頂管施工中的泥漿技術(shù)(一)

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對(duì)于管外壁摩阻力,在很大程度上可以通過(guò)各種手段來(lái)施加影響。首先要注意管子表面的光潔平滑,以保持很低的摩擦系數(shù)。此外極為重要的是,管子要盡可能避免圓度誤差,并保持直徑的一致。在這方面,如果管子是用許多管模制造的,問(wèn)題可能就出現(xiàn)在制管廠中,因?yàn)楣苣1緛?lái)就有尺寸公差,而且磨損程度也不相同。此外,如果管子澆注之后脫模過(guò)早,或者由于蒸養(yǎng)而發(fā)生收縮,也會(huì)引起這類(lèi)的偏差。管子尺寸的不準(zhǔn)確在推頂時(shí)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生夾緊力,這種力有時(shí)可能達(dá)到很高的數(shù)值。
    若使刃腳比它相應(yīng)于管子外徑應(yīng)有的尺寸稍大一點(diǎn),就有可能降低管外壁摩阻力。這樣能使上層不直接壓在管體上。只要土層足夠堅(jiān)硬,這種方法就會(huì)取到預(yù)期的效果。而如果向管子和土層之間形成的空隙內(nèi)壓人支承介質(zhì),這種方法的效力更可以大大提高,并能維持一定的時(shí)間,從而足以頂進(jìn)一段相當(dāng)長(zhǎng)的管路,再則,支承介質(zhì)在起支承作用的同時(shí),也可以作為潤(rùn)滑劑起到減少摩阻力的作用。
    對(duì)支承一潤(rùn)滑介質(zhì)的要求
    對(duì)支承一潤(rùn)滑介質(zhì)的要求,可以根據(jù)摩擦定律推算出來(lái)。
    摩擦定律概要
    除了不在這里討論的滾動(dòng)摩擦之外,可將摩擦區(qū)分為:
    a)粘附摩擦(與靜摩擦相同);
    b)滑動(dòng)摩擦。
    在粘附摩擦和滑動(dòng)摩擦的情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——摩擦系數(shù);  
    摩擦系數(shù)μ是一個(gè)材料常數(shù),與滑動(dòng)面和滑動(dòng)物體的表面性質(zhì)有關(guān),而卻不以接觸面積F的大小為轉(zhuǎn)移。   
    無(wú)量鋼系數(shù)μ在粘附摩擦的情況下,一般大于滑動(dòng)摩擦?xí)r的數(shù)值,因?yàn)樵谡掣侥Σ恋那闆r下,表面會(huì)由于經(jīng)常存在的不平度而被“楔緊”。
    滑動(dòng)摩擦又可分為:  
    b1 )干摩擦;  
    b2 )液體摩擦。  
    在干摩擦?xí)r,滑動(dòng)體和滑動(dòng)面直接接觸,在液體摩擦的情況下,滑動(dòng)體和滑動(dòng)面則被潤(rùn)滑介質(zhì)隔開(kāi)
    在滑動(dòng)摩擦的情況下?;瑒?dòng)體和滑動(dòng)面之間存在相對(duì)速度。
    在干滑動(dòng)摩擦的情況下,摩擦系數(shù)μ與相對(duì)速度υ無(wú)關(guān)。
    在液體滑動(dòng)摩擦的情況下,視在摩擦系數(shù)μ則相隨滑動(dòng)體和滑動(dòng)面之間液體的流動(dòng)阻力而變化。流動(dòng)阻力則取決于液體的運(yùn)動(dòng)粘滯度和流動(dòng)速度。根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)可知,流動(dòng)阻力與流動(dòng)速度的平方成正比。