长距离顶管施工泥浆减阻效果最优配比试验研究

长距离顶管施工的最大障碍是随着顶进长度的增加管外壁摩阻不断增大,以至于达到或超过靠背和管材的抗压能力,因此需要在机头位置注浆和沿线补浆,形成润滑泥浆套,降低阻力,使得顶进能够顺利进行。现有减阻泥浆配比单一,性能不能满足在不同土质条件下的顶管施工。在粉土粉砂层中,易失水、易向土层渗透损失,护壁效果差,泥浆套形成不完整,泥浆消耗量大,减阻性能不佳。针对本项目长距离顶进,通过创新的减阻材料,显著降低管外壁摩阻,实现管道顺利顶进。

泥浆减阻综合性能及泥浆自动化加注系统研制与应用

注浆广泛应用于非开挖长距离地下管道铺设中。其中长距离顶管中,顶力控制问题直接关系到顶管工程的成败,尤其是在复杂地层超大直径顶管施工中,管外壁与土层接触面积大,摩阻力大。在曲线顶管中,管道弯曲前进,也加大了管外摩阻力,加之长距离管道,顶管施工时间长,管外土层大多处于饱和状态,极不稳定,顶管施工时极易造成管节背土,顶管阻力急剧增加导致顶管失败。

顶管工程泥浆减阻的研究与应用

阜阳水系治理项目涉及的26条河道中,主要采用d800-d2600钢筋混凝土管,截污管道顶管施工里程就有88km之多,因此在一定程度上可以认为泥浆减阻技术的运用是否成功,决定了本项目的成败。基于此,通过对顶管施工过程中按照“人、机、法、料、环”五个方面对影响泥浆减阻效果进行原因分析,找到影响触变泥浆减阻的重要原因,从触变泥浆配比黏度、稳定性(析水率)和失水量三个特性进行深入研究,通过研究结果在顶管施工中的应用,成功提高泥浆减阻效率。

考虑泥浆减阻作用的顶进力分析

非开挖施工顶管法在城市内狭小的工作面积条件下极为适用,其中顶进力的分析计算是顶管施工极为重要的参数。本文阐释了顶管施工顶力的组成,分析了顶管泥浆减阻顶进时管、泥浆、土的接触状态,探讨了在泥浆减阻下顶力的变化,优化了顶推力的计算公式,结合实际工程,得出了优化公式的可行性。

泥浆减阻综合性能及泥浆自动化加注系统的研究

注浆广泛应用于非开挖长距离地下管道铺设中。其中长距离顶管中,顶力控制问题直接关系到顶管工程的成败,尤其是在复杂地层超大直径顶管施工中,管外壁与土层接触面积大,摩阻力大。在曲线顶管中,管道弯曲前进,也加大了管外摩阻力,加之长距离管道,顶管施工时间长,管外土层大多处于饱和状态,极不稳定,顶管施工时极易造成管节背土,顶管阻力急剧增加导致顶管失败。

超长距离大口径钢顶管泥浆减阻系统设计

闸述了上海青草沙严桥支线C4标的施工中,超长距离(1 960 m)大口径(φ3.6 m)钢顶管泥浆减阻系统的泥浆孔布置形式及减阻泥浆配比设计方案。经过施工验证,该系统有效减小了超长距离顶管摩阻力,减少了中继环的使用数量,提高了顶管施工的施工工效和施工质量,可为同类型工程提供借鉴。

膨润土种类及黄原胶含量对减阻泥浆性能的影响

减阻触变泥浆在地下综合管廊顶管施工中具有支撑、填充、润滑等重要作用。本文对减阻触变泥浆中主要原材料—膨润土的种类及含量对泥浆性能的影响进行了实验研究。结果表明:减阻泥浆的漏斗粘度、失水量和析水率等性能指标随钠基、有机和钙基3种膨润土含量的变化规律基本相同。由钠基或有机膨润土配制的泥浆失水量性能优于钙基膨润土,但钙基膨润土在泥浆漏斗粘度性能上表现更好;由上述3种类型膨润土分别配制的泥浆析水率性能相当。另外,本文还研究了黄原胶含量对减阻泥浆性能的影响,实验结果表明添加黄原胶能显著降低减阻触变泥浆的失水量,并在一定程度上提高泥浆的漏斗粘度。

扭剪仪在顶管泥浆减阻性能试验中的应用研究

研究了昆明宝象河流域排水收集系统改造工程中的富水圆砾地层顶管施工中泥浆的减阻作用,设计了一种适用于砾石土的大型剪切仪,称之为扭剪仪,以对不同配比泥浆与圆砾土样混合物进行剪切试验,最后结合已有的缩尺模型试验结果讨论了该扭剪仪的合理性。试验表明:添加适量的高分子化学泥浆粉显著改善了泥浆的减阻性能,但过量添加反而有抑制作用,0.06%质量占比的高分子化学泥浆粉是最优值;扭剪仪能满足砾石土剪切试验的需求,有效减小了试验误差。通过与缩尺模型试验结果对比验证了扭剪仪在研究泥浆减阻性能方面的可靠性与实用性。

地铁车站出入口工程顶管法施工泥浆被污水渗入后的性能分析

[目的]顶管法施工容易造成施工区域内老化的污水管破裂,进而导致污水沿土体渗入触变泥浆内,对触变泥浆的性能造成一定的影响。为确保施工安全,需研究污水渗入触变泥浆后的性能指标变化规律。[方法]以济南市轨道交通2号线宝华街站1号出入口工程为例,结合该站出入口因顶管下穿导致污水管破裂的施工工况,研究了污水渗入后触变泥浆的性能指标变化规律,并通过减阻试验分析了污水渗入对触变泥浆减阻效果的影响。[结果及结论]污水渗入后,触变泥浆性能发生了劣化,泥浆的漏斗黏度减小,析水率及失水量大幅增加。污水中无机盐的正电荷与泥浆土颗粒的负电荷相互吸引,导致泥浆Zeta电位从稳定的31.0 mV降至20.0 mV以下。污水渗入导致大粒径土颗粒质量分数明显增加,泥浆发生团聚沉淀现象,这是泥浆析水率大幅增加的原因。污水渗入还导致泥浆的减阻效果降低,摩擦因数及顶管顶推力增加。

高水压复合地层顶管工程触变泥浆配比研究

触变泥浆减阻技术是长距离顶管工程的关键环节,内蒙古引绰济辽蛟流河顶管作为目前国内土-岩复合地层条件下大口径最长距离钢筋混凝土顶管工程,以此为例介绍了机械顶管穿越不同地质条件时对触变泥浆配比进行针对性的优化设计,可减少高水压地质条件下触变泥浆沿地层裂隙的流失量,有利于泥浆套的稳定,保证了背景工程的顺利实施,可为类似工程提供借鉴。

聚丙烯酸钾插层复合膨润土减阻触变泥浆制备、表征及应用研究

以膨润土、羧甲基纤维素钠、黄原胶、磺酸盐共聚物和聚丙烯酸钾为原料,与定量水经物理搅拌溶解,利用聚丙烯酸钾对膨润土的插层作用,制备出复合膨润土减阻触变泥浆,分析了其粘度、比重、含砂率、pH、滤失量等指标,采用X射线衍射图跟踪分析插层效果。结果表明,制备的减阻触变泥浆的比重为1.02,30min滤失量为10mL,相比不掺聚丙烯酸钾,触变泥浆片层大部分剥的层间距离增大了0.178nm。并在江苏某工程项目进行现场应用,通过流变性能测试结果,得出触变泥浆的静切力与动切力的值,然后计算出管节的摩阻力大小,验证了聚丙烯酸钾插层复合膨润土减阻效果,摩阻力降低了30%,为类型工程的顶管施工提供了工程和理论依据。现场困难,为类似工程积累了施工经验。

长距离大直径混凝土顶管中的减阻泥浆研究与应用

顶管减阻泥浆是长距离顶管工程能否顺利进行的关键,上海市污水治理白龙港片区南线输送干管为目前国内最大直径、同直径最长距离混凝土顶管。以此为例,介绍了减阻泥浆配比及注浆工艺工程应用减阻效果良好,保证了背景工程的顺利实施。

不同外加剂对顶管施工用减阻泥浆的性能影响

对比了不同掺量的3种外加剂聚丙烯酰胺(PAM)、羟甲基纤维素钠(CMC)和温轮胶(WG)对减阻泥浆工作性能、流变性能与触变性能的影响。结果表明,随着PAM掺量的增加,减阻泥浆的吸水率呈现先增加后减小的趋势,而黏度增长幅度十分显著,与其相比CMC和WG可更有效地改善减阻泥浆的性能。随CMC掺量的增加,减阻泥浆的黏度明显增加,失水量减小,但失水量降低数值较小。温轮胶可以在提高体系黏度的同时降低失水量,两者呈现出良好的协调性,并且表现出更优异的耐温性能,减阻泥浆性能在40℃的性能更稳定;但其对流变性能与触变性能的改善并不如CMC明显。

浅谈减阻泥浆对大直径混凝土顶管顶推力的影响

本文介绍了减阻泥浆在大直径混凝土顶管中的应用,现场施工得出的数据表明,采用减阻泥浆将大大减小顶管施工中的顶推力。

富水砂层小口径顶管注浆减阻与置换施工技术

顶管法作为非开挖地下管道铺设施工技术,被广泛应用于各类管道施工中。而顶管施工中注浆的好坏关系到工程的质量,目前,国内对富水砂层中小口径顶管施工中注浆减阻的研究较少,并且,在小口径顶管施工中,也存在注浆减阻管拆除、注浆孔封堵困难等难题。针对以上难题,文章提出了优化减阻泥浆并使用水泥浆置换的注浆工艺,配合辅助系统对注浆管进行拆除和注浆口封堵。结果表明,顶管施工质量满足要求,注浆管拆除和注浆口封堵效率均满足要求。

考虑管-浆-土接触状态的顶力计算方法

众多工程的顶管顶力估算值一般按照规范经验公式计算,而经验公式只考虑管道悬浮状态下的管浆摩阻力,没有考虑管土和管浆的接触状态,导致顶力估算值与实测值差异较大。为解决这一问题,在研究注浆减阻作用机理及管土接触模型理论的基础上,采用压力差的方法判断管-浆-土三者的接触状态,得到相应模型。再根据不同接触状态的受力分析,推导出相应顶力计算公式,并与规范公式、理论公式和实测顶力进行对比分析,结果与实测值结果相近,证明了本文公式预测顶力的准确性。最后根据实测顶力与顶程数据,得到管浆土平均摩阻力与顶程的变化关系,分析出顶管过程中管-浆-土接触状态的变化规律,为管-浆-土接触状态的顶力计算方法提供可靠依据。

长距离富水硬岩顶盾隧道施工技术

随着地下管网建设的可建条件越来越苛刻,地下隧洞施工地质水文条件越来越复杂,对地下空间开发的需求为却越来越强烈。为此,如何选择施工方法有效满足城市地下管网建设中非开挖、长距离、富水岩层等特殊要求,对提升城市地下管网机械化建设具有重要意义。通过实践证明本工艺可以实现低成本、高效率的施工,具有良好的经济效益和社会效益以及推广应用前景。

沉井在城市有限空间背景下的应用

沉井依靠井筒自重克服井壁与地层的摩擦阻力逐步沉入地下,当沉井不能有效下沉时,需要一定的助沉力才能满足要求,常用的助沉措施有压重法、触变泥浆减阻、空气幕减阻、桩基反压法、SS沉井工法等。通过总结在城市有限空间背景下采用沉井助沉措施的相关应用,为类似项目提供一定的工程经验。

复杂沿湖地质超深覆土超大口径超长曲线顶管施工技术研究

因顶进阻力大、穿越地层复杂等因素,大管径长距离顶管施工控制难度大。依托海绵城市建设综合达标工程项目,针对沿湖地质超深覆土超大口径超长曲线顶管施工,研发了高效携砂剂润滑减阻泥浆自动压注和排泥管一管两用纠偏技术。前者通过泥浆内掺携砂剂,有效降低了长距离顶进阻力;后者可根据需要灵活调节压力,精度可控,兼具抽排水功能的同时实现了管外主动加卸载,有效防止顶管机头载头或上浮。