手掘式頂管法施工工藝課件

手掘式頂管法施工工藝手掘式頂管法概述頂管施工的優(yōu)點(diǎn)頂管施工的幾種工法手掘式頂管施工的適用范圍手掘式頂管法施工的優(yōu)缺點(diǎn)工藝流程圖手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作調(diào)查研究，摸清情況編制施工方案的主要內(nèi)容工作坑尺寸的確定工作坑底基礎(chǔ)與導(dǎo)軌頂力計(jì)算后背墻與后背頂管設(shè)備挖土與頂進(jìn)管前挖土頂進(jìn)糾偏與校正觸變泥漿減阻------觸變泥漿減阻中繼站-------中繼站手掘式頂管法施工工藝手掘式頂管法概述一、手掘式頂管法概述1、頂管施工的優(yōu)點(diǎn)

無需隔斷交通噪音以及震動(dòng)都很小可以在很深的地下敷設(shè)管道

一、手掘式頂管法概述1、頂管施工的優(yōu)點(diǎn)

無需隔斷交通一、手掘式頂管法概述1、頂管施工的優(yōu)點(diǎn)可以安全的穿越鐵路對施工周遭的影響很小可以穿越障礙物

頂管施工采用油壓驅(qū)動(dòng)，施工時(shí)噪音遠(yuǎn)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小于開槽式敷設(shè)管道。

一、手掘式頂管法概述1、頂管施工的優(yōu)點(diǎn)可以安全的穿越鐵路一、手掘式頂管法概述2、頂管施工的幾種工法手掘式頂管法泥水式頂管法土壓式頂管法不取土頂管法一、手掘式頂管法概述2、頂管施工的幾種工法一、手掘式頂管法概述3、手掘式頂管施工的適用范圍

適用于黏性、砂性或硬質(zhì)泥巖土層，且無地下水影響，管徑1000～3000之間的排水工程。一、手掘式頂管法概述3、手掘式頂管施工的適用范圍一、手掘式頂管法概述4、手掘式頂管法施工的優(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。一、手掘式頂管法概述4、手掘式頂管法施工的優(yōu)缺點(diǎn)：一、手掘式頂管法概述4、手掘式頂管法施工的優(yōu)缺點(diǎn)：

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(dòng)強(qiáng)度大，施工進(jìn)度慢。一、手掘式頂管法概述4、手掘式頂管法施工的優(yōu)缺點(diǎn)：5、頂管工藝流程圖5、頂管工藝流程圖二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作1、調(diào)查研究，摸清情況掌握管道埋設(shè)、管徑、管材和接口要求。掌握地下土質(zhì)、水位等有關(guān)水文地質(zhì)資料。掌握地下管線情況?，F(xiàn)場施工環(huán)境、運(yùn)輸、電源等情況。二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作1、調(diào)查研究，摸清情況二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作2、編制施工方案的主要內(nèi)容確定工作坑的位置和尺寸。頂管后背的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。確定掘進(jìn)和出土的方法，下管和運(yùn)管的方式和設(shè)備，工作平臺(tái)的支搭結(jié)構(gòu)。進(jìn)行頂力計(jì)算，選擇頂進(jìn)設(shè)備。遇有地下水時(shí)，選用降水方法。制定保證工程質(zhì)量和安全的技術(shù)措施。二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作2、編制施工方案的主要內(nèi)容二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作3、工作坑尺寸的確定工作坑一般選在檢查井的位置，并與建筑物有一定的安全距離。其工作坑底長、寬尺寸可按下圖計(jì)算。底寬：W＝D+2(B+b)式中B---工作面凈寬，一般為1.2～1.5m；

b---支撐厚度；D---管外徑。二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作3、工作坑尺寸的確定二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作3、工作坑尺寸的確定底長：L＝L1+L2+L3+L4+L5式中L1---后背結(jié)構(gòu)厚度；

L2---千斤頂長度；

L3---出土工作面長度，一般取1.0～1.5m；

L4---每節(jié)頂管長度；

L5---頂進(jìn)管口尾部留出工作坑壁的最小長度，一般為0.3m。二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作3、工作坑尺寸的確定二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作3、工作坑底基礎(chǔ)與導(dǎo)軌①基礎(chǔ)頂進(jìn)過程中，防止工作坑地基沉降，導(dǎo)致管子頂進(jìn)偏差過大，應(yīng)在工作坑底鋪設(shè)基礎(chǔ)。枕木基礎(chǔ)當(dāng)工作坑土質(zhì)好、無地下水、管徑小、工期短，可采用。分為密鋪和疏鋪兩種?；炷粱A(chǔ)當(dāng)工作土質(zhì)較差、有地下水、管徑較大，可采用?；炷翉?qiáng)度等級不小于C15，厚度100～150mm?；炷僚P枕木基礎(chǔ)適用于地基土質(zhì)松軟、有地下水、管徑偏大等狀況。混凝土強(qiáng)度等級不小于C15，厚度200～250mm?；炷帘砻娴陀谡砟颈砻?0～15mm。二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作3、工作坑底基礎(chǔ)與導(dǎo)軌②導(dǎo)軌導(dǎo)軌的作用是控制管身按設(shè)計(jì)的管中心線和高程頂進(jìn)，保證管身在頂入之前位置符合設(shè)計(jì)要求。導(dǎo)軌的安裝是否準(zhǔn)確和牢固，對管道頂進(jìn)質(zhì)量影響較大。導(dǎo)軌凈距與管道外徑大小有關(guān)，根據(jù)直角三角形計(jì)算。導(dǎo)軌標(biāo)高與導(dǎo)軌凈距和管壁厚度有關(guān)。導(dǎo)軌安裝應(yīng)牢固、順直、平行、等高，其縱坡與管道設(shè)計(jì)坡度一致。在使用中經(jīng)常檢查較核導(dǎo)軌，防止產(chǎn)生位移。

二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作②導(dǎo)軌二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作5、頂力計(jì)算頂管施工必須有足夠的頂力，才能克服管子在頂進(jìn)過程中土對管子產(chǎn)生的阻力。頂管的總頂力應(yīng)大于或等于管正面阻力和管四周摩擦阻力之和。

F=F1+F2式中：F－總頂力；F1－管正面阻力；F2－管道摩擦阻力。

二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作5、頂力計(jì)算二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作正面阻力F1：不同管前端裝置其正面阻力各不相同。當(dāng)采用簡易工具管時(shí)，可按下式計(jì)算：管正面阻力F1=π(D-t)t*R式中D－管外徑t－工具管刃腳厚度

R－擠壓阻力(可取300～500kN/m2)當(dāng)采用超前開挖頂管時(shí)，管正面阻力可忽略不計(jì)。二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作正面阻力F1：二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作摩擦阻力F2：摩擦阻力是指管壁與土之間的摩擦阻力。在正常情況下，可按下式計(jì)算：管正面阻力F2=f2*L單位長度管道摩擦阻力f2=?πDμ(P1+P2)+μW垂直土壓力P1＝γh水平土壓力P2＝γ(H+D/2)*tg2(45o-φ/2)

式中D－管外徑L－管道長度μ－摩擦系數(shù)W－單位長度管子自重γ－土的重度H－管頂浮土高度φ－土的內(nèi)摩擦角二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作摩擦阻力F2：二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作6、后座墻與后背后座墻與后背是頂力的支撐結(jié)構(gòu)，通常采用原土做后座墻，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，頂管覆土2～4m時(shí)，原土后背墻的長度需要4～7m。如無法使用原土做后背墻時(shí)，可筑人工后座墻，也可利用已施工完的管道做后座墻。后背的作用是減少對后座墻的單位面積的壓力。二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作6、后座墻與后背二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作注意事項(xiàng)后背土壁應(yīng)鏟平，使土壁墻面與管道頂進(jìn)方向相垂直?？客帘跈M排方木面積，一般土質(zhì)按承載力不超過15t/m2。方木應(yīng)臥入工作坑底以下0.5m，使千斤頂?shù)淖饔昧χ行母叨炔恍∮诜侥竞蟊掣叨鹊?/3。方木斷面可用150mm×150mm,立鐵可用200mm×300mm工字鋼，橫鐵可用150mm×400mm工字鋼。土質(zhì)松軟或頂力較大時(shí)，可在方木前加墊鋼板。二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作注意事項(xiàng)二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作7、頂管設(shè)備千斤頂它是頂管的主要設(shè)備之一。目前多采用液壓千斤頂，根據(jù)需要頂力，選擇臺(tái)數(shù)。如選擇一臺(tái)，千斤頂中心放置位置與管中心線的垂線相交；若使用多臺(tái)并列式放置，應(yīng)使頂力合力作用點(diǎn)與管壁反作用點(diǎn)在同一軸線上，防止產(chǎn)生力偶，造成頂進(jìn)偏差。二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作7、頂管設(shè)備二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作高壓油泵一般選用定額壓力為32MPa的柱塞油泵，經(jīng)分配器、控制閥進(jìn)入千斤頂。若裝有兩臺(tái)以上千斤頂，需將油管并聯(lián)在一起，以使各千斤頂活塞的行程一致。二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作高壓油泵二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作頂鐵頂鐵是傳遞頂力的墊鐵，分為橫頂鐵、順頂鐵、U型或環(huán)型頂鐵。順頂鐵長短應(yīng)有多種尺寸，以便隨著管子頂進(jìn)，用順頂鐵放入其頂進(jìn)空隙之內(nèi)，再繼續(xù)掘土頂進(jìn)。U型或環(huán)形頂鐵放在管子端面，順頂鐵作用其上，其弧形斷面尺寸形狀與被頂進(jìn)管子相同，其作用是使混凝土管口受力均勻，以免管口損壞。二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作頂鐵二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作起重設(shè)備主要作用是下管和運(yùn)土。一般采用單梁式電動(dòng)葫蘆吊。正式作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行試吊，檢查重物捆綁情況和制動(dòng)性能。嚴(yán)禁超負(fù)荷吊裝。二、手掘式頂管施工準(zhǔn)備工作起重設(shè)備三、挖土與頂進(jìn)1、管前挖土將地下水位降至管底以下不小于0.5m處，并采取其它措施防止其他水源進(jìn)入頂管管道。管前挖土一次進(jìn)尺長度，以千斤頂?shù)囊粋€(gè)行程長度為宜。土質(zhì)好可超前500mm以內(nèi)。不宜超前開挖過長，以免引起管位偏差大和管端上方土坍塌。應(yīng)嚴(yán)格控制管周圍土的超挖，管端上部可超挖15mm，以減少阻力；管端下部135o包角范圍內(nèi)不得超挖。三、挖土與頂進(jìn)1、管前挖土三、挖土與頂進(jìn)在不允許頂管上部土層下沉地段頂進(jìn)時(shí)，管周圍不得超挖。在松軟性土層中頂進(jìn)時(shí)，應(yīng)采取土體加固措施或其它有效措施。管前挖出的土應(yīng)及時(shí)外運(yùn)。三、挖土與頂進(jìn)在不允許頂管上部土層下沉地段頂進(jìn)時(shí)，管周圍不得三、挖土與頂進(jìn)2、頂進(jìn)工藝流程：安裝頂鐵→開動(dòng)油泵→頂鎬活塞伸出一個(gè)行程→關(guān)油泵→頂鎬停止運(yùn)行→活塞收縮→在空隙處加上頂鐵→再開動(dòng)油泵。如此循環(huán)。三、挖土與頂進(jìn)2、頂進(jìn)三、挖土與頂進(jìn)頂進(jìn)時(shí)注意事項(xiàng)：頂進(jìn)時(shí)應(yīng)先挖土后頂進(jìn)，隨挖隨頂。應(yīng)組織連續(xù)作業(yè)，不宜中途停止，增加頂進(jìn)的難度。安裝頂鐵應(yīng)平順，不得歪斜，每次加放頂鐵時(shí)，使頂鐵連接塊數(shù)最少為宜。工具管進(jìn)入土層時(shí)，每頂進(jìn)0.3m，測量不少于一次。管道進(jìn)入土層后正常頂進(jìn)時(shí)，每1.0m測量一次，糾偏時(shí)增加測量次數(shù)。（包括管中心線和管底高程）三、挖土與頂進(jìn)頂進(jìn)時(shí)注意事項(xiàng)：三、挖土與頂進(jìn)頂進(jìn)過程中，發(fā)現(xiàn)下列緊急情況時(shí)應(yīng)采取措施進(jìn)行處理：工具管前方遇到障礙物。后背墻變形嚴(yán)重。頂鐵發(fā)生扭曲現(xiàn)象。管位偏差過大且校正無效。頂力超過管端的允許頂力。油泵壓力表指針升高異常。三、挖土與頂進(jìn)頂進(jìn)過程中，發(fā)現(xiàn)下列緊急情況時(shí)應(yīng)采取措施進(jìn)行處三、挖土與頂進(jìn)3、糾偏與校正采用小角度、頂進(jìn)中逐漸糾偏，不得猛糾硬調(diào)。挖土糾偏法頂木校正法校正環(huán)校正法三、挖土與頂進(jìn)3、糾偏與校正三、挖土與頂進(jìn)挖土糾偏法在管子偏向一側(cè)少挖土，而在另一側(cè)多超挖些，強(qiáng)制管子在前進(jìn)時(shí)向另一側(cè)偏移，從而達(dá)到糾偏的效果。適用偏差為10～20mm時(shí)。三、挖土與頂進(jìn)挖土糾偏法三、挖土與頂進(jìn)頂木糾偏法管端下陷，可采用下圖方法。適用偏差大于20mm時(shí)。三、挖土與頂進(jìn)頂木糾偏法三、挖土與頂進(jìn)校正環(huán)校正法校正環(huán)安裝在工具管的后面，上下左右各有一個(gè)小千斤頂，發(fā)生偏差時(shí)，可開動(dòng)相應(yīng)的小千斤頂進(jìn)行校正。三、挖土與頂進(jìn)校正環(huán)校正法四、觸變泥漿減阻頂力控制的關(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(shí)的摩阻力。四、觸變泥漿減阻頂力控制的關(guān)鍵是最大限度地降四、觸變泥漿減阻選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對膨潤土取樣測試。主要指標(biāo)為造漿率、失水量和動(dòng)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(shí)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。四、觸變泥漿減阻選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對膨潤土取樣測試。主四、觸變泥漿減阻注漿設(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(gè)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(dòng)小的螺桿泵，流量與頂進(jìn)速度相應(yīng)配。四、觸變泥漿減阻注漿設(shè)備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的五、中繼站為了克服頂進(jìn)阻力過大，增加單向頂進(jìn)的最大長度，可以在頂