玻璃钢顶管施工技术的简况

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摘要顶管施工(construction)是继盾掏施工(construction)以后发展起来的一种地下玻璃钢管道(FRP pipe)施工(construction)办法,属于非开挖施工...

顶管施工(construction)是继盾掏施工(construction)以后发展起来的一种地下玻璃钢管道(FRP pipe)施工(construction)办法,属于非开挖施工(construction)办法中的一种。它不需要要开挖面层,就可以够穿越公路、铁道、河流、地面建筑物、地下修建物以及各类地下管线等。现在,敷设新的煤气、热力、电力、给水、排水等地下管道以及地下通道,沿用以往开槽敷设办法已感到越来越艰难,为了减少施工(construction)对交通和市民正常勾当的干扰,防止房屋拆迁以及减少对市容和环境卫生的影响,顶管施工(construction)已成为经常使用的市政管道施工(construction)办法。

顶管施工(construction)办法最先适用于1896年美国的北太平洋铁路铺设工程的施工(construction)中,其采用的是铸铁管,以后随着顶管机性能的改良,顶管设计和施工(construction)技能理论也在不断完善。1920年以后,钢筋混凝土管和钢管顶管代替了铸铁管顶管。1980年以来,发达国家的玻璃钢夹砂管顶管发展较快,顶管多采用离心浇铸玻璃钢夹砂管,其中德国在技能方面比较成熟,日本在小口径顶管方面比较先进,美国在顶管发展方面尤为显著。据统计,自1989年以来,平均每一年有38%的中小型顶管采用离心浇铸玻璃钢夹砂管。

我国的玻璃钢顶管施工(construction)虽然起步很晚,但发展速度较快。

20世纪50年代,我国北京和上海就有顶管施工(construction)的先例,北京初次顶管施工(construction)应用(application)在京包铁路路基下,采用的是钢筋混凝土管顶管施工(construction);上海初次顶管施工(construction)适用于穿越黄浦江江堤,采用的是钢管顶管施工(construction)。60年代,北京和上海计划性地开发和推广(Extension)顶管施工(construction),获得了一定的成绩。70年代,工业(Industry)大口径水下长间隔顶管技能在上海首先获得成功。80年代,第一次应用(application)中继间取得成功并在小口径顶管上获得打破,以后引进了计算机控制、激光指向、陀螺仪定向等先进技能,顶管施工(construction)技能日趋成熟。最近几年来定长缠绕玻璃钢夹砂管顶管技能也越来越被普遍采用。

现在,顶管施工(construction)中最为流行的三种工作平面均衡理论是气压均衡理论、泥水均衡理论和土压均衡理论。气压均衡理论又有全气压均衡理论和局部气压均衡理论之分。全气压均衡理论应用(application)的最先,该理论提出在所顶进的管道及挖掘面上都充满一定压力的空气,以空气的压力来均衡地下水的压力;而局部气压均衡理论则提出只在掘进机的土仓内充入一定压力的空气,起到均衡地下水压力和疏干挖掘面土体中地下水的作用。土压均衡理论提出以顶管掘进机土仓内泥土的压力来均衡掘进机所处土层的土压力和地下水压力;现在,采用土压均衡理论设计的顶管掘进机的设备(equipment)比较简单,主要原因(Reason)是施工(construction)过程当中土压均衡式顶管掘进机所排出的渣土要比泥水均衡式顶管掘进机所排出的泥浆更易处理(Handle)。

泥水均衡理论的主要观点是提出以含有一定量粘土、且具有一定相对密度(density)的泥水充满顶管掘进机的泥水仓,并对它施加一定的压力,以均衡地下水压力和土压力。依照该理论的阐述,泥水在挖掘面上能构成泥膜,以避免地下水的渗透,而后再施加一定的压力便可以均衡地下水压力,同时也能够均衡土压力。

过来,顶管施工(construction)作为一种特殊(special)的施工(construction)手段,一般(commonly)状况下不轻易采用。因而,顶管常被看成穿越铁道、公路、河流等的特殊(special)手段,施工(construction)的间隔一般(commonly)较短,大多在20~30m。但是,现在顶管施工(construction)作为一种常规的施工(construction)办法已被普遍接受,并且一次连续顶进的间隔也越来越长。最长的一次连续顶进间隔可达数公里,最大的顶管口径已达4m。

玻璃钢夹砂顶管技能在向长间隔、大口径方向发展的同时,也向小口径方向发展。现在最小顶管的口径只有250mm。这种管道在电缆、供水、煤气等工程中应用(application)得至多。它们除了口径小外,另有覆土浅和间隔短的特点(Characteristic)。

曲线顶管则是近几年顶管技能的又一重大进展,并且曲线的形状也越来越复杂,不只有单一曲线,也有复合曲线,如S形曲线;不只有水平曲线,也有垂直曲线;另有水平和垂直兼而有之的复杂曲线等,曲线的曲率半径也越来越小。

另外,玻璃刚顶管的附属设备(equipment)、管材也得到精益求精,如主顶油缸已有二级和三级顶进油缸;测量和显示系统也朝着自动化的方向发展,可实现自动测量、自动记载、自动纠偏,所需的数据可以(Sure)自动打印出来。这些都使顶管技能迈向了新的顶峰。

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