土壓平衡頂管工法

土壓平衡頂管工法法

土壓平衡衡頂管工法是是利用土壓平平衡式頂管掘掘進機進行地地下鋼筋混凝凝土管道或其其他管道的頂頂進施工，能能以有效的技技術(shù)手段和措措施，來確保保整個頂管過過程中不產(chǎn)生生挖掘面土方方的超挖和欠欠挖，僅僅取取走頂入管子子的這部分土土體。它對周周圍的土體擾擾動很小，能能使地表的沉沉降或隆起減減小到最低限限度。是由上上海隧道工程程股份有限公公司于1990年開發(fā)成功功的，適合在在上海軟弱地地層中進行地地下管道頂進進施工，它解解決了傳統(tǒng)頂頂管施工所引引起的道路破破壞、構(gòu)筑物物嚴重沉陷、變變形和地下管管線斷損等一一系列問題，經(jīng)經(jīng)實踐證明其其技術(shù)經(jīng)濟效效益良好，是是一項值得推推廣應(yīng)用的新新技術(shù)。該技技術(shù)成果獲1992年上海市科科技進步二等等獎。

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特特點

1.1利利用帶面板的的刀盤切削、支支承土體，對對土體的擾動動小；

1.2采采用干式排土土，廢棄泥土土處理方便，對對環(huán)境影響和和污染??；

1.3土土壓平衡系統(tǒng)統(tǒng)采用具有自自整定功能控控制的“760智能控制器”，土壓平衡衡控制精度高高；

1.4施施工設(shè)備投入入較少，施工工方法簡單，技技術(shù)先進，經(jīng)經(jīng)濟合理；

1.5施施工安全，速速度快，工期期短，質(zhì)量好好。

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適適用范圍

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2.1本本工法適用于于飽和含水地地層中的淤泥泥質(zhì)粘土、粘粘土、粉砂土土或砂性土，尤尤其適用于鬧鬧市區(qū)或在建建筑群、地下下管線下進行行頂管施工，也也可進行穿越越公路、鐵路路、河流特殊殊地段的地下下管道的施工工；

2.2施施工管道口徑徑以國標下水水道口徑系列列尺寸中的φ1650～φ2400mmm為宜；

2.3頂頂管管材為鋼鋼筋混凝土；；管節(jié)的接頭頭形式可按要要求選用“T型”、“F型”鋼套環(huán)式、企企口承插式等等，也可按工工程的要求選選用其他材質(zhì)質(zhì)的管節(jié)和管管口接扣形式式。

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原原理

它是根據(jù)據(jù)土壓平衡的的基本原理，利利用頂管機的的刀盤切削和和維持機內(nèi)土土壓倉的切削削土體壓力抵抵抗開挖面的的土、水壓力力達到土體穩(wěn)穩(wěn)定；并以頂頂管機的頂速速(即掘削量)為常量，螺螺旋輸送機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速(即排土量)為變量進行行控制，達到到使土壓倉內(nèi)內(nèi)的土、水壓壓力與掘削面面的土、水壓壓力保持平衡衡，從而使開開挖面的土體體保持穩(wěn)定，控控制了地表的的沉降和隆起起。

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施施工工藝

4.1施施工順序

頂管施工工前的準備

.1作井井(坑)、接收井(坑)的清理、測測量、軸線放放樣；

.2地面面頂進輔助設(shè)設(shè)施的布置、安安裝；

.3井口口龍門行車（吊吊機）的設(shè)置置、安裝；

.4洞口口密封的安裝裝，主頂設(shè)備備后靠背的安安裝；

.5主頂頂設(shè)備導(dǎo)向機機架、主頂千千斤頂?shù)陌惭b裝、調(diào)整；

.6工作作井(坑)內(nèi)的工作平平臺、輔助設(shè)設(shè)備、控制操操作臺的布置置、安裝；

.7出洞洞輔助技術(shù)措措施，井點降降水或地基加加固處理的實實施；

.8頂管管機吊裝、下下井、就位；；

.9頂管管機井內(nèi)安裝裝調(diào)試，做好好出洞準備。

頂管頂進進施工順序

中繼頂井井施工順序

本順序為為四套中繼頂頂控制方式。如如頂進施工中中安置的中繼繼頂數(shù)量較多多時，為縮短短頂進工作時時間，提高工工效，可采取取“停2頂1”的原則(即1＃、4＃、7＃、10＃中繼頂頂進進時，2＃、3＃、5＃、6＃、8＃、9＃中繼頂停止止頂進)。

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施施工要點

5.1混混凝土管吊裝裝、對接，就就位時，應(yīng)注注意密封環(huán)，傳傳力襯墊和管管口的完好，防防止發(fā)生人為為的損壞，而而影響管口的的密封。

5.2頂頂進施工中應(yīng)應(yīng)隨時觀察頂頂進軸線偏差差情況，要做做到“勤測勤糾”。

5.3刀刀盤應(yīng)正、反反兩方向交替替使用，防止止頂管機人為為的發(fā)生偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。

5.4土土壓力的管理理和排土量的的控制是控制制地表沉降的的關(guān)鍵，土壓壓力管理值(即設(shè)定土壓壓力)應(yīng)根據(jù)施工工土質(zhì)狀況、地地下水位、管管道埋深等因因素初步確定定，并根據(jù)施施工的情況和和地表沉降的的實測結(jié)果，隨隨時進行調(diào)整整。

5.5在在施工中應(yīng)視視土質(zhì)的情況況。注入一定定量的水或合合成泥漿對土土砂進行塑流流性改良，在在粉砂土、砂砂性土地層中中施工，當其其粘粒含量小小于10％時，應(yīng)考考慮對土進行行塑流性的改改良。

5.6中中繼頂裝置的的配置，應(yīng)視視頂進施工距距離、管節(jié)的的混凝土抗壓壓強度、管壁壁減摩的效果果、注漿的可可靠程度等施施工因素確定定；當頂進阻阻力達到中繼繼頂進裝置最最大工作頂力力的0.8時，應(yīng)考慮慮設(shè)置。

5.7采采用膨潤土泥泥漿減阻潤滑滑，是減小頂頂進阻力、增增長頂距的一一種行之有效效的方法，施施工時，對膨膨潤土泥漿的的配合比要嚴嚴格控制，泥泥漿注入量、壓壓力等參數(shù)均均應(yīng)視施工、地地質(zhì)的不同條條件作隨時的的變化。

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質(zhì)質(zhì)量標準

除應(yīng)遵照照國家標準《地地基與基礎(chǔ)施施工及驗收規(guī)規(guī)范》、《鋼鋼筋混凝土工工程施工及驗驗收規(guī)范》和上海市市政工程程管理局標準準《市政工程程質(zhì)量檢驗評評定標準》、頂頂管工程和長長距離頂管標標準中的有關(guān)關(guān)規(guī)定外，施施工中還應(yīng)做做到：

6.1管管道接口橡膠膠防水密封環(huán)環(huán)及管端傳力力襯墊安放正正確，不脫落落，不損壞。

6.2做做好頂進施工工的原始記錄錄，包括測量量地表沉降記記錄；

6.3頂頂管機正面土土壓力應(yīng)保持持平衡，要嚴嚴格控制其壓壓力的變化，誤誤差不超過土土0.0155MPa；

6.4當管管頂覆土厚度度HI≥D管徑時，地地表最大的隆隆、陷量應(yīng)不不超過+20mm、一一40mm。

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機械械設(shè)備

施工機械械設(shè)備主要包包括頂進設(shè)備備和輔助施工工設(shè)備，頂進進設(shè)備由頂管管機主機、中中繼頂進裝置置、主頂進裝裝置三大部分分組成。

以φ22200F型混混凝土管施工工為例，其主主要施工機械械見表1。

土砂改良良和減阻潤滑滑用漿在某些些場合下，可可考慮合用同同種漿，以減減少設(shè)備配置置。

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施施工安全

除遵照國國家頒發(fā)的《建建筑安裝工程程安全技術(shù)規(guī)規(guī)程》和上海海市市政工程程管理局對施施工現(xiàn)場安全全的有關(guān)規(guī)定定外，對土壓壓平衡頂管施施工安全補充充規(guī)定如下：：

8.1頂頂管機及管道道內(nèi)照明用電電應(yīng)使用安全全電壓；

8.2電電機車在管道道內(nèi)行駛時，嚴嚴禁井下操作作人員在管道道內(nèi)來回走動動；

8.3動動力電纜轉(zhuǎn)換換接插前，要要先切斷電源源，后拔除插插頭；

8.4管管節(jié)吊運時，管管節(jié)下嚴禁站站人；

8.5管管道過長，要要考慮管內(nèi)的的施工環(huán)境，要要加強管內(nèi)的的空氣流通，防防止混濁空氣氣影響施工人人員的健康；；

8.6管管道內(nèi)的電力力電纜、控制制電纜應(yīng)懸掛掛固定，嚴禁禁隨地鋪設(shè)；；

8.7管管道內(nèi)的設(shè)備備、管路布置置應(yīng)確保運輸輸通道的安全全，并要求固固定靠牢。電電氣設(shè)備應(yīng)做做好接地工作作。

9勞勞動組織

土壓平衡衡頂管施工必必須連續(xù)作業(yè)業(yè)，實行4班3運轉(zhuǎn)工作制制。每班施工工人員通常由由10人組成，見見表2。

10效益益分析

10.11與開槽埋管管法相比，施施工場地占用用小，適應(yīng)在在市區(qū)街道建建筑密集的場場合下施工，不不需封閉道路路、交通，對對周圍環(huán)境、交交通影響小。

10.22與普通擠壓壓式頂管施工工相比，由于于對土體的擾擾動小，能有有效地控制地地表的沉降和和隆起，可大大大地減小由由施工所引起起的道路、地地下管線、建建筑物的破壞壞而帶來的損損失，有明顯顯的社會、環(huán)環(huán)境效益。

11工程程實例

上海真西西地區(qū)排水系系統(tǒng)，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年開工，當當年12月竣工。一一次頂進管道道長156mm。管道底部部埋深5～5.5m，覆覆土為2.5～3m，土層為為粉質(zhì)粘土和和粘質(zhì)粉土。鋼鋼筋混凝土管管節(jié)外徑φ2640mmm，長20000mm，采用“F”型接口，接接口處設(shè)水膨膨脹型橡膠密密封圈，管節(jié)節(jié)采用鋼模制制作。

頂管機頭頭采用上海隧隧道工程股份份有限公司研研制的φ2200土壓平衡頂頂管機，最大大頂力600