泥水平衡顶管法在岩石地质条件下的工程技术性

1、泥水平衡顶管法在岩石地质条件下的工程技术性0 引言适用条件：本文涉及的顶管穿越，主要为岩石地层，顶管沿线的最小覆土层的覆土厚度不小于管外径的两倍，且有一定厚度的不透水层。1 工作井、接收井施工采用钻爆法进行开挖施工和喷锚支护。竖井下部结构施工流程图如下：2 现场准备工作根据工作井周边场地的情况，在工作井侧配置汽车吊一台，负责顶管机头、砼管和地面的其他吊装工作。工作井后背墙侧为顶进控制室，内设自动控制台、通讯设备等。工作井前侧设泥浆池，进场方向堆放砼管、半成品材料。掘进机选型：采用具有岩石破碎功能的泥水平衡顶管机。顶管机应具备以下特点：适用于各种土层条件：通过更换切削刀盘能够适应于各种土层。大功

2、率：具有强大的二次破碎能力。利用电机变频技术，刀盘转速可调。3 泥水平衡顶管施工工艺流程施工工艺流程图如图2。4 顶管施工设备配置4.1 顶进系统 工作井主顶装置均分两列布置，为四只千斤顶，主顶千斤顶总行程为1.1m，每只最大顶力为4000KN，总顶力可达16000KN，主顶千斤顶也是单冲程千斤顶。在用千斤顶进行实际施工时应该控制油压。油路控制系统也可根据施工需要，进行调整主顶装置的合力中心来进行辅导。4.2 出渣系统 当在施工时随顶进距离的增加管道内进水、出泥效率差时，可在进水管路中串联增压泵，及在排泥管路中串联排泥泵接力。并先将泥浆排入工作井内的泥浆箱中，然后再启动渣浆泵或备用提升水利机械

3、到二级段。泥水输送平衡系统和泥水处理系统是泥水系统的两大最主要组成部分。4.3 泥浆系统泥浆减阻。在施工过程中，在顶管的管子外围注入润滑泥浆，就能形成一个比较完整的保护套，用泥浆减租效果很好，因为泥浆是减少顶管摩阻力最重要的步骤之一。一般情况阻力可由1220KN/m2减至59KN/m2。注浆设备。为了保住砼管，就要用压浆泵通过总管、支管、球阀、管节上的预留注浆孔压到管子与外管土体之间，这样也能达到润滑泥浆的物理性能要求，如下图所示。4.4 通风系统 顶管施工不到位，会直接影响至管内工作人员的健康，所以是个不容忽视的问题。为了获得更理想的通风效果，就要将进风口的净化装置处理号，把含氧较高的压缩空

4、气，通过压缩空气系统送到掘进机头部。4.5 供电系统 为了达到供电配置电容补偿柜，每台变压器容量需要满足以下用电的总量，就需要在工作井现场提供两台变压器供电。第一路：泥浆间：2x10KW 各工种间：10KW 现场照明：20KW第二路：后座油泵：2x22KW=44KW 电焊机：4x10KW=40KW第三路：泥水加压平衡150kw （含出泥系统） 管内照明：10KW5 顶管施工技术质量保证措施5.1 洞口加固及顶管掘进穿墙措施 为了加固洞口的顶管掘进机能安全穿墙，就要在工作前把所有设备全部安装到位，需要试用设备运转情况。5.2 初始顶进管道防后退措施 顶进准备工作完成后，开始初始顶进。初始顶进在顶

5、管工作中起着很重要的作用，一要穿过操作坑洞口，在这过程中保证洞口结构不被破坏及洞口止水系统不被破坏，同时水和泥流不进入顶坑。二要保证高程、中心偏差最小，为以后顶进打下良好的基础。初始顶进长度、机头和第一节管2.0m。初始顶进后的阶段中操作手要边顶进边熟悉地层的地质特性，掌握顶管机在此地质条件下的顶进规律及趋势特性，为下一步顶进打下良好基础。5.3 顶管轨迹控制措施 顶管轨迹控制措施开始需要均匀出渣，如果初始有偏差，需要及时调整后座的千斤顶的合力中心来控制偏差。通过前期的顶进，保持初始状态的稳定和轴线顺直，然后调整好螺栓控制出渣机出渣的速度，结合地面观测，选择出最佳的掘进参数，以此把地面沉降量控

6、制在+10mm和-30mm之间。5.4 顶管接口接口是顶管工程的关键部分，保证做好接口部分是顶管成败的关键，困此对组成接口的每一部分都必须严格遵守有关规程的要求逐一分别严格制作。顶进前应对成品管、承插口、橡胶密封圈和软木衬垫从尺寸、规格、性能、数量等均作详细调查，必须符合标准设计图的要求。顶进前还必须在现场作试安装，对不合格的成品管应予以剔除。砼管接头的槽口尺寸必须正确，光洁平整无气泡。橡胶圈的外观和任何断面都必须质密、均匀、无裂缝、无孔隙或凹痕等缺陷，橡胶圈应保持清洁、无油污，不能在阳光下直晒。橡胶圈粘贴时应采用特制的支架，使管口离地至少保持0.4m，以保证粘贴质量，粘贴工作区应设置遮阳蓬，

7、防止工作时受阳光直晒或雨淋。5.5 顶管允许最大顶力控制措施 设计工作井内钢筋砼最大允许顶力为10000kN，我们选用的主推千斤顶达16000kN。为防止顶力超过允许值，在主顶泵站设备调试时，调整压力阀以使系统总顶力控制在10000kN以下。且用螺栓锁压死压力阀，这样施工中就避免了超过允许顶力的发生。5.6 顶进时管道防扭转措施 顶进过程由于沿线穿越不同土制裁或多或少对纠偏有一定影响，管内设备的不均匀性会造成管道发生不同程度的扭转，直接影响工作顺利进行，严重时导致设备无法工作。因此主要采用以下措施：在管内设备及管道安装时，要消除人为造成管道扭转的因素，还要根据重量平衡原理，在安装管材的时候，使

8、管道顶进时保持足够的平衡；还要在顶进时设有管道扭转指示灯，一旦发现错误的方法要及时进行纠正；掘进机推出越长，扭抗力就越大，所以保持掘进机保持平衡状态即可。5.7 减阻泥浆管理及控制 顶进时应贯彻同步压浆与补浆相结合的原则，工具管尾部的压浆孔要及时有效地进行跟踪注浆，确保能形成完整有效的泥浆环套，管道内的压浆孔进行一定量的补浆孔，具体补浆孔位位置设置于机头后面一节管节，其它10m设置一道，补压浆的次数及压浆量根据施工情况而定。压浆时必须坚持先压后顶、随压随顶、及时补浆;的原则。为保证润滑泥浆的稳定，确保泥浆满足施工要求，每拌泥浆应进行测试，浆液质量指标一般按PH值910，析水率2%。每米管节注浆量（按建筑空隙150%）计算：V=π（D1-D2）/4x150%D1工具管外径（m） D2管节外径（m）5.8 顶管导轨安装导轨安装时，轴线误差应小于2mm，水平误差小于2mm，导轨靠近穿墙孔处可略高于后端2mm，导轨的前端应尽量靠近穿墙孔。导轨前端应设钢支撑，防止在顶进中由于顶铁与导轨滑道摩擦力导致向前位移。导轨就位后，两侧用型钢铺左右并撑牢，上部铺满走道板。5.9 后座千斤顶支架安装本次顶进选用400t的顶进千斤顶，安装时总顶力合力作用点应低于管道中心。安装千斤顶时，每只千斤顶前后高差控制在2mm以内，防止在顶进中由于千斤顶作用点上下变化而产生顶进管段旋转。参考文献：