長距離頂管過程中觸變泥漿技術(shù)應(yīng)用畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告題 目 學(xué) 院 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號 年級 級 指導(dǎo)教師 畢業(yè)教務(wù)處制表畢業(yè)學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 指導(dǎo)教師意見：（請對論文的學(xué)術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。） 指導(dǎo)教師結(jié)論： （合格、不合格）指導(dǎo)教師姓名所在單位指導(dǎo)時(shí)間畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱教師評閱意見表 學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 農(nóng)村宅基地測量技術(shù)研究 評閱意見：

2、（請對論文的學(xué)術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。）修改意見：（針對上面提出的問題和不足之處提出具體修改意見。評閱成績合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見。）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱成績 （百分制）： 評閱結(jié)論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評閱人姓名所在單位評閱時(shí)間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農(nóng)村宅基地測量技術(shù)研究，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻(xiàn)、資料均已明確注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人

3、獨(dú)立完成，不包含他人成果及使用過的材料。對論文的完成提供過幫助的有關(guān)人員已在文中說明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，沒有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫日期：xx填寫年月日題目：長距離頂管過程中觸變泥漿技術(shù)應(yīng)用童聰 韓軍偉摘? 要：在長距離頂管工程中，使用觸變泥漿技術(shù)可減小單位長度頂管頂力，對控制工程投資、提高建設(shè)效率具有重要意義。本文結(jié)合昆明市某排水工程頂管案例，對頂管工程觸變泥漿作用機(jī)理進(jìn)行研究，對比分析了在優(yōu)化工藝條件下觸變泥漿對頂力的影響，得出觸變泥漿技術(shù)對減小頂管頂力具有關(guān)鍵作用的結(jié)論。關(guān)鍵詞：頂管;觸

4、變泥漿;頂力;減阻1 工程概況昆明市環(huán)湖東路轉(zhuǎn)輸通道工程全長約4.831km，共設(shè)置14座沉井，13個(gè)頂管段。本工程采用泥水平衡頂管機(jī)作業(yè)，頂管機(jī)頭直徑為3.1m，管道外徑為3m。頂管層埋深在13.515.8m，管線范圍內(nèi)地質(zhì)情況主要為粉砂層，局部為中密黏土，呈層狀分布。工程區(qū)域地下水位為地表以下04.5m。2 頂管工程觸變泥漿作用機(jī)理在大直徑頂管施工中，頂管機(jī)頭的直徑一般會比管道直徑大3050mm，導(dǎo)致管道與土體之間有一定空隙，在空隙中注入減阻材料，如泥漿、膨潤土等，可有效減小管道與土體之間的摩阻力，從而減小頂管總頂力，這是觸變泥漿技術(shù)的基本原理。膨潤土是制作觸變泥漿最常用的材料，膨潤土的主

5、要成分是一種叫蒙脫土的粘土礦物。膨潤土具有兩個(gè)主要特性：一是遇水膨脹特性，二是膨潤土懸浮液的觸變性，即懸浮液靜止時(shí)結(jié)成凝膠，一旦運(yùn)動起來則變成溶膠。這決定了觸變泥漿在頂管施工中具有填充、支撐和潤滑作用1。3 理論頂力計(jì)算目前國內(nèi)外提出了許多頂管頂力計(jì)算公式，現(xiàn)行的頂力計(jì)算公式是在假設(shè)管軸線不偏移的基礎(chǔ)上建立的。由于本工程管軸線平均坡比是萬分之五，近乎水平，且頂進(jìn)過程中采用觸變泥漿技術(shù)，符合公式適用條件。根據(jù)給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程（CECS246：2008），泥水平衡式頂管頂力計(jì)算理論公式如下：F=D_1 Lf_k+N_F? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1-1）N_F=/4 D_

6、g2 _s H_s? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1-2）式中： F總頂力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）;D_1管道外徑（m）;L管道設(shè)計(jì)頂進(jìn)長度（m）;f_k管道外壁與土體的平均摩阻力（kN/m2）;N_F頂管機(jī)迎面阻力（kN）;D_g頂管機(jī)外徑（m）;_s土的重度（kN/m3）;H_s覆蓋層厚度（m）。根據(jù)本工程管道埋深及地質(zhì)資料顯示，管道平均埋深15m，即H_s=15m，粉砂土層土體重度為_s=18.72kN/m3，頂管機(jī)外徑D_g=3.1m。根據(jù)公式（1-2）計(jì)算可得，頂管機(jī)迎面阻力N_F=2118.3kN。本工程實(shí)際所能提供的最大頂力只有25600kN（8個(gè)油缸，每個(gè)油缸3200

7、kN），與長距離頂管段所需理論頂力相差較遠(yuǎn)。因此如何科學(xué)使用觸變泥漿技術(shù)進(jìn)行有效減阻，進(jìn)而保證實(shí)現(xiàn)頂通目標(biāo)，是本工程面臨的重難點(diǎn)問題。4觸變泥漿對頂力的影響分析為研究長距離頂管觸變泥漿技術(shù)應(yīng)用問題，有效減小長距離頂管頂力。本工程選取頂進(jìn)長度最小的頂管段作為試驗(yàn)頂管段，在應(yīng)用觸變泥漿技術(shù)后，對累計(jì)頂距與頂力的關(guān)系進(jìn)行記錄分析，獲得相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，對觸變泥漿技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，并將其運(yùn)用到長距離頂管段，具體分析如下。4.1試驗(yàn)頂管段在全線開工之前，工程選取13號井頂與14號井頂管段（區(qū)間長度為208m）作為試驗(yàn)段。該段區(qū)間管線最短，即使出現(xiàn)問題也能及時(shí)糾正，施工風(fēng)險(xiǎn)較小。通過對試驗(yàn)段的

8、研究，獲得本工程頂管摩阻力的實(shí)際取值范圍，總結(jié)觸變泥漿技術(shù)的控制要點(diǎn)，為長距離頂管段施工提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。試驗(yàn)段觸變泥漿配合比：膨潤土水=110（質(zhì)量比），注漿壓力控制在0.30.4Mpa之間。根據(jù)樣品檢測報(bào)告，膨潤土造漿率為38.2m3/t。在不考慮滲流影響情況下，理論上每延米所需觸變泥漿填充量為0.48m3。由于在富水粉砂地層中漿液會滲透流失，實(shí)際注漿量將遠(yuǎn)大于理論填充量。本段實(shí)際使用膨潤土總量為18t，觸變泥漿使用總量為687.6m3，每延米觸變泥漿使用量為3.3m3，是理論填充量的6.9倍。根據(jù)試驗(yàn)段累計(jì)頂距與頂力數(shù)據(jù)記錄，擬合得到累計(jì)頂距與頂力關(guān)系曲線圖如圖1所示。4.2長距離頂管段本工

9、程的13號井頂與12號井頂管段長度為530.9m，屬于長距離頂管。按照試驗(yàn)段的平均摩阻力f_k=4.73kN/m2計(jì)算，其最大頂力值為25773.4kN，超過油缸能提供的最大頂力25600kN。為保證長距離頂管段順利實(shí)施，采取設(shè)置中繼間和進(jìn)一步優(yōu)化觸變泥漿技術(shù)的雙重保險(xiǎn)方案。結(jié)合試驗(yàn)段總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，觸變泥漿技術(shù)及配套施工工藝優(yōu)化措施如下：（1）做好進(jìn)洞口加固措施，采用雙重橡膠止水圈止水，避免洞口滲水滲漿;（2）嚴(yán)控軌道安裝精度，使頂管油缸軸線與管道軸線偏差在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，確保頂力有效傳遞;（3）落實(shí)施工保障工作，避免停機(jī)，保證頂管連續(xù)施工;（4）管節(jié)外壁噴涂石蠟，利用石蠟的乳化性、潤滑性等特

10、性來使管節(jié)表面光滑，進(jìn)一步減小管道與觸變泥漿之間的剪切應(yīng)力;（5）持續(xù)保持注漿壓力，避免漿液順管流失。由于觸變泥漿在富水粉細(xì)砂地層中會滲透流失，前期已注入段需定時(shí)補(bǔ)灌注漿，形成持續(xù)穩(wěn)定的泥漿套。本段實(shí)際使用膨潤土50t，觸變泥漿使用總量為1910m3，每延米觸變泥漿使用量為3.6m3，大于試驗(yàn)段單位使用量，是理論填充量的7.5倍。采取以上措施后，本段在未啟動中繼間的情況下，順利完成了長距離頂管施工。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，擬合得到累計(jì)頂距與頂力關(guān)系曲線圖如圖2所示。根據(jù)曲線圖分析，并對比試驗(yàn)段成果，得出以下結(jié)論：（1）長距離頂管段最大頂力為19558.3kN，遠(yuǎn)小于理論計(jì)算值42126.9kN;（2）通

11、過優(yōu)化觸變泥漿技術(shù)及配套施工工藝，本段在未啟動中繼間的情況下順利頂通，充分驗(yàn)證了觸變泥漿技術(shù)在頂管施工中具有良好的減阻效果2; （3）根據(jù)擬合曲線斜率36.402計(jì)算，長距離頂管段的平均摩阻力為f_k=3.86kN/m2;（4）長距離頂管段平均摩阻力小于試驗(yàn)段，說明本段采取的觸變泥漿技術(shù)優(yōu)化措施是科學(xué)有效的;（5）在控制投資、合理投入、保證頂通的前提下，富水粉細(xì)砂地層頂管采用觸變泥漿技術(shù)，其平均摩阻力至少能達(dá)到3.04.0kN/m2。5結(jié)語觸變泥漿在長距離頂管過程中具有良好的減阻效果，能有效減小總頂力、增加頂距，提高頂管效率，從而減少工程投資。昆明市環(huán)湖東路轉(zhuǎn)輸通道工程通過試驗(yàn)段的經(jīng)驗(yàn)積累和分

12、析，進(jìn)一步優(yōu)化觸變泥漿使用技術(shù)、完善配套施工工藝，完成了富水粉細(xì)砂地層的長距離頂管施工。該工程的成功經(jīng)驗(yàn)，為類似地質(zhì)條件地層長距離頂管工程提供了參考和借鑒。參考文獻(xiàn)葛春輝.頂管工程設(shè)計(jì)與施工M.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.2謝永和，林鳳霞.管壁噴蠟法在頂管施工中的應(yīng)用J.給水排水，2008（8）：98-99.In long-distance pipe jacking projects， the use of thixotropic mud technology can reduce the jacking force per unit length， which is of great significance for controlling project investment and improving construction efficiency.Based on the case of a pipe jacking in a drainage project in Kunming， this paper studies the mechanism of the thixotropic mud in the pipe jacking project， and compares and analyzes the influence of th