長距離頂管的主要施工技術(shù)

1、頂管穿墻出井

從打開穿墻悶板，將工具管頂出工作井外到安裝好穿墻止水的階段。穿墻后工具管方向的準(zhǔn)確程度將會(huì)給管道軸線方向的控制和管道控制和管道拼裝以及頂進(jìn)帶來較大影響。

頂進(jìn)前所有頂進(jìn)設(shè)備及頂管掘進(jìn)機(jī)必須全部安裝就位，頂管生產(chǎn)廠家，設(shè)備需試運(yùn)轉(zhuǎn)。在穿墻前通過襯墻上的預(yù)埋螺栓安裝好簾布橡膠板、圓環(huán)板、扇形后板等止水裝置。如工作井外為SMW工法的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，則洞口一般情況下需另外采取加固措施。一般采用壓密注漿的方法臨時(shí)加固洞口，將掘進(jìn)機(jī)機(jī)頭頂進(jìn)至工作井導(dǎo)墻內(nèi)，為防止初始出洞階段由于正面水土壓力大于掘進(jìn)機(jī)周邊的摩阻力，而使掘進(jìn)機(jī)及管段在拼裝時(shí)發(fā)生后退現(xiàn)象，在前20m～30m頂進(jìn)砼管外壁設(shè)置埋件，每次拼裝管子前將已頂進(jìn)的部分與井壁進(jìn)行連接，直至不發(fā)生后退為止。

2、頂管接收井進(jìn)洞

頂管進(jìn)入接收井過程中，高程、軸線的控制將直接影響到能否準(zhǔn)確進(jìn)入規(guī)定的接收井；進(jìn)洞止水措施實(shí)施的好壞將影響接收井周邊土體的穩(wěn)定。在頂管掘進(jìn)機(jī)接近洞口30m～50m時(shí)，作一次具體的軸線及高程復(fù)核，在確認(rèn)無誤后，在接收井內(nèi)做好接收的一切準(zhǔn)備工作，包括接收平臺(tái)的搭設(shè)。工具頭頂進(jìn)到井壁后，停止壓漿，拆除接收井的封門，頂管掘進(jìn)機(jī)穿進(jìn)井墻上開始上接收架，馬上采取臨時(shí)止水措施，并繼續(xù)頂進(jìn)，待完全上架后按設(shè)計(jì)對(duì)進(jìn)洞管段采取長久性止水封堵措施。

3、糾偏

在工作井內(nèi)安置經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀，并在機(jī)頭內(nèi)安置測(cè)量牌，就可以隨時(shí)測(cè)量機(jī)頭的位置和偏差。糾偏中主要控制要點(diǎn)：

勤測(cè)勤糾：每頂進(jìn)一段距離，測(cè)量一次工具頭軸線及標(biāo)高偏差情況。用電話通知工具頭糾偏人員，糾偏人員再將工具頭現(xiàn)在糾偏角度、各方向上千斤頂?shù)挠蛪褐?、軸線的偏差等傳給中控室，輸入微機(jī)。微機(jī)將顯示糾偏方法數(shù)據(jù)，再按此進(jìn)行糾偏。

小角度糾偏：每次糾偏角度要小，微機(jī)每次指出的糾偏角度變化值一般的都不大于0.5′，當(dāng)累計(jì)糾偏角度過大時(shí)應(yīng)與值班工程師聯(lián)系，決定如何糾偏，此時(shí)應(yīng)特別慎重。

糾偏操作中不能大起大落，如果在某處已經(jīng)出現(xiàn)了較大的偏差，硚口區(qū)頂管，這時(shí)也要保持管道軸線以適當(dāng)?shù)那拾霃街鸩降胤祷剌S線上來，避免想鄰兩段間形成的夾角過大。

4、管節(jié)之間的接頭處理措施

頂進(jìn)前應(yīng)對(duì)砼成品管、鋼套環(huán)、橡膠密封圈和襯墊從尺寸、規(guī)格、性能、數(shù)量等均作詳細(xì)調(diào)查，必須符合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖的要求。頂進(jìn)前還必須在現(xiàn)場(chǎng)作試安裝，對(duì)不合格的砼成品管應(yīng)予以剔除。

砼管接頭的槽口尺寸必須正確，光潔平整無氣泡。

橡膠圈的外觀和任何斷面都必須質(zhì)密、均勻、無裂縫、無孔隙或凹痕等缺陷，橡膠圈應(yīng)保證清潔、無油污，不能在陽光下直曬。

鋼套環(huán)必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行防腐處理，刃口無疵點(diǎn)，焊接處平整，肢部和鋼板平面垂直，堆放時(shí)整齊擱平。

襯墊材料為多層膠合板，其應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系應(yīng)符合試驗(yàn)曲線要求，誤差±5%。粘貼時(shí)，凹凸口對(duì)中，環(huán)向間隙符合要求。

插入安裝前滑動(dòng)部位應(yīng)均勻，涂薄層硅油等潤滑材料，對(duì)橡膠無侵蝕性，減少摩阻。

頂管結(jié)束后，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求在內(nèi)間隙嵌以彈性密封膠，要求與二管口抹平。

5、中繼間設(shè)置

由于中繼間啟動(dòng)伸縮次數(shù)很多，密封圈極易磨損失效而發(fā)生漏水、漏泥砂、漏漿等現(xiàn)象，給工程帶來嚴(yán)重后果，頂管拉管，甚至發(fā)生工程事故。頂管中繼間的設(shè)計(jì)改進(jìn)，為此工程中繼間結(jié)構(gòu)采用徑向可調(diào)密封形式，并設(shè)兩道密封圈。在兩道密封圈之間設(shè)置4只可以壓注潤滑油脂的油嘴，以減輕頂進(jìn)時(shí)密封圈的磨損。并設(shè)置注漿孔，頂進(jìn)時(shí)刻進(jìn)行同步注漿，以減小頂進(jìn)阻力。

6、觸變泥漿減阻和長距離壓漿

在長距離頂管施工中，及時(shí)有效地向管節(jié)外圍壓注觸變泥漿，形成良好和圍護(hù)好泥漿套，對(duì)管節(jié)頂進(jìn)起到有效的減阻措施，并且觸變泥漿還能很好的減少地面沉降，因此注漿往往是頂管成敗的關(guān)鍵。

頂管施工中采用的膨潤土觸變泥漿，是在地面壓漿站配置后，大口徑頂管施工，通過液壓注漿泵壓入輸漿總管機(jī)管節(jié)上的環(huán)形分管注入至頂管機(jī)及管節(jié)的各個(gè)注漿孔形成管節(jié)外圍泥漿套。觸變泥漿減摩效果的好壞，除了與選用的漿液材料和配比有關(guān)外，還與注漿布置、注漿泵的選用、注漿壓力及注漿注入量有關(guān)。頂管掘進(jìn)機(jī)后部環(huán)向均勻設(shè)置四只壓漿孔，頂進(jìn)時(shí)及時(shí)進(jìn)行跟蹤注漿，確保在頂進(jìn)機(jī)后面及時(shí)形成完整的泥漿套。同步跟蹤注漿地面泥漿站配置好的觸變泥漿，經(jīng)液壓注漿泵增壓后，進(jìn)入注漿總管，通過環(huán)形分管注入頂管機(jī)及管節(jié)的壓漿孔形成泥漿套。

當(dāng)管節(jié)頂進(jìn)時(shí)，利用掘進(jìn)機(jī)尾部環(huán)向均勻布置的四只壓漿孔，與頂進(jìn)同步進(jìn)行跟蹤注漿，以確保掘進(jìn)機(jī)向前時(shí)在其后形成的環(huán)形空隙立即被泥漿所充填，從而形成完整的泥漿環(huán)套。

管節(jié)在頂進(jìn)過程中，由于部分漿液流失到土層中，因此必須利用管節(jié)上的注漿孔進(jìn)行補(bǔ)壓漿。一般在一節(jié)管中頂進(jìn)結(jié)束后就應(yīng)補(bǔ)漿。還要視每段頂進(jìn)阻力情況隨時(shí)分段補(bǔ)壓漿。

壓漿量原則上控制在同步跟蹤壓漿量為管節(jié)外理論空隙體積的8倍左右，補(bǔ)漿量一般為管節(jié)外理論空隙體積。注漿壓力值，據(jù)采用注漿的粘度和管路輸送長度，通過試頂后，壓漿站的壓力控制在0.08～0.1Mpa較合適。

7、正面穩(wěn)定

各種類型的工具管都要在頂進(jìn)和開挖過程中，注意防坍塌、防涌水，確保正面土體穩(wěn)定。保證正面穩(wěn)定最關(guān)鍵的是盡量使正面土體保持和接近原始應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)各種類型的工具管應(yīng)根據(jù)其工作特點(diǎn)分別采取不同的措施。（前表已述）

機(jī)械頂管特點(diǎn)： ?機(jī)械頂管適用于土質(zhì)較硬、變化復(fù)雜、富含地下水、有10%以下含量的粒徑小于20毫米的土質(zhì)，施工中不需降水，可長距離頂進(jìn)，通常用于過公路、鐵路、河流、建筑物等，目前，國際上最長頂進(jìn)距離達(dá)二千米以上。

土壓平衡頂管施工：是通過全封閉掘進(jìn)機(jī)頭實(shí)現(xiàn)的，通過控制掘進(jìn)和出土速度、機(jī)頭注漿達(dá)到挖掘面的土壓和頂推力的平衡；

泥水平衡頂管施工：是在全封閉掘進(jìn)機(jī)頭掘時(shí)中，通過注入“泥”水在土倉中形成泥漿，以泥漿壓力平衡掘進(jìn)機(jī)所處的地下水及土體的壓力。

因此，采用土倉內(nèi)壓力平衡技術(shù)，頂管過程中不存在超挖等破壞原土應(yīng)力問題，進(jìn)而不發(fā)生地面沉陷等相關(guān)缺陷。

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