給水排水工程施工(不開槽施工)PPT課件

給水排水工程施工(不開槽施工),1,第2章8.9管道的不開槽施工,一、概述,二、掘進頂管,三、盾構法,四、其他暗挖法,本章內(nèi)容,給水排水工程施工(不開槽施工),2,管道的不開槽施工是指不開挖地表的條件下完成管線的鋪設、更換、修復、檢測和定位的工程施工技術。不開槽敷設的管道的形狀和材料，采用最多的是各種圓形預制管道，如鋼管、普通鋼筋混凝土管、以及其他各種合金其他非圓形的預制或現(xiàn)澆的鋼筋混凝土管溝。地下管道不開槽敷設管的方法很多，常用的有頂管法、盾構法、牽引法、夯管法等,一、概述,給水排水工程施工(不開槽施工),3,一、概述,不開槽施工一般在下列情況時采用：(1)管道穿越鐵路、公路、河流或建筑物時；(2)街道狹窄，兩側建筑物多時；(3)在交通量大的市區(qū)街道施工，管道既不能改線又不能斷絕交通時；(4)現(xiàn)場條件復雜，與地面工程交叉作業(yè)，相互干擾，易發(fā)生危險時；(5)管道覆土較深，開槽土方量大，并需要支撐時。,給水排水工程施工(不開槽施工),4,一、概述,不開槽施工具有如下特點：(1)施工面占地面積少，施工面移人地下，不影響交通、污染環(huán)境；(2)穿越鐵路、公路、河流、建筑物等障礙物時可減少拆遷，節(jié)省資金與時間，降低工程造價；(3)施工中不破壞現(xiàn)有的管線及構筑物，不影響其正常使用；(4)大量減少土方的挖填量，利用管底下邊的天然土作地基，可節(jié)省管道的全部混凝土基礎；(5)不開槽施工較開槽施工降低40左右的工程造價。,給水排水工程施工(不開槽施工),5,一、概述,不開槽施工存在以下問題：(1)土質(zhì)不良或管頂超挖過多時，竣工后地面下沉，路表裂縫，需要采用灌漿處理；(2)必須要有詳細的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘探資料，否則將出現(xiàn)不易克服的困難；(3)遇到復雜的地質(zhì)情況時，如松散的砂礫層、地下水位以下的粉土，施工困難、工程造價增高。,影響不開槽施工的因素包括：地質(zhì)、管道埋深、管道種類、管材及接口、管徑大小、管節(jié)長、施工環(huán)境、工期等，其中主要因素是地質(zhì)和管節(jié)長。,給水排水工程施工(不開槽施工),6,二、頂管法,（一）基本程序（二）頂管施工工藝的選擇（三）頂力計算（四）工作坑（五）設備安裝（六）頂管施工的接口形式（七）頂進（八）測量與糾偏（九）頂管施工的質(zhì)量標準,給水排水工程施工(不開槽施工),7,1）在敷設管道前，管線的一端事先建造一個工作坑，在坑內(nèi)的頂進軸線后布置后背墻、千斤頂、導軌等設施。,（一）基本操作程序,2）將敷設的首節(jié)管道放在千斤頂前面的導軌上，管道的最前端安裝工具管，進行管道高程和中心位置的調(diào)整。,3）以工具管開路，進入工具管的泥土被不斷挖掘排出管外。,4）完成開挖過程后，開啟千斤頂，被頂進管道緩慢前進，到達一定位置后停止，再重復上述過程。,給水排水工程施工(不開槽施工),8,給水排水工程施工(不開槽施工),9,施工現(xiàn)場平面布置圖；頂進方法的選用和頂管段單元長度的確定；工作坑位置的選擇及其結構類型的設計；頂管機頭選用及各類設備的規(guī)格、型號及數(shù)量；預力計算和后背設計；洞口的封門設計；測量、糾偏的方法；垂直運輸和水平運輸布置；下管、挖土、運土或泥水排除的方法；減阻措施；控制地面隆起、沉降措施；地下水排除方法；注漿加固措施；安全技術措施等。,（一）基本操作程序,頂管的施工組織應包括以下主要內(nèi)容：,給水排水工程施工(不開槽施工),10,按照管前掘進方式不同，頂管施工分為普通掘進式（人工掘進）、擠壓式、機械式、半機械式、水力掘進式等。,（二）頂管施工工藝的選擇,按照前方防塌方式不同，分為機械平衡、土壓平衡、水壓平衡、氣壓平衡等。,給水排水工程施工(不開槽施工),11,任何一種頂管施工方法，都有其局限性。因此，對具體土層等條件，必須選擇與之相適應的頂管施工工藝。通常，根據(jù)頂進管道的口徑大小，將其分為小口徑（D800mm）、中口徑（800mmD1800mm）、大口徑（D1800mm）；從經(jīng)濟角度看，頂管的管徑上限是4000mm。,（二）頂管施工工藝的選擇,給水排水工程施工(不開槽施工),12,頂管的總頂力分兩部分：正面阻力和四周的摩擦阻力,（三）頂力計算,頂力計算的通用公式,式中P計算的總頂力，KN；管道所處土層的重力密度，KN/m3；D1管道直徑，m；H管道頂部以上覆蓋土層的厚度，m；管道所處土層的內(nèi)摩擦角；w管道單位長度的自重，KN/m；L管道的計算頂進長度，m；f頂進時，管道表面與周圍土層之間的摩擦系數(shù)，取值可按表4-2選用；PF頂進時，工具管的迎面阻力（KN），其取值，宜按不同頂進方法由表4-3所列公式計算。,給水排水工程施工(不開槽施工),13,給水排水工程施工(不開槽施工),14,（三）頂力計算,頂管的頂力應大于工具管的迎面阻力、管道周圍土壓力對管道產(chǎn)生的阻力以及管道自重與周圍土層產(chǎn)生阻力之和。,式中P計算的總頂力，KN；P1頂進時，管道單位長度上周圍土壓力對管道產(chǎn)生的阻力，KN；P2頂進時，管道單位長度的自重與其周圍土層之間產(chǎn)生的阻力，KN；PF頂進時，工具管的迎面阻力（KN），其取值，宜按不同頂進方法由表4-3所列公式計算。,給水排水工程施工(不開槽施工),15,（三）頂力計算,頂力估算,經(jīng)驗公式一P=2D0Lf式中，P頂力，KN；D0管子外徑，m；L管子頂進長度，m；f摩擦系數(shù),黏土、天然含水量的砂土、人工挖土形成打拱頂管時，P=(1.53.0)W，其中，W為待頂管段的全部重量，KN。,經(jīng)驗公式二,含水量低的砂質(zhì)土、沙礫、回填土、人工挖土不形成土拱頂管時，P=3.0W，其中，W為待頂管段的全部重量，KN。,給水排水工程施工(不開槽施工),16,（三）頂力計算,主要包括土層的穩(wěn)定性及覆蓋厚度，地下水的影響，管道的材料、管道的重量，頂進的方法和操作的熟練程度，頂力計算方法和選用，計算頂進長度，減阻措施以及經(jīng)驗等等,頂力影響因素,上述因素中，土層的穩(wěn)定性、覆蓋土層的厚度和頂力計算方法的選用尤為突出，而且彼此具有密切的關系。,給水排水工程施工(不開槽施工),17,工作坑也稱為豎井，是頂管施工起始點、終結點、轉向點的臨時措施，是掘進頂管的工作場所。,（四）工作坑,工作坑中有：頂進系統(tǒng)、導軌、后背及后座墻、密封門、排水坑等設備。,工作坑的布置：（其位置確定）(1)根據(jù)管線設計，排水管線可選在檢查井下面；(2)單向頂進時，應選在管道下游端，以利排水；(3)考慮地形和土質(zhì)情況，有無可利用的原土后背；(4)工作坑與被穿越的建筑物要有一安全距離；(5)距水、電源較近的地方。,給水排水工程施工(不開槽施工),18,（四）工作坑,工作坑的種類及尺寸根據(jù)工作坑頂進方向，可分為單向坑、雙向坑、交匯坑和多向坑等形式，如圖42所示。,工作坑尺寸是指工作坑底的平面尺寸。工作坑的尺寸與管徑大小、管節(jié)長度、覆蓋深度、頂進形式、施工方法有關，并受土的性質(zhì)、地下水等條件影響，還要考慮各種設備布置位置、操作空間、工期長短、垂直運輸條件等多種因素。,給水排水工程施工(不開槽施工),19,（四）工作坑,工作坑的施工方法有開槽式、沉井式及連續(xù)墻式等。,開槽式工作坑這種工作坑的縱斷面形狀有直槽式、梯形槽式。工作坑支撐采用板樁撐。工作坑支撐時首先應考慮撐木以下到工作坑的空間，此段最小高度應為3.0m，以利操作。撐木要盡量選用松杉木，支撐節(jié)點的地方應加固以防錯動，發(fā)生危險。支撐式工作坑適用于任何土質(zhì)，與地下水位無關，且不受施工環(huán)境限制，但深度太深操作不便，一般挖掘深度以不大于7m為宜。,給水排水工程施工(不開槽施工),20,（四）工作坑,工作坑的施工方法有開槽式、沉井式及連續(xù)墻式等。,沉井式工作坑在地下水位以下修建工作坑，可采用沉井法施工。過程：沉井法即在鋼筋混凝土井筒內(nèi)挖土，井筒隨井筒內(nèi)挖土，靠自重或加重使其下沉，直至沉至要求的深度，最后用鋼筋混凝土封底。沉井式工作坑采用平面形狀有單孔圓形沉井和單孔矩形沉井。,給水排水工程施工(不開槽施工),21,（四）工作坑,工作坑的施工方法有開槽式、沉井式及連續(xù)墻式等。,連續(xù)墻式工作坑連續(xù)墻式工作坑采取先深孔成槽，用泥漿護壁，然后放入鋼筋網(wǎng)，澆筑混凝土時將泥漿擠出形成連續(xù)墻段，再在井內(nèi)挖土封底而形成工作坑。與同樣條件下施工的沉井式工作坑相比，可節(jié)約一半的造價及全部的支模材料，工期縮短。,給水排水工程施工(不開槽施工),22,（四）工作坑,工作坑的附屬設施,工作坑的附屬設施主要有工作臺、工作頂進口裝置等。,(1)工作臺位于工作坑頂部地面上，由U形鋼支架而成，上面鋪設方木和木板。在承重平臺的中部有下管孔遭，蓋有活動蓋板。下管后，蓋好蓋板。管節(jié)堆放平臺上，卷揚機將管提起，然后推開蓋板再向下吊放。(2)工作棚工作棚位于工作坑上面，目的是防風雨、雪以利操作。工作棚的覆蓋面積要大于工作坑平面尺寸。工作棚多采用支拆方便、重復使用的裝配式工作棚。,(3)工作坑內(nèi)還要解決坑內(nèi)排水、照明、工作坑上下扶梯等問題。,給水排水工程施工(不開槽施工),23,頂進設備主要包括：千斤頂、高壓油泵、頂鐵、下管及運出設備等。,（五）設備安裝,1、導軌導軌的作用是引導管子按設計的中心線和坡度頂進，保證管子在頂人土之前位置正確。導軌要求:應選用鋼質(zhì)材料制作，兩導軌應順直、平行、等高，其縱坡應與管道設計坡度一致，安裝后的導軌應牢固，不得在使用中產(chǎn)生位移，并應經(jīng)常檢查校核。,類型：導軌有木導軌和鋼導軌。常用的是鋼導軌，鋼導軌又分輕軌和重軌，管徑大的采用重軌。,給水排水工程施工(不開槽施工),24,1、導軌,（五）設備安裝,一般的導軌都采取固定安裝，但有一種滾輪式的導軌(如圖48所示)，具有兩導軌間距調(diào)節(jié)，以減少導軌對管子摩擦。這種滾輪式導軌用于鋼筋混凝土管頂管和外設防腐層的鋼管頂管。,給水排水工程施工(不開槽施工),25,（五）設備安裝,1、導軌,導軌基礎,(1)枕木基礎工作坑底土質(zhì)好、堅硬、無地下水，可采用埋設枕木作為導軌基礎，如圖49所示。枕木一般采用15cm15cm方木，方木長度24m，間距一般4080cm一根。,(2)卵石木枕基礎適用于雖有地下水但滲透量不大，而地基土為細粒的粉砂土，為了防止安裝導軌時擾動基土，可鋪一層l0cm厚的卵石或級配砂石，以增加其承載能力，并能保持排水通暢。在枕木間填粗砂找平。這種基礎形式簡單實用，較混凝土基礎造價低，一般情況下可代替混凝土基礎。,(3)混凝土木枕基礎適用于地下水位高，地基承載力又差的地方，在工作坑澆筑20cm厚的C10混凝土，同時預埋方木作軌枕。這種基礎能承受較大的荷載，工作面干燥無泥濘，但造價較高。,給水排水工程施工(不開槽施工),26,2、千斤頂與油泵,（五）設備安裝,千斤頂是掘進頂管的主要設備，目前多采用液壓千斤頂。常用千斤頂性能見表44。,千斤頂在工作坑內(nèi)的布置與采用個數(shù)有關，如圖414所示。一臺千斤頂，其布置為單列式，應使千斤頂中心與管中心的垂線對稱。使用多臺并列式時，其布置為雙列和環(huán)周列。頂力合作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線上，防止產(chǎn)生頂進力偶，造成頂進偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗，采用人工挖土，管上半部管壁與土壁有間隙時，千斤頂?shù)闹c作用在管子垂直直徑的1415處為宜。,給水排水工程施工(不開槽施工),27,2、千斤頂與油泵,（五）設備安裝,高壓油泵。由電動機帶動油泵工作，一般選用額定壓力32MPa的柱塞泵，經(jīng)分配器、控制閥進入千斤頂，各千斤頂?shù)倪M油管并聯(lián)在一起，保證各千斤頂活塞的行程一致。,液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟恚焊鶕?jù)帕斯卡定律，在水力系統(tǒng)中的一個活塞上施加一定的壓強，必將在另一個活塞上產(chǎn)生相同的壓強增量。如果第二個活塞的面積是第一個活塞的面積的10倍，那么作用于第二個活塞上的力將增大為第一個活塞的10倍，而兩個活塞上的壓強仍然相等。,給水排水工程施工(不開槽施工),28,3、頂鐵,（五）設備安裝,頂鐵是傳遞頂力的設備，如圖415所示，要求它能承受頂進壓力而不變形，并且便于搬動。,根據(jù)頂鐵放置位置的不同分為：橫頂鐵、順頂鐵和U形頂鐵三種。,1)橫向頂鐵它安在千斤頂與方頂鐵之間，將千斤頂?shù)捻斖屏鬟f給兩側的方頂鐵上。使用時與頂力方向垂直，起梁的作用。,2）順頂鐵(縱向頂鐵)放置在橫向頂鐵與被頂?shù)墓茏又g，使用時與頂力方向平行，起柱的作用,3)U形頂鐵安放在管子端面，順頂鐵作用其上。其作用是使順頂鐵傳遞的頂力較均勻地分布到被頂管端斷面上，以免管端局部頂力過大壓壞混凝土管端。,給水排水工程施工(不開槽施工),29,給水排水工程施工(不開槽施工),30,給水排水工程施工(不開槽施工),31,鋼管采用焊接接口。當頂進鋼管采用鋼絲網(wǎng)水泥砂漿和肋板保護層時，焊接后應補做焊口處外防腐處理。鋼筋混凝土管接口形式較多,（六）頂管施工的接口形式,掘進頂管完畢，拆除臨時連接，進行內(nèi)接口，接口形式根據(jù)現(xiàn)場條件，管道使用要求，管口形式等因素選擇。,給水排水工程施工(不開槽施工),32,管道頂進的過程包括挖土、頂進、運土、測量、糾偏等工序。從管節(jié)位于導軌上開始頂進起至完成這一頂管段止，始終控制這些工序，就可保證管線的軸線和高程的施工質(zhì)量。,（七）頂進,1前挖土和運土,管子在頂進中是循已挖好的土壁前進，管前挖土是保證頂進質(zhì)量及地上構筑物安全的關鍵，管前挖土的方向和開挖形狀，直接影響頂進管位的準確性，管前周圍超挖應嚴格控制。,(1)挖土。,控制：對于密實上質(zhì)，管端上方可有大于等于15cm空隙，以減少頂進阻力，管端下部135。中心角范圍內(nèi)不得超挖，保持管壁與土壁相平，也可預留1cm厚土層，在管子頂進過程中切去，這樣可防止管端下沉。在不允許頂管上部土壤下沉地段頂進時(如鐵路、重要建筑物等)，管周圍一律不得超挖。如圖416所示。,給水排水工程施工(不開槽施工),33,（七）頂進,1前挖土和運土,控制：管前挖土深度，一般等于千斤頂出鎬長度，如土質(zhì)較好，可超前0.5m。超挖過大，土壁開挖形狀就不易控制，容易引起管位偏差和上方土坍塌。在松軟土層中頂進時，應采取管頂上部土壤加固或管前安設管檐或工具管，如圖4-17所示。操作人員在其內(nèi)挖土，開挖工具管迎面的土體時，不論是砂類土或黏性土，都應自上而下分層開挖。有時為了方便而先挖下層土，尤其是管道內(nèi)徑超過手工所及的高度時，先挖中下層土很可能給操作人員帶來危險。防止坍塌傷人。,(1)挖土。,給水排水工程施工(不開槽施工),34,（七）頂進,1前挖土和運土,包括：從工作面挖下來的土，通過管內(nèi)水平運輸和工作坑的垂直提升運至地面；除保留一部分土方用作工作坑的回填外，其余都要運走棄掉。裝置：管內(nèi)水平運輸可用卷揚機牽引或電動、內(nèi)燃的運土，也可用皮帶運輸機運土。土運到工作坑后，由地面裝置的卷揚機、龍門吊或其他垂直運輸機械吊運到工作坑外運走。,(2)運土,給水排水工程施工(不開槽施工),35,（七）頂進,操作過程：(1)安裝好頂鐵擠牢，管前端已挖一定長度后，啟動油泵，千斤頂進油，活塞伸出一個工作行程，將管子推向一定距離。(2)停止油泵，打開控制閥，千斤頂回油，活塞回縮。(3)添加頂鐵，重復上述操作，直至需要安裝下一節(jié)管子為止。(4)卸下頂鐵，下管，在混凝士管接口處放一圈麻繩，以保證接口縫隙和受力均勻。(5)在管內(nèi)口處安裝一個內(nèi)脹圈，作為臨時性加固措施，防止頂進糾偏時錯口，其裝置如圖418所示。脹圈直徑小于管內(nèi)徑58cm，空隙用木楔背緊，脹圈用78mm厚鋼板焊制、寬200300mm。(6)重新裝好頂鐵，重復上述操作。,2頂進,給水排水工程施工(不開槽施工),36,（七）頂進,頂進時注意事項：(1)頂進時應遵照“先挖后頂，隨挖隨頂”的原則。應連續(xù)作業(yè)，避免中途停止，造成阻力增大，增加頂進的困難。(2)首節(jié)管子頂進的方向和高程，關系到整段頂進質(zhì)量，應勤測量、勤檢查，及時校正偏差。(3)安裝頂鐵應平順無歪斜扭曲現(xiàn)象，每次收回活塞加放頂鐵時，應換用可能安放的最長頂鐵，使連接的頂鐵數(shù)目為最少。(4)頂進過程中，發(fā)現(xiàn)管前土方坍塌、后背傾斜，偏差過大或油泵壓力表指針驟增等情況，應停止頂進，查明原因，排除故障后，再繼續(xù)頂進。,2頂進,給水排水工程施工(不開槽施工),37,（七）頂進,與前面的挖土運土的關系：機械掘進與人工掘進的工作坑布置基本相同，不同處主要是管端挖土與運土。機械取土頂管是在被頂進管子前端安裝機械鉆進的挖土設備，配上皮帶運土，可代替人工挖、運土。過程：當管前土被切削形成一定的孔洞后，開動千斤頂，將管子頂進一段距離，機械不斷切削，管子不斷頂入。同樣，每頂進一段距離，需要及時測量及糾偏。,3機械掘進,給水排水工程施工(不開槽施工),38,（七）頂進,水力掘進主要設備在首節(jié)混凝土管前端裝工具管，工具管內(nèi)包括封板、噴射管、真空室、高壓水管、排泥系統(tǒng)等。其裝置如圖422所示。工作原理：水力掘進頂管依靠環(huán)形噴嘴射出的高壓水，將頂入管內(nèi)的土沖散，利用中間噴射水槍將工具管內(nèi)下方的碎土沖成泥漿。經(jīng)過格網(wǎng)流入真空室，依靠射流原理將泥漿輸送至地面儲泥場。,4水力掘進頂管,給水排水工程施工(不開槽施工),39,（七）頂進,控制：水力掘進就控制土壤沖成的泥漿在工具管內(nèi)進行，防止高壓水沖擊管外，造成擾動管外土層，影響頂進的正常進行或發(fā)生較大偏差。所以頂人管內(nèi)土壤應有一段長度，俗稱土塞。水力掘進頂管法的優(yōu)點是：生產(chǎn)效率高，其沖土、排泥連續(xù)進行；設備簡單，成本低；改善勞動條件，減輕勞動強度；水力掘進便于實現(xiàn)機械化和自動化，邊頂進，邊水沖，邊排泥。缺點：需要耗用大量的水，頂進時，方向不易控制，容易發(fā)生偏差；而且需要有存泥漿場地,4水力掘進頂管,給水排水工程施工(不開槽施工),40,（七）頂進,擠壓土頂管使頂進、挖土、裝土三個工序成一個整體，提高了勞動生產(chǎn)率，分為出土擠壓頂管和不出土頂管兩種。(1)出土擠壓土頂管主要設備包括帶有擠壓口的工具管、割土工具和運土工具，工具管如圖423所示。過程：割土工具沿擠壓口周圍布置成一圈且用鋼絲繩固定，每隔200mm左右使用R形卡子。用卷揚機拖動旋轉進行切割土柱；運土工具是將切割的土柱運至工作坑，再經(jīng)吊車吊出工作坑的斗車。,5擠壓土頂管,給水排水工程施工(不開槽施工),41,（七）頂進,(2)不出土頂管實質(zhì)：不出土頂管是利用千斤頂將管子直接頂人土內(nèi)，管周圍的土被擠壓密實。,5擠壓土頂管,適用：不出土頂管的應用取決于土質(zhì)，一般應用在天然含水量的黏性土、粉土。管材以鋼管為主、也可以用于鑄鐵管。管徑一般要小于300mm，管徑愈小效果愈好。不出土頂管的主要設備是擠密土層的管尖和擠壓切土的管帽，如圖4-24所示。過程：管尖安裝在管子前端，頂進時，土不能擠進管內(nèi)。管帽安裝在管子前端，頂進時，管前端土擠入管帽內(nèi)，擠進長度為管徑的46倍時，土就不再擠入管帽內(nèi)，而形成管內(nèi)土塞。再繼續(xù)頂進，土沿管壁擠入鄰近土的空隙內(nèi)，使管壁周圍形成密實擠壓層、擠壓層和原狀層三種土層。,給水排水工程施工(不開槽施工),42,（七）頂進,6長距離頂進技術,背景：由于一次頂進長度受頂力大小、管材強度、后背強度諸因素的限制，一次頂進長度約在4050m，若再要增長，可采用中繼間、泥漿套頂進等方法，提高一次頂進長度，可減少工作坑數(shù)目。,中繼間是在頂進管段中間設置的接力頂進工作間，此工作間內(nèi)安裝中繼千斤頂，擔負中繼間之前的管段頂進。中繼間千斤頂推進前面管段后，主壓千斤頂再推進中繼間后面的管段。此種分段接力頂進方法，稱為中繼間頂進。,中繼間的特點是減少頂力效果顯著，操作機動，可按頂力大小自由選擇，分段接力頂進。但也存在設備較復雜、加工成本高、操作不便、降低工效的不足。,給水排水工程施工(不開槽施工),43,（七）頂進,6長距離頂管,在管壁與坑壁間注入觸變泥漿，形成泥漿套，可減少管壁與土壁之間的摩擦阻力，一次頂進長度可較非泥漿套頂進增加23倍。長距離頂管時，經(jīng)常采用中繼間泥漿套頂進。觸變泥漿的要求是泥漿在輸送和灌注過程中具有流動性、可變性和一定的承載力，經(jīng)過一定的固結時間，產(chǎn)生強度。,給水排水工程施工(不開槽施工),44,（八）測量與糾偏,1、測量目的：頂管施工時，為了使管節(jié)按規(guī)定的方向前進，在頂進前要求按設計的高程和方向精確地安裝導軌、修筑后背及布置頂鐵，這些工作要通過測量來保證規(guī)定的精度。測量要求：應建立地面與地下測量控制系統(tǒng)，控制點應設在不易擾動、視線清楚、方便校核、利于保護處。2、糾偏（校正）在管道頂進的全部過程中應控制工具管前進的方向，并應根據(jù)測量結果分析偏差產(chǎn)生的原因和發(fā)展趨勢，確定糾偏的措施。要求：為了保證管道的施工質(zhì)量，必須及時糾偏，做到“勤頂、勤挖、勤測、勤糾”。尤其是在開始頂進階段，更應及時糾偏。,給水排水工程施工(不開槽施工),45,2、糾偏,（八）測量與糾偏,1)出現(xiàn)偏差的原因管道在頂進的過程中，由于工具管迎面阻力的分布不均，管壁周圍摩擦力不均和千斤頂頂力的微小偏心等都可能導致工具管前進的方向偏移或旋轉。,2)校正方法,(A)挖土校正。采用在不同部位減挖土量的方法，以達到校正的目的。即管子偏向一側，則該側少挖些土，另一側多挖些土，頂進時管子就偏向空隙大的一側而使誤差校正。這種方法消除誤差的效果比較緩慢，適用于誤差值不大于10mm的范圍，如圖435所示。,給水排水工程施工(不開槽施工),46,2、糾偏,（八）測量與糾偏,2)校正方法,(B)斜撐校正法。偏差較大時或采用挖土校正法無效時，可用圓木或方木，一端支撐于管子偏向一側的內(nèi)管壁上，另一端支撐在墊有木板的管前土層上，開動千斤頂，利用木撐產(chǎn)生的分力，使管子得到校正，斜撐校正如圖436所示，下陷管段校正，如圖437所示，錯口管的校正如圖438所示。,給水排水工程施工(不開槽施工),47,2、糾偏,（八）測量與糾偏,2)校正方法,(c)工具管校正。校正工具管是頂管施工的一項專用設備。根據(jù)不同管徑采用不同直徑的校正工具管。校正工具管主要由工具管、刃腳、校正千斤頂、后管等部分組成，如圖439所示。,當發(fā)現(xiàn)首節(jié)工具管位置誤差時，啟動各方向千斤頂?shù)纳炜s，調(diào)整工具管刃腳的走向，從而達到校正的目的。,給水排水工程施工(不開槽施工),48,2、糾偏,（八）測量與糾偏,2)校正方法,(D)襯墊校正。對淤泥、流砂地段的管子，因其基礎承載力弱，常出現(xiàn)管子低頭現(xiàn)象，這時在管底或管子的一側加木楔，使管道沿著正確的方向頂進。正確的方法是將木楔做成光面或包一層薄鋼板，稍有些斜坡，使之慢慢恢復原狀。使管道由B方向A方前進(A是正確方向)。如圖4-40所示。,給水排水工程施工(不開槽施工),49,頂進管道的施工質(zhì)量應符合下列規(guī)定：1、管內(nèi)清潔，管節(jié)無破損；2、允許偏差應符合下表的規(guī)定；3、有嚴密性要求的管道應按相關規(guī)定進行檢驗；4、鋼筋混凝土管道的接口應填料飽滿、密實，且與管節(jié)接口內(nèi)側表面齊平，接口套環(huán)對正管縫，貼緊，不脫落；5、頂管時地面沉降或隆起的允許量應符合施工設計的規(guī)定。,（九）頂管施工的質(zhì)量標準,給水排水工程施工(不開槽施工),50,第2章8.9管道的不開槽施工,一、概述,二、掘進頂管,三、盾構法,四、其他暗挖法,本章內(nèi)容,給水排水工程施工(不開槽施工),51,盾構施工：用帶防護罩的特制機械(即盾構)在破碎巖層或土層中掘進隧洞的施工方法?？赏瑫r有序進行掘進、出碴、拼裝預制混凝土襯砌塊。廣泛應用于鐵路隧道、地下鐵道、地下隧道、水下隧道、水工隧洞、城市地下綜合管廓、地下給排水管溝的修建工程。,三、盾構法施工,盾構機組成：盾構機主要有五部分，殼體、推進系統(tǒng)、排土系統(tǒng)及推土系統(tǒng)、襯砌拼裝系統(tǒng)和輔助注漿系統(tǒng)。盾構殼體、推進系統(tǒng)、襯砌拼裝系統(tǒng)為基本組成。,盾構殼體，主要由3部分組成，按掘進方向：前部為切削環(huán)、中部為支承環(huán)，尾部為襯砌環(huán)，如圖所示。,給水排水工程施工(不開槽施工),52,給水排水工程施工(不開槽施工),53,給水排水工程施工(不開槽施工),54,盾構的分類及選用,三、盾構法施工,根據(jù)挖掘形式可分為手工挖掘盾構、半機械化盾構和機械化盾構。根據(jù)切削環(huán)與工作面的關系，可分開放式或密閉式。當土質(zhì)為松散的粉砂、細砂，液化土常為了保持工作面穩(wěn)定，應采用密閉式盾構。當需要對工作面進行支撐時，可采用如氣壓盾構或泥水壓力盾構。,形狀：大多數(shù)盾構的形狀為圓形，也有橢圓形、半圓形、馬蹄形及箱形等其他形式。,給水排水工程施工(不開槽施工),55,三、盾構法施工,盾構機各部分作用：,（1）開挖系統(tǒng)：包括切削環(huán)部分、支撐環(huán)部分、盾尾部分,切削環(huán)部分位于盾構體的最前端：其前端做成刃口，以減少切土時對地層的擾動；該部分也是容納作業(yè)人員和安裝挖掘機械的部位。支撐環(huán)部分處于盾構體的中間：承擔地層對盾構的土壓力、千斤頂?shù)捻斄σ约叭锌?、盾尾、砌塊拼裝時的荷載。盾尾部分：主要是掩護襯砌的拼裝，并且防止水、土及注漿材料從盾尾間隙進入盾構。,（2）推進系統(tǒng)：依靠千斤頂將盾構向前移動。,（3）襯砌拼裝系統(tǒng)：作為盾構千斤頂?shù)暮蟊吵惺茼斄?，施工時作為支撐結構，施工結束后作為永久性承載結構。,給水排水工程施工(不開槽施工),56,三、盾構法施工,工作原理：利用尾部已裝好的襯砌塊作為支點向前推進，用刀盤切割土體,同時排土和拼裝后面的預制混凝土襯砌塊。,盾構法施工的基本條件1、線位上允許建造用于盾構進出洞和出碴進料的工作井；2、隧道要有足夠的埋深，覆土深度宜不小于6m；3、相對均質(zhì)的地質(zhì)條件；4、如果是單洞則要有足夠的線間距，洞與洞及洞與其它建（構）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向1.0m，豎直方向1.5m；5、從經(jīng)濟角度講，連續(xù)的施工長度不小于300m。,給水排水工程施工(不開槽施工),57,三、盾構法施工,盾構法施工的優(yōu)缺點,優(yōu)點1、安全開挖和襯砌，掘進速度快；2、盾構的推進、出土、拼裝襯砌等全過程可實現(xiàn)自動化作業(yè)，施工勞動強度低。3、不影響地面交通與設施，同時不影響地下管線等設施；4、穿越河道時不影響航運，施工中不受季節(jié)、風雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動；5、在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術和經(jīng)濟方面的優(yōu)越性。,給水排水工程施工(不開槽施工),58,三、盾構法施工,盾構法施工的優(yōu)缺點,缺點1、斷面尺寸多變的區(qū)段適應能力差；2、新型盾構購置費昂貴，對施工區(qū)段短的工程不太經(jīng)濟。,盾構法施工步驟,第一，在置放盾構機的地方打一個垂直井，再用混泥土墻進行加固；第二，將盾構機安裝到井底，并裝配相應的千斤頂；第三，用千斤頂之力驅動井底部的盾構機往水平方向前進，形成隧道；第四，將開挖好的隧道邊墻用事先制作好的混泥土襯砌加固，地壓較高時可以采用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混泥土襯砌。,給水排水工程施工(不開槽施工),59,盾構外徑D可由下式確定：D=d+2(h+x+t)式中d管端竣工內(nèi)徑；t盾構的外殼厚度；h一次襯砌和二次襯砌的總厚度；x襯砌塊與盾完間的空隙量襯砌塊與盾殼間的空隙量x為：x=ML/D0式中L砌塊環(huán)上頂點能轉動的最大水平距離；M襯砌環(huán)遮蓋部分的襯砌長度；D0砌塊環(huán)外徑。,盾構的尺寸確定,三、盾構法施工,盾構全長L為:L=L1+L2+L3式中L1切削環(huán)長度；L2支承環(huán)長度；L3襯砌環(huán)長度,給水排水工程施工(不開槽施工),60,盾構在頂進時的阻力可根據(jù)盾構的形式和構造確定。頂進阻力p可由下式確定：p=p1+p2+p3+p4+p5式中p1盾構外殼與土的摩擦力；p2盾構內(nèi)壁與砌塊環(huán)的摩擦力；p3盾構切削環(huán)切入土層的切土阻力；p4盾構自重產(chǎn)生的摩擦力；p5開挖面支撐阻力或閉腔擠壓盾構土層正面阻力。,盾構千斤頂頂力計算,三、盾構法施工,給水排水工程施工(不開槽施工),61,三、盾構法施工,盾構法施工注意,1.做好施工前的準備工作：勘察、確定施工方案、測量定線、襯塊預制、盾構機械組裝、降低地下水位、土層加固及工作坑開挖,2.開始工作坑及始頂工作坑要滿足工作要求,給水排水工程施工(不開槽施工),62,開挖面支撐土壓力或密閉式擠壓盾構土層正面土壓力P5可按下式計算