曲线条件下泥浆顶管推进力预测

曲线顶管施工工艺技术措施
1、曲线顶管顶力控制
曲线顶管曲线段由《给水排水工程顶管技术规程》可知，该顶管工程属于长距离中口径曲线顶管。

在长距离中口径的顶管工程中，顶力总是随着顶管顶程的增加呈线性增长的，当顶程达到一定值时其顶力必然大于混凝土管材的抗压强度，此时若不采取顶力控制措施，在管材与千斤顶接触部位易产生管材强度破坏；其次，在保证注浆效果的前提下，顶力的增大或减小将直接引起顶管机前方土反力增加或减小，即产生机头前方地面的隆起或沉降破坏，而长距离曲线顶管不同于直线顶管的顶力计算方式，通常在附加顶力系数的影响下，其顶力较直线顶管要大，且顶力在管材平面内分布与管线的曲率半径有关，曲率半径越小，管材在曲率半径平面内的分布差异越大，即管材的破坏风险越大；另外，顶力的控制直接关系到千斤顶油缸的选择以及顶管工作井后背加固要求等。

因此本文将在后续第五章节中通过顶管施工前的理论计算确定曲线段顶力进而选择千斤顶油缸和中继间的数量，根据现场实际顶进过程中顶力的变化及时调整注浆参数，以保证顶管的顺利顶进，得出适用于镇江地区的曲线顶管顶力控制的一般方法。

2、进出洞施工构造措施
顶管出洞方案选择的正确与否直接决定顶管施工的成败。

根据顶管设计管线的标高可知，长距离曲线顶管在接受井部位的出洞口管内
底标高为，由地勘报告孔可知，进出洞口周围分布有深厚的淤泥质粉质黏土层，该土层承载力低，属高压缩性土。

顶管管道出洞后易产生“磕头”，故本文在洞口双重管高压旋喷桩加固设计的基础上，通过顶管出洞后顶进速度控制并将顶管工具管与前部管节进行联结构造等方法，以保证顶管能够顺利的出洞，旨在为镇江地区类似长距离曲线顶管工程提供施工参考。

浅论曲线顶管施工技术作者：郭海军来源：《城市建设理论研究》2014年第08期摘要：由于我们国家城市基础设施越来越完善，在城市的建成区直线顶管的时候，一般都会产生有的障碍物根本就无法避让或者是为了避让障碍物，然而不得不增设顶管井，有的甚至是在地下对接的时候出现这类的问题。

在此基础之上，曲线顶管技术就得到了很好的发展。

本文主要就是针对曲线顶管施工技术来进行分析。

关键词：曲线顶管；轴线控制与纠偏；施工技术中图分类号： TU74文献标识码： A引言在顶管的设计和施工的过程之中，由于原来的地下各类管道拥挤、地面建筑物的环境保护要求以及地质条件的差异等等的原因，顶管路线总是会被迫定为曲线。

在这样的情况之下，采用的是盾构机械或者是顶管设施就会使得管节的中心线充分的按照设计的弧线前进的施工技术，称之为曲线顶管技术。

是目前应用较多的管道敷设方法，而曲线顶管是顶管工程的前沿技术，解决了直线顶管在基础设施日益完善的城市为了避让障碍物而不得不增设顶管井或甚至在地下对接的问题，大大优化了施工方案。

1、顶管现场平面布置1.1、顶管工作井来合理的安排龙门吊来负责顶铁吊运以及钢管和地面、井内的吊装工作，在现场之内来设一个临时的堆场，供钢管、周转材料以及其他的半成品等等的堆放，顶管现场会考虑到一定钢管的贮存量。

工作井围蔽之内布置泥浆房、空压机房、水泵房以及试验室、修理间、工具间等等。

中央控制、通讯以及自动控制台都在顶进控制室之内。

1.2、工作井内布置在工作井之内沿着顶管轴线方向在一个临时的后座墙上来安装一个装刚性的后座，环形顶铁、刚性顶铁、导轨以及主顶千斤顶等等顶进设备。

工作井边侧的设置之下井扶梯一座供施工人员来上下。

管内供电以及工作井之内电力配电箱都位于一个工作井之内。

管内的测量起始于平台安装在主顶千斤顶之间的轴线之上，独立和混凝土的底板会互相的连接，并且还得与千斤顶支架进行分离，从而就可以确保顶进的时候测量平台的稳定。

沿着井壁依次的进行安装1.5寸供气管线、供电、4寸供水与出泥管、1.5寸压浆管。

泥水平衡机械顶管顶力计算(总11页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除泥水平衡机械顶管施工方案泥水平衡机械顶管施工工艺流程1、机头选型本工程由于本工程工期紧，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以住施工经验，决定采用具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机。

其基本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的15%～20%。

刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。

电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。

大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。

主轴的左端安装有刀盘。

这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。

在掘进机工作时，刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。

被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。

另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。

一般情况下，刀盘每分钟旋转4～5转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达20～23次。

由于本机有以上这些特殊的构造，因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的，破碎的最大粒径可达掘进机口径的40%～45%之间，破碎的卵石强度可达200Mpa。

本掘进机的优点是：特点：A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置（DESANDMAN）成套化。

B、带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎小于外径30%，一轴强度196Mpa（2000kg/cm2）的砾石。

C、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。

穿越卵石层、岩石层结合面纵向曲线泥水平衡顶管施工工法穿越卵石层、岩石层结合面纵向曲线泥水平衡顶管施工工法一、前言随着城市发展和经济建设的推进，地下管线的建设需求日益增加。

然而，在传统的施工工艺中，穿越卵石层、岩石层结合面等复杂地质条件下的顶管施工面临着巨大的困难。

为了解决这一问题，穿越卵石层、岩石层结合面纵向曲线泥水平衡顶管施工工法应运而生。

二、工法特点穿越卵石层、岩石层结合面纵向曲线泥水平衡顶管施工工法具有以下特点：1. 适应性强：工法适用于复杂地质条件下的顶管施工，能够应对卵石层、岩石层结合面的穿越，灵活适应地质条件的变化。

2. 施工效率高：采用泥水平衡施工模式，能够有效降低顶管施工的阻力，提高施工速度和效率。

3. 破坏小：施工过程中对地质环境的破坏较小，能够减少地下水位的降低和地表沉降等不良影响。

4. 节约成本：减少了对附属设施的破坏和修复，降低了施工成本。

三、适应范围该工法适用于城市地下管线建设中，需要穿越卵石层、岩石层结合面的情况，尤其适用于地下水位较高、地质条件复杂、破坏限制严格的地区。

四、工艺原理穿越卵石层、岩石层结合面纵向曲线泥水平衡顶管施工工法的原理是通过搅拌搬运设备，将搅拌后的泥浆输送至顶管施工点，并通过顶管等工具将泥浆逐渐排出，形成泥水平衡环境。

在此基础上，采用逐管推进、先进车趟管等方式进行施工，实现顶管的顺利穿越。

五、施工工艺1. 剖面布设：根据工程设计要求，进行顶管线路的剖面布设和勘测。

2. 钻孔施工：根据顶管线路，进行地下钻孔施工，准备施工孔。

3. 简易钻爆施工：通过简易钻爆方式，将钻孔内的卵石层、岩石层结合面炸碎，以便后续施工作业。

4. 泥浆制备：通过搅拌搬运设备制备泥浆，保持适宜的浓度和黏度。

5. 泥水平衡施工：将泥浆输送至顶管施工点，通过顶管等工具逐渐排出泥浆，维持泥水平衡环境。

6. 顶管推进：采用逐管推进方式，逐渐推动顶管前进，保持施工进度和顶管的稳定。

7. 支护与排水：在顶管推进过程中，采取相应的支护措施和排水措施，保证地下工作面的稳定和安全。

穿越卵石层、岩石层结合面纵向曲线泥水平衡顶管施工工法穿越卵石层、岩石层结合面纵向曲线泥水平衡顶管施工工法一、前言穿越卵石层、岩石层结合面的纵向曲线泥水平衡顶管施工工法是一种在地下施工中应用广泛的方法。

本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。

二、工法特点该工法具有以下特点：1. 适用范围广：可以应用在各种类型的卵石层、岩石层结合面的纵向曲线泥水平衡顶管施工中。

2. 施工效率高：采用自动化施工设备，可以高效完成施工任务。

3. 施工质量高：通过对工艺原理的科学把握和合理的施工工艺，可以保证顶管施工的质量。

4. 施工安全高：采取严格的安全措施，保障人员在施工过程中的安全。

5. 经济效益好：施工周期短，成本低，使用寿命长，具有良好的经济效益。

三、适应范围该工法适用于卵石层、岩石层结合面的纵向曲线泥水平衡顶管施工，特别适用于土木工程、市政工程和地下管网工程等领域。

四、工艺原理该工法的核心原理是通过使用泥浆循环系统，在卵石层、岩石层结合面的纵向曲线泥水平衡顶管施工中保持压力平衡。

具体的工艺原理涉及到施工工法与实际工程之间的联系、采取的技术措施等，需要进行具体的分析和解释。

通过科学的工艺原理，可以保证施工工法的稳定和成功。

五、施工工艺该工法的施工工艺包括以下几个阶段：勘察与设计、准备工作、地下空间开挖、管道安装、管道连接和回填完工。

六、劳动组织施工过程中需要进行合理的劳动组织，包括施工人员的分工、责任与权限的明确、工作流程的合理安排等。

七、机具设备施工中需要使用各种机具设备，包括顶管机、泥浆循环系统、管道连接设备等。

这些机具设备具有特定的特点、性能和使用方法，需要进行详细的介绍。

八、质量控制为了保证施工过程中的质量达到设计要求，需要采取一系列的质量控制方法和措施，包括施工过程的监控、质量检验与评定等。

九、安全措施在施工过程中需要注意各种安全事项，特别是对施工工法的安全要求。

浅谈泥水平衡顶管施工顶力分析与计算摘要：本文主要通过相应的顶管规范，根据计算步骤，按部就班的计算顶管施工的顶力，通过理论计算来科学的指导现场施工，并根据现场的实际情况对其证实理论验算，确保施工的合理性。

关键词：规范；顶力；科学；指导；合理前言推力的计算是顶管施工中最常用的、最基本的也是最为重要的计算之一，在顶管施工中，顶力是用于克服作用于管道上的外力，即称为顶进阻力，包括管道贯入阻力，摩擦阻力等。

在顶进过程中也会受到其他因素的影响，如纠偏、后背的位移等。

管道外壁受力，通常处于变动状态，并很难预测。

所以在计算顶力时，要留有一定的安全系数来保证安全。

顶力计算，对选择顶进设备选型、管道强度、布置中继间、液压站、后背结构等，具有重要意义。

1 工程概况临空路网完善项目位于大兴国际机场临空经济区廊坊片区起步区北区，地处规划航空物流区北部。

本项目北邻北部机场北线高速、南邻华兴道、西邻临空路和东邻105国道，规划以二类居住为主，融入部分行政办公、商业、商务等用地。

本项目共涉及8条市政道路及市政配套设施，道路总长度13.44km，管道开挖深度在6m-10m之间，受红线限制，放坡开挖不能满足施工要求，因此项目采用机械顶管，管径在φ800-φ1000之间，根据地质报告得知，土质以粉质黏土为主，地下水位在18.10m-20.70m，对施工影响较小。

2 顶力计算2.1总体工艺介绍泥水平衡顶管施工，顶管机采用泥水平衡顶管机，泥水平衡机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接收井，电动机提供能量，转动整个刀盘，仿形刀头最先接入土体，超前刀和刮刀分层刮土，挖掘的土质，石块等在转动的刮刀盘内被粉碎，然后进入泥水舱，在此处与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。

在挖掘过程中，进水压力与出水压力保持平衡，以至始终处于主动与被动土压之间，达到消除地面的沉降和隆起的效果。

第一节管顶进以后，关闭进水系统和出水系统，拆除电缆、泥浆管、通讯系统，吊下第一节顶进管，并重新恢复进水、出水、通讯系统，后续施工依次类推，直到所有管道被顶入土层完毕，完成一条永久性的地下管道。

急曲线顶管技术应用摘要：本文介绍了上海合流污水治理二期工程SSI/4．1B标急曲线顶管工程的施工过程和主要施工技术以及施工效果，对今后类似工程的施工有一定的借鉴与参考意义。

关键词：急曲线顶管、自动测量、轨迹控制与纠偏1 工程概况上海合流污水治理二期工程SSI/4.1B标中的B3至38号井中2400钢筋混凝土顶管，全长416m，该段管道采用三维急曲线顶管方案。

管道平面线形设计为：1 5.5m的直线段，曲线半径为1024m长129.8m的曲线段、168m的直线段，曲线半径为290m长65．7m的曲线段，曲线半径为157m长37m的曲线段，最后进入38号井。

管道的纵向轴线设计为：先是45m的水平顶进，然后进入竖曲线，以0.72％的坡度开始爬坡，一直到38号井，其爬高约2.69m。

本工程是迄今为止曲线半径最小(R=54D)的三维急曲线顶管项目。

工程自l 999年7月28号开始，至8月27日准确贯通，历时30天，平均日推进进尺14m。

机头进洞上下偏差为2.1cm左右偏差为3.2cm，工程质量优良。

图1 施工现场平面示意图该段管道地处上海西区的龙华地区，其中顶管工作井B 3井位于龙华路宛平南路口，顶管接收井3 8号井，地处中山南二路高架桥下的调头车道，交通对施工的影响很大。

该段顶管地下管线较多，有上水、上煤、电缆和雨水管，在管线东侧还有多层民房等。

另外，该段顶管曲线段必须绕过宛平影剧院桩基，曲线内侧离桩仅50cm，周边环境对地表变形的要求很高。

本工程管线所经地域，在勘探深度范围内，按上海市地基土层标准层序，至上而下划分七层，顶管管顶覆土厚度为4.5m-7.2m。

管道基本位于④l层淤泥质粘土层内，局部涉及有③l层灰色淤泥质粉质粘土或③2层粉土层。

表1 各土层物理性能指标表本工程的技术创新点：1) 国内首次成功地完成了软土地层中三维复合急曲线顶管项目(R=54D)。

有关施工技术为今后类似工程的设计和施工提供了可兹借鉴的依据和经验。

长距离曲线泥水平衡式顶管施工工法一、前言长距离曲线泥水平衡式顶管施工工法是一种在地下进行水平曲线掘进的技术，通过在导管内注入泥浆以保持坡度和平衡管道的施工方法。

本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及一个工程实例。

二、工法特点长距离曲线泥水平衡式顶管施工工法具有以下特点：1. 可在复杂地质条件下进行施工，适应性强。

2. 施工过程中无需开挖大型坑道，降低了对地表的影响。

3. 施工过程中可保持地表平整，不会影响地面建筑物。

4. 采用密封导管进行施工，确保了工地和地下水资源的保护。

5. 控制设备精准，施工过程稳定可靠。

三、适应范围长距离曲线泥水平衡式顶管施工工法适用于以下范围：1. 需要进行长距离水平曲线管道敷设的工程。

2. 适用于软土、粉土、黏土等地质条件。

3. 可应用于城市下水道、给水管道、燃气管道等工程。

四、工艺原理长距离曲线泥水平衡式顶管施工工法的工艺原理是通过控制泥浆注入速度和压力，将管片推进导管。

施工过程中，通过对施工工法与实际工程之间的联系和采取的技术措施进行详细分析和解释，确保施工工法的安全稳定和施工质量的达到设计要求。

五、施工工艺长距离曲线泥水平衡式顶管施工工法的施工过程包括以下几个阶段：1. 系统设置：确定施工区域、设计导管轨迹、安装起始井和终止井。

2. 预制导管：根据设计要求进行导管的预制，包括连接管片、封孔、检查管片质量等。

3. 安装导管：将预制的导管一节节推入掘进隧道，通过液压系统进行控制。

4. 断面控制：根据设计要求，对导管的横截面进行控制和调整。

5. 注浆填充：在导管外层注入泥浆以保持泥浆与土壤的平衡。

6. 导管推进：通过液压系统将导管推进至目标区域。

7. 导管回收：完工后，将导管从地面拆除或保留在地下。

六、劳动组织长距离曲线泥水平衡式顶管施工工法的劳动组织包括管理人员、技术人员和普通工人。

管理人员负责组织协调，技术人员负责施工技术指导，普通工人负责具体施工操作。

2012S upple me nt （1）（May.）Vol.3现代顶管施工中，浆液的作用越来越重要。

其作用主要包括：①减阻：浆液可将顶进管道与土体之间的干摩擦转换为液体摩擦，从而减少顶进摩阻力；②填补：浆液可填补施工时管道与土体之间产生的空隙；③支撑：在注浆的压力下，可减少土体变形，使管洞变得稳定。

应用触变泥浆已经成为一个普遍且有效的减阻方法。

1工程概况由北京市公路桥梁建设集团有限公司三分公司承建的天水大街污水工程位于大兴区生物医药基地内，是大兴新城规划的重要组成部分。

该工程北起天河西路，南至魏永路，承接黄良路的污水后，汇入天堂河污水处理厂，全长3191m 。

其污水干管采用覫2400mm 钢筋混凝土钢承口（Ⅲ级）管材，橡胶圈接口，管底埋深9～10m 。

该工程顶管为天水大街与永大路、永兴路、永旺路、庆丰路、华佗路相交道路内污水顶管工程，每段顶程约60m ，共573m ，采用手掘式顶管。

2地层条件拟建场地表层为厚度约0.40～3.30m 的人工建筑土层（Qme ），包括房渣土（A ）①层，粉土质砂填土（SM ）、含细粒土砂填土（SF ）①1层，低液限黏土填土（CL ）①2层及碎石填土（O ）①3层。

人工建筑土层中含有砖块、灰渣等，土质不均匀，工程性质差。

人工建筑土层以下分布厚度不均的新近沉积层，包括低液限黏土CL ②层，粉土质砂SM 、含细粒土砂SF ②1层，粉土质砂SM 、含细粒土砂SF ②2层（局部夹有级配不良砂SP ），粉土质砂SM ②3层，低液限粉土ML ②4层及低液限黏土CL ③层。

新近沉积层分布厚度、土质不均，主要为中～中高压缩性土。

新近沉积层以下为第四纪沉积的低液限黏土CL ④层、低液限黏土CL ⑤层及低液限粉土ML ⑤1层、低液限黏土CL ⑥层及级配良好砂SW ⑥1层。

该工程施工地层为砂土层与黏土层分层处，其顶管位置及地层关系见图1。

顶管过程中触变泥浆减阻的原理及应用邱跃然1，李晓明2（1.北京市公路桥梁建设集团有限公司三分公司，北京100072；2.北京兴创投资有限公司，北京102699）摘要：现代顶管施工过程中会产生2种阻力，第1种是顶管机的迎面阻力，当顶管的管径、地层、埋设深度确定以后，其迎面阻力往往是定值；第2种是管外壁与土体之间的摩阻力，理论上该值是与顶进长度呈线性递增的，但由于目前顶管都采用注浆减阻工艺，因此管外壁的摩阻力很大程度上取决于注浆效果的好坏。

顶管施工中的泥浆技术解读一、背景介绍顶管技术是一种常用于城市交通、自来水、燃气、热力等公共设施建设的管道敷设技术。

在顶管施工过程中，泥浆技术是不可或缺的一环，是保证管道顺利施工、提高施工效率、降低施工成本的重要手段。

本文将主要介绍顶管施工中的泥浆技术，内容包括泥浆的概述、泥浆的组成、泥浆的性质、泥浆的处理和使用以及泥浆在顶管施工中的应用。

二、泥浆的概述泥浆是由水、黏土、砂、化学物质等混合而成的浆状物。

在顶管施工中，泥浆用于在管道周围创造一个稳定的土体，以便于推进管道，同时能够充分润滑管道，减少管道与土壤之间的阻力。

泥浆还能对土体进行固结、控制土体塑性指数等作用。

三、泥浆的组成泥浆通常由水、黏土、砂、聚合物等基础材料混合而成。

其中，水是泥浆的主要成分，起到稀释和搅拌黏土和添加剂的作用。

黏土是泥浆中的次要成分，是泥浆的主要浓度控制因素，影响泥浆的黏度、流动性和稳定性。

砂是泥浆中的辅助成分，用于平衡泥浆的密度和增加泥浆的流动性。

聚合物则是泥浆中的增稠剂，加入适量聚合物可以增加泥浆的粘度，从而确保施工的稳定性。

四、泥浆的性质泥浆的性质受到其组成、稠度、密度等因素的影响。

常见的泥浆性质参数包括黏度、密度、PH值、固体含量等。

•黏度：是衡量泥浆阻力大小的参数。

通常可用粘度计来测试，单位为Pa s或cp。

黏度是影响泥浆施工稳定性和推进管道的重要参数之一。

•密度：是衡量泥浆重量大小的参数。

通常以kg/m³为单位。

密度也是影响泥浆稳定性和推进管道的重要参数之一。

•PH值：是衡量泥浆酸碱度的参数。

PH值对泥浆的使用和处理都有影响，特别是对管道材质或环境的腐蚀和侵蚀问题。

•固体含量：是指泥浆中含有的总固体量占总体积的比例。

固体含量的增加可以使泥浆黏度增加，从而增加泥浆的稳定性。

五、泥浆的处理和使用泥浆的处理和使用是保证顶管施工成功的关键环节。

一般来说，泥浆的处理过程包括搅拌、澄清、重复利用等步骤，确保泥浆的质量和稳定性。

浅析长距离顶管过程中触变泥浆技术应用研究在长距离顶管工程中，使用触变泥浆技术可减小单位长度顶管顶力，对控制工程投资、提高建设效率具有重要意义。

本文结合昆明市某排水工程顶管案例，对顶管工程触变泥浆作用机理进行研究，对比分析了在优化工艺条件下触变泥浆对顶力的影响，得出触变泥浆技术对减小顶管顶力具有关键作用的结论。

标签：顶管;触变泥浆;顶力;减阻1 工程概况昆明市环湖东路转输通道工程全长约4.831km，共设置14座沉井，13个顶管段。

本工程采用泥水平衡顶管机作业，顶管机头直径为3.1m，管道外径为3m。

顶管层埋深在13.5～15.8m，管线范围内地质情况主要为粉砂层，局部为中密黏土，呈层状分布。

工程区域地下水位为地表以下0～4.5m。

2 顶管工程触变泥浆作用机理在大直径顶管施工中，顶管机头的直径一般会比管道直径大30～50mm，导致管道与土体之间有一定空隙，在空隙中注入减阻材料，如泥浆、膨润土等，可有效减小管道与土体之间的摩阻力，从而减小顶管总顶力，这是触变泥浆技术的基本原理。

膨润土是制作触变泥浆最常用的材料，膨润土的主要成分是一种叫蒙脱土的粘土矿物。

膨润土具有两个主要特性：一是遇水膨胀特性，二是膨润土悬浮液的触变性，即悬浮液静止时结成凝胶，一旦运动起来则变成溶胶。

这决定了触变泥浆在顶管施工中具有填充、支撑和润滑作用[1]。

3 理论顶力计算目前国内外提出了许多顶管顶力计算公式，现行的顶力计算公式是在假设管轴线不偏移的基础上建立的。

由于本工程管轴线平均坡比是万分之五，近乎水平，且顶进过程中采用触变泥浆技术，符合公式适用条件。

根据《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246：2008），泥水平衡式顶管顶力计算理论公式如下：F=πD_1 Lf_k+N_F （1-1）N_F=π/4 D_g γ_s H_s （1-2）式中：F—总顶力标准值（kN）;D_1—管道外径（m）;L—管道设计顶进长度（m）;f_k—管道外壁与土体的平均摩阻力（kN/m2）;N_F—顶管机迎面阻力（kN）;D_g—顶管机外径（m）;γ_s—土的重度（kN/m3）;H_s—覆盖层厚度（m）。

曲线顶管施工及技术措施1、测量轴线放样。

地面上建立的测量控制网络引放至工作井内，并建立相应的地面控制点，便于顶进时进行复测。

2、工作井内测量放样。

精确测放出顶进轴线，安装轨道应比设计标高抛高5mm，安装顶进后靠背。

后靠背采用整块箱型结构钢后靠，与井壁接触面积大于3.5m×3.5m范围，以扩大井壁受力面积，有利于工作井稳定。

顶进后靠的平面垂直于顶进轴线，后靠与井壁结构之间的空隙要用素砼填塞密实。

3、安装主顶油缸和导轨。

根据轴线方向一致，精确调整它们的位置，直到满足要求为止，随即将它们固定牢靠。

4、工作井内的平面位置。

搭建井内工作平台、安装配电箱、主动力箱、控制台、敷设各种电缆、管线、油路等。

井内布置要求布局合理，保证安全，方便施工。

5、地面辅助设备的安装及平面布置。

辅助设备主要有拌浆系统和供电系统，此外还有管节堆场、材料堆放、安全护栏的布置。

6、地面辅助工作及井内安装结束后，吊放顶管机，接通电源，液压系统，进行全面调试。

7、起曲当顶管机到达始曲点后，便开始曲线施工，曲线顶管利用顶管机在顶进过程中，按设计的方向进行强制式纠偏，根据曲线半径R=2055M，计算出纠偏千斤顶的伸缩量，并在施工过程中不断进行调整，造成人为的轴线偏差，使这个偏差值符合设计的曲线要求，从而形成曲线通道。

后继的管节顶入曲线通道内，相邻管节间自然形成一定的张角和相应的间隙，及时垫入起曲垫块。

经过计算，其张角δ=1o26'29"，管外开口间隙S1=9.6mm，管内开口间隙S2=8.8mm。

用内置千斤顶撑开管缝，垫入木垫块，考虑到垫块的压缩变形，其厚度应适当增大，可选用δ=20mm的木垫圈衬板，垫入的范围为左侧900区域（以顶进方向为准）。

在曲线顶进中，由于后顶的轴向顶力会分解产生侧向分力，当侧向土体抗力较小时，会引起顶管机乃至管道向外漂移，超出设计轴线，严重时甚至无法进入接受井。

为此必须设置一只中继顶，中继顶的功能主要是纠偏，中继顶的液压油路经过技术处理后，将8只油缸分4个区域，与顶进轴线呈450布置，由4只高压球阀单独控制，既可使8只油缸全部伸出将顶管机顶出，又可使每个区域内的2只油缸同时动作，与顶管机的纠偏系统结合起来，实现二维空间的同步纠偏，确保顶进轴线的正确控制。

钻井工程中的泥浆性能与地层压力预测研究题目：钻井工程中的泥浆性能与地层压力预测1. 研究问题及背景：随着石油资源的开采和需求的增加，钻井工程在石油行业中扮演着重要的角色。

然而，在钻井过程中，泥浆性能与地层压力对钻井安全和效率有着关键的影响。

泥浆性能的优化与地层压力的准确预测是提高钻井工程效率和安全性的关键因素。

目前，研究人员已经提出了各种各样的泥浆性能优化和地层压力预测的方法。

然而，这些方法仍然面临一些挑战，如缺乏有效的数学模型、数据不准确以及算法复杂等。

因此，本研究的目标是通过开展系统性研究，解决钻井工程中泥浆性能与地层压力预测所面临的问题，并提出创新的解决方案。

2. 研究方案方法：本研究将运用多种方法来解决泥浆性能与地层压力预测的问题。

首先，我们将收集相关的钻井工程实验数据和现场数据，通过实验室测试和数据采集，获得钻井液的物理性质和地层参数的基本信息。

其次，我们将运用统计学方法分析数据，建立钻井液性能与地层压力之间的关联模型。

通过分析大量的数据样本，我们将建立一个准确的预测模型，以预测钻井工程中不同泥浆性能对地层压力的影响。

此外，为了验证模型的准确性和可行性，我们将进行实际应用实验。

通过在实际钻井工程中收集更多的数据，并与模型中的预测结果进行对比，我们将评估模型的准确性和可行性，并对模型进行进一步优化。

3. 数据分析和结果呈现：在数据分析阶段，我们将运用统计学方法、数据挖掘技术和机器学习算法来处理和分析收集到的数据。

通过对大量数据样本的深入研究和分析，我们将得出一些关于钻井液性能与地层压力之间关系的重要结论。

根据数据分析的结果，我们将得出关于泥浆性能优化和地层压力预测的一些重要结论和建议。

我们将通过图表、数据曲线以及相关统计数据来呈现这些结论，以便读者更好地理解研究结果。

4. 结论与讨论：通过对泥浆性能与地层压力的研究，我们得出以下结论：(1) 泥浆性能对地层压力有着重要影响，特定参数的优化可以提高钻井工程的效率和安全性。

0引言对顶管顶推力的计算已总结出了大量的公式与经验公式[1-2]，但其边界条件是对于管土全接触计算顶力的分析。

当顶进深度越长、地质条件较为困难时，便需要注浆来减小所需顶进力使顶管逐节顺利顶进。

在顶管顶进注浆过程中，泥浆完全包裹管道在工程中是不合实际的，《给水排水工程顶管技术规程》[3]给出了触变泥浆的管外壁单位面积平均摩阻力f k 来计算注浆状态下的顶进力公式，但由于管道自重、管道斜偏等原因使得泥浆、土体及管道相互接触，影响着顶进力的计算。

研究顶管泥浆减阻下顶进接触状态十分关键，本文依托南水北调配套工程北京大兴直线顶管工程优化泥浆减阻下管-土-泥浆相互接触的顶进推力。

1顶力分析顶管顶进力F 由两部分组成，一为顶管顶进时的迎面阻力P s ，二为顶管管周摩阻力P f 。

当F⩾P s +P f 时，才能将顶管顶进土层。

顶力组成及力的传递如图1所示。

2顶力计算2.1迎面阻力计算顶管顶进过程中，迎面阻力即土层对顶管机的水平土压力。

在实际工程中，要考虑是否产生卸荷拱效应[4]，卸荷拱效应是由于顶进过程中土体扰动导致下沉，拱上部土体由自身土体的抗剪强度使之产生自平衡，不会将土压力传递到卸荷拱以下，从而使顶管收到的土压力只会是拱内覆土厚度的土压力，使顶推力需要克服的阻力减小，从而影响着顶力的数值。

卸力拱效应需满足土体要为稳定土层（f k >0.8，其中f k 为土层坚固系数），且管顶的覆土厚度H 须大于或等于两倍的拱高，即H⩾2h 0。

因此，要依据工程实际情况，当无法形成卸荷拱时采用土柱法，当可以形成卸力拱效应时运用太沙基法[5、6]进行分析计算。

迎面阻力即机头切削土体的水平土压力，在实际工程中，需要考虑地下水的影响，当地下水位在管道敷设高程之上时，需要进行对土体性质的判断，根据《建筑基坑支护技术规程》[7]当为粘性土时，采用“水土合算”的方法，当为砂性土时，采用“水土分算”的计算方法[8]。

水土分算原则，即分别计算土压力和水压力，两者之和即为总的侧压力。