泥水平衡顶管机与泥水平衡顶管.pdf

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1、摘要：泥水平衡顶管施工是借助于各种泥水平衡顶管机来实现的，每一种泥水平衡顶管机都有一定的适用范围。但其基本原理是一样的：即用一层坚实的泥膜覆盖在挖掘面上，用一定压力和一定比重及一定黏度泥水来平衡地下水压力和土压力。它是把弃土搅成泥水后再用泵来输送的。有的泥水平衡顶管机具有破碎功能。关键词：泥水平衡顶管泥水平衡顶管顶管机进水排泥破碎功能一、面板式刀盘的泥水平衡顶管机日本伊势机公司是最先进入中国的外国顶管机专业制造公司，他们早在1985年就把当时先进的φ800Telemole泥水平衡顶管机销到了上海。（一）、MEP型和Telemole型泥水平衡顶管机为1000mm，最大口径为3

2、000mm，它的外形如图—1所示。MEP型泥水平衡顶管机是一种适用软土土质的泥水平衡顶管机，它的详细构造请参见图—2。1图—2MEP型泥水平衡顶管机构造在图—2中，1—刀排和切削刀、2—刀排拉杆螺栓、3—刀盘面板、4—芯轴、5—刀排联接套、6—隔仓扳、7—顶管机壳体、8—主轴套、9—进排泥管、10—大齿轮、11—小齿轮、12—推力轴承、13—主轴、14—主轴控制油缸、15—主轴油缸缸体、16—刀排控制油缸、17—行星减速器、18—芯轴轴承、19—芯轴端套、20—电动机。MEP型泥水平衡的最大特点是它的刀盘和刀排都可以前后伸缩。从图5—2中可以看到：刀盘和主轴是联接在一起的，

3、刀盘的伸缩是通过套在主轴后部的主轴控制油缸来实现的。主轴控制油缸可以在主轴油缸缸体内进行前后运动，从而2也带动刀盘的伸缩。由于主轴控制油缸的两端都安装有轴承，所以，当顶管机主轴旋转时主轴控制油缸是不旋转的。在顶进过程中，通过油泵始终向主轴控制油缸的后腔供给一定压力的液压油，用这个供给压力来平衡刀盘所承受的土压力。当在覆土较深的状况下顶进，刀盘所承受的土压力高时，可把这个供给压力调高些；当在覆土较浅的状况下顶进，刀盘所承受的土压力低时，可把这个供给压力调低些。就这样，利用机械（液压）的方式来达到刀盘平衡其所承受的土压力的目的。刀盘前伸时，其数值为“＋”，即是正值；刀盘后缩时，

4、其数值为“－”，即是负值；当刀盘平面和顶管机壳体前端面一样平时，其数值为“0”。MEP型顶管机刀排的前后伸缩是通过刀排控制油缸来实现的：当刀排控制油缸回缩时，芯轴前伸，带动与刀排联结的刀排拉杆螺栓和刀排联接套一起前伸，（由于刀排控制油缸是倒装的，所以它的动作正好与刀排的动作相反）。当刀排控制油缸前伸时，芯轴回缩，带动与刀排联结的刀排拉杆螺栓和刀排联接套一起回缩。在顶管施工之前，根据土质条件和覆土深度，计算出一个控制土压力P，同时，把刀盘的供给压力设定到与控制土压力P相等。在顶进过程中，当顶管机刀盘所承受的实际土压力比设定土压力P小时，刀盘就前伸。若此时刀排控制油缸不动，进土

5、口的开度就越来越小，当然，进的土也就越来越少了。这样，刀盘所承受的土压力就会越来越大，一直到刀盘所承受的土压力与设定土压力P相等，才达到平衡。若反之，在顶进过程中，当顶管机刀盘所承受的实际土压力比设定土压力P大时，刀盘就回缩。若此时刀排控制油缸不动，进土口的开度就越来越大，当然，进的土也就越来越多了。这样，刀盘所承受的压力就会越来越小，一直到刀盘所承受的压力与设定土压力P相等，也达到平衡。这就是MEP型泥水平衡顶管机的机械平衡土压力的原理。MEP型泥水平衡顶管机除了有机械平衡土压力的功能以外，还有泥水平衡土压力的功能。泥水平衡土压力的功能与普通的泥水平衡的原理是一样的：即用

6、顶管机泥水仓内有一定压力和一定比重的泥水，依靠在挖掘面上行成的泥膜来平衡土压力和地下水压力。3MEP型顶管机都是在机内操作的，为了让MEP型顶管机更加适合小口径顶管，伊势机公司把MEP型机内操作的顶管机变成在可在机外远距离操作的顶管机。Telemole型泥水平衡顶管机，如图5—3所示，最小口径为600mm。图—3φ800Telemole泥水平衡顶管机（二）、刀盘不伸缩的泥水平衡顶管机由于MEP型泥水平衡顶管机的刀盘是可以伸缩，并以此来平衡顶管机所在土层土压力的，它在含水量很高的淤泥质土和粉土等一些软土地层中很适用，而且，在这些软土地层中用MEP型泥水平衡顶管机施工后的地面沉

7、降也很小。但是，在一些含水量很低的硬土地层中施工，MEP型顶管机的刀盘往往无法正常的前伸，这是由于实际的土压力大于MEP型顶管机刀盘设计最大的平衡土压力的结果，于是乎就有了刀盘不伸缩的泥水平衡顶管机，如图—4所示。4缩可以控制进土口的大小，从而达到控制进土量，最终达到控制刀盘平衡土压力的目的。该顶管机的其他结构与Telemole型顶管机的结构基本相同，也是远距离控制的。（三）、刀盘和刀排都不能伸缩的泥水平衡顶管机刀盘和刀排都不能伸缩的泥水平衡顶管机是泥水平衡顶管机的最早期产品，它们主要是用泥水仓内的泥水压力以及它在