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泥水加压平衡式顶管工法

顶管施工是一种先进的非开挖管道铺设施工手段。随着城市规模的不断扩大，地面构筑物的迅速增多，为在建设过程中最小限度地影响城市建筑物和交通道路，各类引水、排污、煤气、电缆铺设的管道施工越来越多的采用了顶管施工技术，我们经过近几年的施工实践，消化和吸收了国内外多种形式的顶管技术，如手掘式、挤压式、土压平衡式，而自已基本撑握了最先进的泥水加压平衡式顶管工艺。该工艺能有效控制地面沉降，克服多种复杂地质条件，提高顶进速度，实现长距离顶管，通过不断地更新改造相关设备，规范化施工，我们已形成了有特色的泥水加压平衡式顶管工法。

一、 工法特点：

泥水加压平衡式顶管与其它顶管形式相比，具有平衡效果好，施工速度快，对土质适应性强等特点。采用此工法，施工控制得当，地表最大沉降可小于3cm；如Φ1000口径顶管，淤泥质、粉质粘土、砂质粉土等土质情况，每日顶进可达50~75m（视单节管长度，越长则越快）。粘土土质情况，每日可顶进20~35m（需是带二次破碎功能的顶管机）；同时，采用地面遥控操作，施工人员在顶进不必进入管道，管道轴线的测量采用激光经纬仪连续进行，地面操作台摄像头观察，能做到及时纠偏，顶进质量容易控制。

二、 适用范围：

泥水加压平衡式顶管适用于各种粘性和粉砂性土层、管道口径适

合于Φ800~Φ1500砼管和Φ1000~Φ1850钢管。如现场能解决大量泥水排放问题，更大口径同样适用。由于先进的平衡方式和很高的工作效率，适用于解决长距离穿越，对沉降要求高的地段。如房屋群、河流和公路。目前我们最长的一次顶进距离为330m。

三、 工艺原理：

泥水加压平衡式顶管机，机头没有大刀盘切削土体，同时起稳定土体作用。刀盘后的密封舱中接入有一定含泥量的加压泥水，一方面加压泥水平衡切削面的地下水，减少渗透，稳定前方土体。一方面又运走刀盘切削下来的泥土，送水泵将泥水送入密封泥水舱，排泥泵又将舱内的泥土泵和送水泵的流量，使泥水舱内形成一定的压力差

（0.1~0.2Mpa）平衡地下水压力，从而达到顶管机前方土体稳定，避免地面沉降和隆起。

我们具体是根据机内土压力表，送水压力表、排泥压力表、刀盘转距表、排泥流量计，、液压站压力表和油泵流量表等监测仪表和实现平衡控制的。

四、 施工工艺流程：

泥水加压平衡式顶管由顶管机、纠偏系统、泥水系统、主顶系统、操作系统和压浆系统组成。主机包括切削土体的大刀盘及传动、动力系统、纠偏系统在主机内，有纠偏油缸、油泵、激光靶、校正指针、井内的激光经纬仪组成。泥水系统由送水泵、排泥泵、泥浆箱、变频柜、泥水管路组成。主顶系统由主顶油缸、液压站及轨道、顶铁、后背等机具组成。操作系统由操作台、机内控制箱、摄像机和连接电缆

设备进场、场地布置放轴线、定坡度

设备进场、场地布置

放轴线、定坡度

工作井、下顶管机、调试

顶进一节

重装泥浆管等

拆泥浆管、注浆管及所有动力、控制视频电缆

下管对接

接收井吊出顶管机

管道内清理，嵌缝

工作井内拆设备、洞口堵漏

退场

五、 施工要点：

地质与环境调查工作：

确保施工场地的设备管材摆放及车辆进出需要，约200m2左右，保证吊车运行空间（高压线，各类电线、通讯电缆不影响吊装）。

确认工作井周围水源（如河流、湖泊、消防水等），水质不限，如无需安排水罐车排泥浆和土方车弃渣土。

实际了解顶管作业层土质，除查看地质资料外，有条件的应提前在工作井开挖时复核各层土质情况和地下水情况，如土质与勘探有较大出入，需重新论证施工方案。

实地了解顶管轴线上地表构筑物（房屋、道路、桥梁等）地基情况以及地下管线标高，避免顶进时遇到地下障碍物，最小安全距离为50cm。复测所穿越河床的底标高，保证足够的管顶覆土（H=1.5D，D为管道外径），最小不低于2m,否则应采用临时覆土措施满足。

保证用电正常，泥水平衡顶管所用设备较多，总功率应满足90kw以上。如采用柴油发电机供电，应100kw以上，同时应降低噪音，不影响周围环境。

了解工作进、接收井强度是否达到要求、无搅拌桩护壁的倒筑井应要求有600mm以上的钢筋砼厚度，C30以上，同时应了解预留洞口标高是否与设计相符，如不符合应等上道工序施工单位解决后进场。

顶管工作井的设置

顶管施工需设置两种形式的井，一是供顶管机安装、出坑、顶管用的顶管工作井。一是供机头进坑和吊出用的顶管接收井。

工作井由于需承受巨大的顶进后座力有很高的强度要求，又受土质、地下水位和周围环境限制，目前有各种形式，如沉井、柱列式钻孔灌桩桩井、钢板桩井、SMW工法井、倒筑井，常见的是沉井和SMW

工法井。

顶管内径矩形工作井矩形接收井圆形工作井圆形接收井（mm）（长*宽）（长*宽）（直径）

顶管内径

矩形工作井

矩形接收井

圆形工作井

圆形接收井

（mm）

（