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非開(kāi)挖施工中的泥漿技術(shù)
作者:info 訪(fǎng)問(wèn)量:3641 發(fā)布時(shí)間:2016/4/12
若使刃腳比它相應(yīng)于管子外徑應(yīng)有的尺度稍大一點(diǎn),就有也許下降管外壁摩阻力。這么能使上層不直接壓在管體上。只需土層滿(mǎn)意堅(jiān)固,這種辦法就會(huì)取到預(yù)期的效果。而假如向管子和土層之間構(gòu)成的空地內(nèi)壓人支承介質(zhì),這種辦法的效能更可以大大進(jìn)步,并能堅(jiān)持必定的時(shí)刻,然后足以頂進(jìn)一段恰當(dāng)長(zhǎng)的管路,再則,非開(kāi)挖頂管支承介質(zhì)在起支承效果的一同,也可以作為光滑劑起到削減摩阻力的效果。
對(duì)支承一光滑介質(zhì)的請(qǐng)求
對(duì)支承一光滑介質(zhì)的請(qǐng)求,可以依據(jù)沖突規(guī)律推算出來(lái)。
沖突規(guī)律概要
除了不在這兒評(píng)論的滾動(dòng)沖突以外,可將沖突區(qū)分為:
a)粘附?jīng)_突(與靜沖突一樣);
b)滑動(dòng)沖突。
在粘附?jīng)_突和滑動(dòng)沖突的狀況下都存在如下的關(guān)系:
T=N·μ 式中
N——法向力;
T——切向力;
μ——沖突系數(shù);
沖突系數(shù)μ是一個(gè)資料常數(shù),與滑動(dòng)面和滑動(dòng)物體的外表性質(zhì)有關(guān),而卻不以觸摸面積F的巨細(xì)為搬運(yùn)。無(wú)量鋼系數(shù)μ在粘附?jīng)_突的狀況下,通常大于滑動(dòng)沖突時(shí)的數(shù)值,因?yàn)樵谡掣經(jīng)_突的狀況下,外表會(huì)因?yàn)槌34嬖诘牟黄蕉榷弧靶ňo”。
滑動(dòng)沖突又可分為:
b1 )干沖突;
b2 )液體沖突。
在干沖突時(shí),滑動(dòng)體和滑動(dòng)面直觸摸摸,在液體沖突的狀況下,滑動(dòng)體和滑動(dòng)面則被光滑介質(zhì)離隔
在滑動(dòng)沖突的狀況下。滑動(dòng)體和滑動(dòng)面之間存在相對(duì)速度。
在干滑動(dòng)沖突的狀況下,沖突系數(shù)μ與相對(duì)速度υ無(wú)關(guān)。
在液體滑動(dòng)沖突的狀況下,視在沖突系數(shù)μ則相隨滑動(dòng)體和滑動(dòng)面之間液體的活動(dòng)阻力而改變?;顒?dòng)阻力則取決于液體的運(yùn)動(dòng)粘滯度和活動(dòng)速度。依據(jù)流體動(dòng)力學(xué)可知,活動(dòng)阻力與活動(dòng)速度的平方成正比。
在兩個(gè)相互觸摸的物體之間,起效果的是一個(gè)比壓:
P=N/F
在液體沖突的狀況下,效果在光滑液體上的是一個(gè)活動(dòng)壓力:
p'=f(υ2)
若p= p',物體和光滑介質(zhì)便處于平衡狀況。這時(shí)運(yùn)動(dòng)的物體就“漂浮”在滑動(dòng)面上。
如p>p',光滑介質(zhì)便會(huì)從運(yùn)動(dòng)物體和滑動(dòng)面之間的縫隙中逐步被揉捏出去,直到液體沖突改變?yōu)楦苫瑒?dòng)沖突為止。液體沖突的條件在于,不管物體和滑動(dòng)面都有必要是不透水的。假如光滑介質(zhì)可以滲人物體或滑動(dòng)面,而又不以一樣的數(shù)量給予彌補(bǔ),那么液體沖突就會(huì)成為干沖突。
從沖突規(guī)律得出的定論.
依照沖突規(guī)律來(lái)思考,關(guān)于頂管施工可以得出徹底清晰的定論如下:
a)為了堅(jiān)持較小的推頂力,干沖突須以盡也許小的沖突系數(shù)μ為條件。管子外表的光滑,能使沖突系數(shù)下降。管子外表的機(jī)械加工和涂改減摩劑,一樣都能起到減小μ值的效果。
b)在干沖突的狀況下,非開(kāi)挖頂管管子外表在推頂進(jìn)程中會(huì)被周?chē)蠈幽ッ?,因而使沖突系數(shù)增大。所以在項(xiàng)管間隔較大時(shí),通常多采納液體沖突的辦法。
C)液體沖突須以管子和土層之間存在光滑介質(zhì)為條件,也便是說(shuō),須將光滑介質(zhì)壓人其間。
d)光滑介質(zhì)有必要堅(jiān)持必定的厚度方能有用。
e)管子和土層間有必要存在必定的空地,也便是說(shuō),要留出必定的空地,以便在壓人光滑介質(zhì)后可以構(gòu)成所需厚度的一個(gè)液體層。
f)管子和土層之間充溢光滑介質(zhì)的空地,在悉數(shù)推頂進(jìn)程中有必要堅(jiān)持不變。要作到這一點(diǎn),光滑介質(zhì)有必要可以阻撓土層落到管壁上,亦即光滑介質(zhì)有必要接受著各種具體條件下起效果的上壓力來(lái)托住土層。因而,在光滑介質(zhì)中有必要常常堅(jiān)持恰當(dāng)于土應(yīng)力的液壓。這么,光滑介質(zhì)一同也起著支承介質(zhì)的效果。交承壓力的反效果力則由頂進(jìn)管來(lái)接受。
g)為了構(gòu)成管子和土層之間所需的空地,刃腳直徑的取值最佳稍大于頂進(jìn)管直徑。
h)對(duì)粘性很小的土壤來(lái)說(shuō),推頂時(shí)在刃腳周?chē)l(fā)生的松懈地帶便能構(gòu)成管子和土層之間所需的空地,因而不需求刃腳直徑大于管徑。
i)上層和管子之間既已構(gòu)成空地,就有必要在土層落到管體一上以及土壓力上升到達(dá)全值之前將支承-光滑介質(zhì)充入其間。過(guò)后再來(lái)戰(zhàn)勝土壓力將土層從管壁上推開(kāi)是不也許的。一旦周?chē)寥赖哪承╊w粒觸摸管壁并被土層壓附在管壁上,立即便會(huì)發(fā)生于沖突,即便隨后壓人光滑介質(zhì),狀況依然如此。
k)可以把頂進(jìn)管看作是不透水的。管子接頭在悉數(shù)推頂進(jìn)程中應(yīng)堅(jiān)持密閉。
l)土層總是多少有些透水的。因而,支承一光滑介質(zhì)有必要起到的另一效果,即在于封閉管子周?chē)翆拥目盏?,以便在土層中?gòu)成一個(gè)不透水的環(huán)形地帶,然后阻撓支承-光滑介質(zhì)進(jìn)入土層。
m)為了可以封閉土層的空地而又不致丟失到土層中去,支承-光滑介質(zhì)有必要具有滿(mǎn)意高的運(yùn)動(dòng)粘滯度。
n)為了獲得盡也許小的視在沖突系數(shù)μ,非開(kāi)挖頂管又需求支承-光滑介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘滯度較低一些。
o)支承-光滑介質(zhì)不得對(duì)頂進(jìn)管資料(鋼、鋼筋混凝土、石棉水泥或塑料混凝土)和接頭資料(鋼和橡膠)構(gòu)成腐蝕。
P)支承-光滑介質(zhì)不得污染地下水。
膨潤(rùn)土礦藏懸浮液可以最充沛地滿(mǎn)意對(duì)支承-光滑介質(zhì)提出的悉數(shù)請(qǐng)求。
作為支持-光滑介質(zhì)的膨潤(rùn)土
1890年,美國(guó)的福特·本磕頭先發(fā)現(xiàn)了膨潤(rùn)上。它的主要成分和關(guān)于它作為支承一光滑介質(zhì)的功能起著決議效果的,乃是其間叫作蒙脫土的一種粘土礦藏,這種礦藏以其坐落法國(guó)南邊的蒙脫英里翁礦床而得名。在德意志聯(lián)邦共和國(guó)的巴伐利亞,則有著大概一千萬(wàn)年前作為風(fēng)化產(chǎn)品構(gòu)成的一些酸性火山質(zhì)玻璃凝灰?guī)r礦可供這方面的運(yùn)用。
蒙脫土是一種層狀構(gòu)造的結(jié)晶氫化硅酸鋁。硅酸鹽多層體是一種三層構(gòu)造,其間包括一層SiO4四面體、一層氫氧化鋁八面體和一層SiO4四面體。蒙脫土晶體即由很多這么的硅酸鹽疊層構(gòu)成。蒙脫土晶體遇水脹大,與此一同水分子便進(jìn)入各個(gè)疊層之間。所以?xún)蓚€(gè)蒙脫土疊層之間的間隔就加大了一倍。晶體內(nèi)部脹大景象的因素,則在于疊層內(nèi)部電荷散布的不均勻。
咱們可以想象,在中止下來(lái)的膨潤(rùn)上懸浮液中,薄片狀的蒙脫上微粒構(gòu)成一種紙牌房子式的構(gòu)造,其間這些微粒以它們的角隅和棱緣相互觸摸或相互支持。一旦中止?fàn)顩r被打亂,例如因?yàn)榘韬?、振蕩或泵送等等,所以大多?shù)的“紙牌房子”崩塌下來(lái),因而在中止?fàn)顩r下凝聚起來(lái)的懸浮液就會(huì)成為溶膠。當(dāng)這種溶膠再次中止下來(lái),薄片狀的蒙脫上微粒又會(huì)相互搭在一同構(gòu)成紙牌房子式的構(gòu)造,所以溶膠從頭凝固。懸浮液每逢中止便結(jié)成凝膠,一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái)又成為溶膠,這種從中止?fàn)顩r到運(yùn)動(dòng)狀況以及從運(yùn)動(dòng)狀況又回到中止?fàn)顩r的構(gòu)造替換,可以永無(wú)止境地重復(fù)下去,這么的特性便叫作觸變性。
作為非開(kāi)挖頂管施工中的支持-光滑介質(zhì),膨潤(rùn)土的主要特色即在于它的脹大功能。這一點(diǎn)須取決于薄片狀蒙脫俄土微粒的巨細(xì)和數(shù)量。
膨潤(rùn)土主要有兩類(lèi),即鈣膨潤(rùn)土和鈉膨潤(rùn)土上。
它們的區(qū)別在于起決議效果的蒙脫土是鈣蒙脫上仍是鈉蒙脫土。
在膨潤(rùn)土含量一樣狀況下,鈉膨潤(rùn)土懸浮液中所含極薄的硅酸鹽疊層片的數(shù)量,約為鈣膨潤(rùn)上懸浮液中所含數(shù)量的15到20倍。因?yàn)檫@種極薄的硅酸鹽疊層片的數(shù)量大得多,便有利于蒙脫土微粒構(gòu)成紙牌房子式的構(gòu)造,因而亦有利于進(jìn)步懸浮液的脹大功能,這么既可改進(jìn)懸浮液在溶膠狀況下的活動(dòng)性,也能改進(jìn)非開(kāi)挖頂管懸浮液在凝膠狀況下的固結(jié)性。所以鈉膨潤(rùn)土比鈣膨潤(rùn)土更適用于頂管施工。
而巴伐利亞礦層卻只富含脹大功能較差的鈣膨潤(rùn)土。
但鈣蒙脫土有一個(gè)特性,亦即其間化合的鈣離子可以用鈉離子來(lái)置換。通過(guò)這么的離子交換,鈣膨潤(rùn)土的功能會(huì)有很大的改變,然后被賦予鈉膨潤(rùn)上的優(yōu)良特性。
因?yàn)殇N(xiāo)膨潤(rùn)土和通過(guò)鈉離子置換而活化的鈣膨潤(rùn)土——也叫作活性膨潤(rùn)土——可以最大程度地滿(mǎn)意頂管施工中提出的請(qǐng)求,因而下面的評(píng)論便以這兩種膨潤(rùn)土為根底。
化學(xué)剖析標(biāo)明,膨潤(rùn)土中大概有56 %的二氧化硅和20%的氧化鋁,二者一起構(gòu)成了蒙脫土上晶體的根本物質(zhì)。與此相對(duì)應(yīng),礦藏構(gòu)成中也有75%的蒙脫土。篩剖析也很值得留意,依據(jù)篩剖析,膨潤(rùn)土中粒徑小于0.025毫米的占55%。
膨潤(rùn)土加水拌和即成懸浮液,這兒對(duì)水質(zhì)的請(qǐng)求和拌制混凝土?xí)r一樣。判別膨潤(rùn)土懸浮液是不是適于用作支承一光滑介質(zhì)的規(guī)范在于它的物理特性。而對(duì)后者起決議效果的,主要是懸浮液中的膨潤(rùn)土含量。表2中依照每立方米制成懸浮液中富含30、40、60和80公斤膨潤(rùn)上的四種狀況,別離列出了各種懸浮液的主要參數(shù)。
首要從容重的數(shù)據(jù)中可以看出,膨潤(rùn)土含量對(duì)容重的影響不大。在咱們所調(diào)查的試樣上,容重大致改變于1020到1050公斤/米3之間,因而僅僅稍高于純水的容重。所以膨潤(rùn)土懸浮液也可以在水下頂管施工中用作支承光滑介質(zhì),無(wú)需顧忌懸浮液因容重不一樣而丟失,故而對(duì)膨潤(rùn)土懸浮液來(lái)說(shuō),容重并不是一個(gè)主要的判別規(guī)范。
反之,流變極限丈量結(jié)果都標(biāo)明,不管在運(yùn)動(dòng)狀況或是靜置狀況下,懸浮液中的膨潤(rùn)土含量都對(duì)流變極限有很大的影響。正如事前的思考所預(yù)見(jiàn)到的,流限在運(yùn)動(dòng)狀況下到達(dá)了下限值。調(diào)查表2可以看出,膨潤(rùn)上含量從每立方米30公斤增加到60公斤時(shí),亦即在膨潤(rùn)上含量增大一倍的狀況下,運(yùn)動(dòng)流限從22.4克(力)/公分2上升到204克(力)/公分2,因而也便是進(jìn)步到大概9倍,當(dāng)膨潤(rùn)土含量從40公斤/米3 增加到80公斤/米3 時(shí),一樣也是在增大一倍的狀況下,可以看到大致一樣的比率。這時(shí)運(yùn)動(dòng)流限從44.6克(力)/公分2上升到439克(力)/公分2,亦即增大到10倍擺布。
靜置一分鐘后的比率也類(lèi)似于活動(dòng)狀況下的狀況。在這種條件下,當(dāng)膨潤(rùn)土含量從30公斤/米3 增加到60公斤/米3 時(shí),流限從42.8克(力)/公分2進(jìn)步到320克(力)/公分2,即增大到7.5倍。當(dāng)膨潤(rùn)土含量從40公斤/米3增加到80公斤/米3時(shí),流限則以100:696—1:7的份額進(jìn)步。
終究,在靜置24小時(shí)的狀況下,當(dāng)膨潤(rùn)上含量從30公斤/米3增加到60公斤/米3時(shí),流限比率為198:1265一1:6,80公斤/米3含量的相應(yīng)數(shù)值則限于現(xiàn)有的丈量技能條件而無(wú)法測(cè)出。
因而得出的定論是,膨潤(rùn)土含量增加一倍,可使膨潤(rùn)上懸浮液的支承效果進(jìn)步到7至10倍??墒沁@也意味著,若膨潤(rùn)土含量削減1/2,支承效果就也許下降到 1/10。所以,斷定懸浮液中的膨潤(rùn)上含量,便有著如此重大的含義。
得到的另一個(gè)定論是,在從運(yùn)動(dòng)狀況過(guò)渡到中止?fàn)顩r時(shí),流限的增大須取決于懸浮液中的膨潤(rùn)土含量。在每立方米懸浮液中含30公斤膨潤(rùn)土的狀況下。靜置1分鐘后的流限以42.8:22.4=1.9:1的比率增大。在膨潤(rùn)土含量為40公斤/米3的狀況下,靜置1分鐘后的增大比率已達(dá)100:44.6=2.2:1。但是在膨潤(rùn)土含量為60公斤/米3狀況下,這一比值卻下降到320:204=1.6:1,以及在膨潤(rùn)土含量為80公斤/米3的狀況下,比率仍為696:439=1.6:1。
靜置24小時(shí)后的流限與運(yùn)動(dòng)狀況下的比率,在懸浮液中的膨潤(rùn)上含量為30公斤/米3時(shí)是22.4:198=1:8.8,在40公斤/米3的狀況下是44.6:584=1:13.3,在60公斤/米3的狀況下是204:1265=1:6.2,而關(guān)于80公斤/米3的含量,則已無(wú)法獲得丈量值。
在將膨潤(rùn)上懸浮液用作支承-光滑介質(zhì)的狀況下,中止?fàn)顩r的流限值與運(yùn)動(dòng)狀況的流限一樣具有主要含義:
中止?fàn)顩r下的流限值決議著懸浮液是不是適于用作支承介質(zhì),運(yùn)動(dòng)狀況下的流限值則決議著懸浮液是不是適于用作光滑介質(zhì)。
當(dāng)運(yùn)動(dòng)流限與中止流限之比為1:6到1:10(最大1:15)時(shí)。膨潤(rùn)上懸浮液便徹底能滿(mǎn)意這兩個(gè)方面的請(qǐng)求。
流限值適用于脹大進(jìn)程業(yè)已終究完畢的懸浮液。這種脹大進(jìn)程的性質(zhì),在于水已進(jìn)入了構(gòu)成蒙脫土晶體的硅酸鹽疊片的晶層中。致使層間間隔增大起來(lái)。
水對(duì)細(xì)小蒙脫土晶體的滲透進(jìn)程以及水進(jìn)入更小得多的晶層之中都需求時(shí)刻。這便是脹大時(shí)刻,拌和越充沛.脹大時(shí)刻就越短,否則在水和膨潤(rùn)土的混合料未獲充沛拌和的狀況下,脹大時(shí)刻就會(huì)延伸很多倍。拌和獲得杰出效果的條件,是要有滿(mǎn)意長(zhǎng)的拌和時(shí)刻,最少要有半個(gè)小時(shí),有時(shí)甚至也許需求若干小時(shí)。另一個(gè)條件是請(qǐng)求膨潤(rùn)土不留余渣地充沛溶解在水中,盡也許使每一個(gè)膨潤(rùn)土顆粒都被水包圍著。終究,在拌和時(shí)不要讓空氣進(jìn)入水和膨潤(rùn)土的混合料中,因?yàn)榭諝鈺?huì)阻止水進(jìn)入蒙脫土晶體。再則,脹大時(shí)刻也會(huì)遭到混合料溫度的影響。高溫(夏日溫度)可使脹大時(shí)刻縮短,低溫(冬天溫度)則使脹大時(shí)刻延伸。當(dāng)溫度低于零度時(shí),脹大進(jìn)程即告間斷,但混合料并不會(huì)遭到損壞。凍結(jié)后脹大進(jìn)程又會(huì)從頭持續(xù)下去,在這種狀況下,須將凍結(jié)的時(shí)刻計(jì)入脹大時(shí)刻以?xún)?nèi)。
在拌和效果杰出的狀況下,拌和進(jìn)程完畢后即已可以到達(dá)80%擺布的終究流限,而在拌和效果不良的狀況下,這一比值則下降到大概35%。由此可見(jiàn),在拌和效果杰出和高溫條件下,通過(guò)5個(gè)小時(shí)的脹大時(shí)刻后即已到達(dá)終究流限。反之,在拌和效果不良和低溫條件下,則需求24小時(shí)方能到達(dá)終究流限。
關(guān)于脹大進(jìn)程是不是現(xiàn)已完畢,需求細(xì)心地進(jìn)行調(diào)查,因?yàn)槊洿蟛怀渑娴膽腋∫阂环矫嫫鸩坏街С行Ч矸矫嬉矔?huì)因?yàn)殡S后的脹大而致使膨潤(rùn)土管路的堵塞,而且致使頂進(jìn)管與周?chē)翆又g表觀沖突系數(shù)的上升,然后也許致使進(jìn)步頂進(jìn)阻力。
對(duì)充沛脹大的膨潤(rùn)上懸浮液來(lái)說(shuō),流限在中止?fàn)顩r下可到達(dá)上限值。如懸浮液變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀況,例如因?yàn)閾u擺、振蕩或泵送等等,馬上又呈現(xiàn)流限的下限值,這便是活動(dòng)狀況下的流限,或許也可以說(shuō)是運(yùn)動(dòng)流限。一且再次中止下來(lái),流限又會(huì)增加,通過(guò)必定時(shí)刻以后再次到達(dá)其上限值。
懸浮液經(jīng)每次中止以后都可以到達(dá)流限的上限值。但是在到達(dá)終究流限之前,假如懸浮液又變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀況,那么流限的增加進(jìn)程便也也許中斷。
蒙脫土微粒在紙牌房子式構(gòu)造上的改變,用咱們的肉眼是看不見(jiàn)的,但卻可以通過(guò)流限的改變丈量出來(lái),因而一種懸浮液的觸變性也是可以為咱們的感官所覺(jué)察的,而這種觸變性作為懸浮波物相恣意屢次的改變,咱們可以將它表明為凝膠→←溶膠
膨潤(rùn)土懸浮液在疏松土層中的運(yùn)用
在無(wú)粘性的疏松土層中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂礫土中,若不采納其它輔佐措施,土層因?yàn)樽陨順O不安穩(wěn),致使在刃腳推動(dòng)以后馬上就會(huì)坍落在管壁上。所以對(duì)這類(lèi)土壤來(lái)說(shuō),膨潤(rùn)土懸浮液的支承效果格外具有主要含義。為了起到這種支承效果,先決條件是要盡也許精確地把握膨潤(rùn)土懸浮液在砂礫上中的特性。
膨潤(rùn)上懸浮液將進(jìn)入土層的孔隙內(nèi),充溢孔隙,并持續(xù)在其間活動(dòng)。流速取決于孔隙的橫斷面與懸浮液的流變特性,一同也取決于壓漿壓力。因而為了在一樣的壓漿壓力下到達(dá)一樣的進(jìn)入深度,在孔隙橫斷面很小的細(xì)粒土層中便需求低流限的懸浮液,面孔隙橫斷面較大的粒粒土層則需求高流限的懸浮液。在戰(zhàn)勝活動(dòng)阻力的進(jìn)程中,壓漿壓力跟著滲人深度的增加而成份額地衰減,所以相應(yīng)每一種壓漿壓力,都有一個(gè)徹底斷定的滲人深度。
為了便于了解進(jìn)入進(jìn)程,可以把上層看作是一條條很多毛細(xì)管的總和。圖7顯現(xiàn)了一條圓形橫斷面的毛細(xì)管中的活動(dòng)進(jìn)程。
這么的一條毛細(xì)管必定會(huì)對(duì)其間穿流的活動(dòng)介質(zhì)、在這兒便是對(duì)膨潤(rùn)上懸浮液發(fā)生一個(gè)阻力W。
W=τ·U·l=τ·2·r·π·l
為了戰(zhàn)勝這一阻力便需求一個(gè)壓力:
P=p·F=p·r2·π
只需 P>W(wǎng),毛細(xì)管中的介質(zhì)便向前活動(dòng)。一當(dāng)活動(dòng)阻力大到與效果于介質(zhì)的壓力P持平,即W=P
活動(dòng)進(jìn)程即中止。由此可知平衡條件為
τ·2·r·π·l=P·r2·π
或
(τ·2·l)/r=p
依據(jù)這一關(guān)系式可以算出活動(dòng)長(zhǎng)度,換言之亦即進(jìn)入深度
l=(r·p)/(2·τ)
由此可見(jiàn),進(jìn)入深度與毛細(xì)管的直徑和壓漿壓力成正比,與懸浮液的流限成反比。只需懸浮液在毛細(xì)管中活動(dòng),它便處于活動(dòng)狀況,因而對(duì)懸浮液起效果的便是運(yùn)動(dòng)流限。這時(shí)懸浮液便具有溶膠的稠度。
但一當(dāng)懸浮液到達(dá)也許的進(jìn)入深度以后中止下來(lái),只須通過(guò)一個(gè)很短的時(shí)刻,它的流限便到達(dá)中止數(shù)值。所以懸浮液就成為了凝膠。 因?yàn)橹兄範(fàn)顩r下的流限高達(dá)活動(dòng)狀況下的10倍,因而在這種狀況下膨潤(rùn)土懸浮液便象泥漿那樣地充溢著土層的孔隙。
這么在管體四周的土層中就構(gòu)成了一層密實(shí)而有承載才干的環(huán)套,其厚度即恰當(dāng)于懸浮液的進(jìn)入深度現(xiàn)在,假如在這一環(huán)套和頂進(jìn)管之間堅(jiān)持一個(gè)恰當(dāng)于土壓力的懸浮液壓力,所以懸浮液使接受著悉數(shù)的土壓力,致使土壓力不再直接地,而是經(jīng)由懸浮液間接地加荷于管壁。
作為使摩阻力下降到最小限度的先決條件,最佳支承效果的獲得須具有下列條件:
1.在設(shè)計(jì)時(shí)以及在推頂進(jìn)程中精確地查明土層狀況,并依據(jù)篩分曲線(xiàn)詳盡地把握土層的顆粒散布;
2.核算出土壓力,然后斷定膨潤(rùn)上懸浮液的壓人壓力;
3.按根本粒徑斷定膨潤(rùn)土懸浮液的混合比,并常常進(jìn)行查驗(yàn),
4.精確地制備膨潤(rùn)土懸浮液;
5.保證在悉數(shù)頂進(jìn)管路上和悉數(shù)頂進(jìn)時(shí)刻內(nèi)都有膨潤(rùn)上懸浮液壓入。
其間最主要的一點(diǎn),是有必請(qǐng)求得精確的混合比。
此外有必要留意,懸浮液安穩(wěn)極限大概是每立方米懸浮液最少含40公斤膨潤(rùn)上。這一理論核算結(jié)果在實(shí)踐施工中須細(xì)心加以核驗(yàn)。有必要格外指出的是,膨潤(rùn)土含量過(guò)低、因而也便是流限過(guò)低的懸浮液起不到支承和光滑效果,因?yàn)檫@么的懸浮液會(huì)毫無(wú)阻力地或只遭到很小阻力地流散到土層中去,因而非開(kāi)挖頂管不也許在管體周?chē)鷺?gòu)成一個(gè)支承環(huán)帶。
在根本粒徑為10毫米的狀況下,請(qǐng)求懸浮液的膨潤(rùn)土含量為60公斤/米3擺布,在根本粒徑為20毫米的狀況下,請(qǐng)求懸浮液的膨潤(rùn)上含量為80公斤/米3擺布,反之,在根本粒徑為2毫米時(shí)。懸浮液的膨潤(rùn)上含量為40公斤/米3即已滿(mǎn)意. 但滑動(dòng)阻力與運(yùn)動(dòng)流限成正比。
運(yùn)動(dòng)流限在每立方米懸浮液中含:
40公斤膨潤(rùn)上時(shí)為44.6克(力)/公分2
60公斤膨潤(rùn)土?xí)r為 204克(力)/公分2
80公斤膨潤(rùn)土?xí)r為439克(力)/公分2
這便是說(shuō),在每立方米懸浮液中含膨潤(rùn)土60公斤時(shí),運(yùn)動(dòng)流限簡(jiǎn)直為40公斤/米3狀況下的 5倍,而在每立方米懸浮液中含膨潤(rùn)土80公斤時(shí),則現(xiàn)已高達(dá)含量為40公斤/米3時(shí)的10倍。
這就意味著,假如懸浮液中的膨潤(rùn)上含量在悉數(shù)推頂間隔上堅(jiān)持不變,那么對(duì)粗粒土壤來(lái)說(shuō),因?yàn)樾枨髴腋∫旱呐驖?rùn)土含量較高以保證支素效果,故而推頂阻力以及因之所需的推頂力就會(huì)比細(xì)粒土壤的狀況下更大一些。
但孔隙~旦被膨潤(rùn)上懸浮液充溢,并因而構(gòu)成支持環(huán)帶時(shí),所以粗粗土壤的狀況也就無(wú)異于細(xì)粒土壤了。因而在這種狀況下,為了在推頂進(jìn)程中支承土層,懸浮液中的膨潤(rùn)土只需求到達(dá)安穩(wěn)極限所請(qǐng)求的最小含量40公斤/米3 即可。 因而,在粗粒土壤的狀況下,僅僅直接在刃腳以后壓入相應(yīng)于根本粒徑的高含量膨潤(rùn)上懸浮液,而在悉數(shù)后續(xù)管路上則可運(yùn)用稠度低得多的懸浮液。這么便可以大大下降推頂阻力,或許也可以說(shuō)是在一樣的推頂力下加長(zhǎng)推頂間隔。一同還可以借此節(jié)約膨潤(rùn)土,并削減中繼頂壓站的數(shù)目。
為此選用兩套膨潤(rùn)土配拌設(shè)備順便兩臺(tái)壓漿泵和兩套管路所需的額定費(fèi)用,在管徑較大和推頂間隔較長(zhǎng)的狀況下通常是值得的!
壓漿時(shí)須留意,壓出的膨潤(rùn)上懸浮液要盡也許均勻地散布在悉數(shù)管體外圍,以便可以環(huán)繞悉數(shù)管體構(gòu)成所需的環(huán)帶。因而,壓漿賴(lài)以進(jìn)行的打針噴口要均勻地裝備在悉數(shù)管壁圓周上。
打針噴口的距離或數(shù)量須取決于土壤答應(yīng)膨潤(rùn)上向四外分散的程度。在滲透性很小的土壤中,例如密實(shí)的礦土和砂礫上,距離就有必要減小一些,在疏松的礫石土中,距離則可以相應(yīng)地加大。打針噴管即可以在悉數(shù)管壁圓周上與一條環(huán)管銜接,也可以分組銜接,在非開(kāi)挖頂管分組銜接時(shí),通常是上半固聯(lián)成一組,下半圈另成一組。
為使膨潤(rùn)土盡快地起效果,應(yīng)盡量接近刃腳尾部進(jìn)行壓漿。所以壓漿最佳是直接從刃腳后的第一節(jié)管子中開(kāi)端。但實(shí)踐證明,在壓漿壓力較高的狀況下,膨潤(rùn)土將均勻地沿著管子周?chē)稚?,也便是說(shuō),即向后分散,也向前分散。因而便存在著膨潤(rùn)上懸浮液沿刃腳向前活動(dòng)、而且又在切削刃上流出來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
在糾偏量頗大的狀況下,有也許構(gòu)成刃腳和第一節(jié)管子之間的密封損壞,或許在刃腳分成兩個(gè)有些狀況下,則是構(gòu)成切削段和頂壓段之間的密封損壞,所以膨潤(rùn)上懸浮液就會(huì)從這些當(dāng)?shù)貪B人作業(yè)空間。
依據(jù)這一理由,膨潤(rùn)上在刃腳后第二節(jié)管子中開(kāi)端壓入對(duì)比適合。
膨潤(rùn)土懸浮液經(jīng)由打針噴口壓人的壓力應(yīng)相隨所遇土層的壓力而改變。在膨潤(rùn)土泵上,除了這一壓力以外,還會(huì)遭到一向通向打針噴口的膨潤(rùn)上管道的阻力。
膨潤(rùn)上管道中的壓力丟失,因?yàn)榧俣l件并不牢靠而且常常改變,故而核算很難精確,因而,關(guān)于有必要精確地與上壓力高度堅(jiān)持共同的壓漿壓力,便有必要直接在打針噴口上進(jìn)行接連的丈量。
非開(kāi)挖頂管壓漿壓力調(diào)得過(guò)高也許是有害的。這時(shí)膨潤(rùn)上懸浮液會(huì)從打針噴口中涌出,在管口周?chē)鷺?gòu)成一個(gè)高度緊縮區(qū)。這么就有也許構(gòu)成栓塞,阻止膨潤(rùn)上懸浮液的持續(xù)流出和分散。
假如一次寫(xiě)入的膨潤(rùn)上能在管子周?chē)耐翆又袌?jiān)持不變,那么只需直接在刃腳以后寫(xiě)入一次就滿(mǎn)意了。但是非常顯著,在推頂進(jìn)程中,膨潤(rùn)土因?yàn)榱魃⒌酵翆又腥ザ兴馁M(fèi)。鑒于此,對(duì)后續(xù)管路也有必要彌補(bǔ)壓人膨潤(rùn)上,以使管子和上層之間空地中的膨潤(rùn)上懸浮液壓力可以在頂進(jìn)管路的悉數(shù)長(zhǎng)度上堅(jiān)持與土壓力共同。注漿孔的距離主要取決于土層的性質(zhì)、膨潤(rùn)土懸浮液的流變特性、刃腳的控上量和推頂速度。在很多已完結(jié)的工程中,打針噴口的距離是2節(jié)管子到5節(jié)管子以上。
注漿孔的實(shí)踐需求數(shù)量,只要在施工中才干知道。為了保證即便在最晦氣的場(chǎng)合下亦能供給所需數(shù)量的注漿孔,似乎最佳是盡也許每隔2節(jié)管子即留出一些壓漿孔。另方面當(dāng)然也要思考到,所有注漿孔在頂管完畢后有必要撤除和封閉。這需恰當(dāng)大的一筆費(fèi)用,所以一開(kāi)端即應(yīng)力求距離恰當(dāng)。這一點(diǎn)在很大程度上也取決于施工公司的經(jīng)歷。
膨潤(rùn)上的壓人技能在很大程度上依然要依靠經(jīng)歷,但是實(shí)踐經(jīng)歷多半也是可以找到理論依據(jù)的。
雖然就某種場(chǎng)合來(lái)說(shuō),跟著管子的推動(dòng)一同在管子悉數(shù)圓周上和管路悉數(shù)長(zhǎng)度上均勻地壓漿證明是相宜的,而在另一些場(chǎng)合下,精確的辦法則又也許是分段壓漿。例如現(xiàn)已得知,在管子下半部,膨潤(rùn)土在頂進(jìn)進(jìn)程中比中止?fàn)顩r下更簡(jiǎn)單流出,而上半部的壓漿則是在管路中止的狀況下更簡(jiǎn)單進(jìn)行。因而最佳是將管子下半部的注漿孔和上半部的注漿孔別離組合起來(lái)。
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