长距离大口径钢管斜顶管施工的难点及解决措施

浅谈复杂地质条件下大管径长距离顶管难点与对策发表时间：2015-09-15T11:38:49.647Z 来源：《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿作者：储建强[导读] 中铁四局集团有限公司市政工程分公司，安徽，合肥顶管施工技术是继盾构施工之后发展起来的一种非开挖地下管线施工技术。

储建强（中铁四局集团有限公司市政工程分公司，安徽，合肥，230000）【摘要】随着我国社会经济和城镇化的不断深入发展，不可避免会遇到一些复杂地质条件的开发与施工，在大量的市政工程项目开始采用大管径长距离顶管施工技术背景下，其在不断发展中也遇到了很多难点。

这里分析了长距离顶管施工过程中的主要难点，并介绍相应的关键对策。

【关键词】复杂地质；大管径；长距离；顶管技术；难点；对策引言：顶管施工技术是继盾构施工之后发展起来的一种非开挖地下管线施工技术。

其特点是节约用地；施工期缩短，减少工程量和工程造价；不破坏原状土，大大减少对沿线用地水土环境的污染。

基于上述优点，顶管施工技术近年来有了突飞猛进的发展，各种新方法新工艺不断出现。

这里着重介绍复杂地质条件下大管径长距离顶管施工难点与对策。

一、顶管施工技术概述顶管法施工,是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力,克服管道与周围土壤的摩擦力,将管道按设计的坡度顶入土中,并将土方运走。

一节管子完成顶入土层之后,再下第二节管子继续顶进。

其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起,同时把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。

二、复杂地质条件下的顶管施工概况厦门某海堤要进行拆除改造，原来铺设在海堤上的引水干渠和管道必须改造，采用方案为顶管法结合明挖管道敷设，即在原引水干渠段设置2 根DN2600 的钢管，中心距5.2—15.0m；原特供管设置1 根DN2000 的钢管。

单管顶进长度约830m，总长度约为2490m。

顶管均位于海堤北侧的海湾水域下，由设置于西侧的1#、2＃工作井往设置于北引大池内的1#、2＃、3＃接收井顶进，管中心标高-11.2m。

顶管施工中常遇到的问题及防治办法在顶管施工中，常常会遇到一些问题，如下所述：1、管材质量问题管材的质量是影响施工质量的重要因素之一。

如果管材质量不过关，就会导致管道的强度不足，容易出现管道变形、破裂等问题。

因此，在选择管材时，应该选择质量好的材料，并严格按照标准进行检验。

2、地质条件问题地质条件是影响顶管施工的另一个重要因素。

如果地质条件不稳定，就会导致顶管机在施工过程中遇到困难，甚至出现卡机、卡管等问题。

因此，在进行顶管施工前，应该对地质条件进行详细的勘察和分析，制定相应的施工方案。

3、施工设备问题施工设备的质量和性能也直接影响顶管施工的效果。

如果设备质量不好，就会导致施工过程中频繁出现故障，影响施工进度。

因此，在选择施工设备时，应该选择质量好、性能稳定的设备，并严格按照操作规程进行使用和维护。

4、施工管理问题施工管理是影响施工质量的重要因素之一。

如果施工管理不到位，就会导致施工过程中出现安全事故、质量问题等。

因此，在进行顶管施工时，应该加强施工管理，制定详细的施工计划和管理规程，并加强对施工人员的培训和监督。

为了避免以上问题的出现，可以采取以下防治措施：1、严格按照标准选择管材，并进行质量检验。

2、对地质条件进行详细的勘察和分析，制定相应的施工方案。

3、选择质量好、性能稳定的施工设备，并严格按照操作规程进行使用和维护。

4、加强施工管理，制定详细的施工计划和管理规程，并加强对施工人员的培训和监督。

管道轴线偏差过大可能导致管道弯曲、损坏和渗漏。

造成偏差的原因可能是地层正面阻力不均匀、顶管后背位移或不平整以及千斤顶不同步等。

为了预防这种情况，可以在施工前对地质情况进行调查并设置测力装置来指导纠偏，采用同种规格的液压千斤顶来保持顶力合力线与管道中心线相重合，加强顶管后背施工质量的控制，并随时绘制顶进曲线来指导纠偏工作。

地面沉降或隆起可能会影响管道周围建筑物、道路交通和管道等公用设施的正常使用和安全。

顶管施工难点及解决方案1、顶管进出洞口地基加固措施1.1地基加固方法顶管进出洞口措施是施工成败的关键。

在进出洞口先进行压密注浆地基加固，以保证顶管施工时顺利进出洞口（此外在进出洞口过程中还应保留喷射井点降水措施以作备用）。

地基加固范围为进、出洞口前5m，上、下、左、右各2m。

1.2注浆浆液配合比注浆浆液采用42.5普通硅酸盐水泥浆，水灰比为0.6，外掺2%水玻璃及2%膨润土。

1.3压密注浆流程：对不宜用清水冲洗的场地，可考虑用纯水玻璃或陶土浆灌满阀管内。

1.4注浆方法①、因压密注浆影响半径为600mm，有效半径为500mm，故确定布孔排距和孔距为1m。

②、注浆采用先外围、后内部的施工方式，以防止浆液流失。

③、改进注浆喷头，将常规直喷式改为滤网式喷头。

旨在增加注浆压力，扩大有效半径，增加水泥浆的渗透力。

④、每孔注浆时，自上而下逐段注浆，每次拔管间距不大于0.5m，注浆压力为0.25～0.35Mpa。

⑤、先将注浆管压入土层至设计深度，然后接上压浆机，边向上拔起注浆管边向土层内注浆。

通过控制注浆量和注浆压力来达到注浆要求。

2、顶管注浆、换浆措施设计要求顶管工程如顶进过程中摩阻力较大超过0.5T/m2要求进行注浆减阻。

在顶进过程中选择触变性能良好的膨润土制浆材料并设立同步注浆和管道补浆的两种措施，尽可能将膨润土泥浆套随机头向前移动，形成连续的环状浆套。

触变泥浆配合比为：膨润土12%，纯碱0.6%，掺加剂CMC适量。

触变泥浆由地面液压注浆泵通过φ50mm管路压送到各注浆孔。

在机头处应安装隔膜式压力表，以检验浆液是否到达指定位置，在所有注浆孔内要设置球阀，软管和接头的耐压力为5Mpa，支管直径为φ25mm。

在整个管道中每隔1个管子设1个补浆断面共4个注浆孔（要求在管道制作时预留），补浆应按顺序进行，每班不少于2次循环，定量注压。

注浆压力：大于地下水压力，注浆量为管道周边间隙的1～2倍。

顶进结束后，必须立即用纯水泥浆或水泥砂浆置换膨润土泥浆。

长距离顶管施工难点及技术安全控制分析长距离顶管施工是一种在城市建设和基础设施建设中广泛使用的技术。

它能够在不破坏地面或道路的情况下完成管道、河流或高速公路的穿越和连接。

虽然长距离顶管施工技术在工程建设中具有重要的应用价值，但由于施工难度大，风险高，安全问题备受关注。

因此，本文将分析长距离顶管施工的难点以及技术安全控制措施。

一、长距离顶管施工难点1.复杂的地质条件地质条件是决定长距离顶管施工难度的主要因素之一。

因为不同的地质条件会影响到施工的难度和安全，需要针对不同的地质情况采取技术措施。

特别是在沉积岩和城市地区的地下情况较为复杂，需要采用先进的技术手段。

2.管道长度与深度长距离顶管施工通常是通过顶管机进行，因此，管道的长度和深度是另一个决定施工难度的主要因素。

长距离顶管施工通常要求顶管机能够在地下挖掘直径为3米至5米的隧道，所以在施工过程中要保持隧道的纵向和横向稳定是一个关键的问题。

3.施工环境复杂长距离顶管施工需要大量的设备和人员，此外，由于地面交通等因素的干扰，施工环境十分复杂。

因此，施工现场安全和人员管理十分重要。

二、技术安全控制措施1.地质数据调查与分析顶管施工前需要进行详细的地质研究和数据分析，以确定不同地质条件下的管道顶管施工措施和施工方法。

对于复杂地质条件，需要采用高精度的地质勘探和测绘技术。

2.先进的施工设备和技术采用先进的施工设备和技术是提高长距离顶管施工效率和质量的关键措施。

例如，在地质状况复杂的区域，可以采用掘进机和综合机械；在城市地下管线密集区域，可以采用橡皮轮挖掘机，以适应狭小的施工工作空间。

3.安全监测和控制在施工过程中，需要严格控制地质变形、地质应力、管道变形等施工风险。

可以通过使用遥感技术、地质监控和引导钻孔技术等手段进行实时监测和控制。

4.人员管理和培训人员管理和培训是长距离顶管工程中的重要措施。

需要对施工现场进行人员培训，确保工人具备必要的技能和安全意识，在施工过程中严格执行安全标准，提高施工安全性。

长距离顶管施工中的问题与解决策略分析摘要：在长距离顶管施工阶段，由于环境、管径、顶进机械、施工技术等多方面因素的影响，在长距离顶管施工过程中极易出现一些风险故障。

因此，本文以某工程为例，介绍了长距离顶管施工原理，阐述了长距离顶管基础施工方法，分析了长距离顶管施工中常见问题。

并提出了几点针对性解决措施，以期为长距离顶管施工效益提升提供有效的借鉴。

关键词：长距离；顶管；工作井前言：XX清水管道穿越XX江，管道施工采用顶管推进法，为长距离大口径顶管施工。

XX顶管顶进工程最高日设计流量为19*104m3/d，压力流输送管道设计压力为0.58MPa，采用外径为2018mm、1987mm，壁厚为25mm钢管，管道长度为890m。

管道中心标准高度为-8.8m~-24.8m。

工程东西两端以沉井为主要连接渠道，沉井制作高度为16.9m。

其中东侧沉井为顶管接收井，接收井内径为8.8m，外径为11.9m，井底标准高度为-30.8m，制作高度为32.56m。

本文对该工程顶管顶进施工问题及优化措施进行了简单的分析，具体如下：一、长距离顶管施工原理概述长距离顶管施工主要是在顶管驱动下，利用土压平衡顶管设备，对土层进行处理。

在土压平衡顶管设备应用过程中，工作井内油缸为主要动力设备。

其可对顶管设备提供较大的推进力。

通过顶管推进期间设备、土层阻力相关作用，可促使土层盘旋运动[1]。

随后利用土压平衡顶管设备中大刀片，可将盘旋土层卷出，以达到土体降压、控温的作用。

在这个基础上，利用机器将土层由地下传送至地上，可完成整体管道施工工序。

二、长距离顶管施工中的问题及原因2.1长距离顶管顶力不足长距离顶管顶力与其顶进长度成正相关。

由于管道强度的约束，顶管顶进长度并不能无限制增加。

这种情况下，普通长距离顶管施工过程中，就需要在管道尾部施加一定顶力。

由于管道强度对顶管顶力施加具有一定影响。

再加上土层阻力的限制，在长距离顶管施工过程中，极易出现长距离顶管顶力不足的情况。

长距离顶管主要技术措施一、概述长距离顶管是指在地下钻孔的同时，通过液压顶管技术将管道送入地下，达到在地下铺设管道的目的。

由于地下环境的复杂和不可控性，长距离顶管的施工过程相当复杂，需要遵循一些关键技术措施，以确保施工的顺利进行和管道的成功铺设。

二、技术措施1. 选用适当的材料长距离顶管需要使用高品质的钢管作为管道材料，同时需要保证固有强度、刚性、耐腐蚀性等标准，以适应复杂的地下环境和运输过程。

此外，还需要选用合适的密封材料和接口，保证管道系统的可密性和可靠性。

2. 深入了解地下环境地下环境的复杂性是长距离顶管施工面临的主要挑战之一。

在施工之前，需要对地质、土壤、水位、地下管道等因素进行深入的调查、分析和评估，以预测和规避可能出现的问题。

这有利于制定针对性的施工方案和应对措施，减少施工风险和时间成本。

3. 完善的管控系统长距离顶管是一项复杂的工程，需要有完善的管控系统来实现对施工过程的实时监控和控制。

因此，施工现场需设置相应的仪器设备和数据采集系统，以实现对顶管压力、速度、导向、角度等参数的控制和调整。

同时，还需要制定严格的安全规范和操作规程，对施工人员进行培训和管理，确保施工过程的安全可靠。

4. 智能化的通信技术长距离顶管需要与地面的控制中心进行实时通信，以实现数据传输、信息收集和指令下达等功能。

因此，在施工过程中，需要使用智能化、高效的通信技术和设备。

同时，还需要考虑通信设备的可靠性和鲁棒性，以保证在复杂的地下环境中能够实现稳定的通信信号传输。

5. 微地震监测技术长距离顶管施工过程中，可能会造成地层变形、断层崩塌等地质灾害。

为了及时预警和控制地质灾害，需要使用微地震监测技术，实现对地下地质变化的实时监测和预警。

这有利于及时调整施工方案和控制施工进度，缩短施工周期，保证施工质量和工程安全。

三、长距离顶管是一项复杂的地下工程，需要遵循一些关键技术措施来保证施工的质量和安全。

选用适当的材料、深入了解地下环境、完善的管控系统、智能化的通信技术和微地震监测技术是长距离顶管的主要技术措施。