頂管施工關(guān)鍵技術(shù)研究

武漢市江夏區(qū)黃家湖大道電力隧道工程頂管施工關(guān)鍵技術(shù)研究中交一航局第二工程有限公司讓世界更暢通Contents目錄二工程簡介三施工方案比選四工藝流程及操作要點五施工中的創(chuàng)新及經(jīng)驗總結(jié)六結(jié)語一引言一引言

頂管施工作為非開挖施工技術(shù)的一種，可徹底解決管道埋設(shè)施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題，在穩(wěn)定土層和環(huán)境保護方面優(yōu)勢明顯，且具有施工速度快、無需二次內(nèi)襯、密封性能好、施工安全性好等優(yōu)點。自1954年國內(nèi)進行了第一例頂管施工以來，此施工技術(shù)已經(jīng)得到廣泛使用并逐步往大斷面長距離方向發(fā)展。武漢市江夏區(qū)黃家湖大道電力隧道工程，為避開地下管網(wǎng)及地上道路、建筑物，設(shè)計中22#-24.1#段采用了頂管施工工藝，管節(jié)內(nèi)徑3.5m，最長單段頂進長度444m，屬電力行業(yè)大直徑、長距離頂管施工。施工中選取了土壓平衡式頂管機和敞口式機械挖掘頂管機兩種施工工藝，施工效果良好。本文結(jié)合工程實際施工情況詳細介紹了頂管施工工藝、進行了施工經(jīng)驗總結(jié)，以期為后續(xù)類似工程提供借鑒。Contents目錄一引言三施工方案比選四工藝流程及操作要點五施工中的創(chuàng)新及經(jīng)驗總結(jié)六結(jié)語二工程簡介

武漢市江夏區(qū)黃家湖大道電力隧道工程，主要施工內(nèi)容包括明挖隧道施工及頂管施工兩種類型，其中明挖隧道段長度2306.9米，頂管段長度882.9米。按設(shè)計方案，頂管段有4座沉井（3座始發(fā)井，1座接收井），3段頂管，最長段444米，采用頂管管材為DN3500鋼筋混凝土管，DN3500管節(jié)是目前國內(nèi)電力行業(yè)最大直徑頂管。表1：主要工程量序號項目單位數(shù)量備注1沉井座4

2頂管22#-23#米444包含40m過河段324#-23#米364.3橫穿2條道路424.1#-24#米74.6橫穿1條道路二工程簡介

圖1：工程平面布置圖Contents目錄一引言四工藝流程及操作要點五施工中的創(chuàng)新及經(jīng)驗總結(jié)六結(jié)語三

施工方案比選

3.1機頭選型頂管施工應(yīng)主要依據(jù)土質(zhì)情況、地下水位、施工要求等因素，在保證工程質(zhì)量、施工安全等的前提下，合理選用頂管方案。敞口式機械掘進方案，因其施工成本較低，是頂管工藝中使用時間較長、工藝技術(shù)較成熟的一種傳統(tǒng)施工方案，但此方案對地質(zhì)條件要求較高，只能用于不含地下水或少量地下水的硬質(zhì)穩(wěn)定土體中。隨著設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展和社會安全意識的提升，敞口式機械掘進方案目前逐漸被土壓平衡式和泥水平衡式方案所代替。三

施工方案比選表2：各類頂管機頭優(yōu)缺點機頭類型適應(yīng)地層適用環(huán)境優(yōu)點缺點敞口式機械掘進頂管機適用土質(zhì)要求高，應(yīng)為不含地下水或地下水較少的硬質(zhì)穩(wěn)定土層。允許管道周圍地層和地面有中等變形，精心施工條件下變形量可小于10cm。成本較低，適宜地質(zhì)條件下頂進效率高。頂進精度較低；遇不良地質(zhì)會出現(xiàn)掌子面失穩(wěn)坍塌，地面塌陷等問題，施工安全風險高。土壓平衡式頂管機適用土質(zhì)范圍廣，尤其適用于軟黏土和砂礫土層。允許管道周圍地層和地面有較小變形，精心施工條件下變形量可小于5cm。適用土質(zhì)較廣；地面變形較小，對上部構(gòu)筑物破壞??；開挖面穩(wěn)定，不會出現(xiàn)垮塌的風險；棄土處理方便、簡單；作業(yè)環(huán)境好，所需場地小。頂進效率一般；遇到砂性土時必須對土質(zhì)進行改良。泥水平衡式頂管機適用土質(zhì)較廣，尤其適用于滲透系數(shù)較小的砂性土中。允許管道周圍地層和地面有很小變形，精心施工條件下地面變形量可小于3cm適用土質(zhì)較廣；地面沉降很小；頂進速率快，棄土采用管道運輸，可以連續(xù)出土。棄土存放和運輸都比較困難；所需場地占地面積大；塌方風險大；施工成本高；不適于含游離石塊或障礙物土層。三

施工方案比選

根據(jù)地質(zhì)勘察報告，22#-23#、23#-24#段施工區(qū)域地質(zhì)情況多為掌子面中、上部為粉質(zhì)黏土和含碎石粉質(zhì)黏土、下部為強風化泥巖；部分區(qū)域為回填河床形成的回填土區(qū)域，中、上部存在流塑性黏土。24#-24.1#段施工區(qū)域地質(zhì)條件較好，掌子面主要為上部硬質(zhì)黏土、中、下部強風化泥巖。22#-23#段、23#-24#段位于主線道路路旁，征地困難，可用面積較小，無法滿足泥水平衡所需的設(shè)備存放場地，泥水平衡施工所產(chǎn)生的泥漿在市區(qū)內(nèi)處理費用過高，此兩段頂管長度較長且部分區(qū)域地質(zhì)條件較差，最終選擇采用土壓平衡施工方案。24#-24.1#段施工距離較短且地質(zhì)條件較好，選用敞口式機械掘進方案。三

施工方案比選3.2選用機頭介紹（1）敞口式機械挖掘頂管機敞口式機械挖掘頂管機外部為頂進工具管，前端配置掘進鋸齒，后端安裝糾偏油缸、傳壓環(huán)等設(shè)備構(gòu)件，內(nèi)部配備小型挖掘機械，挖掘下來的土石通過傳送帶輸送至后續(xù)電瓶車內(nèi)，通過軌道進行運輸。圖3：機頭斷面圖圖4：頂管機頭三

施工方案比選3.2.1土壓平衡式頂管機土壓平衡工作基本原理是頂管機前端刀盤切削下來的土體在泥土倉內(nèi)經(jīng)攪拌棒均勻攪拌成塑性后通過螺旋出土機輸送到出料口，經(jīng)傳送帶傳送至電瓶車內(nèi)運出。泥土倉內(nèi)土體可支撐開挖面防止地面塌方，同時調(diào)節(jié)泥土壓力來平衡地下水壓力和正面土壓力，達到穩(wěn)定挖掘面的目的。圖5:機頭正面圖6:機頭后側(cè)三

施工方案比選土壓平衡式頂管機頭構(gòu)造如下圖所示：序號名稱序號名稱1泥土倉壓力表7自動注漿泵2泥土倉高壓注水孔8刀盤高壓注水孔3激光靶牌9攪拌棒4糾偏油缸10螺旋出土機5機頭泵站11刀盤電機6控制電柜12止轉(zhuǎn)鋼板表3：土壓平衡機頭各部位名稱圖7：土壓平衡機頭簡圖Contents目錄一引言五施工中的創(chuàng)新及經(jīng)驗總結(jié)六結(jié)語四工藝流程及操作要點4.1、工藝流程及操作要點敞口掘進式、土壓平衡式兩種施工方案，除機頭型式、掘進方不同外，其他施工工藝流程基本一致。本文以22#-23#頂管段施工為例進行相關(guān)介紹。施工工藝流程如圖。圖8：施工流程圖四工藝流程及操作要點4.2頂管頂進力計算本工程選用頂進長度最長的22#-23#段為例進行頂進力計算。根據(jù)《武漢地區(qū)頂管法管道穿越技術(shù)規(guī)定》，頂進力計算方式如下：式中：—總頂進力（kN）—管道外徑（m）—管道設(shè)計頂進長度（m）—管道外壁與土之間的平均摩阻力（kN/㎡），當觸變泥漿技術(shù)成熟可靠、管外壁能夠形成和保持穩(wěn)定、連續(xù)的泥漿套時，的值可直接取3.0～5.0kN/㎡?！敼軝C的迎面阻力（kN）四工藝流程及操作要點

—頂管機外徑（m）—土的重度（kN/m3）H—覆蓋層厚度（m）因本工程頂管設(shè)計軸線存在曲線段，在估算曲線頂管的頂進力時，應(yīng)在直線頂管頂進力計算的基礎(chǔ)上，根據(jù)曲率半徑ρ增加頂進力附加系數(shù)K值，K值可按下表選取。表4：頂進力系數(shù)表ρ300250200150100K1.11.151.21.251.3四工藝流程及操作要點計算過程：H，經(jīng)查圖紙，取最大覆蓋層厚度12.58m。，根據(jù)地質(zhì)情況，取18kN/m3=π/4×4.142×18×12.58=3048.2kN經(jīng)查圖紙，曲線段曲率半徑為1000m，即250,查表附加系數(shù)K取1.15；本工程中采用的觸變泥漿技術(shù)成熟可靠，管外壁能夠形成和保持穩(wěn)定、連續(xù)的泥漿套，根據(jù)《規(guī)定》則平均摩阻力f取5.0。則F=(πd0Lf+F0)K=（π×4.14×444×5.0+3048.2）×1.15=36710.2kN所配置總頂進系統(tǒng)頂力需大于3671t。四工藝流程及操作要點4.3.1頂管后靠背安裝本工程后靠背采用整體現(xiàn)澆混凝土與沉井井壁連接，混凝土采用與井壁相同型號的C40,內(nèi)部鋪設(shè)一層φ22@10cm鋼筋網(wǎng)片與井壁預埋外露鋼筋連接，混凝土外表面采用長4.5m×寬4.5m×厚3cm的勻質(zhì)鋼板與后靠背混凝土連接成整體，確保后靠背穩(wěn)固。圖9:后靠背澆筑圖10:后靠背安裝四工藝流程及操作要點本工程沉井井壁為90cm厚C40鋼筋混凝土，按照設(shè)計要求，井壁外沿3m范圍內(nèi)土體已經(jīng)過壓漿加固處理，沉井后30m范圍土體在頂管施工完成前不得開挖。頂管頂進反力通過后靠背傳遞至沉井井壁及后方土體，設(shè)計方已對井壁及土體結(jié)構(gòu)進行過受力核算，承載能力可有效保證。因此后靠背施工關(guān)鍵是與井壁連接的后靠背混凝土振搗密實，外嵌鋼板平整且與后方混凝土連接緊密，確保受力均勻可靠且與頂進軸線垂直。四工藝流程及操作要點4.3.2導軌安裝基坑導軌由兩根平行的鋼結(jié)構(gòu)焊接在軌枕上制成，其作用主要有兩點：一是使推進管在工作坑中有一個穩(wěn)定的導向；二是讓環(huán)形頂鐵工作時能有一個可靠的托架。本工程基坑導軌采用型鋼整體焊接而成，導軌與沉井底板采用型鋼連接牢固可靠，導軌結(jié)構(gòu)整體強度、剛度滿足施工要求。兩導軌平行、等高，對管道的支撐角為60°，導軌走向與設(shè)計軸線一致。四工藝流程及操作要點導軌斷面圖如下：

圖11:導軌示意圖

圖12:導軌安裝四工藝流程及操作要點4.3.3油泵、千斤頂配置及安裝為確保管道受力均勻并提供足夠主推力，千斤頂配備10臺二級等推力液壓油缸，行程3500mm，單缸推力為400t，總推力為10×400=4000t，大于計算總頂力。油泵系統(tǒng)采用2臺YZ1200型（額定流量25L/min、額定壓力31.5MPa）的柱塞式高壓油泵并聯(lián)控制，其中一臺使用變頻調(diào)速機。開一臺油泵頂進速度可在20mm/min～80mm/min調(diào)整；主頂系統(tǒng)空推時，兩臺泵同時開跟進速度為160mm/min。油頂架采用[22槽鋼焊接制作而成，千斤頂在油頂架上以管道中心線為軸均勻布置。

圖13:液壓動力站銘牌圖14:油頂安裝四工藝流程及操作要點4.3.4護口鐵、頂鐵安裝為確保管材安全，使管體端面?zhèn)髁鶆?，采?塊內(nèi)徑內(nèi)徑3.5m、外徑4.1m、厚40cm的圓形鋼護口鐵。護口鐵與關(guān)節(jié)間襯墊2層環(huán)形竹膠板。護口鐵后方設(shè)置弧形頂鐵，頂鐵頂部開口尺寸確保出土吊斗可順利通過。護口鐵、頂鐵制作時均需保證其剛度、穩(wěn)定性，兩個受壓面平整、平行，以滿足傳遞頂進力的要求。

圖15:護口鐵

圖16:U型護口鐵四工藝流程及操作要點

四工藝流程及操作要點

四工藝流程及操作要點

四工藝流程及操作要點需設(shè)置中繼間的位置由廠家生產(chǎn)專用中繼間管節(jié)，并按照計算頂進力配置相應(yīng)的千斤頂。中繼間使用時應(yīng)對中繼間進行編組控制，從頂管機頭向后按次序依次將每段管節(jié)向前推移，當一組中繼間伸出時，其他中繼間保持不動，在所有中繼間依次完成作業(yè)后，主頂工作站完成該頂進循環(huán)的最后頂進作業(yè)。圖17:中繼站外部

圖18:中繼站內(nèi)部四工藝流程及操作要點4.3.6預制管節(jié)準備用于本工程的管節(jié)為“F”型Φ3500鋼筋砼預制管節(jié)，其接口為“F”型鋼套環(huán)圖19:“F”型管節(jié)斷面四工藝流程及操作要點頂進前應(yīng)對管節(jié)成品，鋼套環(huán)，橡膠密封圈和軟木襯墊材料從尺寸，規(guī)格，性能，數(shù)量等均作詳細檢查，必須符合標準設(shè)計圖的要求，頂進前還必須在現(xiàn)場作預安裝，不合格的砼成品不予使用。砼管接頭的槽口尺寸必須正確，光潔平整，無氣泡。橡膠圈的外觀和任何斷面都必須致密均勻，無裂縫，孔隙或凹痕等缺陷，橡膠圈應(yīng)保持清潔，無油污，不得在陽光高溫下直曬。鋼套環(huán)必須按要求進行防腐處理，刀口無庇點，焊接處平整，肢部與鋼板平面垂直，堆放時整齊，擱平。襯墊板其厚度按設(shè)計頂力大小確定，貼粘時，凹凸口對中，環(huán)間間隙符合要求。四工藝流程及操作要點

圖20:襯墊板

圖21:橡膠止水條四工藝流程及操作要點管節(jié)采用130t履帶吊吊入工作井內(nèi)導軌上就位待安裝。插入安裝前滑動部位可均勻涂薄層硅油等潤滑材料，對橡膠無侵蝕性，減少摩阻。承插時外力必須均勻，橡膠圈不移位，不反轉(zhuǎn)，不露出管外，否則應(yīng)拔出重插。頂管結(jié)束后，按要求在管內(nèi)接口間隙嵌以彈性密封膏或自粘性橡膠作填料，要求與兩管口抹平，然后覆蓋防腐材料。四工藝流程及操作要點4.3.7洞口止水圈安裝頂管過程中，無論是出洞還是進洞，管道和洞口之間都必須有一定的間隙。為保證頂管機進出洞時泥漿和地下水不從頂管機外殼周圍涌出，需在頂進方向安裝洞口止水裝置。本工程采用的洞口止水裝置為雙道橡膠法蘭形式，既能保證良好的水密性能又能安裝簡便易行。如下圖：圖22:止水圈斷面圖圖23:止水圈安裝圖四工藝流程及操作要點4.3.8頂管機頭及管節(jié)安放設(shè)備頂管機頭下井、出井及頂管管節(jié)安放均采用130t履帶吊。機頭下井、出井采用鋼絲繩、卡扣與預留吊點連接。管節(jié)安放采用專用吊具。所有吊索具使用前均進行了受力計算。

圖24:機頭安裝

圖25:管節(jié)安裝四工藝流程及操作要點4.3.9出土設(shè)備出土設(shè)備采用出土吊斗，通過電瓶車沿臨時軌道進行運輸。出土吊斗安放在電瓶車上，頂管機頭出料口將機頭切削產(chǎn)生的“泥粥”通過皮帶機傳送至吊斗內(nèi)。吊斗盛滿后，通過電瓶車沿臨時軌道運輸至工作沉井，履帶吊將滿載吊斗從頂鐵頂部開口處吊至地面存放。

圖26:出土吊斗

圖27:絞籠出土四工藝流程及操作要點4.4頂管頂進4.4.1初始頂進階段頂進準備工作完成后，開始初始頂進。初始頂進在頂管工作中起著很重要的作用，一要穿過工作井洞口，在這過程中保證洞口結(jié)構(gòu)不被破壞；二要保證高程、中心偏差最小，為正常頂進打下良好的基礎(chǔ)。初始頂進長度為機頭和第一節(jié)管節(jié)。頂管機進洞口是關(guān)鍵工序，由于頂管機重量大，在軟弱地層中頂進，為防止頂管機在出洞時產(chǎn)生“叩頭”現(xiàn)象，采用延伸導軌，并將前4節(jié)鋼筋砼管與機頭做成鋼性聯(lián)接，連接位置在每節(jié)管的四個對稱點:四工藝流程及操作要點圖28:鋼性連接圖四工藝流程及操作要點

機頭入洞階段由于在加固區(qū)土體較硬，且土體對機頭周邊握裹力不足，應(yīng)根據(jù)刀盤扭矩進行速度控制，速度大致控制在20～30mm/min，機頭外殼需進行防轉(zhuǎn)鋼板焊接，防止因刀盤扭矩突然增大導致機頭旋轉(zhuǎn)，此階段重點是找正管節(jié)中心、高程，偏差控制在±5mm之內(nèi)，速度不能太快。當頂管機頭部分進入土體，千斤頂達到最大行程后，機頭刀盤暫停轉(zhuǎn)動，千斤頂慢慢收回。吊下第1節(jié)管節(jié)，啟動千斤頂推動管節(jié)沿導軌慢慢移動，直至與頂管機尾部連接緊密。啟動頂管機，在千斤頂作用下機頭切削土體逐步前進，當千斤頂再次達到最大形成后，退頂下放第2節(jié)管節(jié)，依次往復。四工藝流程及操作要點

圖29:初始頂進1圖30:初始頂進2四工藝流程及操作要點4.4.2頂管機正常頂進⑴頂進參數(shù)收集頂進前20米為頂進數(shù)據(jù)收集階段，地面設(shè)置沉降觀測點，結(jié)合頂進速度及沉降觀測情況，再調(diào)節(jié)預設(shè)的頂進速度、出泥速度、注漿壓力、注水量和糾偏量等數(shù)據(jù)。在此階段確定一個精準的頂進控制參數(shù)。四工藝流程及操作要點⑵頂進操作程序土壓平衡式頂管機：啟動頂管機操作主機，根據(jù)確定好的頂進控制參數(shù)，設(shè)定頂管機頂進速度，同時調(diào)整螺旋出土機頻率，使土倉壓力保持在正常工作范圍內(nèi)，刀盤扭矩保證在正常的設(shè)定范圍，壓力計測量壓力。頂管機持續(xù)頂進，當電瓶車上吊斗滿載后停止，電瓶車沿軌道出泥，用吊車將吊斗吊至地面存土場，空斗返回后恢復頂進。圖31:操控臺圖32:頂進出土四工藝流程及操作要點敞開式機械挖掘頂管機：啟動油泵，開始頂進，待機頭前端插入掌子面后挖掘機開始挖土，挖掘機挖土范圍僅限于掌子面中下部滑落的土體，確保機頭前端插入掌子面內(nèi)50cm以上，以保證掌子面穩(wěn)定。挖掘機將渣土扒至傳送帶，輸送到吊斗內(nèi)，吊斗裝滿后停止傳送，吊斗車使用有軌電瓶車運輸?shù)骄?，用吊車將吊斗吊至地面存土場，如此循環(huán)頂進。圖33:正常頂進圖34:渣土吊運四工藝流程及操作要點⑶操作注意事項：機頭刀盤扭矩數(shù)據(jù)發(fā)生異常時需判斷原因，是否是土質(zhì)變化或是遇到其他特殊障礙物。泥土倉壓力突然變化時，判斷是否出泥不暢通。頂力突然增大時查看頂速是否與出土量匹配，或是觀察注漿情況和土質(zhì)是否有變化。遇到上述任何異常情況必須停機查明原因，排除故常后方可頂進。頂進過程中隨時觀察機頭前段土質(zhì)變化及有無滲水情況，土質(zhì)變化較大時應(yīng)及時停止頂進，上報業(yè)主，采取保護措施。頂進掌子面如發(fā)現(xiàn)有滲水情況，應(yīng)及時停止頂進，人員撤離、關(guān)閉電源，待滲水情況查明并排除透水風險之后，再進行頂進作業(yè)。四工藝流程及操作要點4.5頂進測量控制本段頂管施工測量控制采用激光儀與經(jīng)緯儀、水準儀相結(jié)合的方式進行。激光測量，在頂進工作井內(nèi)安裝激光發(fā)射器，按照管線設(shè)計的坡度和方向?qū)l(fā)射器調(diào)整好；同時在管節(jié)內(nèi)裝上目標靶，目標靶上刻有尺度線，當頂進管道與設(shè)計坡度一致時，激光點直射靶心，說明頂進質(zhì)量良好，沒有出現(xiàn)偏差。如頂進管道在方向或高程上出現(xiàn)偏差，則光點射在靶上的位置偏離中心點，此時實際誤差方位與靶上所反映的位置相反。由于發(fā)射器與接收靶各自固定在頂程的一端，而激光束總是按照管線設(shè)計方向發(fā)射并射在接收靶上，因此能及時觀測管端與設(shè)計線路的相對位置，故而能做到隨時觀察并及時發(fā)現(xiàn)誤差。四工藝流程及操作要點

激光測量需與經(jīng)緯儀、水準儀測量緊密結(jié)合。經(jīng)緯儀、水準儀校核每兩天進行一次，根據(jù)測量結(jié)果對隧道內(nèi)控制點及激光測量進行校正。由地面向隧道進行的傳遞測量在隧道掘進開始后50m、100m、曲線隧道掘進前后、出洞100m前進行5次，以避免產(chǎn)生誤差，提高隧道貫通精度。經(jīng)緯儀、水準儀校核應(yīng)根據(jù)施工實際情況適當提高測量頻率。建立地面控制網(wǎng)：施工場地范圍選取5個觀測點作為控制點布設(shè)三等控制網(wǎng)，進行地面的控制測量，確定出發(fā)井和接收井的井口中心坐標及隧道軸線。四工藝流程及操作要點4.5.1管道糾偏管道頂進過程中，應(yīng)遵循“勤測量、勤糾偏、微糾偏”的原則，控制頂管機前進方法和姿態(tài)，并應(yīng)根據(jù)測量結(jié)果分析偏差產(chǎn)生的原因和發(fā)展趨勢，確定糾偏的措施，進入接收井前應(yīng)提前進行頂管機位置和姿態(tài)測量，并根據(jù)進口位置提前進行調(diào)整。四工藝流程及操作要點頂管施工的測量與糾偏應(yīng)符合下列規(guī)定：⑴施工過程中應(yīng)對管道水平軸線和高程、頂管機姿態(tài)等進行測量，并及時對測量控制基準點進行復核，發(fā)生偏差時應(yīng)及時糾正；⑵頂進施工過程中，每次測量前應(yīng)對井內(nèi)的測量控制基準點進行復核，發(fā)生工作井位移、沉降、變形時應(yīng)及時對基準點進行調(diào)整；⑶管道水平軸線和高程測量應(yīng)符合下列規(guī)定①出工作井進入土層時，每頂進300mm，測量不應(yīng)少于一次；正常頂進時，每頂進1000mm，測量不應(yīng)少于一次：②進入接收井前30m應(yīng)增加測量，每頂進300mm，測量不應(yīng)少于一次；③糾偏量較大或頻繁糾偏時應(yīng)增加測量次數(shù)；四工藝流程及操作要點④每節(jié)管道頂進結(jié)束后，應(yīng)進行復測，繪制管道頂進軌跡圖(含管道高程、方向、頂進力曲線等）；⑤頂管始發(fā)前應(yīng)測定頂管機頭的軸線和標高，并將測量數(shù)據(jù)及時反饋進行調(diào)整。頂進施工中的原始數(shù)據(jù)記錄應(yīng)連續(xù)、真實、完整。圖35:測量控制系統(tǒng)四工藝流程及操作要點4.6觸變泥漿減阻頂力的控制關(guān)鍵是最大限度地降低頂進阻力，而降低頂力阻力最有效方法是觸變泥漿減阻。通過注漿在管外壁與土層間形成一條完整的環(huán)狀泥漿潤滑套，改變原來的干摩擦狀態(tài)，大大減少頂進阻力。要達到這一目的，應(yīng)做到以下幾點：⑴選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對膨潤土造漿率、失水量和動態(tài)塑性指數(shù)比進行取樣測試。⑵管道上預埋壓漿孔，壓漿孔位置有利于漿液形成環(huán)狀。⑶漿液的配制、攪拌、水化時間，都必須按照產(chǎn)品性能要求進行，使用前必須先進行試驗。四工藝流程及操作要點⑷注漿遵循“同步注漿與補漿相結(jié)合”和“先注后頂、隨頂隨注、及時補漿”的原則。⑸注漿設(shè)備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的密封性能。圖36：加注觸變泥漿四工藝流程及操作要點4.7中途停工和無法頂進時的處理措施頂進作業(yè)一開始，中途就不能停頓。如果停止一段時間后再頂進，其起始頂力要大大超過停工前的頂力。這主要是由于停工時間過長，使管頂土層坍落的緣故。在地下水位以下頂進時，因停頂而使液化的土體將管周圍包裹起來，頂力也會大大增加，如果頂力增加至管材或后座墻的設(shè)計強度，此時就不能再頂進，必須采取措施，分析原因，降低頂力后方可再頂進。四工藝流程及操作要點如特殊情況下無法頂進時需采取以下處理措施:⑴土壓平衡式頂管工藝，每隔4小時需觀察機頭開挖面土壓是否泄壓，如壓力不夠，容易開挖面失穩(wěn)，需對土倉進行泥土加壓。⑵敞口式機械掘進工藝，觀測頂進壓力，若發(fā)生頂進壓力過大時，需增加注漿量，加快土方開挖速度，以平衡土壓。⑶注漿漿液容易流失，要經(jīng)常觀察注漿壓力，一旦流失要及時補漿，根據(jù)以往經(jīng)驗，每隔6個小時就需補漿一次。⑷主頂千斤頂要經(jīng)常拉動，每隔3小時左右就要對千斤頂進行伸縮幾次，以確保管線在千斤的作用下會彈性伸縮，這樣會防止泥土抱住管壁，減小啟動頂力。⑸及時安排組織人員解決故障，盡快恢復正常頂進。四工藝流程及操作要點4.8頂管出洞頂管出洞前，應(yīng)采取以下措施，確保頂管出洞順利。（1）為保證頂管機順利進入接收井，防止機頭出洞后水土沿工具管與井圈之間的空隙涌入接收井內(nèi)，頂管洞口施工所影響范圍內(nèi)的土層應(yīng)進行預加固處理，頂管出洞前應(yīng)檢查加固處理后的土體強度和滲漏水情況，不符合要求的進一步采取措施。（2）檢查洞口橡膠止水圈的安裝是否牢固，尺寸是否準確，是否能完全封堵機頭與洞口空隙。四工藝流程及操作要點（3）機頭推進距離接收井約2m處，拆除出洞口的臨時磚墻，主頂油缸慢慢推進至機頭中心刀露出后，停止推進。安放機頭接收托架，慢慢將機頭推出洞口至接收托架上。圖37:機頭出洞四工藝流程及操作要點4.9泥漿置換和洞口止水加固（1）泥漿置換由于本工程管道穿越地層主要為粉質(zhì)黏土及含碎石粉質(zhì)黏土，為保證管道穩(wěn)定，在管道頂進就位后，立即進行管道進行注漿加固，防止后期地表下沉。利用管道內(nèi)的注漿孔向管外注漿加固，置換頂管施工過程中的觸變泥漿，最大限度地填充管道周圍的土層空隙。四工藝流程及操作要點使用的泥漿置換材料為水泥加粉煤灰漿，施工前進行配合比設(shè)計。每兩節(jié)管節(jié)編為一組，分為注漿孔和排漿孔。將注漿泵清洗后，開啟注漿泵，從第一組注漿孔開始注漿，當?shù)谝唤M排漿孔冒出灰漿后，關(guān)閉閥門并打開第二組，以此類推，直到全線完成。最后關(guān)閉所有閥門，保壓三十分鐘，保壓時注漿壓力為0.5-1Mpa。每段注漿全部完成后，進行下一次注漿，總體注漿次數(shù)不少于三次，兩次注漿間隔時間不大于24小時。四工藝流程及操作要點（2）洞口加固由于工作井與接收井預留洞口比管道外徑尺寸要大,頂管施工完后需封堵洞口與管外壁的間隙,同時對洞口區(qū)域管道進行加固。管壁與洞口之間的縫隙采用優(yōu)質(zhì)油麻封堵，并澆筑30cm厚的砼擋水墻，在洞口區(qū)域地層進行分層注漿止水加固。圖38:洞口加固圖Contents目錄一引言五施工中的創(chuàng)新及經(jīng)驗總結(jié)六結(jié)語五施工中的創(chuàng)新及經(jīng)驗總結(jié)5、施工中的創(chuàng)新及經(jīng)驗總結(jié)（1）施工前頂管路徑范圍內(nèi)的地質(zhì)勘探及地下管線等障礙物的探查工作極為關(guān)鍵，此兩項工作直接關(guān)系到頂管設(shè)備的選型及頂管路線的確定，是頂管施工能否順利進行的關(guān)鍵。為確保地質(zhì)勘探的準確性，尤其是選用敞口式機械掘進工藝對地質(zhì)條件要求較高、安全風險較大時，可采用更為先進的超前地質(zhì)預報技術(shù)進行輔助，以保證施工的安全順利進行。本工程頂管開工前發(fā)現(xiàn)原物探圖不準確，經(jīng)聘請專業(yè)單位復探后重新探出多條管線與原有路徑?jīng)_突，設(shè)計方對路徑進行了優(yōu)化調(diào)整后仍有部分管線無法避開，最終待部分管線的遷改工作完成后頂管才正常開工，對頂管施工計劃造成了一定影響。五施工中的創(chuàng)新及經(jīng)驗總結(jié)（2）頂管機頭選型確定后，切削刀盤上不同刀具的配置極為重要，它是影響頂管頂進速度最為重要的因素，并且頂管機頭一旦開頂后便很難采取簡易方式對原有刀盤進行改造，因此頂管機刀盤配置方案必須高度重視，充分考