一种用于高渗透土层的顶管新型泥浆材料
一种用于高渗透土层的顶管新型泥浆材料
李静静，林鸿福，宋海明，叶秋杉
摘要：泥浆在顶管施工中起着重要的减摩、润滑，平衡井壁压力等作用。对于不同土层或地质条件的顶管施工，泥浆的组成也需相应变化。本文根据现场施工中遇到的问题，对泥浆材料进行改良处理，制备出一种适用于砂质高渗透土层的新型泥浆材料。
关键词：顶管泥浆
一．概述
泥浆是钻孔施工中的重要施工材料之一，起着平衡井壁压力、冷却钻头、悬浮钻渣、保护井壁等作用。在桥梁钻孔灌注桩、石油钻井、非开挖穿越、地下连续墙等工程的施工中均占有重要地位。
顶管施工技术是继盾构施工之后发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁路、河川、地面建筑物，地下构筑物以及各种地下管道等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间、中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时也把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。
泥浆在顶管施工中起着非常重要的作用，是顶管推进过程中的润滑剂。由于顶管施工中地质条件差异较大，泥浆的组分也随之变化。本文针对在现场施工中遇到的问题，分析考察现场施工地质条件，制备出了一种适合于砂质高渗透土层的顶管施工用泥浆新材料。二．泥浆在顶管施工中的作用机理
在顶管施工过程中为减少摩擦阻力，后续管节的直径比掘进机的直径要小2-5cm，使管道与土体之间会产生空隙；纠偏时对土体一侧产生挤压作用，而另一侧由于应力释放形成空隙，因此在顶管顶进的曲线轨迹中存在许多这种空隙[1]。
注浆时，从注浆孔注入的泥浆会先填补管节与周围土体之间的空隙，抑制地层损失的发展。泥浆与土体接触后，在注浆压力的作用下，注入的浆液将向地层中渗透和扩散，先是水分向土体颗粒之间的孔隙渗透，当泥浆达到可能的渗透深度后静止下来，只需经过一个很短的时间，泥浆就会变成凝胶体，充满土体的孔隙，形成泥浆与土壤的混合土体；随着泥浆渗透越来越多，在注浆压力的挤压作用下，许多的渗透块之间粘结、巩固，形成一个相对密实、不透水的套状物，称为泥浆套，它能够阻止泥浆继续渗入土层。
由于掘进机的开挖会对管道周围土体产生扰动，使部分土体结构遭到破坏而变成松散土
体，在注浆压力作用下，泥浆套能够把超过地下水压力的液体压力传递到土体颗粒之间，成为有效应力压实土体。同时泥浆的液压能够起到支撑隧洞的作用，使其保持稳定，不让土体坍塌到管道上。
如果注入的润滑泥浆能在管道的外围形成一个比较完整的泥浆套，则接下来注入的泥浆不能向外渗透，留在管道与泥浆套的空隙之间，在自重作用下，泥浆会先流到管道底部，随后向上涨起。当隧洞充满泥浆时，顶进管在整个圆周上被泥浆悬浮液所包围，受到浮力作用，管道将至少变成部分漂浮，它们的有效重量将变小，甚至可能变成负的。管道在泥浆的包围之中顶进，泥浆能够起到非常好的减摩效果。
因此优质顶管泥浆必须具有良好的形成致密泥浆套的能力，优异的触变性能和低的滤失量。
三．FHDF25泥浆在顶管工程中出现的问题
FHDF25是浙江丰虹粘土化工有限公司生产的一种高效低固相泥浆，其特点是具有优异的造浆性能、护壁性能，与传统的泥浆土相比，用量少、泥浆再循环利用率高，污泥排放量少。曾在上海隧道地下连续墙施工中取得良好的应用效果。
FHDF25在上海军工路3.5m直径顶管中使用，泥浆浓度35-40kg/m3，开始一周顶进过程未发现异常，后期出现泥浆大量流失，顶管推进困难现象。改用1#泥浆土配制的泥浆完成继续推进，顶管推进恢复正常。采用1#泥浆土配制的泥浆浓度为100kg/m3。
对现场地质条件进行分析，发现在该工段，顶管顶进了孔隙率、渗透率较高的流沙土层。
比较FHDF25泥浆土和1#泥浆土配制泥浆的固相组分和流变性能，分析FHDF25失效原因。两种泥浆的固相组分和流变性能如表所示。
表1.泥浆固相组分表
泥浆含固量% 湿筛+200目% 200-300目% Σ+300目%
1#泥浆10 18.5 4.3 22.8
FHDF25 3.5 2 1 3
从表1中可以看出，1#泥浆中+200目（＞75μ）的粗颗粒比FHDF25多8-9倍。
表2. 两种泥浆流变性能表
泥浆名称含固量测试
时间
Φ600 Φ300Φ3AV PV YP YP/PV τ滤失量
1#泥浆10%
即时26.5 18.5 7 13.3 8 5.36 0.67 3.58
11.0 10min 28.0 19.5 10.5 14.0 8.5 5.62 0.66 5.36
24h 31.5 23.0 13.5 15.8 8.5 7.4 0.87 6.9
FHDF25 3.5%
即时32.5 22.0 3.5 16.25 10.5 5.87 0.56 1.79
13.0 10min 35.0 24.5 6.0 17.5 10.5 7.15 0.68 3.06
24h 43.0 31.0 9.0 21.5 12.0 9.7 0.81 4.60
从表中可以看出，FHDF25泥浆含固量为1#泥浆的1/3的情况下，其表观粘度高于1#泥浆，静切力低于1#泥浆，动塑比相近。较高的静切力在停机后重启动时可能产生瞬时较大的阻力，因此希望泥浆的静切力越低越好。FHDF25泥浆的滤失量略高于1#泥浆，但仍属于滤失量相对较低的泥浆。
概括而言，FHDF25的流变性能要明显优于1#泥浆，其造浆率高，是1#泥浆的3倍，泥浆比重小，易于泵送。但在孔隙率、渗透率高的砂砾质土层中FHDF25极易流失，无法形成稳定泥浆套。而1#泥浆虽然造浆率低，但在孔隙率、渗透率高的砂砾质土层有较好的应用效果。
分析比较认为两种泥浆最大的区别在于1#泥浆中粗颗粒比FHDF25高8-9倍。由于1#泥浆中含有大量粗颗粒石英，固相含量高达10-12%，这些不分散的粗颗粒能有效填充砂层孔隙，降低泥浆向孔隙的渗透深度，从而形成低渗透率的泥浆套，阻止泥浆的进一步流失，在顶管周围形成泥浆悬浮液，将顶管悬浮起来，起到顶管推进的减摩作用，使顶管推进工作顺利进行。即：FHDF25泥浆失效的主要原因是，该泥浆土制备出泥浆为细分散泥浆，其无法有效阻塞沙孔，使得后继泵送进入的泥浆迅速渗透到底层深处，致使泥浆流失量大，无法形成稳定的泥浆套，无法将顶管悬浮，同时机头泥沙不能有效送出，导致推进阻力加大。
由于1#泥浆存在造浆率低，泥浆土用量大的缺点，因此希望对FHDF25泥浆土进行改良，制备出适合于该高孔隙、高渗透沙质土层的高效低固相泥浆土。
四．改良型FHDF25泥浆土的制备
FHDF25泥浆土含沙量低，属细分散泥浆，对于孔隙率高渗透性好的砂砾土层，由于填充孔隙的粗粒少，难于有效堵塞砂质孔隙，泥浆流失大，造壁性能降低，造成顶管推进润滑性差，阻力增大。因此，对于这类渗透性高的砂质土层，FHDF25不适用。针对这类土层，泥浆中应含有一定量的粗颗粒填充料，以便于封闭孔隙，以利于造壁，阻止泥浆无效流失。
顶管施工中的泥浆技术
顶管施工中的泥浆技术 建筑与管理 朱佳文 摘要： (1) 关键词：顶管施工泥浆 (1) 一、摩擦定律概要 (2) 二、从摩擦定律得出的结论 (3) 三、作为支撑-润滑介质的膨润土 (4) （一）作为使摩阻力降低到最小限度的先决条件，最佳支承作用的取得须具备下列前提： (9) （二）运动流限在每立方米悬浮液中含 (9) （三）顶进管在膨润土悬浮液中受到的浮力 (12) 摘要：对于管外壁摩阻力，在很大程度上可以通过各种手段来施加影响。首先要 注意管子表面的光洁平滑，以保持很低的摩擦系数。此外极为重要的是，管子要尽可能避免圆度误差，并保持直径的一致。在这方面，如果管子是用许多管模制造的，问题可能就出现在制管厂中，因为管模本来就有尺寸公差，而且磨损程度也不相同。此外，如果管子浇注之后脱模过早，或者由于蒸养而发生收缩，也会引起这类的偏差。管子尺寸的不准确在推顶时会导致产生夹紧力，这种力有时可能达到很高的数值。 关键词：顶管施工泥浆 若使刃脚比它相应于管子外径应有的尺寸稍大一点，就有可能降低管外壁摩阻力。这样能使上层不直接压在管体上。只要土层足够坚硬，这种方法就会取到预期的效果。而如果向管子和土层之间形成的空隙压人支承介质，这种方法的效力更可以大大提高，并能维持一定的时间，从而足以顶进一段相当长的管路，再则，支承介质在起支承作用的同时，也可以作为润滑剂起到减少摩阻力的作用。 对支承一润滑介质的要求
对支承一润滑介质的要求，可以根据摩擦定律推算出来。 一、摩擦定律概要 1、除了不在这里讨论的滚动摩擦之外，可将摩擦区分为： a）粘附摩擦（与静摩擦相同）； b）滑动摩擦。 2、在粘附摩擦和滑动摩擦的情况下都存在如下的关系： Ｔ＝N·μ 式中 N——法向力； T——切向力； μ——摩擦系数； 摩擦系数μ是一个材料常数，与滑动面和滑动物体的表面性质有关，而却不以接触面积F的大小为转移。 无量钢系数μ在粘附摩擦的情况下，一般大于滑动摩擦时的数值，因为在粘附摩擦的情况下，表面会由于经常存在的不平度而被“楔紧”。 3、滑动摩擦又可分为： b1 ）干摩擦； b2 ）液体摩擦。 在干摩擦时，滑动体和滑动面直接接触，在液体摩擦的情况下，滑动体和滑动面则被润滑介质隔开 在滑动摩擦的情况下。滑动体和滑动面之间存在相对速度。 在干滑动摩擦的情况下，摩擦系数μ与相对速度υ无关。 在液体滑动摩擦的情况下，视在摩擦系数μ则相随滑动体和滑动面之间液体的流动阻力而变化。流动阻力则取决于液体的运动粘滞度和流动速度。根据流体动力学可知，流动阻力与流动速度的平方成正比。 在两个互相接触的物体之间，起作用的是一个比压：
顶管法施工技术
顶管 法施工 １、技术简介 顶管施工就是非开挖施工方法,是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力,克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中,并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。 非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。 非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语,它涉及的是利用少开挖,即工作井与接收井要开挖，以及不开挖,即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换，顶管直径ＤN800—４５00。通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工作井内的管子可在地下穿行１500米以上，并且还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。 它的技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。特别适用于大中型管径的非开挖铺设。具有经济、高效,保护环境的综合功能。这种技术的优点是:不开挖地面；不拆迁,不破坏地面建筑物；不影响交通;不破坏环境；施工不受气候和环境的影响;不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，综合造价低。 该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天燃气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。采用该技术施工，能节约一大笔征地拆迁费用、减少对环境污染和道路的堵塞,具有显著的经济效益和社会效益。 2、技术原理 顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层,并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力,把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时,也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间,以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。 ３、现状分析 经过多年的发展，顶管技术在我国已得到大量地实际工程应用，且保持着高速的增长势头,无论在技术上、顶管设备还是施工工艺上取得了很大的进步,在某些方
钻井液常规计算公式
钻井液常用计算 一、水力参数计算：(p196-199) 1、地面管汇压耗： Psur=C×MW×(Q/100)1.86×C1 Psur---地面管汇压耗，Mpa（psi）； C----地面管汇的摩阻系数； MW----井内钻井液密度，g/cm3(ppg); Q----排量，l/s(gal/min); C1----与单位有关的系数，当采用法定法量单位时，C1＝9.818；当采用英制单位时，C1＝1； ①钻具内钻井液的平均流速： V1=C2×Q/2.448×d2 V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)； Q-------排量，l/s(gal/min); d-------钻具内径，mm(in)； C2------与单位有关的系数。当采用法定计量单位时，C2＝3117采用英制单位时，C2＝1。 ②钻具内钻井液的临界流速 V1c=(1.08×PV＋1.08(PV2＋12.34×d2×YP×MW×C3)0.5)/MW×d×C4 V1c -------钻具内钻井液的临界流速，m/s(ft/s)； PV----钻井液的塑性粘度，mPa.s(cps); d------钻具内径，mm(in) MW----钻井液密度，g/cm3(ppg); C3、C4------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C3＝0.006193，C4＝1.078；采用英制单位时，C3＝1、C4＝1。 ③如果≤V1c，则流态为层流，钻具内的循环压耗为 P p=C5×L×YP/225×d＋C6×V1×L×PV/1500×d2 ④如果V1>V1c，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为 P p=0.0000765×PV0.18×MW0.82×Q1.82×L＋C7/d4.82 P p---钻具内的循环压耗，Mpa(psi); L----某一相同内径的钻具的长度，m(ft)； V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)； d------钻具内径，mm(in) MW----钻井液密度，g/cm3(ppg); Q-------排量，l/s(gal/min);
顶管施工安全技术措施标准版本
文件编号：RHD-QB-K4802 （解决方案范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 顶管施工安全技术措施 标准版本
顶管施工安全技术措施标准版本操作指导：该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 1．一般要求： (1)管径小于、等于800mm时，不得采用人工方法掘进。 (2)采用敞开式掘进顶管，土层中有水时，必须采取降水等控制措施。 (3)人工挖土，土质为砂、砂砾石时，应采用工具管或注浆加固土层的措施。 (4)顶管施工中，渗漏、遗洒的液压油和清洗废液等应及时清理，保持环境清洁。 (5)采用密闭式掘进顶管，管口与掘进机、中继间的连接和管道间的接口必须严密，不得漏水。
(6)施工前，应根据顶进方法、管径、最大顶力等对后背结构、顶进设备、中继间等进行施工设计，确定安全技术措施，并制定监控量测方案。 (7)利用已完成顶进的管段作后背时，顶力中心应与已完成管段中心重合；顶力必须小于已完成管段与周边土壤之间的摩擦阻力；后背管口应衬垫可塑性材料保护。 (8)在城区、居民区、乡镇、机关、学校、企业、事业单位等人员密集区和穿越房屋、轨道交通、铁路、道路、公路和地下管道等建（构）筑物时，宜采用密闭式机械掘进顶管。 (9)施工过程中应按监控量测方案的要求布设监测点，设专人对施工影响区内的地面、地下管线和建（构）筑物的沉降、倾斜、裂缝等进行观察量测并记录，确认正常；发现异常应及时分析，采取相应的安
配制钻井液几种常用计算公式
配制钻井液几种常用计算公式 一、 配制水基钻井液所需材料的计算 1 配制定量、定密度的水基钻井液所需的粘土量 已知：钻井液重量＝粘土重量＋水重量 其中：钻井液重量＝11V ρ 粘土重量＝22V ρ 水的重量＝33V ρ 所以： 332211ρρρV V V += (1) 因为： 213V V V -= (2) (2)代入（1）则得: 整理后 ()322112ρρρρ--= V V …………………………(3) 又因 22ρW V = (4) (4)代入（3）整理后 W －粘土重量；V 1-钻井液体积；V 2-粘土体积；V 3-水体积； 1ρ－钻井液密度；2ρ－粘土密度；3ρ－水的密度； 2 配制定量、定密度的水基钻井液所需的水量 水量＝欲配钻井液体积－所需粘土体积 其中：粘土密度 粘土重量所需粘土体积＝ 二、 调整钻井液密度所需材料 1 加重钻井液所需加重材料数量计算
（1）定量钻井液加重时所需加重材料的计算： 式中 W －加入的加重材料重量； 浆V －原浆体积； 1ρ－原浆密度； 2ρ－欲配的钻井液密度； 3ρ－加重材料的密度； （2）配制定量加重钻井液时所需加重材料的计算： 式中 W-所用加重材料的重量； V －欲配的钻井液体积； 1ρ－原浆密度； 2ρ－欲配的钻井液密度； 3ρ－加重材料的密度； 2 降低钻井液密度所需水量（或低密度钻井液量）之计算 式中 V －降低密度时需要的水量； 浆V －原浆体积； 1ρ－原浆密度； 2ρ－加水稀释后的钻井液密度（即要求的钻井液密度）。 三、 钻井液的循环容积 1 井筒容积计算(即井内钻井液量计算) （1）经验式 井眼内的钻井液量()2 1000/31井径井径＝井段?m m V
顶管施工安全控制要点(正式)
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 顶管施工安全控制要点 (正式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-4199-92 顶管施工安全控制要点(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 一、施工前准备 1、施工组织设计和施工方案审查对施工组织设计进行全面、细致的研究、分析和审查，尤其对机头的类型，主千斤顶、管材的强度与接口形式、洞口构造、中继环的设置、压浆孔的布置，稳定土层的措施、环境监测及工程保护措施等内容进行了重点审查。并加强了以下方案的审查 （1）各个工作井和各段顶管的单项施工方案； （2）工作井封底的措施和方案； （3）洞口、地基加固措施方案； （4）顶管穿越地下管线、顶管穿越地上构筑物，顶管穿过河道的专项保护方案。在工程施工阶段，这些方案发挥了重要的作用。在顶管穿越高压线杆施工时，由于措施和方案健全，使沉降量控制在误差范围
以内，保护了高压线杆的安全。 2、工程材料和顶管设备核验 材料是工程质量控制的关健因素，对进场的每种材料，严格检查其规格、型号、核对进货单及质保书中该材料的规格、型号、数量是否符合设计要求。对成品管等关健材料，要到生产厂家进行现场制作考察。在施工前，重点检查管道承插口是否完好无损槽口尺寸是否准，钢套环是否按设计要求进行防腐处理，刃口有无疵点，焊缝是否平整，肋板与环形钢板是否垂直，钢套环尺寸是否准确且无变形，橡胶圈有无裂缝、变形、老化、变质等现象，对不符合要求的材料，严禁进入施工现场。 顶管设备进场前应检查其是否经过维修保养，检查合格后方可进入施工现场。施工前应对全套设备及各类机具均应进行单。整机联动及模拟操作，确认正常后方可投入使用。 3、测量复核 测量工作贯穿于顶管施工的全过程，测量复核是
顶管工程施工安全技术要求详细版
文件编号：GD/FS-2025 （操作规程范本系列） 顶管工程施工安全技术要 求详细版 The Daily Operation Mode, It Includes All The Implementation Items, And Acts To Regulate Individual Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify Management Process. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
顶管工程施工安全技术要求详细版 提示语：本操作规程文件适合使用于日常的规则或运作模式中，包含所有的执行事项，并作用于规范个体行动，规范或限制其所有行为，最终实现简化管理过程，提高管理效率。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 一、顶管施工的一般要求 （1）顶管施工前应对管道顶进地段的水文地质、地下埋设物、地上交通及构管物等情况进行周密的调查了解。必须严格的掌握各类土壤的物理化学性质，分层及高度，地下水位及流量，含水层的渗透系数，有针对性的利用可能提供的设备，采取有效排水和防坍塌的安全技术措施；必须严格掌握地下埋设的各种电缆、管道、有毒有害的气（液）体、易燃易爆物质，古墓（腐植土）等地下建筑物及其它各种障碍物的种类、用途、结构、位置深度、走向、物理化学性质及危害程度，依此制定有效的安全防护和劳动保
护措施，确保施工安全，必须掌握地上公路、铁路的交通状况，请有关部门共同制定专门的施工方案（安全技术措施）配合施工，确保公路、铁路和施工安全。严禁在无施工组织设计（施工方案）情况下施工。 （2）在较大的沟渠、河道下进行顶管作业，一般应选在枯水季节，但对其航运、流量应调查清楚，确定施工方法。首先应考虑到克服河水的渗透，不宜在管道顶进线中心或上流一侧围堰使水流集中，冲刷河底，严防管顶塌方河水灌进管内。并请有关单位共同制定安全技术方案后方可施工。 顶管工程一般应在降水数日、水位降到工作坑底以后进行，在地面上有构筑物的情况下，严禁带水顶进。在各种构筑物下顶管都必须有确保施工与构筑物安全的安全技术措施。
顶管工施工安全技术交底
1.6 顶管工施工安全技术交底 1. 一般规定 (1) 新工人必须参加入场安全教育，考试合格后方可上岗。 (2) 作业前应检查机具、绳索，确认安全方可使用,作业时必须按照安全技术交底的要求进行作业，服从指挥,协调配合。 (3) 作业时必须根据作业要求，佩戴防护用品，并严格遵守劳动纪律，不得擅自动用各种机电设备。 (4) 顶管作业必须执行交接班制度；上下工作坑必须走安全梯，安全梯应固定在支撑上，并设置扶手或护圈。严禁运输料斗乘人。 (5) 作业面遇不明构筑物(管道)时应立即停止作业，报告施工技术管理人员，经处理确认安全后方可继续作业。 (6) 因故停顶后恢复顶进前，必须对支撑、平台、支架、电气设备、吊索具进行检查，并对氧气和有毒有害气体含量进行检测，确认安全后方可作业。 (7) 作业中必须明确联络信号及报警方法；非机电人员不得从事机械、电气作业。 (8) 作业中传递工具、材料必须轻拿轻放，稳妥传递，严禁从坑上向下或者从坑下向上抛扔。 (9) 在顶管作业过程中必须按安全技术交底要求保护地下管线和构筑物，作业人员不得踩踏被保护的地下管线和构筑物。 2. 运管、下管 (1) 人工自管垛向下放管时，必须先检查底层管的挡掩情况，确认安全后方可作业。作业时应设专人指挥，作业人员应协调一致。放管时前方不得有人，放管速度应缓慢。直径大于600mm的管子不宜人工放管。 (2) 槽边码放管子时，管子不得平行于沟槽，管端与槽边的距离不应小于2m，码放高度不宜超过2m，并挡掩牢固；槽边放置管子的场地应坚实平整，不得在有坍塌危险的槽边放置管子。 (3) 自墙边向外推管时，必须在管子靠墙一侧进行牢固挡掩,推管人不得站在管子与墙之间。 (4) 装运管子时，绳必须系牢，并挡掩牢固。卸车前，必须确认管子无滚坍危险后方可松绳卸管。 (5) 人工推运混凝土管应设专人指挥，运输道路应平整坚实。推行速度不得超过人的行走速度。上坡道应指定专人备掩木，下坡道应用大绳控制速度，两管之间应保持5m以上的安全距离。管子转向时，作业人员不得站在管子的前方或贴靠两侧。 (6) 下管作业必须统一指挥。下管前必须检查起重设备、卡环、钢丝绳、吊钩、支架、平台等，确认安全后方可下管。 (7) 吊运管子时，吊管的索具不得直接捆绑在管子上，应用可塑性材料衬垫。 (8) 下管前应先在平台上试吊，确认安全后方可下管。 (9) 下管时严禁管子下方有人。从活动平台下管时，应将管子吊起，稳定后开启活动平台检视坑底，确认安全后方可缓慢吊下。管至坑底30cm～50cm时，作业人员方可靠近管子进行稳管作业。作业过程中，严禁手扶钢丝绳。 (10) 管子就位支稳后方可摘钩。作业人员避开吊索具后方可提升吊具。关闭活动平台后，坑下人员方可作业。 3. 顶进 (1) 顶进前应检查液压系统、顶铁、后背、导轨、支撑等，确认安全后方可顶进。 (2) 按照安全技术交底的要求安装顶铁。顶铁必须保持中心受压，受力均匀。顶铁之间、顶铁与后背之间必须垫实。 (3) 顶进前挖土人员必须在管内，并在顶进中观察管前情况。发现异常立即通知顶镐作业人员暂停处理。 (4) 顶进中发现塌方、后背变形、顶铁扭翘、顶力突变等情况，必须立即停顶，采取措施，确认安全
顶管施工中的泥浆技术
摘要：对于管外壁摩阻力，在很大程度上可以通过各种手段来施加影响。首先要注意管子表面的光洁平滑，以保持很低的摩擦系数。此外极为重要的是，管子要尽可能避免圆度误差，并保持直径的一致。在这方面，如果管子是用许多管模制造的，问题可能就出现在制管厂中，因为管模本来就有尺寸公差，而且磨损程度也不相同。此外，如果管子浇注之后脱模过早，或者由于蒸养而发生收缩，也会引起这类的偏差。管子尺寸的不准确在推顶时会导致产生夹紧力，这种力有时可能达到很高的数值。 关键词：顶管施工泥浆 若使刃脚比它相应于管子外径应有的尺寸稍大一点，就有可能降低管外壁摩阻力。这样能使上层不直接压在管体上。只要土层足够坚硬，这种方法就会取到预期的效果。而如果向管子和土层之间形成的空隙内压人支承介质，这种方法的效力更可以大大提高，并能维持一定的时间，从而足以顶进一段相当长的管路，再则，支承介质在起支承作用的同时，也可以作为润滑剂起到减少摩阻力的作用。 对支承一润滑介质的要求 对支承一润滑介质的要求，可以根据摩擦定律推算出来。 摩擦定律概要 除了不在这里讨论的滚动摩擦之外，可将摩擦区分为： a）粘附摩擦（与静摩擦相同）； b）滑动摩擦。 在粘附摩擦和滑动摩擦的情况下都存在如下的关系： ｔ＝n·μ 式中 n——法向力； t——切向力； μ——摩擦系数； 摩擦系数μ是一个材料常数，与滑动面和滑动物体的表面性质有关，而却不以接触面积f 的大小为转移。 无量钢系数μ在粘附摩擦的情况下，一般大于滑动摩擦时的数值，因为在粘附摩擦的情况下，表面会由于经常存在的不平度而被“楔紧”。 滑动摩擦又可分为： b1 ）干摩擦； b2 ）液体摩擦。 在干摩擦时，滑动体和滑动面直接接触，在液体摩擦的情况下，滑动体和滑动面则被润滑介质隔开 在滑动摩擦的情况下。滑动体和滑动面之间存在相对速度。 在干滑动摩擦的情况下，摩擦系数μ与相对速度υ无关。 在液体滑动摩擦的情况下，视在摩擦系数μ则相随滑动体和滑动面之间液体的流动阻力而变化。流动阻力则取决于液体的运动粘滞度和流动速度。根据流体动力学可知，流动阻力与流动速度的平方成正比。 在两个互相接触的物体之间，起作用的是一个比压： p=n/f 在液体摩擦的情况下，作用在润滑液体上的是一个流动压力： p’=f（υ2） 若p= p’，物体和润滑介质便处于平衡状态。这时运动的物体就“漂浮”在滑动面上。
顶管施工安全技术措施
浙建监A2 施工组织设计（专项施工方案）报审表 工程名称：东钱湖大道1标工程编号：A2——*** 本表一式三份，经项目监理机构审核后，建设单位、监理单位、承包单位各存一份。
东钱湖大道1标工程污水管顶管及沉井 安 全 专 项 方 案 编制： 审核： 审批： 腾达建设集团股份有限公司二00五年四月五日
施工组织设计（方案）审批表 2005年4 月5 日施管表3
沉井、顶管施工安全技术措施 一、沉井施工中的安全技术措施 1、基坑开挖 开挖时应注意： （1）机械挖土时，必须严格遵守挖土机械的安全技术操作规程。挖土前，应先发出信号，在挖土机臂杆回转半径范围内，不许进行其它工作。 （2）有地下设施地段挖土时，必须有专人指挥，向司机指明地下设施的种类、位置、走向、高程以及危害程度等，并作出明显的标志，以防发生事故。 （3）在有支撑的沟槽中，使用机具设备挖土时，必须注意不得碰撞支撑。 （4）槽内施工人员未离开挖土机臂杆旋转半径范围内，机械操作人员不准从事挖土作业。 （5）挖土机械在架空输电线路一侧施工时，臂杆与输电线路的安全距离不应小于＜1KV最小距离1.5m，1~35KV最小距离3m。 a．遇大风、雷雨、大雾的天气时，机械不得在高压线附近施工。 b．在地下电缆附近工作时，必须查情地下电缆走向严格保持在lm外的距离操作。 c．如因施工条件所限不能满足上述要求时，应与施工技术负责人员和有关部门共同研究，采取必要的安全措施后方可施工。
2、模板拆除、安装 （1）扭曲十分厉害和脆性木材不宜用作模板和支架，宜选用挠曲变形较小的松木或杉木制作模板。木材的含水率不宜大于25％，以保证模板和支架牢固可靠。 （2）模板、模板固定件和支撑模板的支架必须保证满足荷载要求，以防止在作业过程中模板支架断裂、坍塌、倾覆等造成事故。 （3）支撑必须稳固，不致松动、弯曲和沉陷。 （4）预制现场必须选择远离易燃物（如油库和危险品库等）和锅炉等设施的场地。 （5）模板开始制作前，安全员、施工员应组织木工、钢筋工、混凝土工了解构筑物各部位的形状、尺寸及布置情况与相邻构筑物的关系，确定制作、安装、拆除模板的施工方案和应采取的安全措施。 （6）模板和其支撑结构应考虑便于装拆，在模板支撑的支柱、支架等适当部位应设置木楔子、千斤顶、砂箱或其它松动支架构件的装置，以免在以后造成拆除困难而发生事故。 （7）支架必须安装在坚实的地基上，并应有足够的支承面积，以保证所灌筑的结构不下沉和倾覆。如在天然土基安装支架时，必须有排水设施，以防止土基被水泡软而使支架下沉和侧翻。 （8）在安装模板现场，应设立警戒标志，禁止非作业人员进入施工现场。所有作业人员应戴安全帽，将工具装在工具包内，以防上下交叉作业时坠物伤人。垂直运输模板或其它材料时，应有专人统一指挥，负责作业安全。
顶管施工中的泥浆技术解读
顶管施工中的泥浆技术(1) 蒙脱土是一种层状结构的结晶氢化硅酸铝。硅酸盐多层体是一种三层结构，其中包括一层SｉO4四面体、一层氢氧化铝八面体和一层SｉO4四面体。蒙脱土晶体即由许多这样的硅酸盐叠层组成。蒙脱土晶体遇水膨胀，与此同时水分子便渗入各个叠层之间。于是两个蒙脱土叠层之间的距离就加大了一倍。晶体内部膨胀现象的原因，则在于叠层内部电荷分布的不均匀。 我们可以设想，在静止下来的膨润上悬浮液中，薄片状的蒙脱上微粒形成一种纸牌房子式的结构，其中这些微粒以它们的角隅和棱缘彼此接触或互相支撑。一旦静止状态被扰乱，例如由于搅拌、振动或泵送等等，于是大多数的“纸牌房子”坍塌下来，因而在静止状态下凝结起来的悬浮液就会变成溶胶。当这种溶胶再次静止下来，薄片状的蒙脱上微粒又会彼此搭在一起形成纸牌房子式的结构，于是溶胶重新凝固。悬浮液每当静止便结成凝胶，一旦运动起来又变成溶胶，这种从静止状态到运动状态以及从运动状态又回到静止状态的结构交替，可以永无止境地重复下去，这样的特性便叫作触变性。 作为顶管施工中的支撑-润滑介质，膨润土的重要特点即在于它的膨胀性能。这一点须取决于薄片状蒙脱俄土微粒的大小和数量。 膨润土主要有两类，即钙膨润土和钠膨润土上。 它们的区别在于起决定作用的蒙脱土是钙蒙脱上还是钠蒙脱土。 在膨润土含量相同情况下，钠膨润土悬浮液中所含极薄的硅酸盐叠层片的数量，约为钙膨润上悬浮液中所含数量的15到20倍。由于这种极薄的硅酸盐叠层片的数量大得多，便有利于蒙脱土微粒形成纸牌房子式的结构，因而亦有利于提高悬浮液的膨胀性能，这样既可改善悬浮液在溶胶状态下的流动性，也能改善悬浮液在凝胶状态下的固结性。所以钠膨润土比钙膨润土更适用于顶管施工。 而巴伐利亚矿层却只含有膨胀性能较差的钙膨润土。
顶管施工安全技术措施.docx
顶管施工安全技术措施 1．一般要求： (1)管径小于、等于800mm时，不得采用人工方法掘进。 (2)采用敞开式掘进顶管，土层中有水时，必须采取降水等控制措施。 (3)人工挖土，土质为砂、砂砾石时，应采用工具管或注浆加固土层的措施。 (4)顶管施工中，渗漏、遗洒的液压油和清洗废液等应及时清理，保持环境清洁。 (5)采用密闭式掘进顶管，管口与掘进机、中继间的连接和管道间的接口必须严密，不得漏水。 (6)施工前，应根据顶进方法、管径、最大顶力等对后背结构、顶进设备、中继间等进行施工设计，确定安全技术措施，并制定监控量测方案。 (7)利用已完成顶进的管段作后背时，顶力中心应与已完成管段中心重合；顶力必须小于已完成管段与周边土壤之间的摩擦阻力；后背管口应衬垫可塑性材料保护。 (8)在城区、居民区、乡镇、机关、学校、企业、事业单位等人员密集区和穿越房屋、轨道交通、铁路、道路、公路和地下管道等建（构）筑物时，宜采用密闭式机械掘进顶管。 (9)施工过程中应按监控量测方案的要求布设监测点，设专人对施工影响区内的地面、地下管线和建（构）筑物的沉降、倾斜、裂缝等进行观察量测并记录，确认正常；发现异常应及时分析，采取相应的安全技术措施。 2.设备与辅助装置 (1)施工前，应根据顶进中的最大顶力选择顶进设备和辅助装置。 (2)施工前，必须对顶进设备和辅助装置进行检查，经试运行，确认合格。 (3)安装导轨应安装在稳固的基础上；导轨应安装直顺、牢固；设在混凝土底板上的导轨，应在混凝土达到设计强度的50％，且不得低于5MPa时，方可安装。 (4)拆除顶进设备必须在停机、断电、卸压后进行；拆除的设备和材料，应随时运走或按指定地点码放整齐。 （5)顶进设备和辅助装置应完好；防护装置应齐全有效；后背结构及其安装应符合施工设计的要求；油泵压力表使用前应经具有资质的检测单位标定，并形成文件。 (6)安装后背墙体应平整，并与管道顶进轴线垂直；方木、型钢等组装的后背，组装件之间应连接牢固；后背墙体应与后背土体贴实，缝隙应用粗砂等料填充密实；现浇混凝土后背的结构尺寸和强度应符合施工设计要求；后背墙体埋入工作坑底板以下的深度应符合施工设计要
钻井各种计算公式
钻头水利参数计算公式： 1、 钻头压降：d c Q P e b 42 2 827ρ= （MPa ） 2、 冲击力：V F Q j 02.1ρ= (N) 3、 喷射速度：d V e Q 201273= (m/s) 4、 钻头水功率：d c Q N e b 42 3 05.809ρ= （KW ） 5、 比水功率：D N N b 21273井 比 ＝ (W/mm 2) 6、 上返速度：D D V Q 2 2 1273杆 井 返＝ - （m/s ） 式中：ρ－钻井液密度 g/cm 3 Q －排量 l/s c －流量系数，无因次，取0.95～0.98 d e －喷嘴当量直径 mm d d d d e 2 n 2 22 1+?++= d n ：每个喷嘴直径 mm D 井、D 杆 －井眼直径、钻杆直径 mm 全角变化率计算公式： ()()?? ? ???+?+ ?= -?-?225sin 2 2 2 b a b a b a L K ab ab ?? 式中：a ? b ? －A 、B 两点井斜角；a ? b ? －A 、B 两点方位角
套管强度校核： 抗拉：安全系数 m ＝1.80（油层）；1.60～1.80（技套） 抗拉安全系数＝套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥1.80 抗挤：安全系数：1.125 10 ν泥挤 H P = 查套管抗挤强度P c ' P c '/P 挤 ≥1.125 按双轴应力校核： H n P cc ρ10= 式中：P cc －拉力为T b 时的抗拉强度（kg/cm 2） ρ －钻井液密度（g/cm 3） H －计算点深度（m ） 其中：?? ? ? ?--= T T K P P b b c cc K 2 2 3 T b ：套管轴向拉力（即悬挂套管重量） kg P c ：无轴向拉力时套管抗挤强度 kg/cm 2 K ：计算系数 kg σs A K 2= A ：套管截面积 mm 2 σs ：套管平均屈服极限 kg/mm 2 不同套管σs 如下： J 55：45.7 N 80:63.5 P 110:87.9
顶管施工关键技术
1.工程概况 百色市新兴路位于老城区，交通繁忙，地下管线复杂。新兴路改造工程}126fl0双排排水涵位于K} + 5}i3---lC1 + 328路段，总长约88o m;最大埋深12 m,最小埋深8 m;该涵采用并排布置的两条DN}soo}级钢承口钢筋混凝土管，两条涵管中心距离为5. 72 m,管外壁间距为} m;管内径2.}rri，管壁厚Q, 2fi m，管底纵坡1. 02 0/o;按照设计图纸分4个顶程，平均每段顶进长度约22} me管道沿线地下水丰富、地层主要为淤泥质粉质粘土、沙质粉土、细 砂、卵石、砂岩和泥岩等。 2.施工工艺流程 合理、先进的施工工艺是保证施工质量的前提条件。泥水平衡式顶管施工工艺流程如图1所示。图生顶管施工工艺流程图 3.顶力的确定与调控 顶力是整个顶管施工的重要技术参数。 影响顶力大小的因素有顶进工具管迎面的阻力和摩阻力。由于受项进管沿线土质不均匀且随机变化，管道埋深、管径大小，以及管道与土体之间的接触力等因素影响，精准的确定项力是无法做到的。根据国内外的文献，按理论公式计算得到的项力因公式引入很多假定且未考虑设置触变泥浆润滑等影响而使计算顶力值偏大，且按经验公式计算得到的顶力因公式是根据实际工程一些测试资料得到的而具有很大的局限性。在新兴路排水涵顶管施工中，我们在充分了解管道沿线土质、管道埋深、管径等因素的基础上，采用修正后的顶力
计算公式来计算并调控项力，特别是在工程施工后期，我们直接根据实测顶力资料，采用分段函数数值模拟的顶力计算经验公式来确定并调控顶力，使顶管施工得以顺利进行。 修正后的项力计算公式: 尸霖力D} 粤(1+K2) Z ，，，.众 月个-下尸 L 一县。。(:十xo+ J W门_._ 丁汁}L+Pa (1) Y}z厂1。 ~二，了_二』D, t，. 其中:八一y(H}号厂、一sirs)’7t 式中:P—计算的总顶力(kIV) ; 厂—顶进时，管道表面与其周围土层 间的摩擦系数; y—管道所处土层的天然容重(}I
顶管工程施工安全技术要求范本
工作行为规范系列 顶管工程施工安全技术要 求 （标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-32924顶管工程施工安全技术要求Technical requirements for pipe jacking construction safety 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。 一、顶管施工的一般要求 (1)顶管施工前应对管道顶进地段的水文地质、地下埋设物、地上交通及构管物等情况进行周密的调查了解。必须严格的掌握各类土壤的物理化学性质，分层及高度，地下水位及流量，含水层的渗透系数，有针对性的利用可能提供的设备，采取有效排水和防坍塌的安全技术措施;必须严格掌握地下埋设的各种电缆、管道、有毒有害的气(液)体、易燃易爆物质，古墓(腐植土)等地下建筑物及其它各种障碍物的种类、用途、结构、位置深度、走向、物理化学性质及危害程度，依此制定有效的安全防护和劳动保护措施，确保施工安全，必须掌握地上公路、铁路的交通状况，请有关部门共同制定专门的施工方案(安全技术措施)配合施工，确保公路、铁路和施工安全。严禁在无施工组织设计(施工方案)情况下
施工。 (2)在较大的沟渠、河道下进行顶管作业，一般应选在枯水季节，但对其航运、流量应调查清楚，确定施工方法。首先应考虑到克服河水的渗透，不宜在管道顶进线中心或上流一侧围堰使水流集中，冲刷河底，严防管顶塌方河水灌进管内。并请有关单位共同制定安全技术方案后方可施工。 顶管工程一般应在降水数日、水位降到工作坑底以后进行，在地面上有构筑物的情况下，严禁带水顶进。在各种构筑物下顶管都必须有确保施工与构筑物安全的安全技术措施。 各种机电设备要严格按有关规定、标准执行，起重设备、顶进设备的操作人员必须经岗位培训合格后上岗作业。 各种安全防护设备，施工要按规定、标准执行，坚决克服临时性、随意性。 现场材料、设备的堆放场所，应严格按现场平面布置图的规定设置，而且要坚实平整，道路通畅，排水设施良好，运输车辆的装卸、搬运要有足够的工作面和安全回转空间。 管内打内胀圈、砌筑、还土、拆撑应执行有关安全规定。
最常用钻井液计算公式
钻井液有关计算公式 一、加重：W= Y（Y-Y）/Y）-谡 W :需要加重1方泥浆的数量（吨） Y：加重料密度 Y:泥浆加重前密度 Y：泥浆加重后密度 二、降比重：V= （丫原-丫稀）丫水/ 丫稀-丫水 V：水量（方） 丫原：泥浆原比重 丫稀：稀释后比重 丫水：水的比重 三、配1方泥浆所需土量：W= 丫土（丫泥-丫水）/丫土-丫水 丫水：水的比重 丫泥：泥浆的比重 丫土：土的比重 四、配1方泥浆所需水量：V=1-W 土/丫土 丫土：土的比重 W 土：土的用量 五、井眼容积：V=1/4 U D2H D ：井眼直径（m） H ：井深（m） 六、环空上返速度：V 返= 1 2.7Q/D 2-d2 Q: 排量（l/S ） D: 井眼直径（cm） d: 钻具直径（cm） 七、循环周时间：T=V/60Q=T井内+T地面 T: 循环一周时间（分钟） V: 泥浆循环体积（升） Q: 排量（升/秒）
八、岩屑产出量：W= T D2* Z/4
W:产出量（立方米/小时） Z:钻时（机械钻速）（米 /小时） D:井眼直径（米） 九、粒度范围 粗 中粗 中细 细 超细 胶体 粘土级颗粒 砂粒级颗粒 粒度》2000卩 粒度2000- 250卩 粒度250-74卩 粒度74-44卩 粒度44- 2 粒度W 2 1 粒度w 2 1 粒度》74 1 十、API 筛网规格： 目数 20 30 40 50 60 80 100 120 十一、除砂器有关数据 除砂器：尺寸（6-12 〃） 处理量（ 除砂器：尺寸（2-5 〃） 处理量（ 28-115立方米/小时） 范围（除74 1以上） 6-17立方米/小时） 范围（除44 1以上） O I ” O n -=1.195 *（‘600 - -00） T c =1.512*（ ... 6可00 -「600 ） 2 孔径 （1 ） 838 541 381 279 234 178 140 十二、极限剪切粘度 十三、卡森动切力：
注浆技术在顶管施工的应用
注浆技术在顶管施工的应用 摘要：在顶管施工过程中经常会遇到松散、易坍塌等不良地层的问题。本文结合工程实例，介绍如何采用压密注浆法加固土体，提高土层力学强度，从而保证顶管施工顺利进行。 关键词：顶管施工；压力注浆；注浆加固 为使2010年亚运会前，广州市水环境质量得到根本好转，广州市举全市之力进行污水治理和整治河涌，共投入了486亿元，共铺设污水管道400多公里。要在城市化已经比较稳定的城区内进行污水管道施工，加上城市道路交通繁忙和地下管线非常复杂，传统的开槽明挖埋管方法会严重影响到城市交通和居民的正常生活和工作；而顶管施工以其施工简便，占地少，对原有设施妨碍小而得到广泛的应用。本文将结合工程实例介绍采用压力注浆的方法加固软弱土体，以解决施工顶管过程中遇到的淤泥、砂砾等不良地质问题。 工程概况 广州市猎德涌东线污水干管工程主要收集天河区五山地区、龙口东路和石牌东路及周边的生活污水至猎德污水处理厂。工程施工路段为城市主干道，交通繁忙且管道埋深较大，故工程主要选用顶管法施工，安装d1350和d1500 Ⅲ级钢筋混凝土管总长约三千米，管道采用F型承插接口。经勘察发现W32井-W33井施工段的地层为素填土，结构松散、加上地下水位较高，容易发生坍塌。如果不进行加固处理，会严重影响该路段的行车安全，而且顶管施工无法进行。经过设计单位勘察，决定在管底、管顶进行注浆加固处理。 二、注浆技术的应用 (一)压力注浆加固原理 压力注浆法是利用压力将能固结的浆液通过钻孔注入岩土孔隙或空隙中，使其物理力学性能改善的一种方法。压力注浆一般是对地层垂直钻孔，将浆液注入孔内。在注浆孔附近一定影响半径范围内，土颗粒和固化的浆液凝聚成圆柱状的固结体，该固结圆柱体的抗压强度和抗压缩变形能力高于未注浆的土体，密布排列的固结圆柱体形成了群桩效果，使地层的物理力学性质得到提高。 (二)注浆加固方案 在拟建污水管道的底部、顶部进行有压注浆，将土体与水泥浆液胶结，提高土体的力学强度，避免在顶管掘进过程中发生坍塌，确保顶管能顺利进行。 (三)钻孔布置
泥浆各类计算公式
※各重压力的计算 注:1MPa(兆帕)=（千克力）/厘米2 =1000Kpa(千帕) 粗略计算时可认为 Map = 1Kgf/厘米 2 = 100 Kpa 一.地层·井筒内·地层孔隙, （千克力）Kgf/厘米2 =重力加速度,×地层(井筒内) 液体密度, g/cm3×井深/m (1～2)举例:某井深2000米, 所用泥浆密度为1．20；求井底的静液 柱压力·地层 静液柱压力·井筒内静液柱压力·地层孔隙压力 解:1. 井底静液柱压力,MPa =××2000= MPa 2．地层·井筒内静液柱压力·地层孔隙压力, 千克力Kgf /厘米2 =××2000=235千克力/厘米2 二.压力梯度－地层的各种随压力地层所处的垂直深度的增加而升高，垂 直深度每增加1米（或其他长度单位）压力增加的数值称为压 力梯度;通常以千克力/厘米2·米（Kg/cm2·m）作单位; 计算： a．压力梯度, 千克力(Kgf) /厘米2·米=压力, 千克/厘米2÷深(高)度/米; b1．压力梯度, KPa/米=静液压力KPa÷液柱高度/m b2．压力梯度, KPa/米=液体密度× ※泥浆加重剂用量的计算 泥浆加重剂用量/吨={原浆体积/m3×重晶石密度× (欲加重泥浆密度-原浆密度)} ÷(加重剂密度-欲加重泥浆密度)
※混浆密度计算 混浆密度g/cm3 =(原浆密度×原浆体积m3 +混浆密度×混浆体积m3)÷（原浆体积m3+混浆体积m3） ※聚合物胶液的配制 列：欲配制水：大分子：中（小）分子：=100 m3：：的聚合物胶液40m3, 大.小分子各需多少 计算： 一．大分子量=40m3×％(吨)﹦(吨) 二．小分子量﹦40 m3×％=(吨) ※压井时泥浆密度的计算： 1.地层压力，MPa=关井立管压力,MPa+(重力加速度,×泥浆密度,g/cm3×井 深,m) 2. 压井时的泥浆密度,g/cm3=(原泥浆密度+ 安全附加泥浆密 度,g/cm3 )+( 100×关井立管压力/MPa÷井深/m) 例:某井用密度的泥浆钻至1000米时发生井喷, 关井后观察, 立管压力=,Ｐ套=,若取安全附加泥浆密度=1.67 g/cm3 问:关井时应采用泥浆密度为多大合适 解：+{100×（+）}÷1000=1.56 g/cm3的泥浆密度合适
一种用于高渗透土层的顶管新型泥浆材料
一种用于高渗透土层的顶管新型泥浆材料 李静静，林鸿福，宋海明，叶秋杉 摘要：泥浆在顶管施工中起着重要的减摩、润滑，平衡井壁压力等作用。对于不同土层或地质条件的顶管施工，泥浆的组成也需相应变化。本文根据现场施工中遇到的问题，对泥浆材料进行改良处理，制备出一种适用于砂质高渗透土层的新型泥浆材料。 关键词：顶管泥浆 一．概述 泥浆是钻孔施工中的重要施工材料之一，起着平衡井壁压力、冷却钻头、悬浮钻渣、保护井壁等作用。在桥梁钻孔灌注桩、石油钻井、非开挖穿越、地下连续墙等工程的施工中均占有重要地位。 顶管施工技术是继盾构施工之后发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁路、河川、地面建筑物，地下构筑物以及各种地下管道等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间、中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时也把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。 泥浆在顶管施工中起着非常重要的作用，是顶管推进过程中的润滑剂。由于顶管施工中地质条件差异较大，泥浆的组分也随之变化。本文针对在现场施工中遇到的问题，分析考察现场施工地质条件，制备出了一种适合于砂质高渗透土层的顶管施工用泥浆新材料。二．泥浆在顶管施工中的作用机理 在顶管施工过程中为减少摩擦阻力，后续管节的直径比掘进机的直径要小2-5cm，使管道与土体之间会产生空隙；纠偏时对土体一侧产生挤压作用，而另一侧由于应力释放形成空隙，因此在顶管顶进的曲线轨迹中存在许多这种空隙[1]。 注浆时，从注浆孔注入的泥浆会先填补管节与周围土体之间的空隙，抑制地层损失的发展。泥浆与土体接触后，在注浆压力的作用下，注入的浆液将向地层中渗透和扩散，先是水分向土体颗粒之间的孔隙渗透，当泥浆达到可能的渗透深度后静止下来，只需经过一个很短的时间，泥浆就会变成凝胶体，充满土体的孔隙，形成泥浆与土壤的混合土体；随着泥浆渗透越来越多，在注浆压力的挤压作用下，许多的渗透块之间粘结、巩固，形成一个相对密实、不透水的套状物，称为泥浆套，它能够阻止泥浆继续渗入土层。 由于掘进机的开挖会对管道周围土体产生扰动，使部分土体结构遭到破坏而变成松散土
顶管施工安全技术措施方案
整体解决方案系列 顶管施工安全技术措施（标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-17229顶管施工安全技术措施 Technical measures for pipe jacking safety 说明：为明确各负责人职责，充分调用工作积极性，使人员队伍与目标管理科学化、制度化、规范化，特此制定 1.一般要求: (1)管径小于、等于800mm时，不得采用人工方法掘进。 (2)采用敞开式掘进顶管，土层中有水时，必须采取降水等控制措施。 (3)人工挖土，土质为砂、砂砾石时，应采用工具管或注浆加固土层的措施。 (4)顶管施工中，渗漏、遗洒的液压油和清洗废液等应及时清理，保持环境清洁。 (5)采用密闭式掘进顶管，管口与掘进机、中继间的连接和管道间的接口必须严密，不得漏水。 (6)施工前，应根据顶进方法、管径、最大顶力等对后背结构、顶进设备、中继间等进行施工设计，确定安全技术措施，并制定监控量测方案。
(7)利用已完成顶进的管段作后背时，顶力中心应与已完成管段中心重合;顶力必须小于已完成管段与周边土壤之间的摩擦阻力;后背管口应衬垫可塑性材料保护。 (8)在城区、居民区、乡镇、机关、学校、企业、事业单位等人员密集区和穿越房屋、轨道交通、铁路、道路、公路和地下管道等建(构)筑物时，宜采用密闭式机械掘进顶管。 (9)施工过程中应按监控量测方案的要求布设监测点，设专人对施工影响区内的地面、地下管线和建(构)筑物的沉降、倾斜、裂缝等进行观察量测并记录，确认正常;发现异常应及时分析，采取相应的安全技术措施。 2.设备与辅助装置 (1)施工前，应根据顶进中的最大顶力选择顶进设备和辅助装置。 (2)施工前，必须对顶进设备和辅助装置进行检查，经试运行，确认合格。 (3)安装导轨应安装在稳固的基础上;导轨应安装直顺、牢固;设在混凝土底板上的导轨，应在混凝土达到设计强度的50%，且不得低于5MPa时，方可安装。