土压平衡法在顶管施工中的应用

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1、土压平衡法在顶管施工中的应用何高明(武警交通第六支队，安徽合肥230041)摘要：文章通过芜湖市赤铸山路污水顶管现场施工，解决了长期以来市政道路上安装雨污水管不便捷的问题，着重讲解了土压平衡法在顶管施工中的应用，做到了经济效益良好，社会效益优秀，是一项值得推广的好的施工工艺。关键词：土压平衡；顶管工程；施工工艺；质量控制；安全措施中图分类号：TU992．05；TU992．23；TU993．9文献标识码：A文章编号：1673—5781(2010)04—0536—03土压平衡顶管工法是利用土压平衡式顶管掘进平衡理论、泥水平衡理论、气压平衡理论等。1988年机进行地下钢筋混凝土管道或其他管道的

2、顶进施工，上海研制成功我国第一台土压平衡掘进机]。能以有效的技术手段和措施，来确保整个顶管过程中1．2顶管工程的分析不产生挖掘面土方的超挖和欠挖，仅仅取走顶人管子随着国家现代化的进程，城市建设脚步越来越的这部分土体。它对周围的土体扰动很小，能使地表快，各种市政管线在地下纵横交错、层叠密布，地面上的沉降或隆起减小到最低限度(图1)。本法适合在的市政建筑越来越多，开挖施工使道路质量变差、破软弱地层中进行地下管道顶进施工，它解决了传统顶坏环境，同时给人们的生活、工作带来诸多不便，施工管施工所引起的道路破坏、构筑物严重沉陷、变形和成本越来越高。为了解决现有市政设施与施工的矛地下管线断损等一系列问

3、题，经实践证明其技术经济盾，诞生了一项新的施工技术——非开挖技术。效益良好，是一项值得推广应用的新技术_1]。非开挖技术是指在不开挖或只开挖少量作业坑的条件下，利用岩土钻掘技术进行铺设、修复和更换管道，它高效、优质、成本适中、对环境友善，具有不影响交通、不污染环境等优点，在许多情况下，比开挖法施工周期短、综合成本低、安全性好。现已经成为城市市政施工的主要手段，广泛应用于穿越公路、铁路、建筑物、河流以及在闹市区、古迹保护区、农作物和植图1土压平衡法现场施工被保护区等不允许或不能开挖的条件下进行煤气、电力、电讯、有线电视线路、石油、天然气、热力、排水等顶管工程的历史与分析管道的铺设。顶管技术

4、是利用主顶千斤顶及管道中1．1顶管工程的历史继间千斤顶的推力，将管道从工作坑内穿过土层一直顶管工程最早始于1896年美国的北太平洋铁路推到接收坑，同时，将紧随工具管或掘进机后的管道铺设工程的施工中。1948年日本第一次采用顶管施埋设在两坑之间。分为人工顶管、机械顶管、水射流工方法，在尼崎市的铁路下顶进了一根内径600mm顶管、挤压顶管四大类，工作中根据管径、土层状况、的铸铁管，顶距只在6m。1953年北京第一次进行管线长度、技术经济性来选定_3]。顶管施工，1956年上海也开始进行了顶管试验。2土压平衡法的特点及原理1978年上海开发了适用于软黏土和淤泥质黏土的挤压法顶管。1984年国内

5、开始引进国外的机械顶管设2．1土压平衡法的特点备，随之也引进了顶管理论、顶管施工方法，诸如土压(1)利用带面板的刀盘切削、支承土体，对土体收稿日期：2OlO一06—07；修改日期：2OlO一06～24作者简介：何高明(1965一)，男，安徽巢湖人，武警交通第六支队工程师536《工程与建设》2OlO年第24卷第4期的扰动小。4．2施工要点(2)采用干式排土，废弃泥土处理方便，对环境(1)混凝土管吊装、对接，就位时，应首先在地面影响和污染小。上进行质量检查，确认合格后，在管前端口安放楔型(3)施工设备投入较少，施工方法简单，技术先橡胶圈，并在橡胶圈表面涂抹硅油，减小管节相接时进，经济合理。施

6、工安全，速度快，工期短，质量好。的摩擦力。2．2土压平衡法的原理(2)顶进施工中应随时观察顶进轴线偏差情况。它是根据土压平衡的基本原理，利用顶管机的刀刀盘应正、反两方向交替使用，顶进中发现与管位偏盘切削和维持机内土压仓的切削土体压力抵抗开挖差10mm左右，即应进行校正。穿墙各纠偏阶段要面的土、水压力达到土体稳定；并以顶管机的顶速(即求每顶进10~30cm左右测量一次；工具管纠偏应顶掘削量)为常量，螺旋输送机转速(即排土量)为变量进过程中进行，绘制工具管测点行进轨迹曲线图来指进行控制，达到使土压仓内的土、水压力与掘削面的导纠偏，管轴线偏差不允许大起大落；纠偏控制由纠土、水压力保持平衡，从而

7、使开挖面的土体保持稳定，偏千斤顶进行，掘进机共有纠偏千斤顶4个，纠偏角控制了地表的沉降和隆起[2]。度为2．5。，能上下左右四个方位纠偏。一般情况下每次纠偏角度不大于0．5。，以适当的曲率半径逐步3土压平衡法的适用范围回到轴线上来，做到精心施工；纠偏由激光经纬仪发3．1适用的土质情况出的激光束照射在位于钻掘系统的光靶上。根据测本法适用于饱和含水地层中的淤泥质黏土、黏得的偏斜数据，操纵液体纠偏系统，使掘进系统前部土、粉砂土或砂性土，尤