頂管施工是繼盾構施工之后而發(fā)展起來(lái)的一種地下管道施工方法,它不需要開(kāi)挖面層,并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構筑物以及各種地下管線(xiàn)等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力,把工具管或掘進(jìn)機從工作井內穿過(guò)土層一直推到接收井內吊起。與此同時(shí),也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機后的管道埋設在兩井之間,以期實(shí)現非開(kāi)挖敷設地下管道的施
分類(lèi):
在頂管施工中為流行的有三種平衡理論:
氣壓平衡、泥水平衡和土壓平衡理論。
頂管施工突出的特點(diǎn)就是適應性問(wèn)題。針對不同的地質(zhì)情況、施工條件和設計要求,選用與之適應的頂管施工方式,如何正確地選擇頂管機和配套輔助設備,對于頂管施工來(lái)說(shuō)將是非常關(guān)鍵的施工工藝
1、機頭選型:
根據地質(zhì)報告,并結合本公司的施工經(jīng)驗,頂管機頭決定采用氣壓平衡網(wǎng)格(水沖)式機頭進(jìn)行施工。該機頭在頂進(jìn)過(guò)程中,通過(guò)氣壓平衡正面土壓穩定機頭,減少外部土體對周?chē)孛娴挠绊憽?/p>
2、頂進(jìn)設備及頂進(jìn)工藝
(1)主頂:
采用4臺200噸/臺千斤頂作為主頂,千斤頂行程為1.4米。千斤頂動(dòng)力由油泵提供。千斤頂后端用道木和分壓環(huán)將反力均勻作用于工作井,前端頂進(jìn)分壓環(huán),頂鐵將頂力傳至管節。分壓環(huán)制作具有足夠的剛性,與管端面接觸相對平整,無(wú)變形。
(2)中繼間:
在長(cháng)距離頂進(jìn)過(guò)程中,當頂進(jìn)阻力超過(guò)容許總頂力時(shí),無(wú)法一次達到頂進(jìn)距離時(shí),須設置中繼間分段接力頂進(jìn)。本頂管工程在頂進(jìn)長(cháng)度超過(guò)100米時(shí),考慮在機頭后設置一只中繼間,并采用觸變泥漿注漿工藝。
中繼間由前殼體、千斤頂及后殼體組成。前殼體與前接管連接,后殼體與后接管連接,前后殼體間為承插式連接,兩者間依靠橡膠止水帶密封,防止管道外水土和漿液倒流入管道內。
每只中繼間安裝10個(gè)、每個(gè)頂力為30噸的千斤頂,千斤頂沿圓周均勻布置。千斤頂的行程為28厘米,用扁鐵制成的緊固件將其固定在前殼體上。鋼殼體結構進(jìn)行精加工,保證其在使用過(guò)程中不發(fā)生變形。中繼間殼體外徑與管節外徑相同,可減少土體擾動(dòng)、地面沉降和頂進(jìn)阻力。
當管道頂通以后,拆除千斤頂及各種輔件,外殼與管節內壁之間的間隙用細石混凝土填充。
(3)接口:
管節接口主要由外套環(huán)(鋼套環(huán))橡膠止水帶和軟土襯墊組成。鋼套環(huán)在加工處至現場(chǎng)運輸吊裝過(guò)程中不能變形,接口不損壞,以確保管節在對接過(guò)程中,橡膠帶不移位、不翻轉,確保管節的密封性。同時(shí),鋼環(huán)套在進(jìn)場(chǎng)前還必須做好防腐處理。
橡膠止水帶應保持清潔、無(wú)油污,并存放在陰暗處,防止老化。施工中,將橡膠止水帶用強力膠水粘貼于混凝土管口凹槽處,并粘貼牢固,在管節對接前涂無(wú)腐蝕性潤滑油以減少摩阻,防止止水帶翻轉、移位和斷裂。
軟木襯墊采用多層膠合板(厚度1cm左右),將其夾于前后管節鋼套環(huán)間,以均勻管節間的相互作用力,減少接口損壞。管道頂通后,管道須作內接口處理,將管節間的膠合板鑿至同樣深度(深度2~3cm即可),并用瀝青彈性嵌縫膏或水泥砂漿抹平。
(4)注漿工藝:
在長(cháng)距離(大于100米)管道頂進(jìn)過(guò)程中,必須采用注漿工藝,利用觸變泥漿套減少頂進(jìn)過(guò)程中管壁與土體之間的磨擦力,并填充流失的土體,減少土體變形、沉降和隔水。
觸變泥漿由膨潤土和水攪拌而成,配合比為1:8。觸變泥漿經(jīng)攪拌后存入儲漿箱,通過(guò)注漿機經(jīng)管道輸送至混凝土管注漿孔,注入土體形成泥漿套。
特點(diǎn):
1、非開(kāi)挖技術(shù)不開(kāi)挖地面,故而被鋪設管道的上部土層未經(jīng)擾動(dòng),管道的管節端不易產(chǎn)生段差變形,其管道壽命亦大于開(kāi)挖法埋管。
2、采用房下非開(kāi)挖技術(shù)能節約一大筆征地拆遷費用,減少動(dòng)遷用房,縮短管線(xiàn)長(cháng)度,有很大經(jīng)濟和社會(huì )效益。
3、施工時(shí)產(chǎn)生的噪音及振動(dòng)很小,不擾民。
4、在現有道路下進(jìn)行管線(xiàn)鋪設時(shí),不影響交通。