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混凝土顶管是一种无需安装管道的方法破坏现有的地面设施或活动

日期:2022-08-23 分享到

混凝土顶管是一种无需安装管道的方法破坏现有的地面设施或活动。顶管已用于安装混凝土管道排水和自 1960 年代后期以来,整个的污水处理项目。
管道铺设深度大于五米的地方长度超过 50 米,混凝土顶管总是被认为是挖沟的经济替代方案。
随着城市的增长和城镇以及随之而来的翻新、更新和升级现有设施,混凝土顶管被视为成长性行业。非开挖技术是对管道活动增加的认可。在该地区进行顶管工程,并相信顶管工程将成为未来管道安装的很大一部分。


迄今为止,数千公里的混凝土管道已在安装。
要顶进的最大管道为 3000 毫米的许多地点的直径,顶管管道包括
Bulimba Creek 干线下水道,直径 1650 毫米,以及Cabbage Tree Creek 树干下水道,直径 1200 毫米,两者3000m 长。两条管道都有橡胶圈入墙接头,并在
时间。在约 200 米直径 1650 毫米。
虽然混凝土顶管的基本方法是类似的所有管道应用,承包商已经开发了自己的个人技术来实现顶升过程中的准确性,以延长顶升距离和控制不同的地面条件。开发的方法允许下水道和雨水通常可接受的公差在大多数地面条件下施工。最近的介绍承包商和当局提供的隧道掘进机 (TBM)允许小直径(900mm直径)混凝土顶管以更高程度的成功就业方向精度。
介绍
混凝土管通常从顶进坑顶到接收坑位于管道接入室。千斤顶中的主要千斤顶坑用于将混凝土管推入挖出的空腔领先于进展中的管道。主千斤顶的容量和行程取决于管道尺寸、管道长度和类型
它被顶起的地面。通常有两种或四个千斤顶,起重能力高达 300 吨,行程高达1200毫米。顶进力由顶进坑中的止推块抵抗并通过钢推力施加到混凝土管道末端戒指。混凝土管端在止推环和止推环之间用软木或刨花板接缝封隔器防止剥落。
混凝土表面。
安装在铅管上的钢制切割护罩可保护工人,并允许转向和对齐调整。通常将屏蔽层和铅管推入接收坑并移除以供重复使用。中间顶升站可能是在长距离(>1 坝)和坚硬的地面条件下需要。或者,膨润土注入可用于减少管道/土壤摩擦。
工作方法通常遵循重复的顺序
在工作面开挖,将管道推入开挖空腔并通过管道轨道上的渣土车清除弃土倒置。安装的关键期发生在前两到三个管道长度被推进到顶进坑壁中,随后随着铅管和盾构接近和突破接收坑的墙壁。当铅管和护罩被推入顶进坑壁,它离开支撑轨道并被支撑在坑壁的地面上。与千斤顶相邻的地面坑通常受到坑开挖的干扰,可能需要通过灌浆和木材包胶来改善。随着铅管和屏蔽层接近接收坑,垂直地面压力降低,垂直对齐的控制变得至关重要。通常对齐控制由用木材或木料在接收坑中保持密封的垂直面当屏蔽层向上定位时,板桩被移除对着垂直的脸。管道对齐在过程中被持续监控和调整通过激光从顶升坑顶升到固定在铅管或护罩的内冠。逐步调整是连续制造,以避免混凝土管过度受力关节。一般情况下,顶管工作每天两班进行。每个班次和进度 8-10 小时,取决于管道尺寸和地面条件,每班 1-6 根管道不等。所需的典型劳动力资源是表面上的两个(包括乌丁起重机司机),三个在管道和顶进坑,(两个在工作面和一个在坑里)。对于较小的项目,这个数字已经成功减少到三个。用于垂直土壤荷载的钢筋混凝土管设计由 AS/NZS3725“埋地混凝土管上的荷载”(1) 确定
第 6.3.7 条。标准中的公式包含一个土壤参数,该参数通过拱形减少管道上的负载。关心应用此参数时应考虑到,因为管道沿线土壤条件的变化可能导致负载增加或减少。建议在没有广泛的土壤调查的情况下参数的值取为零。标准中的公式是根据管道安装的沟槽宽度为管道外径的公式计算的。或开挖宽度,通常仅略大于
管道外径。对于典型的安装,在附录中,1500 毫米管子,8 米的覆盖层,等级为所需管道为 3 级。对于相同的安装,在最小宽度和 HS2 型安装(典型安装在道路下),a。需要第 4 类。
来自顶升力的混凝土顶管水平载荷会在管道横截面上产生应力。用于对接顶管建议使用标准 3 级管道的最小管壁。然而,通常采用 4 级管壁厚度。自从混凝土顶管是根据项目要求制造的,指定 3 级强度管的情况并不少见4级管壁厚。
进行顶升载荷的管壁厚度设计
基于混凝土管道协会手册“顶管”(2)。该’ 所需的壁厚是基于具有软木或刨花板接头封隔器的管接头,围绕管接头表面的圆周连续。手册中的公式虽然看起来很复杂,但当使用推荐的管道壁厚值时,封隔器类型和厚度、管子混凝土许用应力和标准管道长度,变得简单易行
解决方案。


安装方法
顶进坑详情 - 中间顶升站激光履带式液压千斤顶顶升护罩典型的顶升布置混凝土管道设计包装橡胶圈管接头类型通常是对接式,低碳钢定位带式或内嵌式橡胶圈接头类型,具体取决于
管道应用。最常见的 t 对接接头类型用于涵洞和雨水应用以及墙内橡胶圈用于下水道和压力管道应用的接头类型。对接管上的低碳钢带是一种结构确保管接头无横向位移在顶升过程中。带子与管道的凹槽紧密配合,并且安装在管道的尾端并与以下部分重叠管道中的管道。冲洗接头排水管已成功顶起,但仅适用于短顶升长度 «20m),具有低至中等顶升预期的力量。
混凝土顶管内壁橡胶圈接头是管材的典型代表直径1200mm及以上。 135mm的壁厚允许要制作的墙内接缝。但是,最小 150 毫米是推荐无故障使用。接头装有软木或刨花板接头封隔器,将顶升载荷分布在内部和外部插座和插口异形端。可以将低碳钢带安装(如果需要)到外面的插座上与以下管道重叠的直径。这确保没有软土地进入接头可能会使橡胶圈从其正确的位置。
钢定位带
包装推进头管间接头的钉扎应考虑管道以避免接头打开,因为前进的管道进入并穿过软土地条件。日本的顶管具有此功能这已被证明是防止停工的保证东京及周边地区常见的软土地
领域。这种联合特征已经在澳大利亚成功使用,但承包商尚未普遍采用它的用途。顶管润滑点通常也不是由然而,顶升承包商应始终考虑在规划顶升项目时。 2 用于此目的的管道可以
形成在混凝土管壁内。一个替代方案润滑点,中间顶升站可用于减少主千斤顶所需的容量或延长千斤顶管道长度。 II 中间顶升站 6 通常具有容量为 30% 4 的主顶升站,位于在大约三分之一的管道距离从铅管。通常最多两个中间站使用它们是因为它们的包含会延长推送时间。中间体吃千斤顶的行程通常为 200 毫米,因此需要比主千斤顶更频繁地启动至 1200 毫米。钢筋混凝土顶管一般供应2.44m长度。较短的长度低至 600 毫米,较长的长度可达如果需要,可以提供 4.88m 以适应顶进坑布局。
混凝土管接头附加的功能地面条件地面条件决定了顶升的可行性和选择管道安装方法。长的顶升长度特别适用于隧道掘进机。经济学然而,减少了顶升和接收坑的数量,需要与长淤泥相关的额外成本进行比较推车行驶时间、额外的通风和更长的服务线以及隧道掘进设备的成本。隧道掘进机不适合混合面部条件。混凝土顶管的最佳地面是粘土,最少100KPa无侧限抗压强度。越高的粘土中淤泥或沙子的百分比,值越高土壤/管道摩擦和随之而来的顶升载荷。顶管是在页岩中最成功,具有良好的站立时间,并且在前进的管道周围立即变成粘土。难的地面条件包括挤压粘土和流沙或砾石。在这些材料的地方,土壤/管道摩擦可能过大稳定并站在开挖面。
工作面的压缩空气室已被使用然而,成功地在海外确保了稳定的工作面,使用这种方法大大减少了工作进度,并且增加成本。通过以下方式稳定管道前方的地面从表面灌浆或化学注入是更好的选择在成本方面。整个工作面的多变的地面条件造成了困难由于两侧地面压力不同而导致转向管道。产生了一些管道旋转的经验在混凝土管制造商的建议中指定管道中的圆形网格加强件。对于短长度 «20m)这个要求是不必要的。为了帮助对准控制,可拆卸翅片已与一些盾构,并且是一些隧道掘进机的一个特点。限制使用单个激光束指示对准到 300m 的长度。更长的长度需要激光传输站。大半径范围内成功顶管国外曲线(>200m),但操作不受欢迎尽可能避免。使用膨润土或灌浆注入到空腔之间低地被推荐使用管道和开挖的地面,特别是在地面沉降可能导致的道路下大修费用。此外,应给予特别考虑管道对地面脱水的影响安装。孔隙压力降低导致的地面固结可能导致并导致相邻的表面沉降或移动建筑结构的基础。地下水位应在顶升过程中进行监控并在必要时进行充电作品。顶管工程的地下调查将确定千斤顶和千斤顶能力的可行性。识别沿线的软点和地面材料的突然变化如果出现问题和延误,建议的管道对齐是必不可少的工作进度是要避免的。
现场运营的组织尤为重要在工作区域和通道有限的顶管工程中是通常遇到的现场条件。场地必须铺设方便供应管道,清除弃土,方便断开连接和添加到服务与添加每个管到顶进坑中的管道。
示例 2 - 开挖的沟渠
1500直径RRI管类设计
设计基于 AS/NZS3725-1989 “Loads on Buried
混凝土管”
采用的土壤质量 = 18 kN/m3 安装类型 = HS2
海沟条件
到管道顶部的深度 (H) = 8.00 m
管道顶部的沟槽宽度 (B) = 2.40 m
接地载荷 (Wg) = 218.5 kN/m
层理系数,F = 2.5,Wg/F = 87.4 kN/m
正投影检查
到管道顶部的深度 (H) = 8.00 m
管道外径 (D) = 1 714 mm
接地载荷 (Wg) = 325.3 kN/m
层理系数,F = 2.5,Wg/F = 130.1 kN/m
海沟条件控制
最小测试载荷 = 87.4 kN/m
在 HS2 支持上采用 Class 4
测试开裂载荷 = 108 kN/m。
注意:选定的 4 类是 19.1 % 处于压力之下。
示例 1 - 顶管
1500 dia HI 缺管类设计
参考 AS/NZS3725-1989 “埋地混凝土荷载
管道”
采用的土壤质量 = 18 kN/m3
采用的土壤参数 (c) = 0 kPa
海沟条件
到管道顶部的深度 (H) = 8.00 m
开挖宽度 (B) = 1.78 m
接地载荷 (Wg) = 140.3 kN/m
采用的内衬系数,F = 2.0
Wg/F = 70.1 kN/m
最小测试载荷 = 70.1 kN/m
采用第 3 类
试验开裂载荷 = 81 kN/m
注意:选定的 3 级(或 Y)在压力下是 13.4%。
混凝土顶管已被数百个
在澳大利亚和新的成功安装公里
新西兰。所有主要城市的承包商都获得了必要的
几乎所有涉及混凝土顶管的项目的技能
管道直径和管道通过的不同长度
不同的地面条件。虽然隧道掘进机
不太常见,限制其使用的唯一因素是成本
设备和工作的连续性。
随着城市基础设施的扩展和现有的下水道和排水系统
中央商务区和内城区的服务
变得不充分,小直径的混凝土顶管
«900mm) 对隧道掘进机的需求将迅速增加。
混凝土管制造商在澳大利亚和大洋洲的经验
海外使他们处于“做好充分准备的位置”
为项目规划者提供建议并与项目协商
无论在哪里进行顶管,设计师。
今天的混凝土管制造商提供指导和
正确规范混凝土的建议
顶管,在需要的地方可以与顶管一起工作
承包商协助项目的顺利完成。

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