顶管施工方案 - 图文

顶管管节在连接前，要在橡胶圈上和套环内壁涂一层硅油作为润滑剂。 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。

插入安装前滑动部位均匀涂薄层硅油等润滑材料，对橡胶无侵蚀性，减少摩阻。 承插时外力必须均匀，橡胶圈不移位，不翻转。不露出管外，否则应拔出重插。 顶管结束后，清除接口内间隙的杂物，保证内间隙干燥并按设计要求在内间隙嵌以弹性密封膏，要求与二管口抹平。

管与顶管机头接口

出于防止纠偏失效的因素，机尾和第一节砼管之间，除了管端砼面与机尾顶紧外，钢套管也与管尾钢壳焊连。此第一节管和其它管节的区别还有，注浆管孔前置。

（十三）顶管机头进洞与防旋措施

顶管机头进洞的步骤是：机头被主顶顶入洞口止水钢橡护套内，穿过内衬砼墙，旋转切刀切削洞前搅拌水泥土加固土体，主顶回缩，加装砼管，主顶顶进送机头出洞进入自然土层。

顶管机头穿过加固土体后，正面即受到约0.12MPa以上的水土压力，使顶进机头后退力约140KN，因此当千斤顶缩回安装管子之前必须作临时支撑。机头正面承受的140KN的退缩力需要顶入4节管子后产生的摩阻力才能被平衡掉，因此在出洞施工中必须按防退要求周密考虑安排施工。

4节管子顶入后不再安装临时支撑，但洞口附近管子由于管接缝受到地下水的压力仍有被推出的可能。因此必须在靠洞口的管缝间安装临时连接钢板，防止收回千斤顶后管子后退而使管缝脱开。

为了防止顶管机进洞时产生磕头现象，应在洞口下部制作一块素砼托板。 当顶管机头开始切削搅拌水泥土体时，推进速度应较慢。因为机头在一定的坡度上且土体面不平整等原因，开始切削的土体只是断面的一部分，而且顶管机只靠机壳与导轨之间的摩擦力来承受切削的反力矩，如推进速度过快，有可能刀盘不转而机身转，因此，设置防旋转措施很有必要。

防旋措施之一就是在机身和洞口上各焊一环，之间用5t手拉葫芦连接起来，用

以承受顶管机切削的反力矩。

顶管机进洞的推进过程是一个泥水平衡建立的过程（对泥水压平衡机头而言）。泥水机头施工前，必须有一定粘度的、足够量的泥水供应，在泥浆槽里第一次准备的泥浆量应有5m3。

机头在进洞段施工中，开始时由于处于水泥土加固区域，在不影响泥水系统正常输送平衡条件下，切口水压较低。当机头穿越加固区后，随着顶进距离增长，必须提高切口水压达到正常控制状态。

（十四）、正常顶进

1、顶进参数控制

1）、泥水仓压力控制值为110KPa。泥土仓压力控制值初步定为125KPa，待机头进入正常的土层后，静置24h，观察顶管掘进机土层压力表上的值，若此时值与该值不符，则以测定值为准，并对原来计算的总推力值进行相应的调整。

2）、 管道顶进方向控制，机头后的砼管子机头采用刚性连接以提高顶进时的直线度。

3）、 推进速度，一般控制在10mm/min左右。

4）、泥水管理：泥水式机头泥水比重控制在1.15～1.25之间，并做好泥水与泥渣的分离与泥渣的排放工作。

5）、轴线控制：管道每顶进200mm～300mm时测一次中心轴线，若发现偏移趋势就进行纠偏，当偏移量达到20mm时，立即停止顶进，查明原因，在制订出切实措施后再继续顶进。为确保顶管轴线的正确，勤测勤纠。

2、泥水平衡顶管时机头操作顺序

当机头就位后，首先接通机头刀盘旋转电源，开动刀盘，使其向左或向右旋转，再接通进泥泵和排泥泵电源，使循环泥浆由进泥管进到泥水平衡仓，充满泥水平衡仓，由出泥管回到泥浆池，形成循环泥浆管路。再接通机头刀盘顶进电源，使刀盘主轴向前行进，同时开动基坑内顶镐，推动机头向前行进，若机头已顶进3节管后，应在顶进时注入触变泥浆，当顶进1节管的长度后，关闭机头进泥阀门和出泥阀门，并用排泥泵将管路中的泥浆抽空。卸掉基坑内各种接头软管和电缆管路，使主顶镐

回缩，移走顶铁，用吊车将混凝土管下到位，重新快速连接各种接头软管和电缆管路，使顶管就位，重复以上操作步骤循环顶进。

3、注浆减摩：

管道外周空隙的形成主要有三个因素：一是顶管工具管比管道外径略大；二是工具管纠偏；三是工具管及管道外周附着粘土而形成，需及时将触变泥浆填充于其中才能使其达到支承土体和减阻的目的。这就要求对顶管机头尾部的压浆要紧随管道顶进同步进行。在顶管顶进过程中为使管壁外周形成的泥浆环始终起到支承土体和减阻作用，在中继环和管道的适当点位还必须进行跟踪补浆，以补充在顶进过程中的触变泥浆损失量。一般压浆量为管道外周环形空隙的1.5～2.0倍。

要达到以上的效果，压浆不仅要及时和适量，还必须在适当的压力下由适当的点位和正确的方法向管外压注。压浆压力应根据管道深度H和土的天然重度γ而定，一般为2～3γH。

4、注浆设备系统

注浆分为机头同步注浆和管道补浆两部分，采用同一根总管和同一种浆液配方。本工程施工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及管节上设置的环形分管。注入至顶管机及管节的各个注浆孔形成管节外围泥浆套。

输出总管：Ф50镀锌钢管；支管：Ф25镀锌钢管。在机头处安装隔膜式压力表，在所有注浆孔内设置球阀，在中继环处用高压橡胶管过渡，软管和接头的耐压力为5MPa。注浆泵站由液压注浆泵和液压动力站组成。

5、注浆孔布置

注浆砼管的安排：在掘进机头后连续放4节有注浆孔的砼管子，然后隔2节管子放1节有注浆孔的管子，这样放设4节带注浆孔的管子后，每隔6节管子安放一节有注浆孔的管子，在中继环前后各连续放3节管子。

每节带注浆孔的管子设1个补浆断面共4个注浆孔，均匀布置。带孔管1个补浆断面上的4孔为对称布置，但安装时不能将注浆孔按水平轴、竖垂轴这样的状态布置，左扭转22.5°～40°，前后相邻带孔管上的注浆孔扭转至孔位相差45°左右。

6、浆液的配比及性能指标。

由于采用了压浆和补浆只用一种性能适当的触变泥浆，为满足要求，确定泥浆的配制采用商品膨润土粉，泥浆分散剂为碳酸钠（Na2CO3），增粘剂为钠羟甲基纤维素（CMC），泥浆的配比及性能指标见下表。

表6-10 触变泥浆的配方和性能指标

膨润土 纯碱 CMC 漏斗粘度 终切力 失水量 9％ 密度 1.06～1.08 12～14％ 0.1～0.5％ 0.02～0.05％ 32～38″ 130×10－8KPa 制备泥浆的设备和方法 1）、 制浆设备

高速回转式搅拌机，最为常用的是叶片搅拌机，通过高速回转（200～1000r/min）叶片，使泥浆产生激烈的涡流，从而把泥浆搅拌均匀。

搅拌试验的结果：膨润土溶解至93%时所需时间为4min。100%溶解时间是9min。考虑到膨润土的溶胀，对于在使用之前可以放置较长时间的泥浆，其搅拌时间应为7～10min左右。

2）、 泥浆制备方法

一般新鲜泥浆的搅拌时间可控制在5～10min之间，当加入难溶于水的外加剂时，应取较长的时间。

CMC是很难溶的物质，要使CMC溶解，可以在泥浆搅拌过程中，慢慢地一点一点地往泥浆中掺加CMC粉末，这对增加泥浆粘度是最有效的方法。若事先用清水溶解CMC成1%～3%的溶液，然后再掺入泥浆里也会很容易地混合起来。

3）、 制备泥浆的顺序

1水；○2膨润土；○3CMC；○4分散剂；○5其他外加剂。一般制备泥浆的顺序为：○ 由于CMC溶液可能会妨碍膨润土的溶胀（膨润），所以要在膨润土之后放入。 4）、 泥浆的贮存

根据膨润土的膨润特性，泥浆在贮浆池内最少要贮存12h以上。一般贮存泥浆采用钢制贮浆罐。

7、泥浆施工

由于顶管机头外周空隙是压浆的主要部位，施工中采取同步注浆方式，即在机