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手掘式、擠壓式、泥水平衡式、三段兩鉸型水力挖土式、多刀盤土壓平衡式。頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法,它不需要開挖面層,并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力,把工具管或掘進機從工作井內(nèi)穿過土層一直推到接收井內(nèi)吊起。與此同時,也就把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設(shè)在兩井之間,以期實現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。在頂管施工中為流行的有三種平衡理論:氣壓平衡、泥水平衡和土壓平衡理論。頂管施工突出的特點就是適應性問題。針對不同的地質(zhì)情況、施工條件和設(shè)計要求,選用與之適應的頂管施工方式,如何正確地選擇頂管機和配套輔助設(shè)備,對于頂管施工來說將是非常關(guān)鍵的。施工工藝:1、機頭選型:根據(jù)地質(zhì)報告,并結(jié)合本公司的施工經(jīng)驗,頂管機頭決定采用氣壓平衡網(wǎng)格(水沖)式機頭進行施工。該機頭在頂進過程中,通過氣壓平衡正面土壓穩(wěn)定機頭,減少外部土體對周圍地面的影響。2、頂進設(shè)備及頂進工藝(1)主頂:采用4臺200噸/臺千斤頂作為主頂,千斤頂行程為1.4米。千斤頂動力由油泵提供。千斤頂后端用道木和分壓環(huán)將反力均勻作用于工作井,前端頂進分壓環(huán),頂鐵將頂力傳至管節(jié)。分壓環(huán)制作具有足夠的剛性,與管端面接觸相對平整,無變形。(2)中繼間:在長距離頂進過程中,當頂進阻力超過容許總頂力時,無法一次達到頂進距離時,須設(shè)置中繼間分段接力頂進。本頂管工程在頂進長度超過100米時,考慮在機頭后設(shè)置一只中繼間,并采用觸變泥漿注漿工藝。中繼間由前殼體、千斤頂及后殼體組成。前殼體與前接管連接,后殼體與后接管連接,前后殼體間為承插式連接,兩者間依靠橡膠止水帶密封,防止管道外水土和漿液倒流入管道內(nèi)。每只中繼間安裝10個、每個頂力為30噸的千斤頂,千斤頂沿圓周均勻布置。千斤頂?shù)男谐虨?8厘米,用扁鐵制成的緊固件將其固定在前殼體上。鋼殼體結(jié)構(gòu)進行精加工,保證其在使用過程中不發(fā)生變形。中繼間殼體外徑與管節(jié)外徑相同,可減少土體擾動、地面沉降和頂進阻力。當管道頂通以后,拆除千斤頂及各種輔件,外殼與管節(jié)內(nèi)壁之間的間隙用細石混凝土填充。
三、施工步驟01導向孔施工施工準備:將導向鉆頭安裝連接,檢查探頭發(fā)射的各個參數(shù)是否正常,探頭電池容量是否足夠。開孔:為保證入射角的準確和穩(wěn)定,開孔時須保持連續(xù)鉆進至少2.5m,同時宜采用低鉆速、小泵量、慢進尺。造斜鉆進:調(diào)整鉆頭工具面向角至需要角度,鉆機頂進形成造斜段,導航儀跟蹤監(jiān)控鉆頭仰角的變化,根據(jù)不同的土層,頂進結(jié)合鉆進,勿使仰角的變化超過鉆桿的小曲率半徑。保直鉆進:鉆機勻速回轉(zhuǎn)鉆進,給進速度盡量快,使導向孔直線段更平直。設(shè)計導向鉆進參數(shù)表。
02回拉擴孔孔徑設(shè)計:根據(jù)敷設(shè)管道的直徑和根數(shù)計算需要成孔的小直徑,既不能過大,也不可過小,成孔直徑過大,敷設(shè)管道周圍土層坍塌易造成路面下陷,成孔直徑過小,會使拉管阻力增大,引起脫管或管道變形。分級擴孔:各級擴孔分別為一級φ200mm、二級φ250mm、三級φ300mm、四級φ400mm、五級φ500mm等。根據(jù)設(shè)計的成孔直徑,由小到大分級擴孔,直至擴到工藝要求的孔徑。孔壁加固:擴孔的同時通過擴孔鉆頭向孔中注入泥漿,泥漿的濃度根據(jù)不同的土層條件來配制。泥漿滲透到孔壁中,通過擴孔鉆頭的擠壓和磨擦,起到對孔壁的維護和穩(wěn)定作用。回拉敷管:拉管過程中的回拉力要克服管道與孔壁摩擦力,成孔的質(zhì)量與導向孔的曲線形狀以及擴孔工藝有著密切關(guān)系,正常情況下敷設(shè)PVC或PE管的回拉力不應超過5kN,拉力過大會造成管材斷裂或變形。
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