顶进法PPT演示.ppt

顶进法,定义：顶进法又称顶管法顶管施工的原理与特点顶管施工方法分类顶管施工技术的发展历程顶管施工方法的优越性及局限性顶管施工方法的应用与发展地下箱涵顶进施工技术,一、顶进法定义：,顶进法又称顶管法，即在保证道路或铁路交通安全运行的同时，在路线下降预制的钢筋混凝土箱形框架（箱涵），用机械力顶入铁路路基内，成为一个铁路钢构架，该法叫顶进法。顶管技术（pipejacking)：即是一种具体的非开挖敷设地下管道的施工方法，同时以顶管施工原理为基础的顶进技术的总称（如顶进箱形涵桥）顶管技术是从隧道盾构法施工技术发展而来。顶管法所用的顶管机（掘进机或盾构机shield)和管片隧道施工法所采用的隧道掘进机（tbm机）没有本质的不同。两种施工技术方法的区别仅在于隧道内衬构筑方法的不同，一个是把整段管片顶进连接安装，另一个是组合管片不断拼接安装。,二、顶管施工方法的特点,（1）它在敷设地下管道时，不需要大挖大填土方作业，是一种非开挖施工技术，地下穿越能力强，施工工作面也不大，可方便在城镇中的繁华市区施工。（2）它是一项综合性的施工技术，从选线、定位放线、工作井和接收井设置、机头顶推、测量定位机施工组织管理，都要求严格。（3）它的技术特点具有鲜明的适用性问题。即应针对不同的土层组成及地质条件、不同的施工条件和不同的埋管设置要求，选择与之适应的顶管施工工艺，否则使顶管施工难以顶进以致失败。（4）它是一种带高科技手段的现代化地下管道施工方法，它既能不断掘进埋管，后续连续敷设管道，又能支护开挖开掘面，且受先进的激光定位系统指挥，机头的对中和上下左右抓东也十分灵活，确保了管道敷设的顺利进行，并显示埋管施工的独特优点及具备环境保护的极大优越性。,三、顶管施工方法分类,按顶管口径大小，可分为大、中、小、微型顶管。按施工顶管的埋置深度，可分为深、中、浅埋、超浅埋式地下顶管工程。按施工顶管的管节材料分为钢筋砼管、钢管、球墨铸铁管道、玻璃管道、陶土、pvc管和石棉水泥管道顶管等。按顶进管道轨迹的曲直可分为直线顶管和曲线顶管，按顶管施工的工作井和接收井之间的距离长短，分普通和长距离顶管（一次顶进100m300m500m)。按顶管的目的及组合型式可分为穿越式、网络氏顶管和叶脉式大型顶管等。按顶管前端工具管或掘进作业的形式划分为手掘式、挤压式、半机械式和机械式等作业形式。,按管道直径大小分类,大口径顶管一般指管径2m,个别达到5m，堪比小型盾构中型顶管：1.21.8m,施工人员行走受限。小型顶管：0.51m。施工人员在其中爬行困难。微型顶管：400mm以下的顶管，最小为75mm。西方国家把小型顶管和微型顶管这两种顶管施工称为微型隧道技术。把无法保障人在管道里安全施工的小直径顶管称为微型隧道技术（microtunnelling)。东西方进人管道直径问题上存在分歧，欧洲认为最小为1000mm，日本认为最小为800mm。,四、顶管法施工技术的发展历程,早期的顶管施工技术：1、根据中东地区出土文物证实，当年罗马人利用杠杆原理，将一根木制管道从土层侧面顶进从而开辟出一条供水渠道，这是在不开挖地面条件下进行地下顶管施工雏形。2、1982年，美国太平洋铁路公司（northpaciticrailroadcompany)完成了早期的顶管施工技术，随后许多公司都将这项技术确定为在铁路下顶进铸铁管道的标准方法。早期顶管技术推广贡献者augusttusgriffin走向成熟的顶管施工技术：成熟的顶管技术是在盾构法问世以后的盾构机械应用时开始的。盾构法是在软土地层中修建隧道的一种施工方法。其发明者布鲁洛尔（法）从观察蛀虫在木头中钻洞并从体内排出粘液加固洞穴的现象受到启发开始研究成功的。进入20世纪七十年代，顶管施工技术从主顶设备到配套技术都进行了较大改进。,主要表现在三个方面：,1、研制成功带有一组各自独立的千斤顶并能控制顶进方向的掘进机（主顶机头和工具管），可方便不同地层条件下的顶进施工。2、研究成功专门用于顶管施工的带橡胶密封环的系列混凝土管道，可供不同直径顶管工程使用。3、研究成功中继站（intermediatejackingstation)构造以供长距离顶管使用，并完善其中继接力工作。,顶管技术在中国的发展:,1953年北京，在京包铁路的路基下进行钢筋砼管道的顶管穿越实验1956年上海，在黄浦江堤下进行钢管顶进施工。手掘式顶管1967年前后上海，小口径遥控土压顶管掘进机，至1969年累计顶进施工距离400余米。1978年上海研制成功三段双较型工具管，即顶进机头，解决了百米顶管施工技术难题。这种挤压法顶管，特别适用于软黏土和淤泥质粘土层地层条件。1984年北京、上海和南京等地引进国外机械式顶管设备，如telemale顶管掘进机具有双重平衡和电视遥控功能。诸如土压平衡理论、泥水平衡理论、顶管接口形式及制管新技术极大的改变我国顶管技术领域的落后面貌发挥了极大作用。1988年上海研制成功我国第一台管径为2720mm多刀盘土压平衡型掘进机1992年，又研制成功我国第一台管径为1440mm加泥式土压平衡掘进机，系列最大管径为3540mm近年来，我国的顶管技术有了长足发展，并在大直径，长距离顶管技术方面处于国际领先地位。1994年，在上海黄浦江上游引水工程的长江支线，将dn3500mm钢管单项顶进1743m水下顶管记录。,五、顶管施工方法的优越性及局限性,顶管施工是一种现代化的埋设地下管线的施工方法，它在不扰动管外土层结构条件下，利用顶进、挤压等多种予力手段的予力技术原理，自控自支护平衡土压力，使管壁与原土层紧密结合，不会形成埋管回填土中的积水带及浮力区，可改变顶管沿线地下水的渗流作用，使顶管管线形成土体中的加筋体，与土体产生相互作用，改善沿线土层的变形性质。其优越性及局限性主要表现在：（1）对地层的适应性（2）对地上地下环境的保护（3）对地上地下设施的干扰破坏（4）施工安全可靠性（5）施工质量保证（6）施工经济效益,对地层的适应性,顶管施工技术因为机头掘进的先进性，可广泛应用于绝大部分地层条件，包括地下水位较高和极不稳定的淤泥层、淤泥质土层、粉细砂层及混合状千层饼土层，也包括含砾石的砾砂层及软质岩层。但是，对于在顶管沿线含有较多的大块孤石及漂石的黏土层或砾砂层，施工较为困难，进度很慢，尤其是施工人员无法进入小型管道施工，甚至无法实现正常顶进作业。1、与开槽埋管施工方法相比：它不用开挖支护、降水及稳定壁槽土体等处理措施。2、与直径相同的隧道施工法相比：顶管法施工在对地层的适应能力方面没有明显的区别，采用的掘进机和施工技术相近，只是顶管施工法因不用拼装管片，显示出施工的简便性及对土层更好的适应性，施工速度更快。只有遇到粘稠的膨胀性黏土地层时，地层的摩擦阻力将影响施工的进度及一次顶进长度，此时具有管片拼装式的隧道施工法（盾构法）将具有较好的优越性。,对地上地下环境的保护,顶管施工仅占有少量工作井和接收井的地面，并对地面破坏干扰极小，同时，它在地下穿越占地更小，且能自支护防水，故对地下环境的破坏干扰很小。但是，它在软土层中施工易发生偏差及易使管道产生不均匀沉降变形，施工难度很大，技术要求高。1、与开槽埋管施工方法相比：顶管施工法能使地面场地干净，并能保持地面繁华市区及交通人流通畅，最有利于环境保护的施工选择。开槽埋管施工法易造成泥水污染环境，中断交通，影响商业运营，干扰性较大。2、与直径相同的隧道施工法相比：顶管法施工如对该竖井位置进行精心设计，就能减小对施工带来的不利影响。它与隧道施工法在浅埋管道相比，显得很经济，但在方案选择时，要合理,总结：,顶管法与隧道法施工相比，也存在不足之处：超长距离顶进比较困难；且曲率半径变化大时施工也较困难；对于大于五米直径的大口径顶管几乎不太可能；在转折多或曲线组合多的复杂条件下施工，要增加工作井和接收井，施工工期和费用增加。鉴于以上情况：地下管线工程施工可以优选顶管法施工方案，大型地下管网敷设及管网改造过程，选择顶管法时也可配合其他一种或两种施工方法，有主有次，扬长避短，将是最优化的施工方案选择。,箱型桥的顶进法的分类：后顶法（定入法）牵引法、对拉法、顶拉法；中继间的顶入法,顶入法：,顶入法：一侧设工作坑坑底做滑板滑板上预制钢筋混凝土箱涵刃角，后背，安千斤顶,工作坑及滑板,一、工作坑预制,工作坑的开挖高度、工作坑的位置、工作坑的尺寸,第四节顶进工艺,一、箱涵起动二、挖土与运土挖土注意事项：四点三、顶进顶进设备：液压传动及传力设备。液压传动系统包括：动力机构、操纵机构；辅助装置顶力传递-顶铁-顶柱-其它传力设备,（一）顶镐工作过程：（二）高压油泵与液压油路油泵的工作压力：油泵的工作液体选择与气温有关：液压系统油路：液压油管：管道接头：,（三）、传力设备,顶铁横梁顶柱,四、测量工作五、铁路加固,第五节顶进方向与高程控制,校正在直线上、曲线上、坡道上的箱段偏差；引导保持曲线、坡道上要求的方向变更,一、顶进中的方向控制-依靠方向墩的撑垫可以纠正,措施有四：1、严格控制挖土；2、采用偏顶；3、挖土纠