1泥水平衡施工工法簡介
在機(jī)械化頂管施工過程中，泥水平衡頂管施工工法作為主要的施工方式，通常情況下屬于機(jī)械化、長距離頂進(jìn)施工技術(shù)。該施工技術(shù)在施工技術(shù)管理方面要求比較高，主要表現(xiàn)為：嚴(yán)格操作頂管設(shè)備，科學(xué)合理地選擇和計算施工工藝參數(shù)等。在長距離、地質(zhì)條件復(fù)雜的環(huán)境中，泥水平衡頂管施工方法是為優(yōu)越的施工方式之一。
1.1泥水平衡施工工法特點(diǎn)
通常情況下，泥水平衡頂管施工工法主要采用機(jī)械掘進(jìn)技術(shù)，其特征主要表現(xiàn)為：被切削的土壤被刀盤送入到泥水倉，具有一定濃度的泥水，在送水泵的作用下，被輸送到挖掘面，經(jīng)過刀盤的充分?jǐn)嚢韬?，泥水通過排泥管道被排泥泵送到地面的泥漿池，泥水經(jīng)過一系列的沉淀或分離，進(jìn)而在一定程度上可以重復(fù)使用，剩余的殘渣被運(yùn)走：在掘進(jìn)過程中，通過刀盤以及頂速平衡正面土壓力，進(jìn)而對循環(huán)水的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，在一定程度上對地下水壓力進(jìn)行平衡；切削入泥倉的土體通過采用流體進(jìn)行輸送，不能中斷頂進(jìn)過程，施工速度一定要快；不需要對土質(zhì)進(jìn)行改良或者是進(jìn)行降水處理，施工后地表出現(xiàn)較小的沉降。通常泥水平衡頂管的主要設(shè)備有：挖掘機(jī)、主頂設(shè)備、測量設(shè)備、井內(nèi)旁通、控制系統(tǒng)等；輔助設(shè)備包括：泥水處理設(shè)備、注漿設(shè)備、中繼間等。
1.2泥水平衡施工工法工藝原理
作為一種頂管施工工法，泥水平衡頂管施工技術(shù)通常情況下是充分利用泥水壓力，進(jìn)而在一定程度上對土壓力和地下水壓力進(jìn)行平衡處理。其基本原理是：具有一定濃度的泥水經(jīng)送水泵到達(dá)挖掘面，然后通過井內(nèi)旁通壓力調(diào)整閥，或者是通過調(diào)整排泥泵轉(zhuǎn)速的方式，進(jìn)一步對水壓力的大小進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而在一定程度上對地下水壓和挖掘面土壓力進(jìn)行平衡，確保掘進(jìn)機(jī)刀盤工作在平衡壓力下，在一定程度上避免挖掘面失穩(wěn)，進(jìn)而導(dǎo)致地面出現(xiàn)沉降和隆起。
2施工組織及任務(wù)劃分
2.1施工組織原則
在勞動組織方面，結(jié)合頂管穿越施工的實(shí)際情況，同時結(jié)合本標(biāo)段的實(shí)際工程量和工期，進(jìn)而對各項進(jìn)行合理配置，進(jìn)一步成立相應(yīng)的施工作業(yè)機(jī)組。通過動態(tài)的方式對施工作業(yè)機(jī)組的人員、機(jī)具配置等進(jìn)行管理，一方面確保任務(wù)按期完成，另一方面確保施工的連續(xù)性。進(jìn)而在一定程度上減少現(xiàn)場高峰的人數(shù)，避免出現(xiàn)窩工現(xiàn)象。同時對其它隊種進(jìn)行合理的配置，在一定程度上確保工程施工全面、有序地進(jìn)行，滿足施工要求。
2.2施工階段劃分
穿越工程施工分為三個階段：前期準(zhǔn)備階段、施工階段、驗交階段。
①前期準(zhǔn)備階段：各項工作按照“施工準(zhǔn)備工作計劃”來進(jìn)行，進(jìn)一步為施工創(chuàng)造條件。
②施工階段：總體分為二個階段進(jìn)行控制。階段組織管道焊接、工作井制作。二階段頂混凝土套管、工作管試壓、穿越工作管。
③驗交階段：地貌恢復(fù)、水工保護(hù)，達(dá)到中間驗收條件。
3工程施工方案
3.1施工準(zhǔn)備
①穿越施工前施工單位協(xié)助業(yè)主穿越施工土地手續(xù)。
②籌備穿越前的材料、設(shè)備、人員的籌備和到場計劃。
③做好施工圖紙會審、技術(shù)交底工作，同時完成穿越施工方案等文件的編制和審批工作。
④修筑臨時施工便道。
3.2測量放線
①借助儀器開展測量放線工作，在使用儀器前，需要經(jīng)過法定檢驗部門的檢定，經(jīng)過檢定合格，同時在有效期內(nèi)才能進(jìn)行使用。
②對于設(shè)計圖
泥水平衡式頂管是一種以全斷面切削土體，以泥水壓力來平衡土壓力和地下水壓力，又以泥水作為輸送棄土介質(zhì)的機(jī)械自動化頂管施工法。①概述：泥水平衡頂管系統(tǒng)主要由頂管機(jī)頭、地面操作臺及其他輔助設(shè)備組成，機(jī)頭內(nèi)部有PLC控制箱，地面操作臺隊機(jī)頭給出動作控制機(jī)頭的動作。排泥系統(tǒng)將棄土排除，吊車下管，由千斤頂將管道分段頂進(jìn)。隨著工具管的推進(jìn)，刀盤在不斷轉(zhuǎn)動，進(jìn)泥管不斷供泥水，排泥管不斷將混有棄土的泥水排出泥水艙。泥水艙要保持一定的壓力。使刀盤在有泥水壓力的情況下向前鉆進(jìn)。
②泥水平衡工具管的基本原理：是泥水護(hù)壁，在泥水式頂管施工中，要使挖掘面保持穩(wěn)定，必須向泥水艙注入一定壓力的泥水。泥水在壓力作用下向土體內(nèi)部滲透，在開挖面形成一層泥皮。泥皮的作用，一方面阻止泥水繼續(xù)向土體內(nèi)部滲漏，另一方面泥水的壓力通過泥皮作用在開挖面防止坍塌。要求泥水密度必須大于1.03。
③施工過程須注意的問題：
(1)當(dāng)掘進(jìn)機(jī)停止工作時，一定要防止泥水從土層中或及其他地方流失。不然。挖掘面就會失穩(wěn)，尤其是在出洞這一段時間內(nèi)應(yīng)防止止水圈漏水。
(2)在掘進(jìn)工程中，應(yīng)注意觀察地下水壓力的變化，并及時采取相應(yīng)的措施和對策，只有這樣，才能保持挖掘面的穩(wěn)定。
(3)在頂進(jìn)過程中，隨時要注意挖掘面是否穩(wěn)定，要不是檢查泥水的濃度和相對密度是否正常，還要注意進(jìn)排泥泵的流量及壓力是否正常。應(yīng)防止排泥泵的排量過小而造成排泥管的淤積和堵塞現(xiàn)象。

泥水平衡頂管全國施工施工技術(shù)難題及解決方法頂管施工的閃光點(diǎn)頂管法又稱為非開挖管道敷設(shè)技術(shù)，它具有著不用要開挖面層，即可穿越地面構(gòu)筑物和地下管線，公路，鐵路，河道的閃光點(diǎn)，相比開挖敷設(shè)技術(shù)，投資和工期將大大節(jié)省。同時，頂管施工技術(shù)可以吸收噪音，環(huán)比減少粉塵，減輕對郊區(qū)的交通條件和環(huán)境狀況的干擾和破壞，屬于真正的無污染，高效率的施工技術(shù)。頂管施工法因其上述全面的閃光點(diǎn)，在市政工程中尤其是在市政管線工程中得到了廣泛地應(yīng)用。概括起來。二頂管施工技術(shù)具有著幾面的閃光點(diǎn)：基礎(chǔ)工作面由線縮成點(diǎn)，占地面積?。坏孛婊顒硬皇苁┕び绊?，對交通干擾??；噪音和震動低，市中施工對居民生活環(huán)境干擾小，不影響現(xiàn)有管線及構(gòu)筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷設(shè)管道，可以安全穿越鐵路，公路，河流，建筑物，環(huán)比沿線的拆遷工作總量，環(huán)比降低工程造價。
如此反復(fù)，直到鉆頭在預(yù)定位置出土，完成整個導(dǎo)向孔的鉆孔作業(yè)。見示意圖鉆導(dǎo)向孔。鉆機(jī)被安裝在入土點(diǎn)一側(cè)，從入土點(diǎn)開始，沿著設(shè)計好的線路，鉆一條從入土點(diǎn)到出土點(diǎn)的曲線，作為預(yù)擴(kuò)孔和回拖管線的引導(dǎo)曲線。一般情況下，使用小型鉆機(jī)時，直經(jīng)大于200毫米時，就要進(jìn)行予擴(kuò)孔，使用大型鉆機(jī)時，當(dāng)產(chǎn)品管線直徑大于Dn350mm時，就需進(jìn)行預(yù)擴(kuò)孔，預(yù)擴(kuò)孔的直徑和次數(shù)，視具體的鉆機(jī)型號和地質(zhì)情況而定?；赝袭a(chǎn)品管線時，先將擴(kuò)孔工具和管線連接好，然后，開始回拖作業(yè)，并由鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤帶動鉆桿旋轉(zhuǎn)后退，進(jìn)行擴(kuò)孔回拖，產(chǎn)品管線在回拖過程中是不旋轉(zhuǎn)的，由于擴(kuò)好的孔中充滿泥漿，所以產(chǎn)品管線在擴(kuò)好的孔中是處于懸浮狀態(tài)，管壁四周與孔洞之間由泥漿潤滑。
該面積從入土點(diǎn)算起，入土點(diǎn)應(yīng)位于規(guī)定的區(qū)域內(nèi)至少3M（10FT）處，同時由于許多鉆機(jī)配套的設(shè)備或配件沒有規(guī)定的存放地點(diǎn)，所以鉆機(jī)一側(cè)施工現(xiàn)場可由許多不規(guī)則的小塊組成，以便節(jié)省占地面積，現(xiàn)場盡量要平整，堅硬，清潔，以便有利于進(jìn)行施工。由于穿越施工時需要大量的淡水供攪拌泥漿用，所以施工現(xiàn)場要盡量靠近水源或便于連接自來水管道的地方。管道一側(cè)----為便于預(yù)制成品管道，管道一側(cè)要有足夠長度的施工現(xiàn)場，這也是要考慮的事情?，F(xiàn)場寬度應(yīng)滿足管道施工的需要（一般為米）。同樣在出土點(diǎn)一側(cè)也需要30米（100FT）寬乘以45米（150FT）長的施工現(xiàn)場?？傞L度以能夠擺放下所預(yù)制的管道為準(zhǔn)，（場地的總長度一般為穿越管道長度再加上30米。

泥水平衡頂管施工所以鈉膨潤土比鈣膨潤土適用于頂管施工。而巴伐利亞礦層卻只含有膨脹性能較差的鈣膨潤土。但鈣蒙脫土有一個特性，亦即這里面化合的鈣離子可以用鈉離子來置換。通過這樣子的離子交換，鈣膨潤土的性能均有大的變化，從而被賦予鈉膨潤上的優(yōu)良特性。公司是一個以非開挖頂管、非開挖頂管工程，非開挖頂管施工、非開挖地下管線鋪設(shè)為主業(yè)的挖頂管工程公司，從事各種管道鋪設(shè)、維護(hù)的聞名企業(yè)公司，與此相對應(yīng)，礦物組成中也有75％的蒙脫土。篩分析也很非常值得注意，按照篩分析，膨潤土中粒徑不足0.025毫米的占55％。膨潤土加水?dāng)嚢杓闯蓱腋∫海@里對水質(zhì)的要求和拌制混凝土?xí)r一個樣。判斷膨潤土懸浮液是否適于用來當(dāng)做支承一潤滑介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)在于它的物理特性。擁有自己的施工設(shè)備、施工隊伍?？蔀榭蛻籼峁┒喾轿坏膬?yōu)質(zhì)服務(wù)。非開挖頂管施工技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的地下管線施工技術(shù)，使用該技術(shù)能在地表干擾小的情況下無須挖掘就可以鋪設(shè)、修復(fù)、換、探測地下管線，具有不破壞環(huán)境、無泥塵污染、不干擾交通、不破壞道路結(jié)構(gòu)、鋪管精度高、工期短、施工安全性好等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)可廣泛用于穿越公路、鐵路、江河、湖泊、街道及建筑物等鋪設(shè)、修復(fù)、換、探測地下管線。
得到的二個結(jié)論是，在從運(yùn)動狀態(tài)過渡到靜止?fàn)顟B(tài)時，流限的加大須取決于懸浮液中的膨潤土含量。在每立方米懸浮液中含30公斤膨潤土的情況下。靜置1分鐘后的流限以42.8：22.4=1.9：1的比率加大。在膨潤土含量為40公斤／米3的情況下，靜置1分鐘后的加強(qiáng)比率已達(dá)100：44.6=2.2：1。在這多年的非開挖頂管施工歷程中，公司積累了大量的施工經(jīng)驗，已在非開挖行業(yè)內(nèi)成長為一支專業(yè)的、的定向鉆施工團(tuán)隊，公司憑借多年來的施工經(jīng)驗、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，在各種管道施工中，均受到客戶及同行人士的。
1泥水平衡頂管施工原理
泥水平衡頂管技術(shù)其施工原理是將置于工作井中的頂管掘進(jìn)機(jī)通過主頂油缸向前推進(jìn)至止水圈后，由電動機(jī)提供能量轉(zhuǎn)動掘進(jìn)機(jī)頭刀盤來切削土層、粉碎石塊，并使之進(jìn)入泥水艙與泥漿混合，然后由泥漿系統(tǒng)的排泥管泵送至地面；與此同時，機(jī)頭連同管道在持續(xù)頂進(jìn)力的作用下，終穿過土層到達(dá)井。在挖掘過程中，采用泥水平衡裝置來維持水土平衡，使頂進(jìn)管道始終處于主動與被動土壓之間，可以達(dá)到消除地面的沉降和隆起的效果（見圖1）。
2泥水平衡施工中若干技術(shù)問題的探討
近幾年來我們在頂管施工中使用日本伊勢機(jī)（TCC）和國產(chǎn)泥水平衡頂管設(shè)備（NPD），在不同地層中進(jìn)行了D600～D0mm管徑的頂管施工，積累了較為豐富的經(jīng)驗。下面就施工中常見的各種技術(shù)和機(jī)械故障如刀盤卡死、糾偏失控、泥水循環(huán)系統(tǒng)堵塞、地面沉降等技術(shù)問題的處置作以探討。
2.1糾偏技術(shù)問題
頂管機(jī)在推進(jìn)過程中持續(xù)朝某個方向偏斜，即使使用糾偏激光束也不能使之回歸到預(yù)定標(biāo)位置的現(xiàn)象稱為糾偏失控。如不及時處理會造成擬鋪設(shè)管道無法滿足設(shè)計軌跡要求。
2.1.1原因分析
（1）地質(zhì)條件影響
由于機(jī)身自重較大，且機(jī)器轉(zhuǎn)動引起的震動，在軟土層及回填土中從而降低了地層的承載力，使頂管機(jī)產(chǎn)生下沉趨勢。或者是頂管段土層類型變化引起土層承載力變化，當(dāng)遇到上下兩層不同性質(zhì)的土?xí)r，這種趨勢就越明顯。頂管施工過程中遇著大石塊、樁基礎(chǔ)或其他障礙物，造成偏差過大。
（2）機(jī)械原因
頂管推進(jìn)速度過快或過慢的影響；主油缸油封漏油，頂進(jìn)力不均衡；后背墻變形嚴(yán)重；頂鐵或頂環(huán)發(fā)生扭曲變形現(xiàn)象；工作坑內(nèi)導(dǎo)軌偏差。
（3）人為操作不當(dāng)造成的糾偏失控現(xiàn)象。此外，管道頂進(jìn)越長，產(chǎn)生偏差的可能性越大，如果糾偏不及時，也會造成失控。
2.1.2防范措施及解決方法
（1）要充分熟悉業(yè)主提供的地勘資料，并進(jìn)行現(xiàn)場踏勘；必要時在較復(fù)雜的地段要進(jìn)行補(bǔ)勘。事實(shí)上在頂管施工中，因為土質(zhì)變化、設(shè)備能力和操作失誤等原因出現(xiàn)偏差是難免的，所以及時糾偏工作非常重要，這關(guān)系到管道鋪設(shè)質(zhì)量，甚至整個頂進(jìn)過程的成敗。糾偏的一般原則：勤糾微糾，標(biāo)不離，禁止盲頂。其控制細(xì)節(jié)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：當(dāng)頂管機(jī)頭尚未全部進(jìn)洞前，在機(jī)頭中心、高程偏差不大于20mm時，不考慮糾偏，因此時軌道在控制方向，若糾偏不但沒效果反而會使節(jié)管道偏離軌道。
（2）在管道頂進(jìn)過程中，如果在粉細(xì)砂土層中頂進(jìn)偏低，可調(diào)低進(jìn)泥的泥漿濃度，減小頂進(jìn)速度。當(dāng)遇到軟硬程度不同的土層時，地質(zhì)條件會發(fā)生很大變化，突然間變硬或變軟，這可以通過刀盤的轉(zhuǎn)矩來判斷。若突然變硬，則應(yīng)向土倉內(nèi)加入水或泥漿。在一般情況下，如果對地質(zhì)勘察資料掌握比較準(zhǔn)確時，且當(dāng)穿越的軟弱地層長度15m時，入洞前可以采取機(jī)頭與管道、管道與管道間加接連接桿的方式進(jìn)行固定，以增加其剛性，并輔以適當(dāng)糾偏方式，是可以防止機(jī)頭和管道叩頭現(xiàn)象發(fā)生的。



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