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能建技术帖|顶顶顶,顶管施工~

中国能建 2022-11-06


噪音不断

路面挖坑

城镇道路施工中的烦恼

生活中想必经常遇到



不怕!

解决这个问题

其实也不难

今天要介绍的这项施工技术

就能轻松化解

它就是——

顶管施工



什么是顶管施工

别着急

小编跟你一起来研究

↓↓↓↓↓

顶管施工是一种在不开挖或者少开挖路面的情况下,埋设管道的施工技术,可彻底解决管道埋设施工对城市建筑物的破坏和造成交通堵塞的难题,在稳定土层和环境保护方面具有优势。


在中国能建南方建投岳阳项目中,白石岭北路雨污分流改造工程DN3000的雨水管道(目前湖南地区管径最大的雨水管道)就采用了这个技术。




顶管施工的优点有哪些?

  • 降低工程总造价。可节约大量土方工程、沟管基座材料,减少基坑支护作业的工程量,减少开挖、回填和路面修复。


  • 降低交通压力。对城市交通干扰小,施工面由线缩成点,占地面积小,且不会导致路面沉降以至产生裂纹,避免了路面重修。


  • 较少对地面建筑物的拆迁


  • 利于文明施工。泥水平衡法施工避免了泥水横溢和稀泥乱堆放的不良现象,确保自然环境不受污染。


  • 安全系数高。先进顶管方法是全自动摇控,不需工人在管道内工作。



顶管机与盾构机有什么区别?

盾构机通常用于大直径断面岩石和土体掘进,顶推装置在前方,因此较为灵活,可以长距离施工,可有一定曲线半径。


顶管机通常用于小直径断面岩石和土体掘进,其核心就是将一些原本集成在盾构机内部的功能部件拿出来,以缩小其尺寸,顶推装置在工作井里。此外,相较于盾构机需要拼装管片进行支护,顶管机可在掘进切削的同时,由推进的管节发挥支护作用。


因此,通常在距离较短、线路简单的市政工程施工中,顶管机的性价比要比盾构机高很多。


明白了吧

相对简单的地下施工

顶管施工挺管用

那么

要把管子顶成功

怎么做?

总共分3

1步:先根据设计图纸在合适的地方圈两块地

然后在这两个区域内分别划出工作井和接收井

2步:进行工作井、接收井的沉井施工


沉井施工,首先要根据对拟建场地的土层特征、地下水位及施工条件的综合分析,选择合适的沉井方法。


岳阳项目的沉井采用沉井法和逆作法的施工方法。沉井法即采用长臂或抓斗挖掘机依次挖除沉井内土方使其自沉。逆作法即逆做护壁,正做井室的施工方法。


沉井法图示


挖井这个过程,我们可以称其为——

Tips:沉井施工也是一项很复杂的工作,今天是顶管专场,有关沉井施工的细节我们后面再说。

3步:用顶管机将工作井和接收井之间贯通


沉井完成后,将根据主顶推力等参数进行后背受力计算,以保证后背墙在设计顶进力的作用下不被破坏。

然后再请上我们顶管施工的主角——顶管机

顶管机是市政地下非开挖工程所使用的机械设备的总称,可分为土压平衡顶管机、泥水平衡顶管机、微型顶管机等自动式顶管机和机械顶管(人工)。


岳阳项目采用的顶管机是一种泥水输送式岩石顶管机,顶管机刀盘由一台或多台电机驱动,并通过行星减速器,以较低的速度旋转运动。与此同时,后方主油顶徐徐往前顶进,刀盘削下来的泥土通过进泥口进入泥水仓,泥水输送系统将一定比重的泥水输送到泥水仓内与切下来的泥土混合,再经管道将泥浆输送出去。

激光测量


泥水输送式顶管机为机外操作、集中控制型式的顶管机,在顶管机的中心处安装有激光作为测量靶,可让操作人员在地面控制室中检测到整个操作系统,并观察掘进机内的土压、油压、激光束位置。

顶管机在操作人员的控制下慢慢顶进,最终工作井与接收井之间被贯通,管道随即敷设到位。


把以上步骤整理一下

就是我们整个顶管施工的工艺流程了

整个过程看起来简单,但实际顶管过程中往往不是一帆风顺的。比如在岳阳项目2.4米顶管施工过程中,顶管机主要在中风化板岩层中穿行,地质为板状构造,薄层夹中厚层状,岩石中等风化。此种地质结构较复杂,受到震动易产生岩体局部脱落,在顶进后脱落岩体会挤压管道,造成压力激增。


貌似鸭梨山大!

有时还会遇上顶管方向失控的问题,造成行程偏移较大。

除此之外,顶管过程中还有可能有管道接口处钢套环同心度超差和焊口开裂等问题。
每一个问题都很棘手,但这难不倒我们经验丰富的工程师们,通过勤查勤纠、集思广益,一个个难题被攻克,一节节管子被顶进,一个个目标相继完成。


目前,岳阳项目各项工作正有序开展,预计今年底,白石岭北路雨污分流改造工程的管道将全部贯通,助力提升片区水环境。




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素材来源:中国能建南方建投制图:彭滢心编辑:中国能建新闻中心
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