顶管工程施工原理及重难点和事故案例讲述.ppt

顶管施工技术及重难点分析 工程概况 ＊虹桥商务核心区（二期）区域供能管沟工程包括供能管沟、中继泵房以及与功能项目一期的联通段等。主线管沟长4462m，接用户段管沟长610m，其中顶管段长4435m，明挖段长637m；管沟工程设顶管工作井共30个，另设中继泵站两座。 ＊18座主线工作井及南片区中继泵房围护结构采用地下连续墙，工作井基坑平面尺寸以11m*11m为主，最大工作井基坑尺寸为19.2m*11m，基坑开挖深度最深达21.26m；10座用户井及北片区中继泵房围护结构主要采用SMW工法桩，用户井基坑平面尺寸7.9m*5.8m，基坑开挖深度达13.5m。 ＊二期供能管沟主要采用顶管的施工方式，共29段，其中φ4200mm钢顶管长2751m，共11段；φ4000mm砼顶管1024m，共8段；φ3500mm砼顶管长343m，共10段；φ3000mm砼顶管长66m。主线顶管埋深3.56~14.24m，用户井顶管埋深4.63~8.96m。 南片区平面图 北片区平面图 1.1顶管施工原理 顶管施工的基本原理为：从地面开挖两个基坑井，然后管节从工作井安放，通过主顶千斤顶或中继间的顶推机械的顶进，推动管节从工作井预留口穿出，穿越土层到达接收井的预留口边，然后通过接收井的预留口穿出，形成管道的施工。 现在比较常用顶管施工为泥水平衡顶管施工法，其施工原理：通过导向头的刀削转动功能将泥土、砂、石破碎，由一条钢管注入水量，拌成浆液，由另一条钢管吸出浆液，将浆液置于离心器内离心脱水，再将干土卸到斗车内运去弃土的地方，分离出的水又回到储水箱内重复循环使用。施工所采用的主要设备为信息化及全自动化泥水平衡顶管机 1、顶管机： 顶管机的作用①切削土体并搅拌均匀, ②控制顶进的方向。 2、主顶系统： 主顶系统装置由：后座垫铁、导轨、千斤顶及千斤顶支架、后座泵站组成，其作用是完成管道的推进。 千斤顶 主顶泵站 后座顶铁 U型顶铁 3、穿墙止水环 穿墙止水环安装在工作井预留洞口，具有防止地下水、泥砂和触变泥浆从管节与止水环之间的间隙流到工作井。地下水丰富、压力大，或管道埋深较深时，压板可加工成绞接，防止止水橡胶因地下水压力往外翻出。 4、泥水系统 进、排泥浆泵 泥水分离装置 1、泥水式排泥系统的主要设备：包括进排泥浆泵、泥浆管、泥水处理装置、泥水箱等。 2、排泥系统有两个作用：一排土，二平衡地下水。 循环管 5、触变泥浆系统 泥浆搅拌桶 触变泥浆泵 触变泥浆管 1、主要设备：由拌浆、注浆和管道三部分组成。 2、作用：减少顶进过程中的管节与土体的摩阻力。降低地面沉降 6、测量系统 激光经纬仪 操作台 机头测量靶 1、测量系统的主要设备： 激光经纬仪、测量靶和监示器组成。 2、测量系统的作用： 监示顶管施工过程中顶管机推进的轴线偏差。 7、纠偏系统 纠偏液压泵 纠偏千斤顶 1、主要设备：纠偏千斤顶、油泵站、位移传感器和倾斜仪组成。 2、作用：控制顶管施工中的顶管机推进方向。 顶管施工的工艺流程图： 1.2主要顶管施工技术 1、出洞 洞口止水 洞口土体加固 2、正常顶进 3、泥水循环 泥水压力表 进、排泥浆管 4、测量 5、纠偏、数据传输 4组纠编千斤顶 纠偏千斤顶设在顶管机前后段之间，共4组千斤顶。通过组合动作，控制顶管机的顶进方向。 当激光点偏移测量靶中心，表明顶管机偏移轴线推进，就要启动纠偏动作。（如激光点往上移动，说明机头是往下偏移，必须伸出下面的2组千斤顶）。 角度 倾斜仪 位移传感器 纠偏动作控制在地面操作室的操作台远程控制，如何确认操作的正确性是通过远程数据传输来实现。 1、纠偏量的控制是通过安放在纠偏千斤顶上的位移传感器来实现。 2、顶管机的状态（水平倾斜、扭转）由安放在机头的角度倾斜仪来体现。 数据显示表 6、触变泥浆 在顶进过程中，随着距离的增长，管道的摩阻力也随之增大。为了提高顶进施工的效率，在施工过程中尽可能地降低管道外侧的阻力，通常情况下往管外侧喷谢触变泥浆，降低顶进的阻力。 触变泥浆管 膨润土分散在水中，其片状颗粒表面带负电荷，端头带正电荷。如膨润土的含量足够多，则颗粒之间的电键使分散系形成一种机械结构，膨润土水溶液呈固体状态，一经触动（摇晃、搅拌、振动或通过超声波、电流）、颗粒之间的电键即遭到破坏，膨润土水溶液就随之变为流体状态。如果外界因素停止作用，水溶液又变作固体状态。该特性称作触变性，这种水溶液称为触变泥浆。 注浆孔的形状及布置：在每节管的前端布置一道触变泥浆注浆孔，数量为6个，孔的布置均匀。经过不断压浆，在管外壁形成一个泥浆套。 8、穿墙进洞 接收