頂管技術(shù)在給排水工程中的應(yīng)用

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1、頂管技術(shù)在給排水工程中的應(yīng)用　　頂管施工技術(shù)是指在不開挖地表破壞路面的條件下鋪設(shè)各種地下公用設(shè)施的一種技術(shù)和方法。憑借其不影響交通、不破壞環(huán)境、施工周期短、綜合施工成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于市政工程。本文結(jié)合許昌某污水管道工程對(duì)于頂管技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)目前給排水工程中頂管技術(shù)作出了相應(yīng)的闡述分析，僅供同行參考?！　〗陙?lái)，我國(guó)的城市建設(shè)不斷發(fā)展與擴(kuò)大，城市高層建筑和基礎(chǔ)設(shè)施的也在不斷興建，地下工程的建設(shè)和應(yīng)用日益廣泛，在一些不允許開挖施工的路段，采用頂管技術(shù)是一種比較理想的施工工藝，它是地下管線施工中穿

2、越障礙時(shí)常用的一種施工技術(shù)?！　≡S昌市某道路污水管道工程總長(zhǎng)約公里，路幅寬度36m。道路下管線分別為D300～D1200污水管，路北側(cè)埋設(shè)一根D1200污水管。其中一段約486m長(zhǎng)緊貼路側(cè)有大量房屋，管道埋深約為～，路面下埋有雨水、電纜其它管線。管道底穿越3-1層粉質(zhì)粘土層和4-1層粉土。根據(jù)土質(zhì)等情況提出該段采用長(zhǎng)距離頂管一次頂進(jìn)補(bǔ)位的方案?！　￠_槽埋管和頂管的比選　　1.開槽埋管　　從地質(zhì)情況分析：D1200鋼筋混凝土管自重較大，管道位于3-1層或4-1層埋深在～，管基不易采用原狀土基礎(chǔ)，須采用

3、鋼性基礎(chǔ)底板。考慮到地下水位較高，為保證基槽大開挖，既要考慮多種降水方式，又要考慮基槽正常圍護(hù)，開槽施工時(shí)上部土層為粉質(zhì)粘土層和粉土層，需要采取井點(diǎn)降水以防止地面發(fā)生沉降情況，這樣增加了施工成本?！　?.從管道地基設(shè)計(jì)方面分析：開槽后須采用有效的管道基礎(chǔ)。先鋪設(shè)碎石層，加強(qiáng)地基承載力，再做砼底板基礎(chǔ)，實(shí)施砂石塢管，由于施工中無(wú)法避免擾動(dòng)地基，仍無(wú)法有效減少管道實(shí)際沉降。而頂管方法由于管與土同體積置換效應(yīng)和土拱效應(yīng)，則可在較大程度上減少管道沉降?！　?.以施工工期分析：在道路下開挖埋管施工，工期較長(zhǎng)，

4、開挖施工的土方堆放嚴(yán)重影響了交通環(huán)境，而且施工造成道路反復(fù)開挖，影響了道路的使用壽命，綜合考慮不符合城區(qū)管道施工要求；而采用頂管施工工期較短，且場(chǎng)地整潔，道路不需要整體破壞，不影響交通環(huán)境?！　∽詈髲慕?jīng)濟(jì)性分析計(jì)入降水措施、管道基礎(chǔ)、道路恢復(fù)、開挖土方量圍護(hù)費(fèi)用造價(jià)，則在城區(qū)施工覆土深度較大的管道情況下采用頂管比開槽埋管經(jīng)濟(jì)?！　№敼苁┕さ挠?jì)算與分析　　1.頂推力計(jì)算　　本工程頂進(jìn)施工采用F-B型鋼承口式Ⅲ級(jí)鋼筋混凝土管、楔形橡膠圈接口、多層膠合板襯墊。　　管外壁阻力W外=NμF=MF　　式中W外-

5、-管外壁摩阻力；　　N--每平方管子外表面上的法向力；　　μ--外表面摩擦系數(shù)；　　F--管子外表面面積；　　M--每平方管子外表面的單位摩阻力　　M=Nμ?！　》ㄏ驂毫Γ汗茼斕帪镹頂=H有效γ；　　管側(cè)1處為N側(cè)1=λ1γ；　　管側(cè)2處為N側(cè)2=λ2γ；　　管底處為N底=γ+G/D外。　　式中，H有效為有效覆土高度。當(dāng)機(jī)具頭的刃腳壓入土層時(shí)，在刃腳和后續(xù)頂管上將形成一個(gè)拱頂，這樣壓在管子上的就不是管頂上方的全部土體，而只是部分土拱。其拱高即為有效覆土高度H有效。H有效隨時(shí)間增大，直到達(dá)H最大為止。

6、最大覆土高度數(shù)值取決于土層，管子外徑，總覆土高度H總，以及車荷震動(dòng)等外部影響，而且與時(shí)間相關(guān)。前式中γ的取值：　　當(dāng)土拱整個(gè)位于地下水位下：γ水下=γ干-8　　當(dāng)土拱部分位于地下水位下：γ平均=/　　當(dāng)水平頂管時(shí)，把管頂、管側(cè)、管底法向力取算術(shù)平均值：　　M=μ[γ平均+G/]　　式中，λ為主動(dòng)或被動(dòng)土壓力系數(shù)。頂管總長(zhǎng)為L(zhǎng)時(shí)，總管外壁摩阻力為：　　W外總=MFL=NμFL　　如設(shè)中繼間時(shí)，第一個(gè)中繼間的頂推力為：　　P1=B+D外πL1M　　式中，L1為機(jī)具頭到第一個(gè)中繼間的距離。　　其后第二個(gè)中

7、繼間的推力為：P2=D外πL2M　　式中，L2為第一個(gè)中繼間到第二個(gè)中繼間距離?！　№敼芮氨谧枇Γ篧前=B　　式中D外--機(jī)具頭外徑；　　B--前壁單位面積阻力。　　合計(jì)頂推力：P=W外總+W前　　通過(guò)頂力計(jì)算，在頂進(jìn)168m處設(shè)一個(gè)中繼間，通過(guò)中繼間再將57m管道頂入接收井。施工方法采用土壓平衡法頂進(jìn)，采用4個(gè)200t千斤頂合計(jì)800t極限頂力。實(shí)際施工中最大頂力約為700kN。　　2.頂進(jìn)工作坑計(jì)算　　工作坑采用排水法沉井施工，兼作檢查井之用。在實(shí)際頂管過(guò)程中，通常不考慮側(cè)壁范圍內(nèi)摩阻力和底部摩

8、阻力。這是因?yàn)轫斄Ψ磸?fù)作用下，造成空隙水壓力增大，有效應(yīng)力降低，且井外壁空隙灌砂不實(shí)或土體未能完全固結(jié)E頂力偏心作用，使底部摩阻力有所減少?！　≤/S　　式中P--最大頂力值；　　Fp--作用于后壁的被動(dòng)土壓力；　　Fa--作用于前壁的主動(dòng)土壓力；　　S--沉井穩(wěn)定系數(shù)，S=～，粉質(zhì)粘土地基宜取?！　?.接收坑采用沉井法施工，并兼作檢查井之用?！　?.鋼筋砼檢查井。作為中間連接支管的檢查井。在井位處，采用騎馬井工藝施工污水檢查井?！　№敼苁┕ひc(diǎn)　　1.采用觸變泥漿