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[四川工程管道安装]顶管法分类及比较

2024-02-27 11:44:25   来源:    点击:
    [四川工程管道安装]根据顶进时的工艺方法,传统的顶管法可以分为以下几种:
 
  (1)静压式顶管,即单纯利用给进油缸顶推及后拉套管;
 
  (2)水力冲刺静压式顶管,即采用高压水力冲刺破土,油缸顶推套管,管外少量排渣;
 

 
  (3)回转式顶管,即钻头切削土层,套管同步跟进,管内排渣,它可分给水钻进和无水钻进两种,又可分套管回转和不回转两种。
 
  静压式顶管工法最为简单,设备要求具有一定的顶推力和拔力即可。静压式顶管一般顶进深度为50m~70m,还可以进行多级顶管。其顶管力计算公式为:
 
  式中:F——顶管阻力(kN);T0——顶管端部起始阻力(kN);D——顶管外径(m);q——管周边均布荷载(KPa);μ——管与土层之间摩擦系数;c——管与土层之间的粘着力(kPa);L——顶管长度(m);从上式可以看出:顶管直径和顶管长度越大,顶管阻力越大;水平管埋设越深,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有正比关系。若取静压式顶管管径127mm,深20m,顶管长度20m,顶管阻力达720KN。可见由于静压式顶管不排渣,对土层产生挤密压实作用,顶管的.阻力较大。
 
  水力冲刺静压式顶管施工,即钻头部位给高压水冲削土层,油缸给进推力顶进套管,水力冲削的土屑一部份从管外流入井内,套管内保持干净。水力冲刺静压式顶管施工设备相对静压式顶管较为复杂。关键是钻头的加工及水力给与问题。钻头应大于套管,起扩孔和封堵冲削下来的土层进入套管。钻头的前端装有给水喷头,喷头四周均布有3mm~ 4mm、8~10个向心角为30°~45°的喷嘴,高压水泵将水通过钻杆,由喷嘴射入土中,高压水压力一般为0.5Mpa~3.0Mpa。高压水具有两个作用:(1)冲削土层,对土层起着暂时的扰动和液化,以减少阻力;(2)高压水能带动管周的尾砂流动,起排渣降阻作用。水量、水压应根据顶进的深度而进行调节。一般0m~5m以内水压为0.5Mpa;5m~15m以内水压为1.0Mpa~2.0Mpa;15m以上水压为2.0Mpa~3.0Mpa。水量大约为25l/min~100l/min。
 
  回转式顶管工作原理与跟管钻进方法有许多相似之处,设备一般包括掘进机工作头、控制系统、泥水输出系统、后方顶进系统等。被顶推的管道接在掘进机工作头后,顶进系统一般为一套4~6只成规律布置的液压千斤顶,需设置反力墙。其适用管径为 250~ 3000mm。
 
  该工法具有以下特点:(1)顶管机前端部分采用条幅刀盘进行偏心回转,从而能破碎岩石,因而能在粘土、淤泥、砾石等地层施工;(2)顶管机具有纠偏功能,操作员通过定位系统来预测顶管机偏离顶进计划线的偏差值,从而进行方向修正。偏差在30mm以内;(3)一次顶进距离可达100m以上,顶进速度为70~200mm/min。
 
  在顶管施工技术中顶力是选用施工工法,确定后背墙加固方案和确定施工进度的重要依据。根据施工实践,静压式顶管阻力最大,需要的顶力最大,水力静压式次之,回转式最小。但回转式工法对机具要求最高,静压式顶管对机具的要求最简单。因此,在选择顶管施工时,应根据顶进需要的顶力和设备能力来选择合适工法。
 
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