泥水平衡顶管施工方案 - 图文

泥水平衡顶管施工专项方案

第四章 工程施工方案与工艺

第一节 施工工艺流程

一、泥水平衡式顶管

微型掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接收井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层。挖掘的土质，石块等在转动的切削刀盘内被粉碎，然后进入泥水舱，在那里与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。在挖掘过程中，采用复杂的土压平衡装置来维持水土平衡，以至始终处于主动与被动土压之间，达到消除地面的沉降和隆起的效果。掘进机完全进入土层以后，电缆、泥浆管被拆除，吊下第一节顶进管，它被推到掘进机的尾套处，与掘进头连接管顶进以后，挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管道又吊入井内，套在第一节管道后方，连接在一起，重新顶进，这个过程不断重复，直到所有管道被顶入土层完毕，完成一条永久性的地下管道。

掘进机在掘进过程中，采用了激光导向控制系统。位于工作后方的激光经纬仪发出激光束，调整好所需的标高及方向位置后，对准掘进机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像内，并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。操作者可以根据需要开启位于掘进机内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目的，调整切削部分头部上下左右高度。在整个掘进过程中，甚至可以获得控制整个管道水平、垂直向30cm内的偏离精度。

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泥水平衡顶管施工专项方案

当工作井完成以后，经调试完毕的液压系统，顶管掘进机便通过运输至工地，并安装就位至导轨上，微型掘进设备还包括，操纵室和遥控台、液压动力站、后方主顶、泥水循环装置，激光定位装置，减摩剂搅拌注入装置，泥水处理装置；其他辅助装置包括起重机，发电机、卡车、电焊机等。随后，微型掘进装置上。

泥水平衡式顶管突出的优点：

（1）适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化范围很大的条件下，它都适用。

（2）可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小，因而由顶管引起的地面沉降较小。

（3）与其他类型的顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其在粘土层这种表现得更为突出，所以特别适用于长距离顶管。

（4）工作坑内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道，输送弃土，不存在吊土，搬运等危险的作业。

（5）泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。 主要设备参数：

本工程使用的主要设备三原重工制造的YX1200型泥水平衡偏压破碎型顶管机。主要参数如下：

1 尺寸

内径（mm）：1200 外径（mm）：1440 全长（mm）：4200 重量（T）：25 2 切削刀盘

电机功率（KW）：55 转矩（KN.m）：57 转速(r/min)：1.5 偏心次数（次/min）：50 可破碎砾石最大直径(mm)：350 3 纠偏油缸

数量（个）：2 每个推力（KN）：1072 纠偏角度：上下1.7°, 左右1.2° 4 液压站（KW）：22

顶力（T）：200×4 行程（MM）：1200 5 泥水系统

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泥水平衡顶管施工专项方案 排泥泵（KW）：22 送泥泵（KW）：15 送排泥管：4” 6 测量系统：用J2激光经纬仪导向 二、施工工艺流程：

测量引点→工作井施工→测量放样→井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装→地面辅助设施安装→顶管掘进机吊装就位→激光经纬仪安装→掘进机出工作坑→正常顶进→顶管机进接收坑，如下图所示。

井施工 出洞密封器安装 安装管内管管节安装 拆除管内管主顶推进到弃土出运 顶进出土 泥水分离 送排泥泵开顶管机进洞 进洞密封器安顶管井施工 放样、复核 顶管设备就机头刀盘运回缩主顶 顶管机出洞 顶管机转场 顶管井回填 第 23 页 共 58 页

泥水平衡顶管施工专项方案 第三节 顶力计算、最大顶距确定和准备工作

本工程顶管单元长度根据设计图纸的井室位置、地面运输和开挖工作坑的条件、顶管需要的顶力、后背与管口可能承受的顶力等因素确定单元长度。本工程土质参数基本相同，顶力计算时分不同管径取一个最大管径和最大单元长度进行计算。

一、顶力的计算

最大推力计算，按最大顶距100米计算： F=F1十f2

其中F—总推力Fl一迎面阻力 F2—顶进阻力上式中：F—总推力；

F1＝π

/4*D2*P (D—管外径1.44m P—控制土压力)

P＝Ko*γ*Ho

式中 Ko—静止土压力系数，一般取0.55 Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值11m γ—土的湿重量，取2.73t/m3 P＝0.55*2.73*11＝16.51 t/m2 F1=3.14/4*1.44^2*16.51＝26.87t

F2＝πD*f*L 式中f一管外表面平均（根据顶进距离平均沙砾土）综合摩阻力，取0.6t/m2。其取值可按表所列数据选用； D—管外径1.44m L—顶距

顶进管道与其周围土层的摩擦系数表 土类 粘土 砂土

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湿 0.2~0.3 0.3~0.4 干 0.4~0.5 0.5~0.6