特大直径钢顶管工程中的顶管机改进及测量控制技术
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篇1：特大直径钢顶管工程中的顶管机改进及测量控制技术
特大直径钢顶管工程中的顶管机改进及测量控制技术
以海泰国际大厦地下车行通道的钢项管工程为背景,介绍了在浅覆土、砂性土中顶管机的'选型和机头改造技术,以及在大夹角斜向出(进)洞和顶进过程中的法面测量控制技术.
作 者：张朝彪 周杜鑫 王恺华 Zhang Zhaoyang Zhou Duxin Wang Kaihua 作者单位：上海市机械施工有限公司,上海,72 刊 名：建筑施工 英文刊名：BUILDING CONSTRUCTION 年，卷(期)： 31(3) 分类号：U455.47 关键词：顶管机选型 机头改造 大夹角 姿态控制篇2：全站仪顶管施工测量控制系统
全站仪顶管施工测量控制系统
顶管施工常被用于管道穿越公路、铁路、河流及重要建筑物,或在冬、雨季时的施中使用. 传统的.顶管施工测量,效率低而且精度又难以保证,本文介绍的全站仪顶管施工测量控制系统,采用一站式实时中线和高程控制,仪器与便携式电脑连接配以相应软件,不仅即时显示测点的轨迹,同时可直接得到管中线方向及高程的偏差.通过分析论证表明,该方法既保证了测量精度,又极大提高了施工效率.
作 者：梁玉保 押朝伍 王孟波 LIANG Yu-bao YA Chao-wu WANG Meng-bo 作者单位：梁玉保,LIANG Yu-bao(平顶山工学院测量与国土信息系,河南平顶山,467001)押朝伍,YA Chao-wu(平煤集团公司六处,河南平顶山,467000)
王孟波,WANG Meng-bo(郑州广源工程监理咨询有限公司,郑州,450000)
刊 名：测绘科学 ISTIC PKU英文刊名：SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING 年，卷(期)： 32(4) 分类号：P258 关键词：全站仪 顶管 施工测量 控制系统篇3：顶管技术在工程中的应用论文
摘 要：随着我国现代化城市建设的不断发展，水利工程基础建设步伐的逐步加快，地下空间开发工程逐步增多，各种地理环境的特殊性也增加了地下工程建设的难度。本文结合工程实例对水利工程中的顶管施工技术进行了阐述。
关键词：水利工程；顶管技术；设计；施工
顶管技术又称非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，属于真正的无污染、高效率的施工技术，故顶管施工必将在城市建设中得到广泛的应用和发展。为了更好地保护城市环境，方便居民，生活，减少施工造成的交通影响，目前各个城市都在积极推行顶管施工技术。
1 工程实例
2 主要工程技术
顶管施工是一种不开挖沟槽而敷设管道的工艺，它运用液压传动产生强大的推力使管道克服土壤摩阻力顶进的施工技术，主要难点是临近渠道水体，渠道水下渗引起的开挖面涌水或塌方破坏问题。
2.1 施工工序
现场调查→工程降水→测量放线→工作井定位与开挖→工作井基础、导轨及附属设施施工→后背设计与施工→顶进设备与设施准备→渠道必要的加固或停水→下管→挖土→顶进→测量校对→接口→附属工程施工→压浆。
2.2 前期准备
顶管施工属于地下工程，影响施工的因素很多，施工前应探明地质，组织施工人员认真学习施工技术文件，了解施工范围、管道沿线的地形、地质水文地质条件，完成作业范围内地下管线等调查并保护，编写好顶管施工技术组织设计，制定好可靠的进洞措施。
顶进施工前应根据设计资料，结合地形、地质情况，对涵管位置、方向、长度、出入口高程等进行校对，施工期应避开渠道供水高峰期和雨期。
工作井要保证施工期间连续排水要求，顶进作业应采取降水措施，地下水位应降至基底以下0.5～1.0m，经常保持顶管掘进机底部无积水现象，如遇积水，应及时排除，以防止土体基底软化，雨期施工还应做好地面排水。
对涵管同时布置监测点，必要时监测顶进施工期间的渠底沉降量。
管道接口形式选择钢承口管（F型）接口形式，钢套环与混凝土管处采用水膨胀橡胶止水圈止水，以防止结合面产生渗漏。施工前应检查管道接口处护口铁和承插口，钢套环接口无疵点，焊接接缝平整，并经防腐处理，承插口处不得有缺棱掉角，对外观质量及回弹强度不合格的管材应予立即退场。
2.3 总推力复核
总推力的大小确定，是以工作井能承受的最大推力、管材所能承受的最大推力和全程顶进所必须具有的推力这三者中的最小值为依据的，顶进施工前应进行复核。
根据地质勘探的结果确定管线穿越的土层的最大顶力计算公式为：
P=frD[2H+（2H+D）tan2（45°-φ/2）+ε/（rD）]L
式中：P为计算总顶力，kN；r为管道所处土层的重力密度，kN/m3；D为管道的外径，m；H为管道顶部以上覆盖土层的厚度，m；φ为管道所处土层的内摩擦角，°；ε为管道单位长度的自重，kN/m；L为管道的.计算顶进长度，m；f为管壁与土间的摩擦系数。
考虑到顶管顶进采用人工在管前端开挖，因此，计算最大顶力时只考虑管道自重及土的侧面土压力和管道与土的摩擦力即可。
核算后背1m宽度上土壤的总被动土压力，使土壁单宽上受力不大于土壤的总被动土压力，1m宽度土壤的总被动土压力计算公式为：
P=0.5rh2tan2（45°+φ/2）+2Chtan（45°+φ/2）
式中：r为土壤的重度，kN/m3；h为天然土壁后背的高度，m；φ为土壤的内摩擦角，°；C为土壤的黏聚力，kN/m2。
管材所能承受的最大顶进力（许用顶力）计算公式为：
式中：
[Fr]为许用顶力，kN；
σc为管体抗压强度，kN/m2；
A为加压面积，m2；
S为安全系数，取S=2.5～3.0。
3 技术要点
管涵顶进采用前高后低，坡度控制在3%左右，地下水位以下顶进时，工作坑要设在涵管下游，逆管道坡度方向顶进，有利于施工期间管道排水需要。
（1）顶管采用在管前先挖土，后顶进的手工掘进顶管法作业，开挖从上往下开挖，开挖面的坡度控制在1：0.75，轴线超挖量≤0.3m，渠底下适当减短，管节上部超挖量≤15mm，管节下部135°范围内不应超挖，严禁扰动基底土壤，在顶进过程中应采取随挖随顶的原则和“勤测量、多微调、紧封闭”的操作方法。
（2）为控制顶进方向，应在涵管外50～100m处设置导向墩，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。管节顶进中，每一顶程都要对中线和高程进行观测，发现偏差及时纠正，左右偏差可采用挖土校正法和千斤顶校正法调整，上下偏差可采用调整刃脚挖土量或铺筑石料等方法调整。
（3）液压设备启动时应空转一段时间，检查系统无异常后顶，顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进，液压千斤顶顶紧后（顶力约为0.1倍结构自重），应检查顶进设备、后背设施和工作坑周围土体稳定情况，无异常后分级加压（5～10MPa为一级）试顶，并严密监测，当顶力达到0.8倍结构自重时涵管未启动，应停止顶进，待找出原因采取措施后才可以重新加压顶进，顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进，顶进作业面上还应设专人监护。 （4）顶进作业应昼夜三班不间断连续进行，不得长期停顿，防止造成阻力增大，增加顶进难度，或因中途停置地下水渗出，造成坍塌破坏。涵管顶进作业停顿时应使刃角有足够的吃土量，当停顿时间较长，为防止开挖面的松动或坍塌，应对挖掘面及时采取正面支撑或全部封闭措施。
（5）在管道顶进施工中，应不间断的测量并详细记录以下工艺参数：①顶进力；②管道在垂直高程和侧向位置的偏离情况；③管道顶进长度等。记录数据中必须包括如下信息：施工时间、施工现场的详细位置、地层和地下水条件等，异常应停止顶进，分析原因并处理后方可继续顶进。顶进中的施工记录是提高顶进质量的保证，每班组按规范要求真实、清晰、完整地填写好顶管记录表格和施工中的情况，交接班时，必须认真交接清楚记录，交清管道轨迹和纠偏趋向，并说明在顶进操作中所出现的问题及处理情况。
为了顺利完成顶管接收工作，进洞口土体应采用门式加固法进行加固封门，即对所顶管道破堤处两侧和顶部一定宽度和长度范围内的土体进行加固，以提高这部分土的强度，从而使涵管在进洞中不发生坍洞或涵管管顶不带出土方现象。洞口加固采用低标号混凝土砌堵砖封门，也可用低标号的混凝土取代砖头，涵管到达时把封门拆除。
4 结束语
顶管是非开挖埋设地下管道的工程技术之一， 对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。不需要修建围堰或断水进行施工，不破坏环境，施工受气候和环境的影响较小，不影响管道的段差变形，降低工程造价显著等优点，加强对工程实施过程中的监督管理，抓住关键问题和重要工序，严格遵守设计，旨在不断地加强施工技术水平及保证工程的质量。
参考文献
[2] 马奋涛等. 市政给排水工程中的顶管施工技术[J].科技创新报，，（19）
篇4：浅谈顶管施工技术要求与质量控制
浅谈顶管施工技术要求与质量控制
本文就市政工程中顶管施工技术要求及施工过程中质量控制要素做了简明扼要的阐述.
作 者：李玉川 卢焱 作者单位：廊坊市市政设施管理处,河北,065000 刊 名：城市建设与商业网点 英文刊名：CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN 年，卷(期)：2009 “”(26) 分类号： 关键词：雨污分流工程 顶管施工技术 顶管掘进机 质量控制篇5：顶管施工的技术探讨论文
关于顶管施工的技术探讨论文
摘要：当前中国经济飞快增L，这给顶管技术的发展带来了很大的机遇。这需要不断借鉴国外先进技术，持续创新，加速顶管技术升级，促进其全面发展。文章就顶管施工这门市政工程中频繁使用的技术，联系实践，阐述了这门工艺及其相关技术，针对顶管施工必备技术进行了详细分析，叙述了其包含的原理，给相关单位的顶管施工提供有效的参照。
关键词：顶管施工；工艺；技术
由于经济的发展和社会的进步，随之而来的是城镇化转变、地下管道升级，而先前的地下给排水管道已经无法跟上时代的步伐。然而地面上的障碍物特别多，例如街道、建筑、铁路、溪流等。所以顶管施工等非开挖施工技术愈发受到人们的关注。同以往的开挖施工对比，这种非开挖施工不用挖掘地表，还可以穿过各种障碍物。这种施工手段不仅排除了不良季节对施工的阻碍，而且不会由于管道掩埋深度而加大挖土量。由于管道不需要安装必要装置，这就避免了管道沿线对外部环境的污染。因此，顶管施工非常适合运用到城市地下管道建设中。本文将对长距离顶管施工进行介绍，为这门技术的发展贡献微薄之力。
1.顶管施工工艺简介
顶管施工的工艺大致有四种，即土压平衡式、泥水平衡式、气压平衡式和手掘式。然而现在顶管施工工艺被应用最多的是前两种，这两种工艺各有千秋。就口径这点，土压平衡式由于应用螺旋式干出土的方式，管内要有工作者走动以及运送土，一般应用在大、中口径的顶管上；而泥水平衡式应用湿出土的'方式，一般应用在中、小口径的顶管上。就地层状况这点，前者一般应用在类别不同的地层，而后者由于出土方式的制约，一般只能应用在软土地层，除非掘进机头有破碎功能的情况下才能够应用在其他地层。
2.顶管施工重要技术要点
2.1顶进的测量和偏差纠正
顶进测量必须设定在测量控制网内，利用天顶仪把后视点置入井里，选取Wild2级经纬仪实施测定。水平测量能够应用水平连通管的方式展开，应用s3水准仪逐步复测校正，就能够把误差降低在20毫米以下。顶进偏差发生的主要原因大致在以下几点：墙后的土质杂乱不均；迎面土的不规则阻力；主顶油缸的后背墙不与顶管轴线垂直或其表面不平；导轨的安装有很大误差；工具管过墙的管轴线同顶进线出现角度偏差；主顶油缸的顶力不够均匀；管外的摩擦力各异。传统的偏差纠正通常是出现管道头部与轴线偏离的状况才开始，可是这种情况下管道已经出现了偏差，管轴线随之产生了相当程度的弯曲，这项工作通常很不容易。故在顶进过程中的方向把控最根本的在于搞好预防控制工作，例如依据顶力不平衡这一问题，提高对顶进系统的监测，就能够避免这一问题，进而能够预防管道偏差。如果施工条件较好，就可以利用计算机进行纠偏工作。将原始数据输入计算机进行处理，并且参照管道偏差轨迹、管道方位与外力平衡等因素，让计算机得出解决办法。偏差纠正工作，利用逐步法，限定每次的纠正量，决不能出现纠偏量过大的情况，以防反向偏差出现。在顶进的全过程都要把偏差一直限制在20毫米以下。
2.2降低顶进的阻力
在顶管施工过程中，管壁和土之间由于摩擦会出现很大程度的阻力，一旦顶推力超过管道的最大承受力，管道就会损坏，所以就想到了利用中继环与触变泥浆作润滑剂来降低阻力的方法。触变泥浆的工作原理是管道外部空间包围着触变泥浆产生的泥浆环套，既降低了土层对管道的垂直压力，又由于泥浆的浮力功能而降低了管道对下面土层的正压力。由于泥浆处在流动湿润状况，就使之呈现湿润摩擦，这种摩阻状态的摩擦系数很小。触变泥浆使得摩擦系数有着5到25倍的变化，它的降低阻力成效能够在百分之五十到六十之间。触变泥浆是水和膨润土混合制成的，其配比是8：1。泥浆通过搅拌注入储浆箱，利用注浆机通过管道传输到混凝土管的注浆孔，与土体结合转变成泥浆套。中继环的修复工作中，就要天天持续补浆。
2.3管道内部空气达标
如果顶管的顶进时间很长，工作人员在里面需要足够的氧气，而管道内部的含氧量不够高，时间一长就会使工作人员由于缺氧而出现健康问题。在修理或者拆除中继环工作中，堵漏所选取的材料受热会产生有毒气体。要想确保管道内部空气达标，可利用二路供气，使工具管的空气符合国家规定，氧气含量达到百分之二十一，相对湿度控制在百分之七十以下。假如管道太长，就在其头部装配接力抽吸式风机保证管道内部空气达标。
2.4平衡局部气压
顶管在顶进过程中，会由于正面挤压力不能达到阻止坍方的强度，就很可能出现正面坍方。这不但会加大出泥量，而且会使得地面出现沉降、管轴线出现弯曲，就会给纠偏工作制造很多麻烦。想要消除这个问题，在施工过程中要平衡局部气压。局部气压的强度要根据实际情况设定，通常土层以不坍方为基准。
2.5控制地表沉降
当顶管顶进的时候，地层会被影响，土体会有损失，随之地表会出现下降。要想确保地表建筑足够安全以及管道内部顶进机器的运行，一定要控制地表沉降。一般可凭借相关部门规定的最大沉降量，通过计算来检测地表沉降量是不是符合规定。然而先前的顶管施工经常会出现土体流入洞中以及水土流失使得地表出现很大沉降。想要降低出现这种情况的概率，可使用以下手段减少地表沉降：利用黏土、变熟石灰、水和水泥混合搅拌形成砖坯，分层加入穿墙管；工作井内外都实施压密注浆；使用外套或止水栅栏。
3.结语
总之，顶管施工有着很多优势，它对地面的障碍物扰动很小，不会对人们的正常生活产生不良影；在地下施工，土方与泥浆都会集中排放，噪声小且不会污染环境；施工进度也较其他方式快。因此，顶管施工被大量利用在很多市政工程当中。
篇6：海泰国际大厦地下车行通道大直径钢顶管工程进出洞施工技术
海泰国际大厦地下车行通道大直径钢顶管工程进出洞施工技术
以上海海泰国际大厦地下车行通道的'大直径钢顶管工程为背景,介绍了受既有建筑环境制约、且在大夹角斜向出(进)洞的特殊环境下,采取安装穿墙套管和非开挖的顶进与液氮水平冷冻开挖铺设相结合等措施,有效地防止了流砂等现象的发生,提高了施工精度.
作 者：朱骏 金中林 夏凉风 Zhu Jun Jin Zhongling Xia Liangfeng 作者单位：上海市机械施工有限公司,上海,72 刊 名：建筑施工 英文刊名：BUILDING CONSTRUCTION 年，卷(期)： 31(3) 分类号：U455.47 关键词：地下车行通道 大直径钢顶管 大夹角进出洞 穿墙套管 液氯水平冷冻篇7：1K415012长距离顶管技术关键措施
1k415012 长距离顶管技术关键措施
长距离顶管技术措施需要掌握中继间和泥浆套等措施。
(1)中继间法
将需顶进的管线全长分成若干段，在相邻两段之间设置一个与所顶进管相同管径的工作管，其中布置顶进设备，此工作管节称中继间。中继间以前的管段用中继间的顶进设备顶进。中继间顶镐活塞收缩后，中继间与其前的管段之间出现一个顶镐行程的空隙。再由工作坑顶进设备顶进中继间以后的管段，使中继间与前面的管段相接。
1)中继间安装与工作
①经检查中继间各部件正常后进行安装，安装完毕后通过试运转检查合格后方可使用。中继间内顶镐在管内环向等距离布置。中继间要与前后的管壁接牢，以防中继间内因设备布置重量的不平衡，在工作中产生旋转。
②中继间开始顶进时，工作坑内的千斤顶要紧顶在导轨上接好的管子上，防止中继间向工作坑方向退移。工作的顺序是:第一个中继间顶完后，卸油压，开始第二个中继间顶进，同样再开第三个中继间，依次开动下去，在最后开动工作坑千斤顶的同时，又可开动第一个中继间，开始新一轮的循环顶进。
2）中继间拆除
施工结束后，由前向后依次拆除中继间内的顶进设备。
拆除中继间应先将千斤顶、油路、油泵、电器设备等拆除。每个中继间拆除的顺序应是:先顶部、次两侧、后底部。由第一个中继间开始往后拆，拆除的空间由后面的中继间继续向前顶进，使管口相连接。
(2)泥浆套法
在顶进过程中，以高压泵向管外壁与土层之间注入触变泥浆，以减小阻力的措施。
1)触变泥浆的主要成分是膨润土，使用前应测定胶质价。
2)触变泥浆的配合比按管道周围土层的类别、膨润土的性质以及触变泥浆的技术指标确定。
3)顶管采用触变泥浆套法，一般在下管之前，应预先在管壁上留出注浆孔，储备足够的泥浆。管前可加一超前环，以形成10～20mm的超挖量为触变泥浆层。
4)顶进施工完成以后，可根据需要将水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆压人管外壁与土层之间，将触变泥浆置换出来，以起到减少地面沉降的作用。
1k415013 管道交叉处理的原则和方法
(1)管道交叉处理的原则
①排水管道施工时若与其他管道交叉，按设计规定进行处理；当设计无规定时，征得有关单位的同意，可参照下面的参考方法处理。
②管道交叉处理中应当尽量保证满足其最小净距，且有压管道让无压管、支管避让干线管、小口径管避让大口径管。
(2)管道交叉处理的参考方法
在施工排水管道时，为了保证下面的管道安全又便于检修、上面的管道不致下沉破坏，应进行必要的处理:
①混凝土或钢筋混凝土排水圆管在下，铸铁管、钢管在上。上面管道已建，进行下面排水圆管施工时，采用在槽底砌砖墩的处理方法。上下管道同时施工时，且当钢管或铸铁管道的内径不大于400mm时，宜在混凝土管道两侧砌筑砖墩支承。
②排水圆管(直径≤600mm)在下，铸铁管、钢管在上，高程有冲突，必须压低下面排水圆管断面时:将下面排水圆管改为双排铸铁管、加固管或方沟。
③混合结构或钢筋混凝土矩形管渠与其上方钢管道或铸铁管道交叉，当顶板至其下方管道底部的净空在70mm及以上时，可在侧墙上砌筑砖墩支承管道。当顶板至其下方管道底部的净空小于70mm时，可在顶板与管道之间采用低强度等级的水泥砂浆或细石混凝土填实，其荷载不应超过顶板的允许承载力，且其支承角不应小于90°。
④圆形或矩形排水管道在上，铸铁管、钢管在下，上下管道同时施工时:在铸铁管、钢管外加套管或管廊。
⑤排水管道在上，铸铁管、钢管在下，埋深较大挖到槽底有困难，进行上面排水管道施工时:上面排水管道基础在跨越下面管道的原开槽断面处加强。
⑥当排水管道与其上方电缆管块交叉时，宜在电缆管块基础以下的沟槽中回填低强度等级的混凝土、石灰土或砌砖。排水管道与电缆管块同时施工时，可在回填材料上铺一层中砂或粗砂。电缆管块已建时，回填至电缆管块基础底部的材料为低强度等级的混凝土，回填材料与电缆管块基础间不得有空隙。
⑦排水管道在下，另一排水管道或热力管沟在上，上下管道同时施工(或上面已建，进行下面排水管道施工)时下面排水管道增强，满槽砌砖回填或c8混凝土、填砂。
⑧排水方沟在下，另一排水管道或热力方沟在上，高程冲突，上下管道同时施工时增强上面管道基础，作为下面排水方沟的顶板或根据情况，压扁下面排水方沟，但不要减小过水断面。
⑨预应力混凝土管与已建热力管沟高程冲突，必须从下面穿过施工时，先用钢或钢筋混凝土套管过热力沟，再穿钢管代替预应力混凝土管。
⑩预应力混凝土管在上，其他管道在下，上面管道已建，进行下面管道施工时，一般在下面槽底或方沟盖板上砌支墩。
1k415014 构筑物满水试验的技术要求
(1)构筑物水池满水试验程序
按试验准备—水池注水—水池内水位观测—蒸发量测定—有关资料整理程序进行
(2)构筑物满水试验要点
①注水:向池内注水分三次进行，每次注入为设计水深的1/3。注水水位上升速度不宜超过2m/24h，相邻两次充水的间隔时间，应不少于24h。每次注水后宜测读24h的水位下降值。
②外观观测:对大中型水池，可充水至池壁底部的施工缝以上，检查底板的抗渗质量，当无明显渗漏时，再继续充水至第一次充水深度。在充水过程中，对池外观进行检查，渗水量过大时停止充水，进行处理。
③水位观测:池内水位注水至设计水位24h以后，开始测读水位测针的初读数。测读水位的末读数与初读数的时间间隔应不小于24h。水位测针的读数精度应达到0.1mm。
④蒸发量的测定:有盖水池的满水试验，对蒸发量可忽略不计。无盖水池的满水试验的蒸发量，可设现场蒸发水箱，并在水箱内设水位测针进行测定。测定水池中水位的同时，测定水箱中的水位。
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