頂管技術(shù)(Pipejacking)不但是一種具體的非開挖管道鋪設(shè)方法,同時還是以頂管施工原理為基礎(chǔ)的一些非開挖鋪管技術(shù)的總稱,因此必須把施工原理和具體的施工方法區(qū)分開來,不能相互混淆。
采用液壓油缸將管段頂入由切削刀盤或掘進機形成的鉆孔中構(gòu)成襯砌的施工方法,除了適用于頂管工法外,也同樣適用于螺旋鉆進和微型隧道工法;無論是施工一個直徑只有100mm的螺旋鉆套管,還是頂進大的車輛交通箱涵,所采用的頂管施工原理都是一樣的。
矩形頂管機也被稱為液壓頂管技術(shù)。該施工方法的實質(zhì)就是,所要頂進的管道在主頂工作站的作用下(有時需要中間站或中繼站輔助),由始發(fā)井始發(fā),頂進至目標井。在施工中,通過位于第一節(jié)管道的可控頂管機(或盾構(gòu)機),可以實現(xiàn)直線或曲線頂進,一般情況下,頂管機的操作和控制可以直接在地下的工作現(xiàn)場由操作人員來完成,特殊情況下(如微型隧道施工技術(shù)),也可以通過位于地表的控制臺進行遙控。巖石的破碎方法可以在工作面上通過手工、機械或者水力的方法進行分步破碎來實現(xiàn),也可以通過機械全斷面破碎來實現(xiàn)。破碎下來的巖粉或泥土可以通過壓力墻上的進土口進入頂管機,并通過已鋪設(shè)好的管線運至地表。
具體的頂管技術(shù)是指首先采用頂管掘進機(CuttingShielD.成孔,然后將管道從頂進工作坑(DriveShaft)頂入以形成連續(xù)襯砌的管道非開挖鋪設(shè)技術(shù)。頂管施工對管段的截面形狀沒有特殊要求,但通常以圓形截面居多,也可以是方形的(如箱涵)。
頂管技術(shù)初主要用于路基穿越鋪設(shè)保護套管,目前在該領(lǐng)域仍被廣泛采用。隨著技術(shù)的不斷進步,該技術(shù)也可直接應(yīng)用于管道鋪設(shè)(如重力下水管道),而不再需要保護套管,頂管技術(shù)也因此進入了傳統(tǒng)的小直徑隧道施工市場,與管片拼裝形成襯砌的隧道施工方法構(gòu)成了競爭。實質(zhì)上,頂管法所用的頂管機(掘進機或盾構(gòu)機,shielD.和管片隧道施工法采用的隧道掘進機(TunnelBoringMachine-TBM)是沒用區(qū)別的,這兩種施工方法的區(qū)別僅在于隧道襯砌構(gòu)筑方法不同。
頂進管道具有兩個作用,一是支撐開挖空間,二是作為管線建筑物。根據(jù)其直徑大?。ò礃藴室?guī)定管道的直徑>DN/ID1400),管道可以事先在工廠預(yù)制,也可以在施工現(xiàn)場的野外工廠生產(chǎn),這主要決定于對管道運輸?shù)拈L度和重量的相關(guān)規(guī)定以及管道加工的經(jīng)濟性。通??蛇\輸?shù)拇蠊艿乐睆綉?yīng)限制在DN/ID3000或DN/OD3800。較大直徑的管道必須在施工現(xiàn)場進行制造,由于建一個現(xiàn)場的管道生產(chǎn)車間,需要很大的先期投入,考慮到施工的經(jīng)濟性,通常要根據(jù)施工管線的長度來決定;同時,考慮到管道吊裝的方便、吊裝設(shè)備的能力以及對管道重量的限制,單根管道的重量不應(yīng)>100t。到目前為止,采用該施工方法頂進的在施工現(xiàn)場制造的大的鋼筋混凝土管道直徑為DN/ID4100或DN/OD5000。
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