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(dòng)機(jī)提供能量轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，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)接收井。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(dòng)與被動(dòng)土壓之間，可以達(dá)到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(yàn)。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(gè)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(shí)處理會造成擬鋪設(shè)管道無法滿足設(shè)計(jì)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(dòng)引起的震動(dòng)，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(shí)，也會造成失控。
2.1.2防范措施及解決方法
（1）首先要充分熟悉業(yè)主提供的地勘資料，并進(jìn)行現(xiàn)場踏勘；必要時(shí)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?yàn)橥临|(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(shí)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(gè)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(shí)，不考慮糾偏，因此時(shí)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(shí)，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(shí)，且當(dāng)穿越的軟弱地層長度15m時(shí)，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，是完全可以防止機(jī)頭和管道叩頭現(xiàn)象發(fā)生的。

3.3控向系統(tǒng)：控向系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)監(jiān)測和控制鉆頭在地下的具置和其它參數(shù)，引導(dǎo)鉆頭正確鉆進(jìn)的方向性工具，由于有該系統(tǒng)的控制，鉆頭才能按設(shè)計(jì)曲線鉆進(jìn)，現(xiàn)經(jīng)常采用的有手提無線式和有線式兩種形式的控向系統(tǒng)。3.4泥漿系統(tǒng)：泥漿系統(tǒng)由泥漿混合攪拌罐和泥漿泵及泥漿管路組成，為鉆機(jī)系統(tǒng)提供適合鉆進(jìn)工況的泥漿。3.5鉆具及輔助機(jī)具：是鉆機(jī)鉆進(jìn)中鉆孔和擴(kuò)孔時(shí)所使用的各種機(jī)具。鉆具主要有適合各種地質(zhì)的鉆桿，鉆頭、泥漿馬達(dá)、擴(kuò)孔器，切割刀等機(jī)具。輔助機(jī)具包括卡環(huán)、旋轉(zhuǎn)活接頭和各種管徑的拖拉頭。1．入土點(diǎn)是定向鉆施工的主要場所，鉆機(jī)就布置在該側(cè)，所以施工占地比較大，DD330鉆機(jī)的小占地為30×30M，當(dāng)然也可以根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況作相應(yīng)調(diào)整。

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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(dòng)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(duì)機(jī)頭給出動(dòng)作控制機(jī)頭的動(dòng)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(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)。
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(shí)，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(shí)間內(nèi)更應(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(shí)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(shí)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。