泥水平衡法顶管施工技术实例研究

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1、泥水平衡法顶管施工技术实例研究　　【摘要】：随着经济的不断发展以及城市化进程的加快，市政工程的施工量越来越大，顶管施工已越来越普及，其应用的领域也越来越广泛。对于小直径管道或地下水位较高的地区，泥水平衡式顶管施工技术优势明显。结合工程实例，探讨了泥水平衡顶管法的施工工艺，对顶进过程的测量纠偏措施做了简单介绍。【关键词】:泥水平衡法；顶管施工技术；实例中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1.泥水平衡式顶管工作原理泥水平衡顶管是通过泥水压力来平衡管周土体和地下水压力，通过改变泥水仓的送、排泥水量以及顶进速度来控制排土量，使泥水仓内的

2、泥水压力值稳定，使开挖面和周边土体保持稳定。2．泥水平衡式顶管的工艺流程顶管施工准备→工具头刀盘转动→顶进调整→泥浆制作→砂土沉淀、外运→测量纠偏→整体顶进、调节顶块→管路拆安→一个循环借结束，重复顶进一个行程。3.泥水平衡顶管法的设备7具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机具有多种形式。刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动，其刀盘正面的开口比较大，开口的面积约占顶管机断面的15%～20%。便于大块的卵石能进入顶管机。在掘进机工作时，刀盘一边转动、一边偏心运动把石块轧碎，被轧碎的石块通过与泥水仓联接的间隙进入掘进机的泥水仓，然后从排泥孔排出。此

3、外，在刀盘运动过程中，泥土仓和泥水中的间隙不断循环变化着，因此，除了能轧碎土块，还能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。4.工程实例4.1工程概况国内某城市的一段排污管道采用泥水平衡式顶管施工技术，该管道管径为800mm，平均埋深6～7m，顶管长度110m。该地段地势北高南低，地形起伏不大，场地地层自上而下依次为杂填土、粉土、粉质粘土和泥质粉砂岩。管道穿越的土质主要有杂填土、粉土和中细砂层，地下水在地表以下2m左右，管道处于地下水位以下。4.2施工部署4.2.1机头选型7本工程

4、由于一次顶进距离较长，为确保工程安全，决定采用日LEMOL型TCZ600具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机。该掘进机的优点是：（1）顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置成套化；（2）带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎小于外径30%，强度2000kg/cm2的砾石；（3）该机能适用各种土壤条件，如粘质土，砂土，砂砾混合卵石土和软岩上；（4）使用安装在轨道上的升顶油缸，一次顶进长度超过100m；（5）由一人在地面遥控操作即可。4.2.2顶进工艺（1）顶力计算：F＝F1＋F2(1)式中：F-总推力；F1-迎面推力；F2-顶进推力。F1=πD

5、2P/4(2)F2＝πDfL(3)P=K0γH0(4)式中：Ｋ0-静止土压力系数，取0.55；γ-土的湿重度，取1.9t/m3；H0-地面至掘进机中心的厚度，取最大值6m；F-管外表面平均综合摩阻力，取0.8t/m2；Ｄ-管外径，取0.86m；Ｌ-顶距，取110m。通过上述公式计算得到总推力F＝3.64＋237.6＝241（t）。在总推力、工作井所能提供的最大顶力及管材的轴向允许推力中取最小值。已知工作井能承受的最大顶力为400t，管材的轴向允许推力为300t，所以主顶油缸选用2台200t的油缸，千斤顶总推力达到360t。无需增加额外的

6、顶进系统即可满足施工要求。（2）顶进调试及土体取样7顶管下井前应作一次安装调试，油管安装前先应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试保证各系统无泄漏。机头下井后，刀盘应离开封门1m左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不超过5mm。凿除砖封门，并留块状物，同时进行土体取样工作，使用100mm，Ｌ＝500mm的两根钢管在洞口上下部各取长400mm的土样，取样工作完成后随即将盘贴住前方土体。TCZ机头属于刀盘不可伸缩型，土压力表所显示的土压力为泥仓土压，显示的土压力与实际顶进的土压力存在一个压力差，由于进泥口是衡定的

7、，TCZ机头的土压控制主要通过顶速来调节，每次初顶时先调节好送水压力，然后打开机内止水阀，待流量达到额定值的80%时即可开始顶进，送水压力可通过机内压力调节即可完成。（3）触变泥浆系统7顶进过程中，需要经常调节压触变泥浆，以减少顶进的阻力，触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道3部分组成。拌浆是把注浆材料兑水以后搅拌成所需的浆液（造浆后应静置24h后方可使用）；注浆是通过注浆泵进行的，根据压力表和流量表，它可以控制注浆的压力（压力控制在水深的1.1～1.2倍）和注浆量（计量桶控制）；管道分总管和支管，总管安装在管道内一侧，支管则把总管内压送过来

8、的浆液输送到每个注浆孔上去。注浆孔布置为：工具头一道、第1节混凝土管设一道、之后每间距7.5m设一道补浆孔。注浆流程为造浆静置→注浆→顶管推进（注浆）→顶管停顶→停止注浆。（4）顶进过程中的方向控制由于TC