基本工作原理
借助主頂公升油缸、管道和繼電器室的推力,工具管或掘進機從工作井被推過土層到達接收井並吊裝。 同時,將緊靠工具管或掘進機後面的管線埋設在兩口井之間,以實現地下管線非開挖敷設的施工方法。
二、主要工程技術
頂管方案一般是先頂起鋼筋混凝土套管,然後穿過套管中的工程管-鋼管。 在頂管過程中,要充分考慮可能遇到的障礙物,如孤石等。 過去,曾發生過由於無法頂起的障礙物而導致整個管道報廢的情況,尤其是在小直徑管道無法開挖的情況下。 因此,在頂管施工之前,有必要了解頂管交叉路徑處的地質條件。 對於所遇到的障礙,應該有乙個充分和可靠的解決辦法。 下面以人工頂管施工為例,介紹頂管施工。
該方法適用於軟土地層、地下水位以上黃土層和地下水位以上強風岩層。 其特點是建造成本低,在頂公升過程中遇到前方障礙物可立即手動拆除; 缺點是頂管直徑應大於800mm,否則不方便人員進出,頂公升距離不宜過長。
用於人工頂管施工的頂管系統主要包括:千斤頂、頂鐵、靠背、導軌、頂管段。 施工圖如下:
2.1. 施工準備
1)頂管工作井施工,井內設有集水坑,便於抽水和排出積水;(2)設定靠背,工作井基礎設定好後,按管道方向設定靠背。 (3)導軌安裝,導軌安裝牢固、準確對管材頂公升質量影響較大,因此導軌安裝根據管徑大小、管材坡度、頂公升方向確定,頂公升方向必須筆直,標高和軸線準確。 導軌可以由輕鋼導軌製成。 (4)頂公升裝置採用千斤頂,頭部裝有切削刃工具管,起到切土作用,保護管道和導向。 為了防止土壤坍塌,在工具管中設定了格柵。 (5)其他裝置 (6)工作坑上方設定活動工作平台,一般採用30號槽鋼為梁,方木鋪裝。 下管由臨時起重機吊起,搖頭杆用於挖掘。 (7)注意事項:頂管工作坑周圍必須有圍護措施、彩鋼瓦圍護、防雨帆布、醒目的警示標誌。 頂公升時,過往車輛應減速,禁止大噸位和重型車輛超車。 2.2. 開挖和頂公升工作坑內的裝置安裝好後,經檢查後零件處於良好、正常狀態後,即可進行挖掘和頂公升。 首先將管材降低到導軌上,就位後,安裝頂鐵,標定管中心和管底的標高,滿足設計要求,即可開挖管材的前端。 (1)開挖和開挖前管道是保證頂進質量和地上結構安全的關鍵,開挖方向和開挖前方的形狀直接影響頂管位置的精度,因此應嚴格控制管道前部周圍的開挖。 管前開挖的土應及時運輸,大管徑可用小車推,管徑小時,用雙滾筒絞車拉出土的小車。 將土壤輸送到管道外部,然後用工作平台上的搖頭杆吊裝到平台上,然後運出坑外。 (2)頂公升時使用千斤頂頂出鎬,在後頂不動的情況下將頂管向前推,其操作過程如下:1)安裝頂鐵,用力擠壓,待前端的頂管挖出一定長度的泥土後,啟動油幫浦,千斤頂入油, 活塞伸出乙個工作行程,將管道推到一定距離;2)停止油幫浦,開啟控制閥,千斤頂回油,活塞縮回;3)加入頂鐵,重複上述操作,直到需要安裝下一段管道;(3)頂公升注意事項:1)頂公升應遵循“先挖後頂,用頂挖”的原則。應連續執行,避免中途停止,導致阻力增加,頂公升難度增加。 2)管段頂公升的方向和標高關係到整個斷面的頂公升質量,應經常測量偏差,及時檢查和糾正。3)頂鐵的安裝應平整,不得歪斜和扭曲,每次在頂鐵上加活塞時,應更換可能放置的最長的頂鐵,使連線的頂鐵數量最少。4)在頂公升過程中,如發現管道前方土方坍塌或油幫浦壓力表指標突然增大等,應立即停止頂公升,查明原因,排除故障後繼續頂公升。2.3. 測量和糾錯(1)測量頂管中心線和進入工作坑的水平點,控制導軌和頂管機的安裝位置和頂公升方向和仰角 1-3=1-1*9 10+2*9-7=3。 頂公升時,在距每個千斤頂一定距離處測量一次,管子第一段的測量間距應縮短。 在校正過程中,每個頂公升鎬都會測量一次。 (2)在頂公升過程中發現頂公升偏差的修正在10mm左右時,應進行修正,並應緩慢進行修正,使管道逐漸復位,硬調整不得劇烈修正。 修正方法一般採用:1)開挖修正法:當偏差值為10-20mm時採用此方法。即當管材偏向設計中心左側時,可在管心右側適當過挖,而不偏置側過挖,使管材在連續頂公升中逐漸回到設計位置。 2)頂木校正法:當偏差較大或開挖校正方法無效時,可採用圓木或方木,一端壓在偏斜一側的管內壁上,另一端用木板支撐在管前的土層上, 並啟動千斤頂,利用頂木產生的分量對管材進行校正。
2.4. 沉降觀察與控制
在頂管過程中,地面沉降是由於開挖前方土體鬆動、偏差校正對管線周圍空隙的填填不足、管線與土層之間的摩擦等原因造成的。
本專案分析
本專案使用的管材有:鋼筋混凝土套管+鋼管。 頂管施工方法適用不同的管道和土體,具體施工方法由施工單位和施工單位根據當地具體情況確定。 施工前應進行現場勘察研究,對施工單位提供的工程沿線相關工程地質、水文地質及周邊環境狀況,以及沿線地下及地上管道、周邊建築物(構築物)、障礙物等設施的詳細資訊進行核實確認; 如有必要,可進行礦坑勘探。