一、頂管施工的分類及特點
頂管施工的分類方法很多,而且每一種分類方法都只是從某一個側面強調某一方面,不能也無法概全,所以,每一種分類方法都有其局限性。下而我們介紹幾種使用為普通的分類方法。
種分類方法為簡單,它就是按所頂管子口徑之大小來分的,可分為大口徑。中口徑、小口徑和微型頂管四種大口徑多指D2000mm以上的頂管,人能在這樣口徑的管道中站立和自由行走。大口徑的頂管設備比較龐大,管子自重也較大,頂進時比較復雜。大口徑可達D5000mm,比小型盾構還大。中口徑是指人貓著腰可以在其內行走的管子,但有時不能走得太遠。
這種管子口徑為D1200mm-D1800mm。在頂管中占大多數。小口徑是指人只能在管內爬行,有時甚至于爬行也比較困難的管子。這種管子口D500mm-D1000mm之間。微型頂管其口徑很小,人無法進入管子里,通常在D400mm以下,小的只有D75mm。這種口徑的管子一般都埋得較淺,所穿越的土層有時也很復雜,已成為頂管施工的一個新的分支,技術發展很快,這種頂管在形式上也不斷創新。
第二種分類方式是以推進管前進工具管或掘進機的作業形式來分。推進管前只有一個鋼制的帶刃口的管子,具有挖土保護和糾偏功能的被稱為工具管,人在工具管內挖土,這種頂管則被稱為手掘式。如果工具管內的土是被擠進來再做處理的就被稱為擠壓式。
以上兩種頂管方式在工具管內都沒有掘進機械,
如果在推進管前的鋼制殼體內有機械的則稱為半機械或機械頂管。在鋼制殼體中設有反鏟之類的機械手進行挖土的則稱為半機械式。為了穩定挖掘面,這類半機械式頂管往往需要采用降水、注漿或采用氣壓等輔助施工手段。
我們在機械頂管中都可看到推進管前有一臺掘進機,按掘進機的種類又可把機械頂管分成泥水式、泥漿式、土壓式和巖石掘進機,而頂管也被區分為泥水式、泥漿式、土壓式和巖石式頂管。上述四種機械式頂管中,又以泥水式和土壓式使用得為普遍,掘進機的結構形式也為多樣。
第三種分類方法是以推進管的管材類分類的,可分為鋼筋混凝土管頂管和鋼管頂管以及其他管材的頂管。
第四種分類是按頂進管子軌跡的曲直來分的,可分為直線頂管和曲線頂管,曲線頂管技術相當復雜,是頂管施工的難點之一。
第五種分來方法是按工作坑和接收坑之間的距離長短來分,可分為普通頂管和長距離頂管。而長距離頂管是隨頂管技術不斷發展而發展的。過去把100m左右的頂管就稱之為長距離頂管。而現在隨著注漿減摩技術水平的提高和設備的不斷改進,百米已不成為長距離了。現在通常把一次頂進300m以上距離的頂管才稱為長距離頂管。頂管施工是一門涉及知識面廣、施工管理要求高、施工作業要求嚴的綜合性施工技術。近十年來,隨著各國經濟的不斷發展、城市化進程的加速和下水道普及率的提高以及舊城區的改造,公用事業的發展,頂管施工也越來越普及。
頂管施工有一個突出的特點就是適應性問題。針對不同的土質、不同的施工條件和不同的要求,我們必須選用與之使用的頂管施工方式,這樣才能達到事半功倍的效果,反之則可能是頂管施工出現問題,嚴重的會使頂管施工失敗,給工程造成巨大損失。
擠壓式頂管只適用于軟粘土中,而且覆土深度要求比較深。通常條件下,不用任何輔助施工措施。手掘式只使用于能自立的土中,如果在含水量較大的砂土中,則需要采用降水等輔助施工措施。如果比較軟的粘土則可采用注漿以改善土質,或者在工具管前加網格,以穩定挖掘面。手掘式的大特點是在地下障礙較多且較大的條件下,排除障礙的可能性大、較好。
半機械式的適用范圍與手掘式差不多,如果采用局部氣壓的輔助施工措施,則使適用范圍會較廣些。
泥水式頂管適用的范圍更廣一些,而且在許多條件下不需要采用輔助施工措施。
土壓式的適用范圍廣,尤其是加泥式土壓平衡頂管掘進機的使用范圍為廣泛,可以稱得上全土質型,即從淤泥質土到砂礫層它都能適應(N值從0-50之間,含水量在20%-150%之間的土它都能適應)。而且,通常也不用輔助施工措施。
二、各種頂管形式所適應的范圍可參見表4-7輔助施工:
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、注劑等。又如進出洞口加固時常用的高壓旋噴施工和攪拌施工等。
不同的頂管方式以及不同的土質條件應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、注劑、攪拌樁、凍結法等多種,都要因地制宜地使用才能達到事半功倍的效果。
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