頂管施工中遇到的常見問題及預防措施
來源:www.cdk168.com         發布時間:2023-05-04
1、管道軸線偏差過大
(一)原因分析
①地層正面阻力不均勻,使工具管受力不均,形成導向偏差。
②頂管后部位移或不平整,造成頂力合力線偏離。
③千斤頂不同步,或千斤頂之間頂力相差較大,或安裝精度不夠,造成頂力合力線出現偏差。
(二)防范措施
①頂管施工前,應認真勘察管道通道區的地質情況,安裝測力裝置,指導糾偏。偏差修正應按照經常測量、經常偏差修正、少量修正的操作方法進行。
②使用同規格的液壓千斤頂,使頂力、行程、速度一致,并使頂力合線與管道中線重合。
③加強頂管后部施工質量控制,保證后部不移位,后部平整,保證頂管設備安裝精度。
④頂升過程中,應隨時繪制頂升曲線,指導頂升校正工作。
2.地面沉降和隆起
(一)原因分析
①掘進機前端土壓力不平衡引起的下沉和隆起。從土壓平衡掘進機的原理來看,當掘進機充分切削和攪拌時,進土腔內形成具有較大塑性和流動性的土體。當正土壓力控制在被動土壓力和主動土壓力之間時,地面就會下沉或上升。事實上,由于土質變化較大,基于理論計算的控制往往存在較大差異,不能正確把握,造成土壓不平衡和沉降。另外,由于部分土壓平衡掘進機對土體的適應性不完善,如刀盤截割面積過小,無法調節推進速度或螺旋輸送機速度,使土壓平衡壓力控制不利或不便,造成土壓力不穩定和隆起沉降。
②管道周圍空隙引起的沉降和隆起。管道外周空洞是由掘進機糾偏或彎道推進造成的,因為在糾偏和彎道推進時形成的管道截面積大于管道截面積,空洞被周圍的土壤填滿,引起沉降。目前頂管普遍采用觸變性泥漿減阻技術。掘進機外徑比管道外徑大2-3毫米,形成泥漿套。注漿不及時,會引起沉降。
③管道與周圍土體摩擦引起的沉降和隆起。當管道被推進時,與周圍的土壤有摩擦。這種摩擦力通常會在土壤中引起剪切擾動,從而導致土壤移動并引起地面沉降。在管道接頭不平整、接縫不平整或管道不平整的情況下,這種剪切擾動會加劇,增加地面沉降和隆起。
④ 管道接頭滲漏引起的沉降和隆起。當管接頭密封圈放置不當或管端受力不均而損壞,管接頭過度彎曲造成密封不良時,更容易發生接頭滲漏,造成水土流失。這種土壤流失肯定會造成地面破壞。沉降和隆起。而且,管道界面的滲漏還造成觸變性泥漿的流失,大大降低了支土減摩的效果,也可能造成上述兩種原因的沉降和隆起。
(二)防控措施
①施工前應對工程地質條件和環境條件進行認真細致的調查,制定切實可行的施工方案,正確選擇工具和管道,對靠近管道的建筑物和其他設施采取相應的措施。加固保護措施。
②設置測力裝置,掌握頂壓力,保持頂力與前方土壓力平衡。
③ 施工中盡量采取小的修正,盡可能保證管道的平直度,減少因管道彎曲引起土層移動引起的沉降。避免突然整頓造成管接頭密封失效、管端碎裂,造成水、土、觸變性泥漿流失,造成地面沉降。
④ 頂進過程中,應及時注入足量符合技術標準的潤滑支撐介質,充滿管道周圍的環形空間。施工完畢后,及時用水泥或粉煤灰更換潤滑泥漿。
⑤ 嚴格控制管接頭的密封質量,防止滲漏。
3、頂力突然變大
(一)原因分析
①工具管前端土體塌陷或障礙物增加阻力。
②管道軸線的偏差形成彎曲,增加了摩擦阻力。
③減阻劑膨潤土泥漿配比不當或注入不及時、注入不足,減阻效果降低,摩擦阻力變大。
④頂升設備的泵、油缸或油路出現故障。
⑤頂進施工中,因故頂進時間過長,潤滑泥漿失水,降低減阻效果。
(二)預防措施
①在正常頂管施工過程中,須密切注意頂管軸線的控制,使管軸線控制在允許偏差范圍內。
②根據不同的地質條件配制合適的泥漿,采用同步注漿的方法,及時足量注入泥漿。
③頂升施工前應認真檢修和維護頂升設備。
④ 上停時間不宜過長,發現故障應及時排除。
4.工具管旋轉
(一)原因分析
①工具管前端土層軟硬不均勻,造成工具管受力不均,導致工具管向軟土層方向轉動。
②頂升千斤頂和油路布置不合理,千斤頂之間存在頂升時間差,使頂升力線偏移,造成工具管轉動。
③頂管軸線發生偏差時,糾偏量過大,引起工具管旋轉。
④管道向左向下校正,管道逆時針扭轉。
⑤后座或靠背不穩或主油缸與管子軸線不平行,使工作時主油缸方向改變,對管子形成扭矩,扭動管子。
⑥刀盤單向旋轉,將管材反方向扭轉。
⑦施工設備在管道內布置不對稱,形成固定方向的力矩,使管道沿一定方向扭曲。
(二)預防措施
①如遇前端軟硬土層不均,宜采用多挖軟、多硬挖的方法。
② 頂進前應將千斤頂一臺一臺調整好,并采用相同規格,液壓泵與各千斤頂的距離應相等,管徑應一致。
③在頂進過程中,時刻注意跑偏的發展趨勢。本著多測常糾的原則,多進行小范圍的糾偏和預測糾偏,使偏差只在小范圍內波動,盡量避免大角度糾偏。
④工具管上裝有測力裝置,測量平衡力的大小,指導糾偏。
⑤ 管道內設備重量應對稱;主油缸安裝應平穩并與管軸線平行;可用重物的方法糾正扭曲,即用一側壓住管子,使管子倒轉。
采用反扭法,要注意對軸線的控制,以免造成軸線偏差過大,造成彎曲,影響以后施工造成困難。
5、鋼筋混凝土管接頭滲漏
(一)原因分析
①管接頭、密封材料質量不符合技術標準或管接頭在運輸、裝卸、安裝過程中損壞。
② 管道軸線偏差過大,造成界面錯位,間隙不均,填充材料不足。
③接口或止水裝置選用不當。
(2)處理方法
可采用環氧水泥砂漿或化學灌漿進行處理。
6、鋼筋混凝土管接頭裂縫
管接頭縱向和圓周方向有明顯裂紋,造成管內滲水、漏水。
(一)原因分析
①管接頭質量不合格。
②頂進過程中,頂進力超過管接頭的承載強度,或軸心偏差過大,造成應力集中,管接頭損壞。
③ 運輸、裝卸、堆放、安裝方法不當造成管接頭損壞。
(二)處理方法
仔細分析裂紋產生的原因和性質,根據不同的受力情況采取不同的處理方法。處理后應保證結構的原有承載力和完整性。
7、頂管前工作面上體塌陷
(一)原因分析
①前端土層性質發生變化,頂進量過小,沒有起到保護平衡作用。
②敞開式頂進時挖掘量過大,或封閉式頂進時推進力小于上體壓力。
③ 遇流沙。
(2)預防措施
①頂進施工時應采用短開挖、頻繁頂進的方法,嚴禁超挖,并隨時注意土質變化,采取相應措施,防止塌方。
②認真做好土壤降水工作。

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