土压平衡顶管工法_secret.doc

筑龙网给排水所有资料全都免费 土压平衡顶管工法 土压平衡顶管工法是利用土压平衡式顶管掘进机进行地下钢筋混凝土管道或其他管道的顶进施工，能以有效的技术手段和措施，来确保整个顶管过程中不产生挖掘面土方的超挖和欠挖，仅仅取走顶入管子的这部分土体。它对周围的土体扰动很小，能使地表的沉降或隆起减小到最低限度。是由上海隧道工程股份有限公司于1990年开发成功的，适合在上海软弱地层中进行地下管道顶进施工，它解决了传统顶管施工所引起的道路破坏、构筑物严重沉陷、变形和地下管线断损等一系列问题，经实践证明其技术经济效益良好，是一项值得推广应用的新技术。该技术成果获1992年上海市科技进步二等奖。 1 特点 1.1利用带面板的刀盘切削、支承土体，对土体的扰动小； 1.2采用干式排土，废弃泥土处理方便，对环境影响和污染小； 1.3土压平衡系统采用具有自整定功能控制的“760智能控制器”，土压平衡控制精度高； 1.4施工设备投入较少，施工方法简单，技术先进，经济合理； 1.5施工安全，速度快，工期短，质量好。 2 适用范围 2.1本工法适用于饱和含水地层中的淤泥质粘土、粘土、粉砂土或砂性土，尤其适用于闹市区或在建筑群、地下管线下进行顶管施工，也可进行穿越公路、铁路、河流特殊地段的地下管道的施工； 2.2施工管道口径以国标下水道口径系列尺寸中的16502400mm为宜； 2.3顶管管材为钢筋混凝土；管节的接头形式可按要求选用“T型”、“F型”钢套环式、企口承插式等，也可按工程的要求选用其他材质的管节和管口接扣形式。 3 原理 它是根据土压平衡的基本原理，利用顶管机的刀盘切削和维持机内土压仓的切削土体压力抵抗开挖面的土、水压力达到土体稳定；并以顶管机的顶速(即掘削量)为常量，螺旋输送机转速(即排土量)为变量进行控制，达到使土压仓内的土、水压力与掘削面的土、水压力保持平衡，从而使开挖面的土体保持稳定，控制了地表的沉降和隆起。 4 施工工艺 4.1施工顺序 4.1.1顶管施工前的准备 4.1.1.1作井(坑)、接收井(坑)的清理、测量、轴线放样； 4.1.1.2地面顶进辅助设施的布置、安装； 4.1.1.3井口龙门行车（吊机）的设置、安装； 4.1.1.4洞口密封的安装，主顶设备后靠背的安装； 4.1.1.5主顶设备导向机架、主顶千斤顶的安装、调整； 4.1.1.6工作井(坑)内的工作平台、辅助设备、控制操作台的布置、安装； 4.1.1.7出洞辅助技术措施，井点降水或地基加固处理的实施； 4.1.1.8顶管机吊装、下井、就位； 4.1.1.9顶管机井内安装调试，做好出洞准备。 4.1.2顶管顶进施工顺序 4.1.3中继顶井施工顺序 本顺序为四套中继顶控制方式。如顶进施工中安置的中继顶数量较多时，为缩短顶进工作时间，提高工效，可采取“停2顶1”的原则(即1、4、7、10中继顶顶进时，2、3、5、6、8、9中继顶停止顶进)。 5 施工要点 5.1混凝土管吊装、对接，就位时，应注意密封环，传力衬垫和管口的完好，防止发生人为的损坏，而影响管口的密封。 5.2顶进施工中应随时观察顶进轴线偏差情况，要做到“勤测勤纠”。 5.3刀盘应正、反两方向交替使用，防止顶管机人为的发生偏转。 5.4土压力的管理和排土量的控制是控制地表沉降的关键，土压力管理值(即设定土压力)应根据施工土质状况、地下水位、管道埋深等因素初步确定，并根据施工的情况和地表沉降的实测结果，随时进行调整。 5.5在施工中应视土质的情况。注入一定量的水或合成泥浆对土砂进行塑流性改良，在粉砂土、砂性土地层中施工，当其粘粒含量小于10时，应考虑对土进行塑流性的改良。 5.6中继顶装置的配置，应视顶进施工距离、管节的混凝土抗压强度、管壁减摩的效果、注浆的可靠程度等施工因素确定；当顶进阻力达到中继顶进装置最大工作顶力的0.8时，应考虑设置。 5.7采用膨润土泥浆减阻润滑，是减小顶进阻力、增长顶距的一种行之有效的方法，施工时，对膨润土泥浆的配合比要严格控制，泥浆注入量、压力等参数均应视施工、地质的不同条件作随时的变化。 6 质量标准 除应遵照国家标准地基与基础施工及验收规范、钢筋混凝土工程施工及验收规范和上海市市政工程管理局标准市政工程质量检验评定标准、顶管工程和长距离顶管标准中的有关规定外，施工中还应做到： 6.1管道接口橡胶防水密封环及管端传力衬垫安放正确，不脱落，不损坏。 6.2做好顶进施工的原始记录，包括测量地表沉降记录； 6.3顶管机正面土压力应保持平衡，要严格控制其压力的变化，误差不超过土0.015MPa； 6.4当管顶覆土厚度HID管径时，地表最大的隆、陷量应不超过+20mm、一40mm。 7 机械设备 施工机械设备主要包括顶进设备和辅助施工设备，顶进设备由顶管机主机、中继顶进装置、主顶进装置三大部分组成。 以2200F型混凝土管施工为例，其主要施工机械见表1。 土砂改良和减阻润滑用浆在某些场合下，可考虑合用同种浆，以减少设备配置。 8 施工安全 除遵照国家颁发的建筑安装工程安全技术规程和上海市市政工程管理局对施工现场安全的有关规定外，对土压平衡顶管施工安全补充规定如下： 8.1顶管机及管道内照明用电应使用安全电压； 8.2电机车在管道内行驶时，严禁井下操作人员在管道内来回走动； 8.3动力电缆转换接插前，要先切断电源，后拔除插头； 8.4管节吊运时，管节下严禁站人； 8.5管道过长，要考虑管内的施工环境，要加强管内的空气流通，防止混浊空气影响施工人员的健康； 8.6管道内的电力电缆、控制电缆应悬挂固定，严禁随地铺设； 8.7管道内的设备、管路布置应确保运输通道的安全，并要求固定靠牢。电气设备应做好接地工作。 9 劳动组织 土压平衡顶管施工必须连续作业，实行4班3运转工作制。每班施工人员通常由10人组成，见表2。 10效益分析 10.1与开槽埋管法相比，施工场地占用小，适应在市区街道建筑密集的场合下施工，不需封闭道路、交通，对周围环境、交通影响小。 10.2与普通挤压式顶管施工相比，由于对土体的扰动小，能有效地控制地表的沉降和隆起，可大大地减小由施工所引起的道路、地下管线、建筑物的破坏而带来的损失，有明显的社会、环境效益。 11工程实例 上海真西地区排水系统，大渡河大雨38雨水窨井至43雨水窨井2200mm混凝土管道施工于1990年开工，当年12月竣工。一次顶进管道长156m。管道底部埋深55.5m，覆土为2.53m，土层为粉质粘土和粘质粉土。钢筋混凝土管节外径2640mm，长2000mm，采用“F”型接口，接口处设水膨胀型橡胶密封圈，管节采用钢模制作。 顶管机头采用上海隧道工程股份有限公司研制的2200土压平衡顶管机，