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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,隧道工程,第,7,章 隧道工程其他施工方法,邵 鹏,中国矿业大学力学与建筑工程学院,20 十一月 2024,隧道工程 第7章 隧道工程其他施工方法邵 鹏,1.,概述,（,1,）,顶管法概念,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。,7.4,隧道顶管法施工,1.概述（1）顶管法概念7.4 隧道顶管法施工,（,2,）应用概况,1896,年，美国的北太平洋铁路铺设工程的施工中。,1948,年，日本用于铁路下管道施工，用手摇液压千斤顶。,1957,年前后，日本采用液压油泵驱动油缸作为主顶动力。,我国顶管施工始于,1953,年的北京和,1956,年的上海。,1967,年，上海研制成功小口径遥控土压式机械顶管机。,1978,年前后，上海开发成功挤压法顶管，特别适用于软粘土和淤泥质粘土，但要求覆土深度须大于两倍的管外径。,1984,年前后，北京、上海、南京等地先后引进国外先进的机械式顶管设备，随之也引进了一些顶管理论、施工技术和管理经验。诸如,土压平衡理论、泥水平衡理论、管接口形式和制管新技术。,1988,年上海研制成功我国第一台,2720mm,多刀盘土压平衡掘进机，先后在虹漕路、浦建路等许多工地使用。,1992,年上海研制成功国内第一台加泥式土压平衡掘进机,。,7.4,隧道顶管法施工,（2）应用概况7.4 隧道顶管法施工,7.4,隧道顶管法施工,2.,顶管法的基本原理,7.4 隧道顶管法施工2.顶管法的基本原理,顶进设备,工具管,中继环,工程管,吸泥设备,7.4,隧道顶管法施工,3.,顶管法的基本构成,7.4 隧道顶管法施工3.顶管法的基本构成,（,1,）顶进设备,1,、后座主油缸 行程,1.1m,，顶力,400t,。,2,、顶铁 弥补千斤顶行程不足；扩散顶力。,3,、导轨 导向作用；高约,1m,；橡皮导轨。,7.4,隧道顶管法施工,（1）顶进设备7.4 隧道顶管法施工,（,2,）工具管（顶管机头）,位置：位于管道最前端，外形与管道相似。,作用：控制方向；出泥；防塌方。,类型：,7.4,隧道顶管法施工,敞口式：,闭口式：,手掘式、机械式,泥水平衡式、土压平衡式,（2）工具管（顶管机头）7.4 隧道顶管法施工敞口式：闭口式,手掘式,7.4,隧道顶管法施工,手掘式7.4 隧道顶管法施工,机械挖掘的敞开式顶管，土质好的话用这种方法不错，投入不多，效率很高。,7.4,隧道顶管法施工,机械式,机械挖掘的敞开式顶管，土质好的话用这种方法不错，投入,挡板式机械挖掘式顶管机,7.4,隧道顶管法施工,机械式,挡板式机械挖掘式顶管机 7.4 隧道顶管法施工机械式,带纵横切削头的敞口式机械挖掘顶管机,7.4,隧道顶管法施工,机械式,带纵横切削头的敞口式机械挖掘顶管机 7.4 隧道顶管法施工机,泥水平衡式,7.4,隧道顶管法施工,泥水平衡式7.4 隧道顶管法施工,三段双铰型,前段：冲泥舱,中段：操作室,后段：控制室,7.4,隧道顶管法施工,泥水平衡式,三段双铰型前段：冲泥舱7.4 隧道顶管法施工泥水平衡式,多刀盘土压平衡式,7.4,隧道顶管法施工,多刀盘土压平衡式7.4 隧道顶管法施工,日本伊势机公司的,TCT,系列曲线顶管掘进机，泥水平衡机型，能适应含砂砾石的地层，可破碎小于,1/3,直径的卵石。,7.4,隧道顶管法施工,日本伊势机公司的TCT系列曲线顶管掘进机，泥水平衡机型,矩形顶管机，偏心多轴式刀盘掘进机，图中掘进机断面尺寸,3.98x4.38m,（高,x,宽）,7.4,隧道顶管法施工,矩形顶管机，偏心多轴式刀盘掘进机，图中掘进机断面尺寸3.98,多轴刀盘式矩形顶管机 这是,3,轴矩形顶管机正面和,3,轴刀盘运转轨迹图，中间的圆孔是排土口，可排出直径小于,400mm,的石块。,7.4,隧道顶管法施工,多轴刀盘式矩形顶管机,又一种矩形掘进机，尺寸,2850 x6245,。,7.4,隧道顶管法施工,又一种矩形掘进机，尺寸2850 x6245。7.4 隧道顶管法,超高压水力辅助切割破碎式顶管机,7.4,隧道顶管法施工,超高压水力辅助切割破碎式顶管机 7.4 隧道顶管法施工,大斜度深坑泥水式顶管机,向下的顶管机,7.4,隧道顶管法施工,大斜度深坑泥水式顶管机7.4 隧道顶管法施工,（,3,）中继环,顶进阻力超过以下三者之一时，采用中继接力顶进技术：,（,1,）主千斤顶容许总顶力；,（,2,）管节容许的极限压力；,（,3,）工作井承压壁后靠土体极限反推力。,中继接力时，将管道分成数段，在段与段之间设置中继环。,7.4,隧道顶管法施工,（3）中继环7.4 隧道顶管法施工,中继环结构,1,）短冲程千斤顶组（行程为,150,300mm,）；,2,）液压、电器与操纵系统；,3,）壳体和千斤顶紧固件、止水密封圈；,4,）承压法兰片。,中继环使用,1,）从工具管向工作井依次按,1#,、,2#,编号。,2,）首先启动,1#,，达到允许行程后停止，启动,2#,中继环工作，最后启动工作井千斤顶。,7.4,隧道顶管法施工,中继环结构 1）短冲程千斤顶组（行程为150300,（,4,）工程管,管材：钢管、混凝土管。,直径：通常,1.5-3.0m,。,7.4,隧道顶管法施工,（4）工程管7.4 隧道顶管法施工,（,5,）吸泥设备,水力吸泥机,7.4,隧道顶管法施工,（5）吸泥设备7.4 隧道顶管法施工,工作井设置、顶管顶力估算、承压壁后靠结构及土体的稳定。,（,1,）工作井设置,1,）顶进井：供顶管机头安装用的工作井；,2,）接收井：供顶管工具管进坑和拆卸用的工作井。,双向顶进,单向顶进,7.4,隧道顶管法施工,4.,顶管工程设计,1）顶进井：供顶管机头安装用的工作井；双向顶进单向顶进7.4,1,）形状和制作方法,方形或圆形的小基坑，支护类型同普通基坑，常,用,钢筋混凝土沉井和钢板桩,。,管径,1.8m,或顶管埋深,5.5m,时，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。,7.4,隧道顶管法施工,1）形状和制作方法7.4 隧道顶管法施工,2,）工作井深度设计,顶进工作井,式中，,h,1,地表至导轨顶的高度；,h,2,导轨高度；,h,3,基础厚度（包括垫层）。,接受工作井,式中，,H,2,地表至基底的高度；,h,1,地表至支承垫顶的高度；,h,3,基础厚度（包括垫层）；,h,4,支承垫厚度；,7.4,隧道顶管法施工,2）工作井深度设计7.4 隧道顶管法施工,（,2,）顶力计算,顶进阻力：,R=0.25,D,2,+fDL,式中,D,管道外径；,L,顶进长度；,正面阻力系数；,f,管壁平均摩擦系数。,阻力增大原因：,1,、管道弯曲；,2,、触变泥浆失水。,7.4,隧道顶管法施工,（2）顶力计算7.4 隧道顶管法施工,（,3,）后背结构设计,7.4,隧道顶管法施工,（3）后背结构设计7.4 隧道顶管法施工,（,1,）基本工法,7.4,隧道顶管法施工,5.,施工技术,7.4 隧道顶管法施工5.施工技术,7.4,隧道顶管法施工,手掘式顶管法,7.4 隧道顶管法施工手掘式顶管法,7.4,隧道顶管法施工,泥水平衡式顶管法,7.4 隧道顶管法施工泥水平衡式顶管法,7.4,隧道顶管法施工,土压平衡式顶管法,7.4 隧道顶管法施工土压平衡式顶管法,（,2,）工艺流程,7.4,隧道顶管法施工,（2）工艺流程7.4 隧道顶管法施工,（,2,）工艺流程,7.4,隧道顶管法施工,（2）工艺流程7.4 隧道顶管法施工,（,2,）工艺流程,7.4,隧道顶管法施工,（2）工艺流程7.4 隧道顶管法施工,（,2,）工艺流程,7.4,隧道顶管法施工,（2）工艺流程7.4 隧道顶管法施工,（,2,）工艺流程,7.4,隧道顶管法施工,（2）工艺流程7.4 隧道顶管法施工,（,2,）工艺流程,7.4,隧道顶管法施工,（2）工艺流程7.4 隧道顶管法施工,（,2,）工艺流程,7.4,隧道顶管法施工,（2）工艺流程7.4 隧道顶管法施工,建筑工程学院,7.4,隧道顶管法施工,建筑工程学院7.4 隧道顶管法施工,建筑工程学院,（,3,）关键技术,1,）穿墙管及穿墙技术,2,）顶进与纠偏技术,3,）触变泥浆减阻技术,压浆顺序：先压后顶，随顶随压；,泥浆压力：大于地下水压；,压浆量：为理论压浆量的,1.2-1.5,倍。,7.4,隧道顶管法施工,建筑工程学院（3）关键技术7.4 隧道顶管法施工,
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