长距离曲线大直径混凝土顶管顶力控制的关键技术研究
给水管道工程中大口径钢管曲线顶管顶进技术深讨
给水管道工程中大口径钢管曲线顶管顶进技术深讨摘要：本文主要是结合笔者在工作的实际工程项目，对给水管道工程中的大口径钢管曲线顶管顶进技术进行了论述，以供参考。
关键词：曲线顶管；工程简介；顶进技术随着城市经济发展和改造，为了解决了大口径给水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，以及从稳定土层和环境保护等方面的考虑，顶管工程技术的应用是未来城市大口径给水管道埋设的发展趋势，曲线顶管技术也有很大的发展。
一、工程简介本给水管道工程穿越大河，采用顶管施工，拟顶进的管道直径分别为DN1600及DN1000钢管，原设计采用直线顶管，两管线平行敷设，单管长度约250米左右。
在工作井和接收井已经完成的情况下，收到港务公司运河西侧码头岸边的钢管桩布置图，并对顶管轴线进行现场测量放样，放样结果为顶管轴线正好位于钢管桩中心，且钢管桩的底标高低于顶管管道中心标高，顶管无法从钢管桩地下穿过。
如果按照设计轴线顶进，需要拔除钢管桩或者废除已经完成的工作井，将造成上百万的经济损失。
经认真研究决定采用曲线顶管施工避让障碍物，DN1000顶管半径为6841.2米向南偏离原管位，DN1600顶管半径为5972.4米向南偏离原管位。
为保证曲线顶管时钢管的柔性，钢管材质改用Q235B，DN1000钢管壁厚为14mm，每条顶管均需设6只中继间。
二、施工工艺顶管法施工是在地下工作坑内，借助顶进设备的顶力将管子逐渐顶入土中，并将阻挡管道向前顶进的土壤，从管内用人工或机械挖出。
这种方法比开槽挖土减少大量土方，并节约施工用地，特别是要穿越建筑物时，采用此法更为有利。
顶管施工主要包括：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。
三、曲线顶管顶力计算顶管计算的根本问题是要估计顶管的推力。
顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具头正面泥水压力、管壁摩擦阻力。
超长距离大口径钢顶管曲线顶进轨迹的控制技术
（） １ 转角分散作用。二级纠偏管的设置相当于增
加 了可 转动 的接 头 ， 与 后 面 的 自适 应 伸 缩 节将 １个 它 转角 分 散 成 多 个 转 角 ， 而使 转 角 不 断 减 少 ， 就 避 从 这 免 了机 头纠偏 过猛 ， 导致 的后 面 Ｆ型 管节 开 口量 过 而 大 的情 况 （ 图 ２ 。 见 ）
自适应伸缩节
图 ２ 二级 纠偏 钢 管 的转 角分 散 作 用 示 意 图
（ ） 渡作用 。二 级纠 偏管 可 以分 担 一部 分 机 头 ２过
纠偏油缸 的伸缩量 ， 起到一定的过渡作用 ， 从而使 形
顶管机 二级纠偏钢管 Ｆ 型承插 口连接 纠偏短油缸
（ 两段一铰） （ 两段一铰 ）
集中。过渡曲线在设计 曲线 的内侧 ， 最后形成顶管的
实际控制轴线 Ｊ 。
２ 启用 纠偏特殊管 。紧随顶管机后的几节管 的 ） 弯 曲是 整个 线形 控制 的关 键 ， 因为 一般来 讲 ， 当前
２ ０ｍ的管 道形 成 曲线 后 ， 后方 跟 进 的管 节 就基 本沿 原 来 的“ 通道 ” 前进 ］ 。启 用 纠 偏 特殊 管 可 以保 证 前 面
趋势符合要求的前提下， 偏差会通过一种渐变 的方式 逐渐得到消 除。依据上述理念 ， 实际顶进 中， 以 在 可
每顶 进一定 的 距离 绘 制 一 次机 头偏 差 曲线 ， 后 根 据 然
保接头的连接强度和整体的稳定性。
３ 纠偏施 工控 制注 意点
在进行具体的纠偏操作时 ， 应注意 以下几个方面
第 ６期 （ 总第 １ ６期 ） ５
２１ ０ １年 １ 月 ２
中 靠 围 茵量
曲线顶管初探
曲线顶管初探王承德摘要本文对曲线顶管的最重要参数——最小曲线半径进行了探讨,得出最小曲线半径与管段长度、管径成正比,与木垫片厚度成反比的关系。
另外还指出曲线半径还受土体承载力的制约,要防止管道在施工中发生纵向失稳。
关键词顶管曲线顶管曲线顶管是顶管的前沿技术,只有当顶管被工程界广泛采纳后才会提出曲线顶管问题。
目前曲线顶管各国尚处于研究发展阶段,有些曲线目前已能施工,有些曲线还不能。
例如弯曲半径太小,有可能造成管道失稳,管道裂缝等严重后果。
曲线顶管多用于旧城区的改造,旧城区马路弯曲,管道一般沿马路敷设,这就需要采用曲线顶管。
另一种情况是过江过河的混凝土顶管,有时为了减少投资,把管轴线设计成倒虹管或者抛物线形状,这也需要采用曲线顶管。
曲线顶管比较适合于混凝土管。
曲线顶管用于钢管,则需要很大的弯曲半径,而且必须有中继环。
管道的弯曲半径的大小与土质、管径、顶力有关。
土体承载力高,弯曲半径可以小一点;反之,承载力低,弯曲半径要大一点。
管道口径大,弯曲半径要大一点;反之,管道口径小,弯曲半径可以小一点。
管段较长,弯曲半径要大一点;反之,管段较短,弯曲半径可以小一点。
施工顶力较大,弯曲半径要大一点;反之,顶力较小,弯曲半径可以小一点。
一、混凝土管最小弯曲半径分析最小弯曲半径时忽略土体承载力和施工顶力影响,仅就管道口径大小、管段长度、木垫片的厚度三者与最小弯曲半径的关系进行分析。
曲线顶管的轴线,从宏观上看是曲线,实际上是折线,是多边形的一部份,多边形的边就是管段长度。
从图1可知多边形的边、角、半径有如下关系:α=l/R式中α—中心角(弧度);l—边长;R—多边形外切圆半径。
曲线顶管中把管段的长度看成是多边形的边,管段对应的中心角就是多边形的中心角,管轴线就是多边形的外切圆。
假设管道内径为d,壁厚为t,管段长度为l,木垫片厚度为b,并假设管道壁厚是内径的1/10,木垫片允许最大压缩率是50%。
即t=d/10S=b∙50%从图1可知,管段间的转角与管段对应的中心角相等。
长距离顶管施工过程中的关键控制技术研究
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顶力不足顶管的顶力是随着顶进长度的增加需要不断增加,但是又受到管道强度的限制,不能无限增加,对于普通顶管法而言只是在管尾施加顶力进行推进,其顶进距离受到限制。
因此,在长距离顶管施工中必须解决在管道强度允许范围内如何施加顶力的问题。
目前有两种方法:即采用润滑剂减阻和中继接力技术。
2.2推力不足长距离顶管施工还受到后座所能承受推力大小的制约,一般情况下,顶管工作坑的后座所能承受的最大推力以顶管所能承受的最大推力为计算条件,只验算工作坑后座是否能够承受最大推力的反作用力。
但是,有的情况下,油缸的推力往往并不是均匀的作用于后座,推力的合力作用点或高或低于后座被动土压力的合力作用点,造成设计后座抗推能力不足。
因此,为使后座能够承受较大的推力,工作坑应尽可能深点,后座墙也尽可能埋深大点。
2.3顶进方向失控顶管施工中管轴线可能为直线,也可能是曲线,无论是直线和曲线,顶进施工中都必须确保管道按设计轴线顶进。
如果顶进方向失控,会导致管道弯曲,顶力急剧增加,顶进困难,甚至无法继续施工。
因此,必须有一套能准确控制管段顶进方向的导向机构。
顶进施工中的方向控制,主要是通过反复测量,不断检查和纠偏的过程来实现。
2.4塌方在软土地基或地下水位较高的土层中顶进施工时,顶进面上容易发生塌方,塌方不仅会导致管道受力情况恶化,造成管道方向失去控制,给施工带来许多困难,还会危及地面建筑物的稳定。
大直径长距离钢顶管施工风险及控制
２ 钢顶管 的姿态控 制
钢 顶 管 与 混 凝 土 顶 管 施 工 有 相 似 的地 方 ， 也 确实存在不同点 ， 主要就是姿态控制 。因为混凝土
根顶进到 ２０ｒ， ８ ｌ机头水平 偏差 ７ ｍ， ｆ ０ｅ 高程 偏差 ２ ０ｅ ｍ。其 中， 机头与过渡管 的 ７２ ． ｍ长度范 围的水 平偏 差 ５ ｍ， ６ｅ 高程 偏差 ２ ｍ（ 图 １ 。 过 渡管 ４ｏ 见 ）在 的 前后 接 口处 张 开 量 达 到 ２ ｍ 以上 时 ，施 工 被 ０ｅ 迫 暂 时停 止 。无 独 有偶 ， 在边 上 的另 一根 管 道 顶进 到 ４ ０ｍ 时 ， 平 偏 差 超 过 １ｍ， 不 得 不 停 止顶 ８ 水 也 进 。 管 的姿 态 如 图 ｌ 示 。 区 间顶管 的地 层 为 顶 所 该 粉 质黏 土 ， 没 有流 砂 现 象 。为什 么 会 出现 顶 管 姿 并 态 严重 失 控 的现 象 呢 ？ 原 因分 析 及措 施 建议 ： （） 顶 管 采 用 土 压 平 衡 顶 管 机 施 工 ， 机 头 １该 在 后 面 的管 道 中 用钢 板 筑 了二 道 坝 ，作 为 开 天 窗 的 泥水舱 ， 螺旋机排 出的土体进入泥水舱 ， 用水枪破 泥 ， 后 由泥水 管 路输 送 到地 面 。由于 泥水 舱 内 的 然 泥 水 将 过 渡 管 的 下部 接 口淹 没 了 ，施 工 中根 本 无 法 知 道 过 渡 管 接 口的异 常 变 化 情 况 ，加 之 机 头 处 的施 工 环 境 非 常 恶 劣 ，无 疑 给工 程 的质 量 控 制 管
收稿 日期 ：０ ２ ０ — ５ ２ １ — ５ １ 作者简介 ： 利军 （ ９ ６ ） 男 ， 顾 １６ 一 ， 上海 人 ， 高级 工程 师 ， 事 从 市政 工程管 理 、 研究 工作 。
大直径长距离曲线顶管施工技术在软硬地层中的应用
大直径长距离曲线顶管施工技术在软硬地层中的应用摘要:本文结合三山岛内110kV及220kV架空线路迁改工程顶管工程实例,对长距离、曲线、复合地层中的施工过程控制的技术要点进行分析,在为今后的长距离曲线顶管工程施工提供一定的参考和经验总结，达到服务于同类工程的目的。
关键词:大直径、软硬地层、长距离、曲线顶管引言：近年来随着我国经济建设的不断发展，对可持续发展及环境保护工作越来越重视。
在城市建设过程中，明挖法将会受到越来越多的制约，顶管法作为一种非开挖方法由于技术先进、合理，必然得到越来越多的采用。
另外，在顶管的设计与施工过程中，由于在平面上受到道路形状的制约、地面建筑物环境保护因素的影响，竖向上存在地质条件的差异性、地下建（构）筑物拥挤等因素，迫使工程线路必然向曲线方向发展；在适应性方面，发展宽范围、全土质型顶管机是必然趋势。
随着技术及需求的不断发展，地下管线的综合性越来越强，需要克服土质越来越复杂，并朝着综合管廊的方向发展，顶管施工也更趋向于大直径、长距离、全土层、非直线顶进。
一、工程概况：三山岛内110kV及220kV架空线路迁改工程项目是为配合三山新城的建设开发，将现有的高压架空线路改为电缆线路型式，并沿着三山大道和港口路建设电缆隧道用于铺设迁改的电缆，全线采用顶管法施工。
2#～1#顶管段原设计分为两段直线顶进，但由于场地限制，以及沿线管线存在大量高压电缆、军用光纤电缆、高架桥墩、自来水管和雨水管线等，拆迁难度极大。
通过综合研究后改为单段顶进，一次性顶进长度为679m，在距始发井420m处进入曲线段绕开广珠西线桥墩，曲线段长度约154m，最后直线顶进106.5m。
如此大直径（外径4.14m）、长距离（长度679m）、硬岩（抗压强度88.6MPa）、曲线（曲率半径1000m）顶管集成为一体的综合顶管工程，迄今为止在广东省内还是首例。
二、顶管工作井及线地质情况：顶管工作井1#井和2#井基坑支护等级为一级，1#井支护方式采用地下连续墙+环框梁，地下连续墙厚度800厚，采用两道支撑；2井支护方式采用灌注桩+环框梁，灌注桩直径1米，设一道环框梁和冠梁。
关于复杂地质条件下长距离泥水平衡顶管施工技术的探讨
关于复杂地质条件下长距离泥水平衡顶管施工技术的探讨摘要：随着我国基建事业的高速发展，地下管线的需求量也在逐年增加。
加之人们对环境保护意识的增强。
顶管施工因为不阻碍交通运行，占地范围小，安全、环保等优点，在市政工程中的运用越来越普遍。
本文以本文是以贵阳市某输水工程为例，对复杂地质条件下长距离泥水平衡顶管施工技术进行探讨。
，关键词：顶管施工复杂地质泥水平衡长距离0引言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。
顶管法施工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，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;不破坏环境;不影响管道的段差变形;省时、高效、安全，综合造价低。
贵阳市某输水工程，需下穿一个住宅小区、一条城市快道及一个高填方区。
工程共设计了8座顶管工作井，顶管段全长1503m。
第一段为1-6#工作井，顶管长度1233m；第二段为7-8#工作井，顶管长度270m。
顶管采用钢筋砼套管顶管施工。
顶管施工完成后进行给水焊接螺旋钢管穿管施工。
套管内径2.4m，管壁厚0.24m，管道采用C50P10混凝土浇筑，管节接头采用B型柔性钢承口管接头。
1工作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。
浅谈大口径混凝土顶管的制造工艺及质量控制措施
浅谈大口径混凝土顶管的制造工艺及质量控制措施发表时间：2016-07-26T14:49:37.023Z 来源：《基层建设》2016年10期作者：于万兵[导读] 全面做好安全技术管理工作，严格按照施工规范进行控制，严抓过程质量控制.中国葛洲坝集团第三工程有限公司 842003摘要：随着城市建设的发展，顶管法在地下工程中普遍采用。
所谓顶管法施工，即是在地下工作坑内，借助顶进设备的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管子逐渐顶入土中，并将阻挡管道向前顶进的土壤，从管内用人工或机械挖出。
顶管施工技术目前应用比较成熟，可以有效解决施工与交通、环境等方面的相互影响。
因此，全面做好安全技术管理工作，严格按照施工规范进行控制，严抓过程质量控制，确保每项工作的细节落实和质量控制。
关键词：大口径；混凝土顶管；制造工艺；质量控制前言：顶管施工是一种非开挖铺设地下管道的施工方法，借助于主顶油缸及管道中缝间的推力，把钢筋混凝土排水管（简称顶管）一节一节地顶入需要的地方。
这种方法比开槽挖土减少大量土方，并节约施工用地，特别是要穿越建筑物时，采用此法更为有利。
顶管作为一种比较特殊的管材，必须能承受几千kN至上万kN预定的纵向推力，混凝土的抗压强度也必须达到C50以上，才能满足顶管施工的需要。
因此混凝土顶管质量的优劣，直接关系顶管的施工质量。
1、顶管技术的必要性和作用随着社会城市化进程的推进，地下空间的开发和利用越来越受到人们的重视。
顶管施工作为一种暗挖施工技术，可以在不开挖地表土的情况下将管道敷设完毕，具有无可比拟的优点，得到越来越广泛地应用。
1.1城市交通建设发展的需求。
在高速发展的现代化城市建设中，开挖铺设地下管道会一定程度上造成交通拥堵和中断，同时影响城市环境，造成资源浪费。
特别是在铺设大型管道下穿城市主干道的时候，严重阻碍交通，造成更大的经济损失。
在非开挖情况下，进行管道的铺设和修复，采用浅埋顶管施工技术，一方面提高了工程建设速度，也更大的减少了建设资金投入。