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      頂管法施工方法經(jīng)常用于城市市政管道的建設(shè)中,使用該方法占地面積少,施工控制嚴(yán)格,可保證交通暢通；在穿越鐵路、公路、河流、建筑物等障礙物時(shí)可減少沿線的拆遷工作量,降低工程造價(jià)。因此,對(duì)頂管施工技術(shù)及其引起的環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行深入分析、探求解決對(duì)策具有重要的實(shí)際意義。

01

頂管施工的基本原理

      頂管施工就是借助于主頂油缸以及中繼間的頂進(jìn)力,把工具管或頂管掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過(guò)土層一直頂進(jìn)到接收坑內(nèi)吊起。與此同時(shí),把緊隨在工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩個(gè)工作坑之間。在頂管施工中主要有三種工作面平衡理論：氣壓、土壓和泥水平衡理論。本文主要介紹泥水平衡頂管工法。



       泥水平衡頂管的工作原理：通常把用水力切削泥土,采用機(jī)械切削泥土而采用水力輸送棄土,同時(shí)有的利用泥水壓力來(lái)平衡地下水壓力和土壓力的這一類頂管形式都稱為泥水平衡頂管施工。在泥水平衡頂管施工中,要使挖掘面上保持穩(wěn)定,就必須在泥水倉(cāng)中充滿一定壓力的泥水,泥水在挖掘面上可以形成一層不透水的泥膜,以阻止泥水向挖掘面里滲透。同時(shí),該泥水本身又有一定的壓力,因此它就可以用來(lái)平衡地下水壓力和土壓力,這就是泥水平衡頂管基本的原理。

02

頂管掘進(jìn)機(jī)

      頂管機(jī)的刀盤(pán)前面切割面安裝有合金滾動(dòng)滾刀及固定刮刀,刀座和刀盤(pán)焊接采用耐磨焊條。滾刀及刮刀在刀盤(pán)的4把刀桿上的布置是全段面切割布置,刀盤(pán)每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,滾刀和刮刀對(duì)前面土體是全段面的滾動(dòng)和刮動(dòng)。頂管機(jī)在主頂裝置的推動(dòng)下,刀盤(pán)上的滾刀刀尖對(duì)前面堅(jiān)硬的土體進(jìn)行滾動(dòng)擠壓,致使堅(jiān)硬的土體破裂；刮刀對(duì)破裂的土體進(jìn)行切割,掏空 前方土體,使頂管機(jī)向前推進(jìn)。頂管機(jī)的刀盤(pán)和泥土倉(cāng)是個(gè)多棱體,且刀盤(pán)是圍繞主軸作偏心轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)刀盤(pán)對(duì)前方土體切割,當(dāng)有大塊土體或塊石進(jìn)入頂管機(jī)泥土倉(cāng),經(jīng)刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)被軋碎,碎塊泥土小于頂管機(jī)的隔柵孔就進(jìn)入泥水倉(cāng)被泥水循環(huán)管輸送走。

03

主要施工技術(shù)措施

       泥漿減阻：用泥漿減阻是長(zhǎng)距離頂管減少摩阻力的重要環(huán)節(jié)之一。在頂管施工前,先用水潤(rùn)濕混凝土管材,然后用黃油或機(jī)油外涂。在頂管施工過(guò)程中,如果注入的潤(rùn)滑泥漿在管子的外圍形成一個(gè)比較完整的漿套,則其減磨效果將是十分令人滿意的,補(bǔ)漿管一般布置于中繼環(huán)后面第二節(jié)管段及中斷環(huán)與工具頭及后座中間的位置,注漿孔按120°設(shè)置。頂進(jìn)結(jié)束,對(duì)已形成的泥漿套的漿液進(jìn)行置換,置換漿液為水泥砂漿并摻入適量的粉煤灰,在管內(nèi)用單螺桿泵壓住。壓漿體凝結(jié)后(一般為24h)拆除管路換上封蓋,將孔口用環(huán)氧水泥封堵抹平。潤(rùn)滑泥漿用壓漿泵通過(guò)總管、支管、球閥、管節(jié)上的預(yù)留注漿孔壓到管子與外管土體之間,包住下班鋼夾砂管。



      偏心破碎頂進(jìn)技術(shù)：施工開(kāi)始時(shí)頂進(jìn)工具頭(進(jìn)洞),由千斤頂頂進(jìn),當(dāng)頂進(jìn)n節(jié)工具頭已經(jīng)穿過(guò)火炬路,工具頭位置在公路邊坡?lián)鯄ο?。頂進(jìn)第n+1節(jié)管開(kāi)始,頂進(jìn)系統(tǒng)排漿出現(xiàn)碎石,有堵管現(xiàn)象發(fā)生,排漿泵可聽(tīng)到石子與葉片撞擊聲,清理堵管管道和從泥漿沉淀池中撈碴可見(jiàn)碎石(花崗巖),棱角分明,此時(shí)千斤頂油泵油壓表明顯增大。若頂進(jìn)第n+2節(jié)時(shí),排漿泵被碎石卡住,則不能正常工作。

04

頂管作業(yè)注意事項(xiàng)

      核算頂力,設(shè)計(jì)足夠強(qiáng)度和穩(wěn)定的后座,預(yù)先做好通過(guò)障礙物的各種可靠措施,保證開(kāi)頂后連續(xù)作業(yè),以減少對(duì)列車的干擾。做好扣軌、扣梁工作。


      管道頂入路基前,如需挖去部分邊坡,只能與線路架空工作同時(shí)進(jìn)行,不能提前開(kāi)挖。開(kāi)挖后要有防護(hù)措施,如發(fā)生路基坍塌,應(yīng)及時(shí)堆碼沙包、草袋和回填。涵洞頂進(jìn)到位后,立即砌筑端翼墻及護(hù)錐,防止路基塌方。


      頂進(jìn)中嚴(yán)格控制超挖。頂管作業(yè)一般超挖不得超過(guò)30cm,管下部135°范圍內(nèi)及管底部不得超挖,以保持原狀土的路基,并按規(guī)定保持安全開(kāi)挖坡度,防止塌方。如發(fā)生塌方危及列車安全,應(yīng)立即停止頂進(jìn),根據(jù)線路變化情況降速或封鎖線路。


      要及時(shí)測(cè)量頂進(jìn)方向及高程,隨時(shí)進(jìn)行糾偏。對(duì)頂進(jìn)過(guò)程中的偏差,必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)糾正,也是頂管成功的關(guān)鍵。

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