[发明专利]超长距离大口径钢顶管泥浆减阻系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑施工中长距离顶管泥浆减阻系统；尤其是一种用于超长距离大口径钢顶管泥浆减阻系统。

背景技术

泥浆减阻作为长距离顶管不可或缺的一个重要环节，能有效减少顶管摩擦力，从而减少在顶管施工过程中中继环的使用数量。如果注入的润滑泥浆能在管子的外围形成一个比较完整的泥浆套，则其减摩效果将是十分令人满意的，一般情况摩阻力可由12~30KN/m²减至3~5KN/m²。

如青草沙严桥支线C4标的直径3.6m长度1960m的钢顶管施工，为了取得较好的泥浆减阻效果，需要对泥浆减阻系统进行设计，以期在施工中形成完整的泥浆套，减小顶管摩阻力。

根据严桥支线C4标顶管工程单次顶进长度1960m，直径3.6m，顶管坡度上行2.3‰；工作井总设计顶力1200T的特点，顶管泥浆减阻系统中的注浆孔的布置上采用：

如图1所示的全断面6点均分布置，设6孔。从形式上看能全断面分布浆液，但实际施工中浆液往往在下半圆较多，而上半圆的浆液较少，形成的泥浆套不均匀，呈上薄下厚情况。

如图2所示， 上面半圆内布置4孔。上面浆液较多，下面最底部可能没有浆液，也是上下不均匀情况。

发明内容

本发明是要解决超长距离大口径钢顶管泥浆减阻的技术问题，而提供一种超长距离大口径钢顶管泥浆减阻系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种超长距离大口径钢顶管泥浆减阻系统，包括注浆断面、减阻泥浆，其特点是：顶管掘进机的前五节钢管的每节钢管的注浆断面上设置全断面四只泥浆孔，且全断面四只泥浆孔上、下和左、右对称布置；从第六节至最后一节钢管的每节钢管的注浆断面上设置上半断面四只泥浆孔，且上半断面四只泥浆孔位于注浆断面的上半区，并左、右对称布置。

每隔三节钢管设置一道泥浆环，且前1500m中，在每三节8.8m钢管布置一道所述注浆断面。

减阻泥浆组份重量配比：膨润土∶羧甲基纤维素钠∶碱∶水＝10：0.8：0.4：100。 

本发明的有益效果是：

本发明采用的顶管泥浆减阻系统从顶管的总顶力情况来测算摩阻力系数能降到0.9KN/m²，远远小于常规的摩阻系数3~5 KN/m²，另外从顶管进接收井后回收的管子外防腐情况来看，减阻效果非常明显，外防腐丝毫没有破损。因此本发明的泥浆减阻系统是有效的，并可以为以后类似顶管工程工程推广应用。

附图说明

图1是注浆全断面上设置6个注浆孔的示意图；

图2是注浆断面上半圆面内布置4个注浆孔的示意图；

图3是本发明的注浆断面上注浆孔的布置示意图；

其中：图a是顶管头部设置的5道注浆孔为全断面4个注浆孔的示意图；

图b是顶管后面为上半断面4个注浆孔的示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

本发明的超长距离大口径钢顶管泥浆减阻系统，包括注浆断面设置、注浆孔布置形式，减阻泥浆等。

如图3所示，顶管掘进机的前五节钢管的每节钢管的注浆断面上设置全断面四只泥浆孔1，且全断面四只泥浆孔1上、下和左、右对称布置（图a）。从第六节至最后一节钢管的每节钢管的注浆断面上设置上半断面四只泥浆孔1，且上半断面四只泥浆孔1位于注浆断面的上半区，并左、右对称布置（图b）。

每隔三节钢管设置一道泥浆环，且前1500m中每三节8.8m钢管布置一道注浆断面。之后根据实际顶进情况，在顶力不大的情况下，变更为每四节8.8m钢管布置一道注浆断面。

减阻泥浆组份重量配比：膨润土∶羧甲基纤维素钠∶碱∶水＝10：0.8：0.4：100。 

减阻泥浆配比设计：

减阻泥浆组份重量配比设计方面，将泥浆配合比进行优化设计，最终选取下面的配比作为本次1960m超长距离顶管的配合比

膨润土∶羧甲基纤维素钠（CMC）∶碱∶水＝10：0.8（8％膨润土重）：0.4（4％膨润土重）：100 

施工实践：

润滑泥浆压浆情况如表1所示：

表1 顶进距离、压浆量、压浆时间关系