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1、第卷增,的年月岩石力学与工程学报人翻增,泥水平衡顶管施工及参数研究傅德明楼如岳上海隧道工程股份有限公司技术中心上海旧摘要上海污水治理期标是穿越黄浦江的倒虹管工程,环境保护要求高,施工难度大。为此,重点介绍 了我国第台泥水平衡顶管机在上海污水治理工程中的应用,研究了泥水平衡顶管施工参数,找出了泥水平衡顶管施工引起的地面沉降规律关锐词隧道工程,工作原理,技术参数,设定与调整,地面沉降规律分类号文献标识码文章编号】增一一,烤俪,川,叮叮一 飞川恤乡,月”,等优点。启台宣,刁合流污水倒虹管工程概况上海地区引水、排水管道工程大多采用顶管法施工,如上海污水治理,期工程,上海黄浦江上游引水,期程、电厂取排水

2、隧道工程等管道沪施工大量采用顶管法施。其中,在市区道路或建筑物下进行顶管施工大部分采用小刀盘或大刀盘切削土体的土压平衡顶管机,也开发了泥水平衡顶管机。泥水平衡顶管机投入工程应用,显现出具有开挖面稳定、机械化和自动化程度高、对周围土体和建筑物影响小和掘进速度快工程概况本工程为上海污水治理期标黄浦江倒虹管工程,沿线共设有座竖井,座一作井和座接收井。其中,工作井位于浦东耀华支路三渣搅拌站内,西靠黄浦江,东接耀华支路接收井位于浦西龙华机场附近,西靠丰溪路,东临黄浦江,南北分别与石化公司及电力公司相邻,见图。条长度均为的平行顶管隧道,坡度均年月日收到初稿,年月日收到修改稿作者傅撼明简介男,年生现任上海隧

3、道工程施工技术研究所所长、高级工程师主要从事盾构施工、工程测、地甚注桨以及基坑施等方面的研究工作岩石力学与工程学报年田田幽幽瞬冷礁淤淤司司司二三二二二 舀万二二孙目门门门七七 久己己,碑碑尸沪尹一一区叼叼伪例面田图上海污水治理期标黄浦江倒虹管工程图义为,条隧道中心间距为,隧道顶最大覆土约。顶管机沿线将穿越宽的黄浦江,江中段隧道最小覆土约。隧道首次采用泥水平衡式顶管机顶进施工,顶管机直径,顶管主顶机械总顶力为,隧道结构全部采用“”型预制钢筋混凝土管节,其外径为,内径为,每节长度为,相邻两管节间采用特制接头承插连接,接缝防水采用氛丁橡胶制成的齿形橡胶圈,衬垫材料采用多层胶合板。地质条件从提供的地质

4、资料来看,本工程范围内的土层从上往下依次为填土、冲填土、灰色淤泥质、粉质粘土、灰色淤泥质粘土、灰色淤泥质、粉质粘土夹粉砂、灰色砂质粉土、灰色粉质粘土。顶进断面全线基本上都处在灰色砂质粉土层内,沿途将穿越几处粉砂透晶体各土层物理力学参数见表。泥水平衡顶管系统泥水平衡顶管机泥水加压平衡顶管是以在机械掘削式顶管前部的刀盘附近安装隔板,形成泥水压力仓,将加压的泥水送入泥水压力仓,来谋求开挖面的稳定。同时,将旋转刀盘切削下来的土砂以泥水形式用流体输送方式输送到泥水处理系统。泥水加压平衡顶管主要由顶管机、泥水输送及泥水处理个系统组成。这个系统在操作上是可 以相对独立的,但在系统运行时又是不可分割的。大系统

5、操作关系如下准备开始泥水处理系统泥水输送系统顶管机系统一停顶管机系统泥水输送系统泥水处理系统结束。泥水处理系统运行正常后应通知控制室,控制室在操作盘上启动泥水输送各设备,先启动“旁路状态”再转入“顶进状态”,“顶进状态”运行稳定后,方可在操作台对顶管机进行操作。顶进结束后,停止泥水输送系统,再停止泥水处理系统。泥水加压平衡顶管机主机施工原理工具管在正常作业前,刀盘与壳体外圈接触,刀排与刀盘盘体接触,泥水仓处于密闭状态,以延缓泥水压力泄漏。同时,在泥水旁路切换大循环时,使泥水压力的波动对开挖面的扰动降到最小,待泥水仓中压力稳定后,启动中心轴动力泵站带动中心轴及刀架向前运动,使刀架与刀盘分离,在两

6、者之间形成条的进土间隙,并由中心轴及刀架的继续伸出带动刀盘盘体的运动,使之与壳体保持一定距离。此时,机头即处于待工作状态,启动刀盘驱动电机,通过第级减速行星齿轮减速机,其轴上的小齿轮带动中心轴上的大齿轮即第级减速二引,最终带动刀盘及刀架以转速转动 可正反转切削土体,见图衰土层物理力学参橄介层号土层名称层底标高含水容重孔隙比粘聚力内摩擦角地墓承载力月呀品再,乙,坟土”冲城土一 丘灰色淤泥质、粉质粘土一灰色淤泥质枯土一石灰色淤泥质、粉质枯土夹粉砂一灰色砂质粉土一名灰色粉质粘土一,丈主加自,口才”一吕山 皿已,。卯侧石份了,奋,引公公夙公嘶吼注祖定水位刀第卷增傅德明等泥水平衡顶管施工及参数研究一泥水

7、仓纠偏装进泥管盯盯队一”脚脚脚脚脚脚刀刀刀刀刀一一甲犷厂尸,声声户户份份夕城七甘一洲洲控制在】左右,并且根据实际情况再作调整,泥水处理系统工作原理见图。清水槽中设液位控制器,在“运行”中,当清水槽液位低时,能自动启动引水泵将黄浦江水抽至清水槽中当清水槽液位高时,停止抽水。黄浦江图直径泥水加压顶管机头叮护主要技术参数外形尺寸直径外径,长度刀盘最大扭矩,转速,驱动电机功率,最大移动量。中心轴最大移动量,油缸最大压力,最大平衡力,最大平衡土压力范围纠偏装置台千斤顶,最大工作压力,单台最大推力如,纠偏行程,纠偏角度士。顶进装置顶进装置分主顶进装置和中继顶进装置两 部分。其中,主顶进装置的主要功能是完成

8、管节的顶进,主要由底座、油缸组、顶进头、形顶块、钢结构后靠和液压动力泵站等组成中继顶进装置主要是为中继接力顶进所用泥水处理泥水处理系统主要由粘土溶解槽、调整槽、剩余槽、清水槽、泥水分离旋流器和沉砂池等组成,起着处理由顶管开挖面排出的泥水和制造新鲜泥水的作用。泥水处理采用次沉淀的方法。根据地质勘探报告,土质以粉土、粉砂为主,颗粒粒径都小于,考虑处理成本和分离效果等因素,决定用次沉淀处理,沉淀后的泥水送入调整槽,调整粘度和比重后重新利用。处理系统设调整槽、粘土溶解槽、清水槽等设备。江中设置台潜水泵引水入清水槽,清水槽内设台潜水泵,用于向调整槽内加注清水,调整槽内设搅拌装置,调整后泥水通过泵或泵送入

9、顶管机内使用,粘土溶解槽内搅拌浓泥浆,加入调整槽调整粘度和比重。粘度控制在左右,比重清清水水枯赵沉淀池池沉淀池池川川川卜甲甲之七气闷,留除除液下系州州州州州州州州州州州厂厂厂 万砚不,图泥水处理系统工作原理图盆操作域形液下泵将沉淀池中的经沉淀的泥水送入调整槽。同时,操作泥浆泵将粘土溶解槽中的浆液送至调整槽,操作清水泵将清水槽中的清水送至调整槽,经搅拌机搅拌成一定浓度和粘度的泥水供顶管机使用。泥水翰送泥浆输送系统是由根沪送泥管、根 护排泥管、送泥泵和排泥泵等部分组成经处理后的泥水由调整槽通过卜泵或泵 由地面送至井下顶管内排出的高密度泥水,经分别安装在地面和隧道内的接力泵送回至地面泥浆沉淀池,见图

10、。遴困,叭一一一一一图泥水输送系统流程图邝“连动”状态时,可以自动切换个状态“停止状态”、“旁路状态”、“顶进状态”和“逆洗状态”。在“停止状态”,切口水压若下降时,可 以及时控制阀的开度,使送泥水管道中的泥水补充到泥水仓,让切口水压力上升并稳定在设定值上。此时,若送泥水管道中水力低于设定值,就可连动开岩石力学与工程学报年启阀和泵,以提高管道水压力。在“旁路状态”时,连锁泵和阀,使之不可动。此时,自动控制阀就能将切口水压稳定在设定值上。泥水输送系统启动时,顺利开启阀,启动泵,开启,阀,再逐个启动,泵。系统启动数分钟后,当送排泥水压力和流量趋于稳定,并使送泥水压力和切口水压力基本相同时,可进入“

11、顶进状态”。进入“顶进状态”时,顺利开启机头阀,开启,阀,关闭阀。泥水输送系统可逐渐达到泥水平衡,调整送泥水压和排泥流量,使推进过程中一直保持泥水平衡,若在推进过程中,切口水压值偏高于设定值时,操作人员应采取措施,使之恢复正常。若切口水压继续偏差,达到限值,应立即切换到“旁路状态如果切口水压的偏离原因是泥水管道堵塞引起的,就应操作至“逆洗状态”,相应转换阀动作,对堵塞管道进行冲洗。管道畅通后,应再转换到“旁路状态”。推进结束后,应将“顶进状态”切换到“旁路状态”,待泥水平衡后,再切换到“停止状态”。顶进管理系统顶进管理系统由顶管机主机及泥水输送两大系统组成。其中,顶管机主机系统主要用于顶进和顶

12、管姿态控制泥水输送系统主要用于调节顶进过程中的切口水压、送排泥流量及密度等施工参数。根据各系统的设备分布零散、控制距离长和控制要求不同等特点,采用个分系统分别对其进行管理,并通过计算机组成一个完整的监控管理系统。该系统能在电脑中反映出施工过程中的切口水压、送排泥流量、送排泥密度、主顶速度、主顶行程、刀盘油压和顶管的平面、高程、转角等一系列施工参数。顶进过程中,中央控制室操作人员通过此管理系统反映的各类施工参数及时作相应的调整。体力学计算公式计算得到。切口水压上限值计算几份一切式中几为切口水压上限值归份为静止土压力归为隧道埋深尹土的摩擦角扬为土的饱和容重卿愁,且,。,为土的干容重,为土的容重,。

13、为孔隙比,为水的容重。切口水压下限值计算界凡一了,式中凡为切口水压下限值卿,凡为主动土压力。切口水压实际设定值实际顶进过程中的切口水压是根据切口水压设计的设定值、实时的土砂量和干砂量积算值等重要参数设定。其中,切口水压设计的设定值可根据掘进过程中较佳的设定值求得,见图。切口水压实际设定值处于理论计算上限值与下限值之间。上限值下限值实际设定值奸此仆计并扎匆众众众众白乏、田关口尽的顶进长度图一设定切口水压与理论计算值关系图创顶管主要施工参数的设定与调整切口水压设定泥水平衡顶管顶进时,开挖面不断被刀头切削,此时,泥膜被刀头切削并将泥水压力传递给土体,由于刀头的介入使传递给土体的外力增加,所有这些使开

14、挖面处于动态平衡之中。根据日本等国的施工经验,切口水压的上、下限设定值可根据常用土顶进速度顶进速度是泥水平衡顶管顶进施工中一个比较重要的管理值,顶进速度的控制好坏,将直接影响开挖面水压稳定、掘削量管理和送、排泥泵控制,也影响着润滑泥浆的状态。在实际施工过程中,中央控制室的主要负责人员,应密切注意顶进速度的变化,并结合其他施工参数情况合理管理顶进速度设定值。在顶进速度的控制过程中,应注意以下儿点主顶启动时,必需检查千斤顶是否靠足,开始顶进和结束顶进之前速度不宜过快。每节顶进开始时,应逐步提高顶进速度,防止启动速度过大。在利用中继间级或多级作接力顶进时,必须确保后级中继间及主顶所用千斤顶充分均匀受

15、力,避免顶管机后退造成切口水压剧降,从而影响第卷增傅德明等泥水平衡顶管施工及参数研究开挖面的稳定。待前级中继间顶进到位后,依次将后级中继间及主顶顶进到位。一节顶进过程 中,顶进速度值应尽量保持衡定,减少波动,以保证切口水压稳定和送、排泥管的畅通顶进速度的快慢必须满足每节润滑泥浆注浆量的要求,保证润滑泥浆始终处于 良好的工作状态。根据实际施工经验,正常顶进条件下,顶进速度应设定为而,如正面遇到障碍物或地基加固土,顶进速度应低于而。泥水质控制泥水顶管没有合格的泥水就如同一个人的血液不正常。在施工中对泥水配比的确定是综合管理系统中的一个重要组成部分,是作为一个整体运转不可缺少的一个体系。根据不同的土

16、体,泥水管理的要求和方法也不同,从理论上来讲,泥水的各项指标的决定取决于土体的透水系数通常所谓的泥水,是将分散在水中的具有吸水后明显地呈膨润性质的粒土矿物质的悬浮液作为主要成分,并添加分散胶溶剂、有机母水胶剂、加重剂及其他调泥剂,根据需要调节比重、粘度、塑变性、胶凝强度、泥壁形成性、润滑性等使其成为一种可塑流体泥水平衡顶管使用泥水的目的也就是用泥水来谋求开挖面稳定,在防止塌方的同时,将切削下来的泥膜形成泥水并输送到地面在具体施工中,基本上是按照上述理论进行的。比重泥水的比重是一个主要控制指标。泥水比重不宜过高或过低,过高将影响泥水的输送能力,过低将破坏开挖面的稳定。实际施工和室内实验结果表明,

17、适用于本工程的泥水密度为一沙,下限值为沙衬,而上限值则根据顶管机中心轴所能承受的最大扭矩而定。粘度泥水的粘度是另一个主要控制指标。从土颗粒的悬浮性要求而言,要求泥水的粘度越高越好,根据泥水处理系统的 自造浆能力,随着顶进环数的增加,泥浆越来越浓,粘度也直线上升,而比重的增加并非说明泥浆的质量越来越高。因此,泥水粘度为一,考虑到粘度的调整有一个过程,在泥浆粘度为调整槽粘度时开始,即可逐渐添加,添加量的多少视粘度下降的趋势而定。过分强调提高粘度而无限制地添加,将提高工程费用,造成不必要的浪费。析水量析水量是泥水管理中的一项综合指标,它在更大程度上与泥水的粘度有关,悬浮性好的泥浆意味着析水量就小,反

18、之就大。泥水的析水量应小于,降低土颗粒和提高泥浆的粘度,是保证析水量合格的主要手段。在砾石、砂土层中掘削时,由于工作泥浆不断地被劣化,就需要不断地调整泥水的各项参数,增加细小颗粒和。在砂土、粘土层中掘削时,由于细小颗粒不断地增加,使排放的泥浆浓度和比重越来越高,降低比重和调整粘度则成为主要手段。本工程采用的工作泥浆中天然泥土的配比为纯碱水仪重量比膨润土的配比为纯碱水二重量比。上述配比为指导性配比,在施工过程 中,现场需配备泥水土工实验室,每节顶进前要测试调整槽内工作泥浆的指标,及时调整,、调整 至满足施工要求为止,并记录在案,这样持续节后,就可得出泥水指标的变化趋势,在指导配比的基础上再作大的

19、调整大调整。因此,泥水监控是一个从使用小调整使用大调整一使用的无限循环过程,是一个动态变化过程,而不存在什么地质条件一定要用什么配 比,什么工况条件一定要用什么配比的问题。唯一检验配比是否合理的标准就是地面沉降量,地面沉降量得到控制后就要注意泥水指标的变化趋势,使之稳定在某一区域内。逆洗时的压力控制逆洗是顶进过程中较为常用的防止和消除排泥管吸口堵塞的方法在顶进过程中排泥不畅是吸口堵塞的前兆,如不及时采取措施将使顶管机泥舱吸泥口堵塞,引起泥水压力突变,当泥水压力大于覆土的抗剪强度时,将导致地面大量 冒浆,造成地面沉降量增大。在顶进过程中如发现排泥不畅,应及时转换至“旁路状态”。通过“旁路状态”,

20、中央控制室操作人员应及时准确判断排泥管的堵塞部位,当发现排泥不畅是由于分流器遭堵所致时,应立即组织人员清除分流器中的杂物。如发现吸口遭堵,必须进行逆洗清除障碍物时,应严格控制逆洗次数和逆洗时间,每次逆洗时间应控制为一。在进入“逆洗状态”前,应首先转入“旁路状岩石力学与工程学报年态”,然后,进入“逆洗状态”,严禁从其他状态直接进入逆洗状态。在逆洗过程中,由于土仓或顶管机 内的排泥管处于堵塞状态,因此,逆洗时应提高排泥流量,但不能降低切口水压,整个逆洗过程必须密切注意开挖面稳定情况。推进、逆洗和旁路个状态切换时的切口水压控制偏差值应 为士卜。中央控制室操作人员应对每次逆洗情况作好必要记录,以利于分

21、析堵塞原因。顶管施工引起的地面沉降规律施工过程中的地面沉降发展过程图为第节和第节顶进结束后的地表沉降变化图。由图可知,泥水平衡顶管在顶进过程中引起的地面沉降变化可分为个阶段第阶段是指开挖面达到测点之前的沉降或隆起,即泥水压力过高,使开挖面受挤引起的地面隆起泥水压力过低,使开挖面应力释放引起的地面沉降第阶段是指从顶管机切口达到测点至盾尾离开测点时间范围内引起的沉降或隆起,该段的地面变化主要是由顶管机及隧道移动对地层的摩擦和剪切引起的。此外,平面或高程纠偏引起的单侧土体附加应力也将影响此阶段的地面沉降。甘咤砂弓、一日日、自坐喊沉降机理分析泥水平衡顶管施工时会引起隧道周围地层的松动和沉陷,它的直观表

22、现为地面沉降。由顶管施工而 引起的地层损失和经扰动后的土颗粒再固结是形成地面沉降的个主要因素。所谓地层损失,是指顶管施工中实际挖除的土壤体积与理论计算的排土体积之差。地层损失率以占顶管机理论排土体积的百分比来表示。顶管机理论排土体积残为匕兀式中为顶管机外径,为顶进长度单位长度地层损失量的计算公式为二固结沉降可分为主固结沉降和次固结沉降。由于顶管机顶进过程中的挤压、超挖和润滑泥浆的压注作用,对地层产生扰动,使隧道周围地层产生正、负超孔隙水压力。主固结沉降为超孔隙水压力消散引起的土层压密,次固结沉降是由于土层骨架蠕动引起的剪切变形沉降。主 固结沉降与土层厚度有着密切的关系,土层越厚,主固结沉降占总

23、沉降的比例越大。因此,在隧道埋深较大的工程中,施工沉降虽然很小,但主固结沉降的作用决不可忽视。从理论上讲,顶管施工引起隧道周围地表沉降是指主固结沉降、次固结沉降和施工沉降也称瞬时沉降三者之和。如果不考虑次固结沉降,总沉降应等于地层损失造成的施工沉降和 由于地层扰动引起的固结沉降之和。此时,位于隧道上方的任意一土层的相对沉降值是相同的这是因为随着超孔隙水压力的消散,土颗粒向着它原来的相对位置移动,当超孔隙水压力全部消散完毕,土颗粒也就回到了原来的相对位置。顶进长度图第节和第节顶进结束后的地表沉降变化图州义顶管特殊施工技术洞门止水技术封门形式由于工作井洞门中心埋深达,在洞门外侧无法设置有效的钢封门

24、,制作时采用了由双福【组成的直排内封门,这一工法势必无法在井壁洞圈上安装有效的出洞止水装置,洞 门与顶管机及管节间的建筑空隙难以处理封门改造内封门拔除时的土体损失无疑是巨大的。本着安全第一的原则,出洞过程中采用井内、外封门的形式,以便于在井内拔除封门和封堵建筑空隙,如图。在井内封门外侧安装只方形钢箱,使其包络内封门所有双福【,两侧焊接在内封门外缘双福【上,上部开口,以拔除双福,下部与底板中预埋件相连接固定,方箱上设一沪的预留孔。在方形钢箱外侧安装只圆形钢套,钢套与方形钢箱采用焊接方式,连接可靠。其内布置有道盾尾钢刷,并在相应道钢刷之间沿外圈各布置第卷增傅德明等泥水平衡顶管施工及参数研究工作井井

25、璧顶甘机止水橡胶带第道止水橡胶带第道队队队队队图封门改造图叭女级后退力计算二枷尸二,由二兀为摩阻系数,取为隧道半径,则介二二。后退管节数量二节。特殊管节制作由于顶管正面泥水压力偏大,可考虑在管节结构不受影响的前提下在管节前部设置预埋钢套环。止退装置安装 图只口球阀。另外,在钢套后部安装道钢环板,用 以安装帘布止水橡胶带。止水橡胶板安装对于泥水平衡式顶管机而言,顶管机本体通过洞口完全介入土体的全过程中,顶管机壳体与洞口的建筑空隙的止水密封,是保持泥水舱压力的先决条件,洞口圈的止水密封一旦失去作用,不仅使开挖面土体平衡遭到破坏,而且将导致泥水的流失,造成顶管机周边的土体损失,从而引起洞口土体坍塌等

26、严重后果,必须在洞口设置密封性能 良好的止水装置。顶管机出洞前,在圆形钢套后部设置了道帘布止水橡胶带,其紧贴顶管机及管节外壳,在泥水压力作用下能更紧贴壳体,形成 良好的止水效果。另外,出洞前必须在道止水装置内加注粘土。洞门内油脂压注为了确保顶管机正常出洞,防止同步注浆浆液及切口泥水后窜至井内,利用圆形钢套上所预留的压注孔在道钢刷之间压注充分的油脂,并且在顶进过程中保持不断地加注。洞门内填充粘土由于此次洞门形式为井内外封门,而内洞门是由方形钢箱及圆形钢套等钢结构组成在钢结构安装、顶管机就位后,钢结构与顶管机外壳间存在着较大的建筑空隙,由于泥水平衡式顶管机必须具备正常的泥水压力后才能正常施工,因而

27、洞门内一定要填充粘土,并具备一定的土压力,以形成正常的泥水平衡系统。填充粘土时,首先,在第道与第道止水装置间填充粘土然后,在方形钢箱内填充粘土。管节止退技术由于隧道中心覆土厚度达至隧道中心以及顶管机正面切口水压相对较大等原因,在顶管出洞段拼装管节过程中极易引起顶管机的后退,导致刀盘正面的切口水压突降,从而造成土体坍塌、破坏泥水平衡效果等严重后果。固定支座门门门门日日日图止退装置图肚在钢套上焊接只螺栓 护的固定支座,每节管节顶进结束后,在管节的预埋钢环上对应焊接只固定支座然后,用根螺栓将钢套和管节连接牢靠,避免在接装过程中管节后退隧道减困技术对于长距离顶管来说,为减小顶力,确保顶进顺利,其关键是

28、在顶管顶进过程中向隧道外侧压注润滑泥浆以形成高质量的泥浆套。浆液配比顶管出洞实验段施工及室内实验证明,适合本工程的浆液配比见表。裹桨液配比介膨润土八水众纯肠飞阅稠度注此配比为重之比浆液质量指标稠度一,一,析水率。注浆量岩石力学与工程学报年顶管全断面处于灰色砂质粉土层内该土层土体流塑性大。注浆量二理论建筑空隙单节管节注浆量一叭一,注浆顺序地面拌浆启动压浆泵一总管阀门打开一管节阀门打开送浆 顶进开始一管节阀门关闭 顶进停上总管阀门关闭一井内快速接头拆开一下管节一接寸总管一地面拌浆,如此循环。注浆原则合理布置注浆孔,使所注润滑泥浆在隧道形成比较均匀的泥浆套。同时,严格控制注浆量,防止单个注浆孔注浆不

29、足或超量。压浆时,必须坚持“先压后顶,随顶随压,及时补浆”的原则,泵送注浆出口处压力控制在一。利用中继间接力顶进时,使泥浆迅速填满工具管后管节周围出现的空隙,形成完整的泥浆套,达到最佳的减阻效果。同时,由于在顶进中泥浆的流失、渗透,在号中继间以后的隧道沿线经常进行补压浆,保证整条顶管处在一个良好的泥浆套中。根据实际施工经验,在深层砂土中,静态和动态的周边阻力相差极为明显,一旦顶进中断时间较长,管节和周围土体固结,在重新起动时就会出现“楔紧”现象,一般顶力要达到正常情况的倍,见图。在顶管施工中,采取连续施工法,使管节基本处于动态平衡之中开始调整轴线开始压浆肠推进环数环图总顶力图穿越江中段主要防范

30、措施防止江底冒浆防冒 措施合理控制顶进速度每节管节初始顶进时,顶进速度应缓慢调节至正常顶进速度。由于土仓体积较小,速度的突变将造成土仓外建筑空隙变小,导致泥水压力急剧上升严格控制切口水压波动范围顶进过程中,将切口水压控制在士。若切口水压波动较大,则应立即转换到“旁路”状态,待切口水压恢复正常后方可继续顶进。严格控制润滑泥浆的注浆压力在顶进时,注浆压力一般控制在以下,以免注浆压力过高而发生泥浆冒顶现象。江底冒浆对策当发现江底冒浆时,如果是轻微的冒浆,在不降低开挖面切口水压下适当加快顶进速度,提高管节拼装效率,使顶管机尽快穿越冒浆区。当冒浆严重,不能推进时,则应将开挖面切口水压降低到和土压加水压平

31、衡为止,适当提高泥水比重和粘度,为了能使顶管机向前顶进,检查掘削干砂量,确认有无超挖,同时,将开挖面水压返回到正常状态,进行正常掘进。防止江底土层沉降防塌 措施按设计值设定切口水压顶进过程中应按设计值设定切口水压,并根据顶进时刻的潮位变化情况对其进行相应调整。由于设备原因使切口水压低于设计值时应停止正常顶进,待切口水压恢复至设计值后,方能继续进行正常顶进。适当提高泥水比重及粘度顶进过程中应根据实际情况采用高质量的泥水即高比重、高粘度的泥水,维持泥水平衡。防止吸口堵塞防堵措施遇到切口不畅时,应及时转至“旁路”,并通过旁路的泥水进、排情况分析,找到不畅原因。如确定吸口堵塞时,应相应降低推进速度,同

32、时,按技术要求进行逆洗,待吸口畅通后再恢复正常顶进。防止顶管机“磕头”措施由于沿途将穿越几处粉砂透晶体,容易出现顶管机“磕头”现象,在顶进中要特别加强顶管机的姿态监测。一旦发生“磕头”现象,要马上利用纠偏千斤顶进行纠偏,并适当提高泥水比重及粘度。隧道抗浮技术隧道上浮是泥水平衡顶管工法施工中一个较为普遍的现象,将影响施工质量及增加施工难度。隧道上浮使隧道轴线局部或整体抛高,造成严重的质量事故。在顶管法施工中,隧道要整体向前顶进,一旦隧道出现局部的上浮,隧道轴线将成蛇 曲线,以致后顶的分力过大,顶进压力过高,给正常施工带来影响。隧道上浮的原因由于在顶进过程中土体的扰动,使土体和顶管机的周边握裹力减

33、弱,以致造成机头正面的循环泥水在压力作用下后窜,导致项管机在浮力作用下上习乞一、只博第卷增傅德明等泥水平衡顶管施工及参数研究阴、哪椒浮。由于压注润滑泥浆方法欠佳或局部注浆过量,浆液不能形成环箍,而在隧道底部不断积聚,造成隧道上浮。在顶进时,由于切口水压设定值过低或泥水指标管理不当等原因,造成超挖,扩大了机头正面的建筑空隙。隧道抗浮措施加强润滑泥浆的管理,确保注浆和顶管机顶进的同步性,使浆液能及时填充推进时出现的建筑空隙顶进过程中,补压浆要遵守“全线、平均”注浆的原则,使管节周围能均匀地形成泥浆套,尽量避免单节或某段的注浆严重超量。当发现局部隧道上浮严重时,可在此段采用上注下放的补救措施来减小出现的驼峰放浆前后的隧道轴线见图。上浮轴线管节号号图放浆前后的隧道轴线图峨参 考 文献孙峻直径泥水加压平衡顶管机研制【见以幻软土隧道及地下工程技术文集【周文波,吴感明 合流二期标过江倒虹管泥水平衡顶管施工见望洲以刃软土隧道及地下工程技术文集【,的