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浅谈卵石、岩石泥水平衡顶管机施工的技术应用

作者: 发布时间:2018-06-06 浏览次数:3513
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  原创:郑权,洛阳典牛市政工程有限公司


  浅谈卵石、岩石泥水平衡顶管机施工的技术应用


  近年来随着泥水平衡顶管施工的普及,全国各地几乎都在进行着顶管施工,从宏宇顶管机在全国施工的土质分析,比较难施工的土质是沙卵石土层。为什么这么说呢?沙卵石土质施工中***常见的问题是地面沉降难控制,另一个问题是总是堵管和顶力过大,那如何解决这些问题呢?


  施工案例


  根据卵石的含量及大小,选择顶管机结构形式很关键,宏宇顶管机有着多年沙卵石顶管施工经验。甚至用宏宇大刀盘椎体顶管机经过改造,施工沙卵石的案例也很多,如:齐齐哈尔NPD800~NPD1800、西安NPD1350、NPD2000、NPD2200等卵石含量从30%至70%不等,卵石大小2CM至20CM。广东江门800~1000使用宏宇原装卵石顶管机***长施工距离200米左右,平均120米每段,800和1000各3千米左右,管顶覆土4至6米,卵石含量从30%至70%不等,卵石大小2CM至30CM。顶力在150至250吨左右,管材F型加强管,地面沉降2CM以内。2018年5月云南洱海管径1000,施工1千米左右刚刚完工。四川成都、辽宁沈阳、内蒙等地区都在进行着沙卵石顶管施工。


  设备的选择


  一、顶管机的选择:1、设备功率足够大,破碎卵石需要消耗大的扭矩。2、需要二次破碎,破碎成一定大小颗粒,利于管道输送、不宜沉积。


  二、水泵选择:要求耐磨沙石泵或渣浆泵,通过固体直径6CM以上,根据管径的大小,顶距的长短,合理的选择水泵的流量和扬程。常用的泥浆泵就不要用了,***快几个小时就要换叶轮或泵壳了,维修成本比较高,施工效率低。另外及时加中间泵(管道距离较长时)。


  注意事项


  一、由于沙石的比重比较大,要求泥浆浓度要高(必要时要造浆:搅拌膨润土注入泥浆池),管内水流的速度要快,防止卵石沉积堵塞管道。


  二、在布置排水管线时应减少管线弯头的数量,每增加一个90度弯头,管内流速降低10%~20%,使用弯头也要用大弧度90度弯头不要用小弧度90度弯头。


  三、在排泥泵前端所有管接头要求不要有漏水漏气现象,如有以上现象正常循环过程中会降低管内水的流速。管内流速低会造成沙石的沉淀,容易堵管。


  四、要求顶管机破碎后卵石颗粒直径不要超过4CM,否则容易堵管。


  五、在顶进过程中容易出现顶力过大现象,要求这种土质工作基坑所承受顶力应大于管材所能承受压力,简易工作坑不适合沙卵石顶管施工,如钢板桩井、逆做法井、锚喷井,***好的工作坑为沉井或满足其顶力的其它结构工作基坑。


  顶力过大


  顶力过大产生的原因:在沙卵石土质中真正的摩阻力并不是很大,顶力增加来源于两个方面,一是迎面阻力,二是由于塌方作用在管线上的土压力。迎面阻力的产生是由于顶管机排沙石量不够,也就是进入泥水仓沙石量和顶进的速度不平衡。由于开口率不足形成进入沙石量不够,可以增加开口。速度过快可以降低顶进速度来减少迎面顶力。塌方形成的顶力过大,刚好和迎面顶力相反,是由于进到泥水仓的沙石过多,顶进速度过慢,没有达到平衡状态。有时明知道增加顶进速度可以达到平衡,但顶管机电机电流过大,这种情况只能控制顶管机进入泥水仓的沙石量,即封堵进泥口,以达到平衡。然而现场情况又不是理论下的那么简单,如排的沙石颗粒比较大,排水管内水流速度降低,易堵塞管道,在疏通管道时形成塌方造成顶边过大等等。减少摩阻力的方法有:通过管壁外面涮蜡并用喷灯烘烤,使蜡融到管壁内。和在顶进过程中往管壁外注触变泥浆(膨润土浆液)进行减阻,常顶管施工的都知道。如何注浆才更有效果,我们在以后文章详细介绍。


  地面塌陷


  由于在顶进过程中排沙石的量过多,顶进速度过慢宜造成地面塌方,在施工过程要控制排沙石的量和顶进速度使之达到平衡状态,来控制地面塌陷。除了通过控制进入泥水仓沙石量和顶进速度,还有一项重要的措施,和上述方法一起使用能更好控制地面沉降,那就是泥浆池内水要用浓泥浆做进排循环水,当泥水仓内充满浓泥浆时,并存在一定的压力,外部的沙石进入泥水仓量就会少,由于泥浆浓度比较高,沙石在管道不易沉淀形成堵塞管道。


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