專家解析頂管和拉管施工圖文解說

2013-1-6頂管和拉管專題報告

目前，城市現(xiàn)存的許多設(shè)施不能滿足發(fā)展的需要，如污水、自來水、煤氣、電力和通訊管道的鋪設(shè)和維修都是在需要的時候再對街道路面“開膛剖肚”，從而導致交通堵塞、破壞已有基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境污染等一系列問題。

非開挖施工技術(shù)就是在不開挖（或者少開挖）地表的情況下進行鋪設(shè)、探測、維修和更新各種地下管線，解決城市管線施工中的難題。城市地下管線的鋪設(shè)方式是工程建設(shè)技術(shù)水平的體現(xiàn)，是城市現(xiàn)代化的標志之一，也是社會文明進程的重要體現(xiàn)。背景與現(xiàn)狀開挖施工

非開挖技術(shù)是極為重要的一種鋪設(shè)管道的工程手段，采用非開挖技術(shù)鋪設(shè)管道具有若干得天獨厚的優(yōu)勢。不開挖地面就能穿越公路、鐵路、河流，甚至能在建筑物底下穿過，是一種安全有效的施工技術(shù)。1、非開挖技術(shù)不開挖地面，故而被鋪設(shè)管道的上部土層未經(jīng)擾動，管道的管節(jié)端不易產(chǎn)生段差變形，其管道壽命亦大于開挖法埋管。2、采用房下非開挖技術(shù)能節(jié)約一大筆征地拆遷費用，減少動遷用房，縮短管線長度，有很大經(jīng)濟和社會效益。3、施工時產(chǎn)生的噪音及振動很小，不擾民。4、在現(xiàn)有道路下進行管線鋪設(shè)時，不影響交通。非開挖技術(shù)的特點非開挖技術(shù)的種類

非開挖技術(shù)可分為三大類：鋪設(shè)新管線、修復置換舊管線、探測原有管網(wǎng)。1、鋪設(shè)新管線施工技術(shù)：導向鉆進鋪管法、定向鉆進鋪管法、氣動矛鋪管法、螺旋鉆進鋪管法、夯管錘鋪管法、推擠頂進鋪管法、微型隧道鋪管法、盾構(gòu)法和頂管法。2、修復舊管線施工技術(shù)：原位固化法、原位換管法、滑動內(nèi)插法、變形再生法、局部修復法。3、探測地下管網(wǎng)：地下管線探測儀、供水管網(wǎng)監(jiān)測儀、電

信線路故障定位儀、氣體故障檢測儀、管中攝影儀、探地雷達、聲納系列夯管錘鋪管法水平導向鉆進法頂管施工技術(shù)頂管---頂管法是借助頂推設(shè)備將工具管或掘進機從工作坑（始發(fā)井）內(nèi)穿過土層一直推到接收坑（到達井）內(nèi)，依靠安裝在管道頭部的鉆掘系統(tǒng)不斷地切削土屑，由出土系統(tǒng)將切削的土屑排出，邊頂進，邊切削，邊輸送，將管道逐段向前鋪設(shè)，與此同時，把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設(shè)在兩坑之間的一種非開挖施工技術(shù)。在頂進的過程中通過激光導向系統(tǒng)糾偏來調(diào)節(jié)鋪管方向。頂管施工技術(shù)分類按口徑分類微型頂管(小于500mm)小口徑頂管(500mm~1000mm)中口徑頂管(1200~1800mm)大口徑頂管(大于1800mm)頂管施工法根據(jù)鋪設(shè)管道的口徑大小又可分為小口徑頂管(MicroTunneling)施工法

和大中口徑的頂管(PipeJacking)施工法。設(shè)于英國倫敦的國際非開挖技術(shù)協(xié)會(ISTT)倫敦分會規(guī)定小口徑管道頂管工程的口徑為900mm以下，而在日本規(guī)定小口徑管道頂管工程的口徑為800mm以下?？梢哉J為小口徑頂管施工法就是指管道直徑不允許人員進入管內(nèi)而只能通過遙控操作進行的管道頂進施工方法。按工具管或掘進機分類手掘式頂管半機械式頂管機械頂管按工作面土體平衡方式分類氣壓式頂管泥水（平衡）式頂管土壓（平衡）式頂管氣壓平衡施工工藝原理概述：

氣壓平衡式頂管的工作原理是，通過作用于臨時掘進工作面上的氣體壓力（這里的氣體壓力一般根據(jù)工具管底部的地下水壓力來確定），來阻止地下水。在整個掘進工作面的高度范圍內(nèi)，作用的氣體壓力是相等的，但地下水的壓力是有梯度的，因此在工具管的頂部就形成一個超過平衡壓力的氣體壓力區(qū)。在這一壓力作用下，地層空隙中的水被擠出，地層也從原來的飽和狀態(tài)過渡到半飽和狀態(tài)，從而起到平衡挖掘面的作用。1-冷卻塔；2帶糾偏裝置的工具管；3-第一道氣閘門；4-空壓機；5-第二道氣閘門；6-空氣濾清器；7-防漏氣裝置；8-送氣管道氣壓平衡裝置的起用：當遇見含水量較大或流砂現(xiàn)象的地層時，為保持掘進面的穩(wěn)定，防止出現(xiàn)坍塌，而引起地面的塌陷，應立即起用氣壓平衡裝置。

首先，關(guān)閉頂管機第一道壓氣艙門，使工作艙與大氣隔絕。在工作艙完全密封的情況下，向工作艙輸入壓縮空氣，氣體的壓力一般要高出地下水壓力0.01MPa,以阻止地下水涌入工作艙，達到平衡掘進面地目的。第二步作業(yè)人員進入物料艙，關(guān)閉第二道艙門，也向該艙輸入與工作艙同等壓力的壓縮空氣，然后打開第一道艙門，作業(yè)人員開始掘進作業(yè)。第三步當物料艙裝滿后，停止掘進，關(guān)閉第一道艙門，打開第二道艙門，裝土、運輸。如此反復循環(huán)作業(yè)。為保證作業(yè)人員的安全，必須保證最大工作氣壓限制在0.36Mpa的人體能承受的安全氣壓。土壓平衡頂管施工土壓平衡頂管工法是利用土壓平衡式頂管掘進機進行地下鋼筋混凝土管道或其他管道的頂進施工，能以有效的技術(shù)手段和措施，來確保整個頂管過程中不產(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。它對周圍的土體擾動很小，能使地表的沉降或隆起減小到最低限度。適用范圍：

本工法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、地下管線下進行頂管施工，也可進行穿越公路、鐵路、河流特殊地段的地下管道的施工；

施工管道口徑以國標下水道口徑系列尺寸中的φ1650～φ2400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“T型”、“F型”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。土壓平衡頂管施工工作井土壓平衡頂管機縱斷圖泥水平衡頂管施工適用范圍

本工法適應于各類大中型地下管道施工（管徑大于1200毫米），通常包括混凝土管道、鋼管、玻璃纖維加強管、球墨鑄鐵管道等等。本工法適應于各種不同的土質(zhì)條件，尤其對地下水位很高，地下水壓力變化較大的地層更具有優(yōu)越性。工藝原理泥水平衡式頂管機是利用泥水壓力來平衡頂進工作面上的水壓力和土壓力，通過調(diào)節(jié)出泥艙的泥水壓力穩(wěn)定開挖面，棄土以泥水方式排放出頂管機，在不開挖地表的情況下，利用液壓頂進工作站從工作坑將鋪設(shè)的管道頂入，從而在頂管機之后直接鋪設(shè)管道。切削刀盤機身泥水系統(tǒng)展簡圖：泥漿池泥水平迷衡施工漠管道內(nèi)單部頂管施工釀流程測量放線犁及復核開挖工作睬坑及接收柏坑鋪設(shè)導軌設(shè)備安裝玩調(diào)試工具管棋或掘進暫機進洞吊放管節(jié)頂進并秤運排碴剃土監(jiān)測安裝管節(jié)修接口掘進機到(工具所管)出臘洞拆除掘進蝴機(工具久管)全線測宣量完工頂管施工鳥應用領(lǐng)域下水道自來水努管煤氣管動力電纜通信電纜測量放線域及復核將工作娃井出洞疫和接入廈井進洞既的坐標齊，正確貿(mào)引入工塌作井內(nèi)燥，指導斗頂管頂慮進的方圓向和距長離。1、直集線測量稻：根據(jù)述頂管工納作井出賠洞口的施中線和著接入井然進洞口孩的中線示，用經(jīng)逐緯儀在飽工作井婚后反復獄瞄準，效令這兩料中線重升合。2、三角胸放線：A、接收浙入井進洞列口中點。B、工作糧井出洞口袋的中點。C、AB蹈延長線上要一引樁工作坑與聯(lián)接收坑安放頂進昨設(shè)備頂管掘進毒機（或工防具管）提凳供始發(fā)場蜘所頂管施工片終了時接鋒收頂管掘擠進機（或家工具管）用途矩形圓形多邊形按其形狀棄分分類鋼筋混凝珍土坑混凝土砌照塊坑鋼板樁驗坑按構(gòu)筑材壓料分沉井坑SMW工書法坑（埋深大輩管徑大時劍才用）按構(gòu)筑情方法分土質(zhì)較潔好、口尚徑小、蚊距離不采長，工脈作坑和妻接收坑灣也可采扇用放坡工開挖，膜但工作經(jīng)坑中需丟澆筑一床堵后座患墻。沉井坑是先在地秒表制作成盼一個井筒符狀的結(jié)構(gòu)靠物（沉井雁），然后僑在井壁的耕圍護下通嶼過從井內(nèi)瘡不斷挖土漆，使沉井盛在自重作旬用下逐漸罵下沉，達上到預定設(shè)壓計標高后涌，再進行悉封底，構(gòu)董筑內(nèi)部結(jié)園構(gòu)。廣泛棄應用于橋蘭梁、煙囪等、水塔的少基礎(chǔ)；水伸泵房、地鉗下油庫、羞水池豎井奶等深井構(gòu)仍筑物和盾軌構(gòu)或頂管富的工作井綱。圓形沉井兵坑矩形沉井姑坑以多軸型珠鉆掘攪拌就機在現(xiàn)場錄向一定深疫度進行鉆頃掘，同時跳在鉆頭處慶噴出水泥紛系強化劑滋而與地基洋土反復混稍合攪拌，引在各施工仁單元之間治則采取重略疊搭接施煤工，然后田在水泥土傻混合體未碧結(jié)硬前插濃入H型鋼央或鋼板作脅為其應力宅補強材，用至水泥結(jié)爛硬，便形存成一道具蜓有一定強峽度和剛度動的、連續(xù)況完整的、能無接縫的蔽地下墻體籍。Soi場lM嘗ixi遞ng螞Wal讓l脆SM腫W工法獎連續(xù)墻工作井開嶺挖選取原則盡量避開莊房屋、地由下管線、贈河塘架空寺電線等不墨利于頂管場作業(yè)的場惠所盡量減約少工作健坑個數(shù)梳，同時獸盡可能產(chǎn)地在一旅個工作簽坑向正鄙反兩個推方向頂（這樣可衛(wèi)減少頂管生設(shè)備轉(zhuǎn)移邁次數(shù)，提統(tǒng)高施工效短率）土質(zhì)較敘軟而且羽地下水飄又比較乏豐富選拾用沉井芹坑在土質(zhì)條散件好，地否下水少的糊條件下，錘選用鋼板贏樁坑在覆土比新較深的條勇件下，可垃采用沉井鍬工作坑或鼻地下連續(xù)抵墻工作坑一般情飯況下，播接收坑螞可采用森鋼板樁殺等比較東簡易的載構(gòu)筑方河式構(gòu)筑償?shù)慕邮湛箍?。工作坑郊與接收齡坑的布少置布置起吊設(shè)備供電、俗水設(shè)備泥漿設(shè)紐奉備液壓設(shè)備控制基坑導軌洞口止詳水后座墻主頂油缸測量儀器地面布鋤置坑內(nèi)布置工作坑響的開挖工作坑的復寬度B:B=D+訓2b+2俗cD-頂進透管的外徑墓（m）;b-管錘兩側(cè)的戚操作空掙間，根端據(jù)管徑眉大小及繞操作空死間而定溉，一般繩可取1.2～1.6瓦m；c-撐板若的厚度，準一般為0.2m。工作坑的頸施工成本腹（尤其在婦埋深較大組時）在總友成本中戰(zhàn)明有較大的窗比重。在識綜合考慮犯各方因素絨的情況下聾，最大限誕度地減小斤工作坑尺妻寸是設(shè)備脹、材料選左型時的重晨要依據(jù)。工作坑長步度L：L=L1+L2+L3+L4+L5+L6L1-管節(jié)勁長度；L2-千斤倘頂長度巴（一般窄為0.9～1.1m）；L3-后座稈墻厚度嫩（約為1米）；L4-前一節(jié)節(jié)已頂進管逃節(jié)留在導碑軌上的最萄小長度，辯通常為0.3～0.5唉m；L5-管尾出較土所留的再工作長度亭，根據(jù)出勺土工具而臂定，用小稍車時為0.6m，手推車滋時為1.2周m；L6-調(diào)頭剝頂進時窮的附加學長度。頂管掘晨進機及孤其頂管蝕施工的驢主要配腥套設(shè)備頂管掘進涂機簡稱頂講管機，它笛安放在導侮軌上，在弦所頂管道召的最前面溝，它的主飾要功能是宮取土和確星保管道頂辦進方向的嶼正確性，我為確保頂僑管的順利卸頂進，必便須根據(jù)頂搖進線路上乓的土質(zhì)情辯況確定頂閥管機的形藥式。主頂設(shè)煌備也安宿裝在工點作坑的劫基底上如，其前閉頂?shù)姆酵赶蚺c管佛道的線誓路方向棵一致。霸管材放灣置在頂辨管機和昏主頂設(shè)敗備之間泰，主頂凍設(shè)備依套托后靠萍背將頂胖進時反膊作用力扒均勻的辜作用到歌工作坑槍井壁上長。頂鐵是育頂進作烘業(yè)不可艙卻少的后設(shè)備，攤有環(huán)型佳、U型且頂鐵之歡分，它居放置在薦頂管管差材和主勺頂設(shè)備甲之間，灰起到將含頂力分微散并將牧頂力均環(huán)勻作用斗與管材喚，進而傷保護管萍材并延給伸主頂?shù)V設(shè)備作盾用力的掘作用頂鐵注漿設(shè)枕備注漿設(shè)取備的采車用是頂感管施工字的重要坐一環(huán)，舞在頂進鄰過程通核過對含恥有注漿承孔的管革道注漿絹使管道兼周壁形您成環(huán)形繩的泥漿瘋套，從稱而降低判了頂進戒阻力，啊既保護骨了管材誼又使得黃長距離縱大口徑修頂管成加為可能壓。此外，輸鴿土裝置、侄測量系統(tǒng)員、洞內(nèi)通呈風和照明結(jié)設(shè)施也是后施工中不而可忽略的喊環(huán)節(jié)。由父于頂管施服工的特殊蜂性，對頂洽管施工的醋管材也提排出了一些薪與明挖施急工管材不憲同的要求殺，如管材新接縫在頂巡壽進過程中肥的自密封網(wǎng)要求，鋼塑筋混凝土聾管的28脂天抗壓強壇度不低于糧40Mp快等。后備墻的般安設(shè)后背墻汪附加層愿制作是弊保證頂老管正常腳頂進的謀關(guān)鍵措餓施。對砍矩形工這作井出職洞的頂雹管，接露收井將半工作井見壁當后蜓背墻，衣可不必挖再做附鉤加層，幼只靠近迎井壁位溜置旋轉(zhuǎn)關(guān)后靠背姻鐵即可剪；對有旦折角出抵洞的矩約形工作滅坑或圓跡形工作徐井，必帥須澆筑雨砼附加豎層與井利壁共同末受力作斬為后背弊墻。后獄背墻附政加層與腹頂進軸圈線成直辟角，待威砼達到餡設(shè)計強謀度的7德5%時盒方可頂漸進。鋪設(shè)導軌基坑導軌腹是安裝在室工作境內(nèi)買為管子出概洞提供一兇個基準設(shè)久備。導軌眨要求具備彎堅固、挺殃直、管子凡壓上去不鋸變形等特沿征，采用日復合型導榜軌。設(shè)備進洞進出洞口安全、訂可靠的織出洞便被是頂管拾施工成匙功的一妹半，多中數(shù)頂管德工程的舞失敗就朝是在進皺出洞口綢時出了追問題。土質(zhì)不好吃，為保證國進出洞口共工作順利芝，必須對板洞口土體示進行加固近處理（土質(zhì)不高是很軟癥時，只惠需對所嶼頂管道胳外徑兩吃側(cè)和頂默部一定采寬度、繳長度范續(xù)圍內(nèi)的速土體進坦行加固狀，如果遍土質(zhì)較燥軟，在暢管子頂哀進一定攀范圍內(nèi)被，對整跟個斷面姐的土體剛進行加撕固）防止較毅重的掘立進機在擊出洞時犁出現(xiàn)叩居頭現(xiàn)象怒，可在萄洞內(nèi)下搞部填上騾一些粘柿土或用霧低標號顧混凝土輔澆注托忠板（也可衫在洞內(nèi)刺再預埋涼短的延呀伸導軌政以便托亡住掘進松機，此高外還應避把掘進愈機與第釋一節(jié)管程節(jié)聯(lián)在淘一起）出洞初期夾還須防止下掘進機及鮮前幾節(jié)管故節(jié)往后退趨的情況發(fā)釋生（在主有頂油缸答回縮之涂前，因夾設(shè)法頂慶住管子億，否則臣前方土昂體會發(fā)纖生不同千程度的解坍塌鋤，不但作可能造膜成洞口始上部安精全，也授會使掘銹進機的濃再次推友進方向肌發(fā)生偏粗差）出洞須勿注意的笛幾個問夾題頂管施隔工工藝穿流程測量控劈燕制—工作井濾施工—頂管設(shè)蜜備安裝—始頂—管道頂應進—頂至終聾點處—回填加注緒水泥漿—設(shè)備拆除a．檢查星起重設(shè)備天：起重設(shè)閘備經(jīng)常渾檢查、廟試吊，附確認安浮全、可榆靠方可池下管。桌下管時監(jiān)工作坑廈內(nèi)嚴禁件站人。很當距導潑軌小于雪50厘摟米時，晨操作人凍員方可萄進前操辯作。b．下管報就位：第一節(jié)歉管子下袍到導軌勻上，測白量管子絨中心及左前端與近后端的翁管底高熔程，確到認安裝第合格后周方可頂何進施工嘩。第一療節(jié)管有蓬工具管附的作用毒，頂進見方向與冠高程的槽準確，糾是保證蜘整段頂秒管質(zhì)量汽的關(guān)鍵優(yōu)。管前挖土己與頂進：管前挖土津是控制管帖節(jié)頂進方具向和高程較、減少偏咱差的重要圍作業(yè)，是棟保證頂管昂質(zhì)量及管隨上構(gòu)筑物牛安全的關(guān)大鍵。因此獅，管前挖舊土與頂進晶須嚴格按尖照以下規(guī)貴程操作：a．管前忘挖土的長歐度：在一般鹿頂管地段墾，土質(zhì)良早好，可超漏過管端3登0-50厘米區(qū)，并隨挖陰隨頂。b．頂剝進施工勻：頂進開始趙時，應緩弄慢進行，脈待各接觸吵部位密合嬸后，再按鼓正常施工放速度頂進惹。頂進中卵發(fā)現(xiàn)油路恢壓力突然駝增高，應貿(mào)停止頂進訂，檢查原脹因并經(jīng)處腥理后方可棍繼續(xù)頂進溜，回鎬時常，油路壓脅力不得過正大，速度緩不得過快哄。挖出的精土要及時傾外運，及迎時頂進，迅使頂力限既制在較小辱的范圍內(nèi)敢。測量與承校正a．在診頂?shù)谝黄殴?jié)管時釋，以及類在校正司偏差過洋程中，法測量間魚隔不能層超過3買0厘米阻，保證峰管道入允土的位肆置正確糟；管道奸進入土辱層后的壤正常頂舌進，測既量間隔蹈不能超肅過10廢0厘米填。b．高炸程測量雁：用水蹈準儀及鄙小塔尺頌，根據(jù)灘工作坑靈內(nèi)設(shè)置嶺的水準嚴點標高已，測頭竟一節(jié)管焰前端與醉后端管剃內(nèi)底高景程，以渴掌握頭宅一節(jié)管臂子的走哨向趨勢袍，測量改后與工診作坑內(nèi)名另一水嫂準點閉驗合。c．全傅段頂完幅后，在權(quán)每個管爽節(jié)接口備處測量什其中心刻位置和辰高程，塌有錯口謎時，測猴出錯口孩高差，甘做好記撕錄d．頂管帽誤差校正勁是逐步進志行的，形篩成誤差后鵝不可立即肝將已頂好汽的管子校騙正到位，義應緩緩進林行，使管培子逐漸復讀位，不能帥猛糾硬調(diào)莊，以防產(chǎn)撈生相反的捕結(jié)果。觸變泥跑漿減阻忍施工為了減肅少頂進泊中的阻般力，防怠止塌方千，采用懂在管壁抄與土壁鵝之間注排入觸變茂泥漿，纏形成泥棉漿套，啞減少管愚壁與土庫壁之間按的摩擦扣阻力。白觸變泥姨漿除起諒潤滑作韻用外，提靜置一斷定的時齒間泥漿符固結(jié)，喬產(chǎn)生強舒度。泥漿配比接及注漿操竿作，按市政繞操作規(guī)槐程要求談進行。袍為使泥艷漿能夠齊達到較家好的充耳滿度，腳每2節(jié)極管設(shè)一打處注漿疼孔。每撿處在管石頂部及棒水平直探徑兩側(cè)績管壁開招3個注蹈漿孔(殖注漿孔滋的設(shè)置越與管材支生產(chǎn)廠拍家聯(lián)系饅.在生館產(chǎn)管材輔時將注厚漿孔預舟留好,四從管體俯頂進1賊0m至留15m抖后開始樣注觸變申泥漿。斤隨頂隨欺注，注鋪漿壓力亭應達到巴0.2給Mpa越,以保吃證注漿仇飽滿，虧確實起失到潤滑你減阻作價用。)調(diào)漿設(shè)備墨：攪漿機及昂儲罐灌累漿設(shè)備：派注漿泵、雄輸漿管。觸變泥漿干材料主要悶成分：膨潤土魯、堿（月碳酸鈉纖）和水。觸變泥漿弓的拌和和萌程序：①將定量汁的水放入跡攪拌罐內(nèi)兼，并取其館中一部分匯水溶化堿荷；②在窩攪拌過程避中，將定根量的膨潤火土徐徐加豪入攪拌罐鏟內(nèi)，攪拌甘均勻；申③將溶化祥的堿水倒聽入攪拌罐委內(nèi)（堿水勝必須在膨臟潤土上攪嘉拌均勻后緊加入再攪暗拌均勻，奧放置12芳h后即可賽使用。觸變泥怕漿使用似時應注莫意事項：攪拌均勻飼的泥漿應謠靜置后方葵可灌注，抹注漿孔在銳未下管之愧前用沖擊餓鉆成孔，賀每節(jié)管中榴間設(shè)一孔印，環(huán)氧樹辱脂埋固鋼育管。下管雞時將注漿壟孔放置斜獻上方，且唉前后兩節(jié)設(shè)的孔應錯勢開布置。觸灌漿前，惠應注水檢雞查灌漿設(shè)混備，確認月設(shè)備正常頃后方可灌熄注。灌漿怒壓力可按