土压平衡顶管工法

土压平衡顶管工法法

土压平衡衡顶管工法是是利用土压平平衡式顶管掘掘进机进行地地下钢筋混凝凝土管道或其其他管道的顶顶进施工，能能以有效的技技术手段和措措施，来确保保整个顶管过过程中不产生生挖掘面土方方的超挖和欠欠挖，仅仅取取走顶入管子子的这部分土土体。它对周周围的土体扰扰动很小，能能使地表的沉沉降或隆起减减小到最低限限度。是由上上海隧道工程程股份有限公公司于1990年开发成功功的，适合在在上海软弱地地层中进行地地下管道顶进进施工，它解解决了传统顶顶管施工所引引起的道路破破坏、构筑物物严重沉陷、变变形和地下管管线断损等一一系列问题，经经实践证明其其技术经济效效益良好，是是一项值得推推广应用的新新技术。该技技术成果获1992年上海市科科技进步二等等奖。

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特特点

1.1利利用带面板的的刀盘切削、支支承土体，对对土体的扰动动小；

1.2采采用干式排土土，废弃泥土土处理方便，对对环境影响和和污染小；

1.3土土压平衡系统统采用具有自自整定功能控控制的“760智能控制器”，土压平衡衡控制精度高高；

1.4施施工设备投入入较少，施工工方法简单，技技术先进，经经济合理；

1.5施施工安全，速速度快，工期期短，质量好好。

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适适用范围

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2.1本本工法适用于于饱和含水地地层中的淤泥泥质粘土、粘粘土、粉砂土土或砂性土，尤尤其适用于闹闹市区或在建建筑群、地下下管线下进行行顶管施工，也也可进行穿越越公路、铁路路、河流特殊殊地段的地下下管道的施工工；

2.2施施工管道口径径以国标下水水道口径系列列尺寸中的φ1650～φ2400mmm为宜；

2.3顶顶管管材为钢钢筋混凝土；；管节的接头头形式可按要要求选用“T型”、“F型”钢套环式、企企口承插式等等，也可按工工程的要求选选用其他材质质的管节和管管口接扣形式式。

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原原理

它是根据据土压平衡的的基本原理，利利用顶管机的的刀盘切削和和维持机内土土压仓的切削削土体压力抵抵抗开挖面的的土、水压力力达到土体稳稳定；并以顶顶管机的顶速速(即掘削量)为常量，螺螺旋输送机转转速(即排土量)为变量进行行控制，达到到使土压仓内内的土、水压压力与掘削面面的土、水压压力保持平衡衡，从而使开开挖面的土体体保持稳定，控控制了地表的的沉降和隆起起。

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施施工工艺

4.1施施工顺序

顶管施工工前的准备

.1作井井(坑)、接收井(坑)的清理、测测量、轴线放放样；

.2地面面顶进辅助设设施的布置、安安装；

.3井口口龙门行车（吊吊机）的设置置、安装；

.4洞口口密封的安装装，主顶设备备后靠背的安安装；

.5主顶顶设备导向机机架、主顶千千斤顶的安装装、调整；

.6工作作井(坑)内的工作平平台、辅助设设备、控制操操作台的布置置、安装；

.7出洞洞辅助技术措措施，井点降降水或地基加加固处理的实实施；

.8顶管管机吊装、下下井、就位；；

.9顶管管机井内安装装调试，做好好出洞准备。

顶管顶进进施工顺序

中继顶井井施工顺序

本顺序为为四套中继顶顶控制方式。如如顶进施工中中安置的中继继顶数量较多多时，为缩短短顶进工作时时间，提高工工效，可采取取“停2顶1”的原则(即1＃、4＃、7＃、10＃中继顶顶进进时，2＃、3＃、5＃、6＃、8＃、9＃中继顶停止止顶进)。

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施施工要点

5.1混混凝土管吊装装、对接，就就位时，应注注意密封环，传传力衬垫和管管口的完好，防防止发生人为为的损坏，而而影响管口的的密封。

5.2顶顶进施工中应应随时观察顶顶进轴线偏差差情况，要做做到“勤测勤纠”。

5.3刀刀盘应正、反反两方向交替替使用，防止止顶管机人为为的发生偏转转。

5.4土土压力的管理理和排土量的的控制是控制制地表沉降的的关键，土压压力管理值(即设定土压压力)应根据施工工土质状况、地地下水位、管管道埋深等因因素初步确定定，并根据施施工的情况和和地表沉降的的实测结果，随随时进行调整整。

5.5在在施工中应视视土质的情况况。注入一定定量的水或合合成泥浆对土土砂进行塑流流性改良，在在粉砂土、砂砂性土地层中中施工，当其其粘粒含量小小于10％时，应考考虑对土进行行塑流性的改改良。

5.6中中继顶装置的的配置，应视视顶进施工距距离、管节的的混凝土抗压压强度、管壁壁减摩的效果果、注浆的可可靠程度等施施工因素确定定；当顶进阻阻力达到中继继顶进装置最最大工作顶力力的0.8时，应考虑虑设置。

5.7采采用膨润土泥泥浆减阻润滑滑，是减小顶顶进阻力、增增长顶距的一一种行之有效效的方法，施施工时，对膨膨润土泥浆的的配合比要严严格控制，泥泥浆注入量、压压力等参数均均应视施工、地地质的不同条条件作随时的的变化。

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质质量标准

除应遵照照国家标准《地地基与基础施施工及验收规规范》、《钢钢筋混凝土工工程施工及验验收规范》和上海市市政工程程管理局标准准《市政工程程质量检验评评定标准》、顶顶管工程和长长距离顶管标标准中的有关关规定外，施施工中还应做做到：

6.1管管道接口橡胶胶防水密封环环及管端传力力衬垫安放正正确，不脱落落，不损坏。

6.2做做好顶进施工工的原始记录录，包括测量量地表沉降记记录；

6.3顶顶管机正面土土压力应保持持平衡，要严严格控制其压压力的变化，误误差不超过土土0.0155MPa；

6.4当管管顶覆土厚度度HI≥D管径时，地地表最大的隆隆、陷量应不不超过+20mm、一一40mm。

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机械械设备

施工机械械设备主要包包括顶进设备备和辅助施工工设备，顶进进设备由顶管管机主机、中中继顶进装置置、主顶进装装置三大部分分组成。

以φ22200F型混混凝土管施工工为例，其主主要施工机械械见表1。

土砂改良良和减阻润滑滑用浆在某些些场合下，可可考虑合用同同种浆，以减减少设备配置置。

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施施工安全

除遵照国国家颁发的《建建筑安装工程程安全技术规规程》和上海海市市政工程程管理局对施施工现场安全全的有关规定定外，对土压压平衡顶管施施工安全补充充规定如下：：

8.1顶顶管机及管道道内照明用电电应使用安全全电压；

8.2电电机车在管道道内行驶时，严严禁井下操作作人员在管道道内来回走动动；

8.3动动力电缆转换换接插前，要要先切断电源源，后拔除插插头；

8.4管管节吊运时，管管节下严禁站站人；

8.5管管道过长，要要考虑管内的的施工环境，要要加强管内的的空气流通，防防止混浊空气气影响施工人人员的健康；；

8.6管管道内的电力力电缆、控制制电缆应悬挂挂固定，严禁禁随地铺设；；

8.7管管道内的设备备、管路布置置应确保运输输通道的安全全，并要求固固定靠牢。电电气设备应做做好接地工作作。

9劳劳动组织

土压平衡衡顶管施工必必须连续作业业，实行4班3运转工作制制。每班施工工人员通常由由10人组成，见见表2。

10效益益分析

10.11与开槽埋管管法相比，施施工场地占用用小，适应在在市区街道建建筑密集的场场合下施工，不不需封闭道路路、交通，对对周围环境、交交通影响小。

10.22与普通挤压压式顶管施工工相比，由于于对土体的扰扰动小，能有有效地控制地地表的沉降和和隆起，可大大大地减小由由施工所引起起的道路、地地下管线、建建筑物的破坏坏而带来的损损失，有明显显的社会、环环境效益。

11工程程实例

上海真西西地区排水系系统，大渡河河大雨38′雨水窨井至43′雨水窨井φ2200mmm混凝土管管道施工于1990年开工，当当年12月竣工。一一次顶进管道道长156mm。管道底部部埋深5～5.5m，覆覆土为2.5～3m，土层为为粉质粘土和和粘质粉土。钢钢筋混凝土管管节外径φ2640mmm，长20000mm，采用“F”型接口，接接口处设水膨膨胀型橡胶密密封圈，管节节采用钢模制制作。

顶管机头头采用上海隧隧道工程股份份有限公司研研制的φ2200土压平衡顶顶管机，最大大顶力600