泥水平衡顶管在下穿铁路工程中的应用

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1、泥水平衡顶管在下穿铁路工程中的应用　　摘要：泥水平衡顶进与铁路防护措施相结合，很好地解决了管道下穿铁路这个难题,保证了铁路营运安全，也保证了施工顺利完成。　　关键词：泥水平衡下穿铁路　　中图分类号：X731文献标识码：A文章编号：　　随着城市管道的建设，越来越多的非开挖技术得以应用。由于非开挖技术不开挖地表或以最小的地表开挖量地表，大大减少了对城市交通的干扰。许多管道工程需要连成管网，不少管道需要从铁路下方穿过，施工中必须保证铁路的安全正常运营。在公路或者其它地方，地面的下沉量对行驶的车辆没有多大的

2、影响。但铁路对两条钢轨的下沉量要求极严，高速行驶的火车，如果线路超越标准极小的下沉量，都可能导致重大的事故发生。在铁路上还有许多保证行车的设备，如电气化柱，信号机等，如果倾斜或者沉降，也可能会造成行车事故。铁路一般都是二十四小时运营，无法在施工时象公路那样改道。由于铁路的这些特殊性及高要求，都导致了下穿铁路施工难度增大。　　为保证铁路运营的安全，管道下穿铁路施工常常采取泥水平衡顶进。泥水平衡顶管施工存在如下优点：适用的土质范围比较广，如在地下水压力较高，变化范围比较大的条件下，它都适用；可有效保持顶

3、进面的稳定，对所顶管道周围的土体扰动小，引起的地面沉降小。水、黏土及添加剂混合制成的泥水，经输送管道压入泥水舱，泥水在挖掘面上形成一层不透水的泥膜，可以阻止泥水向挖掘面里面渗透，同时，泥水本身有一定的压力，可以平衡地下水压力和土压力。刀盘切削下来的泥土进来泥水舱，经搅拌装置搅拌，含掘削土砂的高浓度泥水经泥浆泵送到地表的泥水分离系统，经泥水分离处理把掘削土体分离出去排掉，再将滤除土砂的泥水重新压送回泥水舱，如此不断循环完成掘削、排土和顶进。　　平大下穿铁路顶管采用了泥水平衡顶进与铁路限速慢行及封锁相结

4、合，很好地解决了管道下穿铁路的问题，完成了施工又保证了铁路的营运安全。　　一、工程实例　　平大下穿铁路顶管管道中心线与铁路斜交，交角为60°。护管距离电气化柱米，护管距离平大立交桥边19米。护管为DNXX钢筋砼管采用泥水平衡法顶进施工，护管总长120m，管节规格为：XX×200×2500。护管顶离轨底最短距离为8米，工作井及接收井均处于铁路栏栅外，工作井壁内侧距离铁路栏栅50m，接收井壁内侧距离铁路栏栅38m。顶进时从东侧工作井起分别横穿广深Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ线四股道。　　二、顶进方案　　根据地质条件选

5、用合适的顶管机头，本地地质条件较好，所以选用普通泥水平衡机头，不带破碎功能，刀盘为十字架式，刀盘上焊有许多合金块，这就是切削土体的“牙齿”。　　顶管机头　　机械进场后进行机械组装，先施工导轨及后背，再凿洞口安装止水圈。开洞口在顶管前期最关键，要预防地下水压力过大将机头冲出及引发其它事故。平大顶管工作井处地下水位较低，洞口凿开时没有多少水流出，直接凿开装好止水圈。吊下机头，放好油顶架装好油顶。平大顶管采用4个200t的油顶同时顶进，可以根据顶进情况再增加油顶。顶管施工时，顶管掘进机大刀盘切削前方土体，

6、将土体与水搅拌成泥浆，由排泥泵将残土经排泥管运走，后座主顶油泵和主顶千斤顶产生推力，推动管道向前推进。通过管节一节一节向前推进，顶管机不断推进最后到达接收井。　　顶管过程流程图　　管道比较长时，顶进的阻力会较大。可以通过压入触变泥浆，在管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低顶进时的摩擦阻力。压浆与补浆使用触变泥浆是长距离顶管减少摩阻力的重要技术措施。顶进长度大于80m时，合理使用触变泥浆，可保持土体稳定起到减阻和护壁的作用。顶管施工时，时刻观测顶管的位置偏差。如发现偏差较大时，要及时纠正，以防偏差继续增大

7、。纠偏由激光经纬仪进行测量，激光经纬仪发出的激光束照射在位于钻掘系统内的光靶上。根据测得的偏斜数据，操纵液动纠偏系统，使掘进系统前部铰接的机头产生偏摆，从而实现铺管方向的调节。纠偏控制由纠偏千斤顶进行，掘进机共有纠偏千斤顶4个，纠偏角度°，能上下左右四个方向进行全方位纠偏。一般情况每次纠偏角度不大于°，以适当的曲率半径逐步的返回到轴线上来。　　三、铁路安全配合措施　　由于在顶进过程中线路可能会发生沉降，旅客列车运行速度比较快，货物列车比较重，在顶进施工时必须对列车进行限速，一般限速45km/h或60

8、km/h，列车通过顶进地段时运行速度必须慢下来按限定的速度行进，通过顶进地段后再提升至原来的运行速度。铁路上有许多设备，有通信、信号、供电等设备，顶进前与设备管理部门签订好安全协议，要求设备管理部门在顶进过程中加强对设备的检查，做好应急准备。　　四、顶管施工沉降监测　　顶管施工时，必须对地表、铁路路肩、线路钢轨、铁路行车设备进行沉降监测。沉降监测目的：一是通过对监测信息的分析指导后续工程的施工，二是确保周围建筑物的稳定，特别是铁路及铁路设备的安全；三是为下一步施工提供