[发明专利]一种用于长距离顶管的触变泥浆减阻优化施工方法

权利要求书

1.一种用于长距离顶管的触变泥浆减阻优化施工方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、根据顶管处洞口的土质及顶管距离，进行预实验，从而确定触变泥浆配比；其中，触变泥浆由膨润土、添加剂和水组成；

步骤二、在掘进机后连接顶管的管道上设置注浆孔和补浆孔，在前3节管道均设置一组注浆孔，每个断面上设置3个注浆孔，之后每4~8m设置一组补浆孔，每个断面上设置3个补浆孔；随着顶进后泥浆套基本形成，按每10~16m设置一组补浆孔；

步骤三、在掘进机顶管顶进施工时，顶进施工与注浆施工同步进行；初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏；开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计；

在掘进机进入沉井前对所处的方位进行复测、确认顶管状态，评估掘进机出洞时状态和拟定施工轴线，且定时进行顶管轴线及标高复测；采用激光经纬仪量测，在顶管顶进过程中要不断与设计轴线相比较，发现偏差及时纠正；纠偏在管道顶进过程中进行，避免静止状态纠偏；采用小角度纠偏；

对于激光经纬仪的设置，在后顶观察台架设激光经纬仪一台，设在沉井内液压主顶装置中间；通过后视测机头的光靶及后标点的水平角和竖直角各一测回，激光经纬仪直接读出误差值，供纠偏人员参考进行纠偏；在顶进方向设置3个后视点，随时进行校核，基坑基准点每顶进五十米复合一次；对于顶进时，纠偏角度应保持在10’～20’不得大于0.5°，并设置偏差警戒线；

注浆材料采用水泥水玻璃混合浆液，采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆和水玻璃的体积比为1：1，水灰比0.5，注浆压力控制在0.2～0.4MPa之间，注浆量考虑3倍渗透系数；注浆范围为管外侧30mm空间量；

步骤四、将补浆技术与注浆技术结合，随着顶进施工，持续、小量补浆，即从掘进洞口位置往掘进机机头方向逐一补浆，补至机头后侧之后，重复向洞口位置补浆，并在注浆过程中对注浆量和顶力进行检测分析；

在注浆管处中进行实时监测，通过在注浆管道上连接流量计并将收集的流量数据与数据控制平台连接，对实际注浆量与理论注浆量进行分析对比并及时调整注浆方案，其中实际注浆量分为直线段和全线段注浆量；通过应力传感器连接顶管并收集数据后与数据平台连接，通过实际顶力与规程计算顶力进行对比分析，从而及时验证或调整顶进的速度和作用力；

步骤五、在顶进操作过程中分为无中继间时顶进操作程序和中继间顶进操作程序，依据选取的不同操作程序，确定千斤顶的顶进速度和排泥管的流量，直至顶管完成；无中继间时的操作程序，沉井顶进千斤顶设定顶进速度100mm/min，如加中继间，中继间设定顶进速度100mm/min；同时，流量计测量流量，调整工作井变频泵，使排泥管流量保持在1.07m³/min；压力计测量压力，控制电动阀的开启度，保持泥水仓压力；当有中继间时，顶进时先起动中继间，顶进到1000mm后，将中继间停止工作，起动主顶站千斤顶，靠主顶站的推力使管道前进并使中继间千斤顶回位，顶进1000mm后停顶，重复以上程序，直到管顶进完；

在顶管顶进就位后，立即进行管道基础注浆加固，利用管道内的注浆孔向管外注浆加固，置换顶管施工过程中的触变润滑浆，填充管道周围的土层空隙。

2.如权利要求1所述的一种用于长距离顶管的触变泥浆减阻优化施工方法，其特征在于，对于步骤一中，在土层主要为粉土、粉质黏土和粉砂中，地下水类型属潜水下，确定配合比为水：膨润土：添加剂=1500：225：1。

3.如权利要求1所述的一种用于长距离顶管的触变泥浆减阻优化施工方法，其特征在于，对于步骤二中的注浆通过注浆设备完成，注浆设备主要有搅拌机、注浆泵、输浆管材及三通阀门；其中，输浆管线采用的镀锌钢管和胶管制作，洞内的输浆管线分为总管和支管，总管采用钢管，支管采用胶管，沉井上方的注浆泵出浆口与洞口位置用胶管连接；总管与每根支管的连接和每个注浆孔设置单向阀或球阀。

4.如权利要求1所述的一种用于长距离顶管的触变泥浆减阻优化施工方法，其特征在于，对于步骤四中的注浆包含布浆和补浆两个环节，布浆是指在顶管机后部几节管道在管道推进的同时连续注浆；补浆是指对注浆后部的管道，在顶进一段时间后，对应补充减阻浆的损失；在机头后的1-3节管分别设置有一组布浆孔；

每组补浆时间不超过2分钟，随着顶进距离增大，泥浆套逐渐形成，补浆时间对应减少，在机头后部与洞口处的补浆量对应增加。