培訓(xùn)班課程第二次

1、 盾構(gòu)隧道施工盾構(gòu)隧道施工內(nèi)容提要內(nèi)容提要 隧道施工工法的選擇隧道施工工法的選擇 盾構(gòu)機(jī)的分類及組成盾構(gòu)機(jī)的分類及組成 盾構(gòu)施工工藝盾構(gòu)施工工藝 盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：a a）具有良好的隱蔽性；具有良好的隱蔽性；b b）掘進(jìn)速度快且施工費(fèi)用不受埋置深度大而影響；掘進(jìn)速度快且施工費(fèi)用不受埋置深度大而影響；c c）適宜在不同顆粒條件下的土層中施工，尤其在松軟含適宜在不同顆粒條件下的土層中施工，尤其在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)越性；方面的優(yōu)越性；d d）多車道的隧道可做到分期施工，分期運(yùn)營，可減少一

2、多車道的隧道可做到分期施工，分期運(yùn)營，可減少一次性投資。次性投資。 Section3 盾構(gòu)施工的優(yōu)缺點(diǎn)盾構(gòu)施工的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：a a）盾構(gòu)施工是不可后退的；盾構(gòu)施工是不可后退的；b b）盾構(gòu)是一種價(jià)格昂貴、針對(duì)性很強(qiáng)的專用施工機(jī)械，盾構(gòu)是一種價(jià)格昂貴、針對(duì)性很強(qiáng)的專用施工機(jī)械，對(duì)于每一條用盾構(gòu)法施工的隧道，必須根據(jù)施工隧道對(duì)于每一條用盾構(gòu)法施工的隧道，必須根據(jù)施工隧道的斷面大小、埋深條件、地基圍巖的基本條件進(jìn)行設(shè)的斷面大小、埋深條件、地基圍巖的基本條件進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造或改造，一般不能簡單的倒用到其它隧道工計(jì)、制造或改造，一般不能簡單的倒用到其它隧道工程中重復(fù)使用；程中重復(fù)使用；c c）對(duì)隧道

3、曲線半徑過小或隧道頂部覆土太淺時(shí)，施工困對(duì)隧道曲線半徑過小或隧道頂部覆土太淺時(shí)，施工困難較大，而且不夠安全，特別是飽和含水松軟土層，難較大，而且不夠安全，特別是飽和含水松軟土層，在隧道上方一定范圍內(nèi)地表沉陷尚難完全防止，拼裝在隧道上方一定范圍內(nèi)地表沉陷尚難完全防止，拼裝襯砌時(shí)對(duì)襯砌整體防水技術(shù)要求很高。襯砌時(shí)對(duì)襯砌整體防水技術(shù)要求很高。 盾構(gòu)機(jī)的分類及組成盾構(gòu)機(jī)的分類及組成Section1 按照平衡開挖面的方式按照平衡開挖面的方式Section2 按照機(jī)械化程度按照機(jī)械化程度Section3 按照掌子面敞開程度按照掌子面敞開程度Section4 按照斷面形式按照斷面形式Section5 盾構(gòu)機(jī)

4、的組成盾構(gòu)機(jī)的組成Section1 按照平衡開挖面的方式按照平衡開挖面的方式A 插板式插板式B 擠壓網(wǎng)格式擠壓網(wǎng)格式C 土壓平衡式土壓平衡式D 泥水平衡式泥水平衡式E 加泥式加泥式F 加水式加水式土壓平衡式土壓平衡式泥水加壓平衡式泥水加壓平衡式土壓平衡式雙圓盾構(gòu)，是目前世界上較為先進(jìn)的土壓平衡式雙圓盾構(gòu)，是目前世界上較為先進(jìn)的隧道施工設(shè)備，與日本三菱重工業(yè)株式會(huì)社和石隧道施工設(shè)備，與日本三菱重工業(yè)株式會(huì)社和石川島播磨重工株式會(huì)社公司合作制造了四臺(tái)雙圓川島播磨重工株式會(huì)社公司合作制造了四臺(tái)雙圓盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，用于上海地鐵隧道工程盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，用于上海地鐵隧道工程 網(wǎng)格半擠壓式盾構(gòu)于網(wǎng)格半擠壓式盾構(gòu)于1

5、958年開始研制使用，適用于淤泥質(zhì)粘土、粘年開始研制使用，適用于淤泥質(zhì)粘土、粘土地層的隧道施工。因其造價(jià)較低而被大量應(yīng)用于各類隧道工程。土地層的隧道施工。因其造價(jià)較低而被大量應(yīng)用于各類隧道工程。 復(fù)合式盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)復(fù)合式盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī) Section2 按照機(jī)械化程度按照機(jī)械化程度A 人工人工B 機(jī)械化機(jī)械化C 全自動(dòng)化全自動(dòng)化Section3 按照掌子面敞開程度按照掌子面敞開程度A 全敞口全敞口B 半敞口半敞口C 全封閉（面板式、條幅式）全封閉（面板式、條幅式）Section4 按照斷面形式按照斷面形式A 單圓單圓B 雙圓雙圓C 三圓三圓D 矩形矩形E 球形球形盾殼盾殼 ；開挖機(jī)構(gòu)開挖機(jī)構(gòu) ；推進(jìn)

6、機(jī)構(gòu)推進(jìn)機(jī)構(gòu)；拼裝機(jī)構(gòu)拼裝機(jī)構(gòu)；附屬設(shè)備。附屬設(shè)備。 Section5 盾構(gòu)機(jī)的組成盾構(gòu)機(jī)的組成（a a）閉胸式盾構(gòu)（閉胸式盾構(gòu)（b b）敞開式盾構(gòu)敞開式盾構(gòu) 盾殼盾殼開挖機(jī)構(gòu)開挖機(jī)構(gòu) 由切削刀盤、泥水（土）室、切削刀盤支承由切削刀盤、泥水（土）室、切削刀盤支承系統(tǒng)、切削刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等部分組成系統(tǒng)、切削刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等部分組成 （a）周邊支承式（周邊支承式（b b）中心中心支承式（支承式（c c）混合支承式（混合支承式（d d）密封結(jié)構(gòu)密封結(jié)構(gòu) 推進(jìn)機(jī)構(gòu)推進(jìn)機(jī)構(gòu) 主要由盾構(gòu)千斤頂和液壓設(shè)備組成主要由盾構(gòu)千斤頂和液壓設(shè)備組成 盾構(gòu)千斤頂作用在管片上盾構(gòu)千斤頂作用在管片上拼裝機(jī)構(gòu)拼裝機(jī)構(gòu) 拼裝機(jī)構(gòu)即

7、為襯砌拼裝系統(tǒng)，由舉重臂和驅(qū)動(dòng)拼裝機(jī)構(gòu)即為襯砌拼裝系統(tǒng)，由舉重臂和驅(qū)動(dòng)部分組成，是將管片組裝成指定形狀的機(jī)械。部分組成，是將管片組裝成指定形狀的機(jī)械。 拼裝機(jī)提起管片拼裝機(jī)提起管片盾構(gòu)管片拼裝機(jī)盾構(gòu)管片拼裝機(jī)管片堆放管片堆放井外管片吊放井外管片吊放盾構(gòu)頭部管片拼裝機(jī)盾構(gòu)頭部管片拼裝機(jī)工作人員正在操縱拼裝機(jī)工作人員正在操縱拼裝機(jī)附屬設(shè)備附屬設(shè)備 主要包括：操作控制設(shè)備、動(dòng)力變電設(shè)備、主要包括：操作控制設(shè)備、動(dòng)力變電設(shè)備、后續(xù)臺(tái)車設(shè)備、真圓保持器等后續(xù)臺(tái)車設(shè)備、真圓保持器等 盾構(gòu)盾構(gòu)機(jī)主機(jī)主控制控制面板面板盾構(gòu)施工工藝盾構(gòu)施工工藝拼裝拼裝 始發(fā)始發(fā) 掘進(jìn)掘進(jìn) 進(jìn)洞進(jìn)洞 拆裝拆裝盾構(gòu)的拼裝盾構(gòu)的拼裝

8、盾構(gòu)的始發(fā)盾構(gòu)的始發(fā)隧道盾構(gòu)掘進(jìn)隧道盾構(gòu)掘進(jìn)開挖開挖襯砌襯砌出土出土運(yùn)輸運(yùn)輸進(jìn)洞進(jìn)洞進(jìn)洞進(jìn)洞3636盾構(gòu)法主要施工程序盾構(gòu)法主要施工程序a a、端頭加固、端頭加固 為了確保盾構(gòu)始發(fā)和為了確保盾構(gòu)始發(fā)和到達(dá)時(shí)施工安全，確到達(dá)時(shí)施工安全，確保地層穩(wěn)定，以防端保地層穩(wěn)定，以防端頭地層發(fā)生坍塌或涌頭地層發(fā)生坍塌或涌漏水等意外情況，根漏水等意外情況，根據(jù)各始發(fā)和到達(dá)端頭據(jù)各始發(fā)和到達(dá)端頭工程地質(zhì)、水文地質(zhì)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和端頭結(jié)構(gòu)等綜合分和端頭結(jié)構(gòu)等綜合分析與評(píng)價(jià)，決定是否析與評(píng)價(jià)，決定是否對(duì)洞門端頭地層進(jìn)行對(duì)洞門端頭地層進(jìn)行加固處理。端頭加固加固處理。端頭加固有高壓旋噴樁、攪拌有高壓旋噴樁、攪拌樁、

9、靜壓注漿等多種樁、靜壓注漿等多種形式。形式。 3737始發(fā)前將車站洞門部位的端頭圍護(hù)樁進(jìn)行鑿除，始發(fā)前將車站洞門部位的端頭圍護(hù)樁進(jìn)行鑿除，采用油炮采用油炮+ +人工施工作方式進(jìn)行鑿除，先沿洞人工施工作方式進(jìn)行鑿除，先沿洞四周鑿除采用油炮四周鑿除采用油炮A A部分，再用人工持風(fēng)鎬鑿部分，再用人工持風(fēng)鎬鑿除除B B部分。鑿除時(shí)圍護(hù)樁內(nèi)層鋼筋先不割除，部分。鑿除時(shí)圍護(hù)樁內(nèi)層鋼筋先不割除，待盾構(gòu)進(jìn)洞或出洞時(shí)再迅速割除。待盾構(gòu)進(jìn)洞或出洞時(shí)再迅速割除。3838b b、洞門破除、洞門破除C C 同步注漿及壁后注漿設(shè)備同步注漿及壁后注漿設(shè)備充填盾尾空隙的方法充填盾尾空隙的方法: : 同步注漿同步注漿: :在盾

10、構(gòu)尾部外殼上設(shè)在盾構(gòu)尾部外殼上設(shè)2626根同步注漿管根同步注漿管, ,在在盾構(gòu)推進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行注漿充填空隙；盾構(gòu)推進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行注漿充填空隙； 壁后注漿壁后注漿: :在管片上留有注漿孔在管片上留有注漿孔, ,隨時(shí)可進(jìn)行壁后注漿隨時(shí)可進(jìn)行壁后注漿3939盾尾同步注漿管和壁后注漿孔示意圖盾尾同步注漿管和壁后注漿孔示意圖4040盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)Section1 盾構(gòu)機(jī)的選型、組裝與調(diào)試盾構(gòu)機(jī)的選型、組裝與調(diào)試 Section9 管片制作檢驗(yàn)及耐久性控制管片制作檢驗(yàn)及耐久性控制Section2 盾構(gòu)進(jìn)出洞施工技術(shù)盾構(gòu)進(jìn)出洞施工技術(shù) Section10 地下（水底）施工的三維可視地下（水底）

11、施工的三維可視 Section3 開挖面平衡技術(shù)開挖面平衡技術(shù) 化及自動(dòng)化操作管理系統(tǒng)化及自動(dòng)化操作管理系統(tǒng)Section4 災(zāi)害地質(zhì)障礙物探測和施工技術(shù)災(zāi)害地質(zhì)障礙物探測和施工技術(shù) Section11 管片脫出盾尾上浮管片脫出盾尾上浮Section5 同步注漿、穩(wěn)定工作面新鮮泥漿同步注漿、穩(wěn)定工作面新鮮泥漿 Section12 盾構(gòu)穿越已建隧道施工盾構(gòu)穿越已建隧道施工 的制作傳送及配套施工工藝的制作傳送及配套施工工藝 Section13 聯(lián)絡(luò)通道施工技術(shù)聯(lián)絡(luò)通道施工技術(shù)Section6 泥水中的渣土分離技術(shù)泥水中的渣土分離技術(shù) Section14 淺覆土施工淺覆土施工Section7 大直徑

12、長距離盾構(gòu)隧道施工技術(shù)大直徑長距離盾構(gòu)隧道施工技術(shù)Section8 地面沉降預(yù)測地面沉降預(yù)測實(shí)用篇實(shí)用篇襯砌結(jié)構(gòu)型式襯砌結(jié)構(gòu)型式管片構(gòu)造管片構(gòu)造襯砌防水襯砌防水 襯砌結(jié)構(gòu)型式襯砌結(jié)構(gòu)型式目前常用的襯砌方法有：預(yù)制的管片襯砌、現(xiàn)澆混凝土襯砌、目前常用的襯砌方法有：預(yù)制的管片襯砌、現(xiàn)澆混凝土襯砌、擠壓混凝土襯砌以及先安裝預(yù)制管片外襯后再現(xiàn)澆混凝土內(nèi)擠壓混凝土襯砌以及先安裝預(yù)制管片外襯后再現(xiàn)澆混凝土內(nèi)砌的復(fù)合式襯砌。砌的復(fù)合式襯砌。 按照材料的不同可分為：鑄鐵管片、鋼板管片、鋼筋混凝土按照材料的不同可分為：鑄鐵管片、鋼板管片、鋼筋混凝土管片、鋼板鋼筋混凝土組合管片以及高強(qiáng)鋼筋混凝土幾種。管片、鋼板鋼

13、筋混凝土組合管片以及高強(qiáng)鋼筋混凝土幾種。按照結(jié)構(gòu)形式分為：平板型管片、箱型管片。按照結(jié)構(gòu)形式分為：平板型管片、箱型管片。 （a a）箱形管片（箱形管片（b b）中子型管片（中子型管片（c c）平板形管片平板形管片管片構(gòu)造管片構(gòu)造1 1 環(huán)寬（即管片寬度）環(huán)寬（即管片寬度） 管片寬度指沿隧道縱向量測的管片尺寸。管片寬度指沿隧道縱向量測的管片尺寸。 根據(jù)國內(nèi)外修建隧道的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，環(huán)寬一般是根據(jù)國內(nèi)外修建隧道的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，環(huán)寬一般是500500mmmm1200mm1200mm之間，最近最為一般的是之間，最近最為一般的是10001000mmmm。管片構(gòu)造管片構(gòu)造 從便于搬運(yùn)、組裝以及在隧道曲線上的施工，

14、考慮盾從便于搬運(yùn)、組裝以及在隧道曲線上的施工，考慮盾尾長度等條件，管片寬度小一些為好。尾長度等條件，管片寬度小一些為好。 但是，從降低隧道總長的管片制造成本，減少易出現(xiàn)但是，從降低隧道總長的管片制造成本，減少易出現(xiàn)漏水等缺陷的接頭部數(shù)量、提高施工速度等方面考慮，則漏水等缺陷的接頭部數(shù)量、提高施工速度等方面考慮，則此寬度大一些為好。此寬度大一些為好。 管片寬度應(yīng)根據(jù)隧道的斷面，結(jié)合實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，選管片寬度應(yīng)根據(jù)隧道的斷面，結(jié)合實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，選擇在經(jīng)濟(jì)性、施工性方面較合理的尺寸。一般在靈敏度不擇在經(jīng)濟(jì)性、施工性方面較合理的尺寸。一般在靈敏度不變的情況下，大隧道管片的寬度可比小隧道管片的寬度大變的情

15、況下，大隧道管片的寬度可比小隧道管片的寬度大一些。一些。2 2 管片厚度管片厚度 管片的厚度一般需要經(jīng)過計(jì)算而定。根據(jù)工程實(shí)踐，管片管片的厚度一般需要經(jīng)過計(jì)算而定。根據(jù)工程實(shí)踐，管片厚度可取隧道外徑的厚度可取隧道外徑的4%4%6%6%。Dhs)06. 004. 0( 鋼筋混凝土管片，一般以取鋼筋混凝土管片，一般以取0.050.05D D。3 3 管片環(huán)分塊管片環(huán)分塊 管片環(huán)一般由數(shù)塊管片環(huán)一般由數(shù)塊A A型管片、兩塊型管片、兩塊B B型管片和一塊可在型管片和一塊可在最后在頂點(diǎn)附近封頂?shù)淖詈笤陧旤c(diǎn)附近封頂?shù)腒 K型管片組成，其中型管片組成，其中A A、B B、K K分別為分別為標(biāo)準(zhǔn)塊、鄰接塊和封

16、頂塊，封頂塊有大、小二種，小封頂標(biāo)準(zhǔn)塊、鄰接塊和封頂塊，封頂塊有大、小二種，小封頂塊的弧長塊的弧長S S以以600600900900mmmm。K K型管片可分為半徑方向插入型型管片可分為半徑方向插入型K K管片和軸方向插入型管片和軸方向插入型K K管片，在隧道半徑方向上設(shè)有錐度，管片，在隧道半徑方向上設(shè)有錐度，沿隧道內(nèi)側(cè)插入者稱為半徑方向插入型沿隧道內(nèi)側(cè)插入者稱為半徑方向插入型K K管片，在軸向設(shè)有管片，在軸向設(shè)有錐度沿隧道軸向插入者稱為軸方向插入型錐度沿隧道軸向插入者稱為軸方向插入型K K管片。管片。 4 4 拼裝形式拼裝形式 襯砌的拼裝可通縫拼裝，亦可錯(cuò)縫拼裝。襯砌的拼裝可通縫拼裝，亦可錯(cuò)

17、縫拼裝。 通縫拼裝是每環(huán)管片的縱向縫環(huán)環(huán)對(duì)齊；通縫拼裝是每環(huán)管片的縱向縫環(huán)環(huán)對(duì)齊； 錯(cuò)縫拼裝是每環(huán)管片的縱向縫環(huán)環(huán)錯(cuò)開二分之一到三分錯(cuò)縫拼裝是每環(huán)管片的縱向縫環(huán)環(huán)錯(cuò)開二分之一到三分之一寬度。之一寬度。 目前采用錯(cuò)縫拼裝較為普遍，雖然后者拼裝較為麻煩但目前采用錯(cuò)縫拼裝較為普遍，雖然后者拼裝較為麻煩但受力較好，因錯(cuò)豐后能加強(qiáng)圓環(huán)接縫剛度，約束接縫變形。受力較好，因錯(cuò)豐后能加強(qiáng)圓環(huán)接縫剛度，約束接縫變形。 4 4 拼裝形式拼裝形式 拼裝方法分先縱后環(huán)和先環(huán)后縱兩種：先縱后環(huán)是管片拼裝方法分先縱后環(huán)和先環(huán)后縱兩種：先縱后環(huán)是管片按先底部后兩側(cè)在封頂?shù)捻樞颍鸫伟惭b成環(huán)，每裝一塊管按先底部后兩側(cè)在封頂?shù)?/p>

18、順序，逐次安裝成環(huán)，每裝一塊管片，對(duì)應(yīng)千斤頂就伸縮一次；片，對(duì)應(yīng)千斤頂就伸縮一次； 先環(huán)后縱是管片依次安裝成環(huán)后，盾構(gòu)千斤頂一齊伸出先環(huán)后縱是管片依次安裝成環(huán)后，盾構(gòu)千斤頂一齊伸出將襯砌環(huán)推向已經(jīng)完成的隧道襯砌進(jìn)行縱向連接。先環(huán)后縱將襯砌環(huán)推向已經(jīng)完成的隧道襯砌進(jìn)行縱向連接。先環(huán)后縱法用得較少，尤其在推進(jìn)阻力較大，容易引起盾構(gòu)后退的情法用得較少，尤其在推進(jìn)阻力較大，容易引起盾構(gòu)后退的情況下不宜采用。況下不宜采用。通縫拼裝盾構(gòu)隧道通縫拼裝盾構(gòu)隧道5 5 管片連接管片連接 管片接頭分為將管片沿圓周方向連接起來的管片接頭和管片接頭分為將管片沿圓周方向連接起來的管片接頭和沿隧道軸向連接起來的管片環(huán)接頭

19、。這些接頭所采用的基本沿隧道軸向連接起來的管片環(huán)接頭。這些接頭所采用的基本的結(jié)構(gòu)有螺栓接頭、鉸接頭、銷插入式、楔接頭、榫槽接頭的結(jié)構(gòu)有螺栓接頭、鉸接頭、銷插入式、楔接頭、榫槽接頭等等。等等。 其中螺栓接頭是管片接頭和管片環(huán)接頭上最為常用的接其中螺栓接頭是管片接頭和管片環(huán)接頭上最為常用的接頭結(jié)構(gòu)。頭結(jié)構(gòu)。安裝底部管片連接螺栓安裝底部管片連接螺栓安裝好連接螺栓安裝好連接螺栓（三）（三） 襯砌防水襯砌防水 隧道襯砌防水主要包括自身防水和管片接縫防水兩隧道襯砌防水主要包括自身防水和管片接縫防水兩個(gè)方面。個(gè)方面。（1 1）管片自身防水）管片自身防水 管片自身防水主要滿足兩方面要求：提高管片管片自身防水主

20、要滿足兩方面要求：提高管片混凝土的抗?jié)B要求；提高管片制作精度?；炷恋目?jié)B要求；提高管片制作精度。（三）（三） 襯砌防水襯砌防水 1 1 提高管片混凝土的抗?jié)B要求提高管片混凝土的抗?jié)B要求 首先，應(yīng)根據(jù)隧道埋設(shè)深度和地下水壓力，提出經(jīng)濟(jì)首先，應(yīng)根據(jù)隧道埋設(shè)深度和地下水壓力，提出經(jīng)濟(jì)合理的抗?jié)B指標(biāo)；對(duì)預(yù)制管片混凝土級(jí)配采取密實(shí)級(jí)配，合理的抗?jié)B指標(biāo)；對(duì)預(yù)制管片混凝土級(jí)配采取密實(shí)級(jí)配，且可摻入適當(dāng)?shù)乃芑瘎?，調(diào)整級(jí)配，增加混凝土的和易性，且可摻入適當(dāng)?shù)乃芑瘎?，調(diào)整級(jí)配，增加混凝土的和易性，嚴(yán)格控制水灰比，一般不大于嚴(yán)格控制水灰比，一般不大于0.40.4； 對(duì)管片的生產(chǎn)提出合理的生產(chǎn)工藝要求，包括對(duì)混凝對(duì)

21、管片的生產(chǎn)提出合理的生產(chǎn)工藝要求，包括對(duì)混凝土振搗方式、養(yǎng)護(hù)條件、脫模時(shí)間、防止溫度應(yīng)力而引起土振搗方式、養(yǎng)護(hù)條件、脫模時(shí)間、防止溫度應(yīng)力而引起裂縫等均應(yīng)提出明確的工藝條件，同時(shí)應(yīng)建立生產(chǎn)過程及裂縫等均應(yīng)提出明確的工藝條件，同時(shí)應(yīng)建立生產(chǎn)過程及產(chǎn)品質(zhì)量的嚴(yán)格管理和檢驗(yàn)制度，并應(yīng)努力創(chuàng)造條件減少產(chǎn)品質(zhì)量的嚴(yán)格管理和檢驗(yàn)制度，并應(yīng)努力創(chuàng)造條件減少管片在堆放、運(yùn)輸、拼裝等過程中的損壞率。管片在堆放、運(yùn)輸、拼裝等過程中的損壞率。 2 2 提高管片制作精度提高管片制作精度 根據(jù)國內(nèi)外隧道施工的實(shí)踐，采用高精度鋼模，以提高根據(jù)國內(nèi)外隧道施工的實(shí)踐，采用高精度鋼模，以提高管片精度和加強(qiáng)襯砌接縫防水是最主要的

22、環(huán)節(jié)。此外，如襯管片精度和加強(qiáng)襯砌接縫防水是最主要的環(huán)節(jié)。此外，如襯砌制作精度不夠，容易造成盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)襯砌的頂碎和崩落，砌制作精度不夠，容易造成盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)襯砌的頂碎和崩落，并導(dǎo)致漏水。并導(dǎo)致漏水。 要能生產(chǎn)出高精度的鋼筋混凝土管片，就必須有一個(gè)高要能生產(chǎn)出高精度的鋼筋混凝土管片，就必須有一個(gè)高精度的鋼模。在制造鋼模時(shí)要采用高精度機(jī)械加工。為了保精度的鋼模。在制造鋼模時(shí)要采用高精度機(jī)械加工。為了保證鋼模有足夠剛度，以保證在長期使用過程中不變形，一般證鋼模有足夠剛度，以保證在長期使用過程中不變形，一般要求鋼模應(yīng)比管片重。要求鋼模應(yīng)比管片重。（2 2）管片接縫防水）管片接縫防水 除了要確保采用高精度

23、管片以保證接頭接觸面密貼、除了要確保采用高精度管片以保證接頭接觸面密貼、均勻，使其不產(chǎn)生較大的初始縫隙外，還要保證接縫處不均勻，使其不產(chǎn)生較大的初始縫隙外，還要保證接縫處不漏水。漏水。 目前管片接縫防水措施主要有密封、嵌縫、螺栓孔、目前管片接縫防水措施主要有密封、嵌縫、螺栓孔、二次襯砌等。具體工程中可以根據(jù)各工程的實(shí)際需要采用二次襯砌等。具體工程中可以根據(jù)各工程的實(shí)際需要采用其中一、二種措施或者幾種方法并用，以保證盾構(gòu)法施工其中一、二種措施或者幾種方法并用，以保證盾構(gòu)法施工隧道的管片防水的可靠性。隧道的管片防水的可靠性。1 1 密封墊防水密封墊防水2 2 嵌縫防水嵌縫防水3 3 螺栓孔防水螺栓

24、孔防水4 4 二次襯砌防水二次襯砌防水隧道管片接縫隧道管片接縫頂管法管道設(shè)計(jì)與施工頂管法管道設(shè)計(jì)與施工推薦教材：推薦教材：1. 頂管和微型隧道技術(shù)，馬保松，頂管和微型隧道技術(shù)，馬保松，20042. 頂管施工技術(shù)，余彬泉，頂管施工技術(shù)，余彬泉，1998主要內(nèi)容主要內(nèi)容何謂頂管法何謂頂管法? ?常用頂管類型及特點(diǎn)常用頂管類型及特點(diǎn)? ?頂管工程的設(shè)計(jì)頂管工程的設(shè)計(jì)? ?頂管法施工主要技術(shù)措施頂管法施工主要技術(shù)措施? ? 頂管施工剖面示意圖頂管施工剖面示意圖超長距離混凝土管頂管現(xiàn)場超長距離混凝土管頂管現(xiàn)場上海黃浦江上游引水二期上海黃浦江上游引水二期蘇州河污水截流蘇州河污水截流A-10A-10標(biāo)標(biāo)香港

25、污水處理香港污水處理在城區(qū)內(nèi)施工如果地下水不是十分豐富以及管道埋深較淺的情況下采用開挖式敷在城區(qū)內(nèi)施工如果地下水不是十分豐富以及管道埋深較淺的情況下采用開挖式敷設(shè)管道比較經(jīng)濟(jì)。設(shè)管道比較經(jīng)濟(jì)。存在一些問題如下：施工噪音較大，容易阻礙交通，容易引起地盤沉降等。存在一些問題如下：施工噪音較大，容易阻礙交通，容易引起地盤沉降等。 非開挖頂管施工采用油壓驅(qū)動(dòng)，施工時(shí)噪音遠(yuǎn)小于開槽式敷設(shè)管道，幾乎沒有地盤非開挖頂管施工采用油壓驅(qū)動(dòng)，施工時(shí)噪音遠(yuǎn)小于開槽式敷設(shè)管道，幾乎沒有地盤沉降的現(xiàn)象，對(duì)周遭的影響降低到最小程度。而且在較深的埋深情況下施工成本要沉降的現(xiàn)象，對(duì)周遭的影響降低到最小程度。而且在較深的埋深情

26、況下施工成本要小于開槽式敷設(shè)管道。小于開槽式敷設(shè)管道。 頂管法的概念頂管法的概念 頂管法主要是采用頂管法主要是采用液壓千斤頂或具有頂液壓千斤頂或具有頂進(jìn)、牽引功能的設(shè)備進(jìn)、牽引功能的設(shè)備，以頂管工作井作，以頂管工作井作承壓壁承壓壁，將管子按設(shè)計(jì)高程、方位、坡，將管子按設(shè)計(jì)高程、方位、坡度逐根度逐根頂入頂入土層直至達(dá)到目的地，是土層直至達(dá)到目的地，是修修建隧道和地下管道建隧道和地下管道的一種重要方法。的一種重要方法。 頂管法施工過程如下：頂管法施工過程如下：n先在管道設(shè)計(jì)路線上施工一定數(shù)量的小基坑作為先在管道設(shè)計(jì)路線上施工一定數(shù)量的小基坑作為頂管工作井頂管工作井（大多采用沉（大多采用沉井），作為

27、一段頂管的起點(diǎn)與終點(diǎn)，工作井的井），作為一段頂管的起點(diǎn)與終點(diǎn)，工作井的 一面或兩面?zhèn)缺谠O(shè)有圓孔一面或兩面?zhèn)缺谠O(shè)有圓孔作為預(yù)制管節(jié)的出口與入口。作為預(yù)制管節(jié)的出口與入口。n頂管出口孔壁對(duì)面?zhèn)葔轫敼艹隹诳妆趯?duì)面?zhèn)葔槌袎罕诔袎罕冢渖习惭b液壓千斤頂和承壓墊板。，其上安裝液壓千斤頂和承壓墊板。n千斤頂將帶有切口和支護(hù)開挖裝置的工具管頂出工作井出口孔壁，然后千斤頂將帶有切口和支護(hù)開挖裝置的工具管頂出工作井出口孔壁，然后以以工具管為先導(dǎo)工具管為先導(dǎo)，將預(yù)制管節(jié)按設(shè)計(jì)軸線逐節(jié)頂入土層中，直至工具管后第，將預(yù)制管節(jié)按設(shè)計(jì)軸線逐節(jié)頂入土層中，直至工具管后第一段管節(jié)的前端進(jìn)入下一工作井的進(jìn)口孔壁，這樣就施工完

28、一段管道，繼一段管節(jié)的前端進(jìn)入下一工作井的進(jìn)口孔壁，這樣就施工完一段管道，繼續(xù)上一施工過程，一條管線就施工完畢。續(xù)上一施工過程，一條管線就施工完畢。頂管施工的優(yōu)點(diǎn)頂管施工的優(yōu)點(diǎn) 無需隔斷交通無需隔斷交通 噪音以及震動(dòng)都很小噪音以及震動(dòng)都很小 可以在很深的地下敷設(shè)管道可以在很深的地下敷設(shè)管道 可以安全的穿越鐵路可以安全的穿越鐵路 對(duì)施工周遭的影響很小對(duì)施工周遭的影響很小 可以穿越障礙物可以穿越障礙物 頂管頂管盾構(gòu)盾構(gòu)工法特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）工法特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）頂進(jìn)精度高，方向控制精頂進(jìn)精度高，方向控制精度可達(dá)度可達(dá)5cm5cm之內(nèi)之內(nèi)適用于大口徑隧道適用于大口徑隧道工法特點(diǎn)（缺點(diǎn)）工法特點(diǎn)（缺點(diǎn)）施工成本較

29、高施工成本較高管材成本高管材成本高適用范圍適用范圍通信管、排污管、煤氣管、通信管、排污管、煤氣管、自來水管、綜合管道自來水管、綜合管道綜合管道、地鐵、隧道綜合管道、地鐵、隧道適用管徑適用管徑350-4000350-40003000-140003000-14000施工精度施工精度50mm50mm以內(nèi)以內(nèi)50mm50mm以內(nèi)以內(nèi)施工速度施工速度2-42-4天天/100m/100m主要用于主要用于: : 特殊地質(zhì)條件下的管道工程中特殊地質(zhì)條件下的管道工程中 ：穿穿越江河、湖泊、港灣越江河、湖泊、港灣水體下水體下的供水、輸氣、的供水、輸氣、輸油管道工程；輸油管道工程；穿穿越城市建筑群、繁華街道越城市建

30、筑群、繁華街道地下地下的上下水、煤的上下水、煤氣管道工程；氣管道工程；穿穿越重要公路、鐵路越重要公路、鐵路路基下路基下的通訊、電力電纜的通訊、電力電纜管道工程；管道工程；水庫壩體涵管水庫壩體涵管重建重建工程等。工程等。頂管法的主要技術(shù)關(guān)鍵：頂管法的主要技術(shù)關(guān)鍵：1 1、方向控制、方向控制 要有一套能準(zhǔn)確控制管道頂進(jìn)方向的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。管道能否按要有一套能準(zhǔn)確控制管道頂進(jìn)方向的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。管道能否按設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)，這是長距離頂管的成敗關(guān)鍵之一。頂進(jìn)方向失設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)，這是長距離頂管的成敗關(guān)鍵之一。頂進(jìn)方向失去控制會(huì)導(dǎo)致管道彎曲，頂力急驟增加，工程無法使用。去控制會(huì)導(dǎo)致管道彎曲，頂力急驟增加，工程無法使用

31、。高精高精度的方向控制又是中繼環(huán)正常工作的必要前提度的方向控制又是中繼環(huán)正常工作的必要前提。2 2、頂力問題、頂力問題 頂管頂推力是隨著頂進(jìn)長度的增加而不斷增大的，但是又受頂管頂推力是隨著頂進(jìn)長度的增加而不斷增大的，但是又受到管道強(qiáng)度的限制，不能無限增大，因此用通常僅在管尾推進(jìn)到管道強(qiáng)度的限制，不能無限增大，因此用通常僅在管尾推進(jìn)的方法，管道頂進(jìn)距離受到限制。的方法，管道頂進(jìn)距離受到限制。長距離頂管必須解決在管道長距離頂管必須解決在管道允許強(qiáng)度范圍內(nèi)施加頂力的方法，這就是中繼接力技術(shù)允許強(qiáng)度范圍內(nèi)施加頂力的方法，這就是中繼接力技術(shù)。3 3、制止正面塌方、制止正面塌方 塌方不但危及地面構(gòu)筑物，使

32、管道方向失去控制，導(dǎo)致管道受力情況惡化塌方不但危及地面構(gòu)筑物，使管道方向失去控制，導(dǎo)致管道受力情況惡化，而且還會(huì)給施工帶來許多困難。在深層頂管，而且還會(huì)給施工帶來許多困難。在深層頂管，制止塌方實(shí)質(zhì)上是制服地下制止塌方實(shí)質(zhì)上是制服地下水的問題。水的問題。4 4、承壓壁后靠結(jié)構(gòu)及土體的穩(wěn)定性、承壓壁后靠結(jié)構(gòu)及土體的穩(wěn)定性 頂管工程中，多數(shù)情況下必須有頂管工作井。頂管工作井一般采用沉井結(jié)構(gòu)頂管工程中，多數(shù)情況下必須有頂管工作井。頂管工作井一般采用沉井結(jié)構(gòu)或鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，除了或鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，除了需要驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度外，需要驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度外，還還應(yīng)確保后靠土體應(yīng)確保后靠土體的穩(wěn)定性，的穩(wěn)定

33、性，可以采用注漿、增加后靠土體地面超載等方式限制后靠土體的滑可以采用注漿、增加后靠土體地面超載等方式限制后靠土體的滑動(dòng)。若后靠土體失穩(wěn)，不僅會(huì)影響頂管的正常施工，嚴(yán)重的還會(huì)影響到周圍動(dòng)。若后靠土體失穩(wěn)，不僅會(huì)影響頂管的正常施工，嚴(yán)重的還會(huì)影響到周圍環(huán)境。環(huán)境。5 5、頂管法的工程地質(zhì)勘察、頂管法的工程地質(zhì)勘察n勘察要點(diǎn)：勘察要點(diǎn)：n土層類別、埋深土層類別、埋深n各土層土體的物理、力學(xué)性質(zhì)各土層土體的物理、力學(xué)性質(zhì)n地下水位、壓力地下水位、壓力n地下水和土的腐蝕性地下水和土的腐蝕性n土層凍結(jié)深度土層凍結(jié)深度n地下管線地下管線n地下洞室地下洞室n臨近建筑物基礎(chǔ)臨近建筑物基礎(chǔ)n地面動(dòng)載地面動(dòng)載發(fā)展趨

34、勢發(fā)展趨勢n中繼環(huán)接力頂推中繼環(huán)接力頂推裝置裝置、觸變觸變泥漿減阻泥漿減阻頂頂進(jìn)技術(shù)，進(jìn)技術(shù)，自動(dòng)測斜糾偏自動(dòng)測斜糾偏技術(shù)技術(shù)、泥水平衡泥水平衡技術(shù)技術(shù)、土壓平衡土壓平衡技術(shù)技術(shù)、氣壓保護(hù)氣壓保護(hù)技術(shù)和技術(shù)和曲線頂管曲線頂管技術(shù)技術(shù) 。常用頂管類型及特點(diǎn)常用頂管類型及特點(diǎn)出土車出土車頂管機(jī)操作臺(tái)頂管機(jī)操作臺(tái)千斤頂千斤頂送水、排泥泵送水、排泥泵皮帶輸送機(jī)皮帶輸送機(jī)環(huán)形頂鐵的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。環(huán)形頂鐵的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。 洞口止水圈是安裝在工作井的出洞洞口和接收井的進(jìn)洞洞口，具有制止地下水洞口止水圈是安裝在工作井的出洞

35、洞口和接收井的進(jìn)洞洞口，具有制止地下水和泥砂流到工作井和接收井的功能和泥砂流到工作井和接收井的功能 后靠背、千斤頂支架、導(dǎo)軌后靠背、千斤頂支架、導(dǎo)軌工作井是安放所有頂進(jìn)設(shè)備的場所，是頂管掘進(jìn)機(jī)的始發(fā)場所，還是承受主頂油工作井是安放所有頂進(jìn)設(shè)備的場所，是頂管掘進(jìn)機(jī)的始發(fā)場所，還是承受主頂油缸推力的反作用力的構(gòu)筑物。接收井是接收掘進(jìn)機(jī)的場所。缸推力的反作用力的構(gòu)筑物。接收井是接收掘進(jìn)機(jī)的場所。單刀盤土壓平衡頂管機(jī)單刀盤土壓平衡頂管機(jī)單刀盤土壓平衡頂管掘進(jìn)機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：單刀盤土壓平衡頂管掘進(jìn)機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)： 1 1適用的土質(zhì)范圍較廣。適用的土質(zhì)范圍較廣。 2 2施工后地面沉降小。施工后地面沉降小。 3

36、 3棄土的處理比較簡單。棄土的處理比較簡單。 4. 4. 可在復(fù)土層僅為管外徑可在復(fù)土層僅為管外徑0.80.8倍的淺土層中施工。倍的淺土層中施工。 5 5有完善的土體改良系統(tǒng)和具有良好的土體改良功能。有完善的土體改良系統(tǒng)和具有良好的土體改良功能。單刀盤土壓平衡頂管掘進(jìn)機(jī)的缺點(diǎn)：單刀盤土壓平衡頂管掘進(jìn)機(jī)的缺點(diǎn)：施工速度比較慢，通常的速度是每天施工速度比較慢，通常的速度是每天1818米左右。米左右。多刀盤土壓平衡頂管機(jī)多刀盤土壓平衡頂管機(jī)多刀盤土壓平衡頂管掘進(jìn)機(jī)把通常的全斷面切削刀盤改成四個(gè)獨(dú)立的切削攪拌多刀盤土壓平衡頂管掘進(jìn)機(jī)把通常的全斷面切削刀盤改成四個(gè)獨(dú)立的切削攪拌刀盤，所以它尤其適用于軟粘

37、土層的頂管。刀盤，所以它尤其適用于軟粘土層的頂管。 采用此機(jī)進(jìn)行頂管施工后，對(duì)地面及地下的建筑物、構(gòu)造物、埋設(shè)物的影響較采用此機(jī)進(jìn)行頂管施工后，對(duì)地面及地下的建筑物、構(gòu)造物、埋設(shè)物的影響較小。用它可以安全地穿越公路、鐵路、河川、房屋以及各種地下公用管線。其小。用它可以安全地穿越公路、鐵路、河川、房屋以及各種地下公用管線。其最小復(fù)土深度可以相當(dāng)于一倍管外徑左右。最小復(fù)土深度可以相當(dāng)于一倍管外徑左右。 它排出的土可以是含水量很少的干土或含水量較多的泥漿。它與泥水式頂管施它排出的土可以是含水量很少的干土或含水量較多的泥漿。它與泥水式頂管施工相比，工相比，最大的特點(diǎn)是排出的土或泥漿一般都不需要再進(jìn)行泥

38、水分離等二次處最大的特點(diǎn)是排出的土或泥漿一般都不需要再進(jìn)行泥水分離等二次處理。理。施工占地小，對(duì)周圍環(huán)境污染也很少。它與手掘式及其他形式的頂管施工施工占地小，對(duì)周圍環(huán)境污染也很少。它與手掘式及其他形式的頂管施工相比較，又具有適應(yīng)土質(zhì)范圍廣和不需要采用任何其他輔助施工手段的優(yōu)點(diǎn)。相比較，又具有適應(yīng)土質(zhì)范圍廣和不需要采用任何其他輔助施工手段的優(yōu)點(diǎn)。 該機(jī)型專為在軟土中頂進(jìn)而設(shè)該機(jī)型專為在軟土中頂進(jìn)而設(shè)計(jì)，和其他頂管機(jī)不同的是它計(jì)，和其他頂管機(jī)不同的是它有一個(gè)可以前后浮動(dòng)的刀盤，有一個(gè)可以前后浮動(dòng)的刀盤，一次設(shè)定工作土壓力后刀盤即一次設(shè)定工作土壓力后刀盤即可根據(jù)頂進(jìn)速度以及前方土體可根據(jù)頂進(jìn)速度以及

39、前方土體土壓力的變化而自動(dòng)浮動(dòng)，從土壓力的變化而自動(dòng)浮動(dòng)，從而保證而保證一個(gè)恒定的土壓力平衡一個(gè)恒定的土壓力平衡值值，達(dá)到最小的地表沉降，確，達(dá)到最小的地表沉降，確保頂進(jìn)軸線上方的構(gòu)筑物不受保頂進(jìn)軸線上方的構(gòu)筑物不受影響。影響。 適合于在各種地下土壤類型的適合于在各種地下土壤類型的頂管掘進(jìn)機(jī)。頂管掘進(jìn)機(jī)。具有超強(qiáng)破碎能力的巖盤機(jī)可具有超強(qiáng)破碎能力的巖盤機(jī)可在巖石中頂進(jìn)?？善扑檩S壓縮在巖石中頂進(jìn)?？善扑檩S壓縮強(qiáng)度達(dá)強(qiáng)度達(dá)196Mpa(2000kg/cm2)196Mpa(2000kg/cm2)卵卵石和礫石。石和礫石。該頂管機(jī)可以適應(yīng)范圍廣泛的地該頂管機(jī)可以適應(yīng)范圍廣泛的地下土質(zhì)條件，比如粘性土和砂

40、礫下土質(zhì)條件，比如粘性土和砂礫土，砂礫混雜卵石土和軟巖。土，砂礫混雜卵石土和軟巖。 對(duì)于地質(zhì)為強(qiáng)風(fēng)化巖的情況下我對(duì)于地質(zhì)為強(qiáng)風(fēng)化巖的情況下我們可采用偏心破碎泥水式掘進(jìn)機(jī)們可采用偏心破碎泥水式掘進(jìn)機(jī) 按頂進(jìn)管子直徑分按頂進(jìn)管子直徑分: :直徑大于直徑大于2 2米為大口徑頂管；米為大口徑頂管； 直徑直徑0.8-2.00.8-2.0米為中口徑頂管；米為中口徑頂管； 直徑小于直徑小于0.80.8米為小口徑頂管。米為小口徑頂管。按頂進(jìn)距離分按頂進(jìn)距離分: :頂進(jìn)距離頂進(jìn)距離0-1000-100米為短距離頂管；米為短距離頂管； 頂進(jìn)距離頂進(jìn)距離100-300100-300米為中距離頂管；米為中距離頂管；

41、大于大于300300米為長距離頂管。米為長距離頂管。按工程地質(zhì)條件分按工程地質(zhì)條件分: :在地下水位以上的土層中頂管，稱為水上頂管；在地下水位以上的土層中頂管，稱為水上頂管；在地下水位以下的土層中和江河湖泊、港灣水下地層中頂管，稱為水下頂管。在地下水位以下的土層中和江河湖泊、港灣水下地層中頂管，稱為水下頂管。按照頂管施工的破土方法：按照頂管施工的破土方法：1 1、人工挖土、人工挖土先把管子下到工作井內(nèi)的導(dǎo)軌上就位。頂進(jìn)時(shí)，首先用千斤頂將管子頂入土內(nèi)；先把管子下到工作井內(nèi)的導(dǎo)軌上就位。頂進(jìn)時(shí)，首先用千斤頂將管子頂入土內(nèi)；然后進(jìn)行管前開挖，同時(shí)將土運(yùn)送出去。在千斤頂頂頭加入頂鐵將管子頂入土內(nèi)然后進(jìn)

42、行管前開挖，同時(shí)將土運(yùn)送出去。在千斤頂頂頭加入頂鐵將管子頂入土內(nèi)，然后進(jìn)行挖運(yùn)土后，將管子頂進(jìn)。如此循環(huán)作業(yè)，直到管子的后端與千斤頂之，然后進(jìn)行挖運(yùn)土后，將管子頂進(jìn)。如此循環(huán)作業(yè)，直到管子的后端與千斤頂之間滿足一節(jié)管子就位長度后，就可以下第二根管子，繼續(xù)作業(yè)，直至頂?shù)较乱粋€(gè)間滿足一節(jié)管子就位長度后，就可以下第二根管子，繼續(xù)作業(yè)，直至頂?shù)较乱粋€(gè)接收井管線端點(diǎn)。接收井管線端點(diǎn)。一般只適用一般只適用地下水位以上，口徑大于地下水位以上，口徑大于1.21.2米的頂管工程米的頂管工程，而且要求土層密實(shí)固結(jié)，而且要求土層密實(shí)固結(jié)，人工超前挖土?xí)r形成壓力拱，才能保證作業(yè)人員的安全。，人工超前挖土?xí)r形成壓力拱，

43、才能保證作業(yè)人員的安全。人工挖土的作業(yè)空間比較狹小，條件惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。人工挖土的作業(yè)空間比較狹小，條件惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。2 2、機(jī)械挖土、機(jī)械挖土機(jī)械破土是利用刀齒向工作面土層施加壓力，實(shí)現(xiàn)切削破土。多用在管道內(nèi)徑大于機(jī)械破土是利用刀齒向工作面土層施加壓力，實(shí)現(xiàn)切削破土。多用在管道內(nèi)徑大于1 1米的頂管工程中。米的頂管工程中。3 3、射流破土法、射流破土法適用于飽和粉砂土或含水量超過液限的粘性土。適用于飽和粉砂土或含水量超過液限的粘性土。其原理是根據(jù)土可以由固態(tài)變成流態(tài)的特性，利用水槍噴射壓力來破碎土體。土被其原理是根據(jù)土可以由固態(tài)變成流態(tài)的特性，利用水槍噴射壓力來

44、破碎土體。土被射流破碎后，碎屑與水混合成泥漿排出孔外，從而實(shí)現(xiàn)破土的目的。射流破碎后，碎屑與水混合成泥漿排出孔外，從而實(shí)現(xiàn)破土的目的。4 4、擠壓破土法、擠壓破土法該方法是在頂進(jìn)時(shí)，將工具管前端制成刃腳，油壓千斤頂在管段后端頂推，刃腳貫該方法是在頂進(jìn)時(shí)，將工具管前端制成刃腳，油壓千斤頂在管段后端頂推，刃腳貫入土中，土被刃腳剪切并擠入管口，形成密實(shí)土柱進(jìn)入工具管內(nèi)再由切割工具將土入土中，土被刃腳剪切并擠入管口，形成密實(shí)土柱進(jìn)入工具管內(nèi)再由切割工具將土柱割斷運(yùn)走。柱割斷運(yùn)走。按照開挖工作面的施工方法，可以分為敞開式和封閉式兩種。按照開挖工作面的施工方法，可以分為敞開式和封閉式兩種。機(jī)械開挖式頂管機(jī)

45、械開挖式頂管擠壓土層式頂管擠壓土層式頂管手掘式頂管手掘式頂管擠壓式頂管擠壓式頂管敞開式施工工藝一般適用于土質(zhì)條件穩(wěn)定，無地下水干擾，工人可以進(jìn)入工作面敞開式施工工藝一般適用于土質(zhì)條件穩(wěn)定，無地下水干擾，工人可以進(jìn)入工作面直接挖掘而不會(huì)出現(xiàn)大塌方或涌水等現(xiàn)象。因其工作面常處于開放狀態(tài)，故稱為直接挖掘而不會(huì)出現(xiàn)大塌方或涌水等現(xiàn)象。因其工作面常處于開放狀態(tài)，故稱為開放式施工工藝。開放式施工工藝。根據(jù)工具管的不同可分為手掘式、擠壓式、機(jī)械開挖式、擠壓土層式掘進(jìn)頂管。根據(jù)工具管的不同可分為手掘式、擠壓式、機(jī)械開挖式、擠壓土層式掘進(jìn)頂管。人工掘進(jìn)頂管人工掘進(jìn)頂管n人工取土掘進(jìn)頂管法是依靠人力在管內(nèi)前端掘土

46、，然后在工作坑內(nèi)借助頂進(jìn)人工取土掘進(jìn)頂管法是依靠人力在管內(nèi)前端掘土，然后在工作坑內(nèi)借助頂進(jìn)設(shè)備，設(shè)備，把敷設(shè)的管道按設(shè)計(jì)中線和高程的要求頂入把敷設(shè)的管道按設(shè)計(jì)中線和高程的要求頂入，并用小車將挖出的土從，并用小車將挖出的土從管中運(yùn)出。管中運(yùn)出。n此方法適用于軟土地層中、地下水位以上黃土地層中、地下水位以上強(qiáng)風(fēng)巖此方法適用于軟土地層中、地下水位以上黃土地層中、地下水位以上強(qiáng)風(fēng)巖地層中；地層中；n特點(diǎn)是施工成本低，在頂進(jìn)過程中如遇前方障礙物可立即采用人工方式特點(diǎn)是施工成本低，在頂進(jìn)過程中如遇前方障礙物可立即采用人工方式 排除排除；n缺點(diǎn)是頂進(jìn)管徑應(yīng)大于缺點(diǎn)是頂進(jìn)管徑應(yīng)大于800mm800mm，否則不

47、便于人員進(jìn)出，頂進(jìn)距離不宜過長。，否則不便于人員進(jìn)出，頂進(jìn)距離不宜過長。擠壓式頂管擠壓式頂管擠壓式掘進(jìn)頂管一般適用于大中口徑的管道，對(duì)擠壓式掘進(jìn)頂管一般適用于大中口徑的管道，對(duì)潮濕、可壓縮的黏性土、砂性土較為適宜。潮濕、可壓縮的黏性土、砂性土較為適宜。該方法設(shè)備簡單、安全，又避免了挖裝土的工序，該方法設(shè)備簡單、安全，又避免了挖裝土的工序，比人工挖掘提高效率比人工挖掘提高效率1 12 2倍。倍。它是將工作面用胸板隔開后，在胸板上留有一喇它是將工作面用胸板隔開后，在胸板上留有一喇叭口形的錐筒，當(dāng)頂進(jìn)時(shí)將土體擠入喇叭口內(nèi)，土叭口形的錐筒，當(dāng)頂進(jìn)時(shí)將土體擠入喇叭口內(nèi)，土體被壓縮成從錐筒口吐出的條形土柱

48、。待條形土柱體被壓縮成從錐筒口吐出的條形土柱。待條形土柱達(dá)到一定長度后，再用鋼絲將其割斷，由運(yùn)土工具達(dá)到一定長度后，再用鋼絲將其割斷，由運(yùn)土工具吊運(yùn)至地面。吊運(yùn)至地面。機(jī)械掘進(jìn)頂管機(jī)械掘進(jìn)頂管n在被頂進(jìn)的管道前端安裝上機(jī)械鉆進(jìn)的掘土設(shè)備，配置傳輸帶運(yùn)土機(jī)械以代在被頂進(jìn)的管道前端安裝上機(jī)械鉆進(jìn)的掘土設(shè)備，配置傳輸帶運(yùn)土機(jī)械以代替人工挖運(yùn)土替人工挖運(yùn)土, ,當(dāng)管前方土體被掘削成一定深度的孔洞時(shí)，利用頂管設(shè)施，將當(dāng)管前方土體被掘削成一定深度的孔洞時(shí)，利用頂管設(shè)施，將連接在鉆機(jī)后部的管子頂入孔洞。連接在鉆機(jī)后部的管子頂入孔洞。n機(jī)械掘進(jìn)頂管同樣要在工作坑內(nèi)按設(shè)計(jì)高程及中線方向安裝導(dǎo)軌，使每節(jié)管機(jī)械掘進(jìn)

49、頂管同樣要在工作坑內(nèi)按設(shè)計(jì)高程及中線方向安裝導(dǎo)軌，使每節(jié)管子沿著一定方向和高程頂進(jìn)。子沿著一定方向和高程頂進(jìn)。n機(jī)械掘進(jìn)頂管施工法可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，加速施工進(jìn)度機(jī)械掘進(jìn)頂管施工法可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，加速施工進(jìn)度, ,對(duì)黏土、砂土及淤泥等對(duì)黏土、砂土及淤泥等土層均可順利進(jìn)行頂管。但運(yùn)土與掘進(jìn)速度不易同步，出土較慢。遇到含水土層均可順利進(jìn)行頂管。但運(yùn)土與掘進(jìn)速度不易同步，出土較慢。遇到含水土層或巖石地層時(shí)因無法更換機(jī)頭，所以不能使用。土層或巖石地層時(shí)因無法更換機(jī)頭，所以不能使用。擠壓土層式頂管擠壓土層式頂管n擠密土層式頂管前端的工具管可分為錐形和管帽形，僅適用于潮濕的黏土、擠密土層式頂管前端的工具管可分

50、為錐形和管帽形，僅適用于潮濕的黏土、砂土、粉質(zhì)黏土，頂距較短的小口徑鋼管、鑄鐵管，且對(duì)地面變形要求不甚砂土、粉質(zhì)黏土，頂距較短的小口徑鋼管、鑄鐵管，且對(duì)地面變形要求不甚嚴(yán)格的地段。嚴(yán)格的地段。n這種工具管安裝在被頂管道的前方，頂進(jìn)時(shí)，工具管借助千斤頂?shù)捻斄⒐苓@種工具管安裝在被頂管道的前方，頂進(jìn)時(shí)，工具管借助千斤頂?shù)捻斄⒐茏又苯訑D入土層里，管子周圍的土層被擠密實(shí)，常引起地面較大的變形。子直接擠入土層里，管子周圍的土層被擠密實(shí)，常引起地面較大的變形。2022-3-51102封閉式施工工藝n封閉式施工工藝一般適用于土質(zhì)不穩(wěn)定、地下水位高，工人不能直接進(jìn)行開封閉式施工工藝一般適用于土質(zhì)不穩(wěn)定、地下

51、水位高，工人不能直接進(jìn)行開挖的施工條件。為防止工作面塌方、涌水對(duì)人身造成危害，常將機(jī)頭前端的挖的施工條件。為防止工作面塌方、涌水對(duì)人身造成危害，常將機(jī)頭前端的挖掘面與工人操作室之間用密封艙隔開，并在密封艙內(nèi)充入空氣、泥漿、泥挖掘面與工人操作室之間用密封艙隔開，并在密封艙內(nèi)充入空氣、泥漿、泥水混合物等，借助氣壓、土壓、泥水混合物的壓力支撐開挖面，以達(dá)到穩(wěn)定水混合物等，借助氣壓、土壓、泥水混合物的壓力支撐開挖面，以達(dá)到穩(wěn)定土層、防止塌方、涌水以及控制地面沉降的目的。土層、防止塌方、涌水以及控制地面沉降的目的。 泥水平衡式頂管法泥水平衡式頂管法水力掘進(jìn)頂管法水力掘進(jìn)頂管法土壓平衡式頂管法土壓平衡式頂

52、管法水力掘進(jìn)頂管水力掘進(jìn)頂管n水力掘進(jìn)頂管的全套設(shè)備安裝在水力掘進(jìn)工具管內(nèi)水力掘進(jìn)頂管的全套設(shè)備安裝在水力掘進(jìn)工具管內(nèi)。n工具管分為前、中、后三段。前段為沖泥艙，高壓水槍射流將切入工具管的工具管分為前、中、后三段。前段為沖泥艙，高壓水槍射流將切入工具管的土層沖成泥漿，進(jìn)入泥漿吸口，由泥漿管輸送至泄泥場地。中段為校正環(huán)，土層沖成泥漿，進(jìn)入泥漿吸口，由泥漿管輸送至泄泥場地。中段為校正環(huán)，環(huán)內(nèi)安裝校正千斤頂和校正鉸，校正鉸可使沖泥艙作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在相應(yīng)千斤環(huán)內(nèi)安裝校正千斤頂和校正鉸，校正鉸可使沖泥艙作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在相應(yīng)千斤頂?shù)淖饔孟?，調(diào)正掘進(jìn)方向。后段為氣閘室，是工作人員進(jìn)出沖泥艙頂?shù)淖饔孟?，調(diào)正掘進(jìn)方

53、向。后段為氣閘室，是工作人員進(jìn)出沖泥艙( (高壓區(qū)高壓區(qū)) )內(nèi)檢修或清理故障時(shí)，升壓和降壓之用。沖泥艙、校正段和氣閘室之間應(yīng)具內(nèi)檢修或清理故障時(shí)，升壓和降壓之用。沖泥艙、校正段和氣閘室之間應(yīng)具有可靠的密封連接。有可靠的密封連接。n在有充足水源和泄泥場地的條件下，水力掘進(jìn)工具管可使飽和土層內(nèi)的頂管在有充足水源和泄泥場地的條件下，水力掘進(jìn)工具管可使飽和土層內(nèi)的頂管過程大為簡化。過程大為簡化。土壓平衡式頂管法土壓平衡式頂管法n土壓平衡頂管工法是利用土壓平衡式頂管掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行地下鋼筋混凝土管道或其土壓平衡頂管工法是利用土壓平衡式頂管掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行地下鋼筋混凝土管道或其他管道的頂進(jìn)施工，能以有效的技術(shù)手段和

54、措施，來確保整個(gè)頂管過程中不產(chǎn)他管道的頂進(jìn)施工，能以有效的技術(shù)手段和措施，來確保整個(gè)頂管過程中不產(chǎn)生挖掘面土方的超挖和欠挖，僅僅取走頂入管子的這部分土體。它對(duì)周圍的土生挖掘面土方的超挖和欠挖，僅僅取走頂入管子的這部分土體。它對(duì)周圍的土體擾動(dòng)很小，能使地表的沉降或隆起減小到最低限度。體擾動(dòng)很小，能使地表的沉降或隆起減小到最低限度。原理原理 它是根據(jù)土壓平衡的基本原理，利用頂管機(jī)的刀盤切削它是根據(jù)土壓平衡的基本原理，利用頂管機(jī)的刀盤切削和土壓倉的切削土體壓力抵抗開挖面的土、水壓力達(dá)到和土壓倉的切削土體壓力抵抗開挖面的土、水壓力達(dá)到土體穩(wěn)定；并以頂管機(jī)的頂速土體穩(wěn)定；并以頂管機(jī)的頂速( (即掘削量即

55、掘削量) )為常量，螺旋為常量，螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速輸送機(jī)轉(zhuǎn)速( (即排土量即排土量) )為變量進(jìn)行控制，達(dá)到使土壓倉為變量進(jìn)行控制，達(dá)到使土壓倉內(nèi)的土、水壓力與掘削面的土、水壓力保持平衡，從而內(nèi)的土、水壓力與掘削面的土、水壓力保持平衡，從而使開挖面的土體保持穩(wěn)定，控制了地表的沉降和隆起。使開挖面的土體保持穩(wěn)定，控制了地表的沉降和隆起。特點(diǎn)特點(diǎn) 利用帶面板的刀盤切削、支承土體，對(duì)土體的擾動(dòng)?。焕脦姘宓牡侗P切削、支承土體，對(duì)土體的擾動(dòng)??； 采用干式排土，廢棄泥土處理方便，對(duì)環(huán)境影響和污染采用干式排土，廢棄泥土處理方便，對(duì)環(huán)境影響和污染?。恍。?土壓平衡系統(tǒng)采用具有自整定功能控制的土壓平衡系統(tǒng)采用具

56、有自整定功能控制的“760760智能控制智能控制器器”，土壓平衡控制精度高；，土壓平衡控制精度高； 施工設(shè)備投入較少，施工方法簡單，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合施工設(shè)備投入較少，施工方法簡單，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理；理； 施工安全，速度快，工期短，質(zhì)量好。施工安全，速度快，工期短，質(zhì)量好。適用范圍適用范圍 適用于飽和含水地層中的淤泥質(zhì)粘土、粘土、粉砂土或適用于飽和含水地層中的淤泥質(zhì)粘土、粘土、粉砂土或砂性土，尤其適用于鬧市區(qū)或在建筑群、地下管線下進(jìn)砂性土，尤其適用于鬧市區(qū)或在建筑群、地下管線下進(jìn)行頂管施工，也可進(jìn)行穿越公路、鐵路、河流特殊地段行頂管施工，也可進(jìn)行穿越公路、鐵路、河流特殊地段的地下管道的施工；的

57、地下管道的施工； 施工管道口徑以國標(biāo)下水道口徑系列尺寸中的施工管道口徑以國標(biāo)下水道口徑系列尺寸中的165016502400mm2400mm為宜；為宜； 頂管管材為鋼筋混凝土；管節(jié)的接頭形式可按要求選用頂管管材為鋼筋混凝土；管節(jié)的接頭形式可按要求選用“T T型型”、“F F型型”鋼套環(huán)式、企口承插式等，也可按工鋼套環(huán)式、企口承插式等，也可按工程的要求選用其他材質(zhì)的管節(jié)和管口接扣形式。程的要求選用其他材質(zhì)的管節(jié)和管口接扣形式。泥水平衡式頂管法泥水平衡式頂管法泥水平衡頂管施工是一種以全斷面切削土體，以泥水壓力來平衡土壓力和地泥水平衡頂管施工是一種以全斷面切削土體，以泥水壓力來平衡土壓力和地下水壓力，

58、利用泥水作為輸送棄土介質(zhì)的機(jī)械式頂管作業(yè)。下水壓力，利用泥水作為輸送棄土介質(zhì)的機(jī)械式頂管作業(yè)。 基本原理是泥水護(hù)壁，在泥水式頂管施工中，要使挖基本原理是泥水護(hù)壁，在泥水式頂管施工中，要使挖掘面保持穩(wěn)定，必須向泥水艙注入一定壓力的泥水。泥水掘面保持穩(wěn)定，必須向泥水艙注入一定壓力的泥水。泥水在壓力作用下向土體內(nèi)部滲透，在開挖面形成一層泥皮。在壓力作用下向土體內(nèi)部滲透，在開挖面形成一層泥皮。泥皮的作用，一方面阻止泥水繼續(xù)向土體內(nèi)部滲漏，另一泥皮的作用，一方面阻止泥水繼續(xù)向土體內(nèi)部滲漏，另一方面，泥水的壓力通過泥皮作用在開挖面防止坍塌。泥水方面，泥水的壓力通過泥皮作用在開挖面防止坍塌。泥水密度要求必須

59、大于密度要求必須大于1.03. 1.03. n適用土質(zhì)范圍廣，軟土、粘土、砂土、砂礫土、硬土均可適用。適用土質(zhì)范圍廣，軟土、粘土、砂土、砂礫土、硬土均可適用。n適應(yīng)范圍與采用的機(jī)頭類型密切相關(guān)。日本適應(yīng)范圍與采用的機(jī)頭類型密切相關(guān)。日本ISEKIISEKI公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的TCZ600TCZ600機(jī)型，具機(jī)型，具備破碎功能。破碎的最大粒徑可達(dá)掘進(jìn)機(jī)口徑的備破碎功能。破碎的最大粒徑可達(dá)掘進(jìn)機(jī)口徑的40%-50%40%-50%之間，破碎的卵石強(qiáng)之間，破碎的卵石強(qiáng)度達(dá)度達(dá)200MPa200MPa。泥水平衡式頂管機(jī)按平衡對(duì)象分有兩種，一種是泥水僅泥水平衡式頂管機(jī)按平衡對(duì)象分有兩種，一種是泥水僅起平衡

60、地下水的作用，土壓力則由機(jī)械方式來平衡；另一起平衡地下水的作用，土壓力則由機(jī)械方式來平衡；另一種是同時(shí)具有平衡地下水壓力和土壓力的作用。種是同時(shí)具有平衡地下水壓力和土壓力的作用。n泥水平衡式頂管機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有多種，如刀盤可伸縮的頂管機(jī)、具有破泥水平衡式頂管機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有多種，如刀盤可伸縮的頂管機(jī)、具有破碎功能的頂管機(jī)、氣壓式頂管機(jī)等。碎功能的頂管機(jī)、氣壓式頂管機(jī)等。泥水平衡式頂管工具管泥水平衡式頂管工具管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)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