土壓平衡機(jī)械頂管施工控制管理技術(shù)

雷琳

西安市政道橋建設(shè)有限公司，陜西西安710014

摘要 由于機(jī)械頂管對(duì)人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活影響小且對(duì)地層的適應(yīng)性比較廣，在工程實(shí)踐中有著較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)它能夠在很大程度上保證施工安全，施工質(zhì)量。因此，為適應(yīng)西北地區(qū)的濕陷性黃土地質(zhì)條件，土壓平衡機(jī)械頂管施工在越來(lái)越多的管道施工實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 土壓平衡；機(jī)械頂管；施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)TU94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）61-0111-01

1 改進(jìn)后的機(jī)械頂管工藝流程

頂管工藝流程的確定對(duì)施工過(guò)程控制有著重要的指導(dǎo)意義，現(xiàn)改進(jìn)后的頂管工程中，是在以往機(jī)械頂管工程的基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械頂管工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化，形成了更科學(xué)合理的機(jī)械頂管工藝流程，使施工各道工序銜接更加緊湊；工作效率得到提高。

2 注漿減摩控制技術(shù)

在頂管頂進(jìn)施工時(shí)，隨著管節(jié)頂進(jìn)長(zhǎng)度的增加，頂推力也在不斷增加，目前施工中主要采用膨潤(rùn)土觸變泥漿來(lái)降低摩擦系數(shù)的大小，其主要作用有以下兩個(gè)方面：潤(rùn)滑作用、填充和支撐作用。

1）基本要求。頂進(jìn)管道與地層之間要保證一定的環(huán)狀間隙，一般不應(yīng)小于20mm；對(duì)于較堅(jiān)硬的土層，一般要求的間隙更大，甚至達(dá)到30mm，這樣在頂進(jìn)管到外周才能形成一個(gè)比較完整連續(xù)的潤(rùn)滑膜，才能保證減摩效果。

2）注漿管理

（1）控制注漿時(shí)間、壓力：①控制好每次頂進(jìn)的注漿時(shí)間。遵循“邊頂邊注”的原則，嚴(yán)格控制每次注漿時(shí)間不超過(guò)3min。（通過(guò)時(shí)間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)）；②控制好注漿壓力。為了保證漿液的連續(xù)性和注漿壓力，在施工中將雙活塞定量泥漿泵變?yōu)槿钊兞孔{泵。

（2）施工注漿管理要求：①遵循“同步注漿與補(bǔ)漿相結(jié)合”和“先注后頂、隨頂隨注、及時(shí)補(bǔ)漿”的注漿原則；②做好管道進(jìn)洞的注漿工作，避免產(chǎn)生干摩擦；③合理布設(shè)注漿孔以及注漿管的間距；④采用全段注漿和分段注漿相結(jié)合的方式。中繼間未啟動(dòng)時(shí)，采用全段注漿。中繼間啟動(dòng)后，注漿重點(diǎn)為每次頂推的區(qū)間，其余各段則保持不動(dòng)；⑤頂進(jìn)過(guò)程注漿時(shí)，注漿的方向從后向前進(jìn)行，防止阻滯現(xiàn)象的發(fā)生。

3 中繼間技術(shù)

在長(zhǎng)距離、大管徑頂管施工中，如果僅僅依靠主頂泵站提供頂力，頂進(jìn)距離就會(huì)受到限制。中繼間技術(shù)是解決長(zhǎng)距離頂管施工頂推力過(guò)大的最有效的措施之一，它的出現(xiàn)使長(zhǎng)距離頂管成為可能，施工安全性能得到提高和保證。

1）中繼間組成。中繼間由前殼體、后殼體和均壓環(huán)、密封環(huán)、油缸固定架組成。

2）中繼間設(shè)置原則。（1）中繼間產(chǎn)生的最大頂力不能超過(guò)混凝土管材的允許頂力；（2）布設(shè)中繼間時(shí)必須考慮對(duì)其所能提供的設(shè)計(jì)頂力預(yù)留足夠的安全系數(shù)和地層條件。可以根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定中繼間的布設(shè)位置：第一中繼間位置一般按照中繼間所能提供設(shè)計(jì)頂力的60%計(jì)算；其他中繼間按照中繼間所能提供設(shè)計(jì)頂力的80%計(jì)算。

4 土壓平衡控制管理技術(shù)

頂管施工，尤其是土壓平衡頂管施工中，核心就是保持頂管機(jī)前倉(cāng)的土壓平衡，減少施工過(guò)程中的地層損失和地面沉降。

1）土壓平衡管理原理。土壓平衡式頂管屬于封閉式頂管，頂管推進(jìn)時(shí)前端刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)切削地層，切削下來(lái)的土體進(jìn)入土倉(cāng)。當(dāng)切削土體充滿(mǎn)土倉(cāng)時(shí)，在頂力作用下，致使切削土體對(duì)開(kāi)挖面加壓。當(dāng)該加壓壓力與地層的土壓、水壓相等，且螺旋出土機(jī)的出土（泥）量與刀盤(pán)的切削量相等時(shí)的這種狀態(tài)稱(chēng)之為土壓平衡。在土壓平衡式頂管施工中，保持合適的土壓，對(duì)于地層穩(wěn)定、頂進(jìn)安全以及頂進(jìn)質(zhì)量都具有非常重要的意義；

2）土壓力的控制管理。如螺旋輸送機(jī)的排土量不變，則頂進(jìn)速度與土壓力成正比。因此，要保持機(jī)艙內(nèi)控制土壓力不變，就必須把頂進(jìn)速度調(diào)節(jié)在一個(gè)合適的范圍之內(nèi)。當(dāng)初始頂進(jìn)時(shí)，須反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，只有當(dāng)初始頂進(jìn)比較正常了。一般情況下，當(dāng)排土量達(dá)到進(jìn)尺空間土質(zhì)量的95%~100%時(shí)，都視為正常。

5 糾偏控制管理技術(shù)

在頂管施工過(guò)程中，由于地層條件等各種情況的綜合影響，頂管機(jī)受到的作用力不斷在發(fā)生變化，同時(shí)由于頂管機(jī)內(nèi)部設(shè)備布置的原因，都會(huì)造成頂管機(jī)在頂進(jìn)過(guò)程中偏離設(shè)計(jì)軸線和高程的問(wèn)題。因此為了保證頂管施工質(zhì)量，需要不斷對(duì)頂管機(jī)實(shí)施糾偏作業(yè)。糾偏是指頂管機(jī)或管道偏移設(shè)計(jì)軸線，利用頂管機(jī)的糾偏裝置或其它措施，改變或修正頂進(jìn)方向，減少偏差，使管道按照設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)。

1）糾偏方法：（1）小角度糾偏。根據(jù)頂管工程實(shí)踐，每次糾偏角度不大于0.5°；（2）糾偏過(guò)程應(yīng)保持平穩(wěn)，不能大起大落；（3）利用測(cè)量成果，繪制管道走勢(shì)圖，提前預(yù)判頂管機(jī)的走勢(shì)。一般在機(jī)械頂管施工中，使用液壓糾偏油缸作為糾偏裝置。土壓平衡機(jī)械頂管施工具有保護(hù)環(huán)境、施工速度快、受天氣影響小、適合西北地區(qū)的地質(zhì)條件等優(yōu)點(diǎn)，在西北地區(qū)具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，是今后給排水管道發(fā)展的方向，是構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)和循環(huán)型經(jīng)濟(jì)的重要舉措。

參考文獻(xiàn)

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