给水排水工程施工室外地下管道不开槽施工(编辑修改稿)

给水排水工程施工室外地下管道不开槽施工(编辑修改稿)内容摘要：

斤顶顶进。 随着掘进距离的延长，可继续接长螺旋输送器。 一般情况下，管节和螺旋输送器段节长度相等。  这种施工方法安装方便，但是顶进过程小可能产生较大的下沉误差。 由于钻扦与螺旋叶片的分量，当钻头切削片安装方向不准时，也会产生较大的水平或垂直误差。 而且，误差产生后不易纠正。 因此，这种方法适用于短距离顶进，一般最大顶进长度在 70~80m。  600mm以下的小口径钢管顶进方法有很多种。 如真空振动法顶进。 这种方法适用于直径为200~300mm管子在松散土层。 如松散砂土、砂粘土、淤泥土、软粘土等土层内掘进。  这种方法项距一般为 20~30m。  (三 )纵向切削挖掘  图 728所示的纵向切削挖掘设备。 掘进机构为球形框架或刀架，刀架上安装刀臂，切齿装于刀臂上。 切削旋转的轴线垂直于管子中心线，刀架纵向掘进，切削面呈半球状。 由于纵向掘进，混凝土产生横向掘进力矩而使工具管转动。 同时，由于刀架高速旋转而使切下的土借离心力向工具管右抛掷，便于运输出管外，这种掘进装置的电动机装于工具管顶部，使工作面操作空间增大。 该设备构造简单易于制作，拆装、维修方便，便于调向，挖掘效率高，适用于粉质粘土和粘土。  (四 )项管盾构法  在坚硬或密实土层内顶管，或大直径管道顶进时，管前端阻力很大。 为了不减少工作坑，千斤顶的顶进长度，可采用盾构顶管法施工。 这种方法的特点是前方切土由一特制的顶管盾构来完成工作坑千斤顶只是管壁与坑壁间的摩阻力，将顶管盾构后的管子顶入盾尾。 顶管厉构法与一船盾构法的区别是盾构衬砌环内不是安装砌块，而是项入管子。 顶管盾构的构造与一般人工掘进盾构相同。  (五 )水力掘进  水力掘进是利用高压水枪射流将切入工作管管口的土冲碎，水和土混合成泥浆状态输送出工作坑。  在高地下水头的弱土层、流砂层或穿越水下(河底、海底 )饱和土层，可采用水力掘进顶管，见图 729所示。  水力掘进工具的前段为冲泥舱。 为了防止流砂或淤泥涌入管内，冲泥舱是密封的。 在刃脚处安装网格，网孔的面积取决于土的性质。 在吸泥口处再安装格栅，防止粗颗粒进入泥浆输送管道。 水冲射方向可由人工控制，泥浆由于水射器的作用，进入吸口并压至泥浆输送管道，在有充足工作水水源和泄泥场条件下，这种掘进方法使饱和弱土层内顶管过程大为简化。  掘进方向由较正环控制。 在校正环内安装校正千斤顶和校正铰。 冲泥舱和校正铰之间由于校正铰的铰接而可做相对转动，开动相应的校正千斤顶可使冲泥舱作上下、左右转动，调整掘进方向。  工具管的后段是气闸室。 为了在冲泥舱内检修、清理故障等，工人由小密门进入冲泥舱。 此时，应维持工作面稳定和防止地下水涌入，保证操作工人安全。 为此，需要提高工具管内的气压。 气压系统包括设在工作坑地面的空压机和输气管道。 气闸室是工人进出高压区时升压和降压之用。  在冲泥舱、校正环和后段气闸室之间应有可靠的密封。 通常采用橡胶止水带密封，橡胶圆条填塞于密封槽内，如图 730所示。  当工作坑附近没有方便的工作水水源和泥浆排放稀释水系时，应对泥浆进行脱水处理，泥浆脱水处理可分一次分离和二次分离两种。  在高地下水头及饱和弱土层内水力掘进，铺设的管材采用钢管和永久性焊接口。 钢管应作防腐层。  水力掘进工作坑布置如图 731所示。  工作坑地面布置如图 732所示。  钢管在地面进行防腐处理与预接口，将短管节焊接，然后由门架起重机吊入工作坑内。 在坑内与已顶入土中管子焊接连接。 千斤顶呈环圆布置，后背为混凝土墙，与工作坑壁连接。 工作水经泵房加压由进水管输入，泥浆由出泥管经水射器作用输送到地面。 触变泥浆在泥浆房拌制，经泥浆泵加压，由泥浆管输送到管前端注浆口和中途泥浆槽。 中途泥浆槽为中途补浆的贮浆槽，气压顶进的压缩空气由空压机房供给，经进气管输入。 为了提供良好的工作条件，管内空调的进风管和回风管也铺设进出管道。 各种管路系统郡应采用可拆卸接口，以便在管道项进延长时将各种  管相应延长。 激光经纬仅固定安装在专门的机架上。  混凝土沉井工作坑浇灌时，应在混凝士墙上留设洞口，作为始顶时工具管的入口。 用钢板将预留洞口临时封闭，以便工作坑内安装、调试工作进行。 始顶时，将钢板切割取出。 采用这种方法，钢板只能从工作坑内取出，不易保证施工安全。 还有采用条木封口 (图 733)方法，在工作坑前方钻孔的目的是提供条木顶散的条件。 当工具管向前顶进，数块条木落入钻孔内时，整个封口就瓦解散卸。 落人钻孔内的条木由泥浆吊桶取出，而大部分条木由冲泥舱取出。  直径 50~500mm管道也可采用水射顶管。 水泵加压的高压工作水经喷嘴喷出，冲成泥浆，由管道流至集水坑。  此外，在工作坑壁应做止水装置，防止触变泥浆或流砂渗入工作坑内。 在管线的另一端，也应开挖工作坑，用以取出工具管。  三、管子的临时连接  一节管子顶完，再将另一节管子下入工作坑。 继续顶进前，应将两节管子连接好，以提高管段的整体性和减少误差。  顶进时的管子连接，分永久性和临时性两种。 钢管采用永久性的焊接。 顶进过程中管子永久性连接，导致管子的整体顶进长度越长，管子位置偏移随意性就愈小；但是一旦产生顶进  位置误差积累，校正较困难。 因此，整体焊接钢管的始顶阶段，应在始顶时随时进行测量，避免积累误差。  钢筋混凝土管通常采用钢板卷圆的整体型内套环临时连接，在水平直径以上的套环与管壁间楔人木楔如图 734所示。 这种内套环的优点是重量轻，安装方便但刚性较差。 为了提高刚性，可用肋板加固。 两管间设置柔性材科 (油麻、油毡 )，以防止管端压裂。 由于临时连接口的非密封性，因而不能用于未降水的高地下水水头的含水层内顶进，顶进工作全部完成后，拆除内套环，再进行永久性内接口。  四、中继间顶进、泥浆套顶进和蜡覆顶进  顶端施工的一次顶进长度取决于顶力大小，管材强度，后座墙强度，顶进操作技术水平等。 通常情况下，一次顶进长度最大达 60~100m。 当顶进距离超过一次顶进长度时，可以采用中继间顶进，对向项进，泥浆套顶进，蜡覆顶进等方法，提高在一个工作坑内的项进长度，减少工作坑数目。  (一 )中继间顶进  来用中继间施工比当工作坑达一次顶进长度时，安设中继间。 中继间为 — 种可前移的顶进装置。 外径与顶进管的外径相同，中继间千斤顶在管全周上等距或对称非等距布置。 中继间之前的  管子用中继间千斤顶顶进，而工作坑内千斤顶 (顶镐 )将中继间及其后的管子顶进。 中继间施工并不提高千斤顶一次顶进长度，只是减少工作坑数目，安装一个中继间，可增加一个一次顶进长度。 安装多个中继间可用于一个工作坑长距离顶管。 图735所示为一种中继间。 施工结束后，拆除中继千斤顶而中继间钢外套环留在坑道内。 在含水土层内，中继间与前后管之间的连接应有良好的密封。 另一类型中继间如图 736。 施工结束比拆除中继间千斤顶和中继间接力环。 后中继间将前段管顶进，弥补前中继间千斤顶拆除后所留下的间隙。 采用中继间的主要缺点是顶进速度降低。 通常情况下，每安装一个中继间，实际延长  米顶进速度降慢一倍。 但是，当安装多个中继间比间隔的中继间可以同时工作，以提高顶进速度。  (二 )泥浆套顶进  在管壁与坑壁间注入触变泥浆，形成泥浆套，减少管壁与土壁之间摩擦阻力，一次顶进长度可较非泥浆套顶进增加 2~3倍。 长距离顶管时，经常采用中继间一泥浆套顶进。  触变泥浆的触变性在于，泥浆在输送和灌注过程中具有流动性、可泵性和承载力，经过一定静置时间，泥浆固结，产生强度。  触变泥浆的主要成分是膨润土。 膨润土是颗粒粒径小于 2μ m．主要矿物成分是 Si— Al—Si(硅 — 铝 — 硅 )的微晶高岭土。 矿物成分的组成和性能指标因产地不同而不同。 膨润土的相对密度为 ~，密度为 ~。 用于触变泥浆的膨润土的膨胀倍数应大于 6。 膨润倍数愈大，其造浆率就愈高。 还应具有稳定的胶质价，不致因重力作用而颗粒沉淀，保证泥浆的稠度。 曾经用于顶管施工的两种膨润土的物理指标，如表 71所列。  触变泥浆的相对密度应为 ~，粘度60~80s，静切力 15~25mg/cm2，胶体率不低于 98%  泥浆的失水量一般不应超过 50mL/h，泥皮厚度为 2~5mm， pH值 ~。 触变泥浆的配合比应由试配确定，曾经采用过的重量配合比为：  膨润土：水：碱＝ A： B： C＝ 23： 77：  膨润土内掺入工业碱是为了提高泥浆的稠度。 泥浆稠度应根据土的渗透系数和孔隙率确定，还应具有良好的可泵性。 此外，为了提高粘土颗粒的分散性，防止颗粒相互吸附凝聚，可掺入经甲基纤维素。 为了提高泥浆的泵送性，降低泥浆粘度和静切力，可掺入占膨润土重量 1~2%的腐植酸盐，如硝基腐植酸钠、腐酸铵等。 铁铬木质素硫酸盐也可降低泥浆的粘度和静切力。 在不允许发生沉降的地面，顶管时，应采用自凝泥浆。 在自凝泥浆中，为了在顶进完毕后使泥浆固结，掺入氢氧化钙 (固化剂 )；并掺入松香酸钠 (塑化剂 )以提高流动性，为了施工时保持流动性，可  掺入工业萄糖 (缓凝剂 )。 这些成分的掺人量都应根据实验确定。  触变泥浆由泥浆搅拌机拌制，储于泥浆槽内；由泵加压，经输泥管输送到前工具管的泥浆封闭环，经由封闭环上开设的注浆孔注入到坑壁与管壁间孔隙，形成泥浆套，如图 737所示。 工具管应有良好的密封，防止泥浆从土具管前端漏出 (图738)。 注入压力根据地下水位而定，常用~。  在管子顶入土内的工作坑壁修建后封闭，防止泥浆从工作坑壁漏出。 图 739是橡胶止水带的后封闭，在工作坑壁修建混凝土墙，预埋焊接有螺栓的钢管，止水胶带由螺母固紧。  项进距离过长，泥浆压力下降，则应在适当部位补浆。 泥浆从补浆罐，经泵加压从留设在管壁的补浆孔压入泥浆套 (图 740)。 一般在离灌浆罐 15~20m处设第一个补浆孔，随后补浆孔间距为30~6u0m。 为了防止压力泥浆破坏坑壁，应在管子的泥浆流注孔外侧设套环。  管子在泥浆套内处于悬浮顶进，一般情况下，混凝土管所受浮力为管自重的 ，钢管所受浮力为管自重的。 由于悬浮顶进，不但减少了顶进的摩擦阻力，而且改善了管道在顶进时的约束条件，使管道的施工应力减小。 泥浆的厚度为 15~20mm。 管四周的泥浆套厚度应均匀。 当管道发生位置偏侈时，会使管四周泥浆厚度不均  甚至 “ 消失 ” 泥浆。 因此，适当增加泥浆套的厚度是必要的。  (三 )蜡覆顶进  管子表面覆蜡，在某些地段内施工，曾减少了 20%的顶力。 蜡覆是用喷灯在管表面熔蜡覆盖。 蜡覆既减少顶进摩擦力，又提高管表面平整度。 但是，当熔蜡散布不均匀时，会导致新的 “ 粗糙 ”。  还有一种润滑剂为沥青混合料。 材料配比为：30号石油沥青：石墨：汽油＝ l： 2： 3或 1： 2：4(体积比 )。 配制时，先把沥青加热至熔化，加入汽油稀，然后加入石墨搅拌成稠糊状。 顶管时，涂于管外壁表面。  此外，为了减少工作坑数目，可同时采用对向顶和双向顶。 对向顶是在相邻的两个工作坑内对向顶进，管子在坑道内吻合。 双向顶是在一个工作坑内同时或先后向相对两个方向顶进。  五、管道测量和误差校正  掘进顶管敷设的管道，通常情况下，重力流管道的中心水平允许娱差为 177。 30mm，高程误差为+10mm和 20mm。 误差超过允许值，就要校正管子位置。  产生顶管误差的原因很多，大部分是由于坑道开挖形状不正确引起的。 开挖时不注意、坑道形状质量、坑道一次挖进深度较大、在砂砾石层开路都会导致开挖形状不正确。 工作面土质不均，管子向软土一侧偏斜。 千斤顶安装位置不  正确导致管子受偏心顶力、并列的两个千斤顶的出程速度不一致、管子两侧顺铁长度不等、后背倾斜，均会导致水平误差。 在弱土层或流砂层内顶进管端很易下陷，机械掘进的机头重量也会使管头下陷；管前端堆土过多使管端下陷；顶力作用点不在管壁。