
（6）拱圈和拱上端墙应由两侧向中间同时、对称施工。
（7）涵洞两侧的回填土，应在主结构防水层的保护层完成，且保护层砌筑砂浆强度达到3MPa后方可进行。
回填时，两侧应对称进行，高差不宜超过300mm。
（8）伸缩缝、沉降缝止水带安装应位置准确、牢固，缝宽及填缝材料应符合要求。
箱涵顶管施工组织设计
箱涵顶管施工组织设计箱涵顶管施工组织设计作为工程项目的一部分，是为了确保施工工序的合理安排和顺利进行。
箱涵顶管施工组织设计包括施工过程、人员配置、材料准备、设备配置以及安全管理等方面。
下面是一份箱涵顶管施工组织设计的例子，供参考。
一、项目概况本项目市街道地下排水管线改造工程，主要包括箱涵顶管的施工工序。
施工标段为XXX段，施工起止里程为XXX公里至XXX公里。
施工周期为60天。
二、施工组织原则1.安全第一、施工过程中，必须严格按照安全操作规程进行施工，确保施工人员和工地周边群众的安全。
2.质量为重。
施工过程中，必须按照设计要求进行施工，保证施工质量达到项目规范的要求。
3.进度保证。
施工过程中，必须按照施工计划进行施工，确保工程按时完成。
三、施工工序与工期1.现场准备工作（3天）准备施工材料及设备，搭建施工临时设施。
2.基坑开挖与支护（5天）根据设计要求，进行基坑开挖与支护工作。
确保基坑的稳定性，防止土方塌方事故的发生。
3.桩基施工（10天）按照设计要求进行桩基施工工作。
包括桩基布置、桩基钢筋安装和混凝土浇筑等工序。
4.箱涵安装（20天）按照设计要求，对箱涵进行安装工作。
包括箱涵的运输、吊装、安装及连接等工序。
5.顶管工作（15天）进行顶管工作，包括顶管设备的安装与调试，以及管道的铺设和连接等工序。
6.收尾工作（7天）进行工程验收，清理施工现场，恢复工地周边环境。
四、人员配置1.项目经理：1名负责整个施工项目的管理和指导。
2.现场总监：1名负责现场施工的具体安排和指导。
3.施工人员：30名包括钢筋工、混凝土工、模板工等。
4.安全员：2名负责现场安全管理，确保施工过程中的安全。
5.设备操作人员：5名负责各种施工设备的操作和维护。
五、材料准备1.混凝土：XX立方米包括标号为XXX的水泥和相应的砂、石等辅料。
2.钢筋：XX吨按照设计要求，采购相应规格的钢筋。
3.模板：XXX平方米根据实际需要，采购适应箱涵尺寸的模板。
顶进施工工艺
顶进施工工艺减小字体增大字体管幕法是利用顶管机建造大断面地下空间的施工技术，是一种新型的地下暗挖技术。
其原理是以单根钢管顶进为基础，各钢管间依靠锁口相连，并在锁口处注入止水剂，形成密封的止水帏幕。
使用管幕法时，由于开挖土体或者者推进箱涵是在管幕的保护下进行的，因此，能够显著减少地面沉降与增加施工时开挖面的稳固性，同时，由于管幕具有隔离地下水的作用，故施工时无需降低地下水位。
本文全面讨论了有关软土地区管幕法箱涵顶进施工技术与箱涵推进施工技术。
一、管幕顶进施工技术（一）顶管进出洞技术措施1、土体加固当在软弱土地区进行施工时，由于管幕段所处的土层基本为流塑状的土，含水量大，强度低，为保证管幕钢管进出洞时洞口的稳固性及防水要求，避免软弱土体及地下水涌入工作井内，造成地表沉降，同时为增加始发井后靠土体的稳固性，需要采取土体加固的措施。
土体加固要求为：（1）土体加固、改良后的土体的无侧限抗压强度需大于1.2MPa。
但也不能太高，以免造成顶管顶进时顶力太大，影响顶进精度。
（2）加固范围按3米考虑。
加固过程中，应对地表进行跟踪监测，地表隆起应操纵在20毫米以内。
2、顶管出洞技术措施（1）出洞施工在出洞施工之前，需要通过开观察孔等手段，确认加固后的土体的止水性达到设计要求，防止由于加固效果不良，导致洞口泥水涌入。
若土层加固未达到设计要求，则需要进行二次加固处理，直到确认安全后，才可进行顶管的出洞施工。
为防止掘进机出洞时发生磕头现象，可采取如下措施：调整后座主千斤顶的合力中心，出洞时加密对掘进机偏差的测量，一旦发现有下磕的趋势，立即用后座千斤顶进行纠偏。
（2）洞口止水装置在软粘土及淤泥质粘土地区，地下水也是管幕施工的一大影响因素。
关于高地下水位地区，为避免推进过程中的涌水及涌砂现象，应尽可能选用具有水密性的推进机头，或者在推进进行的过程中进行止水灌浆。
为有效地防止地下水、润滑泥浆流入工作井内，需要设置有效的洞口止水构造。
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史晨光：简述在何种情况下需要采用中继接力顶进技术以及中继接力的工作原理。
答案：在长距离的顶管工程中，当顶进阻力超过主千斤顶的容许总顶力、管节容许的极限压力或工作井承压壁后背土体极限反推力三者中之一，无法一次达到顶进距离要求时，应采用中继接力顶进技术，实施分段顶进。
采用中继环接力技术时，将管道分成数段，在段与段之间设置中继环。
中继环将管道分成前后两个部分，中继油缸工作时，后面的管段成为受压后座，前面管段被推向前方。
中继环按先后次序逐个启动，实现管道分段顶进，由此达到减小顶力的目的。
时晓敏：某工程设置的后背，高度H为5m，宽度B为4.5m，γ=18.2kN/m3，后背顶到地面的高度h为2.5m。
有板桩支承。
后背土为沙性土，γ=18.2kN/m3。
内摩擦角α=30°，问能否承受7000kN的顶力？如果不能，该后背可怎样改进？(α=30°时Kp=3.0)
答案：h/H=2.5/5=0.5
从土抗力系数曲线查得：Kr=1.25
则：Rc=Kr*B*H*（h+H/2）
γ*Kp=1.25*4.5*5(2.5+5/2)18.2*3=7668.13KN
因Rc>7000所以满足要求
李鲁鲁：1、箱涵结构是重要的水工建筑物，它被广泛应用于
_____、_____的建设中，多采用______的钢筋混凝土结构。
（水利、桥梁道路、现场浇筑）
2、简述涵管顶进的施工技术的优点与限制条件？
答：优点：（1）不受涵管之上行车及其他设置于此由于涵管顶进法是在道路或建筑物之下进行施工的，因此不影响车辆的通行，不需另修复线。
（2）工程造价低
（3）进度快，工期短
（4）施工简单：涵管顶进法一般所需设备比较简单
限制条件：（1）当涵管要穿过土坝或填方路（渠）堤时，要求通过土体的土质必须较密实，其沉陷也应基本稳定，涵管通过处的基础地质也要求坚实。
（2）当涵管在地下水位高的土体中通过时，需采用集中排水降低地下水位到工作坑底板高程一下，这是排水设施的费用较大，在这种条件下，采用开槽明挖还是采用涵管顶入法需通过方案比较确定
（3）采用涵管顶入施工法时，设置截水环和做好接缝止水的前提下，不宜用于水头较高的有压涵管。
（4）用顶入法施工的涵管纵坡不能过大，渠堤或路下的陡坡排涵不宜用顶管施工法
1,简述管幕法施工工艺流程?
施工准备→测量放线→设备安装→有线导向钻进→扩孔拉管→单孔下管完成→管内注浆→管外注浆→下一根钢管施工（下一循环）……全部完成后对钢管端头进行连接形成一整体。
2，可能多的列出管幕施工中的存在风险环节。
饱和软土地层中施工管幕法隧道时在管幕顶进精度、管幕顶进阻力、地表沉降(隆起)、管幕损坏、管幕水密性、管幕锁口连接以及箱涵开挖面稳定、箱涵损坏、箱涵方向控制、管幕下沉、箱涵安全出洞、地面变形控制等方面。
快捷回复给：风飞扬。