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顶管所用钢管的外表而必须涂上防腐材料。常用的是环氧沥清漆,也有的涂上氢凝。如果 要求特别高的,在涂环氧的同时,还须把一层层玻璃纤维布缠在管子夕卜。这样,即使在砂层中进 行长距离顶进,也不会使防腐层遭硖坏。但是,由于钢管在顶进过程中必须焊接,因此,在管端 50mm至100mm宽的地方不能涂上防腐涂料或做防腐层,只有在现场焊接以后才可补上s还 需待其干透以后才可顶进。钢管在制作和顶进过程中,都必须注意坡口的形式及安装方法。钢管顶进中常用的坡口如图13-1-1所示的两种。 种是单V型坡口,如左图中所示的那样。这种坡口适用于口径小的钢 管。因为钢管口径小,人无法进入钢管内焊接,所以只能采用这种坡口,要求单面焊接,双面成 型。?挺方向图13-1-1钢管的两种坡口形式
种如右图所示的为K型坡口。这种坡口适用于口径较大钢管,入可在钢管内进行焊 接,因此,这种接口在管内都必须焊接。口径较大的钢管,管壁也较厚,采用K型坡口可使接 头的焊接质量有保证。无论采用哪一种接口,它们的共同点就是在管尾端都是平口,这对顶进有好处。首先是顶 铁等与钢管接触的面积比较大,可减小接触应力。如果采用V型接口或X型接口,其管尾端不 是平口而尖口,这样顶铁加在尖口上就容易使尖口产生捲边,会影响焊接质量。另外,V型口 和x型口的两个尖n不容易对准,使焊接的误差较大,这又会影响顶进质量。所以,不要以为 钢管接口形式可以任意选取,其实不然。在一般的钢管顶进中,每节钢管所能承受的 推力可由下式计算出来:F=210000jr〇)+i)^ (13-1-2)式中:F——钢管能承受的推力(kN);D——钢管的内径(mh t——钢管的壁厚(m)。
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发展过程
世界上 个有据可查的关于顶管技术的记录是在1892年, 的顶管施工作业是在1896~1900年间由美国北太平洋铁路公 司(Northern Pacific Railroad Company)完成。我国顶管施工技术 起步较晚,自从1954年(也有认为是1953年的,无确切记载)在北京进行的 例顶管施工以来,我国从国外引进顶管技术已经正好半个世纪了,早期发展较慢,是以人工手掘式为主,设备非常简陋,也无专门的从业人员,直至 1964年前后上海首次使用机械式顶管,上海的一些单位并进行了大口径机械式顶管的各种试验和相关的一些理论研究。当时,口径在2m的钢筋混凝土管的一次推进距离可达 120m,同时也开始利用中继间的相关技术。在此以后,又进行了多种口径、不同形式的机械顶管试验,其中土压式居多。由于当时的顶管掘进机的设计还停留在比较原始的阶段,既没有完整的设计施工理论和工艺作指导,也不考虑具体的地层条件,所以当时的顶管掘进机还不够完善。土压式顶管机当时分为上部出土和下部出土两种,但都没有引入土压力的概念。其中,也搞了一些水冲顶管的试验 。 1967年前后,上海已研制成功人不必进入管子的小口径遥控土压式机械顶管机,口径有700mm-1050mm多种规格。在他们的施工实例中,有穿过铁路、公路的,也有在一般道路下施工的。这些掘进机,全部是全断面切削,采用皮带输送机出土。同时,已采用了液压纠偏系统,并且纠偏油缸伸出的长度已用数字显示。1978年前后,上海又研制成功适用于软粘土和淤泥质粘
土的挤压法顶管,这种方法要求的覆土厚度较大(大于2倍的管外径),但施工效率比普通手掘式顶管提高1倍以上。上世纪80年代以来发展更为迅速,顶管施工技术无论在理论上,还是在施工工艺方面,都有了长足的发 展。1984年前后,我国的北京、上海、南京等地先后开始引进国外先进的机械式顶管设备,使我国的顶管技术上了一个新台阶。尤其是在上海市政公司引进了日本伊势机(ISEKI)公司的800mm 直径的Telemale顶管掘进机之后,国外的顶管理论、施工技术和管理经验也进入中国,如土压平衡理论、泥水平顶管的各种试验和相关的一些理论研究。当时,口径在2m的钢筋混凝土管的一次推进距离可达120m,后在1988和1992年研制成功我国 台多刀盘土压平衡掘进机(DN2720mm)和 台加泥式土压平衡式掘进机(DN1440mm),均取得了较令人满意的效果。与此同时,对顶管技术的理论研究的关注逐年增强,开始出现了比较专业的技术人员,90年代后,以当时的顶管掘进机还不够完善。2000年后,同济大学等高校对顶管技术方面进行了不少专项课题研究,也取到了不少成果。在1998年,中国非开挖技术协会成立,标志着我国的顶管行业开始进入规范化发展。2002年中国非开挖技术协会批准成立北京、上海、广州和武汉四个非开挖技术研究中心,非开挖管线技术列入科技的研究进一步深入。
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工程技术非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的,它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语,它涉及的是利用少开挖,即工作井与接收井要开挖,以及不开挖,即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换, 直径DN8
00—4500。通过工作井把要埋设的管子顶入土内,一个工作井内的管子可在地下穿行1500米以上,并且还能曲线穿行,以绕开一些地下管线或障碍物。它的技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。特别适用于大中型管径的非开挖铺设。具有经济、,保护环境的综合功能。这种技术的优点是:不开挖地面;不拆迁,不破坏地面建筑物;不破坏环境;不影响管道的段差变形;省时、、,综合 低。该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天然气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。采用该技术施工,能节约一大笔征地拆迁费用、减少对环境污染和道路的堵塞,具有显著的经济效益和社会效益。
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