顶管工程施工详解PPT.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,顶 管 施 工,1,目标井,不需要开挖面层，能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河流,工作坑,2,开槽施工,顶管施工,3,顶管施工,为减少对交通的干扰和避免大开挖，,大口径管节在埋深大于3,m,时,，可采用顶管法埋设。,顶管操作在,工作坑,内进行。工作坑位于检查井位置。管节下到坑内，用,液压千斤顶,顶入土壤。管节前有,“,机头,”,导进，千斤顶后有,后座,支撑。,接口在顶进操作中完成,，水密性较好，竣工后,不作水压试验,。,4,大量全网范围最多市政课件、免费下载：,构 施 工,29,一,.,盾构施工组成,30,31,二,、,盾构工法的原理,盾构机,盾构隧道,定义：用盾构机一边防止土砂的坍塌，一边进行挖掘，推进，并在盾尾进行衬砌作业从而修建排水管道的方法。,32,33,盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。,34,35,36,37,具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。,特点,38,根据工作原理：,一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构）。,根据开挖方法：,可分为：敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等。为了减少盾构施工对地层的扰动，可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层，然后在切口内进行土体开挖与运输。,分类定义,39,第四节 井 点 降 水,40,井点,概 念,一组口径,50mm,左右、深,8m,左右的管井,适用条件,地下水位高，水量大，土质为粉性和沙性土，易出现流沙时,分类,轻型井点,喷射井点,在地下水位接近地面的城镇，其排水管道在敷设施工时，常需降低地下水位。,组 成,井点管、集水总管、抽水设备（真空泵和水射泵系统）,41,井点现场图,42,一、,真空泵抽水系统,井点排水要求降低的水位不大，不超过数米，所排水量一般较小，因此常,采用真空系统抽水,。,采用,真空泵的井点称为轻型井点,，轻型井点降水深度一般不超过,6,m,。,43,二、水射泵抽水系统,有自来水的地方，可,用水射泵形成真空，称为喷射井点,。水射泵造成的真空度较高，降水深度可达,8,m,。,在管道施工中，井点常沿沟槽排列成行，用总管连接，总管通真空系统。,44,三、井点布置形式及要求,井点降水常用于开槽埋管。井点的布置沿管槽排列成行，用总管连接，总管又连通井点的抽水设备。,轻型井点布置分类,单排线状,双排线状,环 状,45,1,、井点布置形式,单排线状井点,46,单排线状井点布置图,1井点管 2总管 3抽水设备,1,、井点布置形式,47,1,、井点布置形式,双排线状井点,48,双排线状井点布置图,1,、井点布置形式,49,1,、井点布置形式,环状井点,50,环状井点布置图,1,、井点布置形式,51,2,、井点布置要求,井管距离槽壁一般应大于1,m，,井点管间距一般选用0.8,m、1.2m、1.6m。,一台干式真空泵可接总管长度60-80,m，,井点管约50根；一台水射泵可接总管长度30-40,m，,井点管约30根。,水射泵形成的真空度比真空泵高,。,真空泵系统的降水深度不超过6,m，,而水射泵可达到8,m。,52,井点施工程序,在使用井点降水时，要把其对周围环境的影响降到最小程度。,开挖井点沟槽，铺设集水总管,安装抽水机组，连接集水总管,冲孔、埋设井点管，灌填砂滤料，将井点管同集水总管连接,四、井点的施工,53,井点施工程序,井点施工一般程序为：,一是开挖井点沟槽，铺设集水总管；,二是冲孔、埋设井点管，灌填砂滤料，将井点管同集水总管连接；,三是安装抽水机组，连接集水总管。,54,排水管渠工程的施工准备和验收,55,56,排水管道工程,施工准备,竣工验收,工程施工,管道埋设,检查井砌筑,57,施工准备,工程交底,工程设计意图、设计内容、施工要求、事故预防、环境影响,编制施工组织设计,施工说明,施工设计图,施工计划表,施工预算,现场核查,地质状况、地下管线与建筑物、施工条件：水、电、路、通讯、施工通道、堆场,58,编制施工组织设计,施工说明,施工设计图,施工计划表,施工预算,工程性质、范围、工期；,施工方法和进度；,施工材料和机具设备；,确保工程质量和安全施工的技术措施；,劳动力安排；,施工用地安排；,雨季、冬季、汛期的施工措施。,施工总平面图、施工分段图、施工工艺图,总进度计划表、材料供应计划表、机具设备供应计划表、劳动力安排计划表。,预算编制说明、分类工程量计算清单、工程预算,59,竣工验收,初步验收,由施工单位组织，邀请有关工程建设单位、工程设计单位、监理单位、质量管理部门和工程接管单位参加,竣工终验,建设单位组织，必须对工程竣工技术资料进行详细验收,60,竣工技术资料,竣工阶段文件,前期阶段文件,施工阶段文件,工程项目的有关请示、批复、批准文件、立项报告、可研报告、初设报告及其批复、工程概况、施工合同、规划许可证、工程地质勘查报告、设计计算书,工程开工及竣工申请报告、施工组织设计、工程预算清单、交领桩记录、工程控制点及施工基准线放样、复核记录、工程质量检查文件。施工材料质量保证文件、设计变更依据性文件、监理工作文件,工程竣工报告、各专业竣工验收鉴定证书、工程质量保修书、工程决算、施工总结、全套施工图,61,目前世界上的顶管技术已经发展到了十分成熟的阶段，各种各样的顶管方式方法出现。,施工,技术原理,同,：一般都是垂直地面做工作井，然后用高压液压千斤顶，将水泥或者钢制管道顶入地下,各种技术的,差别,就在于运输管道内挖掘出来的泥土，石头等渣子的方法，有人工的，有水抽式的，先进的还有遥控的。,62,非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术,不容易施工好,非开挖工程技术,彻底解决,了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。,这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。,63,非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语，它涉及的是利用少开挖，即工作井与接收井要开挖，以及不开挖，即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换，顶管直径,DN8004500,mm,。,通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工作井内的管子可在地下穿行,1500,米以上，并且还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。,64,技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。特别适用于大中型管径的非开挖铺设。具有经济、高效，保护环境的综合功能。,不开挖地面；不拆迁，不破坏地面建筑物；不影响交通；不破坏环境；施工不受气候和环境的影响；不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，综合造价低。,65,我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天燃气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。,它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。,节约一大笔征地拆迁费用,减少对环境污染和道路的堵塞,具有显著的经济效益和社会效益。,66,顶管施工是继,盾构,施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。,顶管施工借助于主顶油缸及管道间,中继间,等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。,与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。,67,目前，在顶管施工中最为流行的有三种平衡理论：,气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。,顶管施工最突出的特点就是适应性问题。,针对不同的地质情况、施工条件和设计要求，选用与之适应的顶管施工方式，如何正确地选择顶管机和配套辅助设备，对于顶管施工来说将是非常关键的,.,68,非开挖,顶管施工采用油压驱动，施工时噪音远远小于开槽式敷设管道，几乎没有,地盘沉降,的现象，对周遭的影响降低到最小程度。而且在较深的埋深情况下施工成本要小于开槽式敷设管道。,69,无需隔断交通,噪音以及震动都很小,几个优点,70,可以在很深的地下敷设管道,可以安全的穿越铁路,71,对施工周遭的影响很小,可以穿越障碍物,72,顶管工法与其它工法比较,73,74,75,顶管机,76,顶管机械,77,顶管机械,78,顶管机械,79,顶管机械,80,导向钻进铺管钻机 最大反扩孔径,450mm,81,顶管机械,82,辽宁建平工程施工,83,辽宁兴城工程施工,84,顶管机械,85,顶管机械,86,顶管机械,87,顶管机械,88,土压泥水两用,89,顶管机械,多边形偏心破碎泥水平衡顶管机的改良型用于各种强风化、中风化的岩石。适用于软土：整机重量轻；结构简单；造价低廉；操作简单；可用停止某个刀盘的转动来达到比用纠偏油缸更好方向修正效果。,90,顶管机械,91,顶管机械,92,管道顶进方法的选择，是根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定的。,普通顶管法是在黏性或砂性土层，且无地下水影响时，采取的手掘式或机构挖掘式顶管法。,顶管的施工过程,93,（,1,）工作坑,顶管工作坑的位置的设置应便于排水、出土和运输，并对地上与地下建筑物、构筑物易于采取保护和安全生产措施。,采用装配式后背墙由方木、型钢或钢板等组装而成，组装后的后背运动员具有足够的强度和刚度。,工作坑的支撑应形成封闭式模框架，矩形工作坑的四角应加斜撑。,94,黄石工地工作井,95,黄石工地工作井,96,江西,xx,土顶工作照,97,武穴施工,600,管道,98,xx,施工中的鹅卵石,99,xx,开顶前的准备工作,100,xx,机头顶进中,101,（,2,）设备安装,导轨：选用钢质材料制作，安装牢固、顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致。在使用中经常检查校核导轨，防止产生位移。,千斤顶：安装时固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道中的中心的垂线上。,油泵：与千斤顶相匹配，并用备用油泵；安装完毕后进行试运转。顶进过程中油压突然增高时，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。,顶铁：,102,分块拼装式顶铁应有足够的刚度，并且顶铁的相邻面相互垂直。,安装后的顶铁轴线应与管道轴线平等、对称，顶铁与导轨之间的接触面不得有泥土、油污。,顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管口应增加,U,型或环形顶铁。,起重设备：正式作业前应试吊，检查重物捆扎情况和制动性能；严禁超负荷吊装。,103,（,3,）顶进,将地下水位降到管底以下不小于,0.5M,处，并防止其他水源进入顶管管道。,全部设备经过检查并试运转合格后可进行顶进。顶进程序是：安装顶铁，开动油泵，顶镐活塞伸出一个行程后，关油泵，顶镐停止运行，活塞收缩，在空隙处加上顶铁，再开油泵，如此周而复始。,工具管开始顶进,5-10m,的范围内，允许偏差为：轴线位置,3mm,，高程,0+3mm.,当超过允许偏差时，采取措施纠正。,104,采用手工掘进顶进时规定：,工具管接触或切入土层后，自上而下分层开挖。,在允许超挖的稳定土层中正常顶时时，管下部,135,度范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于,15mm,；管前超挖根据具体情况确定，并制定安全保护措施。,顶管结束后，管节接口的内侧间隙按设计规定处理，设计无规定时，可采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥秒浆密封。填塞物应抹平，不得凸入管内。,105,顶进时测量工具管的中心和高程,采用手工掘进时，工具管进入土层过程中，每顶进,0.3m,，测量不少于一次；管道进入土层后正常顶进时，每,1.0m,测量一次，纠偏时增加测量次数。,全段顶完后，在每个管节接口处测量其轴线位置和高程；有错口时测出相对高差。,106,纠偏,采用小角度、顶进中逐渐纠偏,纠偏方法,挖土校正法：即在管子偏向一侧少挖土，而在别一侧多超挖些，强制管子在前进时向另一侧偏移。适用于偏差为,10-20mm,时。,木杠支撑法：如管端下陷，管子发生错口时，可采用木杠支撑法方法校正，适用于偏差为,20mm,时。,107,顶进过程中，出现下列紧急情况时应采取措施进行处理：,工具管前方遇到障碍后墙变形严重顶铁发生扭曲现象管位偏差过大且校正无效顶力超过管端的允许顶力油泵、油路发生异常现象接缝中漏泥浆,108,顶管工作坑、接收坑和洞口止水装置,109,掘进机,110,主顶管装置,111,顶铁,112,基坑导轨、后座和测量装置,113,顶管施工的中继间,114,顶管施工的中继间,115,顶管施工的中继间,116,117,118,施工工艺图,119,顶力,-,管径变化,120,顶力,-,顶距变化,121,122,顶管施工,123,124,125,顶管施工,126,顶管工法,开放型,密封型,刃口推进工法,泥水式推进工法,土压式推进工法,泥浓式推进工法,顶管工法分类,127,128,顶进面状况,管内掘削状况,129,井内出土状况,井上门吊出土,130,泥水推进工法,通过刀盘以及顶速平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力。,采用流体输送切削入泥仓的土体，顶进过程中不间断，施工速度快。无需地盘改良或降水处理，施工后地表沉降小。,131,132,133,泥水平衡顶管机可在地下水压力较高以及土质变化范围较大的条件下使用。一般管径在,1350,一下采用。泥水顶管施工总推力比较小，对所顶管子周围土体扰动小，易控制地面沉降，可实现连续出土作业，顶进速度较快,特点：,1,、减速机与刀盘同轴线，无偏心。,2,、具备独立泥水、注浆系统、刀盘清洁装置。尤其适合,N,值较大的硬土。,3,、顶进速度快，最快顶进速度每分钟,60mm,。,4,、施工精度高，上、下、左、右可纠偏，最大纠偏角度,2.5,度，并可作较长距离的顶进,适合土质：软土层、流砂层、粉砂层、粘土层、砂砾层。,134,土压式推进工法,通过向切削仓内注入一定比例的混合材料，使得充满泥仓的泥土混合体平衡正面土压以及地下水压力。,无需泥浆泵等后部配套装置，整机造价低廉。,无需泥浆处理，施工成本低。,135,136,泥浓式推进工法,可以不加破碎的排出孔径约为顶管机直径,1/3,的砾石,采用了二次注浆方法，大大的减少了磨阻力，适合长距离顶进,137,138,其他分类,偏心破碎泥水平衡顶管机,刀盘可伸缩泥水平衡顶管机,岩盘破碎泥水平衡顶管机,沙砾石专用泥水平衡顶管机,遥控型土压平衡顶管机,超级水力切割顶管机,单刀盘土压平衡顶管机,多刀盘土压平衡顶管机,矩形顶管机,微型无排土挤压顶管机,土压泥水两用顶管机,局部气压平衡顶管机,139,非开挖导向钻机铺设地下管道是二十世纪末的一项国际先进技术,地表干扰极小的情况下，无需开挖工作坑，不破坏环境不破坏道路和建筑物的结构，不影响交通，定位准确，施工快捷，安全性好。,广泛用于公路、铁路、街道、河流及建筑物。,顶管适用几种土质及选型,140,1,、,淤泥质黏土,此种软土的形成是在较弱的海浪岸流及潮汐的水动力作用下逐渐形成的。土的颜色多呈灰色或黑灰色，光润油滑且有腐烂植物的气味，多呈软塑或半流塑状态。其天然含水量很大，一般都大于,30%,，饱和度一般大于,90%,，液限一般在,35-60%,之间，软土的天然重度较小，约在,15-19KN/m3,之间。孔隙比大于,1,，天然含水量高、孔隙比大，所以具有软土地基变形大，强度低的特点。,顶管适用几种土质及选型,141,2,、,砂性土,由于曾受到海水的冲击，部分地区沉积层含有海水所搬运的大量沉积物，其中主要为细砂及粉砂。含黏土的成分较少，所以称为砂性土。砂性土的土颗粒较一般的黏土大，一般在,20,以上，土颗粒之间的凝聚力较小，呈单粒结构。孔隙比较大，很容易在水动力的作用下产生流沙现象。,142,3,、,黄土,凡以风力搬运沉积又没有经过次生扰动的、无层理的黄色粉质、含碳酸盐类并具有肉眼可见的、大孔的土状沉积物成为黄土（也称原生黄土），其它成因的、黄色的、又常具有层理和夹有砂、砾石层的土状沉积物称之为黄土状土（也称次生黄土）。,143,4,、,强风化岩,强风化岩是指风化很强的岩石，此种土质的组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化，含有大量黏土质黏土矿物。风化裂隙很发育，岩体被切割成碎块，干时可用手折断或捏碎，浸水或干湿交替时可较迅速地软化或崩解。用镐或锹可挖掘，干钻可钻进。,144,5,、,微风化及中风化岩,微风化岩是指岩质新鲜，表面稍有风化迹象的岩石，强度大于,50Mpa,，硬度很高的岩石。在此地层中顶进较困难，而且一般顶进距离超过,100,米时需要更换刀头。中风化岩较软，其组织结构部分破坏。矿物成分发生变化，用镐难挖掘。,145,对于顶管工程来说，针对不同的土质情况（包括地表、土中勘察等等其他情况）选用不同的机型是很关键的，甚至直接关系到顶管施工的成败。针对性的掘进机选型就成了顶管成败的重中之重。,146,