《管道頂進(jìn)施工》PPT課件

1、頂管法原理,采用液壓千斤頂或具有頂進(jìn)、牽引功能的設(shè)備，以頂管工作井作承壓壁，將管子按設(shè)計(jì)高程、方位、坡度逐根頂入土層直至達(dá)到目的地,頂管施工技術(shù)的發(fā)展,頂管施工技術(shù)(Pipe jacking)被認(rèn)為最早應(yīng)用于羅馬時代，在二戰(zhàn)中興起于美國、二戰(zhàn)后在歐洲的英國、德國和日本迅速發(fā)展。 在2O世紀(jì)的6O和7O年代，頂管施工技術(shù)在美國、歐洲、日本得到了較大的改進(jìn)，奠定了現(xiàn)代頂管施工技術(shù)的基礎(chǔ)。 頂管技術(shù)在中國的發(fā)展始于1956的上海。1984年前后，我國的北京、上海、南京等地先后開始引進(jìn)國外先進(jìn)的機(jī)械式頂管設(shè)備，使我國的頂管技術(shù)上了一個新臺階。 隨后進(jìn)入快速發(fā)展階段。 頂管施工技術(shù)發(fā)展的主要原因是市場的

2、推動,隨著時間的推移，頂管技術(shù)也與時俱進(jìn)地得到迅速發(fā)展。主要體現(xiàn)在以下方面： 一次連續(xù)頂進(jìn)的距離：越來越長 頂管直徑：向大小直徑兩個方向發(fā)展 管材：鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃鋼頂管 挖掘技術(shù)：機(jī)械化程度越來越高 頂管線路的曲直度：曲線形狀越來越復(fù)雜，曲率半徑越來越小,頂進(jìn)工法的類型,人工開放式頂進(jìn)工法 手掘式 擠壓式 泥水平衡封閉式頂進(jìn)工法 網(wǎng)格水沖式 刀盤掘進(jìn)式 巖盤破碎式 土壓平衡封閉式頂進(jìn)工法 大刀盤式 多刀盤式,頂管法的應(yīng)用,特殊施工環(huán)境條件下的管道工程： 穿越江河、湖泊、港灣水體下的供水、輸氣、輸油管道工程； 穿越城市建筑群、繁華街道地下的上下水、煤氣管道工程； 穿越重要公路、鐵路路基

3、下的通訊、電力電纜管道工程； 水庫壩體涵管重建工程等。 埋深較深(深度大于4米以上),開槽明埋施工造價較高的工程等,頂管法施工關(guān)鍵技術(shù),方向控制：與設(shè)計(jì)軸線一致，對頂力的影響，保證中繼環(huán)正常工作 ； 頂力大小及方向：管尾頂進(jìn)方式，頂進(jìn)距離必然受到限制 ，長距離頂進(jìn)一般采用中繼環(huán)接力； 工具管開挖面正面土體的穩(wěn)定性； 承壓壁后靠結(jié)構(gòu)及土體的穩(wěn)定性,頂管工程地質(zhì)勘察,勘察要點(diǎn)： 土層類別、埋深 各土層土體的物理、力學(xué)性質(zhì) 地下水位、壓力 地下水和土的腐蝕性 土層凍結(jié)深度 地下管線 地下洞室 臨近建筑物基礎(chǔ) 地面動載,頂管工程設(shè)計(jì),雙向頂進(jìn),工法選擇及頂管機(jī)選型； 工作井設(shè)置； 頂管頂力估算； 承壓

4、壁后靠結(jié)構(gòu)及土體的穩(wěn)定驗(yàn)算； 工作坑和接收坑設(shè)計(jì)； 管材設(shè)計(jì),單向頂進(jìn),手掘式頂管施工是最早發(fā)展起來的一種頂管施工方式。在特定的土質(zhì)條件下和采用一定的輔助施工措施后具有施工操作簡便、設(shè)備少、施工成本低、施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)，至今仍被廣泛采用,頂管機(jī)及其選型,手掘式頂管機(jī),手掘式頂管機(jī)也即是非機(jī)械的開放式(或敞口式)頂管機(jī)，適用于能自穩(wěn)的土體中。在頂管的前端裝有工具管，施工時，采用手工的方法來破碎工作面的土層，破碎輔助工具主要有鎬、鍬以及沖擊錘等。如果在含水量較大的砂土中，需采用降水等輔助措施,一段式工具管與砼管結(jié)合不太可靠，易產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象；發(fā)生偏斜時糾偏效果不好；千斤頂直接頂在砼管上，管節(jié)容易損壞

5、,手掘式頂管機(jī)主要由切土刃角、糾偏裝置、承插口等組成。所用的工具管有一段式和兩段式,兩段式工具館前后兩段之間安裝有糾偏油缸，后殼體與后面的正常管節(jié)連接在一起,手掘式頂管施工的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 具有頂管施工的所有優(yōu)點(diǎn)。 工作坑占用場地小。 設(shè)備簡單、技術(shù)難度低，易于推廣。 缺點(diǎn)： 對不同地質(zhì)條件有很大的局限性。 頂進(jìn)面土壓不能平衡，容易塌方。 勞動強(qiáng)度大，施工進(jìn)度慢,泥水平衡式頂管機(jī),泥水平衡頂管機(jī)是指采用機(jī)械切削泥土、利用泥水壓力來平衡地下水壓力和土壓力、采用水力輸送棄土的泥水式頂管機(jī)，是當(dāng)今生產(chǎn)的比較先進(jìn)的一種頂管機(jī)。泥水平衡式頂管機(jī)按平衡對象分有兩種： 泥水僅起平衡地下水的作用，土壓力則由機(jī)

6、械方式來平衡； 泥水同時具有平衡地下水壓力和土壓力的作用,泥水平衡式頂管機(jī)結(jié)構(gòu)及施工,泥水平衡工具管正面設(shè)刀盤，并在其后設(shè)密封艙，在密封艙內(nèi)注入穩(wěn)定正面土體的泥漿，刀盤切下的泥土，沉在密封艙下部的泥水中而被水力運(yùn)輸管道運(yùn)至地面泥水處理裝置。泥水平衡式工具管主要由大刀盤裝置、糾偏裝置、泥水裝置、進(jìn)排泥裝置等組成。在前、后殼體之間有糾偏千斤頂，在掘進(jìn)機(jī)上下部安裝進(jìn)、排泥管,DN2500 泥水平衡掘進(jìn)機(jī)頭,泥水平衡頂管施工的完整系統(tǒng)由頂管機(jī)、進(jìn)排泥系統(tǒng)、泥水處理系統(tǒng)、主頂系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、起吊系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等組成。泥水平衡頂管施工與其它形式的頂管相比，增加了進(jìn)排泥和泥水處理系統(tǒng),優(yōu)點(diǎn)： 適用的土質(zhì)范圍

7、較廣，尤其適用于施工難度極大的粉砂質(zhì)土層中； 可保持挖掘面的穩(wěn)定，對周圍土層的影響小，地面變形??； 較適宜于長距離頂管施工；工作井內(nèi)作業(yè)環(huán)境好且安全； 可連續(xù)出土，施工進(jìn)度快。 缺點(diǎn)： 施工場地大，設(shè)備費(fèi)用高，需在地面設(shè)置泥水處理、輸送裝置； 機(jī)械設(shè)備復(fù)雜，且各系統(tǒng)間相互連鎖，一旦某一系統(tǒng)故障，必須全面停止施工,泥水平衡式頂管施工的優(yōu)缺點(diǎn),土壓平衡式頂管機(jī),土壓平衡頂管機(jī)由土壓平衡盾構(gòu)機(jī)移植而來，其平衡原理與盾構(gòu)相同。與泥水頂管施工相比，最大的特點(diǎn)是排出的土或泥漿一般不需再進(jìn)行二次處理，具有刀盤切削土體、開挖面土壓平衡、對土體擾動小、地面和建筑的沉降較小等特點(diǎn)。 按泥土倉中所充的泥土類型分，有

8、泥土式、泥漿式和混合式三種； 按刀盤形式分，有帶面板刀盤式和無面板刀盤式； 按有無加泥功能分，有普通式和加泥式； 從刀盤的機(jī)械傳動方式分，有中心傳動式、中間傳動式和周邊傳動式； 按刀盤的多少分，有單刀盤式和多刀盤式,優(yōu)點(diǎn): 適用的土質(zhì)范圍廣,從軟黏土到砂礫土都能適用,是一種全土質(zhì)的頂管掘進(jìn)機(jī),能保持挖掘面穩(wěn)定,地面變形極小,施工時的覆土可很淺,是其他形式的頂管機(jī)無法做到的(覆土太淺時,手掘式頂管地面易塌陷,泥水式和氣壓式頂管則易冒頂和跑氣).棄土運(yùn)輸處理方便,作業(yè)環(huán)境好. 缺點(diǎn): 在砂礫層和粘粒含量少的砂層中施工時,必須采用添加劑改良土體,土壓平衡式頂管施工的優(yōu)缺點(diǎn),單刀盤式（DK型）頂管機(jī)

9、單刀盤式土壓平衡頂管機(jī)是日本在上世紀(jì)70年代初期開發(fā)的，它具有廣泛的適應(yīng)性、高度的可靠性和先進(jìn)的技術(shù)性。又稱為泥土加壓式頂管機(jī)，由刀盤及驅(qū)動裝置、前殼體、糾偏油缸組、刀盤驅(qū)動電機(jī)、螺旋輸送機(jī)、操縱臺、后殼體等組成。適用于1.23.0m口徑的混凝土管施工，在軟土、硬土中都可采用，并且可與盾構(gòu)機(jī)通用，可在覆土厚度為0.8倍管道外徑的淺埋土層中施工,大刀盤土壓平衡頂管機(jī),多刀盤式（DT型）頂管機(jī) 這是一種非常適用于軟土的頂管機(jī)，四把切削攪拌刀盤對稱地安裝在前殼體的隔倉板上，伸入到泥土倉中。隔倉板把前殼體分為左右兩倉，左倉為泥土倉，右倉為動力倉。螺旋輸送機(jī)按定的傾斜角度安裝在隔倉板上，螺桿是懸臂式，前

10、端伸入到泥土倉中。前后殼體之間有呈井字形布置的四組糾偏油缸聯(lián)接,多刀盤式（DT型）頂管機(jī),工作井及其布置,工作井（工作坑或基坑），按其作用分為頂進(jìn)井（始發(fā)井）和接收井兩種： 頂進(jìn)井是安放所有頂進(jìn)設(shè)備的場所，也是頂管掘進(jìn)機(jī)的始發(fā)場所，是承受主頂油缸推力的反作用力的構(gòu)筑物，供工具管出洞、下管節(jié)、挖掘土砂的運(yùn)出、材料設(shè)備的吊裝、操縱人員的上下等使用。 接收井是接收頂管機(jī)或工具管的場所，與工作井相比，接收井布置比較簡單,工作井的布設(shè)應(yīng)遵循的條件,工作坑是頂管施工的頂進(jìn)工作場所。其位置可根據(jù)以下條件確定: 根據(jù)管線設(shè)計(jì)，工作坑可選在檢查井處； 單向頂進(jìn)時，應(yīng)選在管道下游端，以利排水； 考慮地形和土質(zhì)情況

11、,有無可利用的原土后背； 工作坑與可能穿越的建筑物要有一定安全距離； 工作坑與其周圍建（構(gòu)）筑物要有一定安全距離； 距水、電源較近的地方等,實(shí)質(zhì)上是方形或圓形的小基坑，其支護(hù)類型同普通基坑，其平面尺寸較小，支護(hù)經(jīng)常采用鋼筋混凝土沉井、SWM工法井和鋼板樁。 管徑1.8m或頂管埋深5.5m時普遍采用鋼筋混凝土沉井作為頂進(jìn)工作井。 沉井作為工作井時，一般采用雙向頂進(jìn)； 采用鋼板樁支護(hù)工作井時，一般采用單向頂進(jìn),頂進(jìn)工作井,頂進(jìn)工作井的井內(nèi)布置,頂進(jìn)工作井內(nèi)布置圖 1-管節(jié)；2-洞口止水系統(tǒng)；3-環(huán)形頂鐵；4-弧形頂鐵；5-頂進(jìn)導(dǎo)軌；6-主頂油缸；7-主頂油缸架；8-測量系統(tǒng)；9-后靠背；10-后座

12、墻；11-井壁,井內(nèi)布置內(nèi)容主要包括前止水墻、后座墻、基礎(chǔ)底板、排水井，以及工具管、環(huán)形頂鐵、弧形頂鐵、基坑導(dǎo)軌、主頂千斤頂及千斤頂架、后靠背等。其中主頂千斤頂及千斤頂架的布置尤為重要，主頂千斤頂?shù)暮狭Φ淖饔命c(diǎn)對于初始頂進(jìn)的影響比較大,后座墻是把主頂油缸推力的反力傳遞到工作坑后部土體中去的墻體，是主推千斤頂?shù)闹С薪Y(jié)構(gòu)。 沉井工作坑中，后座墻一般就是工作井的后方井壁。 鋼板樁工作坑中，須在工作坑內(nèi)的后方與鋼板樁之間澆筑一座與工作坑寬度相等的、厚度為0.5-1.0m的、其下部最好能插入到工作井底板以下0.5-1.0m的鋼筋混凝土墻，目的是使推力的反力能比較均勻地作用到土體中去。 注意后座墻的平面一

13、定要與頂進(jìn)軸線垂直,后座墻,后靠背是靠主頂千斤頂尾部的厚鐵板或鋼結(jié)構(gòu)件，稱之為鋼后靠，其厚度在300mm左右。鋼后靠的作用是盡量把主頂千斤頂?shù)姆戳Ψ稚㈤_來，防止將混凝土后座壓壞,后背結(jié)構(gòu),后背的抗力計(jì)算,管子在頂進(jìn)過程中受到的全部阻力，都通過千斤頂傳遞給后背墻。所以后背墻必須有足夠的穩(wěn)定性。 為了保證頂進(jìn)質(zhì)量和施工安全，應(yīng)進(jìn)行后背的強(qiáng)度和剛度計(jì)算。根據(jù)頂進(jìn)需要的總頂力，運(yùn)用朗肯土壓力公式核算后背受力及擋樁的長度，使土體所受的力小于土壤的允許承載力。 后背墻穩(wěn)定性驗(yàn)算：r*(+/2)* 式中: 后背墻承載能力（）； 后背墻的寬度（）； 后背墻的高度（）； 后背墻至地面高度（）； 土的容量（/）；

14、 r被動土壓力系數(shù)。 后背墻的土坑系數(shù)。 在設(shè)計(jì)后背墻時RT，安全系數(shù)應(yīng)在1.2 倍以上。當(dāng)RT 時，需做后背墻加固措施，如澆灌混凝土擋土墻、加大后背墻承壓面積、設(shè)置挖孔樁等措施,工作井的洞口應(yīng)進(jìn)行防水處理，設(shè)置止水圈和封門板，進(jìn)出井的一段距離內(nèi)應(yīng)進(jìn)行井點(diǎn)降水或地基加固處理，以防土體流失，保持土體和附近建筑物的穩(wěn)定。 工作井的頂標(biāo)高應(yīng)滿足防汛要求，坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置集水井，在暴雨季節(jié)施工時應(yīng)防止地下水流入工作井，事先在工作井周圍設(shè)置擋水圍堰,防水構(gòu)造,頂進(jìn)導(dǎo)軌由兩根平行的軌道所組成，其作用是使管節(jié)在工作井內(nèi)有一個較穩(wěn)定的導(dǎo)向，引導(dǎo)管節(jié)按設(shè)計(jì)的軸線頂入土中，同時使頂鐵能在導(dǎo)軌面上滑動。在鋼管頂進(jìn)過程中，

15、導(dǎo)軌也是鋼管焊接的基準(zhǔn)裝置,頂進(jìn)導(dǎo)軌,主頂裝置由主頂油缸、主頂油泵和操縱臺及油管等四部分構(gòu)成。主頂千斤頂沿管道中心按左右對稱布置。常用的壓力在3242MPa之間，高的可達(dá)50MPa。在管徑比較大的情況下，主頂油缸的合力中心應(yīng)比管節(jié)中心低5的管內(nèi)徑左右,主頂設(shè)備,若采用的主頂千斤頂?shù)男谐涕L短不能一次將管節(jié)頂?shù)轿粫r，必須在千斤頂縮回后在中間加墊塊或幾塊頂鐵。頂鐵有環(huán)形頂鐵和弧形或馬蹄形頂鐵之分,環(huán)形頂鐵：其內(nèi)外徑與混凝土管的內(nèi)外徑相同，主要作用是把主頂油缸的推力較均勻地分布在所頂管子的端面上,頂 鐵,環(huán)形頂鐵,弧形和馬蹄形頂鐵的作用：一是用于調(diào)節(jié)油缸行程與管節(jié)長度的不一致；二是把主頂油缸各點(diǎn)的推力

16、比較均勻地傳遞到環(huán)形頂鐵上去。 弧形頂鐵用于手掘式、土壓平衡式等許多方式的頂管中，它的開口是向上的，便于管道內(nèi)出土。 馬蹄形頂鐵適用于泥水平衡式頂管和土壓式中采用土砂泵出土的頂管施工，它的開口方向與弧形頂鐵相反，倒扣在基坑導(dǎo)軌上的，主頂油缸回縮以后加頂鐵時不需要拆除輸土管道,弧形頂鐵,馬蹄形頂鐵,地表沉降,一般頂管工具引起的地表沉降量可控制在50100mm，而采用泥水平衡式頂管工具管引起的地表沉降量更在30mm以下。 工作井地面影響范圍一般按井深的1.5倍計(jì)算，在此范圍內(nèi)的建筑物和管線等均應(yīng)采取必要的技術(shù)措施加以保護(hù),長距離頂管,在市政工程建設(shè)中，長距離管道的敷設(shè)是其重要的工作內(nèi)容。隨著頂管技

17、術(shù)應(yīng)用的推廣，研究敷設(shè)長距離管道工藝技術(shù)已成為引人注目的課題。 長距離管道的主要困難是，設(shè)置在頂進(jìn)坑內(nèi)的主千斤頂?shù)耐祈斄τ邢?，不足以克服管道長距離頂進(jìn)時遇到的總阻力。希望增加頂管單程頂進(jìn)的長度時，需要采取相關(guān)的措施，如增加主千斤頂?shù)捻斄?、減少管道周邊與地層的摩擦力、中途設(shè)置輔助千斤頂（中繼環(huán)）、減小頂管承受的正面阻力等。 目前在發(fā)展長距離頂管技術(shù)的過程中，觸變泥漿減阻和設(shè)置中繼環(huán)兩項(xiàng)措施已得到較多研究，并已成為成熟的技術(shù),頂力控制的關(guān)鍵是最大限度地降低頂進(jìn)阻力，而降低頂進(jìn)阻力最有效的方法是進(jìn)行注漿。注漿使管周外壁形成泥漿潤滑套，從而降低了頂進(jìn)時的摩阻力,觸變泥漿減阻,選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對

18、膨潤土取樣測試。主要指標(biāo)為造漿率、失水量和動塑比。 在管子上預(yù)埋壓漿孔，壓漿孔的設(shè)置要有利于漿套的形成。 膨潤土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時間，聽取供應(yīng)商的建議但都必須按照規(guī)范進(jìn)行 壓漿方式要以同步注漿為主，補(bǔ)漿為輔。在頂進(jìn)過程中，要經(jīng)常檢查各推進(jìn)段的漿液形成情況,施工注意事項(xiàng),注漿設(shè)備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的密封性能。在注漿孔中設(shè)置一個單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞注漿孔，從而影響注漿效果。 注漿工藝由專人負(fù)責(zé)，質(zhì)量員定期檢查。 注漿泵選擇脈動小的螺桿泵，流量與頂進(jìn)速度相應(yīng)配,施工注意事項(xiàng),中繼環(huán)法,為了適應(yīng)長距離頂進(jìn)管道的需要，研制了中繼環(huán)（又稱中繼間、中間站）。即在管

19、道頂進(jìn)的中途設(shè)置輔助千斤頂，靠輔助千斤頂提供的動力繼續(xù)頂進(jìn)管段，延長頂管的頂進(jìn)長度，滿足敷設(shè)長距離管道的需要,中繼接力原理,頂進(jìn)阻力超過主千斤頂?shù)娜菰S總頂力、管節(jié)容許的極限壓力和工作井承壓壁后靠土體極限反推力三者中之一，采用中繼接力頂進(jìn)技術(shù),采用中繼接力技術(shù)時，將管道分成數(shù)段，在段與段之間設(shè)置中繼環(huán)。中繼環(huán)是一個由鋼材制成的圓環(huán)，內(nèi)壁上設(shè)置有一定數(shù)量的短行程千斤頂，產(chǎn)生的推頂力可用于推進(jìn)中繼環(huán)前方的管道,中繼環(huán)構(gòu)造,短沖程千斤頂組（沖程為150-300mm，規(guī)格、性能要求一致）； 液壓、電器與操縱系統(tǒng)； 殼體和千斤頂緊固件、止水密封圈； 承壓法蘭片,中繼環(huán)結(jié)構(gòu)形式,中繼間主要有前加長型T型套環(huán)

20、、特殊管、后特殊管和中繼間油缸、均壓環(huán)等組成。 前部是一個與T型套環(huán)相類似的密封圈和接口。中繼間殼體的前端與 T型套環(huán)的一半相似，利用它把中繼間殼體與混凝土管連接起來。 中繼間的后特殊管外則設(shè)有兩環(huán)止水密封圈，使殼體雖在其上來回抽動而不會產(chǎn)生滲漏,中繼環(huán)結(jié)構(gòu)形式,1-中繼管殼體；2-木墊環(huán)；3-均壓鋼環(huán)；4-中繼環(huán)油缸；5-油缸固定裝置；6-均壓鋼環(huán)；7-止水圈；8-特殊管,它主要由前特殊管、后特殊管和殼體油缸、均壓環(huán)等組成,中繼環(huán)油缸被固定在殼體上，油缸均勻布置在殼體內(nèi)。油缸兩頭裝有均壓鋼環(huán)，鋼環(huán)與混凝土管之間有襯墊環(huán)。襯墊環(huán)多用20mm厚的木板做成。 中繼油缸為單作用油缸，只有當(dāng)后一只中繼

21、環(huán)向前推進(jìn)時，前一只中繼環(huán)的油缸才能縮回。 管子頂通后，把中繼環(huán)油缸拆卸下來，管子可直接合攏,中繼間的布置要滿足頂力的要求，同時使其操作方便、合理，提高頂進(jìn)速度。 中繼環(huán)在安放時，第一只中繼環(huán)應(yīng)放在比較前面一些。因?yàn)榫蜻M(jìn)機(jī)在推進(jìn)過程中推力的變化會因土質(zhì)條件的變化而有較大的變化。所以，當(dāng)總推力達(dá)到中繼環(huán)總推力4060時，就應(yīng)安放第一只中繼環(huán)，以后，每當(dāng)達(dá)到中繼環(huán)總推力的7080時，安放一只中繼環(huán)。 當(dāng)主頂油缸達(dá)到中繼環(huán)總推力的90時，就必須啟用中繼環(huán),中繼環(huán)的布置,中繼環(huán)推進(jìn),從工具管向工作井依次按1#、2# 編號。 工作時，首次啟動1#， 中繼環(huán)頂推行程達(dá)到允許行程后停止1#中繼環(huán)，啟動2#中

22、繼環(huán)工作，直到最后啟動工作井千斤頂,管節(jié)接縫的防水,鋼筋混凝土管節(jié)接縫的防水,鋼筋混凝土管節(jié)的接口有平口、企口和承口三種類型 平口管接口及止水 平口管用“T”形鋼套環(huán)接口，把兩只管子連接在一起，在混凝土管和鋼套環(huán)中間安裝有2根齒形橡膠圈止水,a）企口形管及其接口 （b）“q”形橡膠止水圈,企口接口及防水 企口管用企口式接口，用1根“q”形橡膠圈止水。止水圈右邊腔內(nèi)有硅油，在兩管節(jié)對接連接過程中，充有硅油的一腔會翻轉(zhuǎn)到橡膠體的上方及左邊，增強(qiáng)止水效果,鋼筋混凝土管節(jié)接縫的防水,承口管接口及防水 承口管用“F”形套環(huán)接口，接口處用1根齒形橡膠圈止水。F形接口管是最為常用的一種管節(jié)，它把“T”形鋼套

23、環(huán)的前面一半埋入混凝土管中就變成了“F”形接口。為防止鋼套環(huán)與混凝土結(jié)合面滲漏，在該處設(shè)了一個遇水膨脹的橡膠止水圈,鋼筋混凝土管節(jié)接縫的防水,鋼管頂管的接口形式,鋼管是用一定厚度的鋼板先卷成圓筒，再焊成竹節(jié)，鋼管兩管節(jié)之間采用焊接連接，其整體性好，不易產(chǎn)生滲漏水。為保證焊接牢靠，將管節(jié)端口按一定角度坡口后再焊接。 常用的接口形式有兩種：單邊V型坡口；K型坡口,單邊V型坡口適用于人員無法進(jìn)入的小口徑管，采用單邊坡口和單面焊接；K型坡口雙面成型的焊接工藝，即管內(nèi)外均需焊接，適用于口徑較大的管道中,頂管施工技術(shù),長距離玻璃鋼管頂進(jìn)施工,大直徑鋼管頂進(jìn)施工,玻璃鋼夾砂管 玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管（FRP

24、M），簡稱玻璃鋼夾砂管，是一種新型柔性非金屬復(fù)合材料管道。具有重量輕、承壓能力好、比阻小、無污染、耐腐蝕能力強(qiáng)等特點(diǎn)，且安裝方便、使用壽命長、綜合費(fèi)用適中、操作簡單、維護(hù)成本低等特點(diǎn)，目前極具發(fā)展前景,玻璃鋼管道,玻璃鋼管道斷面結(jié)構(gòu)示意圖,玻璃鋼管與混凝土管經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較,玻璃鋼管與混凝土管過流能力比較,同公稱直徑、近似頂力兩種管材的壁厚、質(zhì)量、流量比較見下表,工程案例（一,工程簡介 南洲路污水主干管是廣州市瀝窖污水處理廠廠外收集系統(tǒng)的關(guān)鍵工程, 管道起點(diǎn)在廣州大道南洲路口立交處, 止點(diǎn)在瀝窖污水處理廠廠內(nèi)提升泵房, 全長4858m, 平面走向呈L形, 其中在規(guī)劃南洲路段長4173m, 為東西走

25、向; 在廠外西側(cè)規(guī)劃路上長685m, 為南北走向,南洲路從廣州大道至少管所一段為舊路, 路面狹窄, 車流、人流密集, 該路段是附近瀝窖村、小洲村、土華村的進(jìn)出必經(jīng)之路, 地面標(biāo)高7.2-7.5m( 廣州城建高程, 以下同) ; 從少管所至瀝窖污水處理廠為規(guī)劃路段, 沿線為農(nóng)田、果樹保護(hù)區(qū)、河涌, 地面標(biāo)高6.5- 5.8m, 最低點(diǎn)5.6m,工程環(huán)境,工程地質(zhì)水文條件,根據(jù)巖土報告顯示，地質(zhì)情況見下表,淤泥、淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層含水量高、孔隙比大、承載力低、厚度大，屬典型的軟弱土層。設(shè)計(jì)管道主要從淤泥質(zhì)粉細(xì)砂、粉質(zhì)粘土層中穿越。 場區(qū)開闊低平、屬珠江三角洲沖積平原, 是地下水和地表水的排泄區(qū), 地下

26、水豐富, 此外, 人工填土層還含有限的上層滯水,排水設(shè)計(jì),地區(qū)平面圖,南洲路污水主干管為重力流管道, 沿規(guī)劃南洲路布置, 南洲路設(shè)計(jì)標(biāo)高約7.88.0m，管道設(shè)計(jì)埋置深度9.412m。管徑有2種規(guī)格: 從廣州大道規(guī)劃新光快速路, DN2200玻璃纖維夾砂管(DN2600 鋼筋砼管)，長度2145m，流水標(biāo)高-0.198-1.483m； 從規(guī)劃新光快速路瀝窖污水處理廠，DN2500玻璃纖維夾砂管(DN3000鋼筋砼管),長度2713m，流水標(biāo)高-2.183 - 3.811m,管道設(shè)計(jì),管材選擇 以往頂管管材多采用鋼筋混凝土管、鋼管。針對該工程情況, 如采用鋼筋混凝土管, 兩段管徑分別為2600和

27、3000mm，合適的施工機(jī)具寥寥無幾, 設(shè)備數(shù)量無法滿足工期要求; 如采用鋼管，則對其外表面防腐層保護(hù)不利, 另外, 焊縫數(shù)量多,工地焊接時間長, 即使加大每節(jié)管長也無法滿足工期要求；采用玻璃纖維夾砂管, 其優(yōu)點(diǎn)有: 水力特性好、粗糙系數(shù)小、管徑22002500 即可、頂管設(shè)備數(shù)量相對較多, 耐腐蝕、抗磨損性能好, 重量輕、頂力小、施工方便等。 剛度等級 目前玻璃纖維夾砂管行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中, 無頂管品種, 且在環(huán)初始撓度的徑向變形率數(shù)據(jù)中, 僅規(guī)定了10kPa以下管剛度等級，為滿足遠(yuǎn)期規(guī)劃南洲路車輛、填土等荷載作用下的變形要求,要求管道剛度等級不得小于15kPa,管道接頭 采用鋼套環(huán)F型承插接頭方式

28、, 鋼套環(huán)起定位作用, 增加接頭的可靠性及可調(diào)性, 在鋼套環(huán)及后續(xù)管連接承插段設(shè)環(huán)型高彈性橡膠圈止水,保證兩管對接后的封水作用; 管壁周邊設(shè)注漿孔,接頭大樣圖,管材樣圖,施工方案優(yōu)化,根據(jù)設(shè)計(jì)，管道平面位置200250m設(shè)一座頂進(jìn)工作井或接受工作井。頂管機(jī)在工作井內(nèi)向兩側(cè)接收井頂管，并采用多臺頂管機(jī)同時作業(yè)。 采用泥水平衡頂管機(jī)有利于快速穿越淤泥質(zhì)、淤泥粉質(zhì)細(xì)砂層，同時可滿足長距離頂管要求。取最大頂力的75(9000KN)為設(shè)計(jì)頂力。 頂管最大頂力計(jì)算： 頂管阻力包括頂管迎面阻力和管道摩阻力，根據(jù)GB50268中第6.3.4公式計(jì)算 頂進(jìn)阻力，kN 玻璃鋼管外徑，m L 管道設(shè)計(jì)頂進(jìn)長度，m

29、平均摩阻力，kN 管道迎面阻力，kN 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，頂進(jìn)距離為250m時，最大頂力為8700kN 9000kN，滿足要求,施工關(guān)鍵技術(shù),實(shí)驗(yàn)施工階段 該實(shí)驗(yàn)管段全長108m，玻璃鋼夾砂管定長為3m，管道內(nèi)徑2270mm，采用定長纏繞工藝。實(shí)驗(yàn)表明，平穩(wěn)頂進(jìn)過程的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果基本吻合；頂管機(jī)遇障礙或發(fā)生偏移時，所測得的數(shù)據(jù)離散較大。建議施工過程中，管材壁厚適當(dāng)加厚。 沉井施工 始發(fā)工作井滿足頂管過程中工作井結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、安全、且截面設(shè)計(jì)須滿足頂管千斤頂、后靠背尺寸要求。本工程工作井采用鋼筋混凝土矩形預(yù)制結(jié)構(gòu)，采用不排水法下沉，水下混凝土封頂，截面尺寸為9.2m5.5m。井壁開孔須在下沉封頂后、頂

30、管施工時用機(jī)械切割，接受工作井做法同始發(fā)工作井，直徑D=5.0m。施工流程如下： 進(jìn)出井施工 為防止出現(xiàn)“磕頭”現(xiàn)象，對井口5-10m范圍局部軟弱土體用水泥攪拌樁進(jìn)行加固，并在頂管過程中，在工作井與管道間設(shè)置橡膠止水帶,工程結(jié)果,大管徑玻璃夾砂管頂管施工創(chuàng)造了一次頂進(jìn)最長（236m）、頂進(jìn)速度最快（69md）頂管工程最長（約5km）的當(dāng)時的國內(nèi)記錄，為玻璃夾砂管的頂管施工提供的寶貴經(jīng)驗(yàn)。工程竣工后管線運(yùn)行良好，并獲得廣州市年度優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)一等獎和優(yōu)質(zhì)工程獎勵,工程案例（二,工程概況 沈陽市崇山路玻璃夾砂管工程，頂管總長度為2151 m，其中頂進(jìn)直徑2100mm玻璃鋼夾砂管長為1771m，頂進(jìn)直

31、徑1550 mm 玻璃鋼夾砂管長為380 m。由于該工程需在兩高架橋橋墩基礎(chǔ)間穿越，應(yīng)保證橋墩與管材之間的最小距離，只有玻璃鋼夾砂管內(nèi)壁光滑，在相同流量條件下，可以縮小管徑,混凝土管腐蝕,玻璃鋼夾砂管結(jié)構(gòu),工程設(shè)計(jì)要點(diǎn),沈陽崇山路污水截流干管根據(jù)高架橋及立交橋?qū)嶋H情況，分三段設(shè)計(jì)： 污水截流干管穿越引道：采用玻璃鋼夾砂管頂管施工，設(shè)計(jì)管徑2100mm，壁厚48.4mm，坡度0.7，頂管全長477.54m。 污水管渠穿越橋臺：兩橋橋臺處橋墩基礎(chǔ)間距為5m，凈距為3m橋墩基礎(chǔ)深度為8-8.5m，橋墩基礎(chǔ)為挖孔樁，設(shè)計(jì)采用了兩根直徑1550，壁厚為34.8mm的玻璃夾砂管，管道坡度為0.7，分別穿越

32、橋臺，施工方法采用頂管施工法，一次頂進(jìn)長度最長為50m，頂管全長為380m。 污水管渠穿越橋區(qū)：設(shè)計(jì)采用玻璃夾砂管頂管施工，設(shè)計(jì)管徑為2100mm，壁厚48.4mm，坡度為0.7，頂管全長為1293.46m,頂管穿越橋墩基礎(chǔ)詳圖,玻璃鋼夾砂管管材的技術(shù)要求,管材的剛度：規(guī)格為DN1550mm、DN2100mm的玻璃鋼夾砂管的剛度須10kPa； 管材巴氏硬度40 管道初始撓曲值：管道覆土厚度大于3.5mm時須確保管道埋設(shè)后24h之內(nèi)檢測的初始撓曲值2%； 管道滲漏性能：帶水施工作業(yè)時，須保證管體及連接部位不應(yīng)有滲漏，須以管道壓力等級（本工程頂管為無壓管，按無壓管的最大承受壓力0.25MPa計(jì)）的

33、1.5倍水壓進(jìn)行檢驗(yàn)； 管道頂進(jìn)：遇到砂土、淤泥等軟土層時管道采用帶土頂進(jìn)作業(yè)應(yīng)保證管道發(fā)生偏移的范圍15mm； 在頂進(jìn)過程中，管內(nèi)運(yùn)土?xí)r玻璃鋼夾砂管內(nèi)壁采取的墊層材料應(yīng)確保管道內(nèi)壁不受損傷； 管材的使用壽命50年,玻璃鋼夾砂管頂管生產(chǎn)原材料要求 樹脂選材：采用國內(nèi)名牌廠家生產(chǎn)的機(jī)械強(qiáng)度高、耐水性能好的纏繞型間苯不飽和聚脂樹脂； 纖維選材2鋼管;3外螺紋接頭;4DN25球閥;5三通接頭;6膠管,管道注漿技術(shù),管節(jié)注漿孔布置圖 注漿孔詳圖,頂管過程中，通過注漿系統(tǒng)和管節(jié)上的注漿孔，向管道外壁注入適量的膨脹土觸變泥漿，以有效控制頂力。DN3600鋼管上沿管節(jié)前端均勻布置6只注漿孔。注漿孔的位置應(yīng)避

34、開焊熱影響區(qū)，該工程設(shè)置在管節(jié)前端150mm處，沿圓周均勻分布。相鄰管節(jié)的注漿孔呈45交錯布置,注漿孔封堵形式及悶頭具體尺寸,管道注漿技術(shù),注漿孔工后處理：頂管結(jié)束后需對注漿孔進(jìn)行封堵，該工程采用鋼制管堵（悶頭）進(jìn)行密封，管堵材質(zhì)為Q235B鋼材，尺寸及形式如下圖,內(nèi)防腐施工及養(yǎng)護(hù),防腐層質(zhì)量要求 水泥：強(qiáng)度等級不低于42.5級; 砂子:顆粒堅(jiān)硬、潔凈、級配良好 水：水質(zhì)清潔，不含有害物質(zhì) 外加劑：不得采用有害水質(zhì)及腐蝕 鋼材的外加劑,鋼管及配件內(nèi)防腐要求 內(nèi)防腐采用水泥砂漿襯里，質(zhì)量要求應(yīng)符合埋地給水鋼管道水泥砂漿襯里技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，除彎頭、三通外均采用機(jī)噴法施工。用涂敷機(jī)涂敷施工內(nèi)外防腐分兩層涂抹，DN3600管材噴涂襯里厚度18mm，允許公差為+4mm-3mm,水泥砂漿噴涂機(jī),涂敷作業(yè)流程圖 內(nèi)防腐總體施工順序流程圖,內(nèi)防腐施工及養(yǎng)護(hù),內(nèi)防腐施工基面處理及施工處理 管道內(nèi)部的浮銹、氧化鐵皮、焊渣、油污