地下建筑结构课件顶管法.ppt

非开挖技术1.顶管技术2.盾构技术3.暗挖技术4.定向钻进技术、水平钻技术5.冲击矛技术6.夯管技术 顶管法顶管法与盾构法都是修建地下管道和隧道的重要方法。1概述2顶管工程设计3常用顶管工具管4中继环 1概述1.1简介1.2顶管法的关键技术 1.1顶管法简介采用液压千斤顶或具有顶进、牵引功能的设备，以顶管工作井作承压壁，将管子按设计高程、方位、坡度逐根顶入土层直至达到目的地.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非开挖施工方法。与盾构和沉井相区别！ 顶管法施工示意图在施工时，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。 顶管技术的分类1.按顶管作业的形式人工顶管挤压顶管水射流顶管机械顶管：泥水式、泥浆式、土压式、岩石式2.按管径分大口径>1800毫米中口径800∼1800毫米小口径<800毫米3.按顶进轨迹直线顶管曲线顶管4.按顶进距离短距离顶管<100米中距离顶管100～300米长距离顶管>300米 主要用于特殊地质条件下的管道工程中：①穿越江河、湖泊、港湾水体下的供水、输气、输油管道工程；②穿越城市建筑群、繁华街道地下的上下水、煤气管道工程；③穿越重要公路、铁路路基下的通讯、电力电缆管道工程；④水库坝体涵管重建工程等。 发展趋势中继环接力顶推装置、触变泥浆减阻顶进技术，自动测斜纠偏技术、泥水平衡技术、土压平衡技术、气压保护技术和曲线顶管技术。外包钢板复合式钢筋混凝土管和钢筋混凝土管道的顶距已达100~290m，钢管的顶距已达1200m。2002.1嘉兴污水处理排海工程中，利用直径为2米的钢筋混凝土顶管，实现了一次顶进2060米。 1.2顶管法的关键技术1）方向控制：与设计轴线一致，对顶力的影响，保证中继环正常工作；2）顶力大小及方向：管尾顶进方式，顶进距离必然受到限制，一般采用中继环接力；3）工具管开挖面正面土体的稳定性；4）承压壁后靠结构及土体的稳定性 2顶管设计工作井设置，顶管顶力估算以及承压壁后靠结构及土体的稳定问题。2.1顶管工作井设置2.2顶管顶力估算2.3顶管承压壁后靠土体的稳定验算2.4管线设计（可参考盾构结构设计） 2.1顶管工作井设置1）供顶管机头安装用的顶进工作井（称顶进井）；2）供顶管工具管进坑和拆卸用的接收工作井（称接收井）。（a）双向顶进；（b）单向顶进 顶管工作井的深度（1）顶进工作井h1——地表至导轨顶的高度（m）；h2——导轨高度（m）；h3——基础厚度（包括垫层）（m）。 （2）接收工作井H2——地表至基底的高度（m）；h1——地表至支承垫顶的高度（m）；h3——基础厚度（包括垫层）（m）h4——支承垫厚度（m）； 2.2顶管顶力估算克服顶管管壁与土的摩阻力及前刃脚切土时的阻力：N1——管顶以上的荷载；N2——全部管道自重；E——顶管两侧的土压力；R——土对钢刃脚正面的单位面积阻力k——系数，一般采用1.2。 2.3顶管承压壁后靠土体的稳定验算 3常用顶管工具管顶管工具管有手掘式、挤压式、泥水平衡式、三段两铰型水力挖土式和多刀盘土压平衡式等。 手掘式顶管工具管：正面全敞开挤压式顶管工具管：网格切土装置或刃脚放大 泥水平衡式顶管工具管 大刀盘土压平衡顶管机 地表沉降一般顶管工具引起的地表沉降量可控制在50~100mm，而采用泥水平衡式顶管工具管引起的地表沉降量更在30mm以下。顶管工具管的基本原理及施工工艺与盾构基本相似。 4中继环4.1中继接力原理顶进阻力超过主千斤顶的容许总顶力、管节容许的极限压力和工作井承压壁后靠土体极限反推力三者中之一，采用中继接力顶进技术。采用中继接力技术时，将管道分成数段，在段与段之间设置中继环。 中继环示意图采用中继接力技术以后，管道的顶进长度不再受承压壁后靠土体极限反推力大小的限制，只要增加中继环的数量，就可增加管道顶进的长度。 4.2中继环构造（1）短冲程千斤顶组（冲程为150～300mm，规格、性能要求一致）；（2）液压、电器与操纵系统；（3）壳体和千斤顶紧固件、止水密封圈；（4）承压法兰片。