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日本急曲线顶管施工“黄金组合”,可实现直角转弯和长距离掘进

 退休管道工程师 2021-11-21
日本为了应对城市地下空间利用趋于饱和,电力隧道、下水管道等管网施工工况愈发复杂的现状,开发了以COSMIC等为代表的针对长距离、急曲线施工的工法。今天,小编就为大家推荐一下这项成熟的顶管施工工艺,可让复杂的地下管网建设施工便捷起来~

开发背景

     在日本,顶管的急曲线施工早已不是难事。早在2004年,日本就针对侧向荷载的管节强度计算方法进行了修订,使得通常的混凝土顶管(1类、2类)也能适用于急曲线施工,降低了顶管曲线顶进的施工成本。

近年来出现了一些顶管工程,是需要顶进近90°急曲线后,再推进一段长距离的施工案例。自此,顶管黄金组合——COMIC工法+SR顶管开始“大展拳脚”。

COMIC工法+SR顶管

    COSMIC工法是针对长距离、急曲线顶管施工开发的一项配套工法。该工法包含曲线成型装置、减摩装置和特殊中继间装置三大关键技术。

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SR顶管是一种对应内外压力的曲线顶管工法钢筋混凝土管。该技术通过在钢筋混凝土管节上设置多道可挠段从而实现急曲线顶进,通过选定合理的传力衬垫,能够扩大传力面积、提升推进承载力。

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COMIC工法+SR顶管组合使用后,可实现顶管直角转弯后的长距离掘进。

施工案例

    大阪府堺市堺区南岛町电力隧道工程顶进长度约723m,顶管管径1350mm。推进285.5m后以88°(CL=53.8m)经过转弯半径R=35m(26D)的曲线,然后推进383.8m。

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该工程由于曲线顶进时转弯半径接近90°,顶管接口张开量较大,因此采用了SR顶管扩大传力面积、提升推进承载力。
本次采用的SR管节长度短,由钢筋混凝土管通过2处可挠段连接构成。可挠段和接口处设置了3段式厚度的传力衬垫。

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为了能够在经过急曲线后继续长距离推进,采用了COMIC工法。
1)在链条回旋式减摩装置后方200m处配置5个中间减摩装置,每100m间距配置1个。

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2)开发短尺寸中继间装置(长度控制在750mm),将中继间设置在减去曲线长度的约203m处,共设置2个。

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3)在顶管机后方配置曲线成型装置。

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运用组合工法后,顶管顶进过程中对主顶力进行监测。
结果显示R=35m区间的管芯误差在20mm左右,到达时的水平方向精度为左偏30mm、竖向精度为下偏30mm。
最终到达时的顶力为4300kN,仅为设计顶力的40%左右,顶力相比以往施工案例更小。

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结语
除了以上介绍的工程,COMIC工法+SR顶管的“黄金组合”已在日本的数十个项目中进行了应用,施工效果良好,既可以实现急曲线转弯后的长距离推进,又省略了不少顶管辅助工法,节约了造价成本。

编辑:SS

翻译:JIN  

排版:海绵小新

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