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污水顶管工程

  顶管法是指,隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。

  在施工时,通过传力顶铁和导向轨道,用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中,同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后,接着将第二节管接在后面继续顶进,这样将一节节管子顶入,作好接口,建成涵管。

  顶管法特别适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或河流、湖泊。顶管按挖土方式的不同分为机械开挖顶进、挤压顶进、水力机械开挖和人工开挖顶进等。

  顶管类型

  长大距离顶管

  普通顶管一般距离≤100m,无中继环,(现在某些专家认为可能提高到300m),长距离顶管﹥100m,长大距离﹥1000m。

  大管径顶管

  过去一般认为顶管大直径为3m。现在日本、德国等国顶管管径可达4~5m。

  微型管顶管

  顶管按管径分类:

  大口径: ≥2000mm  中口径:1200 ~2000mm  小口径:500 ~1200mm  微口径: ≤500mm

  曲线顶管

  S形曲线、水平与垂直兼有曲线、小曲率半径曲线。

  自动控制

  自动测量、自动记录、自动纠偏,有条件情况应列入方案比较。


  施工特点

  1、适用于软土或富水软土层;

  2、无需明挖土方,对地面影响小;

  3、设备少、工序简单、工期短、造价低、速度快;

  4、适用于中型管道(1.5~2m)管道施工;

  5、大直径、超长顶进、纠偏困难。

  可穿越公路、铁路、河流、地面建筑物进行地下管道施工。

  6、可以在很深的地下铺设管道。


  施工设备

  构成:顶进设备、掘进机(工具管)、中继环、工程管、排土设备等五部分组成。

  1、顶进设备

  主顶进系统——主油缸:2~8只,行程1~1.5m,顶力300~1000t/只;

  单只千斤顶顶力不能过大:千斤顶、管段、后座材料。

  主油泵:32-45-50MPa;操纵台、高压油管。

  顶铁:弥补油缸行程不足,厚度﹤油缸行程

  导轨:顶管导向

  中继间——中继油缸、中继油泵或主油泵。

  2、掘进机

  按挖土方式和平衡土体方式不同分为:

  手工挖土掘进机、挤压掘进机、气压平衡掘进机、泥水平衡掘进机、土压平衡掘进机。

  工具管:无刀盘的泥水平衡顶管机又称为工具管,是顶管关键设备,安装在管道最前端,外形与管道相似,结构为为三段双铰管。

  作用:破土、定向、纠偏、防止塌方、出泥等功能。

  组成:冲泥仓(前)、操作室(中)、控制室(后)设水平铰链和上下纠偏油缸,调上下方向(即坡度)

  设垂直铰链和水平纠偏油缸,调左右方向(水平曲线)、泥浆环、控制室、左右调节油缸、上下调节油缸、操作室、吸泥管、冲泥仓、栅 格、工具管结构

  3、中继环

  顶管阻力

  正面——不变

  侧面摩擦力——随顶进距离增大显然,将长距离顶管分成若干段,在段与段之间设置中继环,接力顶进设备可使后续段只克服顶进管段侧面摩擦力即可。按自前至后顺序开动中继环油缸,顶进管道可实现长距离顶进。

  中继环——在中继环成环形布置若干中继油缸,油缸行程200mm。

  中继环油缸工作时,后面的管段成了后座,将前面相邻管段推向前方,分段克服侧面摩擦力。

  工程管

  管道主体一般为圆形,直径多为1.5~3m。长度2-4m。


  中国管道材料类型

  钢筋砼管:C50以上,应用较多,用于短距下水道中;

  钢 管:列应用第二位,用于自来水、煤气、

  天然气等长距离顶管;

  钢管、钢筋砼复合管:外钢内砼,用于超长距顶进;

  钢管、塑料复合管:外钢内塑,用于强酸性液体及高纯水输送。

  排土设备

  人工出土——人工挖土时。

  螺旋输送机——土压平衡顶管机。

  吸泥排泥设备——泥水平衡、泥水加气平衡顶管机。


  技术关键

  1、顶力问题:增加中继环和泥浆润滑。

  中继环间距20—200m,越靠近工具管间距越小;

  泥浆作用:润滑、减沉。泥浆材料:膨润土泥浆,稳定、失水少。

  注入孔设置:轴向——工具管相邻3-4节为有孔管,之后每隔2-5节设有孔管。环向——周圈均匀设3-4个压浆孔。

  压浆原则:先压后顶,随顶随压,及时补浆。

  2、方向控制:计算机控制、激光导向或三段双铰管。

  3、正面土体控制:局部加压(冲泥仓)、泥水平衡、土压平衡顶管机应用。


  顶管设备

  千斤顶1000t:行程200mm,6.5万元/只,一般两只。

  油管20元/m,15KW电动泵1.5万元。

  千斤顶500t:行程200mm,1.8万元/只,一般两只。

  7.5KW电动泵1.5万元。


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