大口径长距离曲线顶管技术在电力隧道中应用

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1、大口径长距离曲线顶管技术在电力隧道中应用摘要：本文介绍了福州某电力220RV线路工程顶管施工过程中主要施工技术应用及效果，对今后类似大口径顶管设计和施工有一定借鉴与参考意义。关键词：长距离曲线顶管；轨迹控制与纠偏中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1009-0118(2012)12-0236-02一、工程概况福州某电力220kV线路工程中，9#—11#采用3200钢筋混凝土顶管，全长535.5m,该段管道要经过一段民房约100多米及一片农田，由于征地的问题，为了便于施工的正常进行，取消10#沉井，导致线路就不能在一条在线上，因此采用了长距离曲线顶管方案。管道平面线

2、形设计为：426.8m的直线段，曲线半径为600m长78.2m的曲线段、30.5m的直线段，最后进入11号井。管道的纵向轴线设计为：爬高2.45m。工程历时28天，平均日推进进尺19m。机头进洞上下偏差为2.0cm,左右偏差为3.0cm,工程质量优良。本工程管线所经地域，按设计单位提供地质资料，该段顶管管顶覆土厚度约为5.23m-8.68m。管道处于淤泥土层。本工程的技术创新点:(一)福州地区，大口径首次在软土地层中一次顶进535.5m长距离顶管工程。(二)在福州地区实现了(R=600)的曲线顶管。以上两点均可为今后类似工程设计和施工提供可借鉴依据和经验。二、主要施工技术

3、(一)成品管选型利用目前适用于大口径曲线顶管F型钢套接口管子端面承载面积大、钢套柔性接口、有一定偏转角度、密封可靠等优势，本段工程采用F型钢套接口管材型号。其曲线顶管管节接缝存在以下几何关系：tg9=L12R(1)式中：0——相邻两管节之间的转角L——管长R——曲线半径X=Dtg9=DL/R(2)式中：X——管外壁的缝隙差D——管外径将R=600m代入上式X=3.8*2.5/600=0.016m=16iniiitg6=2.5/600=0.00429=0.24°根据计算，采用标准管节长度L=2.5m,虽然相邻两管节之间缝隙只有16mm、转角0也在规范允许6=0.5°要求内,

4、但为了达到更好纠偏效果，我们将机头后面五个管子改为特殊管，取L二加，0值接近于0.2。,管节缝隙差X二13mm（二）顶管设备选型由于本段工程顶管穿越土层基本上都在灰色淤泥土层中，土体软弱，有一定含水量；结合大刀盘泥水平衡掘进机对地表沉降控制精度髙、效果好特点，工程施工前选用面板式D3200大刀盘泥水平衡顶管掘进机，并在实际顶管过程中，不断根据地表检测数据，进行调整，优化控制参数，使开挖面处于理想平衡状态，减少地面沉降。纠偏系统控制以下关键数据；1、机头纠偏油缸总推力应控制在Fmax=6400KN；取8台800KN双作用油缸，每组2台，满足推力要求；2、机头的长径比（即机头

5、前壳体长度/机头外径）取值为0.8：1,提高纠偏效果；3、机头最大纠偏角度；按照顶管纠偏勤测、勤纠、微纠原则，本段工程顶管过程中操作人员纠偏角度取值为2。；4、纠偏特殊管设计:考虑到本段工程为大口径长距离曲线顶管，在机头的一套纠偏系统以后再增加3套纠偏系统。（三）轨迹控制与纠偏技术1、曲线顶管轨迹控制本段工程曲线顶管轨迹设计、测量控制在实施过程中按照事先规划好的管道轨迹，利用预设纠偏装置，按轨迹走向使管道推进沿着其内侧行走。(1)平面控制。在两端头井附近埋设地面导线点，利用空导点和地面导线点，以导线测量形式，将平面控制成果引测到施工现场，确保两井间顶管贯通，横向误差小于8

6、0mmo(2)高程控制。本段工程使用水准仪方式控制顶管机头高程，每顶进20cm测量一次偏差值，做到及时掌握机头姿态和发展趋势，以便纠偏。(3)顶管姿态测量。为保证顶管机严格按设计轴线轨迹推进，利用布设的三维坐标控制点，及时观测顶管动态数据，调整顶管各施工参数，指导顶管正确、安全推进。2、曲线顶管纠偏技术(1)本工程采用机头后跟特殊管形式：除机头一套纠偏装置以外，把最前5节2m管子中的3只设计成纠偏特殊管，放置起曲油缸，并把木垫逐步垫到设计厚度，形成整体弯曲弧度开始起曲。(2)当顶进从曲线段恢复到直线段时，把原来压实木垫抽出，逐步达到设计厚度，并通过机头纠偏油缸和起曲油缸实

7、现。(四)曲线顶管顶力控制技术1、泥浆润滑减摩剂。本工程顶管泥浆润滑减摩剂(触变泥浆)主要材料选用钠基膨润土。2、触变泥浆配比。本工程触变泥浆配比选用以下主要参数，膨润土109Kg、CMC2.9Kg、纯碱3.7Kg、水900Kg、粘度(S)26.2.失水量&5ml,状态为略稠，触变性能较好。3、压浆工艺。(1)注浆孔布置。顶管掘进机后部环向均匀设置四只压浆孔；顶管掘进机后面三节管、后每三节管节中有一节布置有压浆孔，压浆孔设在轻管端部，按中心角900均匀设置四个，与垂直和水平直径呈450斜交布置，通过环形高压软管接通四个压浆孔与