大刀盤泥水平衡頂管機(jī)對(duì)接施工技術(shù)研究

鄭紅強(qiáng)

摘 要：本文主要從大刀盤泥水平衡的頂管機(jī)對(duì)接施工展開分析，思考了對(duì)接施工的方法和施工的技術(shù)措施，明確了具體了施工的方法和策略，希望可以為今后的施工帶來參考。

關(guān)鍵詞：大刀盤泥水平衡頂管機(jī)；對(duì)接施工

1 前言

隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)的建筑工程越來越多，大刀盤泥水平衡頂管機(jī)對(duì)接施工也成為了重點(diǎn)工作，所以，為了提高建筑施工的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)更加重視大刀盤泥水平衡頂管機(jī)對(duì)接施工的技術(shù)效果。

2 泥水平衡頂管掘進(jìn)技術(shù)

泥水平衡式工具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)械式工具管。

隨著工具管的推進(jìn)，刀盤在不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，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)。

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。

在泥水平衡機(jī)械頂管施工中，特別是大管徑頂管施工，工作井和接收井的施工成本占了整個(gè)工程成本的45%左右，管道主材和頂進(jìn)成本又占了整個(gè)工程成本的45%左右，其它附屬設(shè)施成本占了整個(gè)工程成本的10%左右。管道主材和頂進(jìn)成本無法改變，降低附屬設(shè)備成本起到的作用有限，因此對(duì)工作井和接收井施工成本的降低是整個(gè)工程降低成本的關(guān)鍵所在。其中工作井的施工成本是接收井的三倍，延長(zhǎng)單段的頂進(jìn)距離，減少工作井?dāng)?shù)量把部分工作井變成接收井，也就成了降低機(jī)械頂管施工工程成本的最有效辦法。

3 頂管對(duì)接施工工藝

3.1 對(duì)接土體加固

頂管對(duì)接采用?800旋噴樁的加固施工?？紤]到4#～3#頂管機(jī)頭先到達(dá)加固點(diǎn)，為保證對(duì)接點(diǎn)部位的準(zhǔn)確性，所以針對(duì)對(duì)接區(qū)域分兩次加固。對(duì)接點(diǎn)旋噴樁加固施工流程：

（1）頂管施工前在頂管對(duì)接地方進(jìn)行旋噴樁加固，采用?800高壓旋噴樁施工，搭接250mm，具體摻入量將根據(jù)對(duì)接地點(diǎn)底實(shí)際地質(zhì)情況而定，加固范圍以對(duì)接點(diǎn)為中心，半徑7.5m，面積約44m2，外圍兩排旋噴樁加固深度度13.2m，標(biāo)高-8.3～4.9m。內(nèi)圈加固深度3m，標(biāo)高-8.3～-5.3m。（2）待4#～3#頂管機(jī)頭頂進(jìn)至預(yù)定位置，進(jìn)行拉伸鋼板樁施工及二次旋噴樁加固，土體加固標(biāo)高1.42～-5.3m加固深度6.72m。

3.2 4#～3#段頂管施工

待頂管對(duì)接部位底部土體加固完成，4#～3#段頂管進(jìn)入加固區(qū)。為防止機(jī)頭停止后機(jī)頭下沉同時(shí)為了保證機(jī)頭對(duì)接的精度，機(jī)頭底部插入加固土體50cm，頂進(jìn)至對(duì)接點(diǎn)停止頂進(jìn)。

3.3 機(jī)頭切割

頂管上部土體施工完成后，即進(jìn)行4#～3#段頂管機(jī)頭的切割工作，切割范圍為從機(jī)頭中心部分到機(jī)頭底部，底部寬度為1.08m。機(jī)頭切割時(shí)，為防止外部水流入機(jī)頭，切割空隙采用沙包及時(shí)填充。同時(shí)采用槽鋼進(jìn)行加固處理，確保安全。

3.4 2#～3#段頂管頂進(jìn)施工

2#～3#段頂管進(jìn)入機(jī)頭切割部位時(shí)。拆除4#～3#段頂管機(jī)頭內(nèi)部20#型鋼，2#～3#段頂管繼續(xù)頂進(jìn)直至插入切割部位并完全接觸。

3.5 機(jī)頭切割

2#～3#段頂管機(jī)頭頂進(jìn)到位后，即進(jìn)行機(jī)頭內(nèi)部拆除，設(shè)備拆除的次序：電器零部件，保留照明電器和線路；拆除液壓系統(tǒng)零部件和糾偏裝置；拆除驅(qū)動(dòng)裝置；切割和拆除刀盤及其它掘進(jìn)機(jī)附件。拆除完成即進(jìn)行封閉焊接施工。

3.6 機(jī)頭封閉施工

機(jī)頭封閉施工分為兩部分，第一部分為2#～3#段頂管機(jī)頭插入切割機(jī)頭后，首先割除機(jī)頭相交的機(jī)殼多余部分，進(jìn)行焊接施工。焊接完成進(jìn)行兩個(gè)機(jī)頭內(nèi)刀盤及其它設(shè)施的拆除，掏除敞口處土體，采用2cm鋼板封閉完成。

3.7 內(nèi)膽制作和混凝土澆注

（1）根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的原有的結(jié)構(gòu)尺寸、對(duì)接長(zhǎng)度預(yù)先分段加工內(nèi)膽弧板，采用1cm的鋼板，便于就位安裝，段與段之間縱縫必須錯(cuò)開。（2）按內(nèi)膽制作的次序，提前切割機(jī)頭泥漿面板，在切割、焊接工序前做好管道內(nèi)的通風(fēng)準(zhǔn)備工作。（3）按先封機(jī)頭對(duì)接處機(jī)頭外殼缺失部分后往兩側(cè)向后展開，焊接可靠。（4）內(nèi)膽的鋼筋配置，外側(cè)不配置鋼筋，每圈內(nèi)膽注入C30混凝土，并留100mm待澆。（5）注入混凝土口設(shè)置三個(gè)，從兩邊的注入混凝土口注入開口處混凝土或部分砂漿，直到中間的注入口冒出混凝土或砂漿時(shí)，停止注入，最后焊接封死注入孔口。（6）內(nèi)膽內(nèi)部按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行防腐處理。

4 測(cè)量與監(jiān)控

4.1 監(jiān)視高程及中線誤差

①通常情況下，通過建立地面及地下測(cè)量控制系統(tǒng)對(duì)泥水平衡頂管施工進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)在不易擾動(dòng)、視線清楚、方便校核、易于保護(hù)處設(shè)置控制點(diǎn)。②為了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)前端頂管機(jī)偏離軸線，進(jìn)一步提高施工測(cè)量的效率，進(jìn)而在一定程度上適應(yīng)機(jī)械化頂管技術(shù)，所以采用激光導(dǎo)向?qū)δ嗨胶忭敼苓M(jìn)行監(jiān)控。③在頂進(jìn)過程中，將激光測(cè)量數(shù)據(jù)作為判斷前端頂管機(jī)高程及中線誤差的參考依據(jù)。在缺乏施工經(jīng)驗(yàn)的情況下，高程和中線誤差的校驗(yàn)測(cè)量通過使用水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀來實(shí)現(xiàn)。④在工作間隙，使用水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀對(duì)頂管機(jī)進(jìn)行測(cè)量，在糾偏過程中通常情況下需要增加測(cè)量的次數(shù)。⑤一節(jié)管子頂進(jìn)完成后，對(duì)管中心線盒的高程進(jìn)行一次測(cè)量。

4.2 監(jiān)控地面降沉情況

①對(duì)頂管施工過程中，監(jiān)控地面隆起情況，監(jiān)控應(yīng)符合下列要求。②在施工影響區(qū)域外設(shè)置監(jiān)控基準(zhǔn)點(diǎn)，同時(shí)具有良好通視與防干擾條件。③沿頂管機(jī)前進(jìn)軸線方向?qū)ΨQ安排布置隆沉觀測(cè)點(diǎn)，結(jié)合初始頂進(jìn)試驗(yàn)確定具體布設(shè)尺寸。④對(duì)需要保護(hù)的建筑物、構(gòu)筑物等應(yīng)設(shè)監(jiān)控點(diǎn)。⑤對(duì)已完成的管段應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行隆沉觀測(cè)，觀測(cè)間隔時(shí)間按控制測(cè)量方案確定。

4.3 數(shù)據(jù)記錄與反饋

準(zhǔn)確填寫頂管施工過程中每次及最終測(cè)量數(shù)據(jù)，形成完整的測(cè)量記錄。每次測(cè)量、監(jiān)控的軸線誤差與地面隆沉數(shù)據(jù)，并及時(shí)進(jìn)行糾偏。

4.4 糾偏

①在頂進(jìn)過程中，頂管作業(yè)質(zhì)量受到糾偏的影響和制約，如果操作不當(dāng)，在一定程度上可能導(dǎo)致頂力驟升、破壞管接口，甚至導(dǎo)致管道無法頂進(jìn)，進(jìn)而在一定程度上引發(fā)嚴(yán)重的安全、質(zhì)量事故和經(jīng)濟(jì)損失，在砂層中頂進(jìn)尤為突出，在泥水過度沖刷的影響下，管道極易導(dǎo)致頂管機(jī)機(jī)頭下沉，因此，糾偏對(duì)于頂進(jìn)來說顯得尤為重要。②在機(jī)頭和機(jī)頭連接工具管出洞前，即使發(fā)生中線和高層偏差，也盡可能不要糾偏，因此此時(shí)糾偏，機(jī)頭連接管尚位于導(dǎo)軌上，起不到糾偏效果。

5 結(jié)論

（1）對(duì)接施工由于節(jié)省了管線房屋拆遷、工作井建造、土地占用及對(duì)交通的影響等，對(duì)縮短工期、節(jié)省資源和投資、提高社會(huì)效益等有一定優(yōu)勢(shì)。（2）以往頂管對(duì)接大多采用多刀盤頂管機(jī)進(jìn)行對(duì)接，文章給出了大刀盤泥水平衡頂管機(jī)斜角對(duì)接的技術(shù)方法，是對(duì)頂管對(duì)接技術(shù)的完善和補(bǔ)充。（3）該頂管對(duì)接施工成功的關(guān)鍵在于要對(duì)接區(qū)的加固措施到位，這樣在頂管機(jī)頭切割時(shí)才不會(huì)發(fā)生漏水漏沙現(xiàn)象，確保對(duì)接施工的順利完成。（4）大刀盤泥水平衡頂管機(jī)對(duì)接施工在機(jī)頭選型和對(duì)接形式上的創(chuàng)新，希望可以對(duì)以后類似工程提供借鑒。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在大刀盤泥水平衡頂管對(duì)接施工技術(shù)方面，本文進(jìn)一步總結(jié)了施工的重點(diǎn)和具體的步驟，明確了大刀盤泥水平衡的頂管機(jī)對(duì)接施工的技術(shù)和技巧，可供今后參考。

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