国内顶管技术交流讲座ppt课件

1、欢迎访问中国中铁股份欢迎访问中国中铁股份 顶管工程顶管工程程程 伟伟 :1120198588:1120198588 mobile:15114478 mobile:15114478顶管施工技术讲座顶管施工技术讲座n顶管工程技术的开展历史n顶管施工技术n任务井施工技术n顶管管材设计n顶管工程施工机械设备引见n顶管工地图片n对本工程的建议n结语主主 要要 内内 容容前言 顶管技术的开展历史n顶管施工技术(Pipe jacking)被以为最早运用于罗马时代，在二战中兴起于美国、二战后在欧洲的英国、德国和日本迅速开展。n在2O世纪的6O和7O年代，顶管施工技术在美国、欧洲、日本得到了较大的改良，奠定了现

2、代顶管施工技术的根底。 n顶管技术在中国的开展始于1956的上海。1984年前后，我国的北京、上海、南京等地先后开场引进国外先进的机械式顶管设备，使我国的顶管技术上了一个新台阶。 随后进入快速开展阶段。n顶管施工技术开展的主要缘由是市场的推进。1 顶管法顶管法n顶管法是建筑地下管道和涵洞的重要方法。 n1 概述:顶管施工技术是一种非开挖地下管道施工方法，这种施工方法能很方便的穿越公路、铁路、房屋、河流等铺设地下管道，并且污染小，对交通影响小，开挖土方少，机械化程度高，被以为是一种现代化的管道铺设方法，越来越多的地下管道工程采用这一施工方法。 n1.1 顶管法简介n采用液压千斤顶或具有顶进、牵引

3、功能的设备，以顶管任务井作承压壁，将管子按设计高程、方位、坡度逐根顶入土层直至到达目的地.顶管法施工表示图顶管法施工表示图目前广泛采用的三种顶进工法目前广泛采用的三种顶进工法n人工开放式顶进工法人工开放式顶进工法n 手掘式手掘式 挤压式挤压式n泥程度衡封锁式顶进工法泥程度衡封锁式顶进工法n 网格水冲式网格水冲式 刀盘掘进式刀盘掘进式 岩盘破碎式岩盘破碎式 n土压平衡封锁式顶进工法土压平衡封锁式顶进工法n 大刀盘式大刀盘式 多刀盘式多刀盘式顶管法施工主要用于顶管法施工主要用于 n特殊施工环境条件下的管道工程中特殊施工环境条件下的管道工程中 ：n穿越江河、湖泊、港湾水体下的供水、输气、穿越江河、湖

4、泊、港湾水体下的供水、输气、输油管道工程；输油管道工程；n穿越城市建筑群、繁华街道地下的上下水、穿越城市建筑群、繁华街道地下的上下水、煤气管道工程；煤气管道工程；n穿越重要公路、铁路路基下的通讯、电力电穿越重要公路、铁路路基下的通讯、电力电缆管道工程；缆管道工程；n水库坝体涵管重建工程等。水库坝体涵管重建工程等。n埋深较深埋深较深( (深度大于深度大于4 4米以上米以上),),开槽明埋施工开槽明埋施工造价较高的工程等。造价较高的工程等。开展趋势开展趋势n中继环接力顶推安装、触变泥浆减阻顶进技术，自动测斜纠偏技术、泥程度衡技术、土压平衡技术、气压维护技术和曲线顶管技术 。1.2 顶管法的关键技术

5、顶管法的关键技术n1方向控制：与设计轴线一致，对顶力的影响，保证中继环正常任务 ；n2顶力大小及方向：管尾顶进方式，顶进间隔必然遭到限制 ，长间隔顶进普通采用中继环接力；n3工具管开挖面正面土体的稳定性；n4承压壁后靠构造及土体的稳定性；1.3 顶管工程地质勘察顶管工程地质勘察n勘察要点：n土层类别、埋深n各土层土体的物理、力学性质n地下水位、压力n地下水和土的腐蚀性n土层冻结深度n地下管线n地下洞室n临近建筑物根底n地面动载2 顶管工程设计顶管工程设计n任务井设置,顶管顶力估算以及承压壁后靠构造及土体的稳定问题,任务坑和接纳坑设计,管材设计。n2.1 顶管任务井设置n1供顶管机头安装用的顶进

6、任务井称顶进井；n2供顶管工具管进坑和装配用的接纳任务井称接纳井。a双向顶进；b单向顶进3)任务井的布设应遵照的条件任务井的布设应遵照的条件 n任务坑是顶管施工的顶进任务场所。其位置可根据以下条件确定:n根据管线设计，任务坑可选在检查井处；n单向顶进时，应选在管道下游端，以利排水；n思索地形和土质情况,有无可利用的原土后背；n任务坑与能够穿越的建筑物要有一定平安间隔；n任务坑与其周围建构筑物要有一定平安间隔；n距水、电源较近的地方等。顶进任务井顶进任务井 n本质上是方形或圆形的小基坑，其支护类型同普通基坑，其平面尺寸较小，支护经常采用钢筋混凝土沉井、SWM工法井和钢板桩。n管径1.8m或顶管埋

7、深5.5m时普遍采用钢筋混凝土沉井作为顶进任务井。n沉井作为任务井时，普通采用双向顶进；n采用钢板桩支护任务井时，普通采用单向顶进。 一井多用一井多用 n任务井在施工终了后，一部分将改为阀门井、检查井。 n任务井地面影响范围普通按井深的1.5倍计算，在此范围内的建筑物和管线等均应采取必要的技术措施加以维护。顶管任务井的深度 n1顶进任务井3211hhhHnh1地表至导轨顶的高度m；nh2导轨高度m；nh3根底厚度包括垫层m。2接纳任务井接纳任务井4312hhhHnH2地表至基底的高度m；nh1地表至支承垫顶的高度m；nh3根底厚度包括垫层mnh4支承垫厚度m；防水构造防水构造n任务井的洞口应进

8、展防水处置，设置挡水圈和封门板，进出井的一段间隔内应进展井点降水或地基加固处置，以防土体流失，坚持土体和附近建筑物的稳定。n任务井的顶标高应满足防汛要求，坑内应设置集水井，在暴雨季节施工时应防止地下水流入任务井，事先在任务井周围设置挡水围堰。2.2 顶管顶力估算的阅历公式 nRf = K f2 PV + 2PH + PB+ PA n其中：其中： Rf 顶力吨，顶力吨， K平安系平安系数，数， f管壁与土间的摩擦系数管壁与土间的摩擦系数nPH 管侧的侧土压力吨管侧的侧土压力吨nPV 管顶上的垂直土压力吨，管顶上的垂直土压力吨，nPB全部顶进的管段分量吨，全部顶进的管段分量吨，nPA 管端部的贯入

9、阻力吨管端部的贯入阻力吨 顶力计算的实际公式 n PV = KPHD外Ln PH =H+ D外/2 D外Ltan245/2n PB = GLn PA = RAAn其中(根据设计图纸及本工程有关地质资料查得) ：KP垂直土压力系数, 土的容重(吨/米3), nH 管顶覆土深度(米), D外 管道外径米， nL 管道顶进最大长度米， 土的内摩擦角，nG 管道单位长度分量吨/米2，nRA 土贯入阻力吨/米2，A 管端面积米22.3后背构造及抗力计算后背构造设计后背构造设计n本工程采用厚钢板后背如上图，这种后背设置简单，安装时应满足以下要求:nA.使千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3；nB.后

10、背垫铁可用70mm 钢板。nC.后背井壁后松散砂层灌注水泥砂浆添加土的抗剪强度。后背的抗力计算后背的抗力计算 n管子在顶进过程中遭到的全部阻力，都经过千斤顶传送给后背墙。所以后背墙必需有足够的稳定性。 n为了保证顶进质量和施工平安，应进展后背的强度和刚度计算。根据顶进需求的总顶力，运用朗肯土压力公式核算后背受力及挡桩的长度，使土体所受的力小于土壤的允许承载力。n后背墙稳定性验算：r*(+/2)*n式中: 后背墙承载才干；n后背墙的宽度；n后背墙的高度；n后背墙至地面高度；n土的容量/；nr被动土压力系数。n后背墙的土坑系数。n在设计后背墙时RT，平安系数应在1.2 倍以上。当RT 时，需做后背

11、墙加固措施，如坝河地下土质较差，任务井底均为砂土，可采用现场浇灌混凝土挡土墙的措施，还可以采用加大后背墙承压面积、设置挖孔桩等措施。2.4 顶管承压壁后靠土体的稳定验算n1沉井支护任务井承压壁后靠土体的稳定验算apFFFFP212各分量计算2221tg (45)2tg(45)tg (45)2222pFAHcHhH2221tg (45)2tg(45)tg (45)2222aFAHcHhH1121HApFaWF 2 计算例如2pcK()(45)2popHh KKtg22211()()221tg (45)tg (45)222ppHh KHhhKhHhHn无绝对把握的前提下，F1及F2均不予思索。 n

12、假设不思索F1及F2，普通采用下式进展沉井承压壁后靠土体的稳定性验算：nS为沉井稳定系数，普通取S1.01.2。土质越差，S的取值越大。SFFPap本讲要点n了解顶管法的任务原理；n了解顶管阻力的计算方法；n掌握后背构造及抗力计算 n掌握沉井支护任务井承压壁后土体的稳定验算。3 常用顶管工具管n顶管工具管有手掘式、挤压式、泥程度衡式、三段两铰型水力挖土式和多刀盘土压平衡式等。n手掘式顶管工具管为正面全敞开，采用人工挖土，如下图。手掘式顶管工具管：正面全敞开挤压式顶管工具管：网格切土安装或刃脚放大 泥程度衡式顶管工具管 设置密封舱 泥程度衡式顶管工具管泥程度衡式顶管工具管DN2500泥程度衡掘进

13、机头泥程度衡掘进机头 多刀盘土压平衡式顶管工具 大刀盘土压平衡顶管机大刀盘土压平衡顶管机 主顶设备主顶设备 地表沉降n普通顶管工具引起的地表沉降量可控制在50100mm，而采用泥程度衡式顶管工具管引起的地表沉降量更在30mm以下。n顶管工具管的根本原理及施工工艺与盾构根本类似。 4 中继环 4.1 中继接力原理n顶进阻力超越主千斤顶的允许总顶力、管节允许的极限压力和任务井承压壁后靠土体极限反推力三者中之一，采用中继接力顶进技术。n采用中继接力技术时，将管道分成数段，在段与段之间设置中继环。 中继环表示图 采用中继接力技术以后，管道的顶进长度不再受承压壁后靠土体极限反推力大小的限制，只需增加中继

14、环的数量，就可添加管道顶进的长度。 4.2 中继环构造n1短冲程千斤顶组冲程为150300mm，规格、性能要求一致；n2液压、电器与支配系统；n3壳体和千斤顶紧固件、止水密封圈；n4承压法兰片。4.3 中继环自动控制n从工具管向任务井依次按1#、2# 编号。n任务时，初次启动1#，n中继环顶推行程到达允许行程后停顿1#中继环，启动2#中继环任务，直到最后启开任务井千斤顶。5 管道及其接口n顶管所用管道按其材质分钢筋混凝土管和钢管两类，钢管接口普通采用承插、法兰、螺纹或焊接。 n排水管道采用的预制钢筋混凝土管道 ；n煤气管道普通采用铸铁管和钢管 ；n上水管道普遍采用的钢筋混凝土管及钢管 ；工程实例引见n外包钢板复合式钢筋混凝