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目前,非開挖鋪管施工的分類方法有很多。按成孔時對周圍巖土的一種影響,非開挖的方法可分為:擠土法、部分擠土法與非擠土法。其中的擠土成孔的鋪管又包括靜壓擠土法(小口徑頂管法)、振動擠土法、沖擊器擠土法(沖擊矛和夯管錘)和滾壓擠土法等。按非開挖工藝與設備分類有夯管錘法、氣動矛法、振動沖抓法、頂管法、大噸位頂管機法、跟管法以及熱鉆法等多種。
在目前常用的10余種非開挖的鋪管方法中,根據設備、施工環境、施工地質條件以及目標管線的種類不同,每種方法都有其一定的適應性。這里重點討論大噸位頂管機的頂管施工方法。
頂管施工其實主要應用于Ⅲ級以下土層。在頂管施工中,通常采用大噸位的頂管機直接頂入管道或邊排土邊頂入,為了減小阻力,第一節管的前端一般是制成楔形,對于大直徑的管道在施工時,人可直接進入前部進行一些排土作業,楔形面處于上部,有利于防止地層坍塌,保護作業人員安全。排土作業時,根據土層的穩定程度,可以進行一定程度的超挖,以減小頂入阻力和加快頂管速度。對于小直徑頂管,可以采用螺旋鉆、水力等方法輔助排土。該方法鋪管精度較難控制,特別是管道較重時問題尤為突出。
在頂管施工技術中頂力是選用施工工法,確定后背墻加固方案和確定施工進度的重要依據。根據施工實踐,靜壓式頂管阻力最大,需要的頂力最大,水力靜壓式次之,回轉式最小。但回轉式工法對機具要求最高,靜壓式頂管對機具的要求最簡單。因此,在選擇頂管施工時,應根據頂進需要的頂力和設備能力來選擇合適工法。
在實際施工中應注意,頂進時,為防止“涌灰”,采用一塊鋼板固定在井壁上。鋼板中央開孔保證頂管穿過;遇到地下水時,可以選擇適當提高開孔位置,以避開地下水位。由于輻射井水平孔施工阻力大,套管頂進后需反拔出來,套管系采用絲扣方式連接,而絲扣部位的抗扭、抗壓、抗拉強度相對要小得多。因此,頂管施工的管材需根據施工的最大頂推力和反拔力來選擇,管材選擇包括:材質、管徑、壁厚、絲扣類型、規格和尺寸。實際施工中選擇了厚壁的優質地質鋼管。
頂管施工是非開挖施工中的一種重要工法。各種頂管施工方法各有其優缺點,在實際施工中,應結合工程實際,選取合適的頂管施工方法。在同一工程中,也可以根據施工地層的變化特點選取不同的頂管施工方法。