顶管法施工技术,已广泛应用于城市管网建设中。尽管顶管施工有比较大的优势,顶管与土体之间的摩擦力较大等问题依然存在,即使采用注浆减阻后,因某些原因导致比较长时间的停工再次顶推仍然困难,导致施工的不便,所以进一步研究顶管施工技术有非常大的作用意义。本文以多个顶管施工工程为背景,在研究膨润土触变浆液配比、泥浆性能、作用机理的基础上,着重进行模型试验研究,探讨一种减摩新方法。主要研究内容包括:1.通过阅读大量相关文献,对于顶管施工技术及其施工工艺流程有了初步认识。结合顶管施工技术,对触变泥浆在顶管施工中的应用进行了分析总结,触变泥浆在不同的工程中采用了不同的配比,都起到了很好的减阻效果,在目前工程,采用减阻泥浆方案,可将摩阻力控制在1Kpa,最小甚至能到0.3Kpa,可见对于泥浆配比改性已经是起到很明显的减阻效果。2.通过学习研究,理清了膨润土泥浆的作用原理,研究了膨润土泥浆性能,以及在各类工程中的应用。顶管施工中适用于钠基膨润土,当触变泥浆在顶管中形成完整泥浆套时,顶管受到浮力作用,管节有效重度变小,此时减阻效果是最为显著的。本文对触变泥浆在此类工程应用中都进行了归纳与总结,尤其在触变泥浆的配比改性上花费了大量的时间,为后期研究做充足准备。3.对泥浆性能配比进行研究。通过对目前工程中常用几组泥浆配比进行研究,在对多组泥浆配比性能测试中,选用合适的泥浆,配比为膨润土:CMC:纯碱:水=10:0.11:0.87:90,采用此配比泥浆重度、粘度、失水量等性能都能达到合理要求。理论上是能够起到比较好的减阻效果。4.顶管模型的制作。通过对相似模型理论的学习,弄清了相似理论的基本概念,学习了用量纲分析法和方程分析法推导模型试验相似准则的基本原理,了解结构模型材料的性质以及对试验结果的影响,对于合理地进行材料选择可使模型试验的结论更加精准,但没有绝度理想的材料。在此基础上制作出本试验所需要的顶管模型仪器。5.对所选用的触变泥浆进行顶管模型试验,通过试验分析得出相关结论。采用本实验触变泥浆配比,试验测得顶管平均摩阻力在0.264~0.422Kpa,说明此配比泥浆是可以起到比较好的减阻效果。随着泥浆静置时间增长,摩阻力逐渐增大,并且趋于一个极限值。一旦克服这个最大摩阻力,之后平均摩阻力随时间增长有所减小,都会稳定在某一个小范围区域内,称之为残余平均摩阻力。表明此配比泥浆具有比较好的触变性。6.本文采用物理(振动)的方法,研究了静置时间比较长的泥浆触变性控制问题。本实验采用混凝土振动棒放置钢管内带动振动,相比不振动实验测得的最大平均摩阻力减小了四分之一左右,说明在振动的情况下,产生切稀现象,激活触变性,从而可以减小较长时间静置产生的管土摩阻力。初步研究成果让我们看到通过采用新型的方法激活泥浆触变性来减小静置管土摩阻力的希望。