[硕士]顶管施工技术污水管道工程中的应用研究

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内容简介

　　[硕士]顶管施工技术污水管道工程中的应用研究　　学科专业：结构工程　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：东南大学　　学位年度：2003　　 黄山路污水管道是常州市区污水北排的主干管，管径p 1650mm,工程全长3. 46Km，管位部分处于粘土或粉质粘土层，部分位于粘土、粉土、粉砂交界处，这种情况在常州市北部地区很常见。本论文以常州市黄山路污水管道工程为研究背景，对顶管施工工艺在不同土层处的应用技术进行了实例分析研究，本文主要内容包括:　　 (1)顶管施工的基本原理，重点概述手掘式简易工具管项管及泥水平衡式顶管的施工原理及工艺流程。　　 (2)结合黄山路污水管道工程的基本情况及地质概况，分析该工程的施工技术难点，介绍施工方案确定的过程，重点对工作井施工及道顶进施工中的关键技术进行研究。在工作井施工方面，明确提出用于顶管的工作井设计指导思想与一般沉井设计指导思想上的不同，对原有的混凝土工作井形式提出优化意见，详细介绍了钢板井作为工作井的施工过程及关键技术如下沉、封底、纠扭等。首次对两根大口径管道平面交叉情况提出骑跨式沉井的思路，介绍了成功应用情况。在管道顶进方面，重点介绍了日本ISEKI公司生产的SSM型泥水平衡顶管掘进机，对进出洞口的施工技术、测量与纠偏技术、触变泥浆减阻的原则与方法及地面沉降的控制等几个重点环节进行详细研究，并对管道顶力进行计算，对普通大开挖、手掘式顶管及泥水平衡顶管在工程造价、质量、进度等方面进行分析比较，从而证明顶管施工技术有着较大的优势和广阔的应用前景。　　 通过对该工程的研究、分析、总结，对顶管施工技术在不同的土层中的施工得出以下几点结论:　　 (1)顶管工艺的合理选择是顶管工程成败的关键。手掘式工具管顶管有极大的造价优势，若有泥浆处理条件则泥水平衡式顶管工艺非常适合不同土层交界管道的施工。　　 (2)顶管施工两个关键环节分别是沉井施工及管道顶进，沉井的结构形式应作适当改进，沉井施工中应尽量减少对周边土体的干扰，沉井到位后对周边土体进行加固在中长距离顶管中非常必要。顶进过程中应勤测量勤纠偏，触变泥浆减阻及中继环的应用是保证工程顺利实施的必要环节，中继环的位置设置可以通过计算获得。顶管过程中顶力控制是关键，当顶力在短时间内上升较快时应立即查找原因，切忌不控制顶力的盲顶行为。　　 (3)本工程所处的不同土层，上层为粘土或粉质粘土，中间为粉质粘土或粉土，下层为粉砂(处于流动状态)，属上硬下软型，为防止机头“叩头”，改将机头与后5节管道用钢筋栓在一起，保证了工程顺利实施。　　 (4)顶管施工中防止挖掘面失稳是控制地面沉降、保证工程质量的关键。在泥水平衡式顶管施工中根据土质情况，可以通过调节泥水压力及泥浆相对密度的方法维持挖掘面的稳定。　　 顶管施工技术经过约一百年的发展，在国内外己有很多成功的经验，但在常州，这种技术的应用才刚刚起步，由于地下土层是相当复杂的，管道位于的土层往往是几种土质都有，大口径管道施工中特别容易遇见这种情况，本论文的研究结果对大口径、不同土层管道顶管施工有参考价值。

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