頂管施工難點(diǎn)及解決方案

1、頂管施工難點(diǎn)及解決方案1、頂管進(jìn)出洞口地基加固措施1.1地基加固方法頂管進(jìn)出洞口措施是施工成敗的關(guān)鍵。 在進(jìn)出洞口先進(jìn)行壓密注 漿地基加固，以保證頂管施工時(shí)順利進(jìn)出洞口 （此外在進(jìn)出洞口過程 中還應(yīng)保留噴射井點(diǎn)降水措施以作備用）。地基加固范圍為進(jìn)、出洞 口前 5m 上、下、左、右各 2m。1.2注漿漿液配合比注漿漿液采用42.5普通硅酸鹽水泥漿，水灰比為 0.6，外摻2% 水玻璃及2%笏潤(rùn)土。1.3壓密注漿流程：對(duì)不宜用清水沖洗的場(chǎng)地，可考慮用純水玻璃或陶土漿灌滿閥管 內(nèi)。1.4注漿方法 、因壓密注漿影響半徑為 600mm有效半徑為500mm故確定 布孔排距和孔距為1m 、注漿采用先外圍、后內(nèi)

2、部的施工方式，以防止?jié){液流失。 、改進(jìn)注漿噴頭，將常規(guī)直噴式改為濾網(wǎng)式噴頭。旨在增加注 漿壓力，擴(kuò)大有效半徑，增加水泥漿的滲透力。 、每孔注漿時(shí)，自上而下逐段注漿，每次拔管間距不大于0.5m, 注漿壓力為0.250.35Mpa。 、先將注漿管壓入土層至設(shè)計(jì)深度，然后接上壓漿機(jī)，邊向上 拔起注漿管邊向土層內(nèi)注漿。 通過控制注漿量和注漿壓力來達(dá)到注漿 要求。2、頂管注漿、換漿措施設(shè)計(jì)要求頂管工程如頂進(jìn)過程中摩阻力較大超過 0.5T/m2 要求 進(jìn)行注漿減阻。 在頂進(jìn)過程中選擇觸變性能良好的膨潤(rùn)土制漿材料并 設(shè)立同步注漿和管道補(bǔ)漿的兩種措施, 盡可能將膨潤(rùn)土泥漿套隨機(jī)頭 向前移動(dòng),形成連續(xù)的環(huán)狀漿套

3、。觸變泥漿配合比為：膨潤(rùn)土 12%純堿0.6%,摻加劑CMC適量。 觸變泥漿由地面液壓注漿泵通過 © 50mm管路壓送到各注漿孔。在機(jī) 頭處應(yīng)安裝隔膜式壓力表， 以檢驗(yàn)漿液是否到達(dá)指定位置， 在所有注 漿孔內(nèi)要設(shè)置球閥，軟管和接頭的耐壓力為5Mpa支管直徑為© 25mm 在整個(gè)管道中每隔 1 個(gè)管子設(shè) 1 個(gè)補(bǔ)漿斷面共 4 個(gè)注漿孔（要求在管 道制作時(shí)預(yù)留），補(bǔ)漿應(yīng)按順序進(jìn)行，每班不少于 2 次循環(huán)，定量注 壓。注漿壓力： 大于地下水壓力，注漿量為管道周邊間隙的 12倍。頂進(jìn)結(jié)束后，必須立即用純水泥漿或水泥砂漿置換膨潤(rùn)土泥漿。 置換完成后拆除注漿管路，并將管道上的注漿孔封閉

4、嚴(yán)密。3、管道糾偏措施3.1 管道產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)原因3.1.1 頂管設(shè)備自身原因 頂管設(shè)備安裝精度是決定頂管施工精度的前提條件， 在頂管安裝 和使用過程中，如果主油缸或工具管刀盤軸線與管道軸線不平行， 則 在頂管施工過程中很容易使管道產(chǎn)生扭矩， 從而在頂進(jìn)過程中發(fā)生管 道扭轉(zhuǎn)。3.1.2 施工原因在進(jìn)行頂管施工時(shí)， 管道內(nèi)要布置各種施工設(shè)備 , 如果布置位置 不對(duì)稱，就很容易使管道朝著某個(gè)方向形成固定扭轉(zhuǎn)。 同時(shí)由于受地 質(zhì)條件影響，管道也很容易發(fā)生偏移。在進(jìn)行管道糾偏時(shí)，工具管糾 偏后產(chǎn)生糾偏反力 , 如果糾偏反力的合力中心不通過管中心， 管道就 要扭轉(zhuǎn)。在糾偏過程中，如果糾偏角度小，則實(shí)施糾偏時(shí)

5、所需的外力 就小，根據(jù)作用力與反作用力原理，糾偏反力就小，管道發(fā)生扭轉(zhuǎn)的 速度就慢。反之糾偏角度越大，產(chǎn)生的反力就越大，管道扭轉(zhuǎn)速度也 就加快。因此，控制糾偏角是防止和減小管道扭轉(zhuǎn)的重要途徑。3.2 糾偏措施3.2.1 提高頂管設(shè)備安裝質(zhì)量 , 預(yù)防管道發(fā)生扭轉(zhuǎn) , 主要是從 提高頂管設(shè)備安裝工藝精度入手 , 盡量避免 或減少頂管設(shè)備的各部 分安裝偏差 , 如主油缸固定牢固 , 盡量與管道軸線平行等 。3.2.2 嚴(yán)格按照施工程序施工，減小糾偏造成的扭 轉(zhuǎn)。首先是 管內(nèi)設(shè)備布置重量要對(duì)稱， 盡量避免由施工程序造成的扭轉(zhuǎn)。 在糾偏 過程中認(rèn)真執(zhí)行“增加糾偏次數(shù) , 減小糾偏角度 ”原則，減小因糾

6、 偏方法不當(dāng)造成的管道扭轉(zhuǎn)，另外可以通過施加外力進(jìn)行管道扭轉(zhuǎn)， 如采用在扭轉(zhuǎn)方向的反方向施加外力 （ 可以通過配重的方式解決 ） , 使管道產(chǎn)生相反扭轉(zhuǎn)，從而平衡原先存在的扭轉(zhuǎn)力。4、管道失穩(wěn)4.1 管道失穩(wěn)原理 管道失穩(wěn)是頂管施工中特別是長(zhǎng)距離管道糾偏過程中容易發(fā)生 的問題。它是指與工具管的軸線與設(shè)計(jì)管道軸線偏差逐漸增加， 最終 造成管道失去控制的現(xiàn)象。 在未發(fā)生偏移時(shí)中管道受到的土壓力理論 上是相等的，即F仁F2同時(shí)頂進(jìn)推力沒有側(cè)向分力，而發(fā)生偏移時(shí) 管道兩側(cè)所受土壓力發(fā)生明顯變化。一方面管道所受的側(cè)壓力 F1 與 F2 不再相等 , 則頂進(jìn)推力 F3 產(chǎn)生側(cè)向分力， 當(dāng)側(cè)向分力增加到一定

7、 程度，管道有可能開始失穩(wěn)。失穩(wěn)后管道軸線曲率增大，從而造成側(cè) 向力進(jìn)一步增加， 這樣就形成了管道曲率增加與側(cè)向分力之間的反復(fù) 循環(huán) , 如果不及時(shí)得到糾正，則管道軸線嚴(yán)重偏移設(shè)計(jì)方向。4.2 管道失穩(wěn)原因分析4.2.1 地質(zhì)條件影響從失穩(wěn)原理分析可以看出， 管道周圍土體承載力和土壓力對(duì)于管 道施工至關(guān)重要， 因?yàn)轫斶M(jìn)過程中難免發(fā)生軸線偏移現(xiàn)象。 如果管道 周圍的土體能夠提供較大的作用反力 , 則管道不易發(fā)生較大偏移和 失穩(wěn)；如果周圍土體屬于軟弱土質(zhì)或不均勻土質(zhì)， 則管道很容易因周 圍平衡側(cè)向分力的承 載能力不足造成失穩(wěn)。同時(shí)，管道上方的覆蓋 層過薄也很容易因管頂土壓力不足造成失穩(wěn)， 最常見的

8、是管道軸線向上彎曲和管道中間鼓肚現(xiàn)象。4.2.2 施工質(zhì)量影響根據(jù)管道曲率與側(cè)向分力之間的惡性循環(huán)關(guān)系很容易知道， 如果 因?yàn)轫敼苁┕ぜm偏或糾扭不及時(shí)和不到位造成偏移量增大， 將導(dǎo)致管 道失穩(wěn)。4.2.3 頂管設(shè)備原因 頂管設(shè)備在頂進(jìn)過程中如果出現(xiàn)與管道聯(lián)結(jié)不穩(wěn)固或者剛度不 足，都有可能造成管道失穩(wěn)。4.3 管道失穩(wěn)預(yù)防和糾正措施4.3.1 改善地質(zhì)條件，為頂管施工創(chuàng)造有利條件。在頂管施工中 的基底處理常采取的措施包括： 采用超前鉆孔或超前地質(zhì)預(yù)報(bào)確定前 方地質(zhì)情況， 對(duì)于不良地質(zhì)地段采取預(yù)加固措施， 其中承載力過低地 段、土體軟硬不均勻地段、 覆蓋層過薄地段或地面有建筑物對(duì)管道施 工造成壓力

9、的地段，可以采用預(yù)注漿、錨桿、管棚等加固，為頂管施 工創(chuàng)造穩(wěn)定、均勻的地質(zhì)條件。4.3.2 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，提高管道糾偏效果。管道軸線偏移是 造成管道失穩(wěn)的重要原因之一 , 因此在施工中應(yīng)把控制管道軸線偏 移作為頂管技術(shù)的核心內(nèi)容 , 要盡量減少軸線偏差。 同時(shí)，在管道軸 線發(fā)生偏離時(shí)，認(rèn)真執(zhí)行管道糾偏的有關(guān)原則，及早糾偏。同時(shí)注意 對(duì)頂管設(shè)備的檢查，加強(qiáng)管道聯(lián)結(jié)剛度。5、深覆土頂進(jìn)時(shí)可能出現(xiàn)倒退與推力過大（1）出現(xiàn)的現(xiàn)象a、出洞不順利b、管子容易產(chǎn)生倒退c、初始推力增大（2）原因分析a、出洞不順利的主要原因是因?yàn)樵谏罡餐恋臈l件下 ，土壓力和地 下水位均含有較大的增加， 在制訂施工方案時(shí)對(duì)此認(rèn)識(shí)不足， 所以會(huì) 產(chǎn)生諸如洞口噴水，洞口止水圈翻邊和冒泥等。b、在深覆土條件下，土壓力比較大，而管子及頂管機(jī)在導(dǎo)軌上 的摩阻力不足以抵抗頂管機(jī)斷面上所受到的土壓力時(shí)， 頂管機(jī)和管子 均會(huì)產(chǎn)生后退。c、初始推力增大的主要原因是洞口外土體進(jìn)行過注漿加固，或雖障礙物，尤其是在采用沉井法施工的工作井含有散落物， 腳手架鋼管， 未拔去的井管， 地面上落下的塊石等障礙物， 擋在頂管機(jī)前也是使初 始頂力增加的原因之一。（3）防治措施a、首先從制訂施工方案開始，對(duì)深覆土條件下的各種情況應(yīng)有 所見，并可采用兩套止水圈，以此增加洞口止水圈的可靠性，還可利 用盾尾密封成熟涇將鋼止