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                頂管(非開挖管材)的特點及應用

                來源:山東文遠???作者:山東文遠 ???發布時間: 2019-11-13 09:31???瀏覽:

                       隨著城市建設的不斷發展,采用非開挖鋪設管道的技術越來越受到人們的關注,由于其不需要開挖地面,交通不斷行,對周圍的環境影響能減少到最小,在繁華都市的市政建設中,頂管技術獨具優勢,將會被更廣泛地應用。手工掘進頂管法是頂管施工中最簡單的一種方法,也是廣泛采用的一種方法。它使用的是頂管發展初期最早采用的一種簡易工具管,雖然由于頂管施工技術的發展,人們對工具管也進行了不斷的探索和開發,出現了各類型針對不同地質、管徑、管材的頂管機械,然而,鑒于簡易工具管構造和工作原理簡單,糾偏容易,手工挖掘,操作靈活,容易掌握,加之需用設備少,成本低等優點,至今在適宜的地質和環境條件下仍然為許多施工項目首選。蘭州市七里河-安寧污水處理廠廠外工程吳家園至雁伏灘泵站污水管道工程標段,采用手掘式頂管法施工,成功穿越了含有漂石、古河堤的卵石層。
                1、工程概況
                       本工程為蘭州市七里河-安寧污水處理廠廠外工程管道
                       工程的一標段,建設地點從南濱河中路吳家園開始,至七里河-安寧污水處理廠雁伏灘泵房,共敷設兩種不同管徑的污水干管,總計2994.81m。其中D1200Ⅰ級鋼筋混凝土大開挖直埋管為806.54m,D1500F型鋼筋混凝土管為2188.27m,采用頂管施工。
                       全線管底標高東高西底,坡降約1/1000,污水由東向西重力式自流到雁伏灘泵房。頂管管段基本沿黃河南岸風情線自東向西延伸,其上覆土層厚度自東從3.20m向西逐漸增厚到9.15m。
                2、場地工程地質及水文地質

                       擬建管道經過的地段,地貌屬黃河古河灘。據鉆探揭露,
                       管道沿線地層由上至下為:①雜填土,管道沿線均有分布,厚度為1.2~9.6m,回填時間大于20a,呈松散-稍密狀;②素填土,主要分布于管道沿線東端,厚1.6~1.9m,回填時間大于20a,稍濕,稍密,可塑;③粉土,主要分布于管道沿線東端,其他地段有少量透鏡體分布,厚1.2~3.9m,土質較均勻,稍濕,稍密,可塑;④粉細砂,以透鏡體狀分布在卵石層頂面,厚度一般為1.0~2.5m,稍密;⑤卵石,雜色,亞圓形,主要成分由石英巖、砂巖和花崗巖組成,一般粒徑40~100mm,約占全重的60%,最大粒徑200mm,砂土充填,本層厚2.4~7.7m,卵石層面埋深2.7~9.6m;⑥第三系風化泥巖及砂質泥巖,褐黃色-淺桔紅色,巖體呈厚層狀結構,裂隙不發育,成巖作用差,遇水易軟化崩解。頂進軸線穿越的地層為⑤卵石層。場址地下水以孔隙潛水為主,卵石層是主要的含水層,第三系泥巖和砂質泥巖是其下部隔水層,管道沿線地下水位埋深4.6~11.8m??傮w上是東高西低,除管線中間段部分地段地下水位高于卵石層面外,其余地段均低于卵石層面。
                3、頂管施工方法選擇

                       管道主要穿越地層為較堅硬的卵石層,卵石層中間或夾雜漂石,粒徑最大可達450mm。同時南濱河路為黃河古河灘,在部分地段存在古河堤??紤]到以上因素,結合現有的機械設備和管材尺寸等條件,確定頂管施工方法采用排障方便、成本低廉的手掘式頂進工法。 手工掘進頂管法施工是先用人工全斷面開挖出一個洞穴,再將管子一節一節地頂進洞內。頂進時,工具管主要起保護鋼筋混凝土管和導向作用,刃口主要起削土的作用。有糾偏裝置的刃口工具管,通過改變刃口的方向進行糾偏;無糾偏裝置的刃口工具管,采用管內挖土糾偏或管外挖土糾偏。
                4、手掘式頂管施工主要技術措施

                       頂管軸線定向采用經緯儀定向。首先用經緯儀將管道中線從地面引至工作坑內,在頂進軸線方向兩端側壁上埋好中線控制樁,拉上線繩,掛兩個線錘,兩垂線的連線即為頂進的方向。測量時,管內安裝一帶刻度水平尺,在水平尺上設一個中心釘,用經緯儀讀取頂進方向上管前端的中心尺刻度,該值與中心尺上的中心刻度的差值即為軸線偏差值。為了能及時發現和防止事后糾偏,考慮測量精度,建議每掘進0.5m測量一次洞穴的斷面尺寸和中心方向。如有偏差應在頂進前進行修正。為了防止超挖,在開挖洞穴時可采用先小于需求半徑尺寸5~10cm開挖,初次測量后再修至設計尺寸的方法,效果比較好。頂進中的高程測量用水準儀按設計坡度用比高法檢測。首先應在工作坑內引設水準點,測量時,停止頂進,用水準儀測量前端管底高程。
                       施工中的高程測控可與中線同時進行,并做好事前控制和事中檢查,盡量避免事后糾偏。另外,在直線掘進中對軸線、標高及斷面尺寸的控制,不必經常采用水準儀、經緯儀或其他復雜的儀器進行測量,平時可以采用目測或借助水平尺、直尺等簡易工具實施控制。水平尺可以粗略地控制管道的坡度,與頂管外徑等長的直尺則可以用來控制開挖斷面的大小,防止超挖。


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