二程式拖拉法顶管施工图专项方案

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2011-12-18 12:08 标签： 顶管施工图
二程式拖拉法顶管
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&&&&&&&&&&&&顶管施工关键--注浆
顶管施工关键--注浆
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1注浆(补浆)原理和作用掘进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。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一个稳定的泥浆和土体组合而成的“泥浆套”。这个泥浆套的形成阻止了泥浆继续向外面土层渗透，同时在泥浆压力的作用下泥浆会流动到管道底下，当四周都形成泥浆套时就能支撑周围土体起到浮力的作用，这样管道与周围土层中间就隔着一层流动的泥浆，且保持为湿润摩擦，这是摩擦系数很小的摩擦阻力状态。补浆是因为随着顶管顶进距离的增加，注入的泥浆随着管道往前渗透、扩散，已形成的泥浆套就会变稀薄，土体就会压向管道四周，同时管壁阻力就会急速上升。为此，在管道推进过程中需要对后面顶进的管道不断均匀的进行补充泥浆，使后面推进的管道周围与前面的管周围一样形成连续的泥浆套，并保持与土压力一致。一般补充泥浆的孔道数量和问距要根据管道直径、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。注浆主要有4个作用，一是起润滑作用，将管土之间的干摩擦变为湿润摩擦，减小摩擦阻力；二是起支撑作用，在注浆压力下使管道周围土体变得稳定；三是改良土质，通过泥浆向管道周围土体的渗透作用来改良不好的上质。四是封堵裂缝，通过注浆处理地下水发育的围岩涌水。2注浆技术的应用分析注浆的直接结果是形成触变泥浆润滑套，它的质量直接影响顶进过程中的顶力，可以直观地从顶进系统的压力表上反映。如果项力发生突然上升，很可能是由于泥浆润滑套的质量发生问题了，或者是因为停止顶进时间过长导致泥浆套缺失引起的顶力上升。一、注浆材料1、传统触变泥浆顶管触变泥浆一般是以膨润土为主要材料，CMC(粉末化学浆糊)或其他高分子材料等为辅助材料的一种均匀混合溶液。膨润土分散在水中，其片状颗粒表面带负电荷，端头带正电荷。当膨润土含量较多时，颗粒之间由于正负电相互吸引而形成一个网架结构，泥土实际程胶凝状态，经触动后，颗粒之间的连接电键即遭到破坏，释放出网架中的水使膨润土分散体随之变稀。如果外界因素停止作用，分散体又变稠形成凝胶体。这种当浆液受到剪切时，稠度变小，停止剪切时，稠度又增加的性质称为触变性，相应的水分散体称为触变泥浆。为了及时充填管子和土层之间的空隙，同时膨润土悬浮液渗入土层空隙内，在管予与土壤间形成泥浆套，在机尾刃脚后第二节管子开始压入泥浆。2、FHDF高效膨润土泥浆FHDF高效膨润土泥浆与传统膨润土泥浆相比有以下优点：①造浆性能好，是传统泥浆的2．5～3倍；②造浆含砂量低，润滑性能好；③泥浆是粗分散的和细的分撒的混合分散体，对泥粒有选择性絮凝作用，使钻进过程中泥粒在泥壁表面堵塞粗孔隙，泥浆的细分散体堵塞细孔隙，能有效形成致密泥皮，降失水作用较好、滤失量低，渗透距离短；④泥浆有较好的触变性能，网结构形成和黏度恢复快，凝胶强度适中，因此停钻后重启动阻力增加有限；⑤现场施工方便，直接打浆即可，无需再添加其他添加剂。3、新型泥浆材料及抗渗泥膜除了膨润土系的润滑材料外，国外还研究出许多高分子化学减摩剂。如日本生产的IMG减摩材料，这种高分子材料具有吸水的功能。当其与水接触，它能从一颗很小的颗粒变到很大，直径可以达到O．5～2mm，质量可以变成之前的百倍以上。具有很多优点：①这些吸水后的颗粒状材料，附着在管道周围像很多颗钢珠点在底下，减少摩擦的作用很明显；②不像其他润滑剂，当顶管顶进暂停一段时间再次启动时，它的阻力增加不显著，基本和之前阻力保持相同；⑧这种颗粒材料吸水后直径较大，不容易渗透到周围土层中去，因而使用起来较方便，不会流失太多。④这种浆液的配置十分简单，操作也十分方便。二、注浆工艺及技术控制注浆技术要点：1、在一定的压力下，膨润土含量较高时有利于泥浆套的形成，且向土壤中扩散较小，因而开始顶进时浆液中膨润土含量要高。2、补充的悬浮液中膨润土含量需进行调整，含量大的悬浮液，运动流限大，顶管阻力大；含量过小时，悬浮液会很快渗入土壤中去。所以要根据顶力情况调整膨润土含量。3、注入浆体的量与顶进速度有关，量为管道与周围土体之间空隙体积的7～9倍；4、注浆压力值应保持一定，使其不仅能顺利压力管道外壁，而且不会使周围土体扰动。具体工艺要求如下图：
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.2二程式拖拉法顶管专项方案 本工程由于管道经过建成区，房屋密集，地质状况复杂，为控制管道高程精度，采用定向钻拖拉法。定向钻拖拉法包括水平定向钻拖拉法与二程式拖拉法，其各自的特点如下: (1)水平定向钻拖拉法适用于被拖拉管道两端有足够的造斜段距离，该方法不需要挖掘工作井，拖拉距离可达600～1000m，拖拉管的最大管径可达DN1200; (2)二程式拖拉法管道两端无造斜段，需要挖掘工作井，长度通常小于80m ，拖拉的最大管径达到DN1000， 更适用于对沉降、标高要求高的场所。 二程式拖拉法与水平定向钻拖拉法相比施工难度大，对施工设备要求高，造价较高，且拖拉距离较短。因此，中小口径管道的非开挖技术以水平定向钻拖拉法应用为主。 本工程管道经过建成区，房屋密集，对沉降、标高要求很高，且铺设管道管径为DN300~600之间，所以采用二程式拖拉法。 3.2.1二程式拖拉法相关技术要求： 二程式拖拉法相关技术要求 （1）两个监测控制点之间的管内底标高程应控制在+30mm~-50mm； （2）管材选用HDPE平壁管PE100，08MPa； （3）管段高程监测控制点布置不大于3m； （4）扩孔孔径不大于设计管径的1.1~1.3倍。 3.2.2二程式拖拉法施工 二程式拖拉法施工顺序： 控制井施工→管道轴线测量放样→钻机定位、控制测量仪安装→试钻（泥浆制备）→导向孔钻进→回拉管材?管材溶接连接（管材分节下井）→管道贯通→注浆填充→现场清理→撤场 二程式拖拉法施工工艺流程图： 控制井施工： 控制井就是利用检查井先行实施，设计要求入下： 设计使用年限 50年 建筑结构安全等级 二级 地基基础设计等级 乙级 抗震设防标准 抗震设防类别　 丙类 地震作用　 7度 　抗震措施 7度 建筑设计要求 控制井的具体做法如下图： 控制井 方形接收井结构图 管道穿墙加固 在控制井与管道交接部位要进行加固（如上图）在孔口部位加设钢筋。砼保护层要求：井壁：40；底板：40；梁：40；顶板：40。 钢筋接头要求： 接头形式 受拉区 受压区 梁类、板类及墙类 柱 　 绑扎搭接连接接头 25% 50% 　 机械连接接头 50% 不限 焊接接头 不应大于50% 不限 控制井偏差要求： 序号 项目 检验方法 允许偏差（mm） 1 中线平面位移 经纬仪测量 100 2 管道内底标高 水准仪测量 +40 -80 管道轴线测量放样： 以经监理复核无误管道中以线及临时水准点为依据，根据设计图纸放出管道轴线位置，并做上标记。 钻机定位、控制测量仪安装： 在控制井完成后，钻机、控制测量仪等设备安装就位 钻机安装要求： 1、钻机应安装在管道中心线的延伸的起始位置； 2、调整机架方位应符合设计的钻孔轴线； 3、按钻机倾角指示装置调整机架，应该符合轨迹设计规定的入土角，施工前应该用雷达探测仪复查或采用测量计算的方法复核； 4、钻机安装后，起钻前应用锚杆锚固，满足钻机回拉力支撑要求，土层坚硬和含水率低时，宜用直锚杆，土层较软时，宜采用螺旋锚杆。 钻杆使用要求： 1、钻杆的机械性能主要是强度和扭矩，其规格、型号应符合扩孔扭矩和回拉力的要求； 2、钻杆外径宜大于73mm，钻杆的曲率半径应补小于钻杆外径的1200倍； 3、钻杆的螺纹应该洁净，旋扣前应涂上丝扣油； 4、弯曲和有损伤的钻杆不得使用； 5、钻杆内不得混进土体和杂物以免堵塞钻杆和钻具的喷嘴。 泥浆制备： 定向钻进及扩孔应该按地层条件配制泥浆，泥浆性能指标的调整应该符合下面要求： 1、粘度应能维护孔壁稳定，并将钻进屑携带到地表； 2、泥浆的失水量控制，一般地层30min内泥浆的失水量宜控制10-15ml，水敏性易坍塌和松散地层失水量宜控制5ml以下； 3、泥浆的PH值应控制在8-10之间。 护孔泥浆应在专用的搅拌器中配处理制，并具有足够的供应量，从钻孔返回的泥浆及时外运，满足工程文明施工和环保要求。 护孔泥浆应视不同扩孔阶段分别选用泥浆压力与流量，不可所有阶段都用同一种压力与流量。 试钻： 确定两个位置，试钻拖拉，如果没有问题进行下一步骤。 导向孔钻进： 导向孔钻进要遵循以下规定： 1、钻机开动后，必须先进行试运转，时间不少于15分钟，确定各部分运转正常后方可钻进； 2、首根钻杆入土钻进时，应采用轻压慢转的方法，稳定入土点位置，符合设计入土倾角后（如下图所示）方可开始钻进； 入土倾角 3、导向孔钻进时，造斜段探测控制点设置间距为1.5-3.0m，直线段可按一根钻杆长设置，现场按要求填写好记录，并应绘制出钻孔轨迹剖面图； 4、造斜段曲线钻进时，应按地层条件及时调定推进力，防止钻杆发生过度弯曲； 5、导向孔轨迹偏差不得大于终孔直径，超出误差允许范围应退回进行纠偏； 6、二程式拖拉法导向孔应按管道设计高程及坡度控向钻进，钻头光源必
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