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  • 資訊動態

    頂管機的使用原理是什么?

    2022-03-30

    頂管施工是繼盾構施工之后而發展起來的一種地下管道施工方法,它不需要開挖面層,并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構筑物以及各種地下管線等。

    頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力,把工具管或掘進機從工作井內穿過土層一直推到接收井內吊起。與此同時,也就把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設在兩井之間,以期實現非開挖敷設地下管道的施工方法。

    施工工藝

    1、機頭選型:

    根據地質報告,并結合的施工經驗,頂管機頭決定采用氣壓平衡網格(水沖)式機頭進行施工。該機頭在頂進過程中,通過氣壓平衡正面土壓穩定機頭,減少外部土體對周圍地面的影響。

    2、頂進設備及頂進工藝

    (1)主頂:

    采用4臺200噸/臺千斤頂作為主頂,千斤頂行程為1.4米。千斤頂動力由油泵提供。千斤頂后端用道木和分壓環將反力均勻作用于工作井,前端頂進分壓環,頂鐵將頂力傳至管節。分壓環制作具有足夠的剛性,與管端面接觸相對平整,無變形。

    (2)中繼間:

    在長距離頂進過程中,當頂進阻力超過容許總頂力時,無法一次達到頂進距離時,須設置中繼間分段接力頂進。本頂管工程在頂進長度超過100米時,考慮在機頭后設置一只中繼間,并采用觸變泥漿注漿工藝。

    中繼間由前殼體、千斤頂及后殼體組成。前殼體與前接管連接,后殼體與后接管連接,前后殼體間為承插式連接,兩者間依靠橡膠止水帶密封,防止管道外水土和漿液倒流入管道內。

    每只中繼間安裝10個、每個頂力為30噸的千斤頂,千斤頂沿圓周均勻布置。千斤頂的行程為28厘米,用扁鐵制成的緊固件將其固定在前殼體上。鋼殼體結構進行精加工,保證其在使用過程中不發生變形。中繼間殼體外徑與管節外徑相同,可減少土體擾動、地面沉降和頂進阻力。

    當管道頂通以后,拆除千斤頂及各種輔件,外殼與管節內壁之間的間隙用細石混凝土填充。

    (3)接口:

    管節接口主要由外套環(鋼套環)橡膠止水帶和軟土襯墊組成。鋼套環在加工處至現場運輸吊裝過程中不能變形,接口不損壞,以確保管節在對接過程中,橡膠帶不移位、不翻轉,確保管節的密封性。同時,鋼環套在進場前還必須做好防腐處理。

    橡膠止水帶應保持清潔、無油污,并存放在陰暗處,防止老化。施工中,將橡膠止水帶用強力膠水粘貼于混凝土管口凹槽處,并粘貼牢固,在管節對接前涂無腐蝕性潤滑油以減少摩阻,防止止水帶翻轉、移位和斷裂。

    軟木襯墊采用多層膠合板(厚度1cm左右),將其夾于前后管節鋼套環間,以均勻管節間的相互作用力,減少接口損壞。管道頂通后,管道須作內接口處理,將管節間的膠合板鑿至同樣深度(深度2~3cm即可),并用瀝青彈性嵌縫膏或水泥砂漿抹平。

    (4)注漿工藝:

    在長距離(大于100米)管道頂進過程中,必須采用注漿工藝,利用觸變泥漿套減少頂進過程中管壁與土體之間的磨擦力,并填充流失的土體,減少土體變形、沉降和隔水。

    觸變泥漿由膨潤土和水攪拌而成,配合比為1:8。觸變泥漿經攪拌后存入儲漿箱,通過注漿機經管道輸送至混凝土管注漿孔,注入土體形成泥漿套。


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