矩形顶管施工

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中工科建:矩形顶管法施工的原理和应用

2022-12-16 11:38:16 1611 责任编辑:中工科建

  随着城市建设和发展的需要,矩形顶管施工技术有着越来越广泛的应用前景和可提高的空间。泥浆减阻作为矩形顶管施工中的关键部分,掌握正确运用触变泥浆的方法能更好地保护管壁、减少阻力,使矩形顶管施工得到最大化的安全保障。


矩形顶管


  一、注浆原理


  矩形顶管机的直径一般要比管道直径大2-5cm。


  由于这个管道直径差的存在,管道与周围土体之间存在的间隙会被从注浆孔注入的泥浆填满。


  触变泥浆是一种混合液,在压力作用下和土体接触并渗入土层中,慢慢扩散开,并与周围土体形成一个整体。


  随着渗入量的增加,土体与泥浆将会形成一层致密的渗透块,同时在泥浆压力的作用下,块与块之间紧密结合,这样就在管道周围形成了个稳定的泥浆和土体组合而成的泥浆套。


  二、注浆的作用


  1、润滑减阻


  触变泥浆在输送和灌注过程中具有流动性,呈胶装液体,将管道外壁与土层之间的干摩擦变为湿润摩擦,减小摩擦力。


  2、支撑土体


  经过一定时间的静置后,泥浆固结呈凝胶状,对土体可起到支护作用,平衡土压力,使管道周围土体变得稳定,防止地面沉降。


  三、注浆孔的布置


  一般补充泥浆的孔道数量和间距根据管道顶进的速度、土质情况等因素来确定。通常情况下每隔2~5节管道设置。


  在顶进过程中,通过注浆环管向节外壁压注一定数量的减阻泥浆,采用多点对称压注使泥浆均匀的填充在管节外壁和周围土体间的空隙,来减少管节与土体间摩阻力,起到降低顶进阻力的效果。


  注浆施工中需要注意的要点是:


  1、搅拌均匀的泥浆应静置一定时间后方可灌注。


  2. 注浆前,应通过注水检查注浆设备,确认设备正常后方可灌注。


  3. 在注浆过程中的注浆流量、压力是根据土质、覆土深度来调整的。


  4. 注浆的压力大于泥仓压力。


  5. 应遵循“顶进同步注浆,沿线补浆,注浆管的比例1比1布置”的原则。


  6. 同步注浆时,注浆量需大于刀盘超挖量1.5倍;顶进速度与注浆量相匹配,才能形成浆套减阻润滑。


  四、触变泥浆的配比


  触变泥浆是由膨润土、水和掺合剂按一定的比例混合而成,其中膨润土和水占大部分,而掺合剂含量虽小,但对触变泥浆的影响极大,也不容忽视。


  为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强,可掺入凝固剂(石灰膏),但为了在施工使用时保持流动性,还必须掺入缓凝剂(工业六糖)和塑化剂(松香酸钠)。


  五、注浆的影响


  注浆过程周而复始贯穿于整个顶进过程。


  若注浆效果不佳,如未及时形成完整有效的泥浆套,则可能导致顶管推力增大,进而引起后期的较大变形。


  在长距离或超长距离顶管中,由于施工工期较长,泥浆的失水将会将会导致触变泥浆失效,因此必须在管道沿程,工具管开始每隔一定距离设置补浆孔,及时补充新的触变泥浆。


  另外,管道铺设完毕后、隧道贯通后,触变泥浆会失水、收缩和凝固,可能造成地表后期持续沉降。因此,在顶管隧道贯通后需进行置换注浆,及时压注水泥浆,置换或填充施工过程中的触变泥浆,固结隧道和地层。

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