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商家资讯
顶管施工中的问题及预防
发布者:新疆钻鑫非开挖管道工程有限公司 发布时间:2025-06-24 来源:季晨网
一、顶管施工的特点和技术
1、顶管施工特点
(1)优良的顶管施工不需要封路,选择的工作井和接收井位于闲置的地方,所以顶进时道路交通照常畅通。
(2)不需要开挖、回填和路面修复,因此与大开挖施工相比,可以降低工程总造价。
(3)泥水循环法避免了泥水和泥水堆积的不良现象,保证了自然环境不受污染,并能实现文化建设。
(4)优秀的顶管技术是自动遥控,不需要工人在管道内工作,既免去了工人繁重的劳动任务,又保证了工人的安全。
(5)优顶管在推进过程中,挖机和管道周围处于主动土压和强制土压之间,对原土扰动很小,不会造成路面沉降和开裂,避免了路面改建。
2.顶管施工技术
顶管施工技术是管道铺设技术的一种。不需要开挖土方,在带遥控组件的顶管机后面使用推力较大的液压千斤顶,使机器及其跟随的管道穿越土层,到达预先设计的位置,称为顶督工程。在顶管机前方进行开挖,开挖物通过泥浆回收系统由泵挤出,到达地表。顶管施工的基本原理是:从土中挖出两个基坑井,然后从工作井放入管接头。通过主顶进千斤顶或接力室顶进机械的顶进,将管接头推出工作井预留口,穿过土层到达吸水井预留口,再穿过吸水井预留口,形成管道施工。
目前,公认的顶管施工技术分为手挖顶管和密封机械顶管。其中,机械顶管常用的施工工艺有泥度平均法和土压力平均法。顶管常用的管材有混凝土管、钢管、夹砂玻璃钢管。
目前常用的顶管施工方法是泥浆级顶管施工法,其施工原理是:通过导向头的切割碾压作用,将土、砂、石粉碎,然后向一根钢管内注水,混合成泥浆,泥浆由另一根钢管吸出。将泥浆放入离心机中进行离心脱水,然后用漏斗车将干土卸到垃圾场,分离出的水返回到储水箱中反复循环使用。施工验收的重要设备是信息化全自动顶管机。
二、顶管施工中经常遇到的问题及防控误区
1、管道轴线误差过大。
顶管轴线与管道设计轴线误差过大,使管道曲折,甚至造成管接头损坏,接口泄漏。
(1)原因分析。
①地层前阻力不对称,使物管受力不对称,造成导向误差。
(2)顶管背部位移或不符,使顶力偏移。
③千斤顶不同步,或千斤顶顶力相差较大,或放置精度不够,造成顶力找正误差。
(2)谨防失误。
①顶管施工前,应仔细观察管道通过区的地质环境,配置测力组件,指导整改。要按照常测、常纠、小纠的手法技巧进行整改。
(2)接受同规格的液压千斤顶,使其顶力、距离、速度一致,并保持顶力线与管道中线重合。
③加强对顶管背部施工质量的控制,确保背部不会移位,并使背部平整,以保证顶进设备的放置精度。
④顶升过程中,应随时绘制顶升曲线,以指导顶升纠偏工作。
2.地面沉降和隆起
顶管施工过程中或施工结束后,在管道轴线两侧不可避免的限制范围内会发生地面沉降或隆起,影响管道周围的设备、道路交通、管道等公共设施,甚至危及公共设施的使用和安全。
(1)原因分析。
①掘进机前部不平衡土压力引起的沉降和隆起。从平均土压掘进机的角度来看,当掘进机截割和充分混合时,进土仓内会形成塑性和流动性更大的土体。当正土压力介于强制土压力和主动土压力之间时,土将下沉或上升。现实中,由于土质变化较大,往往根据地表争议来彻底把握差异较大,无法精确控制,造成土压力的不平衡,引起沉降。此外,由于一些土压一般的钻孔机对土体的适应不太好,如刀盘切削面积过小,驱动速度或螺旋输送机转速无法调节,不利或不便掌握土压,造成土压不稳定引起沉降和隆起。
②管道周围休闲引起的沉降和隆起。管道周围的空闲是由掘进机纠偏或曲线顶推引起的,因为纠偏和曲线顶推时形成的管道横截面积大于管道的横截面积,其空闲是由周围土壤的补充引起的沉降引起的。现在普通顶管采用触变泥浆减摩技术,掘进机外径比管道外径大2 ~ 3mm,形成泥浆套筒,灌浆不充分会造成沉降。
③管道与周围土壤的冲突引起的沉降和隆起。管道顶推时与周围土体发生冲突,往往导致土体的剪切扰动、土体移动和地面沉降。这种剪切扰动在管道接头不成形、接头不满意或管道不顺直时会加剧,增加地面沉降和隆起。
④管道接口泄漏引起的沉降和隆起。当管道接口密封圈安装不当或管端受力不均而损坏,管道接口因过度弯曲而密封不好时,更有可能出现接口渗漏和水土流失,这种土层流失一定会造成地面沉降和隆起。而且管道接口的渗漏还会造成触变性泥浆的流失,大大降低了支土和减少冲突力的效益,还可能造成以上两种原因的沉降和隆起。
1、顶管施工特点
(1)优良的顶管施工不需要封路,选择的工作井和接收井位于闲置的地方,所以顶进时道路交通照常畅通。
(2)不需要开挖、回填和路面修复,因此与大开挖施工相比,可以降低工程总造价。
(3)泥水循环法避免了泥水和泥水堆积的不良现象,保证了自然环境不受污染,并能实现文化建设。
(4)优秀的顶管技术是自动遥控,不需要工人在管道内工作,既免去了工人繁重的劳动任务,又保证了工人的安全。
(5)优顶管在推进过程中,挖机和管道周围处于主动土压和强制土压之间,对原土扰动很小,不会造成路面沉降和开裂,避免了路面改建。
2.顶管施工技术
顶管施工技术是管道铺设技术的一种。不需要开挖土方,在带遥控组件的顶管机后面使用推力较大的液压千斤顶,使机器及其跟随的管道穿越土层,到达预先设计的位置,称为顶督工程。在顶管机前方进行开挖,开挖物通过泥浆回收系统由泵挤出,到达地表。顶管施工的基本原理是:从土中挖出两个基坑井,然后从工作井放入管接头。通过主顶进千斤顶或接力室顶进机械的顶进,将管接头推出工作井预留口,穿过土层到达吸水井预留口,再穿过吸水井预留口,形成管道施工。
目前,公认的顶管施工技术分为手挖顶管和密封机械顶管。其中,机械顶管常用的施工工艺有泥度平均法和土压力平均法。顶管常用的管材有混凝土管、钢管、夹砂玻璃钢管。
目前常用的顶管施工方法是泥浆级顶管施工法,其施工原理是:通过导向头的切割碾压作用,将土、砂、石粉碎,然后向一根钢管内注水,混合成泥浆,泥浆由另一根钢管吸出。将泥浆放入离心机中进行离心脱水,然后用漏斗车将干土卸到垃圾场,分离出的水返回到储水箱中反复循环使用。施工验收的重要设备是信息化全自动顶管机。
二、顶管施工中经常遇到的问题及防控误区
1、管道轴线误差过大。
顶管轴线与管道设计轴线误差过大,使管道曲折,甚至造成管接头损坏,接口泄漏。
(1)原因分析。
①地层前阻力不对称,使物管受力不对称,造成导向误差。
(2)顶管背部位移或不符,使顶力偏移。
③千斤顶不同步,或千斤顶顶力相差较大,或放置精度不够,造成顶力找正误差。
(2)谨防失误。
①顶管施工前,应仔细观察管道通过区的地质环境,配置测力组件,指导整改。要按照常测、常纠、小纠的手法技巧进行整改。
(2)接受同规格的液压千斤顶,使其顶力、距离、速度一致,并保持顶力线与管道中线重合。
③加强对顶管背部施工质量的控制,确保背部不会移位,并使背部平整,以保证顶进设备的放置精度。
④顶升过程中,应随时绘制顶升曲线,以指导顶升纠偏工作。
2.地面沉降和隆起
顶管施工过程中或施工结束后,在管道轴线两侧不可避免的限制范围内会发生地面沉降或隆起,影响管道周围的设备、道路交通、管道等公共设施,甚至危及公共设施的使用和安全。
(1)原因分析。
①掘进机前部不平衡土压力引起的沉降和隆起。从平均土压掘进机的角度来看,当掘进机截割和充分混合时,进土仓内会形成塑性和流动性更大的土体。当正土压力介于强制土压力和主动土压力之间时,土将下沉或上升。现实中,由于土质变化较大,往往根据地表争议来彻底把握差异较大,无法精确控制,造成土压力的不平衡,引起沉降。此外,由于一些土压一般的钻孔机对土体的适应不太好,如刀盘切削面积过小,驱动速度或螺旋输送机转速无法调节,不利或不便掌握土压,造成土压不稳定引起沉降和隆起。
②管道周围休闲引起的沉降和隆起。管道周围的空闲是由掘进机纠偏或曲线顶推引起的,因为纠偏和曲线顶推时形成的管道横截面积大于管道的横截面积,其空闲是由周围土壤的补充引起的沉降引起的。现在普通顶管采用触变泥浆减摩技术,掘进机外径比管道外径大2 ~ 3mm,形成泥浆套筒,灌浆不充分会造成沉降。
③管道与周围土壤的冲突引起的沉降和隆起。管道顶推时与周围土体发生冲突,往往导致土体的剪切扰动、土体移动和地面沉降。这种剪切扰动在管道接头不成形、接头不满意或管道不顺直时会加剧,增加地面沉降和隆起。
④管道接口泄漏引起的沉降和隆起。当管道接口密封圈安装不当或管端受力不均而损坏,管道接口因过度弯曲而密封不好时,更有可能出现接口渗漏和水土流失,这种土层流失一定会造成地面沉降和隆起。而且管道接口的渗漏还会造成触变性泥浆的流失,大大降低了支土和减少冲突力的效益,还可能造成以上两种原因的沉降和隆起。