燃气管线穿越南港铁路七——顶管机顶进流程

（十四）、正常顶进

1、顶进参数控制

1）、泥水仓压力控制值为110KPa。泥土仓压力控制值初步定为125KPa，待机头进入正常的土层后，静置24h，观察顶管掘进机土层压力表上的值，若此时值与该值不符，则以测定值为准，并对原来计算的总推力值进行相应的调整。

2）、 管道顶进方向控制，机头后的砼管子机头采用刚性连接以提高顶进时的直线度。

3）、 推进速度，一般控制在10mm/min左右。

4）、泥水管理：泥水式机头泥水比重控制在1.15～1.25之间，并做好泥水与泥渣的分离与泥渣的排放工作。

5）、轴线控制：管道每顶进200mm～300mm时测一次中心轴线，若发现偏移趋势就进行纠偏，当偏移量达到20mm时，立即停止顶进，查明原因，在制订出切实措施后再继续顶进。为确保顶管轴线的正确，勤测勤纠。

2、泥水平衡顶管时机头操作顺序

当机头就位后，首先接通机头刀盘旋转电源，开动刀盘，使其向左或向右旋转，再接通进泥泵和排泥泵电源，使循环泥浆由进泥管进到泥水平衡仓，充满泥水平衡仓，由出泥管回到泥浆池，形成循环泥浆管路。再接通机头刀盘顶进电源，使刀盘主轴向前行进，同时开动基坑内顶镐，推动机头向前行进，若机头已顶进3节管后，应在顶进时注入触变泥浆，当顶进1节管的长度后，关闭机头进泥阀门和出泥阀门，并用排泥泵将管路中的泥浆抽空。卸掉基坑内各种接头软管和电缆管路，使主顶镐回缩，移走顶铁，用吊车将混凝土管下到位，重新快速连接各种接头软管和电缆管路，使顶管就位，重复以上操作步骤循环顶进。

3、注浆减摩：

管道外周空隙的形成主要有三个因素：

一是顶管工具管比管道外径略大；

二是工具管纠偏；

三是工具管及管道外周附着粘土而形成，需及时将触变泥浆填充于其中才能使其达到支承土体和减阻的目的。

这就要求对顶管机头尾部的压浆要紧随管道顶进同步进行。在顶管顶进过程中为使管壁外周形成的泥浆环始终起到支承土体和减阻作用，在中继环和管道的适当点位还必须进行跟踪补浆，以补充在顶进过程中的触变泥浆损失量。一般压浆量为管道外周环形空隙的1.5～2.0倍。

4、注浆设备系统

注浆分为机头同步注浆和管道补浆两部分，采用同一根总管和同一种浆液配方。本工程施工用的膨润土触变泥浆是在地面压浆站配置后，通过液压注浆泵压入输浆总管及管节上设置的环形分管。注入至顶管机及管节的各个注浆孔形成管节外围泥浆套。

5、注浆孔布置

注浆砼管的安排：在掘进机头后连续放4节有注浆孔的砼管子，然后隔2节管子放1节有注浆孔的管子，这样放设4节带注浆孔的管子后，每隔6节管子安放一节有注浆孔的管子，在中继环前后各连续放3节管子。

6、浆液的配比及性能指标

由于采用了压浆和补浆只用一种性能适当的触变泥浆，为满足要求，确定泥浆的配制采用商品膨润土粉，泥浆分散剂为碳酸钠（Na2CO3），增粘剂为钠羟甲基纤维素（CMC），泥浆的配比及性能指标见下表。

表6-10    触变泥浆的配方和性能指标

制备泥浆的设备和方法

●1）、 制浆设备

高速回转式搅拌机，最为常用的是叶片搅拌机

搅拌试验的结果：膨润土溶解至93%时所需时间为4min。100%溶解时间是9min。考虑到膨润土的溶胀，对于在使用之前可以放置较长时间的泥浆，其搅拌时间应为7～10min左右。

●2）、 泥浆制备方法

一般新鲜泥浆的搅拌时间可控制在5～10min之间，当加入难溶于水的外加剂时，应取较长的时间。

CMC是很难溶的物质，要使CMC溶解，可以在泥浆搅拌过程中，慢慢地一点一点地往泥浆中掺加CMC粉末，这对增加泥浆粘度是最有效的方法。若事先用清水溶解CMC成1%～3%的溶液，然后再掺入泥浆里也会很容易地混合起来。

●3）、 制备泥浆的顺序

一般制备泥浆的顺序为：1水；2膨润土；3CMC；4分散剂；5其他外加剂。

由于CMC溶液可能会妨碍膨润土的溶胀（膨润），所以要在膨润土之后放入。

●4）、 泥浆的贮存

根据膨润土的膨润特性，泥浆在贮浆池内最少要贮存12h以上。一般贮存泥浆采用钢制贮浆罐。

7、泥浆施工

由于顶管机头外周空隙是压浆的主要部位，施工中采取同步注浆方式，即在机头被顶进过程中所有补浆管路关闭，只开通注浆管路，注浆量要根据机头型式具体情况具体确定，主要以压力控制，约为0.2～0.3MPa（太高的压力会产生触变泥浆向机头前端泥土仓（泥水仓）内串聚，使机头段周围泥土在泥浆液压的作用下形成一定的空隙容纳触变泥浆。

在后续管道的四周泥浆套，补浆按顺序进行，定量压注每班不少于2次。洞口注浆压力和注浆量根据洞口止水装置情况实际确定。施工中应坚持“先压后顶、随顶随压，及时补浆”的原则。

8、注浆工艺流程

地面制浆→总管阀门打开→开启支管阀门→启动压浆泵→送浆（顶进开始）→管节阀门关闭（顶进停止）→总管阀门关闭→井内快速拆开接头→下管节→接总管→下一个循环。

9、泥浆置换

在顶管结束后，立即用纯水泥浆置换膨润土泥浆，水泥浆水灰比为0.4，置换量约为：

Ф1000管：0.12m3/m

10、沉降控制：

根据地面沉降监测反馈信息及时调整土压力控制值，出土量与顶进速度，若发现沉降值超标，立即停止顶进，查明原因，采取相应措施后才能重新顶进，确保地下管线与地面建筑物安然无恙。

11、机头姿态控制

参见：顶进中线型控制及量测设备节和“机头纠偏操作”。

12、排泥系统与弃土

在泥水式顶管施工中，要使挖掘面保持稳定，必须向泥水舱注人一定压力的泥水。泥水在压力作用下向土体内部渗透，在开挖面形成一层泥皮。泥皮的作用，一方面阻止泥水继续向土体内部渗透，另一方面，泥水的压力通过泥皮作用在开挖面，防止坍塌。不同土质要求泥水的比重也不一样。在粘土及粉土中，一方面渗透系数极小，土体本身已具有泥皮的作用，较小的水压力 就能稳定开挖面，另一方面土体本身又能造浆，因此对泥水的比重不必严格要求，甚至清水也能护壁。在淤泥及淤泥质土中，由于土体本身不够稳定，土体扰动后液化，更不稳定。虽有泥水护壁作用，仍会产生开挖面失稳。因此不能完全依赖泥水，还应辅以机械平衡的措施。