超长距离顶管施工中的关键技术研究.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date超长距离顶管施工中的关键技术研究超长距离顶管施工中的关键技术研究超长距离顶管施工中的关键技术研究超长距离顶管施工中的关键技术研究 【摘要】本文针对超长距离顶管施工中的泥浆减阻关键技术进行了较为详细的分析，并针对可能出现的问题提出了较为可行的解决办法，具有较好的实际工程意义。 【关键词】超长距离顶管 注浆减摩 中图分类号： TV136+.3 文献标识码： A 文章编号：

2、 超长距离顶管施工技术在工程实践中与一般顶管相比，技术要求和复杂程度高很多，其中注浆减摩是超长距离顶管施工的关键技术之一，为有效解决这些关键技术中存在的问题，本文将进行相应的分析和研究，并提出相应的解决办法。 1.注浆减摩技术 注浆减摩技术的成功与否直接关系到顶管工程的成败。一般顶管中，注浆系统比较单一，操作简单，也很容易控制。但在超长距离顶进中，注浆系统十分复杂，在设备的选用、系统的布置、注浆工艺的安排、压力及压浆量的控制等方面都和一般顶管有很大的不同。 2.减摩原理 摩擦可以分为滑动摩擦和滚动摩擦两类，顶管施工中管节与土体表面的摩擦属于滑动摩擦的范畴。在滑动摩擦中，又可分为干摩擦和湿摩擦两

3、种，采用减摩技术后，顶管中的摩擦属于湿摩擦。湿摩擦的前提条件是滑动面必须是非浸透性材料，即该材料具有不吸水性。如果该材料吸水以后得不到及时补充，则湿摩擦就向干摩擦转化，而干摩擦的摩擦系数要比湿摩擦大很多。按照摩擦定律来考虑，在超长距离顶管施工中减摩方面需要注意以下几点： 在干摩擦的情况下，管子表面在推顶过程中会被周围土层磨毛，因而使摩擦系数增大。所以在超长距离顶管施工中，一般多采取湿摩擦的方式。湿摩擦须以管子和土层之间存在一定厚度润滑介质为前提，方能有效。 管子和土层之间充满润滑介质的空隙，在整个推顶过程中必须保持不变。因此，在润滑介质中必须保持相当于土应力的液压。这样润滑介质同时也起着支承介

4、质的作用。支承压力的反作用力则由顶进管来承受。 为了形成管子和土层之间所需的空隙，工具管(刃脚)的直径取值最好稍大于顶进管节的直径。管子接头在整个推顶过程中应保持密闭。 支承-润滑介质必须能封闭管子周围土层的空隙，以便在土层中造成一个不透水的环形地带，从而阻止支承-润滑介质渗入土层。为了能封闭土层的空隙而又不致流失到土层中去，支承-润滑介质必须具有足够高的运动粘滞度。 3.注浆设备 注浆设备主要有三大类：活塞式注浆泵、螺杆泵和胶管泵。活塞式注浆泵在压浆的均匀性上有一定的缺陷，但该泵耐用性好，易于维修。螺杆泵泵体构造简单，可以将浆液均匀地压出，压出的浆液没有脉动性，在管节周围容易形成均匀完整的泥

5、浆套，螺杆泵还具有较大的自吸能力。但螺杆泵绝对不能在无浆液的情况下空转，且浆液里不能有较大的颗粒或尖锐的杂质。胶管泵可以输送颗粒含量较高的，粘度较大的浆液，脉动性较小，经久耐用，保养方便，可以空转。 一般顶管中，上述三种压浆泵都可以采用，且能达到同样的效果，但在超长距离顶进中，必须考虑到设备的耐用性、可维修性以及设备的供浆能力，因此，选用活塞式注浆泵。 4.压浆工艺 触变泥浆减摩效果的好坏，除了与上述选用的浆液材料、配合比、注浆设备有关以外，还与注浆孔的布置、注浆压力及注浆量有关。与一般的顶管相比，超长距离顶管在注浆孔的布置、注浆压力控制、注浆量的计算等方面有它特殊的要求。 (1)注浆孔布置

6、压浆时须注意，压出的膨润土悬浮液要尽可能均匀地分布在整个管体外围，以便能够围绕整个管体形成所需的环带。因此，压浆注射喷口要均匀地配置在整个管壁圆周上。注射喷口的间距或数量须取决于土壤允许膨润土向四外扩散的程度。在渗透性很小的土壤中，间距就必须缩小一些，在疏松的砾石土中，间距则可以相应地加大。超长距离顶管中的布置方法是：工具管后面的五节管节上布置压浆孔，随后的一段距离内采用一隔两或一隔三的布置方法，再往后采用一隔四或一隔五的布置方法。 (2)同步跟踪注浆 地面泥浆站配制好的触变泥浆，经液压注浆泵增压后，进入输浆总管或中继压浆站，通过环形分管注入顶管机及管节的压浆孔形成泥浆套。当管节顶进时，利用掘

7、进机尾部环向均匀布置的四只压浆孔，与顶进同步进行跟踪注浆，以确保当掘进机向前时在其后形成的环形空隙立即被泥浆所充填，从而形成完整的泥浆环套。 (3)补压浆 在超长距离顶管中，由于持续时间长，泥浆的流失也大，因此，补压浆工作就显得更为重要。顶进时，顶进管路被中继顶压站分成了若干段，每次总是只有一个管路段受到推顶，其余各段则保持不动。这时宜于向被推顶的管路段内压入膨润土悬浮液，而对于静止不动的管路段，则停止压送。此外，膨润土的压入要与中继顶压站的动作协调一致，这一点可以通过手动或远距离自动控制的方式来实现。特别要注意的是，膨润土悬浮液沿着管壁运动的方向不得与管路推顶方向相反，否则，由于管子和悬浮液

8、的逆向运动，悬浮液非但起不到润滑介质的作用，反而起了制动介质的作用。结果便会大大增加推项阻力。 (4)中继压浆 中继压浆是超长距离顶管施工独有的技术。超长距离顶管中，地面上的压浆泵无法输送如此长的距离，因此在管道内要设置中继压浆站。相邻中继压浆站间的间距除了根据理论计算外，还要充分考虑到中继压浆站的储存能力和输送能力，一般以350m-450m比较合适。中继压浆站由储浆箱和压浆泵组成，中继压浆站既能向下一个中继压浆站输送减阻泥浆，又能承担该压浆站至下一个中继压浆站范围内的管道内的补压浆。 5.注浆压力与压浆量 膨润土悬浮液经由注射喷口压入的压力应相随所遇土层的压力而变化。在膨润土泵上，除了这一压

9、力之外，还会受到一直通向注射喷口的膨润土管道的阻力，管道的阻力随着输送距离的变化而变化。膨润土管道中的压力损失，由于假设条件并不可靠而且经常变化，故计算很难准确，因此，对于必须准确地与土压力高度保持一致的压浆压力，便有必要直接在注射喷口上进行连续的测量。压浆压力调得过高可能是有害的。这时膨润土悬浮液会从注射喷口中涌出，在管口周围形成一个高度压缩区。这样就有可能形成栓塞，阻碍膨润土悬浮液的继续流出和扩散。注浆压力值不宜过高也不应过小，根据采用浆液的粘度和管路输送长度，通过试顶后，压浆站的压力控制在3050kPa较为合适。压浆量的大小和管道外壁与土层间的空隙大小有关，同步跟踪压浆量取管节外理论空隙

10、体积的4倍左右比较合适，补压浆量一般根据地面沉降和管道外侧的摩阻力确定。大量的工程实践表明，在超长距离顶进中，补压浆用的泥浆量要大大超过同步注浆所用的泥浆量，进而使得泥浆的实际用量往往大大超过理论计算用量。 结论 超长距离顶管施工技术已日趋成熟，并在工程实践中得到广泛的应用，但依然有不少问题，掌握注浆减摩技术是超长距离顶管施工正常的保证。本文针对此项关键技术进行了较为详细地分析，指出了技术中存在的一些问题，并提出了相应可行的解决办法，对实际工程具有较好的指导借鉴意义。 参考文献 石民俊,饶维森.海底超长距离钢筋砼顶管施工技术与应用J.中国市政工程,2001.2（93）:48-50 匡志文. 超长距离钢筋混凝土顶管顶进施工技术及应用J. 岩土钻凿工程. 2000: 6: 1-11 刘稚红. 嘉兴市污水处理排海工程超长距离顶管施工J.特种结构. 2004, 2: 72-74 李耀良. 严国铀姜春辉超长距离钢顶管施工技术J.建筑施工.2009,1:25-27 冯一辉，王康，王剑锋长距离大口径钢顶管施工关键技术J中国市政，2010(3)：41-43 作者简介:王山(1974.9.18-),男,本科,工程师,注册一级建造师,1999年毕业于长沙铁道学院铁道工程专业。-最新【精品】范文 -