畢業(yè)論文——淺談頂管施工技術(shù)

1、.淺談頂管的施工技術(shù)文章摘要：板橋江大路污水處理頂管工程，由于合理選擇了工具管形式，成功地解決了軸線控制和減阻泥漿等技術(shù)難題，只用了100天就完成了全部頂進(jìn)施工，創(chuàng)造了市優(yōu)工程。關(guān)鍵詞：頂管機(jī) 頂進(jìn) 測量第一章工程概況：1500mm頂管工程是污水處板橋新城污水處理工程的一個(gè)重要組成部分。正常排放管總長1808m，管道內(nèi)徑1500mm，從高位井向低位井頂進(jìn)，埋深5.308.40m，頂進(jìn)施工采用F-B型鋼承口式鋼筋混凝土管、楔形橡膠圈接口、多層膠合板襯墊。第二章頂管施工技術(shù)第一節(jié) 控制土壓頂管需計(jì)算頂進(jìn)時(shí)的控制土壓力?？刂仆翂毫Τ擞?jì)算以外還需在頂進(jìn)時(shí)實(shí)測，然后拿實(shí)測數(shù)據(jù)與計(jì)算的做比較，修正計(jì)算值

2、實(shí)測的方法是在初始頂進(jìn)過程中，當(dāng)機(jī)頭已完全進(jìn)入土中以后，需停下來，待4小時(shí)以后，觀察機(jī)頭內(nèi)土壓力表的實(shí)際讀數(shù)，此讀數(shù)即可視為主動(dòng)土壓力，每一頂頂進(jìn)之前的計(jì)算數(shù)據(jù)均需交監(jiān)理工程師備案。頂管機(jī)在頂進(jìn)過程中，其土倉中始終有一個(gè)壓力，我們稱之謂控制土壓力為P，當(dāng)控制土壓力P小于頂管機(jī)所處土層的主動(dòng)土壓力PA時(shí)，土就涌向頂管機(jī)土倉，而這往往是由于螺旋輸送機(jī)排出土的體積大于頂管機(jī)推進(jìn)過程中理論排出土的體積所造成的，因此地面會(huì)產(chǎn)生沉降。反之，如果當(dāng)控制泥水力P大于頂機(jī)所處土層的被動(dòng)土壓力PP時(shí)，這往往是由于排土過少而造成了土的過剩，因此地面就會(huì)產(chǎn)生隆起。所謂泥水平衡，即把土倉內(nèi)的土壓力控制在頂管機(jī)所處土層的

3、主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力之間，也即：PAPPP式中：PA主動(dòng)土壓力（KPa）； P控制土壓力(KPa)； Pp被動(dòng)土壓力(KPa)。這樣，在頂管施工過程中，土倉的壓力終是處于一種平衡的狀態(tài)，這就是泥水平衡頂管的基本原理。但是，實(shí)際施工過程中，由于主動(dòng)土壓力和被土壓力之間的壓力值范圍較廣，又由于土壓力的變化是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，而且，在計(jì)算主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力時(shí)容易造成誤差，所以必須在這個(gè)較大范圍中取處于中間的那一段，以減少土壓力值的波動(dòng)。因此，常用的控制土壓力的取值方法是在頂管機(jī)所處土層的靜止土壓力的基礎(chǔ)上，規(guī)定一個(gè)上限和下限，具體的計(jì)算公式為：Pk0P0式中：K0靜泥水系數(shù)；P0靜止土壓力（

4、KPa）上述靜止土壓力系數(shù)K0取0.5，而靜止土壓力則為：P0 h 土的容量（KNm3） h覆土深度（m）。主動(dòng)土壓力PA為：PAh tg2(45。- 2)-2C.tg(45。- /2)式中：土的摩擦角（度）；C土的內(nèi)聚力（KPa）。被動(dòng)土壓力PP為：Pp= h tg2(45。/2)2C.tg(45。/2)在本段頂管中，可采用下式確定控制土壓：P=K0 P020Kpa式中，K0可取0.5，而P0則為： P0= h 取18.5KN/m3,h則以地面標(biāo)高為參數(shù)，計(jì)算到管中心為止。第二節(jié) 頂力計(jì)算1、頂管機(jī)前迎面阻力F1的計(jì)算pk0p0 p0=rh其中k0取0.55，取18.5km/m3,h取8.7

5、5m所以 pk0h=0.5518.58.75=90kN/m2而F1為F1=SP=/4D2外90=/42.4290=406kN/m2=41t2、根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，在這種土中，管子周邊的摩阻力應(yīng)取f=0.9t/m2,故本段頂管的推力F2F20.9D外L925TF=F1+F2=41+925=966t3、鋼后靠板尺寸采用寬高3.53.0m，后背不允許出現(xiàn)上下或左右的不均勻壓縮。否則，千斤頂在余面后背上，造成頂進(jìn)偏差。為了保證頂進(jìn)質(zhì)量和施工案例，施工時(shí)應(yīng)后背的強(qiáng)度和剛度計(jì)算式中：R-總推力之反力（一般大于推力的1.21.6）a系數(shù)（取1.52.5之間），此處取2B后座墻的寬度（M）此處取3 米土的容重（K

6、N/M3)此處取18.5km/m3 H后座墻的高度(m)，此處取3.5米Kp-被動(dòng)泥水系數(shù)c-土的內(nèi)聚力（kPa) 一般情況下取10h-地面到后座墻頂部土體的高度（M），此處取2.5米按上式計(jì)算，圓形工作井加護(hù)套后能承受6858 T頂力實(shí)際頂力966T，完全能滿足要求。工作坑主頂油缸設(shè)計(jì)總推力為1000t（小于管子及井所能承受的最大推力），則一次推進(jìn)最大長度L為一次極限推進(jìn)長度（主頂總推力-機(jī)頭迎面阻力）每延米的推力L(1000t-F1)/F2=143m由上述計(jì)算可確定該段頂管不需要考慮設(shè)置中繼間。第三節(jié)基坑布置基坑布置的重點(diǎn)是工作坑。最適用于泥水平衡頂管的工作坑是沉井工作坑，它整體性好不易產(chǎn)

7、生滲漏、變形、位移等。當(dāng)沉井工作坑沉到位底板封好以后應(yīng)先把洞口止水圈安上。洞口止水圈工作狀態(tài)見下圖。洞口止水圈工作狀態(tài)圖第四節(jié) 后靠背導(dǎo)軌及后頂?shù)陌惭b軸線確定后先安放后靠背，后靠背后部距離井壁100200mm，調(diào)整后靠背前后以及左右方向，應(yīng)盡量保證后靠背的中心于軸線相重合，調(diào)整方法見圖：在軸線定好后既可安裝導(dǎo)軌以及后頂，先根據(jù)導(dǎo)軌本身的尺寸計(jì)算出導(dǎo)軌頂面至軸線的高差h，至水平儀于井下，在井四周作出46個(gè)臨水點(diǎn)，保證軸線標(biāo)高-臨水點(diǎn)高程= h，安放導(dǎo)軌時(shí)可用線繩在相對(duì)的兩個(gè)臨水點(diǎn)拉出一條直線，使導(dǎo)軌頂輕觸于線繩既可，然后根據(jù)軸線調(diào)整導(dǎo)軌軸線在豎直方向上于已知軸線的豎直投影線重合，導(dǎo)軌軸線方向調(diào)整

8、好后再精調(diào)導(dǎo)軌的高程，最后支撐導(dǎo)軌至井壁上。引軸線至井底前后兩側(cè)A、B兩點(diǎn)，分中后靠背，在后靠背上作一分中點(diǎn)C，開始放置后靠背時(shí)盡量使C點(diǎn)在AB的延長線上，此值可肉眼鑒定，誤差不應(yīng)大于10cm，在后靠背邊緣定出任意等高兩點(diǎn)D、D，測量AD和A D，的距離，只需保證AD的距離約等于A D，的距離既可，誤差不應(yīng)大于3cm，導(dǎo)軌左右方向確定后既固定下面兩側(cè)各一點(diǎn)，后使用線墜調(diào)整前后方向既可，最后根據(jù)實(shí)際情況填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的間隙，后方頂?shù)陌惭b在后靠背的安裝完畢后進(jìn)行，抄平后頂后只要保證所以千斤頂后平面貼實(shí)后靠背既可固定。導(dǎo)軌安裝完畢后需在預(yù)留洞口內(nèi)安裝副導(dǎo)軌，副導(dǎo)軌的軸線以及

9、高程均要與主導(dǎo)軌保持一至，此副導(dǎo)軌用于防止機(jī)頭進(jìn)洞后低頭，見下圖：增高裝置可根據(jù)機(jī)頭重量以及增高量選擇枕木，鋼支架或砼墊層。洞口止水裝置的安裝，應(yīng)保證除止水圈外最小直徑大于進(jìn)洞物最大直徑的8cm，防止受到進(jìn)洞物的剪切而失去止水效果，位置確定后可用水泥砂漿封堵與井壁形成的間隙，防止從間隙處漏水、漏漿。第五節(jié) 油缸架接下來，在主頂油缸架的上方搭上一個(gè)平臺(tái)，它與基坑同寬，長度在后靠背與油缸架前端之間即可。此平臺(tái)上安裝主頂油泵、電源箱等。再接下來把油管及油泵電源接上試車。在此同時(shí)，應(yīng)把主頂油缸前的環(huán)形頂鐵與主頂油缸聯(lián)接好。第六節(jié) 安裝頂管機(jī)上述工作準(zhǔn)備好了以后應(yīng)把頂管機(jī)吊下基坑，讓其在盡量靠近主頂油缸

10、處就位。這時(shí)一邊接電源，邊安裝激光經(jīng)緯儀。然后，讓頂管機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)，并且用主頂油缸把頂管機(jī)慢慢地往前推，當(dāng)?shù)侗P距洞口約7080cm時(shí)停下。此時(shí)，基坑內(nèi)的準(zhǔn)備工作就差不多了，地面及基坑布置參見下圖。頂管工作坑施工平面布置圖第七節(jié)方向校正1初期方向校正在初始頂進(jìn)的后期方可以進(jìn)行正常的方向校正工作，這是因?yàn)槿绻?dāng)?shù)谝还?jié)砼管尚未與頂管機(jī)后殼體聯(lián)接時(shí)進(jìn)行糾偏，這時(shí)頂管機(jī)的前殼體已在土中，后殼體沿在導(dǎo)軌上，糾偏時(shí)前殼體不動(dòng)，后殼體則有可能偏離導(dǎo)軌，不僅起不到糾偏作用，反而會(huì)帶來更多的麻煩。在初始頂進(jìn)階段，糾偏時(shí)盡量先用糾偏油缸推而少用或不用糾偏油缸。2方向校正要領(lǐng)在整個(gè)頂管過程中，方向校正必須遵循小幅度糾、勤

11、糾；看趨勢糾的三糾原則。所謂小幅度糾，是指每次的糾偏量要小，不能過大，否則容易發(fā)生大起大落、起伏過大。所謂勤糾，則是要經(jīng)常觀察它的趨勢而隨時(shí)糾偏，不要等他發(fā)展了一段以后再糾，要讓頂管在動(dòng)態(tài)過程中保持方向的正確性。所謂看趨勢糾則并非一朝一夕即能掌握的，他需要有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)積累的過程。如當(dāng)頂管機(jī)偏向左的趨勢在發(fā)展時(shí)，我們應(yīng)該把它向右邊動(dòng)。但是，當(dāng)它向右慢慢地發(fā)展成一種趨勢時(shí)，我們又要及時(shí)地把這種趨勢減下來，不讓其發(fā)展下去。所以，這只能在長期操作才能掌握的一種本領(lǐng)。3糾偏順序在糾偏過程中，一般來講，高低偏差要比左右偏差難糾。這是因?yàn)樽笥覂蛇叺哪嗨Τ蕦?duì)稱形態(tài)，而上下的泥水力不僅不等，還會(huì)受到頂管機(jī)自重等

12、因素影響，因此它遠(yuǎn)較左右的復(fù)雜。當(dāng)高低和左右都出現(xiàn)偏差時(shí)，一般應(yīng)以高低偏差的糾正為重點(diǎn)，或者先糾高低偏差，后糾左右偏差。4影響方向的因素盡管影響頂管機(jī)方向的因素有許多，但從施工實(shí)踐來看土質(zhì)的影響是為主要因素。如頂管機(jī)在兩層不同的土質(zhì)中推進(jìn)時(shí)，機(jī)頭會(huì)向軟的一層土中偏去，這是毫無疑問的。但是，如果頂管機(jī)在左右遇到有不同土質(zhì)時(shí)，如左邊遇到一個(gè)老的河道或水塘，盡管已埋了多年，它還會(huì)向左偏的。5傾斜儀我們?cè)陧敼軝C(jī)的前殼體中，安裝有一傾斜儀，用它可判斷頂管機(jī)的水平狀態(tài)：如果傾斜儀上顯示的數(shù)值為正，前機(jī)殼則處于上仰狀態(tài)；反之，傾斜儀顯示的數(shù)值為負(fù)，前機(jī)殼則處于俯沖狀態(tài)。這就為我們判斷機(jī)頭的發(fā)展趨勢提供了又一

13、可靠的參考。傾斜儀小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)值為度，小數(shù)點(diǎn)以后三位分別為十分之一，百分之一和千分之一度。第八節(jié) 初始頂進(jìn)1初始頂進(jìn)開始我們把從破洞一直到第三節(jié)砼管全部推進(jìn)土中的全過程稱之為初始頂進(jìn)。在頂管施工中，初始頂進(jìn)是一個(gè)至關(guān)重要的階段，它的成敗將決定于整個(gè)頂管過程的成敗，務(wù)必要引起重視。首先，它是頂管的協(xié)調(diào)初始階段，不僅要讓每一個(gè)作業(yè)人員熟悉自已的作業(yè)過程，而且要讓每一個(gè)作業(yè)人員學(xué)會(huì)與他人的配合過程。因此，在此階段的作業(yè)指導(dǎo)思想不是求進(jìn)度，而是求協(xié)調(diào)好、控制好。其次，它是頂管機(jī)及其附屬設(shè)備調(diào)試、走合的過程，也是設(shè)備帶負(fù)載調(diào)試的過程。最后，它也是確定本段頂管一些數(shù)據(jù)的計(jì)算與實(shí)際有無誤差，進(jìn)而調(diào)整的過程初

14、始頂進(jìn)的做法可分為以下幾步：第一步是破洞。在破洞之前，必須將設(shè)備安裝到位并調(diào)試完成，拆除磚封門時(shí)要迅速，將拆除下的磚墻和其他雜物清理干凈后迅速將頂管掘進(jìn)機(jī)徐徐推進(jìn)洞內(nèi)，直至切入土體。2頂管機(jī)入土第二步是讓頂管機(jī)入土。機(jī)頭刀盤切入土體后開動(dòng)刀盤，用主頂油缸徐徐把頂管機(jī)推入土中。這一過程中應(yīng)注意兩個(gè)問題，第一個(gè)問題是要防止刀盤嵌入土中不轉(zhuǎn)而頂管機(jī)殼體旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，操作人員應(yīng)集中注意力，一旦發(fā)現(xiàn)有異常應(yīng)迅速關(guān)機(jī)。第二個(gè)問題是要防止主頂油缸一松，頂管機(jī)會(huì)后退。后一種情況大多出現(xiàn)在覆土比較深的條件下，頂管機(jī)在入土過程中，當(dāng)泥水力超過上限時(shí)應(yīng)立即讓其排土。在一般情況下，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)的土倉部分全部入土以后應(yīng)停下來

15、，做其他準(zhǔn)備工作。隔四小時(shí)以后再觀察泥水力表的數(shù)值與計(jì)算的主動(dòng)泥水力值之間有無誤差，若無誤差則說明計(jì)算數(shù)據(jù)可靠，如果誤差較大，則應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)作必要的修正，使之符合實(shí)際情況。3推進(jìn)并連接第三步是頂管機(jī)推進(jìn)到可以下第一節(jié)砼管的最小距離時(shí)，就應(yīng)把第一節(jié)砼管下到基坑中，并且把第一節(jié)砼管與頂管機(jī)后殼體聯(lián)接成一體。在此之前，糾偏油缸應(yīng)全部收回，方向即使出現(xiàn)偏差也不要急于糾正，因?yàn)榧m正時(shí)起不到應(yīng)有效果。當(dāng)?shù)谝还?jié)砼管聯(lián)接上以后，也只有等它進(jìn)入土中才可進(jìn)行小范圍的糾偏，而且這時(shí)糾偏只能讓糾偏油缸伸出油缸只能推而不要拉。一般來講，前三節(jié)砼管都應(yīng)設(shè)有注漿孔，可以進(jìn)行注漿。這樣漿套容易形成。第九節(jié) 壓密注漿減阻為了減小頂

16、壓進(jìn)阻力，增大頂進(jìn)力，并且為了防止出現(xiàn)塌方，頂管過程中，應(yīng)采用在管壁與土壁的縫隙間注入觸變泥漿，形成泥漿護(hù)套，減少管壁與土壁之間的摩擦力。必須保證泥漿在輸送和灌注過程中具有流動(dòng)性、可泵性。1觸變泥漿的材料觸變泥漿的主要成份是膨潤土、摻入堿和水配制而成。為了在頂進(jìn)完畢后使觸變泥漿固結(jié)增強(qiáng)，可摻入石灰膏。但為了施工使用時(shí)保持流動(dòng)性，還必須摻入緩凝劑和塑化劑。2觸變泥漿的拌合程序?qū)⒍康乃湃霐嚢韫迌?nèi)，并取其中的一部分水來溶化堿；在攪拌過程中，將定量膨潤土徐徐加入攪拌灌內(nèi)，攪拌均勻；將溶化后的堿水倒入攪拌灌內(nèi)，再攪拌均勻，放置12h后即可使用。3觸變泥漿應(yīng)注意的事項(xiàng)注漿孔的布置宜按管道直徑大小確定，

17、一般每個(gè)斷面可設(shè)置34個(gè)，并具備排氣功能。攪拌均勻的泥漿應(yīng)放置一定時(shí)間方可灌注。灌漿前，應(yīng)通過注水檢查灌漿設(shè)備，確認(rèn)設(shè)備正常后方可灌注。灌漿壓力可按不小于0.1Mpa開始加壓，在灌漿過程中再按實(shí)際情況調(diào)整。灌漿時(shí)，按灌漿孔斷面位置的前后順序依次進(jìn)行并應(yīng)與管道和中繼間的頂進(jìn)同步。灌漿遇有機(jī)械故障、管路堵塞、接頭滲漏等情況時(shí)，經(jīng)處理后方可繼續(xù)頂進(jìn)。第十節(jié) 地面沉降及其他建（構(gòu)）筑物沉降監(jiān)測1在沉降影響范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物，必須進(jìn)行沉降和裂縫監(jiān)測。2建（構(gòu)）筑物沉降觀測點(diǎn)選擇能反映不均勻沉降的特征位置處。公用管線測點(diǎn)直接布置在管頂。3建（構(gòu)）筑物的保護(hù)及監(jiān)測方案應(yīng)征得主管部門、單位、居民的認(rèn)可。4施

18、工時(shí)，應(yīng)對(duì)建（構(gòu)）筑物進(jìn)行監(jiān)測。5對(duì)一般建（構(gòu)）筑物可用普通水準(zhǔn)儀監(jiān)測，對(duì)沉降有嚴(yán)格要求的建（構(gòu)）筑物要用精密水準(zhǔn)測量。6除對(duì)建（構(gòu)）筑物和公用管線要設(shè)點(diǎn)監(jiān)測外，還需對(duì)施工附近地面進(jìn)行沉降觀測，以核對(duì)估算的正確程度和判斷是否會(huì)發(fā)生異常情況，及早采取處理措施。7觀測預(yù)測：在該段頂管施工的軸線上要求設(shè)立沉降觀察點(diǎn)，特別是鐵路、道路兩側(cè)。觀察點(diǎn)應(yīng)在中心線及管中心線左右各5m處各設(shè)一點(diǎn)，該點(diǎn)需設(shè)在路面結(jié)構(gòu)層和鐵路路基以下的土層中，這樣三個(gè)點(diǎn)組成一組。一般情況下在每隔10-15m縱向距離間可設(shè)一組沉降觀察點(diǎn)，在鐵路和道路兩側(cè)各加設(shè)兩組沉降觀測點(diǎn)。當(dāng)頂管機(jī)接近觀測點(diǎn)時(shí)就應(yīng)觀測，并做好記錄，鐵路監(jiān)控里程為：

19、寧蕪線K38+484-K38+500，觀測時(shí)間為樁基施工時(shí)，每1h測量一次，觀察下沉，施工開挖時(shí)，每2h觀測一次。發(fā)現(xiàn)垂直高差下沉2mm/h，累計(jì)達(dá)到10mm下沉量時(shí)，立即停止施工，并立即與線路車間聯(lián)系，對(duì)病害進(jìn)行處理，對(duì)線路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。頂管施工沉降示意圖8監(jiān)測必須做好記錄，報(bào)工程師匯總分析；發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)反饋工程師，以便制定應(yīng)急措施。第十二節(jié) 進(jìn)洞進(jìn)洞即頂管機(jī)進(jìn)入到接收坑的過程。在進(jìn)洞前，即在頂管機(jī)距洞口還有10m左右時(shí)，應(yīng)進(jìn)行一次精確的測量，確定頂管機(jī)與洞口及設(shè)計(jì)軸線之間的誤差。若偏差過大應(yīng)采取相應(yīng)的措施。進(jìn)洞時(shí)不需要破洞，只需慢慢地把頂管機(jī)往前推，同時(shí)把控制泥水力稍稍降低一些。到頂管機(jī)接近磚

20、墻時(shí)，洞口中部的磚墻會(huì)凸出，還有放射狀裂縫出現(xiàn)。再推磚墻就倒塌。當(dāng)磚墻一倒塌，頂進(jìn)速度可提高些。這樣一直把頂管機(jī)推到接收坑。當(dāng)?shù)谝还?jié)管子露出100時(shí)應(yīng)停止推進(jìn)。最后，準(zhǔn)備把頂管機(jī)吊起，運(yùn)走。至此，出進(jìn)洞工作完成。第十三節(jié) 頂進(jìn)監(jiān)控 控制好頂進(jìn)方向確保按設(shè)計(jì)管道軸線頂進(jìn)是頂管施工中的核心問題，因此本工程的測量按照公司施工測量放樣復(fù)核管理辦法執(zhí)行。具體如下：1前期測量頂管前先根據(jù)領(lǐng)樁點(diǎn)，放出本工程的平面控制點(diǎn)及臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，經(jīng)三級(jí)放線和復(fù)核后方可使用。在工作井位置是否移動(dòng)。開頂前，準(zhǔn)確測量掘進(jìn)機(jī)中心的軸線和標(biāo)高偏差，并作好原始記錄。本項(xiàng)目頂管采用2激光電子經(jīng)緯儀來控制。基坑的導(dǎo)軌盡可能延長至井壁洞口

21、附近。導(dǎo)軌要有足夠的剛度，且安裝焊接牢固。安裝后的導(dǎo)軌軸線和標(biāo)高誤差小于2mm；主頂油缸和后座的安裝也要滿足牢固的要求，其水平和垂直誤差小于10mm。2頂進(jìn)測量測量儀器固定安放在工作井的后部、千斤頂架子中心，并在工作井內(nèi)建立臨時(shí)測量系統(tǒng)。頂管過程中必須按要求測量和控制管道標(biāo)高及中心偏差，并作好記錄。每頂進(jìn)一節(jié)管必須測量一到二次，要勤測量，多微調(diào)，糾偏角度應(yīng)保持在1020，不得大于1。每節(jié)管道頂進(jìn)結(jié)束時(shí)，及時(shí)測量管道中心的軸線和標(biāo)高偏差，記錄交工程師審核確認(rèn)；測量儀器隨時(shí)校正，每一次交班時(shí)必須校正儀器一次。3竣工測量管道頂完后，根據(jù)測量結(jié)果，繪制竣工曲線，以便進(jìn)行管道質(zhì)量評(píng)定。測量地面的沉降，并

22、作好記錄以確定施工對(duì)周圍環(huán)境的影響情況。頂進(jìn)時(shí)，工具管尾部的壓漿要及時(shí)，確保形成完整、有效的泥漿套?；炷凉芄?jié)上的壓漿孔供補(bǔ)壓漿用，補(bǔ)壓漿的次數(shù)及壓漿量需根據(jù)施工時(shí)的具體情況而確定。第三章主要技術(shù)措施 第一節(jié) 減阻泥漿頂進(jìn)施工中，減阻泥漿的應(yīng)用是減小頂進(jìn)阻力的重要措施。頂進(jìn)時(shí)，通過工具管及混凝土管節(jié)上預(yù)留的注漿孔，向管道外壁壓入一定量的減阻泥漿，在管道外圍形成一個(gè)泥漿套，減小管節(jié)外壁和土層間的摩阻力，從而減小頂進(jìn)時(shí)的頂力。泥漿套形成的好壞，直接關(guān)系到減阻的效果。為了保證壓漿的效果，在工具管尾部環(huán)向均勻地布置了4只壓漿孔，頂進(jìn)時(shí)及時(shí)進(jìn)行壓漿。工具管后面的3節(jié)混凝土管節(jié)上都有壓漿孔，以后每隔2節(jié)設(shè)

23、置1節(jié)有壓漿孔的管節(jié)?；炷凉芄?jié)上的壓漿孔有4只，呈90環(huán)向交叉布置。壓漿總管用50mm白鐵管，除工具管及隨后的3節(jié)混凝土管節(jié)外，壓漿總管上每隔6m裝1只三通，再用壓漿軟管接至壓漿孔處。頂進(jìn)時(shí)，工具管尾部的壓漿要及時(shí)，確保形成完整、有效的泥漿套。混凝土管節(jié)上的壓漿孔供補(bǔ)壓漿用，補(bǔ)壓漿的次數(shù)及壓漿量需根據(jù)施工時(shí)的具體情況而確定。 由于頂進(jìn)距離長，一次壓漿無法到位，需要接力輸送，因此在管道內(nèi)共設(shè)置5只壓漿接力站，平均每隔300m左右設(shè)1站。壓漿接力站的作用有兩個(gè)，一是運(yùn)輸作用；二是承擔(dān)至前面壓漿接力站管道部分的補(bǔ)壓漿。減阻泥漿的性能要穩(wěn)定，施工期間要求泥漿不失水、不沉淀、不固結(jié)，既要有良好的流動(dòng)性

24、，又要有一定的稠度。頂進(jìn)施工前要做泥漿配合比試驗(yàn)，找出適合于施工的最佳泥漿配合比。表1是本工程所采用的減阻泥漿控制參數(shù)，表2是減阻泥漿的配合比。表1 減阻泥漿的控制參數(shù) 頂進(jìn)時(shí)穿越大堤時(shí)視粘度MPa.s1654失水量mL88.5泥并mm22pH值8.58.5重度N/cm310.911.1動(dòng)切力Pa11.730.6靜切力Pa1953.1膠體率%100100狀態(tài)略稠厚稠表2 減阻泥漿配合比(kg/m3) 頂進(jìn)時(shí)穿越大堤時(shí)膨潤土130150水870850純堿4.56CMC45.4拌制減阻泥漿要嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，催化劑、化學(xué)添加劑等要攪拌均勻，使之均勻地化開，膨潤土加入后要充分?jǐn)嚢?，使其充分水化。?/p>

25、漿拌好后，應(yīng)放置一定的時(shí)間才能使用。通過儲(chǔ)漿池處的壓漿泵將泥漿壓至管道內(nèi)的總管，然后經(jīng)壓漿孔壓至管壁外。施工中，在壓漿泵、工具管尾部等處均裝有壓力表，便于觀察，從而控制和調(diào)整壓漿的壓力。 頂進(jìn)施工中，減阻泥漿的用量主要取決于管道周圍空隙的大小及周圍土層的特性，由于泥漿的流失及地下水等的作用，泥漿的實(shí)際用量要比理論用量大得多，一般可達(dá)到理論值的45倍，但施工中還需根據(jù)土質(zhì)情況、頂進(jìn)狀況及地面沉降的要求等做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 本工程的減阻泥漿運(yùn)用十分成功，全長2060m的頂進(jìn)最大頂力不超過8500kN。把頂進(jìn)過程中的頂力曲線和泥漿用量(實(shí)際用量與理論用量之比，用百分比表示)曲線通過處理后可以得到頂力、泥

26、漿用量與距離之間的關(guān)系圖(圖2)圖2 頂力和泥漿用量與距離的關(guān)系圖由圖2可以看到，除出洞階段外，頂力曲線很平滑，頂力增加十分緩慢，最大值為8500kN。由于在出洞階段無法建立完整的泥漿套，因而泥漿用量較少，但當(dāng)泥漿套建立好以后，泥漿的用量就隨著頂進(jìn)距離的延長而增加，頂進(jìn)結(jié)束時(shí)，泥漿的用量達(dá)到理論值的8倍。泥漿的用量之所以隨著頂進(jìn)距離的延長而有較大增加，主要是補(bǔ)壓漿造成的，因?yàn)殡S著線路的增加，補(bǔ)壓漿的量要大大超過工具管尾部的壓漿量。管道外壁和土體間的摩阻力的大小是衡量泥漿減阻效果的標(biāo)準(zhǔn)，圖3是本工程頂進(jìn)過程中管道外壁和土體間的摩阻力曲線圖。圖3 摩阻力曲線圖圖3真實(shí)反映了頂進(jìn)過程中側(cè)向摩阻力的變

27、化情況。在出洞階段，由于泥漿套無法建立，因而側(cè)向摩阻力比較大，隨著泥漿套的建立，摩阻力急劇減小。頂至200m時(shí)，側(cè)向摩阻力為2.1kN/m2；頂至600m時(shí)，側(cè)向摩阻力為1.1kN/m2；頂至1500m時(shí)，側(cè)向摩阻力為0.5kN/m2；頂至2000m時(shí)，側(cè)向摩阻力為0.3kN/m2。上述值均遠(yuǎn)小于規(guī)范中的取值及利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的值，也遠(yuǎn)小于以往同類工程中的實(shí)際值。顯然，側(cè)向摩阻力隨著頂進(jìn)距離的增加而逐漸減小，是和泥漿的用量隨著頂進(jìn)距離的延長而增加有直接關(guān)系的。第二節(jié).測量及軸線控制在頂進(jìn)過程中，經(jīng)常對(duì)頂進(jìn)軸線進(jìn)行測量，檢查頂進(jìn)軸線是否和設(shè)計(jì)軸線相吻合。在正常情況下，每頂進(jìn)1節(jié)混凝土管節(jié)測量1次

28、，在出洞、糾偏、到達(dá)終點(diǎn)前，適當(dāng)增加測量次數(shù)。施工時(shí)還要經(jīng)常對(duì)測量控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，以保證測量的精度。隨著頂進(jìn)距離的不斷增長，軸線偏差測量需接站觀測，從而產(chǎn)生接站誤差。因此頂進(jìn)前按不同的頂進(jìn)里程，制定了相應(yīng)的軸線平面偏差測量方法；高程偏差測量采用水準(zhǔn)接站測量，先測得工具管中心標(biāo)高，再與設(shè)計(jì)高程相比較就可得高程偏差。另外，指示軸線在頂進(jìn)工程中，必須利用聯(lián)系三角形法定期進(jìn)行復(fù)測，以保證整個(gè)頂進(jìn)軸線的一致性。為了較好地解決測量用時(shí)問題，要盡可能減少測量接站數(shù)，在轉(zhuǎn)站處利用特殊發(fā)光源作為目標(biāo)，再利用放大倍率較大的瑞士T2經(jīng)緯儀觀測；測定工具管前進(jìn)的趨勢，同樣能達(dá)到減少測量時(shí)間的目的。在實(shí)際頂進(jìn)中，頂進(jìn)軸

29、線和設(shè)計(jì)軸線經(jīng)常發(fā)生偏差，因此要采取糾偏措施，減小頂進(jìn)軸線和設(shè)計(jì)軸線間的偏差值，使之盡量趨于一致。頂進(jìn)軸線發(fā)生偏差時(shí)，通過調(diào)節(jié)糾偏千斤頂?shù)纳炜s量，使偏差值逐漸減小并回至設(shè)計(jì)軸線位置。施工過程中，及時(shí)了解工具管的趨勢對(duì)糾偏十分有利。如果軸線偏差較小，且趨勢較好(沿設(shè)計(jì)方位)，就可省去不必要的測量和糾偏，提供更多的頂進(jìn)時(shí)間；如軸線偏差較小，但工具管前進(jìn)趨勢背離設(shè)計(jì)軸線方向，則要及時(shí)進(jìn)行有效的糾偏，使工具管不致偏離較大。 測量采用高精度的全站儀，激光經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀。工具管內(nèi)設(shè)有坡度板和光靶，坡度板用于讀取工具管的坡度和轉(zhuǎn)角，光靶用于激光經(jīng)緯儀進(jìn)行軸線的跟蹤測量。圖4-1、圖4-3是根據(jù)施工過程的軸線偏差繪制的曲線，圖4-2、圖4-4是竣工后的軸線偏差曲