1、超长距离顶管施工技术研究与应用摘要：超长距离顶管施工技术的研究应用，利于地下空间的开发利用，解决城市人口、环境和资源危机。 关键词：工程建设；超长距离顶管技术；研究应用 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 收稿日期： 0 引言 随着城市现代化进程的加速发展，为解决城市人口、环境和资源三大危机，地下空间的开发利用显得尤为重要。进入 21 世纪，我国对城市发展中引起的环境问题将会越来越重视和加大资金投入。如城市市政地下污水管道、煤气管道的施工，若采用明挖法施工，不仅影响城市交通，还会对相邻建筑物、地下管网设施以及周围的环境产生很大的影响。作为地下空间结构施工法中的一种，顶管法因其采用
2、了非开槽的暗挖法施工，对地下建筑物、风景区和地面建筑设施影响小，则在地下管道施工中的应用相当广泛。 1 长距离顶进施工技术发展现状 随着国家建设发展的需要，近年来顶管技术在飞速发展，超长距离顶管技术更是突飞猛进。长距离顶管是指每一段连续推进的距离都在100m 以上的顶管施工，有的可达 1000m 或 1000m 以上。这里所说的超长距离的顶管是指千米以上的顶管。根据沿用习惯，通常对普通顶管与长距离顶管以是否采用中继环作为界线。根据目前顶管技术所达到的水平，顶管的长度一般在 300 米以上才采用中继环。而长度在千米以上的顶管称之为超长距离顶管。长距离顶管是为了满足大口径管道穿越江河或地面构筑物、
3、通向水域等需要，从七十年代开始发展起来的一项敷设管道的新技术。 2 长距离顶进施工增加顶进距离的技术措施 顶管施工中，顶进力主要克服管休与土壤之间的滑动摩擦力，在顶进过程中如果注入润滑浆能在管子的外周形成一个比较完整的浆套，则大大减少了磨擦力，减摩效果是相当可观的。 在长距离顶管中，如果这一段管子直到加中继间前一直是很正常的，但随着距离的增长，这段管子在经过不同土质时，推力上升得很快，中继间的推力也不断提高，一旦推力超过混凝土管所能承受的极限时，混凝土管就有可能被破坏。因此，长距离顶管过程中必须十分小心地选择注浆材料和完善注浆工艺。 注浆的好坏除与材料有关外，还与注浆孔的布置、注浆泵的选用和注
4、浆压力大小有关。过去注浆孔通常设计在管子的中间位置按 90或120设置 4 个或 3 个孔，这样设置的注浆孔其注浆效果不佳。因为从孔里往外注出的浆液大多往土里渗透，浆套是不易形成的，而按下图设置，注浆孔就不一样。浆液注出来先在钢套环与混凝土管外壁之间空隙里先形成一个浆套，然后继续注浆，浆液就从这空隙中挤出来。这样，浆套就比较容易形成， 注浆效果也就容易显现出来。 除了注浆孔的设置以外，一般都必须在掘进机后连续放置 34 节有注浆孔的管子不断地注浆，使浆套在管子外面保持得比较完整，以后再问隔几节管子放置一节有注浆孔的管子用以补浆。注浆孔设置好后.在其中间要设置单向阀，这样浆液注出去以后就不可能返
5、回，外面的土砂同样也不可能流回使注浆管路堵塞以确保注浆管路的畅通。 为了确保注浆效果处于最佳状态，选用注浆泵也很重要，不能选用活塞式脉动比较大的注浆泵，而应选用脉动很小的螺杆泵，因为浆液在脉动的峰值压力最高时往往会扩散到土中去，而螺杆泵的脉动小，浆液儿乎是从空隙中被挤出来的.浆套容易形成且又容易保持。注浆时压力不能太高，太高则容易产生冒浆，又不能形成浆套，也会增加管体周边压力而使顶进推力增大，因此，合理布置注浆孔及控制注浆压力以减小磨擦阻力是长距离顶进施工的必要条件。 图 2 注浆孔图 长距离顶进施工增加顶进距离的措施很多，如可以提高混凝土管的强度、钢管及减小管壁与土的磨擦力、采用注浆减摩等。
6、但是上述种种措施都不能满足推进距离要求时，则需要采用中继间。 中继间也称中继站式中继环，是安装在一次顶进管子的某个部位，把这段一次顶进的管道分成若干个推进区间，在顶进过程中。先由若干个中继间按先后程序把管子推进一小段距离以后，再由主顶油缸推进最后一个区间的管子，这样不断重复一直到把管子从工作坑顶到接收坑。采用中继间的主要缺点是顶进速度太低。图 3 为中继间的一种形式。 图 3 中继间形式图 1.中继管壳体； 2 木垫环；3.均压钢环；4.继问油缸；5.油缸固定装置；6.均压钢环；7 上水圈；8.特殊竹 中继间的油缸被夹箍固定在壳体上，油缸不论数量是多少，都均匀分布在壳体内，在推进过程中，中继间
7、油缸推到行程以后，自己不能缩回，因为它是单作用油缸，只有当后一个中继间向前推时，前一只中继间才能缩回，管子顶通后，把中继间油缸拆卸下来，管子可以直接合拢。一般情况下，中继间油缸主要参数与管径关系如表 1 所示。中继间在安放时，第一只中继间应放在比较前面一些，因为掘进机在推进过程中推力的变化会因土质条件的变化而有较大的变化，所以当总推力达到中继间总推力的 40%80%时就应安放第一只中继间，以后每当达到中继间总推力的 70% 80%时安放一只中继间，而当主顶油缸达到中继间总推力的 90%.就必须启用中继间。 如果在复杂的条件下，如高水压或复土层特别深时，应对中继间进行改造，特别是止水密封圈的改造，以达到万无一失。 表 1 中继间油缸主要参数与管径关系 3 结束语 长距离顶进施工增加顶进距离的措施很多，如可以提高混凝土管的强度、钢管及减小管壁与土的磨擦力、采用注浆减阻等。但是上述种种措施都不能满足推进距离要求时，则需要采用中继间。 参考文献： 1伊易，长距离顶管管道失稳分析.建筑施工 2周明艺，张玉生.大断面长距离顶管施工工艺及机理分析.岩土工程学报 3吴玉林，朱叶军.地下长距离混凝土顶管施工技术.建筑技术 作者简介：常小军（1981） ，男，宁夏固原人，大学本科，双学士学位，工程师，副经理。
