干货 | 顶管施工关键技术

01. 岩石顶管机设备选型与设计

顶管机通常分为土压平衡式和泥水平衡式两种:土压平衡式顶管机适用于地层条件相对好、地下水不丰富地段,对受到小断面、长距离出渣运输条件制约的隧洞不适用;泥水平衡式顶管机适用范围广, 可通过对掘进泥渣进行改良变成泥水排出洞外,洞外进行泥浆制备和处理。

02. 润滑减阻技术

常规顶管施工中,管节外壁摩阻力远大于正面阻力,摩阻力与顶进长度成正比关系,适量注入触变泥浆,变固体间的滑动摩擦为固液间的滑动摩擦,将 极大地减小阻力,所以顶进施工中,适量使用触变泥浆是减小顶进阻力的重要措施。

触变泥浆通过两种途径注入管节壁后:一是随顶管机尾部的同步注浆一并加注;二是利用管节上多点对称预留孔均匀地向管节壁后注入,使之填充 于管节外壁和周围土体间的空隙,形成泥浆套,减小管壁与土体间的摩阻力。

触变泥浆刚注入时为胶状液体,具有很好的流动性和润滑性;静置一定时间 后,泥浆呈胶凝状,对土体形成一定的支撑作用;继续顶进时泥浆被触动,在其特性作用下,再变为胶状 液体.顶管施工过程中,触变泥浆呈液态—凝胶 状—液态交替循环变化,直到顶进贯通。

围岩较好的富水段, 根据实践,触变泥浆流失量大,被稀释后几乎失去应有的润滑效果,可以选择性停止注浆或者单纯注入高分子材料。

03. 长距离导向技术

在长距离顶管施工中方向控制至关重要

方向控制操作要点如下:

（1）严格控制趋势值

（2）合理确定控制测量漂移值

（3）加强顶进与控制测量的密切配合

（4）结合地质条件,总结经验

（5）复核测量

04. 长距离纠偏施工技术

(１)纠偏原则

实现管节按设计轴线顶进,做好顶进轴线偏差的控制和纠偏量的控制是关键，及时调节铰接油缸的行程,使其能持续控制在轴线范围内。顶管操作纠偏控制原则:“勤纠、缓纠、提前纠”, 要注意掌握轴线变化规律,多次纠偏,每次少量纠正;在出现大的突变的情况下或者变化较大的情况下,不急于纠偏,以较长的距离来实现纠偏,确保顶管能顺利

(２)纠偏技术措施

顶管偏差校正以预防为主, 不能等到产生明显超差时再进行校正。陀螺仪导向系统由于其显示偏差为计算值,在顶进过程中容易出现测量设备偏航角与实际偏航角不一致的情况, 就会出现较大的偏差。因此,为了尽可能减小偏差, ２０ ~４０m进行一次控制测量。顶进距离１０００m 以上,因测量误差几率增大,应根据实际偏差进行控制测量,必要时1０m 测量一次，要结合实际工况严格执行操作规程,勤测量、勤纠偏、控幅度、勤复核,避免大幅纠偏造成顶进困难、管节异常损坏单次纠偏量宜控制在５mm内。

长距离岩石顶管隧道施工技术在我国水利工程领域的应用会越来越广,同时工程条件对顶管机设计技术与施工技术的要求会越来越高。

在如何有效应对断层破碎带、高压富水、围岩收敛与掉块、触变泥浆长期稳定性以及提出适应岩石顶管施工的指导理论等问题上,仍需结合后续工程继续系统研究、不断积累经验。