《施工技术》第四章-公开课件.ppt

主讲：李宗九 山东省特种设备检验研究院 日照分院 第四章给水排水管道不开槽施工 第一节概述 一、不开槽施工技术发展 敷设地下给水排水管道，一般采用开槽方法，施工时要挖大量土方，并要有临时存放场地，以便安好管道进行回填。该施工方法污染环境，占地面积大、断绝交通，给人们日常生活带来了极大的不便。而不开槽施工可避免以上问题。不开槽施工的方法，主要有顶管法、盾构法、浅埋暗挖法、管棚法等。 我国采用顶管施工技术始于1953年，在北京市污水管工程采用顶管法施工，顶进管径900mm的铸铁管，穿越白云观西墙外的铁路路基，至今已有50多年的历史。由于这种施工 工艺不仅对穿越铁路、公路、河流等障碍物有特殊的实用意义，而且对埋设较深、处于城市闹区的地下管道施工具有显著的经济效益和社会效益，从而被广泛推广应用于整条管道的施工上。通过50多年，我国顶管施工技术取得了长足进展。 1985年上海采用顶管施工法，修建穿越黄浦江的取水工程，钢管管径为3000mm, 顶距已达1128m，目前顶管施工已在全国各地广泛采用，不仅可以顶进铸铁管、钢筋混凝土管、钢管，还可以顶进大型的方涵。 我国1950年初在东北阜新煤矿，用盾构法施工修建了直径2.6m的混凝土块拼装的疏水巷道。1957年北京市首次用盾构法在市区施工。修建了直径为2.0～2.6m的三段下水道工 程。1963年上海开始在软土层中进行直径为4.2m的盾构法施工的隧道试点工程，取得了成功的经验。随后上海针对本地区的土质特点，对盾构法施工技术不断改进、完善，于1969 年采用盾构法施工，建成了第一条穿越黄浦江的水下公路隧道，1985年又在芙蓉江路用盾构法施工，建成了内径为3.6m 的下水总管道，开始把盾构施工技术推广到市政公用设施的工程中。浅埋暗挖法、管棚法等，不开槽施工技术日趋成熟,应用愈来愈广泛。 二、不开槽施工适应范围及特点 不开槽施工一般在下列情况时采用： (1)管道穿越铁路、公路、河流或建筑物时； (2)街道狭窄，两侧建筑物多时； (3)在交通量大的市区街道施工，管道既不能改线又不能断绝交通时； (4)现场条件复杂，与地面工程交叉作业，相互干扰，易发生危险时； (5)管道覆土较深，开槽土方量大，并需要支撑时。 与开槽施工比较，不开槽施工具有如下特点： (1)施工面占地面积少，施工面移入地下，不影响交通、污染环境； (2)穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时可减少拆迁，节省资金与时间，降低工程造价； (3)施工中不破坏现有的管线及构筑物，不影响其正常使用； (4)大量减少土方的挖填量，利用管底下边的天然土作地基，可节省管道的全部混凝土基础； (5)不开槽施工较开槽施工降低40％左右的工程造价。 但是，该技术也存在以下问题： (l)土质不良或管顶超挖过多时，竣工后地面下沉，路表裂缝，需要采用灌浆处理； (2)必须要有详细的工程地质和水文地质勘探资料，否则将出现不易克服的困难； (3)遇到复杂的地质情况时，如松散的砂砾层、地下水位以下的粉土，施工困难、工程造价增高。 影响不开槽施工的因素包括：地质、管道埋深、管道种类、管材及接口、管径大小、管节长、施工环境、工期等， 其中主要因素是地质和管节长。因此，不开槽施工前，应详细勘察施工地质、水文地质和地下障碍物等情况。 不开槽施工一般适用于非岩性土层。在岩石层、含水层施工或遇到坚硬地下障碍物，都需有相应的附加措施。 用不开槽施工方法敷设的给排水管道有钢管、钢筋混凝土管及预制或现浇的钢筋混凝土管沟（渠、廊）等。采用最多的管材种类还是各种圆形钢管、钢筋混凝土管。 第二节掘进顶管 掘进顶管施工操作程序如图4-1所示。首先在顶进管段的两端各建一个工作坑(竖井)，在工作坑中安装有后背墙、千斤顶、导轨等设施。然后将带有工具管的首节管，从顶进坑中缓缓吊入工作坑底部的导轨上，当管道高程、中心位置调整准确后，开启千斤顶使工具管的刃角切入土层，此时，工人可进入工作面挖掘刃角切入土层的泥土，并随时将弃土通过运土设备从顶进坑吊运至地面。当完成这一开挖过程后，再次开启千斤顶，则被顶进管道即可缓缓前进。随着顶进管段的加长，所需顶力也逐渐加大，为了减小顶力，在管道的外围可注入滑润剂或在管道中间设置中继间，以使顶力始终控制在顶进单元长度所需的顶力范围内。 为便于管内操作和安装施工机械，管子直径，采用人工挖土时，一般不应小于900mm；采用螺旋掘进机，一般在200～80Omm。 一、人工掘进顶管 人工掘进顶管又称普通顶管，是目前较普遍的顶管方法。管前用人工挖土，设备简单，能适应不同的土质，但工效低。掘进顶管常用的管材为钢筋混凝土管，分为普通管和加厚管，管口形式有平口和企口两种。通常顶管使用加厚企口钢 筋混凝土管为宜，特殊时也可用钢管作为顶管管材。