顶管结构.ppt

方向控制 减少阻力的措施 注浆注意事项 本讲要点 了解顶管法的工作原理； 理解顶管阻力的计算方法； 掌握沉井支护工作井承压壁后土体的稳定验算。 安徽建筑工业学院 地 下 结 构 工 程 主讲教师 ： 席培胜 第10讲 第十三章 顶管法 顶管法与盾构法都是修建地下管道和隧道的重要方法。 13.1 概述 13.1.1 顶管法简介 采用液压千斤顶或具有顶进、牵引功能的设备，以顶管工作井作承压壁，将管子按设计高程、方位、坡度逐根顶入土层直至达到目的地. 顶管法施工示意图 主要用于 特殊地质条件下的管道工程中 ： ①穿越江河、湖泊、港湾水体下的供水、输气、输油管道工程； ②穿越城市建筑群、繁华街道地下的上下水、煤气管道工程； ③穿越重要公路、铁路路基下的通讯、电力电缆管道工程； ④水库坝体涵管重建工程等。 发展趋势 中继环接力顶推装置、触变泥浆减阻顶进技术，自动测斜纠偏技术、泥水平衡技术、土压平衡技术、气压保护技术和曲线顶管技术 。 13.1.2 顶管法的关键技术 1）方向控制：与设计轴线一致，对顶力的影响，保证中继环正常工作 ； 2）顶力大小及方向：管尾顶进方式，顶进距离必然受到限制 ，一般采用中继环接力； 3）工具管开挖面正面土体的稳定性； 4）承压壁后靠结构及土体的稳定性 13.1.3 顶管法的工程地质勘察 勘察要点： ①土层类别、埋深 ②各土层土体的物理、力学性质 ③地下水位、压力 ④地下水和土的腐蚀性 ⑤土层冻结深度 ⑥地下管线 ⑦地下洞室 ⑧临近建筑物基础 ⑨地面动载 13.2 顶管工程设计 工作井设置，顶管顶力估算以及承压壁后靠结构及土体的稳定问题。 7.2.1 顶管工作井设置 1）供顶管机头安装用的顶进工作井（称顶进井）； 2）供顶管工具管进坑和拆卸用的接收工作井（称接收井）。 （a）双向顶进；（b）单向顶进 工作井 实质上是方形或圆形的小基坑，其支护类型同普通基坑，其平面尺寸较小，支护经常采用钢筋混凝土沉井和钢板桩。 管径≥1.8m或顶管埋深≥5.5m时普遍采用钢筋混凝土沉井作为顶进工作井。 沉井作为工作井时，一般采用双向顶进； 采用钢板桩支护工作井时，一般采用单向顶进。一井多用 工作井在施工结束后，一部分将改为阀门井、检查井。 工作井地面影响范围一般按井深的1.5倍计算，在此范围内的建筑物和管线等均应采取必要的技术措施加以保护。 顶管工作井的深度 （1）顶进工作井 h1——地表至导轨顶的高度（m）； h2——导轨高度（m）； h3——基础厚度（包括垫层）（m）。 （2）接收工作井 H2——地表至基底的高度（m）； h1——地表至支承垫顶的高度（m）； h3——基础厚度（包括垫层）（m） h4——支承垫厚度（m）； 防水构造 工作井的洞口应进行防水处理，设置挡水圈和封门板，进出井的一段距离内应进行井点降水或地基加固处理，以防土体流失，保持土体和附近建筑物的稳定。 工作井的顶标高应满足防汛要求，坑内应设置集水井，在暴雨季节施工时应防止地下水流入工作井，事先在工作井周围设置挡水围堰。 13.2.2 顶管顶力估算 克服顶管管壁与土的摩阻力及前刃脚切土时的阻力： N1——管顶以上的荷载； N2——全部管道自重； E——顶管两侧的土压力； R——土对钢刃脚正面的单位面积阻力 k——系数，一般采用1.2。 13.2.3 顶管承压壁后靠土体的稳定验算 1）沉井支护工作井承压壁后靠土体的稳定验算 各分量计算 计算示例 无绝对把握的前提下，F1及F2均不予考虑。 若不考虑F1及F2，一般采用下式进行沉井承压壁后靠土体的稳定性验算： S为沉井稳定系数，一般取S＝1.0~1.2。土质越差，S的取值越大。 2）钢板桩支护工作井承压壁后靠土体的稳定验算 当顶进管道敷 设深度较大时： 单向顶进时： 双向顶进时： 管道接口处理 排水管道接口处理