大型地下頂管施工技術原理及應用

內容概要

本書詳細地介紹了地下管道工程中頂管施工的原理、特點及先進的配套施工方法，論述了直線和曲線頂管施工中影響頂推力的各種因素、頂力分析與計算研究，并通過大型頂管工程實例，針對其工程特點、場地惡劣環(huán)境和技術難度，具體說明頂進施工方法的實際應用及效果。內容主要包括頂管施工主要設備、頂管施工測量與導向、頂管常用管材、頂管對土體擾動及變形分析、直線和曲線頂管頂推力研究、頂管對土體作用的三維有限元分析等，以及對頂管施工中相關問題進行充分的分析與計算，理論與實際結合緊密?！　∪珪鴮ⅰ坝枇Α备拍顫B透到地下頂管施工全過程中，應用“予力技術作用原理”和“予力度”控制標準來確保頂進作業(yè)安全有效實施。本書內容豐富，并具有新穎性、先進性和實用性等特點，可供從事土木工程、市政管線工程和其他各類管道工程的設計、施工、監(jiān)理和管理人員參考，同時也可作為一本兼具理論和工程應用的圖書供土木建筑院校師生使用。

作者簡介

韓選江，南京工業(yè)大學教授。1967年畢業(yè)于重慶建筑工程學院工民建專業(yè)；1981年畢業(yè)于中國建筑科學研究院研究生班（巖土工程專業(yè)），并獲工學碩士學位。長期從事建筑物診斷、加固與改造、軟基地下空間開發(fā)利用、復合基礎結構及予力結構技術。在國內外發(fā)表論文220多篇，出版《土力學與地基工程》教材及專著8部?？蒲谐晒?0多項，研制鋼結構繪圖軟件一套，申請發(fā)明專利6項。獲省部級獎3項。處理解決過200余項復雜工程技術難題，其中對30多幢危房進行糾偏復位并恢復正常使用，對地上地下環(huán)境苛刻軟基上的13.2m深（三層地下室）大型基坑，采用予力土錨技術，成功實現(xiàn)了無支撐安全支護：對已使用40余年損壞嚴重的幾幢三層樓房成功加層改造為七層大樓。

書籍目錄

1　概述　1.1　管道工程與地下埋管技術　1.2　頂管施工的原理與特點　1.3　頂管施工方法分類　1.4　頂管施工技術的發(fā)展歷程　　1.4.1　早期的頂管施工技術　　1.4.2　走向成熟的頂管施工技術　　1.4.3　微型隧道技術的發(fā)展歷史　　1.4.4　頂管技術在中國的發(fā)展進程　1.5　頂管施工方法的優(yōu)越性及局限性　1.6　頂管施工方法的應用與發(fā)展　　1.6.1　地下穿越工程　　1.6.2　地下管線敷設工程　　1.6.3　地下管路鋪設工程　　1.6.4　地下管線在線改造工程　　1.6.5　地下箱涵頂進施工技術　1.7　我國早期越江頂管施工實例　　1.7.1　工程概況　　1.7.2　場地的工程地質條件　　1.7.3　頂管施工基本情況　　1.7.4　穿墻頂進與糾偏控制　　1.7.5　頂力控制與中繼環(huán)應用　　1.7.6　結語2　頂管掘進機及主要配套設備　2.1　頂管掘進機及其分類　2.2　分步掘進式頂管機　　2.2.1　引言　　2.2.2　手掘式頂管機　　2.2.3　機械挖掘式頂管機　　2.2.4　氣壓平衡式頂管機（SM-1r3）　　2.3　我國早期研制的SFEC頂管系統(tǒng)　　2.3.1　管道系列　　2.3.2　頂管機頭——三段雙鉸型工具管　　2.3.3　頂管配套設備　2.4　主歷設備　　2.4.1　主頂油缸及附件　　2.4.2　主頂油泵　　2.4.3　控制閥　2.5　基坑導軌、頂鐵和后靠板　　2.5.1　基坑導軌　　2.5.2　頂鐵　　2.5.3　后靠板　2.6　起重設備　2.7　注漿潤滑設備　2.8　出土設備　　2.8.1　簡單出土設備　　2.8.2　電瓶車運土　　2.8.3　最先進的輸土泵運土3　頂管法施工測量與導向技術　3.1　引言　3.2　光學測量法　　3.2.1　光學測量設備　　3.2.2　激光與激光發(fā)射器　　3.2.3　經緯儀　　3.2.4　激光經緯儀　　3.2.5　CCD攝像機　3.3　陀螺測斜儀及應用　3.4　高程測量的液面水平法　3.5　頂進距離測量方法　3.6　測量導向系統(tǒng)及應用　　3.6.1　長距離曲線頂管SLS-RV測量導向系統(tǒng)　　3.6.2　電子激光系統(tǒng)（ELS）　　　3.6.3　陀螺測量導向系統(tǒng)3.7　頂進誤差校正　　3.7.1　引言　　3.7.2　誤差產生的原因　　3.7.3　頂管誤差校正方法　　3.7.4　工具管的校正　　3.7.5　抵抗力矩與校正力矩4　頂管法常用管材及接口形式　4.1　頂管管材分類與選用原則　　4.1.1　頂管管材分類　　4.1.2　頂管管材選用原則　……5　頂管施工對土體擾動及地層變形特征分析6　直線頂管施工的頂推力研究7　頂管正面頂推力產生的力學效應研究8　曲線頂管頂推力及管節(jié)軸向應力研究.9　頂管法施工對土體作用的三維有限元分析10　超長距離頂管施工技術11　地下頂管施工工法工藝選擇與實施12　泥水加壓平衡頂管施工工法13　土壓平衡頂管施工工法14　氣壓平衡頂管施工工法15　頂管施工工作井與接收井設計與施工16　頂管法施工監(jiān)測與環(huán)?？刂拼胧?7　大型地下頂管工程應用實例分析參考文獻

章節(jié)摘錄

　　3　頂管法施工測量與導向技術　　3.7　頂進誤差校正　　3.7.1　引言　　頂進管道出現(xiàn)上下左右擺動前進而偏離了設計位置就產生了誤差。與設計管道中心的左右偏離稱為方向誤差，也稱為中心誤差。該偏離的尺度稱為方向誤差值。與設計管底高程垂直方向的偏離稱高程誤差。該偏離尺度稱為高程誤差值。誤差值的單位一般用毫米表示。高于設計高程的誤差值用“+”號表示；低于設計高程的誤差則用“－”號表示；而中心誤差按偏左、偏右表示。　　在校正誤差過程中，由于頂進管道周壁與管前端受力狀態(tài)經常處于不平衡狀態(tài)，將會產生局部應力。當誤差發(fā)現(xiàn)過晚且誤差值又過大時，急于校正將會使管體所受的局部應力急劇增加，嚴重時將會使鋼筋混凝土管道破裂，或造成鋼管變形甚至焊口開裂。如該應力再繼續(xù)增加達到管材的屈服點時，鋼管就將出現(xiàn)折皺現(xiàn)象及管口卷曲。此外，還須防止首節(jié)管或前面管線容易產生的扭轉現(xiàn)象。　　管道自轉現(xiàn)象出現(xiàn)在首節(jié)管最顯著，扭轉角有時甚至達到10°。如管口是剛性連接，相應的轉角不能調整，以致使管口或管體應力集中，甚至造成破壞。如管前采用機械挖土和裝運，管體自轉后，將會導致各種機械設備的工作部位與校正千斤頂的布置受到影響，也將妨礙正常頂進施工操作?！　?.7.2　誤差產生的原因　　對于頂管施工來說，由于管道周圍土質的變化、后背的設置條件以及管前挖土等因素的影響，作用在管節(jié)上的力系不平衡始終貫穿在整個頂進過程中。所以，管節(jié)經常處在各種外力和力矩的作用下向前頂進，致使管節(jié)前進的軌跡永遠不可能完全沿著設計路線前進，而是隨時都會發(fā)生各種方向上不同程度的誤差和自轉?！　‘a生力矩不平衡的原因可從主觀和客觀兩個方面加以分析?！　。?）主觀因素　　由于施工準備工作中的設備加工、安裝、管節(jié)選擇、操作技術等人為原因產生的誤差，從而造成力矩的不平衡。這類因素主要包括以下四個方面：　　1）工具管或刃腳加工的誤差。如工具管或刃腳的整圓度不符合技術要求，則會造成頂進一開始就會出現(xiàn)誤差?！　?）管節(jié)的外形尺寸誤差。要求向工作井內下管前須認真挑選管段，尤其應從管端面的垂直度與平整度上優(yōu)造。

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