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什么是好的水泥顶管

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什么是好的水泥顶管

发布日期:2021-07-28 作者: 点击:

什么是好的水泥顶管

水泥顶管的好处是众所周知的。通过选择水泥顶管而不是明挖施工,业主可以拥有精确安装的管道,对公众的干扰更少——而且价格具有竞争力,噪音更小,排放量更低。虽然水泥顶管的好处是显而易见的,但它们并非没有风险。每个人都熟悉这句格言,“链条的强度取决于它最薄弱的环节。” 虽然该原则适用于从商业到体育的许多不同场景,但它确实适用于水泥顶管。在水泥顶管中,每个管段一个接一个地被推入地下,在地下建造一条长度和重量不断增加的“管链”,从而逐渐增加管道中的应力。沿线任何一点的单个管段或接头的任何故障都可能对项目产生潜在的破坏性后果,尤其是在城市地区或在通过“救援竖井或隧道”进入管道可能很困难的水道上,如果不是的话不可能的。从历史上看,业主和工程师对水泥顶管的知识有限,特别是在涉及到什么是可接受的混凝土水泥顶管时。考虑到一般水泥顶管特别是微型隧道的利基性质,这是可以理解的。由于沿管柱的每个管段的关键性质,几十年来一直非常适合露天施工的水泥顶管根本无法满足现代水泥顶管的要求。今天,水泥顶管和微型隧道承包商需要在建造水泥顶管时考虑到最终用途。水泥顶管需要增加强度、允许管柱弯曲的接头以及防止水、土壤或膨润土进入的垫圈。

水泥顶管

这并不意味着水泥顶管的设计或制造需要很复杂。北美有几家管道制造商生产的管段满足水泥顶管和微型隧道承包商的期望。我们与 Ward 和 Burke Microtunnelling 的工程师兼联合创始人/所有者 Robert Ward 进行了交谈,他分享了他在美国和加拿大微型隧道项目混凝土水泥顶管方面的经验。Ward and Burke Microtunnelling 是北美微隧道协会 ( NAMicrotunneling.com )的成员,该协会是一个承包商组织,旨在促进有关微隧道问题的教育和对话,业主应该考虑的第一件事是,在许多情况下,水泥顶管是最终的永久性产品——从长远来看,没有其他东西有任何兴趣,”沃德说。“因此,它无疑是微隧道过程中最重要的部分。”事实上,在投入使用时,水泥顶管可能是最终的永久性产品并输送水、污水或其他公用设施,因此它持续的时间越长,初始安装的成本效益就越高。此外,这意味着未来维修或更换对公众的干扰更少。重要的是要记住,水泥顶管也可能是永久性产品管(如 PVC、DIP 等)的套管。有时套管和最终管道之间的环形空间被回填,使套管本质上是临时的,但如果环空未填充,水泥顶管为永久性结构。在所有情况和用途中,拥有高质量的水泥顶管对于项目的成功至关重要。那么,一个好的混凝土水泥顶管具有哪些特点呢?沃德确定了他认为关键的几个领域。虽然目前还没有微型隧道管道的标准规范,但 Ward 表示,可以将几个现有的 ASCE 和 ASTM 标准的部分结合起来,为微型隧道项目制造优质的钢筋混凝土水泥顶管。理想情况下,这些不同的部分将组合成一个单一的标准,设计工程师在为微隧道项目编写规范时可以引用该标准,尤其是那些地质困难、驱动长或曲线复杂的项目。

水泥顶管

刚性沃德说,一个合格的水泥顶管所需的第一个特征是刚度,这导致了混凝土。“在施工过程中,管道会遇到障碍物,这些障碍物会对其施加点载荷,而管道需要保持圆形,”他说。“TBM 是刚性的,它切割一个圆圈,所以无论你在 TBM 后面推什么,它也应该保持一个圆圈是有道理的。混凝土是刚性的,当它受到点加载时会保持在一个圆圈中。”接头设计:微型隧道成功的关键之一是减少摩擦,从而保持较低的顶升力,”沃德说。“做到这一点的方法是在管道外部注入膨润土。膨润土通常需要在 40 到 100 psi 之间注入。因此,垫圈必须能够承受 100 psi 的外部压力,而不是 13 psi,而后者通常用于开放式管道。”压力是保持环空打开的关键,从而防止沙子和土壤夹住管道并增加沿管柱的摩擦。典型的水泥顶管道系统使用旨在防止地下水进入管道的垫圈,但不考虑膨润土润滑系统。“有些人认为,如果他们在干燥或浅层的地面上挖掘隧道,他们可以在没有能够承受更高压力的垫圈的情况下工作,但事实并非如此。它与地下水无关。不能抵抗膨润土压力会导致沙子和土壤与管道接触,从而导致管道卡住。”

水泥顶管

导向管:多年来,曲面驱动器在国际上很普遍,在过去五年中,在美国和加拿大已变得司空见惯。执行弯曲驱动的能力可以消除中间轴或避开障碍物,从而实现更具成本效益的项目。即使设计的路线是直的,转向能力也是微隧道管道的一个重要特性。“无论理论上隧道是弯曲的还是笔直的,管道都需要能够通过 500 米半径的曲线,”沃德说。这需要管道的尾皮延伸 7 英寸,以允许接头灵活打开和关闭,而不会失去对垫圈的压力。根据沃德的说法,在尾皮嵌入水泥顶管壁的地方,它需要一个既可以作为锚也可以作为止水带的角度。此外,尾皮需要在周边每 12 英寸焊接一个带钉的锚栓或焊接到尾皮上的钢筋锚栓,以防止尾皮松动并允许水在其周围泄漏。最后,需要粘在尾皮内侧的亲水条作为额外的止

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