顶管法是借助工作坑或竖井内的顶推装置将管道在地下逐节顶进的非开挖施工方法。顶管法施工如图所示。
顶管法隧道
以顶管设备为核心建造的地下通道。
- 英文名称
- tunnel by pipe jacking
- 所属学科
- 石油与天然气工程
顶管施工前需先在待穿越的障碍物两侧分别构筑工作井和到达井。①工作井是顶管掘进的始发场所,井底放置千斤顶等设备,顶进设备后方设置反力墙。预制的钢筋混凝土管或钢管(简称工具管)从工作坑中由液压千斤顶逐节推进,边顶进边挖掘工具管前方土层,直至工具管进入到达井。②到达井是掘进的终点和接收掘进设备的场所。
顶管掘进过程中保证开挖面稳定是施工技术的关键。为保证开挖面的稳定,多采用:①气压平衡。在所顶进的管道中及挖掘面上充以一定压力的空气,以空气的压力来平衡地下水压力。②泥水平衡。以具有一定密度和黏度的泥浆充满掘进机泥水舱,使之在挖掘面上形成泥膜,并施加一定压力,平衡地下水压力和土压力。③土压平衡。以掘进机土舱内泥土的压力来平衡掘进机前方的土压力和地下水压力。
顶管过程中,只要千斤顶的顶力足以克服工具管受到的地层阻力,顶进过程就可以循环进行。为进行较长距离的顶管施工,通常在工具管外周压注润滑泥浆,或在管节中间每间隔一定距离设置一个中继间作为接力顶进。常规的顶管顶进长度一般小于100米。长距离顶管,通过设置中继间、管外泥浆减阻等措施,一次连续顶进长度可超过400米。超长距离顶管一次连续顶进长度可达1000米以上。
针对不同的土质、不同的施工条件应选用与之适应的顶管施工方式。例如手掘式顶管只适用于开挖面能够自立的土层;挤压式顶管适用于软黏土,且要求管顶覆土深度较深;泥水平衡和土压平衡式顶管的适用范围较广,从淤泥质到沙砾层均能适应。
主要包括:①与大开挖铺管方法相比,顶管法只有工作坑和隧道内较少的土方开挖量,所需施工作业人员少,对自然环境、地面设施及交通影响小。但顶管法对施工作业和施工管理要求较高,顶进过程中遇到障碍物时处理起来较困难。顶进方向出现偏差时纠偏困难。②与盾构法相比,顶管法施工设备较简单,施工占地面积小,所需作业人员少,综合造价低。但顶管法穿越距离比盾构法短,隧道尺寸小,若穿越轴线为曲线则施工较困难。
条目图册
扩展阅读
- 余彬泉,陈传灿.顶管施工技术.北京:人民交通出版社,1998.
- 何利民,高祁.油气储运工程施工.北京:石油工业出版社,2007.