顶管施工难点关键点措施.doc

二、顶管施工难点和解决方案　　
　　1、顶管进出洞口地基加固措施　　
　　1.1地基加固方法　　
　　顶管进出洞口措施是施工成败的关键。在进出洞口先进行压密注浆地基加固，以保证顶管施工时顺利进出洞口（此外在进出洞口过程中还应保存喷射井点降水措施以作备用）。地基加固范围为进、出洞口前5m，上、下、左、右各2m。　　
　　1.2注浆浆液配合比　　
　　注浆浆液采用42.5普通硅酸盐水泥浆，水灰比为0.6，外掺2%水玻璃及2%膨润土。　　
　　1.3压密注浆流程：　　

对不宜用清水冲洗的场地，可考虑用纯水玻璃或陶土浆灌满阀管内。　　
　　1.4注浆方法　　
　　①因压密注浆影响半径为600mm，有效半径为500mm，故拟定布孔排距和孔距为1m。　　
　　②注浆采用先外围、后内部的施工方式，以防止浆液流失。　　
　　③改善注浆喷头，将常规直喷式改为滤网式喷头。旨在增长注浆压力，扩大有效半径，增长水泥浆的渗透力。　　
　　④每孔注浆时，自上而下逐段注浆，每次拔管间距不大于0.5m，注浆压力为0.25～0.35Mpa。　　
　　⑤先将注浆管压入土层至设计深度，然后接上压浆机，边向上拔起注浆管边向土层内注浆。通过控制注浆量和注浆压力来达成注浆规定。　　
　　2、顶管注浆、换浆措施　　
　　设计规定顶管工程如顶进过程中摩阻力较大超过0.5T/m2规定进行注浆减阻。在顶进过程中选择触变性能良好的膨润土制浆材料并设立同步注浆和管道补浆的两种措施，尽也许将膨润土泥浆套随机头向前移动，形成连续的环状浆套。　　
　　触变泥浆配合比为：膨润土12%，纯碱0.6%，掺加剂CMC适量。触变泥浆由地面液压注浆泵通过φ50mm管路压送到各注浆孔。在机头处应安装隔阂式压力表，以检查浆液是否到达指定位置，在所有注浆孔内要设立球阀，软管和接头的耐压力为5Mpa，支管直径为φ25mm。在整个管道中每隔1个管子设1个补浆断面共4个注浆孔（规定在管道制作时预留），补浆应按顺序进行，每班不少于2次循环，定量注压。注浆压力：大于地下水压力，注浆量为管道周边间隙的1～2倍。　　
　　顶进结束后，必须立即用纯水泥浆或水泥砂浆置换膨润土泥浆。置换完毕后拆除注浆管路，并将管道上的注浆孔封闭严密。　　
　　3、管道纠偏措施　　
　　3.1管道产生扭转因素　　
　　3.1.1顶管设备自身因素　　
　　顶管设备安装精度是决定顶管施工精度的前提条件,在顶管安装和使用过程中,假如主油缸或工具管刀盘轴线与管道轴线不平行,则在顶管施工过程中很容易使管道产生扭矩,从而在顶进过程中发生管道扭转。　　
　　3.1.2施工因素　　
　　在进行顶管施工时，管道内要布置各种施工设备,假如布置位置不对称，就很容易使管道朝着某个方向形成固定扭转。同时由于受地质条件影响，管道也很容易发生偏移。在进行管道纠偏时，工具管纠偏后产生纠偏反力,假如纠偏反力的合力中心不通过管中心，管道就要扭转。在纠偏过程中，假如纠偏角度小，则实行纠偏时所需的外力就小，根据作用力与反作用力原理，纠偏反力就小，管道发生扭转的速度就慢。反之纠偏角度越大，产生的反力就越大，管道扭转速度也就加快。因此，控制纠偏角是防止和减小管道扭转的重要途径。　　
　　3.2纠偏措施　　
　　3.2.1提高顶管设备安装质量,防止管道发生扭转,重要是从提高顶管设备安装工艺精度入手,尽量避免或减少顶管设备的各部分安装偏差,如主油缸固定牢固,尽量与管道轴线平行等。　　
　　3.2.2严格按照施工程序施工，减小纠偏导致的扭转。一方面是管内设备布置重量要对称，尽量避免由施工程序导致的扭转。在纠偏过程中认真执行“增长纠偏次数,减小纠偏角度”原则，减小因纠偏方法不妥导致的管道扭转，此外可以通过施加外力进行管道扭转，如采用在扭转方向的反方向施加外力(可以通过配重的方式解决),使管道产生相反扭转，从而平衡原先存在的扭转力。　　
　　4、管道失稳　　
　　4.1管道失稳原理　　
　　管道失稳是顶管施工中特别是长距离管道纠偏过程中容易发生的问题。它是指与工具管的轴线与设计管道轴线偏差逐渐增长，最终导致管道失去控制的现象。在未发生偏移时中管道受到的土压力理论上是相等的,即F1=F2，同时顶进推力没有侧向分力，而发生偏移时管道两侧所受土压力发生明显变化。一方面管道所受的侧压力F1与F2不再相等,则顶进推力F3产生侧向分力，当侧向分力增长到一定限度，管道有也许开始失稳。失稳后管道轴线曲率增大，从而导致侧向力进一步增长，这样就形成了管道曲率增长与侧向分力之间的反复循环,假如不及时得到纠正，则管道轴线严重偏移设计方向。　　
　　4.2管道失稳因素分析　　
　　4.2.1地质条件影响　　
　　从失稳原理分析可以看出，管道周边土体承载力和土压力对于管道施工至关重要，由于顶进过程中难免发生轴线偏移现象。假如管道周边的土体可以提供较大的作用反力,则管道不易发生较大偏移和失稳；假如周边土体属于软弱土质或不均匀土质，则管道很容易因周边平衡侧向分力的承载能力局限性导致失稳。同时，管道上方的覆盖层过薄也很容易因管顶土压力局限性导致失稳，最常见的是管道轴线向上弯曲和管道中间鼓肚现象。　　
　　4.2.2施工质量影响　　
　　根据管道曲率与侧向分力之间的恶性循环关系很容易知道，假如由于顶管施工纠偏或纠扭不及时和不到位导致偏移量增大，将导致管道失稳。　　
　　4.2.3顶管设备因素　　
　　顶管设备在顶进过程中假如出现与管道联结不稳固或者刚度局限性，都有也许导致管道失稳。　　
　　4.3管道失稳防止和纠正措施　　
　　4.3.1改善地质条件，为顶管施工发明有利条件。在顶管施工中的基底解决常采用的措施涉及：采用超前钻孔或超前地质预报拟定前方地质情况，对于不良地质地段采用预加固措施，其中承载力过低地段、土体软硬不均匀地段、覆盖层过薄地段或地面有建筑物对管道施工导致压力的地段，可以采用预注浆、锚杆、管棚等加固，为顶管施工发明稳定、均匀的地质条件。　　
　　4.3.2严格控制施工质量，提高管道纠偏效果。管道轴线偏移是导致管道失稳的重要因素之一,因此在施工中应把控制管道轴线偏移作为顶管技术的核心内容,要尽量减少轴线偏差。同时，在管道轴线发生偏离时，认真执行管道纠偏的有关原则，及早纠偏。同时注意对顶管设备的检查，加强管道联结刚度。　　
　　5、深覆土顶进时也许出现倒退与推力过大　　
　　（1）出现的现象　　
　　a、出洞不顺利　　
　　b、管子容易产生倒退　　
　　c、初始推力增大　　
　　（2）因素分析　　
　　a、出洞不顺利的重要因素是由于在深覆土的条件下,土压力和地下水位均具有较大的增长，在制订施工方案时对此结识局限性，所以会产生诸如洞口喷水，洞口止水圈翻边和冒泥等。　　
　　b、在深覆土条件下，土压力比较大，而管子及顶管机在导轨上的摩阻力局限性以抵抗顶管机断面上所受到的土压力时，顶管机和管子均会产生后退。　　
　　c、初始推力增大的重要因素是洞口外土体进行过注浆加固，或虽障碍物，特别是在采用沉井法施工的工作井具有散落物，脚手架钢管，未拔去的井管，地面上落下的块石等障碍物，挡在顶管机前也是使初始顶力增长的因素之一。　　
　　（3）防治措施　　
　　a、一方面从制订施工方案开始，对深覆土条件下的各种情况应有所见，并可采用两套止水圈，以此增长洞口止水圈的可靠性，还可运用盾尾密封成熟泾将钢止刷密封用在此处，还应考虑到洞口止水装置容易损坏。做到随时更换的措施。　　
　　b、采用止退装置：可以用钢管或型钢做成支撑，支撑在管子与后座之间，也可以用吨位手拉葫芦撑在洞口墙上，并用钩子钩住欲后退的管子，还可以在茎坑导轨上设止退卡等。　　
　　c、假如是土体加固变硬所固，那能减缓推动速度，假如是障碍物，则必须设法将其排除。