玻璃鋼頂管施工的原理與特點

玻璃鋼頂管施工的原理與特點

    頂管施工就是借助主頂油缸及管道間的中繼間等的推力，把工具管或掘進機從工作坑內穿過土層一直推到接收坑內后回收的過程。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設在了兩坑之間，頂管施工示意圖如圖1.1所示。一個比較完整的頂管施工大體包括以下部分。

1．I作坑和接收坑

    工作坑也稱基坑。工作坑是安放所有頂進設備的場所，也是玻璃鋼頂管掘進機的始發(fā)場所。工作坑還是承受主頂油缸推力反作用力的構筑物。接收坑是接收掘進機的場昕。通常管道從工作坑中逐節(jié)推進，到接收坑中把掘進機吊起以后，再把第一節(jié)管子推出一定的長度，整個頂管施工才算基本結束。有時在多段連續(xù)頂管的情況下，工作坑也可當接收坑用，但反過來則不行，因為一般情況下接收坑比工作坑小得多，頂管設備無法安放。

2．洞口止水圈

    洞口止水圈安裝在工作坑的出洞洞口和接收坑的進洞洞口，具有防止地下水和泥沙流到工作坑和接收坑的作用。

    3 ．頂管機

    頂管機是頂管掘進用的機器，也稱頂管掘進機或掘進機，它安放在所頂管道的最前端，主要是用來取土和保證管道頂進方向的正確性。

4．主頂裝置

    主頂裝置主要由主頂油缸、主頂油泵、操縱臺及油管四部分構成。主頂油缸是管道推進的動力，它多呈對稱狀布置在管壁周邊。在大多數情況下，其都成雙數且左右對稱。     主頂油泵主要通過高壓油管為主頂油缸提供壓力油，常用的壓力在32-42MPa之間，高的可達到50MPa。操縱臺主要控制主頂油缸的推進和回縮。操縱的方式有電動和手動兩種，前者使用電磁閥或電液閥，后者則采用手動換向閥。

5．頂鐵

    頂鐵有環(huán)形、弧形和馬蹄形之分。環(huán)形頂鐵的主要作用是把主頂油缸的推力較均勻地分布在所頂管道的端面上.弧形和馬蹄形頂鐵可以彌補主頂油缸行程與管節(jié)長度之間的不足。弧形頂鐵用于手掘式、土壓平衡式等許多方式的頂管中，它的開口向上，便于管道內出土，而馬蹄形頂鐵則是倒扣在基坑導軌上的，開口方向與弧形頂鐵相反，它只用于泥水平衡式頂管中。

   6．基坑導軌

 基坑導軌是由兩根平行的箱形鋼焊接在軌枕上制成的。它的作用主要有兩點：一是使推進管在工作坑中有一個穩(wěn)定的導向，并使推進管沿該導向進入土中；二是讓環(huán)形、弧形頂鐵工作時能有一個可靠的托架。

7．后座墻

    后座墻是把主頂油缸推力的反力傳遞到工作坑后部土體中去的墻體。它的構造會因工作坑的構筑方式不同而不同。在沉井工作坑中，后座墻一般就是工作井的后方井壁。在鋼板樁工作坑中，必須在工作坑內的后方與鋼板樁之間澆筑一座與工作坑寬度相等的厚度為o．5～lm的鋼筋混凝土墻，目的是使推力的反力能比較均勻地作用到土體中去，盡可能地使主頂油缸總推力的作用面積大些。

    由于主頂油缸較細，如果把主頂油缸直接抵在后座墻上，則后座墻極容易損壞.為了防止此類事情發(fā)生，在后座墻與主頂油缸之間，我們再墊上一塊厚度在200～400mm之間的鋼構件，稱之為后靠板。通過它把油缸的反力較均勻地傳遞到后座墻上，這樣后座墻就不容易損壞。

 8．推進管及接口

    推進管分為多管節(jié)和單一管節(jié)兩大類。多管節(jié)的推進管有鋼筋混凝土管和玻璃鋼夾砂管，管節(jié)長度有2～6m不等，這類管都必須采用可靠的管接口，該接口必須在麓工時和施工后的使用過程中都不滲漏。單一管節(jié)的是鋼管，它的接口都是焊接成的，麓工完工后變成一根剛性較大的管子。它的優(yōu)點是焊接接口不易滲漏，缺點是只能用于直線頂管，而不能用于曲線頂管。

9．籍土裝置

    輸土裝置會因不同的推進方式而不同。在手掘式頂管施工中，大多采用人力車出土；在土壓平衡式頂管施工中，采用蓄電池拖車、土砂泵等方式出土；在泥水平衡式頂管施工中，采用泥漿泵和管道輸送泥水。

 10．地面起吊設備

    地面起吊設備最常用的是門式行車，不同口徑的管道應配不同噸位的行車。它們的優(yōu)點是操作簡便、工作可靠．缺點是轉移過程中拆裝比較困難。汽車式起重機和履帶式起重機也是常用的地面起吊設備。它們的優(yōu)點是轉移便、靈活。

11．測量裝置

    通常用的測量裝置就是置于基坑后部的經緯儀和水準儀。經緯儀用來測量管道的左右偏差，水準儀用來測量管道的高低偏差。有時所頂管道的距離比較短，也可只用上述兩種儀器的任何一種。

    在機械式頂管中，大多采用激光經緯儀。它是在普通的經緯儀上加裝一個激光發(fā)射器而構成的。激光束打在掘進機的光靶上，觀察光靶上光點的位移可判斷管道頂進的高低和左右偏差。在復雜的頂管中也可用自動測量裝置進行測量。

12．注漿系統(tǒng)

    注漿系統(tǒng)由拌漿、注漿和管道三部分組成。拌漿是把注漿材料兌水以后再攪拌成所需的漿液。注漿是通過注漿泵來進行的，它可以控制注漿的壓力和注漿量。管道分為總管和支管，總管安裝在管道內的一側，支管則把總管內壓送過來的漿液輸送到每個注漿孔去。

13．中繼站

    中繼站亦稱中繼間，它是長距離頂管中不可缺少的設備。中繼站內均勻地安裝有許多臺油缸，這些油缸把它們前面的一段管子推進一定長度以后，然后再讓它后面的中繼站或主頂油缸把該中繼站油缸縮回。這樣一只連一只，一次接一次就可以把很長的一段管道分成幾段頂進。最終依次把從前到后的中繼站油缸拆除，一個個中繼站臺攏即可。

14．輔助施I

    玻璃鋼頂管施工有時離不開一些輔助的施工方法，如手掘式頂管中常用的井點降水、注漿等，又如進出洞口加固時常用的高壓旋噴施工和攪拌樁施工等。不同的頂管方式以及不同的土質條件就采用不同的輔助施工方法。頂管常用的輔助施工方法有井點降水、高壓旋噴、注漿、攪拌樁、凍結法等多種，都要因地制宜地使用才能達到預期的效果。頂管施工流程見圖1·2。

15．供電及照明

    頂管施工中常用的供電方式有兩種，在距離較短和口徑較小的頂管中以及在用電量不大的手掘式頂管中，都采用直接供電。當在口徑較大而且頂進距離又比較長的情況下，都是把高壓電輸送到掘進機后的管道中，然后由管道中的變壓器進行降壓再送到掘進機的電源箱中。高壓供電的好處是途中損耗少而且所用電纜可細些，但其危險性也較大，要慎重使用，更要做好用電安全工作和采取各種有效的防觸電、漏電措施。

圖1.2頂管施工流程圖

    16 ．通風與換氣

    通風與換氣是手掘式頂管中不可缺少的一環(huán)，否則將可能發(fā)生缺氧或氣體中毒現(xiàn)象。頂管中的換氣裝置應采用專用抽風機或鼓風機。通風管道一直通到掘進機內，把混濁的空氣抽離工作井，或使工作井內的空氣強制流通。