頂管施工難點及解決方案

1、頂管施工難點及解決方案1、頂管進出洞口地基加固措施1.1 地基加固方法頂管進出洞口措施是施工成敗的關(guān)鍵。 在進出洞口先進行壓密注 漿地基加固，以保證頂管施工時順利進出洞口 （此外在進出洞口過程 中還應(yīng)保留噴射井點降水措施以作備用）。地基加固范圍為進、出洞 口前5mr）上、下、左、右各 2ml1.2 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%彭潤土。1.3 壓密注漿流程：對不宜用清水沖洗的場地，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

2、內(nèi)部的施工方式，以防止?jié){液流失。、改進注漿噴頭，將常規(guī)直噴式改為濾網(wǎng)式噴頭。旨在增加注 漿壓力，擴大有效半徑，增加水泥漿的滲透力。、每孔注漿時，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)計深度，然后接上壓漿機，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到注漿 要求。2、頂管注漿、換漿措施設(shè)計要求頂管工程如頂進過程中摩阻力較大超過 0.5T/m2要求 !進行注漿減阻。在頂進過程中選擇觸變性能良好的膨潤土制漿材料并 設(shè)立同步注漿和管道補漿的兩種措施，盡可能將膨潤土泥漿套隨機頭 向前移動，形成連續(xù)的環(huán)狀漿套。觸變泥漿

3、配合比為：膨潤土 12%純堿0.6%,摻加劑CM比量。 觸變泥漿由地面液壓注漿泵通過。50mn路壓送到各注漿孔。在機 頭處應(yīng)安裝隔膜式壓力表，以檢驗漿液是否到達指定位置，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 在整個管道中每隔1個管子設(shè)1個補漿斷面共4個注漿孔（要求在管 道制作時預(yù)留），補漿應(yīng)按順序進行，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。頂進結(jié)束后，必須立即用純水泥漿或水泥砂漿置換膨潤土泥漿。 置換完成后拆除注漿管路，并將管道上的注漿孔封閉嚴密。3、管道糾偏措施3.1 管道產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)原因3.1.1 頂

4、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， 從而在頂進過程中發(fā)生管 道扭轉(zhuǎn)。3.1.2 施工原因在進行頂管施工時，管道內(nèi)要布置各種施工設(shè)備，如果布置位置 不對稱，就很容易使管道朝著某個方向形成固定扭轉(zhuǎn)。同時由于受地質(zhì)條件影響，管道也很容易發(fā)生偏移。在進行管道糾偏時，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，則實施糾偏時所需的外力 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

5、。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)備布置重量要對稱，盡量避免由施工程序造成的扭轉(zhuǎn)。 在糾偏 過程中認真執(zhí)行“增加糾偏次數(shù)，減小糾偏角度”原則，減小因糾 偏方法不當造成的管道扭轉(zhuǎn)，另外可以通過施加外力進行管道扭轉(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

6、）, 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)生偏移時中管道受到的土壓力理論 上是相等的，即F1=F2,同時頂進推力沒有側(cè)向分力，而發(fā)生偏移時 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，則頂進推力F3產(chǎn)生側(cè)向分力，當側(cè)向分力增加到一定 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 循環(huán)，如果不及時得到糾正

7、，則管道軸線嚴重偏移設(shè)計方向。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于管 道施工至關(guān)重要，因為頂進過程中難免發(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，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 因為頂管施工糾偏或糾扭不及時和不到位造成偏移量增

8、大，將導致管 道失穩(wěn)。4.2.3 頂管設(shè)備原因頂管設(shè)備在頂進過程中如果出現(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)報確定前 方地質(zhì)情況，對于不良地質(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管道施 工造成壓力的地段，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

9、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，在管道軸 線發(fā)生偏離時，認真執(zhí)行管道糾偏的有關(guān)原則，及早糾偏。同時注意 對頂管設(shè)備的檢查，加強管道聯(lián)結(jié)剛度。5、深覆土頂進時可能出現(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為在深覆土的條件下 ，土壓力和地 下水位均含有較大的增加，在制訂施工方案時對此認識不足，所以會 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，而管子及頂管機在導軌上 的摩阻力不足以抵抗頂管機斷面上所受到的土壓力時， 頂管機和管子 均會產(chǎn)生后退。c、初始推力增大的主要原因是洞口外土體進行過注漿加固，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刷密封用