顶管施工的应用方法和技巧

顶管施工是非开挖施工的一种重要方法。每种顶管施工方法都有各自的优缺点。在实际施工中，应根据工程实际选择合适的顶管施工方法。在同一工程中，还可以根据施工地层的变化特点，选择不同的顶管施工方法。下面我给大家分享一下顶管施工的应用方法和技巧。欢迎阅读浏览。

1，顶管法

1和1顶管法简介

顶管施工主要用于ⅲ级以下土层。在顶管施工中，通常采用大吨位的顶管机直接顶进管道或边排土边顶进管道。为了减少阻力，第一段管道的前端一般做成楔形。对于大口径管道施工，人可以直接进入前方排土，楔面在上部，有利于防止地层坍塌，保护工人安全。如图1所示。弃土时，根据土层的稳定性，可进行一定程度的超挖，以减小顶进阻力，加快顶管速度。对于小直径顶管，可以使用螺旋钻和液压方法来辅助排土。这种方法很难控制管道铺设的精度，尤其是当管道较重时。

1和2顶管方法的分类与比较

根据顶进过程，传统的顶管方法可分为以下几类:

(1)静压顶管，即利用进给油缸简单推拉套管；

(2)液压冲刺静压顶管，即利用高压液压冲刺破土，油缸推动套管，将少量渣土排出管外；

(3)旋转顶管，即钻头切割土层，套管同步跟进，管内排渣。可分为水钻和无水钻两种，也可分为套管旋转和不旋转两种。

静压顶管法最简单，设备需要一定的顶力和拉力。静压顶管的顶进深度一般为50 m ~ 70 m，也可进行多级顶管。顶管力的计算公式为:

式中:f顶管阻力(kN)；T0顶管端头的初始阻力(kN)；d顶管外径(米)；Q管周围的均布载荷(KPa)；？管道与土层之间的摩擦系数；C管与土层间的附着力(kPa)；l顶管长度(m)；从上式可以看出，顶管直径和长度越大，顶管阻力越大；水平管埋得越深，顶管阻力越大。此外，在工程实践中发现，顶管速度与顶管阻力之间也存在正比关系。如静压顶管管径127mm，深度20m，顶管长度20m，顶管阻力达到720KN。可以看出，由于静压顶管不排渣，对土层有压实作用，顶管阻力大。

水力冲刺静压顶管施工，即利用高压水在钻头处切割土层，利用油缸将土推入套管内，水力推力切割的部分土屑从管外流入井内，保持套管清洁。液压冲刺静压顶管施工设备比静压顶管复杂。关键是钻头的加工和液压进给。钻头要比套管大，扩孔堵漏切下的土层会进入套管。钻头前端装有供水喷嘴，3 mm ~ 4 mm，8 ~ 10向心角30？~45?喷嘴，高压水泵将水通过钻杆，从喷嘴注入土中，高压水压一般为0.5 MPa ~ 3.0 MPa。高压水有两个作用:(1)冲刷土层，暂时扰动和液化土层以降低阻力；(2)高压水可以带动管道周围的尾矿流动，起到排渣减阻的作用。水量和水压应根据顶进深度进行调整。一般0 m ~ 5 m以内的水压为0.5Mpa5m ~ 15m范围内，水压为1.0 MPa ~ 2.0 MPa ~ 2.0 MPa；15m以上水压2.0 MPa ~ 3.0 MPa。水量约为25l/min ~ 100l/min。

旋转顶管的工作原理和后面的钻管方法有很多相似之处。设备一般包括掘进机工作头、控制系统、泥水输出系统和后顶系统。推进的管道连接到掘进机的工作头，顶升系统一般是一组4 ~ 6个液压千斤顶规则排列，需要反力墙。其适用管径为250 ~ 3000 mm。

这种施工方法具有以下特点:(1)顶管机前端采用横幅式刀盘偏心旋转，使岩石破碎，从而可以在粘土、淤泥、砾石等地层中施工；(2)顶管机具有纠偏功能，操作人员可以通过定位系统预测顶管机相对于顶进计划线的偏差值，从而修正方向。偏差在30毫米以内；(3)一次顶进距离可达100m以上，顶进速度为70 ~ 200 mm/min。

在顶管施工技术中，顶力是选择施工方法、确定后壁加固方案和确定施工进度的重要依据。根据施工实践，静压顶管阻力最大，顶力最大，其次是液压静压和旋转式。而转体施工法对机具的要求最高，静压顶管法对机具的要求最简单。因此，在选择顶管施工时，应根据顶进所需的顶推力和设备能力，选择合适的施工方法。

2.工程应用

为了减少灰坝灰场地下水对初期土坝的影响，在距初期土坝93 m处平行布置了4口内径3m、间距60m的辐射井，布置在井间。127导流钢管连接成辐射状对接井。本工程采用顶管施工方法。起初采用静压顶管，但导流钢管挤土量大，排渣困难，管径摩擦力大，施工难度大。所以改用水力冲刺静压顶管施工，但是水力侵蚀导致地层施工？阿什？认真的。最后采用钻机和顶管机相结合的施工方法完成对接井施工。

2、1顶管技术及流程

(1)进行第一次顶管。根据设计图纸和现场布置，确定1号井的开孔位置，然后用空压机开孔；确定顶管机的安装位置和方向，安装固定顶管机；将顶管安装到位。特别注意第一节管是工具管，其顶进方向和标高是否准确是保证全节顶管质量的关键；顶升时，控制压力为8-12MPa。当顶进有困难时，应在顶进前将一段顶管抽回。施工中需要反复顶进25 ~ 35m。

(2)切换钻机，以低于40r/min的速度均匀钻进25 ~ 35m。压力控制在7 ~ 8 MPa。钻孔过程中应确保均匀进给。一旦进尺变慢，就可能导致井斜。

(3)提升钻机，将顶管机下放至工作井定位，然后沿钻杆顶进至2号井。在2号井的变径接头中需要铺设什么？127引水管与顶管连接，缓慢回拖完成引水管铺设。

2、2注意事项

在实际施工中，应注意防止顶进。阿什？，用钢板固定在墙上。钢板的中心开口保证顶管通过；遇到地下水时，可以选择适当提高开口位置，避开地下水位。由于辐射井水平井施工阻力大，顶起后需要起出套管，套管采用螺纹连接，螺纹部分的抗扭、抗压和抗拉强度要小得多。因此，顶管施工要根据最大顶推力和拔出力来选择管材，包括材质、管径、壁厚、螺纹类型、规格尺寸等。在实际施工中，选用了厚壁优质地质钢管。

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