城市地下管道顶进施工与修复新技术.ppt

第一章.顶管施工技术 1.1顶管施工技术发展和现状 顶管—借助于顶推装置，将预制管节顶入土中的地下管道不开槽施工方法。 （不开槽施工方法有顶管法、盾构法、浅埋暗挖法、地表水平定向钻法等） 顶管用途：排水管道、上水管道、天然气管道、电力管道、热力管道、输油管道等。 顶管技术普遍用于交通、水利、电力、市政建设等行业 顶管管材：钢管、钢筋砼管、玻璃钢夹砂管、聚合物砼管、陶瓷管及铸铁管等 1.1顶管施工技术发展和现状 顶管施工历史 1896年美国最早的穿越北太平洋铁路铺设管道的施工； 1948年日本穿越尼崎市铁路，Φ600铸铁管，顶距6米； 1953年我国北京首次顶管穿越铁路（钢筋砼管）； 1956年上海开始顶管，穿越黄浦江江堤（钢管）； 1964年前后，上海进行了大口径机械式顶管各种试验，口径在2m的钢筋砼管的一次推进距离可达120米，开创了使用中继间先河； 1.1顶管施工技术发展和现状 1978年上海开发挤压法顶管，特别适用于软粘土和淤泥质粘土，效率比手掘式顶管提高一倍； 1984年上海市政公司、南京市政公司分别从日本引进了DN800、DN600偏压破碎型泥水平衡顶管设备； 1989年上海成功研制第一台DN1200泥水平衡顶管机； 1992年上海成功研制我国第一台DN1440土压平衡掘进机； 1992年上海成功研制最大口径DN3540加泥式土压平衡掘进机； 2004年上海研发出矩形大截面顶管机（3.8米×3.8米）； 2006年扬州生产处矩形截面顶管机（4.3米×6米）。 1.1顶管施工技术发展和现状 1992年上海奉贤开发区向杭州湾深水区单向一次顶进DN1600 1511米，成为我国第一根单向一次顶进超千米的钢筋砼管； 1997年上海黄浦江引水工程单向一次顶进DN3500钢管1743米，创钢管顶管世界纪录； 2008年汕头第二条过海顶管工程，一次顶进DN2000钢管2080米，再创钢管顶进世界纪录； 2010年浙江嘉兴污水排海顶管工程，单向顶进 DN2000钢筋砼管2059米，超长距离砼顶管进入世界先进行业； 1.1顶管施工技术发展和现状 世界上砼顶管首次超千米的是德国汉堡下水道顶管，DN2600钢筋砼管单向顶进1200米（1970年），采用全气压法顶管技术。 世界上最长的砼顶管在荷兰，DN3000钢筋砼管，单向顶进长度2535米（1994年）； 世界上顶管管道最大口径是DN4400（德国） 德国、日本是公认的顶管技术最先进的国家 1.1顶管施工技术发展和现状 顶管优点： 施工面由线缩成点，占地面积小； 地面活动不受施工影响，对交通干扰小； 噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用； 可以在很深的地下或水下敷设管道； 可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物， 减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。  1.2 顶管施工工艺 顶管施工工艺：施工准备、顶进设备安装、顶管机井内就位、顶管机出洞、管节顶进、管节拼接 1.2 顶管施工工艺 机械顶管施工流程： 施工准备：建工作井、接收井；测量放样； 顶进设备安装：轨道安装、后靠背安装、主 千斤顶安装、洞口止水装置安装； 顶管机井内就位：顶管机试运行； 顶管机出洞：拆除封洞、主千斤顶顶进、出泥准备； 管节顶进：偏差测量、出泥、顶进纠偏； 管节拼接：接口检验、管节进场验收。 1.3 顶管分类 3.1按顶管直径： 大直径顶管：直径≧DN2000； 中直径顶管：直径为DN800～DN1800； 小直径顶管：直径≦DN600； 3.2按顶进距离（一次）： 短距离：顶进不需要采用中继间的顶管； 长距离：顶进距离超过400米的顶管，考虑 设置通风、中继间等； 超长距离：顶进长度超过1000米的顶管； 3.3按顶管管材： 钢管、钢筋砼管、玻璃夹砂管等其他管材； 1.3 顶管分类 3.4按顶管作业方式： 人工顶管：管前人工挖土、出土、纠偏等，对土质条件要求高，管径Φ800以上； 机械顶管： 土压平衡顶管法：掘进机土仓内泥土的压力来平衡掘进机所处土层的土压力和地下水顶管方法； 泥水平衡顶管法：以含有一定浓度、粘度、密度的泥浆水充满掘进机的泥水仓，并对它施加一定压力以平衡地下水压力和土压力的顶管方法； 气压平衡顶管法：在所顶进管道的挖掘面充满一定压力的空气，以平衡机头前地下水压力并疏干挖掘面土体内地下水的顶管方法。 1.3 顶管分类 1.3 顶管分类 3.5按管轴线： 直线顶管 曲线顶管 3.6按地下水位分： 干法顶管 水下顶管 1.4 顶管施工 4.1顶管工程施工主要包括工作井、推进系统、注浆系统、定位纠偏系统及辅助系统。 工作井：工作平台、洞口止水圈