頂管法

構(gòu)成：頂進(jìn)設(shè)備、掘進(jìn)機(jī)（工具管）、中繼環(huán)、工程管、排土設(shè)備等五部分組成。

1、頂進(jìn)設(shè)備

主頂進(jìn)系統(tǒng)——主油缸：2～8只，行程1～1.5m，頂力300～1000t/只；

單只千斤頂頂力不能過大：千斤頂、管段、后座材料。

主油泵：32-45-50MPa；操縱臺(tái)、高壓油管。

頂鐵：彌補(bǔ)油缸行程不足，厚度﹤油缸行程

導(dǎo)軌：頂管導(dǎo)向

中繼間——中繼油缸、中繼油泵或主油泵。

2、掘進(jìn)機(jī)

按挖土方式和平衡土體方式不同分為：

手工挖土掘進(jìn)機(jī)、擠壓掘進(jìn)機(jī)、氣壓平衡掘進(jìn)機(jī)、泥水平衡掘進(jìn)機(jī)、土壓平衡掘進(jìn)機(jī)。

工具管：無刀盤的泥水平衡頂管機(jī)又稱為工具管，是頂管關(guān)鍵設(shè)備，安裝在管道最前端，外形與管道相似，結(jié)構(gòu)為為三段雙鉸管。

作用：破土、定向、糾偏、防止塌方、出泥等功能。

組成：沖泥倉(cāng)（前）、操作室（中）、控制室（后）設(shè)水平鉸鏈和上下糾偏油缸，調(diào)上下方向（即坡度）

設(shè)垂直鉸鏈和水平糾偏油缸，調(diào)左右方向（水平曲線）、泥漿環(huán)、控制室、左右調(diào)節(jié)油缸、上下調(diào)節(jié)油缸、

操作室、吸泥管、沖泥倉(cāng)、柵 格、工具管結(jié)構(gòu)

3、中繼環(huán)

頂管阻力

正面——不變

側(cè)面摩擦力——隨頂進(jìn)距離增大顯然，將長(zhǎng)距離頂管分成若干段，在段與段之間設(shè)置中繼環(huán)，接力頂進(jìn)設(shè)備可使后續(xù)段只克服頂進(jìn)管段側(cè)面摩擦力即可。按自前至后順序開動(dòng)中繼環(huán)油缸，頂進(jìn)管道可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離頂進(jìn)。

中繼環(huán)——在中繼環(huán)成環(huán)形布置若干中繼油缸，油缸行程200mm。

中繼環(huán)油缸工作時(shí)，后面的管段成了后座，將前面相鄰管段推向前方，分段克服側(cè)面摩擦力。

4、工程管

管道主體一般為圓形，直徑多為1.5～3m。長(zhǎng)度2-4m。

中國(guó)管道材料類型

鋼筋砼管：C50以上，應(yīng)用最多，用于短距下水道中；

鋼 管：列應(yīng)用第二位，用于自來水、煤氣、

天然氣等長(zhǎng)距離頂管；

鋼管、鋼筋砼復(fù)合管：外鋼內(nèi)砼，用于超長(zhǎng)距頂進(jìn)；

鋼管、塑料復(fù)合管：外鋼內(nèi)塑，用于強(qiáng)酸性液體

及高純水輸送。

5、排土設(shè)備

人工出土——人工挖土?xí)r。

螺旋輸送機(jī)——土壓平衡頂管機(jī)。

吸泥排泥設(shè)備——泥水平衡、泥水加氣平衡頂管機(jī)。

頂管法施工是繼盾構(gòu)施工之后發(fā)展起來的地下管道施工方法，最早于1896年美國(guó)北太平洋鐵路鋪設(shè)工程中應(yīng)用，已有百年歷史。20世紀(jì)60年代在世界各國(guó)推廣應(yīng)用；近20年，日本研究開發(fā)土壓平衡、水壓平衡頂管機(jī)等先進(jìn)頂管機(jī)頭和工法。

中國(guó)從50年代從北京、上海開始試用。

1986年上海穿越黃浦江輸水鋼質(zhì)管道，應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制，激光導(dǎo)向等先進(jìn)技術(shù)，單向頂進(jìn)距離1120m，頂進(jìn)軸線精度：左右﹤±150mm，上下﹤±50mm。

1981年浙江鎮(zhèn)海穿越甬江管道，直徑2.6m，單向頂進(jìn)581m，采用5只中繼環(huán)，上下左右偏差﹤10mm。

頂進(jìn)速度最快：美國(guó)1980年，9.5小時(shí)頂進(jìn)49m。

頂進(jìn)距離最長(zhǎng)：

國(guó)外首次一次最大頂進(jìn)距離1200m，1970年，德國(guó)漢堡下水道混凝土頂管，直徑為2.6m。

中國(guó)創(chuàng)造混凝土頂管世界記錄：一次最大頂進(jìn)距離為2050m，2001浙江嘉興污水頂管，鋼筋砼管直徑2m。

中國(guó)創(chuàng)造鋼管頂管世界記錄：一次最大頂進(jìn)距離為1743m，1997年上海黃浦江上游引水工程的長(zhǎng)橋支線頂管，鋼管直徑3.5m。

長(zhǎng)大距離頂管

普通頂管一般距離≤100m，無中繼環(huán)，（某些專家認(rèn)為可能提高到300m），長(zhǎng)距離頂管﹥100m，長(zhǎng)大距離﹥1000m。

大管徑頂管

過去一般認(rèn)為頂管最大直徑為3m。日本、德國(guó)等國(guó)頂管管徑可達(dá)4～5m。

微型管頂管

過去頂管管徑一般≥300mm，最小可達(dá)75mm。

頂管按管徑分類：

大口徑： ≥2000mm

中口徑：1200 ～2000mm

小口徑：500 ～1200mm

微口徑： ≤500mm

曲線頂管

S形曲線、水平與垂直兼有曲線、小曲率半徑曲線。

自動(dòng)控制

自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)記錄、自動(dòng)糾偏，有條件情況應(yīng)列入方案比較。

1、適用于軟土或富水軟土層；

2、無需明挖土方，對(duì)地面影響小；

3、設(shè)備少、工序簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低、速度快；

4、適用于中型管道（1.5～2m）管道施工；

5、大直徑、超長(zhǎng)頂進(jìn)、糾偏困難。

可穿越公路、鐵路、河流、地面建筑物進(jìn)行地下管道施工。

6、可以在很深的地下鋪設(shè)管道。

1、頂力問題：增加中繼環(huán)和泥漿潤(rùn)滑。

中繼環(huán)間距20—200m，越靠近工具管間距越??；

泥漿作用：潤(rùn)滑、減沉。泥漿材料：膨潤(rùn)土泥漿，穩(wěn)定、失水少。

注入孔設(shè)置：軸向——工具管相鄰3-4節(jié)為有孔管，之后每隔2-5節(jié)設(shè)有孔管。環(huán)向——周圈均勻設(shè)3-4個(gè)壓漿孔。

壓漿原則：先壓后頂，隨頂隨壓，及時(shí)補(bǔ)漿。

2、方向控制：計(jì)算機(jī)控制、激光導(dǎo)向或三段雙鉸管。

3、正面土體控制：局部加壓（沖泥倉(cāng)）、泥水平衡、土壓平衡頂管機(jī)應(yīng)用。

頂管設(shè)備

千斤頂1000t：行程200mm，6.5萬元/只，一般兩只。

油管20元/m，15KW電動(dòng)泵1.5萬元。

千斤頂500t：行程200mm，1.8萬元/只，一般兩只。

7.5KW電動(dòng)泵1.5萬元。2100433B

為在地下修建涵洞或管道，用千斤頂將預(yù)制鋼筋混凝土管或鋼管逐漸頂入土層中，隨頂隨將土從管內(nèi)挖出。這樣將一節(jié)節(jié)管子頂入，作好接口，建成涵管。頂管法特別適于修建穿過已成建筑物或交通線下面的涵管 。

頂管法施工，地下管道需要穿越鐵路、道路、河流或建筑物等障礙時(shí)的施工方法。一般在管道兩端先設(shè)兩個(gè)工作井坑(出發(fā)井和接收井),在工作井坑內(nèi)安排頂進(jìn)設(shè)備和出土并進(jìn)行卸管、接管、測(cè)量等工作。在坑底底板上設(shè)置導(dǎo)向基座,管段卸放就位后,由一組支承于井坑后座上的千斤頂將管段逐節(jié)頂入土中,在頂進(jìn)同時(shí)頂管工具頭亦在前方挖土。當(dāng)頂進(jìn)的管道較長(zhǎng)時(shí),需加設(shè)中繼間。增設(shè)一種特殊設(shè)備,還可進(jìn)行曲線頂管。按挖土方式,分機(jī)械頂進(jìn)、擠壓頂進(jìn)和人工挖土法頂進(jìn)等。此法也可用來頂進(jìn)箱涵和地道等結(jié)構(gòu)物。

頂管法施工技術(shù)，是指用千斤頂將預(yù)制的鋼筋混凝士管道分節(jié)頂進(jìn)，并利用最前面的工具頭進(jìn)行挖土的一項(xiàng)地下掘進(jìn)技術(shù)。以往對(duì)地下直徑較小的管道可采用頂管法施工,隨著技術(shù)進(jìn)步，直徑較大的管道也可以用項(xiàng)管法施工，甚至可與盾構(gòu)法媲美。

用千斤頂將預(yù)制的鋼筋混凝士管道分節(jié)頂進(jìn)，并利用最前面的工具頭進(jìn)行挖土的一項(xiàng)地下掘進(jìn)技術(shù)。以往對(duì)地下直徑較小的管道可采用頂管法施工,隨著技術(shù)進(jìn)步，直徑較大的管道也可以用項(xiàng)管法施工，甚至可與盾構(gòu)法媲美。在上海黃浦江上游引水工程中，將直徑3.5 m 的鋼管一次項(xiàng)進(jìn)1743 m,創(chuàng)世界之最。國(guó)外頂管技術(shù)最先進(jìn)的國(guó)家是德國(guó)。