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。

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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
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)嚢韬螅嗨ㄟ^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際情況，同時結(jié)合本標(biāo)段的實際工程量和工期，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
環(huán)境，周邊建筑物基礎(chǔ)的破壞和不良影響。2.2現(xiàn)代化的穿越設(shè)備的穿越精度高，易于調(diào)整敷設(shè)方向和埋深，管線弧形敷設(shè)距離長，可以滿足設(shè)計要求埋深，并且可以使管線繞過地下的障礙物。2.3城市管網(wǎng)埋深一般達(dá)到三米以下，穿越河流時，一般埋深在河床下9—18米，所以采用水平定向鉆機(jī)穿越，對周圍環(huán)境沒有影響，不破壞地貌和環(huán)境，適應(yīng)環(huán)保的各項要求。2.4采用水平定向鉆機(jī)穿越施工時，沒有水上、水下作業(yè)，不影響江河通航，不損壞江河兩側(cè)堤壩及河床結(jié)構(gòu)，施工不受季節(jié)限制，具有施工人員少、成功率高施工安全可靠等特點。2.5與其它施工方法比較，進(jìn)出場地速度快，施工場地可以靈活調(diào)整，尤其在城市施工時可以充分顯示出其優(yōu)越性。
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，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，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：基礎(chǔ)工作面由線縮成點，占地面積小；地面活動不受施工影響，對交通干擾小；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)被安裝在入土點一側(cè)，從入土點開始，沿著設(shè)計好的線路，鉆一條從入土點到出土點的曲線，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。回拖產(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。



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