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顶管技术作为一种非开挖技术,最初主要用于穿越路基铺设保护套管,随着技术发展,已可直接应用于重力下水管道。虽然我国的顶管技术在1953年就已引进,但大口径(如:Φ2000)的顶管也只是在20世纪70年代才得以实现,特别是在复杂地质中,顶管技术的应用仍处于萌芽阶段。
采用顶管技术施工,特别是在排污管道施工中具有技术和经济上的巨大优势,采用顶管技术不但能克服开挖施工的缺点,如影响交通、破坏路面、破坏地表植被,影响正常的商业活动和居民的日常生活大量的土方工程等,还具有如下优越性,施工速度快,管道一般具有光滑的内表面,无需二次衬砌,管道密封性能好,可以避免管内流体向地层中渗漏或管外流体渗入管道。施工安全性好,而且和盾构施工法相比,省去了管片在地下的运输 安装减少了所需的人力。
顶管根据工作面可分为敞开式顶管和封闭式顶管。敞开式顶管的优点在于工作人员可方便地进入工作面,便于处理如岩石、桩基和巨木等顶进障碍物还能及时发现地下未知管线等特殊情况。其缺点在于:此类顶管在含水量和含砂量偏大的地层施工仍是一个难题,且施工长度一般小于100m。封闭式顶管的优点在于,可适用于几乎所有的地层,包括流砂层,流体状淤泥层等含水含砂量大的地层,其缺点在于遇到岩石、桩基和巨木等顶进障碍时,排障能力差,施工效率低,且无法及时了解地质和不明交叉管线等。
顶管又可根据挖掘方法分为:手掘式、机械挖掘式和水力破碎式等几种。手掘式顶管也就是敞开式顶管,其最大优点就是排障能力好,并能随时很清梦地观察工作面,能及时发现障碍物并尽快通过辅助工具排除,而机械挖掘式和水力破碎式顶管的共同缺点在于遇到岩石桩基和巨木等无法顶进时,只能由顶管机的维修窗口处理,效率非常低,且在短距离顶管施工中,由于昂贵的挖掘机械一次性投入比较大,影响施工的经济性。
根据本工程的地质条件及管线情况,并比较各顶管技术的优缺点,决定采用排障能力好的手掘式顶管,顶管机采用敞开式挤压顶管机。