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1、,安徽建筑工业学院,地 下 结 构 工 程,主讲教师：席培胜,第10讲,第十三章 顶管法,顶管法与盾构法都是修建地下管道和隧道的重要方法。13.1 概述13.1.1 顶管法简介采用液压千斤顶或具有顶进、牵引功能的设备，以顶管工作井作承压壁，将管子按设计高程、方位、坡度逐根顶入土层直至达到目的地.,顶管法施工示意图,主要用于,特殊地质条件下的管道工程中：穿越江河、湖泊、港湾水体下的供水、输气、输油管道工程；穿越城市建筑群、繁华街道地下的上下水、煤气管道工程；穿越重要公路、铁路路基下的通讯、电力电缆管道工程；水库坝体涵管重建工程等。,发展趋势,中继环接力顶推装置、触变泥浆减阻顶进技术，自动测斜纠偏
2、技术、泥水平衡技术、土压平衡技术、气压保护技术和曲线顶管技术。,13.1.2 顶管法的关键技术,1）方向控制：与设计轴线一致，对顶力的影响，保证中继环正常工作；2）顶力大小及方向：管尾顶进方式，顶进距离必然受到限制，一般采用中继环接力；3）工具管开挖面正面土体的稳定性；4）承压壁后靠结构及土体的稳定性,13.1.3 顶管法的工程地质勘察,勘察要点：土层类别、埋深各土层土体的物理、力学性质地下水位、压力地下水和土的腐蚀性土层冻结深度地下管线地下洞室临近建筑物基础地面动载,13.2 顶管工程设计,工作井设置，顶管顶力估算以及承压壁后靠结构及土体的稳定问题。7.2.1 顶管工作井设置1）供顶管机头安
3、装用的顶进工作井（称顶进井）；2）供顶管工具管进坑和拆卸用的接收工作井（称接收井）。,（a）双向顶进；（b）单向顶进,工作井,实质上是方形或圆形的小基坑，其支护类型同普通基坑，其平面尺寸较小，支护经常采用钢筋混凝土沉井和钢板桩。管径1.8m或顶管埋深5.5m时普遍采用钢筋混凝土沉井作为顶进工作井。沉井作为工作井时，一般采用双向顶进；采用钢板桩支护工作井时，一般采用单向顶进。,一井多用,工作井在施工结束后，一部分将改为阀门井、检查井。工作井地面影响范围一般按井深的1.5倍计算，在此范围内的建筑物和管线等均应采取必要的技术措施加以保护。,顶管工作井的深度,（1）顶进工作井,h1地表至导轨顶的高度（
4、m）；h2导轨高度（m）；h3基础厚度（包括垫层）（m）。,（2）接收工作井,H2地表至基底的高度（m）；h1地表至支承垫顶的高度（m）；h3基础厚度（包括垫层）（m）h4支承垫厚度（m）；,防水构造,工作井的洞口应进行防水处理，设置挡水圈和封门板，进出井的一段距离内应进行井点降水或地基加固处理，以防土体流失，保持土体和附近建筑物的稳定。工作井的顶标高应满足防汛要求，坑内应设置集水井，在暴雨季节施工时应防止地下水流入工作井，事先在工作井周围设置挡水围堰。,13.2.2 顶管顶力估算,克服顶管管壁与土的摩阻力及前刃脚切土时的阻力：N1管顶以上的荷载；N2全部管道自重；E顶管两侧的土压力；R土对钢
5、刃脚正面的单位面积阻力 k系数，一般采用1.2。,13.2.3 顶管承压壁后靠土体的稳定验算,1）沉井支护工作井承压壁后靠土体的稳定验算,各分量计算,计算示例,无绝对把握的前提下，F1及F2均不予考虑。若不考虑F1及F2，一般采用下式进行沉井承压壁后靠土体的稳定性验算：S为沉井稳定系数，一般取S1.01.2。土质越差，S的取值越大。,2）钢板桩支护工作井承压壁后靠土体的稳定验算,当顶进管道敷设深度较大时：,单向顶进时：,双向顶进时：,管道接口处理,排水管道接口处理,方向控制,减少阻力的措施,注浆注意事项,本讲要点,了解顶管法的工作原理；理解顶管阻力的计算方法；掌握沉井支护工作井承压壁后土体的稳定验算。,
