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1、什么是頂管施工法長期以來,城市建設(shè)過程中,城市道路被頻繁開挖嚴重影響了人民的生活。一項非開挖施工技術(shù)——頂管施工技術(shù),不需開挖地面,并且能夠穿越公路、鐵路、河道、湖泊、建筑物、以及各種地下管線等,解決了市政施工難題,而且,頂管施工隨著城市建設(shè)的發(fā)展已越來越普及,已運用到給排水、煤氣、電力、通信等管道的施工。廣東省基礎(chǔ)工程公司近幾年來用先進的頂管施工技術(shù),解決了一個個難題,為城市建設(shè)的文明施工、快捷施工做出了貢獻。??據(jù)介紹,目前,頂管施工常采用的施工方法分為敞開人工手掘式和密封機械式頂管施工方法,其中機械式頂
2、管施工常用的施工方法又有泥水平衡式和土壓平衡式兩種,頂管施工常用的管材有砼管、鋼管、玻璃夾砂鋼管。施工所采用的主要設(shè)備為信息化及全自動化泥水平衡頂管機。??頂管施工的基本原理為:從地面開挖兩個基坑井,然后管節(jié)從工作井安放,通過主頂千斤頂或中繼間的頂推機械的頂進,推動管節(jié)從工作井預(yù)留口穿出,穿越土層到達接收井的預(yù)留口邊,然后通過接收井的預(yù)留口穿出,形成管道的施工。??????頂管工法主要有以下幾種:?????目前頂管所常見的幾種土質(zhì)??1、淤泥質(zhì)黏土:此種軟土的形成是在較弱的海浪岸流及潮汐的水動力作用下逐漸形成
3、的。土的顏色多呈灰色或黑灰色,光潤油滑且有腐爛植物的氣味,多呈軟塑或半流塑狀態(tài)。其天然含水量很大,一般都大于30%,飽和度一般大于90%,液限一般在35-60%之間,軟土的天然重度較小,約在15-19KN/m3之間。孔隙比都大于1,因其天然含水量高、孔隙比大,就帶來了軟土地基變形大,強度低的特點。??2、砂性土:由于曾受到海水的沖擊,部分地區(qū)沉積層含有海水所搬運的大量沉積物,其中主要為細砂及粉砂。由于含黏土的成分較少,我們可稱之為砂性土。砂性土的土顆粒較一般的黏土大,一般在20μ以上,土顆粒之間的凝聚力較小,
4、呈單粒結(jié)構(gòu)??紫侗容^大,很容易在水動力的作用下產(chǎn)生流沙現(xiàn)象。??3、黃土:凡以風(fēng)力搬運沉積又沒有經(jīng)過次生擾動的、無層理的黃色粉質(zhì)、含碳酸鹽類并具有肉眼可見的、大孔的土狀沉積物成為黃土(也稱原生黃土),其它成因的、黃色的、又常具有層理和夾有砂、礫石層的土狀沉積物稱之為黃土狀土(也稱次生黃土)。??4、強風(fēng)化巖:強風(fēng)化巖是指風(fēng)化很強的巖石,此種土質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)已大部分破壞,礦物成分已顯著變化,含有大量黏土質(zhì)黏土礦物。風(fēng)化裂隙很發(fā)育,巖體被切割成碎塊,干時可用手折斷或捏碎,浸水或干濕交替時可較迅速地軟化或崩解。用鎬或
5、鍬可挖掘,干鉆可鉆進。??5、微風(fēng)化及中風(fēng)化巖:微風(fēng)化巖是指巖質(zhì)新鮮,表面稍有風(fēng)化跡象的巖石,強度大于50Mpa,硬度很高的巖石。在此地層中頂進較困難,而且一般頂進距離超過100米時需要更換刀頭。中風(fēng)化巖較軟,其組織結(jié)構(gòu)部分破壞。礦物成分發(fā)生變化,用鎬難挖掘。??以上介紹了常見的幾種土質(zhì),從N值為3-40的土質(zhì)都有。這就需要針對不同的土質(zhì)情況選用不同類型的頂管掘進機。??對于淤泥質(zhì)黏土,由于其土質(zhì)較軟,切削容易,因此我們可以選用以下所介紹的各種掘進機,對此我們先介紹多刀盤土壓平衡式頂管機。多刀盤土壓平衡頂管掘
6、進機把通常的全斷面切削刀盤改成四個獨立的切削攪拌刀盤,所以它尤其適用于軟粘土層的頂管。如果在泥土倉中注入些粘土,它也能用于砂層的頂管。另外,由于此機采用了先進的土壓平衡原理,因此,采用此機進行頂管施工后,對地面及地下的建筑物、構(gòu)造物、埋設(shè)物的影響較小。用它可以安全地穿越公路、鐵路、河川、房屋以及各種地下公用管線。其最小復(fù)土深度可以相當(dāng)于一倍管外徑左右。從無數(shù)的施工實例證明,用此機進行頂管施工作業(yè),不僅安全、可靠,而且施工進度快、效率高。與單刀盤土壓平衡掘進機相比,此機具有價格低廉、結(jié)構(gòu)緊湊、操作容易、維修方便
7、和質(zhì)量輕等特點。另外,它排出的土可以是含水量很少的干土或含水量較多的泥漿。它與泥水式頂管施工相比,最大的特點是排出的土或泥漿一般都不需要再進行泥水分離等二次處理。施工占地小,對周圍環(huán)境污染也很少。它與手掘式及其他形式的頂管施工相比較,又具有適應(yīng)土質(zhì)范圍廣和不需要采用任何其他輔助施工手段的優(yōu)點。如采用輸土泵的方式出土,頂進效率也很高,平均24小時可頂進15-20米。但是它的缺點也很明顯,由于不是全斷面切削,切削不到的部分只能通過擠壓進入機頭,因此迎面頂力較大,只適合于軟土地質(zhì)情況下施工,如需穿越建筑物、構(gòu)造物、
8、埋設(shè)物等對地面沉降要求很小的情況可采用刀盤可伸縮式泥水平衡掘進機,此種機頭的刀盤是一個直徑比掘進機前殼體略小的具有一定剛度的圓盤。圓盤中還嵌有切削刀和刀架。刀盤和切削刀架之間可以同步伸縮,也可以單獨伸縮。而且,不論刀盤停在哪一個位置上,切削刀架都可以把刀盤的進泥口關(guān)閉。刀盤加壓裝置是安裝在主軸中的油缸,刀架伸縮油缸則安裝在刀盤加壓裝置的上方。刀盤可伸縮式掘進機的工作原理如下:刀盤前土壓力過小時,它就