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十二里河河道综合治理工程施工组织设计


6.6.14.2 工作步骤 ?制定方案 触变泥浆的加注应按施工方案进行,顶管完毕应通过注浆进行管外空 隙填充和泥浆置换。施工方案应包括以下内容。 ①泥浆配合比、注浆时及注浆压力确定。 ②制备和输送泥浆的设备及其安装规定。 ③注浆系统及注浆孔的布置。 ④顶进洞口封闭泥浆的措施。 ⑤填充注浆和泥浆的置换。 ?加注触变泥浆 ①顶管机外径宜比顶进管材外径大 4~6cm, 注浆后使土体与管材间形 成 20~50mm厚的泥浆环。 ②应根据管道直径、土质条件、计算注浆量等确定每个注浆面上注浆 孔的数量。本工程每根管距插口 2米处设置 2个注浆孔,注浆孔成 120° 分布。管道贯通后及时处理丝堵和其防腐。 ③注浆应从顶管机后的第 1、2节管开始进行,并通过对注浆分闸门的 控制,使管道的前端在顶进过程中始终得到注浆补充。 ④顶进过程中还应通过后续管材的补浆孔进行补浆,补浆孔的间距和 数量取决于土质、顶速等,宜相隔 2~5节管材布置补浆孔。 ⑤注浆压力因管道上方土体的塌落程度、土体的渗透系数以及注浆 管路沿程压力损失等而存在差异,注浆压力控制宜遵循以下原则: A、浆液能以较平稳的工作压力连续注入。 B、防止浆液窜入管道内。 C、注浆压力的上限不允许超过管道上方覆土的承压能力。 ?填充注浆 顶管终止顶进后,应向管外壁与土层间形成的空隙,或减阻触变泥浆 层进行充填、置换,保障被穿越的地面构筑物安全。注浆应符合下列要求:

①应由管内均匀分布的注浆孔向外测空隙压注浆液;注浆应与地面监 控相配合,应采用多点注浆将管道与土层的间隙充分填满,注浆量宜按计 算空隙体积的 200%控制。 ②注浆压力应根据管顶覆盖土层的厚度计算或试验确定,宜为 0.1~0.3MPa。 ③注浆结束后,应在规定时间内将注浆孔封闭。 6.6.14.3 触变泥浆浆液配比 触变泥浆减摩时顶管施工中减少顶力的一项重要技术措施,在顶进过 程中,通过顶管机尾部的同步注浆与管道上的预留孔向管节外壁压住一定 数量的减摩泥浆,采用多点堆成压住使泥浆均匀地填充在管节外壁和周围 土体的空隙来减小管节外壁和土体间的摩阻力,起到降低顶进时阻力的效 果。在管节外壁能否形成完整的泥浆套,将直接影响到泥浆的减摩效果。 减摩泥浆采用触变泥浆,该浆液性能稳定,且有良好的触变性,又有一定 得稠度(浆液配比见下表)。施工过程中,泥浆应保证不失水、不沉淀、 不固结,泥浆的配比应根据不同的地质情况做相应的调整,使泥浆适应土 层的特性,起到预期的减摩效果。施工过程中还可配制特殊的泥浆以满足 顶进施工中的特殊要求。一般膨润土的配制按下表中所示比例进行,根据 实际试拌情况再行调整。 浆液配比表
膨润土 8% 纯碱 4‰ 掺加药剂 CMC、PHP 漏斗粘 度 1′ 19″2 视粘度 CP 21 失水量 ml 12.6 终应力 80 比重 1.048 稳定性 0~ 0.001

以上仅为普通配方,泥浆供应商另有根据数年实践经验及几十次实验 而研制的独特配方,可以使顶进时的摩阻力最低降到 0.25t/㎡,可以大大 减小顶进阻力。 6.6.14.4 泥浆的压注方法 ?注浆压力的确定 , PA=(2~3)γ h h---管道的覆土深度, h=7.64m;

γ ---土的重度 , γ =17KN/m?;经计算 PA=259.76~389.64kPa。 ?注浆时泥浆压注压力不宜过低,如果触变泥浆压注压力 P<PA,则 管外侧压力大于注浆压力,触变泥浆无法注入到管道四周,不能形成泥浆 套;如果 P≥PA,太高了容易产生冒浆,泥浆流失增加,不易形成浆套; 而且过高的压力作用在管子上时,会增加管子周边的正压力,使顶进时的 推力增加。 ?为了使触变泥浆套的压力在停注后不能过快降低,在工作井内注浆 总管上设置单向阀,不使其回浆。 ?泥浆的压注采用在顶管机压浆,管节等处连续补浆的方法。对掘进 机压浆要与顶进同步,以迅速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好的膨 润土泥浆套。 ?补浆是在已有的泥浆套基础上改善泥浆套,补充其损失量。掘进机 尾部第一压浆孔后设置第一道补浆孔,此后根据设计管节上的补浆孔及时 补浆,以保证管道外围空隙连续充满触变泥浆,补浆始终要坚持从后向前 补压和及时补浆的原则。在顶进过程中,要经常检查各推进段的浆液形成 情况, 还可以通过中继环和主顶装置的油压值推算出各段的注浆减阻效果, 从而及时加以改进。 6.6.14.5 触变泥浆估算消耗量 由地质资料可知,顶管所处土层的含水量较少,因此,触变泥浆的浓 度需适当大些,才能在管外围形成润滑浆套,触变泥浆的耗量略大于地层 土体的损失量,经计算每顶进 1m触变泥浆的消耗量为: V=π /4?(2.322-2.222)?2.0=0.71m?。 6.6.15 泥浆的安排及处理 泥浆处理装置将管道顶进过程中排出的泥浆通过排泄管排出至泥浆沉 淀池,沉淀后然后由封闭式运输车将泥浆运至指定地点废弃。 由于土的可松性,在理论上切削下的土体混合体积增大 1.3倍。实际 每顶进 1m产生的泥浆量可用下式计算:

2

2

V=π ?D /4?1.3=π ?2.22 /4?1.3=5.03m?。 6.6.16 压浆孔的处理 顶管顶进完成后,对管节上的压浆孔进行封堵措施。 6.6.17 泥浆置换 顶管完成后及时对管道外壁进行充填加固,把原注入的膨润土浆置换 掉。 本段管道顶完后,立即用水泥砂浆置换润滑泥浆,以确保管道外围土 体有足够的支撑和减少渗漏水。然后对管缝及注浆孔按照设计要求进行封 堵。通过管道内部的压浆孔压注,注浆次数不少于三次,两次间隔时间不 大于 24小时。每二节混凝土管编为一组,分为注浆孔与排浆孔。将注浆泵 清洗干净,吸浆龙头放入灰浆池内,开启注浆泵,打开第一组注浆孔,当 第一组排浆孔冒出灰浆后,关闭阀门,再打开第二组,以此类推,直到全 线完成。再关闭所有阀门,保压三十分钟,保压时注浆压力为 1 MPa。 泥浆置换完成后,应拆除主通道浆管和管内弧形浆管就地清洗,以免 浆液凝固堵塞。 6.6.18顶管机的接收 ?接收坑的开挖、支撑方式与工作坑类似。 ?接收坑的尺寸应满足顶管机与首节管材脱离后进行设备检查、维护 及吊运所需空间要求。 ?接收坑应预留顶管机出洞口,洞口直径宜大于顶管机直径 10~ 20cm。 ?顶管机临近接收坑井壁 1~2m时,应调整、控制顶管机顶进速度, 加密对顶管机轴线的测控。

掘进机进入接收井前的复核应测量顶管机所处的方位, 是确认顶管状 态、评估掘进机出洞状态和拟定施工轴线及施工方案等的重要依据,使掘 进机载此阶段的施工中始终按预定的方案实施,以良好的状态、准确无误

地进入接收井内。 ?顶进机出洞前洞口出体加固 根据顶管的进展情况,为保证掘进机能顺利进入接收井,放置掘进机出 洞后水土沿工具管和井圈之间的建筑空隙涌入接收井内,保证井内接头能 顺利施工。如果发现地质较差,在掘进机到达接收井前,可对洞口土体进 行注浆加固,加固范围洞口前 5m范围内,洞口四周距管道外侧 2~3m。 ?凿除砖墙 在接收井砖墙封门破坏后掘进机头应迅速、连续顶进管节,尽快缩短 出洞时间。掘进机整体进洞后应尽快把机头和混凝土管节分离,并把管节 和接收井的街头胺设计要求进行处理,减少水土流失。 6.6.19 顶管顶进与地质形变控制 顶管引起底层形变的主要因素有,掘进机头开挖面引起的底层损失, 机头纠错引起的底层损失,机头后面管道外周空隙因注浆填充不足引起的 地面损失,管道在顶进中与地面摩擦而引起的地层扰动,管道连接渗漏而 引起的地层损失。所以在顶管施工中要根据不同的土质、覆土深度和地面 沉降的情况,配合测量报表的分析,及时调整泥水与土压的平衡值,同时 要求坡度保持相对的平稳,控制就偏量对土体的扰动。根据顶进速度,控 制排泥量和底层变形的信息数据,及时调整注浆压力和注浆量,从而将轴 线与地层变形控制在最佳的状态。 6.6.20 顶管过程中的应急措施 由于本顶管工程所处土层稳定性较差,因此本工程在顶管施工时可能 遇到一些意外情况,如土质突然变化、发生涌水现象、遇到障碍物等,必 须采取有效的措施来处理。 ?土质突变硬 土质突然变硬, 说明刀盘可能遇到硬土砂等, 它会造成刀盘转矩变大, 这可以通过操作台上刀盘电机的电流来判断, 此时则向土仓内加入水或泥 浆,掘进机上设有加泥孔,其目的就是用来加泥的。

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