长距离顶管的主要施工技术

1、顶管穿墙出井

从打开穿墙闷板，将工具管顶出工作井外到安装好穿墙止水的阶段。穿墙后工具管方向的准确程度将会给管道轴线方向的控制和管道控制和管道拼装以及顶进带来较大影响。

顶进前所有顶进设备及顶管掘进机必须全部安装就位，设备需试运转。在穿墙前通过衬墙上的预埋螺栓安装好帘布橡胶板、圆环板、扇形后板等止水装置。如工作井外为SMW工法的围护结构，则洞口一般情况下需另外采取加固措施。一般采用压密注浆的方法临时加固洞口，将掘进机机头顶进至工作井导墙内，为防止初始出洞阶段由于正面水土压力大于掘进机周边的摩阻力，而使掘进机及管段在拼装时发生后退现象，在前20m～30m顶进砼管外壁设置埋件，每次拼装管子前将已顶进的部分与井壁进行连接，直至不发生后退为止。

2、顶管接收井进洞

顶管进入接收井过程中，高程、轴线的控制将直接影响到能否准确进入规定的接收井；进洞止水措施实施的好坏将影响接收井周边土体的稳定。在顶管掘进机接近洞口30m～50m时，作一次具体的轴线及高程复核，在确认无误后，在接收井内做好接收的一切准备工作，包括接收平台的搭设。工具头顶进到井壁后，停止压浆，拆除接收井的封门，顶管掘进机穿进井墙上开始上接收架，马上采取临时止水措施，并继续顶进，待完全上架后按设计对进洞管段采取长久性止水封堵措施。

3、纠偏

在工作井内安置经纬仪和水准仪，并在机头内安置测量牌，就可以随时测量机头的位置和偏差。纠偏中主要控制要点：

勤测勤纠：每顶进一段距离，测量一次工具头轴线及标高偏差情况。用电话通知工具头纠偏人员，纠偏人员再将工具头现在纠偏角度、各方向上千斤顶的油压值、轴线的偏差等传给中控室，输入微机。微机将显示纠偏方法数据，再按此进行纠偏。

小角度纠偏：每次纠偏角度要小，微机每次指出的纠偏角度变化值一般的都不大于0.5′，当累计纠偏角度过大时应与值班工程师联系，决定如何纠偏，此时应特别慎重。

纠偏操作中不能大起大落，如果在某处已经出现了较大的偏差，这时也要保持管道轴线以适当的曲率半径逐步地返回轴线上来，避免想邻两段间形成的夹角过大。

4、管节之间的接头处理措施

顶进前应对砼成品管、钢套环、橡胶密封圈和衬垫从尺寸、规格、性能、数量等均作详细调查，必须符合标准设计图的要求。顶进前还必须在现场作试安装，对不合格的砼成品管应予以剔除。

砼管接头的槽口尺寸必须正确，光洁平整无气泡。

橡胶圈的外观和任何断面都必须质密、均匀、无裂缝、无孔隙或凹痕等缺陷，橡胶圈应保证清洁、无油污，不能在阳光下直晒。

钢套环必须按设计要求进行防腐处理，刃口无疵点，焊接处平整，肢部和钢板平面垂直，堆放时整齐搁平。

衬垫材料为多层胶合板，其应力——应变关系应符合试验曲线要求，误差±5%。粘贴时，凹凸口对中，环向间隙符合要求。

插入安装前滑动部位应均匀，涂薄层硅油等润滑材料，对橡胶无侵蚀性，减少摩阻。

顶管结束后，应按设计要求在内间隙嵌以弹性密封胶，顶管拉管施工，要求与二管口抹平。

5、中继间设置

由于中继间启动伸缩次数很多，密封圈极易磨损失效而发生漏水、漏泥砂、漏浆等现象，给工程带来严重后果，甚至发生工程事故。顶管中继间的设计改进，为此工程中继间结构采用径向可调密封形式，并设两道密封圈。在两道密封圈之间设置4只可以压注润滑油脂的油嘴，以减轻顶进时密封圈的磨损。并设置注浆孔，顶进时刻进行同步注浆，以减小顶进阻力。

6、触变泥浆减阻和长距离压浆

在长距离顶管施工中，顶管施工造价，及时有效地向管节外围压注触变泥浆，形成良好和围护好泥浆套，对管节顶进起到有效的减阻措施，并且触变泥浆还能很好的减少地面沉降，因此注浆往往是顶管成败的关键。

顶管施工中采用的膨润土触变泥浆，是在地面压浆站配置后，通过液压注浆泵压入输浆总管机管节上的环形分管注入至顶管机及管节的各个注浆孔形成管节外围泥浆套。触变泥浆减摩效果的好坏，除了与选用的浆液材料和配比有关外，随州顶管，还与注浆布置、注浆泵的选用、注浆压力及注浆注入量有关。顶管掘进机后部环向均匀设置四只压浆孔，顶进时及时进行跟踪注浆，确保在顶进机后面及时形成完整的泥浆套。同步跟踪注浆地面泥浆站配置好的触变泥浆，经液压注浆泵增压后，进入注浆总管，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。

管节在顶进过程中，顶管施工报价，由于部分浆液流失到土层中，因此必须利用管节上的注浆孔进行补压浆。一般在一节管中顶进结束后就应补浆。还要视每段顶进阻力情况随时分段补压浆。

压浆量原则上控制在同步跟踪压浆量为管节外理论空隙体积的8倍左右，补浆量一般为管节外理论空隙体积。注浆压力值，据采用注浆的粘度和管路输送长度，通过试顶后，压浆站的压力控制在0.08～0.1Mpa较合适。

7、正面稳定

各种类型的工具管都要在顶进和开挖过程中，注意防坍塌、防涌水，确保正面土体稳定。保证正面稳定最关键的是尽量使正面土体保持和接近原始应力状态，对各种类型的工具管应根据其工作特点分别采取不同的措施。（前表已述）

施工设备：

构成：顶进设备、掘进机（工具管）、中继环、工程管、排土设备等五部分组成。1、顶进设备主顶进系统——主油缸：2～8只，行程1～1.5m，顶力300～1000t/只；单只千斤顶顶力不能过大：千斤顶、管段、后座材料。主油泵：32-45-50MPa；操纵台、高压油管。顶铁：弥补油缸行程不足，厚度﹤油缸行程导轨：顶管导向中继间——中继油缸、中继油泵或主油泵。2、掘进机按挖土方式和平衡土体方式不同分为：手工挖土掘进机、挤压掘进机、气压平衡掘进机、泥水平衡掘进机、土压平衡掘进机。工具管：无刀盘的泥水平衡顶管机又称为工具管，是顶管关键设备，安装在管道前端，外形与管道相似，结构为为三段双铰管。作用：破土、定向、纠偏、防止塌方、出泥等功能。组成：冲泥仓（前）、操作室（中）、控制室（后）设水平铰链和上下纠偏油缸，调上下方向（即坡度）设垂直铰链和水平纠偏油缸，调左右方向（水平曲线）、泥浆环、控制室、左右调节油缸、上下调节油缸、操作室、吸泥管、冲泥仓、栅 格、工具管结构3、中继环顶管阻力正面——不变侧面摩擦力——随顶进距离增大显然，将长距离顶管分成若干段，在段与段之间设置中继环，接力顶进设备可使后续段只克服顶进管段侧面摩擦力即可。按自前至后顺序开动中继环油缸，顶进管道可实现长距离顶进。中继环——在中继环成环形布置若干中继油缸，油缸行程200mm。中继环油缸工作时，后面的管段成了后座，将前面相邻管段推向前方，分段克服侧面摩擦力。4、工程管管道主体一般为圆形，直径多为1.5～3m。长度2-4m。

 

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