人工顶管管道减阻措施
探讨顶管施工中存在的问题与防治措施
探讨顶管施工中存在的问题与防治措施摘要：顶管施工是近百年发展起来的一种地下管道施工方法，主要用于穿越铁路、河道、房屋建筑、公路等构筑物。
随着科技的不断进步，城市的飞速发展，顶管施工应用范围不断扩大，技术水平也不断提高，由原来的人工顶管发展到现在土压平衡顶管、泥水平衡顶管、气压平衡顶管和破岩顶管。
然而，在实际施工过程中，事实上顶管施工还存在许多问题。
本文首先介绍了顶管施工工艺，接着提出了顶管施工中存在的一些问题和防治措施。
关键词：顶管施工，防治措施顶管工艺越来越多的运用于现在的城市建设中，顶管工艺作为高效、便捷的管道施工设施，已经大量的使用，如广州市西江引水工程、深圳湾体育馆配套电缆隧道工程、西气东输二线工程等省级、国家级重点大型工程。
1 顶管工程的技术特点非开挖技术为创建都市的安宁环境造就了勃勃生机，而顶管技术是非开挖技术的重要组成部分。
这种技术具有许多特点：1 ) 顶管施工是非开挖技术的一种，其在国外早在1896年美国开始使用，目前已广泛使用，在国内也已逐渐普及。
由于不开挖地面，所以能穿越公路、铁路、河流，甚至能在建筑物底下穿过，是一种能安全有效地进行环境保护的施工方法，堪称为环境保护施工时的环境保护。
2 )顶管施工不开挖地面，故在穿越河道、铁路公路尤其不可比拟的优越性3 ) 采用房下顶管施工法能节约一大笔征地拆迁费用，减少动迁用房，缩短管线长度，有很大的经济效益。
4 )随着顶管施工范围的扩大，顶管机械的性能越来越适合各种土质。
顶管特别适用于1500mm-3500mm管径管道的非开挖铺设，与其他开挖设备相比，其具有独特的优点。
2 顶管施工常见问题及其防治2．1 管道轴线偏差过大2．1．1原因分析1 ) 地层正面地层不均匀，使工具管受力不均匀，形成导向偏差，造成管道轴线偏差。
2 ) 顶管后背发生位移或不平整，使顶力合力线偏移，造成管道轴线偏差。
3 )千斤顶不同步，或千斤顶间顶力相差较大，或安装精度不够，使顶力合力线及管道轴线发生偏差。
人工顶管施工方案
人工顶管施工方案(改)(总13页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--XXX工程顶管专项施工方案编制人：审核人：XXXX工程二〇一四年一、顶管施工措施根据现场布置，先施工顶管工作井。
顶管采取24小时不间断施工，以缩短工期。
1、顶管施工流程图：2顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、工具管及运出土设备等。
（1）千斤顶千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程采用液压千斤顶。
千斤顶在工作坑内的布置应与管体中心线一致，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时折力偶，造成顶进偏差。
根据施工经验，采用人工挖运土方时，管上半部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4～1/5处为宜。
（2）高压油泵由电动机带动油泵工作，选用额定压力为62MPa的ZB－500注塞泵，经分配器，控制阀进入千斤顶。
（3）顶铁顶铁是传递和分散顶力的设备。
要求它能承受顶压力而不变形，并且便于搬动。
根据顶铁位置的不同，可分为横顶铁、顺顶铁和U形顶铁三种。
（4）其它设备工作坑上设活动式工作平台，平台用工字钢梁，上铺15×15cm方木。
工作坑井口处安装一滑动平台，作为吊土使用。
工作平台上设起重架，上装电动卷扬机。
工作棚用彩瓦遮盖，以防雨水及阳光，便于人员在不同气候下的正常操作。
3、工作井（1）工作坑的布置工作坑是顶管施工的工作场所。
其位置可根据以下条件确定:①单向顶进时，应选在管道下游端，以利排水；②考虑地形和土质情况,有无可利用的原样土做后背；③工作坑与可能穿越的管线，建筑物要有一定安全距离；④距水、电源较近的地方；⑤工作井不影响地面交通等。
（2）工作坑的尺寸工作坑应有足够的空间和工作面，保证下管、安装顶进设备和操作间距，坑底长、宽尺寸可按如下公式：底宽W＝D＋～式中W──工作坑底宽度(m)；D──被顶进管外径(m)；底长L＝L1＋L2＋L3＋L4＋L5式中L──工作坑底长(m)；L1──管子顶进后，尾端压在导轨上的最小长度，一般留米；L2──每节管子长度(m)；L3──出土工作间隙，根据出土工具确定,一般为～；L4──千斤顶长度(m)L5──后背所占工作坑厚度(m)。
顶管注浆减阻技术
顶管注浆减阻技术近年来，顶管技术朝着大管径、长距离的施工方向发展。
特别是在繁华大都市的市政建设项目中，长距离地下顶管技术以其独有的优势被广泛地应用。
然而由于我市土质多为亚粘土、沙性土，顶进中摩阻系数大而使顶进长度受到限制。
所以开发新的减阻技术，是实现大管径、长距离顶进的关键。
1 长距离顶进的方法、减阻材料及工艺效果目前实现顶管的长距离施工的技术保证措施，除了设置中继间外，更重要的是通过注浆工艺来减小管材与土壤的摩擦阻力。
采用注浆工艺润滑、减阻后可以使顶距提高40％一70％。
减阻用的主要材料是膨润土和水。
当膨润土与水混合后，由于水掺人膨润土中，膨润土在水中膨胀重量可以达到膨润土原重量的600％—700％。
经搅拌储存呈凝状，在有外力作用下呈流动状态，这种材料注夹在管外壳与土壤之间，会大大降低管节推进的摩阻力。
静止时泥浆有良好的稳定性。
为使膨润浆液有良好的性能，在制浆过程中要适量加一些辅助原料：如纯碱、纤维素CMC、缓凝剂等。
膨润土又分为钙基膨润土和钠基膨润土，吸收钙离子多的为钙基，吸收钠离子多的为钠基膨润土，根据不同的土质选用不同的配方。
通过施工我们总结发现：在沙性土中钠基膨润土减阻效果较明显，资料分析显示它比钙基膨润土多含一层极薄的硅酸盐，它与膨润土中的蒙脱石小粒子结合中易形成空隙构造，从而使浆液膨润性增加。
触变以后流动性好，静止下来有胶凝性与固化性。
高效钠基膨润土浆液配方是：膨润土24kg，水76kg，碱0.8kg。
在不同的土质和施工条件下，对减阻泥浆性能有不同的要求。
在沙性土质中，土层易塌方，流沙与地下水压向整个管壁，普通浆液达不到减阻效果，如在淤流沙层内，土层无水板结，遇水成流沙，膨润土会被流沙层内的水稀释，减阻效果就差。
在这种情况下，①、要提高浆液粘度；②、应掺入CMC经甲基纤维素，以提高浆液抗剪切能力及润溶性。
配方中的纯碱可提高浆液稠度，增加钠离子改变土粒子水化性能，但若加倍过量投入会破坏浆液的性能。
顶管注浆减阻技术
顶管注浆减阻技术在长距离顶管中，管道与周围土层的侧摩阻力占据着总顶力的80%~90%，因此减小顶管顶力的大小的有效措施便是减小管道周边的摩擦力，其原理主要是改变管道与周围土层的接触形式，即由注浆前管道与土之间的干摩擦变更为注浆后管道与泥浆套之间的湿摩擦。
在顶管施工过程中浆液除承担上述减阻作用外，还起到支撑的作用，即在注浆压力的作用下减小管道周围土体的变形。
注浆减阻的成败取决于注浆后管道周边泥浆套形成质量。
泥浆套的形成主要经过以下的过程：注浆初期，由于顶管机头的外径较管道外径大，故后续管道在顶进的过程中会沿着管道周围产生一定的空隙，此时浆液经注浆孔进入该空隙中，从而在一定程度上弥补顶管产生的地层损失，该注浆亦被称为同步注浆；随着注浆的持续进行，浆液在注浆压力作用下逐步向管道周边的土层中渗透和扩散至一定距离形成泥浆与土壤的混合体；在浆液渗透越来越多的情况下，会在泥浆与混合体之间形成密实的块状物，在注浆压力的挤压下相邻的块状物将产生粘结，最终形成一个相对密实、均匀和不透水的套状物，即泥浆套。
当泥浆套形成质量较高时，泥浆套能够阻止泥浆继续渗入土层中，以致后续注入的泥浆将随着管道与泥浆套的间隙流入到管道底部，随后向上涨起，同时，管道受到泥浆浮力作用后其有效重量将变小。
管道在泥浆的包裹之下顶进其减摩效果得到显著提高。
实际施工过程中，由于受环向空腔不连续、泥浆配合比、地下水以及注浆工艺等因素影响，减摩效果会受到一定的损失，顶管过程中应注重及时的补注浆。
顶管施工过程中应坚持工具管同步注浆和后续管道补充压浆的原则，顶管机尾部压浆孔应及时有效的跟踪注浆，确保能形成完整有效的泥浆环套，补充压浆的次数及压浆量应视现场顶力大小变化而定，一般在单节管道初顶阶段应增加补充压浆的频率，同时压浆量应较计算注浆量稍大。
压浆时需坚持“先压后顶、随压随顶、及时补浆”的原则，尤其需要重视中继间部位泥浆套的形成质量，避免因中继间的伸缩而破坏泥浆套，故本工程在后续各中继间管节位置增加一环压浆孔，中继间启动过程中同样需坚持上述原则。
2000米级顶管减阻泥浆施工工法(2)
2000米级顶管减阻泥浆施工工法2000米级顶管减阻泥浆施工工法一、前言顶管工程是一项广泛应用于地下管道铺设的新兴工程技术。
为了提高顶管工程的施工效率和顶管的质量，2000米级顶管减阻泥浆施工工法应运而生。
该工法通过减少顶管施工过程中的阻力和摩擦，有效提高了顶管的推进效率和穿越能力。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点1. 减阻效果显著：通过在泥浆中添加特殊的添加剂，降低了泥浆的黏性和摩擦力，使顶管在施工过程中遇阻情况减少，大大提高了顶管的推进效率。
2. 施工范围广泛：该工法适用于各种地质条件下的顶管工程，无论是土层还是岩层，都能够有效减少施工阻力。
3. 施工成本低：相比传统施工工法，2000米级顶管减阻泥浆施工工法不仅施工成本低，而且能够提高施工效率，降低了工程投资和运营成本。
三、适应范围该工法适用于各种地质条件下的顶管工程，包括但不限于：1. 土层：适用于各种较软土层，如黏土、砂土等。
2. 粉土层：适用于粉土层，通过减少泥浆的黏性，使得顶管在粉土层中的推进更加流畅。
3. 岩层：适用于各种岩层，通过降低泥浆的黏性和摩擦力，减少顶管施工中的阻力，提高穿越能力。
四、工艺原理该工法通过调整泥浆中的黏度、密度等参数，利用泥浆的润滑性和流动性，减少顶管的阻力和摩擦力，提高施工效率和推进能力。
其主要技术措施包括：1. 选择合适的泥浆添加剂：根据不同地质条件和顶管的特点，选择合适的泥浆添加剂，降低泥浆的黏性和摩擦力。
2. 控制泥浆的密度和黏度：通过调整泥浆的密度和黏度，降低顶管施工过程中的阻力和摩擦力，提高施工效率和推进能力。
3. 定期维护和更换泥浆：定期对泥浆进行维护和更换，保证其性能稳定和施工效果。
五、施工工艺1. 设备准备：根据工程要求，准备好各种机具设备和施工材料。
2. 泥浆配制：根据工程要求和泥浆添加剂说明书，进行泥浆的配制。
顶管注浆减阻技术
顶管注浆减阻技术近年来，顶管技术朝着大管径、长距离的施工方向发展。
特别是在繁华大都市的市政建设项目中，长距离地下顶管技术以其独有的优势被广泛地应用。
然而由于我市土质多为亚粘土、沙性土，顶进中摩阻系数大而使顶进长度受到限制。
所以开发新的减阻技术，是实现大管径、长距离顶进的关键。
1 长距离顶进的方法、减阻材料及工艺效果目前实现顶管的长距离施工的技术保证措施，除了设置中继间外，更重要的是通过注浆工艺来减小管材与土壤的摩擦阻力。
采用注浆工艺润滑、减阻后可以使顶距提高40％一70％。
减阻用的主要材料是膨润土和水。
当膨润土与水混合后，由于水掺人膨润土中，膨润土在水中膨胀重量可以达到膨润土原重量的600％—700％。
经搅拌储存呈凝状，在有外力作用下呈流动状态，这种材料注夹在管外壳与土壤之间，会大大降低管节推进的摩阻力。
静止时泥浆有良好的稳定性。
为使膨润浆液有良好的性能，在制浆过程中要适量加一些辅助原料：如纯碱、纤维素CMC、缓凝剂等。
膨润土又分为钙基膨润土和钠基膨润土，吸收钙离子多的为钙基，吸收钠离子多的为钠基膨润土，根据不同的土质选用不同的配方。
通过施工我们总结发现：在沙性土中钠基膨润土减阻效果较明显，资料分析显示它比钙基膨润土多含一层极薄的硅酸盐，它与膨润土中的蒙脱石小粒子结合中易形成空隙构造，从而使浆液膨润性增加。
触变以后流动性好，静止下来有胶凝性与固化性。
高效钠基膨润土浆液配方是：膨润土24kg，水76kg，碱0.8kg。
在不同的土质和施工条件下，对减阻泥浆性能有不同的要求。
在沙性土质中，土层易塌方，流沙与地下水压向整个管壁，普通浆液达不到减阻效果，如在淤流沙层内，土层无水板结，遇水成流沙，膨润土会被流沙层内的水稀释，减阻效果就差。
在这种情况下，①、要提高浆液粘度；②、应掺入CMC经甲基纤维素，以提高浆液抗剪切能力及润溶性。
配方中的纯碱可提高浆液稠度，增加钠离子改变土粒子水化性能，但若加倍过量投入会破坏浆液的性能。
顶管外壁改性触变泥浆智能减阻施工工法
顶管外壁改性触变泥浆智能减阻施工工法顶管外壁改性触变泥浆智能减阻施工工法一、前言随着城市化进程的不断加速，地下管线工程作为城市基础设施的重要组成部分，已成为控制城市运转框架和经济发展的重要一环。
顶管技术作为一种深受市场欢迎的无开挖分布式管线敷设技术，已被广泛应用于各种管线敷设领域。
但顶管施工过程中存在减振、减阻、减损等问题，使得施工难度和安全风险都得到了提高。
为解决这些问题，顶管外壁改性触变泥浆智能减阻施工工法应运而生。
二、工法特点顶管外壁改性触变泥浆智能减阻施工工法是采用特殊的高分子材料对泥浆进行改性处理，使泥浆表现出触变性能，并在顶管施工过程中，通过对泥浆流速、浓度等特性参数的实时监测，减小泥浆对管壁的剖切阻力，提高泥浆对管道支撑的反力，从而实现减振、减阻、减损的目的。
该工法的主要特点有：一、采用智能化监测系统，实时掌握泥浆流量、浓度等参数，有效控制泥浆的流动性能，确保施工质量；二、改性触变泥浆在施工过程中表现出较佳的流变性能，适应各种复杂地质条件和管道类型；三、通过改变泥浆成分，减小泥浆与管壁之间的剖切阻力，提高泥浆对管道支撑的反力，达到减振、减阻、减损的效果。
三、适应范围该工法适用于各种顶管施工，特别是在复杂地质条件下的顶管敷设，如：软土、湿土、砾石、黏土等工况下的敷设。
同时，该工法可适用于各类管线的顶管施工，如：排水管、供水管、燃气管等。
四、工艺原理改性触变泥浆智能减阻施工工法的成功实现需要建立在科学的工艺原理基础上，为了确保施工过程的安全和质量，需要对施工工艺进行探究。
因此，在施工工法与实际工程之间的联系上，必须采取相应的技术措施，需要深入的分析和研究。
首先，针对改性触变泥浆的特点，我们采取了一系列的技术措施，使泥浆表现出触变性能，通过智能化监测系统实时控制泥浆的流动性能，确保施工质量。
对于不同地层条件，我们采用不同的改性材料，调整改性触变泥浆的配方，从而适应各种复杂地质条件。
其次，在泥浆流动过程中，由于管道内部存在多种阻力，如黏性阻力、剖切阻力等，这些阻力往往是导致泥浆流动效果降低的主要原因。
顶管过程中触变泥浆减阻的原理及应用_邱跃然
2012S upple me nt （1）（May.）Vol.3现代顶管施工中，浆液的作用越来越重要。
其作用主要包括：①减阻：浆液可将顶进管道与土体之间的干摩擦转换为液体摩擦，从而减少顶进摩阻力；②填补：浆液可填补施工时管道与土体之间产生的空隙；③支撑：在注浆的压力下，可减少土体变形，使管洞变得稳定。
应用触变泥浆已经成为一个普遍且有效的减阻方法。
1工程概况由北京市公路桥梁建设集团有限公司三分公司承建的天水大街污水工程位于大兴区生物医药基地内，是大兴新城规划的重要组成部分。
该工程北起天河西路，南至魏永路，承接黄良路的污水后，汇入天堂河污水处理厂，全长3191m 。
其污水干管采用覫2400mm 钢筋混凝土钢承口（Ⅲ级）管材，橡胶圈接口，管底埋深9～10m 。
该工程顶管为天水大街与永大路、永兴路、永旺路、庆丰路、华佗路相交道路内污水顶管工程，每段顶程约60m ，共573m ，采用手掘式顶管。
2地层条件拟建场地表层为厚度约0.40～3.30m 的人工建筑土层（Qme ），包括房渣土（A ）①层，粉土质砂填土（SM ）、含细粒土砂填土（SF ）①1层，低液限黏土填土（CL ）①2层及碎石填土（O ）①3层。
人工建筑土层中含有砖块、灰渣等，土质不均匀，工程性质差。
人工建筑土层以下分布厚度不均的新近沉积层，包括低液限黏土CL ②层，粉土质砂SM 、含细粒土砂SF ②1层，粉土质砂SM 、含细粒土砂SF ②2层（局部夹有级配不良砂SP ），粉土质砂SM ②3层，低液限粉土ML ②4层及低液限黏土CL ③层。
新近沉积层分布厚度、土质不均，主要为中～中高压缩性土。
新近沉积层以下为第四纪沉积的低液限黏土CL ④层、低液限黏土CL ⑤层及低液限粉土ML ⑤1层、低液限黏土CL ⑥层及级配良好砂SW ⑥1层。
该工程施工地层为砂土层与黏土层分层处，其顶管位置及地层关系见图1。
顶管过程中触变泥浆减阻的原理及应用邱跃然1，李晓明2（1.北京市公路桥梁建设集团有限公司三分公司，北京100072；2.北京兴创投资有限公司，北京102699）摘要：现代顶管施工过程中会产生2种阻力，第1种是顶管机的迎面阻力，当顶管的管径、地层、埋设深度确定以后，其迎面阻力往往是定值；第2种是管外壁与土体之间的摩阻力，理论上该值是与顶进长度呈线性递增的，但由于目前顶管都采用注浆减阻工艺，因此管外壁的摩阻力很大程度上取决于注浆效果的好坏。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
人工顶管管道减阻措施包括以下几个方面：
1. 预润滑：在顶管前，先在管壁上涂刷润滑剂，以减小管道壁与土体之间的摩阻力。
2. 注浆减阻：利用触变泥浆进行压浆，填充于管壁与土体之间，以减小摩阻系数。
3. 中继间接力：采用中继间接力，以减小后座墙的顶进反力。
4. 双向顶进：采用管道双向顶进，在底下对接，以减小顶进阻力。
5. 勤挖、勤顶、勤测量、勤纠偏：通过勤挖、勤顶、勤测量、勤纠偏，减少管道偏差和管节错口，从而减小顶进阻力。
6. 纠偏：在顶进过程中，如果发现管道轴线偏差或高程偏差超过允许范围，应及时进行调整。
纠偏时可以利用特制的工具管帽进行纠偏，通过调解小千斤顶的数量和位置，达到纠偏目的。
7. 润滑：在顶管顶进距离较大时，可以在管壁外注入膨润土作为润滑介质，以减小摩擦。
同时，混凝土管表面的光滑度也会影响摩擦系数，因此要保持管表面的光滑。
8. 保持润滑介质稳定：为了保持较小的推顶力，要保证管子和土层之间充满润滑介质的空隙在整个推顶过程中保持不变。
润滑介质必须能够阻止土层落到管壁上，并承受各种具体条件下起作用的上压力来托住土层。
以上措施可以有效地减小人工顶管管道的阻力，提高顶进效率，同时减少对周围土体的扰动和破坏。