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矩形頂管施工

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機械矩形頂管技術在施工過程中的應用

2023-02-16 15:37:36 1637 責任編輯:中工科建

  頂管施工是一種不開挖或少開挖的管道埋設施工技術,是借助頂進設備產生的頂力,將管道按設計的坡度頂入土中,并將土方運走,一節管子完成頂入土層之后,再下第二節管子繼續頂進。把工具管從工作井內穿過土層一直推到接收井內,是一門涉及知識面廣、施工管理要求高的綜合性施工技術,采用哪種施工方法是根據工程特點、環境、地質、施工條件等因素決定,施工前必須要充分了解地質情況,選用與之適應的頂管施工方法。


矩形頂管


  一、機械頂管施工的分類


  (1) 按所頂進的管子口徑大小分:大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管四種。大口徑多指Ф2000mm以上的頂管,人可以在其中直立行走(近幾年西安地區Ф3500mm和4000mm大口徑電力、雨水頂管工程呈上升趨勢) 。中口徑頂管管徑多為1200~1800mm,人在其中需彎腰行走。小口徑頂管直徑為800~1000mm,人只能在其中爬行,有時甚至爬行都比較困難。微型頂管的直徑通常在800mm以下,最小的只有400mm。


  (2) 按一次頂進的長度分:普通距離頂管和長距離頂管。頂進距離長短的劃分目前尚無明確規定,過去多指100m左右的頂管。目前,千米以上的頂管已屢見不鮮,可把500m以上的頂管稱為長距離頂管。


  (3) 按頂管機的類型分:目前,頂管施工常采用的施工方法分為敞開人工手掘式和密封機械式頂管施工方法,其中機械式頂管施工常用的施工方法又有泥水平衡式和土壓平衡式兩種。


  (4) 按管材分:鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、玻璃夾砂管頂管、球墨鑄鐵管頂管等。


  (5) 按照機頭外形分:圓形、矩形


  (6) 按頂進管子軌跡的曲直分:直線頂管和曲線頂管。


  二、機械頂管施工過程中設備的應用


  1、土壓平衡頂管掘進機工藝原理:


  刀盤切削開挖面的泥土,破碎的泥土通過刀盤開口進入土倉,泥土落到土倉底部后通過螺旋輸送機運到皮帶輸送機上,然后輸送到停在軌道上的渣車上。頂管機在推進油缸的作用下向前推進。


  2、泥水平衡頂管機


  泥水平衡頂管機可在地下水壓力較高及土質變化較大的條件下使用,一般管徑在Φ800~Φ4000mm之間,(目前北京地區最小管徑為Φ400mm)泥水平衡機械頂管施工對所施工頂管周圍土體擾動小,易控制地面沉降,可實現連續出土作業,頂進速度較快;操作方便,主軸密封可靠,使用壽命長,適合長距離頂管施工。


  3、巖石頂管機


  適用于巨卵石、巖盤的頂管機特點:


  (1)適用于各種土質條件,通過更換單盤能夠適用于各種土層。


  (2)功率大,具有二次破碎能力。


  (3)利用電機變頻技術,刀盤轉速可調節。


  三、頂管施工設備及其配件在施工中的作用


  1、刀盤作用:


 ?、匍_挖功能(刀盤旋轉時,刀具切削開挖面的土體,對開挖面進行開挖,開挖后的渣土通過刀盤的開口進入土倉。


 ?、诜€定功能:支撐開挖面,具有穩定開挖面的功能;


 ?、蹟嚢韫δ埽旱侗P對渣土進行攪拌,渣土就具有塑性和流動性,刀盤的刀的選用由地層決定,不同的堅硬程度決定了采用的材質及形式。


  2、穿墻止水環


  穿墻止水環安裝在工作井預留洞口,具有防止地下水,泥砂和觸變泥漿從管節與止水環之間的間隙流到工作井。地下水豐富、壓力大、或管道埋深較深時,壓板可加工成鉸接,防止止水橡膠因地下水壓力過大往外翻出。


  3、泥漿系統


  主要設備:進、排泥漿泵,泥漿管、泥漿處理裝置等。


  排泥系統的兩個作用是:排泥、平衡地下水壓力。


  4、觸變泥漿系統


  主要設備:由拌漿、注漿和管道三部分組成。


  作用:減少頂進過程中的管節與土體的摩擦力,提高排泥攜帶能力。


  5、測量系統


  主要設備:激光經緯儀、測量靶和監視器組成。


  作用:監視頂管施工過程中頂管機推進軸線偏差。


  6、糾偏系統


  主要設備:糾偏千斤頂、油泵站、位移傳感器和傾斜儀組成。


  作用:控制頂管施工中的頂進方向。


  7、中繼間


  主要設備:小千斤頂、外殼體、液壓泵站。


  作用:將整段管道分段推進減少主推頂力。

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