大直径超长距离钢管顶进施工技术

1、大直径超长距离钢管顶进施工技术 随着人们生活质量的不断提升， 对于环境和饮用水的要求也 越来越高，大直径超长距离钢管开始在城市顶管工程中频繁应 用，特别是政府部门对城市双水源要求的提高， 大直径超长钢管 顶管的应用将会越来越广泛。嘉定原水支线工程（三标段）位于 宝山区（前曹路霜竹路阀门井 - 集宁路蕴川路口），本工程为市 政输水工程， 主要为输水管敷设。 本文主要针对城市大直径超长 距离钢管顶管技术中的阻力控制技术和顶管测量技术进行了研 究和分析， 对现有的研究成果进行了总结， 对大直径超长距离钢 管顶进技术有重要的指导作用。 1. 钢管顶进施工技术概述 钢管顶进施工是一种地下管道施工技术，

2、它往往需要穿越铁 路线，公路，河道和地面建筑等。钢管顶进施工技术具有工作量 小，对环境影响小和不阻碍交通的优点， 成为很多大型城市市政 建设中的首要选择。 近年来主要应用在下水道施工， 煤气管施工， 动力电缆和通讯电缆等方面。 嘉定原水支线工程， 主要为输水管 敷设，与现有嘉定原水系统管道 DN1600和DN1500的连接点。由 于管道过长， 需要进行超长距离钢管顶进， 这是目前嘉定原水支 线工程实施的主要问题。 1.1 顶进施工技术基本原理 顶进施工技术包括了气压平衡顶管， 土压平衡顶管， 水泥平 衡顶管和手掘顶管等， 这些技术都是通过主顶油缸及钢管中继间 等的推力进行施工， 将掘进机器从工

3、作井内穿过土层推到井内吊 起，随后掘进机将管道埋设在两坑中间。 1.2 顶进施工技术发展现状 目前钢管顶进施工技术已经日益普遍，但是随着城市的发 展，人们对于环境保护的要求越来越高， 对于顶进技术对于周边 环境的影响要求越来越多。目前大直径的钢管顶进逐渐的增加， 百米长钢管顶进已经成为一个普遍现象， 千米大直径超长钢管顶 进开始出现在市政建设中。 目前大直径超长钢管相比其他钢管的 顶进难度更大， 单顶距离较长， 对于顶管顶力和控制提出了更高 的要求， 而且大直径超长钢管顶管常常会出现跑偏的情况， 这些 都需要加强顶管的测量和方向的控制。从目前的发展情况来看， 大直径超长距离钢管顶管已经成为了各

4、大施工建设中主要的施 工技术，但是都存在一定的技术问题。 2. 大直径超长钢管长距离顶管阻力控制技术应用 2.1 减阻润滑技术 大直径超长距离钢管与土壤的接触面积大，产生摩擦力大， 为了保证钢管的顺利顶进，就需要很好的控制管壁外的摩擦力。 对于管壁外的摩擦阻力来说， 主要通过三点来进行减阻， 首先是 保证管壁的光滑，降低摩擦系数，同时要保证钢管的圆度误差， 使得整个钢管的直径保持一致。 其次是掘进机外径应比钢管外径 大，可在一定程度上降低钢管外币摩擦阻力。 最后是针对支承介 质提高要求，支承介质主要是起支承作用，同时也有润滑效果， 可以降低钢管外壁的摩擦力。 2.2 中继间技术 目前大直径钢管

5、在顶进过程中， 由于工作井和接收井会花费 大量的资金， 进行超长距离钢管顶进可以有效的降低成本。 超长 距离顶管过程中， 随着顶管距离的不断增加， 顶管阻力不断的增 加。中继间是安装在顶进钢管中的某个部位， 将钢管分成若干个 区间进行推进。 中继间的出现使得超长距离顶管成为了现实， 目 前来看中继间的设计与使用主要存在以下几个问题， 首先是中继 间的数量，需要结合现场的土质和顶力， 从而确定中继间的数量， 其次是中继间的分布， 为了使得钢管在顶进过程中拥有足够的顶 力，顶力过程中中继间顶力超过 50%时就需要投入中继间，最后 是中继间的使用需要考虑到减阻，让各个措施相互补充。 3. 大直径超长

6、距离钢管顶进测量技术应用 3.1 大直径超长距离钢管顶进测量技术方法 为保证顶进管道轴线标高的施工质量要求， 必须在顶进过程 中实时跟踪测量。 目前大多数的工程常常采用红外线经纬仪跟踪 测量，但是此测量方法只能保证短距离的的顶管测量精度， 无法 满足大直径超长距离钢管顶管测量要求， 所以必须采用新的测量 方法。 3.2 大直径超长距离钢管顶进测量应用情况 在大直径超长距离钢管顶进测量过程中， 主要测量的项目有 三类，首先是导轨安装测量，顶管机顶进测量，轴线测量和沉降 和位移测量。 导轨安装测量是通过安转导轨， 确定导轨的高程和 坡度再根据放样轴线点确定导轨中心位置。 顶管机顶进测量通过 在工作

7、井内管道顶进轴线方向上架设一台激光经纬仪， 并要求底 座平台只能与工作井底板单独连接， 通过分析测量出的数据来进 行分析。 轴线测量是根据施工工程的四周场地条件， 从管道轴线 定位采用极坐标测设的方法，事先计算出各部位坐标及放线数 据，内业计算校核无误后， 在现场将全站仪置于控制点上进行测 放。高程测量是由一施工水准点抄出各点高程， 再核验各点的相 对高差是否同设计高程差值相符， 最后以另一施工水准点验测桩 点中任意两个。 沉降和位移测量是工作井受力很大很容易引起井 体沉降和位移， 同时间接影响到顶管测量的精度， 所以顶管一开 始就要对顶管工作井进行有周期的沉降和位移观测， 直至顶管施 工结束。 3.3 大直径超长距离钢管顶进土壤情况 不同地区由于土壤情况不同，钢管顶进面对的问题也不同， 以嘉定原水支线工程来说，如图 1，经过地质勘探，由于嘉定原 水支线工程中心标高为-8m,深度为12m穿越主要土层为层 灰色淤泥质粘土，而其土壤中含云母、有机质，土质不均，夹薄 层粉性土，局部为淤泥，摇振反应无，干强度高，韧性高，这些 都有利于超长距离钢管顶进。 4 结论 目前大直径超长距离钢管顶管的应用越来越频繁，本文主要 从阻力控制和测量方面进行了深入分析， 虽然超长距离钢管顶管 技术的测量时间减 少和阻力控制能力增加，但是仍然存在很多需要改进的地 方，特别是近年来自动跟踪测量技术