泥水平衡頂管施工方案

1、- ?工程概況 2二、工作坑 4三、雙液漿注漿施工 6四、管涵頂進(jìn) 1.0（一）泥 水 平 衡 頂 管 施 工 概 述1 0（二）NPD2200 泥 水 平 衡 頂 管 機(jī)簡(jiǎn)介1 3（三）泥 水 作 業(yè) 管 理1 5（四）. 注漿減摩 18（五）. 測(cè)量記錄 18五、收尾工作： 22六、頂進(jìn)時(shí)的勞動(dòng)組織 23七、頂進(jìn)完成時(shí)的允許偏差 23八、頂進(jìn)施工的事故預(yù)防及處理 23南水北調(diào)穿越107國(guó)道涵管施工方案.工程概況1、南水北調(diào)保滄干渠穿越 107國(guó)道涵管工程位丁河北省定州市北郊，保滄干渠 K20+649與107國(guó)道交義位置，設(shè)計(jì)為外徑3.12m鋼筋混凝土頂進(jìn)管涵，涵管中心間距7米并排兩涵，單涵

2、長(zhǎng)度約為60m，管內(nèi)設(shè)直徑2.2m的鋼管；土壤種類為粉細(xì)沙，無(wú)地下水。該段107國(guó)道，路基寬度約 30m,雙向4車道屆繁忙主干線，貨車載重量大。在不影響公路運(yùn)營(yíng)的情況下，采取先注漿加固土體后采用泥漿平衡頂管機(jī)頂管穿越公路施工方案。2、 地質(zhì)概貌及周圍環(huán)境：施工地點(diǎn)為平原地帶，地形開闊，平坦，地表覆蓋為砂性土， 穩(wěn)定性差。堆料地點(diǎn)1 0 0米以內(nèi)、自然地面排水、水源（機(jī)動(dòng)車?yán)?、電源（柴油發(fā)電機(jī)組自發(fā)電）、施工道路暢通。3、主要機(jī)具設(shè)備材料見表）丁與主要設(shè)備及材料名稱規(guī)格單位數(shù)量1碌管Q120X 2500X 260節(jié)482發(fā)電機(jī)400KW臺(tái)13千斤頂200t臺(tái)44高壓油泵1-4臺(tái)25分配梁40

3、00 X 200 X 500根46頂鐵0.1-1 mm37導(dǎo)軌P50m308木枕2500 X 240 X 160根209平車輛210吊斗2m3個(gè)211泥漿頂管機(jī)套112吊車130T臺(tái)113挖掘機(jī)320臺(tái)114裝載機(jī)ZL50臺(tái)115鈉膨潤(rùn)土20 mmT316水玻璃（化學(xué)漿）T3017工字鋼，鋼板20mm （鋼軌分配梁）公路路面上備用T518電焊機(jī)320臺(tái)219氧割設(shè)備套220經(jīng)緯儀套121水準(zhǔn)儀套122交通車輛123注漿機(jī)臺(tái)224拌漿機(jī)臺(tái)225注漿管套226鋼筋T227碌，普通水泥土體注漿按實(shí)計(jì)量噸28振搗命套229鋼筋彎曲機(jī)臺(tái)130鋼筋切斷機(jī)臺(tái)131工作井支撐根432一管幕管棚（備選方案）T4

4、、施工勞動(dòng)組織）丁與職能人數(shù)主要工作內(nèi)容1指揮1涵管頂進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)組織指揮2技術(shù)指導(dǎo)3各種技術(shù)力殺的制正和施工過(guò)程中的技術(shù)才曰導(dǎo)和質(zhì)量控制3頂進(jìn)操縱3頂進(jìn)機(jī)械設(shè)備操作、檢查4測(cè)量觀測(cè)3施工的各種控制測(cè)量5綜合施工機(jī)械設(shè)備保障18設(shè)備安裝、更換頂鎬頂鐵、機(jī)械維修保養(yǎng)、出安裝、道路維護(hù)工、圓管6安全防護(hù)3頂進(jìn)中各項(xiàng)安全檢查及行車防護(hù)7物資供應(yīng)1各項(xiàng)物資供應(yīng)8治安看守19機(jī)械車輛6挖運(yùn)土機(jī)械、吊車車輛操作保養(yǎng)10總指揮1整個(gè)工程項(xiàng)目指揮11計(jì)劃統(tǒng)計(jì)1施工計(jì)劃編制計(jì)劃統(tǒng)計(jì)12調(diào)度1工程協(xié)調(diào)、調(diào)度13其他3后勤保障5、施工工期：2014年4月20日一一2014年6月30日施工進(jìn)度計(jì)劃表：施工內(nèi)容工天數(shù)四月五

5、月六月基坑開挖15工作井后背10注漿施工30圓涵頂進(jìn)25竣工驗(yàn)收56、工藝流程:施工準(zhǔn)備T測(cè)量放線T工作井施工T超前小導(dǎo)管注漿 T(管幕施工)安裝導(dǎo)軌T千斤頂安裝T油泵安裝T泥漿頂管機(jī)安裝 T進(jìn)洞口施工密封 T下管T涵管頂進(jìn)T出土T注觸變泥漿T 涵管頂進(jìn)T出土 T注觸變泥漿T循環(huán)T 土體注漿。二、工作坑1、工作坑設(shè)置要求：(1) 、位置：應(yīng)根據(jù)公路平面、堆放材料的場(chǎng)地、公路兩側(cè)的地面高程、土質(zhì)情況和地形、地物等情況全面考慮。將工作坑放在靠近公路東側(cè)。(2) 、坑深及邊坡：工作坑的挖深為10米；邊坡一般為1: 1.5。(3) 、尺寸大?。杭s 16X 6.5 m 0 在降雨季，還需參考四周排水溝及

6、集水井等尺2、開挖工作坑的測(cè)量和放線：(1) 、測(cè)設(shè)中心線：工作坑中心線與頂進(jìn)管涵中心線一致，是頂進(jìn)施工全過(guò)程的 標(biāo)準(zhǔn)線，也叫基線。設(shè)置方法是：在工作坑兩側(cè)釘基樁，樁距槽邊應(yīng)不小丁1.5 米 ,以防止塌土丟樁。樁基一定要保護(hù)好，竣工前不能移動(dòng)或丟失。(2) 、設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)：工作坑附近應(yīng)設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，坑內(nèi)設(shè)備安裝完畢后，在坑內(nèi)兩端也要設(shè)12 個(gè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)妥加保護(hù)，竣工前切勿碰撞。3、工作坑與后背：采用工作坑的開挖需與后背的修筑一并考慮。本工程擬采用鋼筋混凝土后背矩形工作井，開挖時(shí)將鋼筋混凝土后背位置挖出，盡量少擾動(dòng)后背的原土層，保證后背土壤的密實(shí)性，超挖部分分層夯填密實(shí)4、工作坑的形式：

7、工作坑不設(shè)置馬道，采用明挖現(xiàn)灌注鋼筋混凝土或噴錨支護(hù)，其寬度：5 米，長(zhǎng)度 16m 深約 10m 、坡度為 1: 1.5,高度按檢查井設(shè)計(jì)高度預(yù)制，頂進(jìn)完成后做檢查井使用。5、工作坑的排水：為了保證頂進(jìn)施工正常進(jìn)行，頂進(jìn)的工作面不塌方 ，其方法如下：在開挖工作坑時(shí)還應(yīng)考慮暴雨淹沒(méi)工作坑的雨季施工排水問(wèn)題，在基坑頂部挖截水溝，基坑內(nèi)設(shè)集水井，以防影響施工進(jìn)展，并保證公路的安全。6、頂 管基礎(chǔ)修建：由丁本工程管徑較大，細(xì)沙土壤且二孔間隔約 7 米并排，擬采用 C30 鋼筋混凝 土基礎(chǔ)厚 30 cm。7、頂管導(dǎo)軌安裝：導(dǎo)軌是頂進(jìn)中的導(dǎo)向設(shè)備、安裝得好壞對(duì)頂進(jìn)質(zhì)量影響很大，故裝導(dǎo)軌時(shí)要反復(fù)校測(cè)，使中線

8、、高程、坡度務(wù)必符合設(shè)計(jì)要求，本工程采用鋼導(dǎo)軌。導(dǎo)軌選用 P50 鋼軌每組兩根，每根長(zhǎng) 5 米，共 6 根。安裝時(shí)用道釘固定丁枕木上， 釘距 85 厘米，并固定在碌基礎(chǔ)內(nèi) ； 管節(jié)按內(nèi)徑 2600mm 、外徑 3120mm導(dǎo)軌安裝要求：(1) 、鋼導(dǎo)軌用道釘穩(wěn)定丁枕木上并固定在碌基礎(chǔ)內(nèi)(2)、下管后管節(jié)與軌面之接觸應(yīng)成直線管外皮與基礎(chǔ)面距離為 1 厘米(3) 、高程、坡度、方向線一定要符合設(shè)計(jì)要求，安裝后要在軌前軌中軌尾左右檢查 68點(diǎn)，允許誤差v 3mm,穩(wěn)定第一管節(jié)后應(yīng)測(cè)量加載后之變化，并加以校正。8、后背的基本要求：(1) 、要具有一定剛度，壓縮變形盡量小。(2) 、具有足夠強(qiáng)度和穩(wěn)定性

9、，不致因頂力大而坍塌。(3) 、后背土壤應(yīng)一致，壓縮均勻，以免頂力大時(shí)后背傾斜。(4) 、后背土壁面要求平整，垂直丁中軸線，以便安裝。(5) 、頂管后背面積為 26.5 平方米，高為底板下 1 米底板上 3.5 米，預(yù)留涵管及 供水鋼管孔 洞；上部及其它三邊碌墻厚 0.3-0.5 米, 。9、千斤頂配置按頂進(jìn)長(zhǎng)度配置千斤頂，采用 4 臺(tái)濟(jì)南局產(chǎn) 200t 千斤頂。三、雙液漿注漿施工1、雙液注漿的特點(diǎn)(1) 雙液注漿工藝具有良好的流動(dòng)性、觸變性和擴(kuò)散性。漿液初凝快且具可調(diào)性能，能適時(shí)提高強(qiáng)度，可以縮短土體沉降穩(wěn)定時(shí)間，能克服注漿中引起的擾動(dòng)和軟化效應(yīng)。(2) 根據(jù)雙液注漿的特性，具有速凝性能，可

10、以調(diào)節(jié)時(shí)間，縮短沉降周期，在瞬時(shí)間內(nèi)能起到強(qiáng)化和加固作用，比單液注漿更能達(dá)到控制土層塌陷的效果。(3) 施工安全、簡(jiǎn)便、快速，工期短，質(zhì)量好，效果快。(4) 該工法施工設(shè)備儀器體積小，調(diào)動(dòng)靈活，比較適用丁本工程地面向下進(jìn)行加固。根據(jù)施工地點(diǎn)和不同深度層次要求的加固，具有對(duì)周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。2、雙液注漿的原理 雙液注漿主要具有克服注漿加固中引起的擾動(dòng)和軟化作用以及縮短固結(jié)塌陷，控制沉降和塌陷的特點(diǎn)，因此當(dāng)雙液漿及時(shí)充填到土體中的空隙( 回填建筑垃圾層、粉質(zhì)粘土、砂層、流沙層、地下水)。由丁漿液具有速凝并可在瞬時(shí)內(nèi)初凝的特點(diǎn)，因此能起到強(qiáng)化和加固作用。同時(shí)注漿過(guò)程中漿液流失少而且有效充填量提高

11、，及時(shí)補(bǔ)充了由諸多原因造成的土體損失。限制了地下水及建筑垃圾等土層間隙被頂進(jìn)泥漿壓力所沖穿，減少土體塌陷 和申漿現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)當(dāng)雙液漿在充填土體中的空隙達(dá)到一定飽和后，會(huì)在壓力作用下逐漸擴(kuò)散不斷充填空隙，能對(duì)周圍土體產(chǎn)生擠壓并劈入土體的薄弱部位，形成 交義網(wǎng)狀凝固體，增強(qiáng)了土的密實(shí)度和壓縮模量，擴(kuò)大了應(yīng)力范圍，提高了一定的承載能力，從而減少了最終的沉降量。3、雙液注漿堵漏止水處理針對(duì)粉質(zhì)粘土、砂層、流沙層、地下水等土體穩(wěn)定的分析，合理選擇漿液配比，以確保灌入漿液有效的擴(kuò)散半徑。擴(kuò)散半徑控制在 1.0m? 1.5m以內(nèi)，混合漿液初 凝時(shí)間控制在2min以內(nèi)，注漿 孔位布置應(yīng)遵循“分步，分段，逐步

12、加密”的原則。4、雙液注漿施工工藝流程采用的主要機(jī)械設(shè)備如下）丁與機(jī)械名稱數(shù)量（臺(tái)）1鉆機(jī)22泥漿攪拌機(jī)23發(fā)電機(jī)2注漿設(shè)備和機(jī)具鉆機(jī)：普通小型地質(zhì)鉆探機(jī)泥漿攪拌機(jī)：高速攪拌機(jī)，具有自輸送能力。制備泥漿及時(shí)迅速，攪拌漿液均勻，維修方便，耐腐蝕。構(gòu)簡(jiǎn)捷，維修方攪拌式貯漿桶：具有過(guò)濾雜質(zhì)和大顆粒作用，能保持漿液均勻和不易離析，結(jié)便，且貯漿量大漿液泵：液壓注漿泵具有無(wú)級(jí)調(diào)速，注漿壓力可以設(shè)定最高值，不會(huì)發(fā)生壓力 無(wú)限上升現(xiàn)象， 排漿量應(yīng)能滿足最大注入率和雙液漿配比調(diào)整的要求。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn) 不滲漏，密封性好，安全可靠，適 用露天作業(yè)的機(jī)械。注漿管及接頭：采用花管以及 Y 型接頭。止?jié){塞 : 有良好的膨脹

13、性和耐壓性，在最大的注漿壓力下能可靠的封閉注漿孔， 并易丁安裝和卸 除。其他：發(fā)電機(jī)組、電焊機(jī)、電錘、交通工具等。6 、 注漿材料水泥：礦渣硅酸鹽水泥，選用初凝時(shí)間 3h 以上和終凝時(shí)間較長(zhǎng)的水泥，受潮變質(zhì)的水泥不得使用。采用強(qiáng)度等級(jí)為 42.5 的水泥。水：自來(lái)水或降水井地下水。水玻璃：選用濃度 Be' =30? 40,模數(shù) M=2.8 ? 3.1 的水玻璃原液。 氯化鈣溶液：氯化鈣溶液的濃度為50% 。漿液的制備漿液材料按規(guī)定的漿液配比計(jì)算，計(jì)量允許誤差為5% 。水泥漿液的攪拌時(shí)間應(yīng)大丁 3min 。漿液在使用前進(jìn)行過(guò)濾，漿液自制備到用完的時(shí)間不超過(guò)其初凝時(shí)間 , 且不宜大丁 2h

14、。采用就地制漿法制備水灰比 1:0.75 的水泥漿液，現(xiàn)場(chǎng)配備比重計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。輸送漿液的管道流速宜為 1.4m/s2.0m/s 在各注漿點(diǎn)根據(jù)配比進(jìn)行調(diào)配。確定水泥漿、 水玻璃及氯化鈣溶液的設(shè)計(jì)配 比(質(zhì)量比 )為：1:0.025:0.002 。水玻璃和氯化鈣溶液按要求分別制備好攪拌均勻以備用。7 、 施工工藝(1) 注漿布孔間距：注漿孔布置方式問(wèn)距2m,注漿孔直徑為7cm。(2) 注漿壓力：為防止過(guò)大的灌漿壓力破壞土層結(jié)構(gòu)，灌漿過(guò)程中嚴(yán)格控制灌漿壓力，選用的壓力大小根據(jù)各層土質(zhì)結(jié)構(gòu)確定， 灌漿壓力控制在 0.2-0.4MPa 左右， 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)調(diào)整，以不出現(xiàn)跑漿為準(zhǔn)。(3) 注漿深度：

15、雙液注漿鉆孔總深度為13m，注漿高速度5.6m。8 、 雙液注漿鉆孔符合下列要求：(1) 采用氣鉆、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)等方法鉆孔，鉆孔過(guò)程不得加水。(2) 鉆孔孔位與設(shè)計(jì)孔位允許偏差為i50mm，鉆孔允許偏差率為 1%;孔徑允 許偏差為艾 mm,鉆孔深度須達(dá)到設(shè)計(jì)深度。(3) 鉆進(jìn)時(shí)詳細(xì)記錄孔位、孔深、土層變化等特殊情況及其處理措施。(4) 注漿鉆孔完成后，及時(shí)埋設(shè)注漿管。護(hù)坡止?jié){塞設(shè)置地表外漏10cm外側(cè)，防止雜物將其掩埋，注漿完成后，及時(shí)封堵并施做標(biāo)記，防止被掩蓋無(wú)法找到。(5) 每次注漿連續(xù)進(jìn)行，若需問(wèn)斷，則問(wèn)斷時(shí)間小丁漿液的初凝時(shí)間。(6) 注漿的過(guò)程中，先泵送水泥漿和氯化鈣溶液的混合液，再泵送

16、水玻璃溶液。(7) 當(dāng)注漿壓力達(dá)到最大注漿壓力2倍后仍注不進(jìn)漿液時(shí)，即可結(jié)束注漿。9、質(zhì)量檢查及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) (1) 土層雙液注漿加固止水質(zhì)量控制一覽表如下表雙液注漿質(zhì)量控制一覽表項(xiàng)目規(guī)正值或允許偏差檢查方法和最低頻率備注原材料符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)每天2次配合比例符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)每天2次測(cè)量土層變化無(wú)變化隨時(shí)注漿量實(shí)測(cè)記錄隨時(shí)地下水較之前減少(2) 雙液注漿驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：注漿時(shí)，漿液外漏；地表土層無(wú)土體塌陷情況，以及10、施工過(guò)程中注意事項(xiàng)(1) 由丁注漿是比較復(fù)雜的工程，在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中根據(jù)地層的變化對(duì)工藝進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。(2) 注漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿時(shí)要采取相應(yīng)的處理措施，如嵌縫、表面封堵、間歇灌漿的方法。注

17、漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)申漿時(shí)，如申漿孔具備灌漿條件，可以同時(shí)進(jìn)行灌漿，要求一泵灌一孔。否則要把灌漿孔用塞塞住，待灌漿孔結(jié)束后，申漿孔再行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)和灌漿。其他的特殊情況，齊，施做標(biāo)記(3) 灌漿工作必須連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷，需及早恢復(fù)灌漿。灌漿過(guò)程中出現(xiàn) 具體問(wèn)題具體分析，并采取相應(yīng)的技術(shù)措施。(4) 灌漿工作結(jié)束后，及時(shí)采取措施進(jìn)行封孔，封孔后孔口宜與路面和地表平四、管涵頂進(jìn)（一）泥水平衡頂管施工概述泥水平衡頂管施工是繼氣壓平衡頂管之后，土壓平衡頂管之前這一階段所開發(fā)成功的一種非常成熟的頂管施工工藝。它的特點(diǎn)是平衡的精度比較高、施工的速度比較快、適用丁在覆土層大丁1.5倍管外徑的透水系數(shù)

18、不很大粘土和砂土土質(zhì)。泥水平衡頂管施工的要素有兩個(gè)：一個(gè)是施工中的泥水管理，它的平衡的精度比較高是與嚴(yán)格的泥水管理分不開的，另外一個(gè)是頂管機(jī)。首先，必須認(rèn)識(shí)到活水和泥水的比重是不同的，活水的比重為1,泥水的比重 一般1.03? 1.30之間，濃泥水的比重在1.30? 1.80之間。由丁活水和泥水的比重不同，在同樣深度中它們的水壓力也不相同，很顯然水壓力的大小與比重成正比。比重大的泥水平衡土壓力的功能就強(qiáng)，反之則相反。如圖1所示。圖1的縱座標(biāo)表示深度，橫座標(biāo)表示壓力，A、B、C、D四根斜線分別表示比重為1、1.1、1.2、1.3的水壓力。其次，我必須認(rèn)識(shí)到活水和泥水性質(zhì)是有很大區(qū)別的，泥水可在挖

19、掘面上形成一層泥膜，這層泥膜可以防止泥水向外逸出，同時(shí)乂可防止地下水內(nèi)滲透。而活水是不具有這種性質(zhì)。由丁泥水具有以上的性質(zhì)所以才可在頂管施工中起到平衡地下水壓力和土壓力的作，這也是泥水平衡頂管施工的核心性土和直徑比小而泥水管理的難度與土質(zhì)和所頂管子的直徑有關(guān)。直立性好、透水系數(shù)小的粘砂性土和直徑比大的管子施工時(shí)泥的管子施工時(shí)泥水管理的難度小。反之，直立性差、透水系數(shù)大的 水管理的難度大，這是由丁土的性質(zhì)所決定的。 如果我們看了下面的實(shí)驗(yàn)也許對(duì)以上問(wèn)題的認(rèn)識(shí)就比較深刻些。實(shí)驗(yàn)如圖 2 所 示。實(shí)驗(yàn)的第一步如圖 2 - A 中所示，左右兩邊是相同的兩個(gè)長(zhǎng)方形的玻璃容器，且在 每個(gè)玻璃容器的 左側(cè)都

20、盛有相同的砂，中間隔有一層薄板，在左右兩個(gè)玻璃容器的 右側(cè)則分別盛有活水和泥水?；钏?的比重為 1,泥水的比重為 1.2, 是由粘土與水經(jīng) 過(guò)充分?jǐn)嚢瓒傻模也蝗菀壮恋?。?shí)驗(yàn)的第二步是同時(shí)輕輕地抽去兩個(gè)玻璃容器的中間的一層薄板，只需數(shù)秒鐘 時(shí)間，兩個(gè)玻璃容器就會(huì)發(fā)生如圖 2 - B 中所示情況：左邊盛有活水的玻璃容器中 的砂就慢慢地向活水這邊下滑， 右邊盛有泥水的玻璃容器中的砂仍然直立著。圖2如果再過(guò)40秒到60秒，兩個(gè)玻璃容器就會(huì)發(fā)生如圖2 - C中所示情況：左 邊盛有活水的玻璃容器中的砂已按一定的角度完全滑向活水這邊，而此時(shí)右邊盛有泥水的玻璃容器中的砂仍然直立著?；钏湍嗨倪@種性質(zhì)就可

21、充分說(shuō)明我們頂管機(jī)目前所處的情況。因?yàn)?，我們?cè)诓僮鬟^(guò)程中曾經(jīng)只開排泥泵而不開進(jìn)水泵，使得頂管機(jī)泥水倉(cāng)內(nèi)只有地下水，地下水在砂土中不可能是泥水。丁是，挖掘面上坍塌的砂密實(shí)的充滿頂管機(jī)的泥土倉(cāng)和泥水倉(cāng)卡死了刀盤，使其無(wú)法起動(dòng)。我認(rèn)為刀盤不是被大石塊卡死而是被密實(shí)的砂卡死的根據(jù)有以下幾點(diǎn)：1、刀盤在停止之前是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，而且其電流乂不是很大；2、刀盤在停止之前有過(guò)只開排泥泵而不開進(jìn)水泵的操作失誤；3、刀盤若是被大石塊卡死它應(yīng)有一定角度可轉(zhuǎn)動(dòng)。有的同志也許會(huì)認(rèn)為我們過(guò)去頂4 1650mm時(shí)用的也不一定是泥水，為什么沒(méi)有發(fā)生類似情況呢？這是由丁 4 1650mm的斷面不是很大或者是不是在砂中頂進(jìn)的緣故。

22、我們都有這樣的經(jīng)驗(yàn)，若用一根4 16mm長(zhǎng)2m左右圓鋼插入土中，然后慢慢拔出，無(wú)論是水平的或是垂直的插入，無(wú)論是在粘土中或是砂中，圓鋼所成的孔在很長(zhǎng)時(shí)間里是不會(huì)坍塌的。但在4 2200mm、外徑2640mm這樣大的斷面中，即使 一毫米也沒(méi)有插入，只要你把斷面一打開就肯定會(huì)產(chǎn)生坍塌。（二） NPD2200泥水平衡頂管機(jī)簡(jiǎn)介NPD多邊形偏心破碎泥水平衡頂管機(jī)是由揚(yáng)州廣鑫自動(dòng)化設(shè)備制造有限公司制造的、目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的、有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的頂管機(jī)。NPD泥水平衡頂管機(jī)以成系列，最大口徑為 3000毫米，最小口徑為 400毫米。不僅用丁國(guó)內(nèi)，而且出口到埃 及等國(guó)家，都得到 客戶的一致好評(píng)。NPD-A2200

23、多邊形偏心破碎泥水平衡頂管機(jī)的構(gòu)造請(qǐng)參見圖3,該機(jī)主要由要以下幾大部份構(gòu)成：1-刀盤、2-泥土倉(cāng)、3-泥水倉(cāng)、4-糾偏油缸、5-主軸箱、6-前刀盤是一個(gè)多邊形的錐體，其中心與主軸有一定的偏心量，刀盤是由六臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過(guò)行星減速器、主軸箱減速以后共同驅(qū)動(dòng)，它在泥土倉(cāng)內(nèi)做偏心運(yùn)動(dòng)。泥土倉(cāng)的殼體則呈多邊形的喇叭狀，刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是偏心旋轉(zhuǎn)它對(duì)泥塊、石塊可進(jìn)行破碎。另外，刀盤底邊的每一個(gè)邊與泥土倉(cāng)殼體后的每一個(gè)邊，在刀盤旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，其兩者之間的空間一會(huì)兒大，一會(huì)兒小。在由大變小的時(shí)侯，就象兩塊壓板對(duì)泥塊、石塊進(jìn)行破碎；在由小變大的時(shí)侯，從其空間通過(guò)的泥水可送達(dá)到挖掘面，因此，本頂管機(jī)能適用一般泥水頂管機(jī)不

24、能適用的內(nèi)聚力很大的粘土。只有當(dāng)破碎后的泥塊、石塊小丁隔柵板柵孔的間隙時(shí)才能進(jìn)入泥水倉(cāng)，爾后通 過(guò)排泥管排出。如果 泥水倉(cāng)內(nèi)堆積有土砂會(huì)被刮泥板刮起通過(guò)排泥管排出。其他的一些結(jié)構(gòu)如糾偏等與普通的頂管機(jī)大體相同。此外，本機(jī)還具有以下一 些特點(diǎn)：1、 NPD多邊形偏心破碎泥水平衡頂管機(jī)是獲得2002年日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明金獎(jiǎng)的 專利產(chǎn)品，專利號(hào)為： ZL 00249400.0 。同時(shí)經(jīng)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局檢索，證明本專利完 全符合專利所具有的新穎性、創(chuàng)造 性、適用性。2、減速機(jī)是意大利進(jìn)口的，噪聲低，壽命長(zhǎng)。3、具有破碎頂管機(jī)外徑 1/5 粒徑、單軸極限抗壓強(qiáng)度 v 40Mpa 卵石的能力。4、由丁隔柵板是跟

25、隨刀盤一起旋轉(zhuǎn)的，所以，粘附在隔柵板中的粘土?xí)荒嗤羵}(cāng)殼體的每一個(gè)邊刮掉，再當(dāng)其轉(zhuǎn)到進(jìn)水管附近時(shí)相嵌在隔柵板中的粘土乂可被進(jìn)水沖洗掉。因此，NPD多邊形偏心破碎泥水平衡頂管機(jī)能適應(yīng)各種土質(zhì)，尤其是一般泥水平衡頂管機(jī)不能適應(yīng)的粘土。NPD多邊形偏心破碎泥水平衡頂管機(jī)的泥水平衡與普通的泥水平衡頂管機(jī)基本相同。是用一定比重的泥水來(lái)平衡地下水壓力和土壓力的。四組糾偏油缸為井字形布置，糾偏時(shí)每相鄰的兩組油缸為一組。編組由操縱臺(tái)上的十字開關(guān)操作，直觀、可靠。糾偏油缸的行程有行程儀指示其伸出長(zhǎng)度。機(jī)頭俯仰有傾斜儀，機(jī)偏轉(zhuǎn)（滾動(dòng)）有偏轉(zhuǎn)儀，通過(guò)這些儀器的觀察，對(duì)機(jī)頭的行進(jìn)狀 態(tài)可一目了然，便丁控制。從而也確保

26、了頂進(jìn)質(zhì)量，即可精確控制 其高程及左右偏 差。NPD3000 頂管機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：1 、 頂管機(jī)外徑： 2640 毫米；2、 刀盤外徑： 2680 毫米；3、 刀盤轉(zhuǎn)矩： 1348 千牛一米；4、 刀盤轉(zhuǎn)速： 1.34 轉(zhuǎn) /分鐘；5、刀盤轉(zhuǎn)矩的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)： 2.62;6、刀盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)： 30 千瓦 X3 臺(tái)；7、刀盤偏心距： 20 毫米；8、最大糾偏角度： 3 度；9、操作方式：機(jī)內(nèi)操作；10、進(jìn)排泥管外徑： 108 毫米；11、裝機(jī)容量：約 90 千瓦( 三 ) 泥水作業(yè)管理泥水作業(yè)管理的主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：1、挖掘面上的泥水管理(1) 保持挖掘面上的穩(wěn)定 保持挖掘面上的穩(wěn)定，是泥

27、水平衡頂管的首要條件。如果不能保持挖掘面上的 穩(wěn)定，會(huì)造成挖掘面 上的塌方，這時(shí)不僅會(huì)造成地面較大的沉降，而且會(huì)使頂管機(jī) 無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)或者使頂管機(jī)往上飄而無(wú)法控 制方向。嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生開天窗和冒頂現(xiàn) 象。為了保持挖掘面上的穩(wěn)定，我們必須注意以下兩個(gè)問(wèn)題。 嚴(yán)格控制泥水壓力 從理論上講，頂管機(jī)泥水倉(cāng)內(nèi)壓力應(yīng)比地下水壓力高20Kpa, 由丁泥水倉(cāng)內(nèi)的壓力比地下水壓力高，就可以防止地下水通過(guò)排泥管道而流失，從而也就可以使挖 掘面穩(wěn)定，具體的控制 方法是通過(guò)調(diào)節(jié) 進(jìn)排泥泵的流量、壓力來(lái)控制。 進(jìn)水必須是泥水在中砂土質(zhì)條件下，進(jìn)水必須采用泥水，而且必須把進(jìn)水的比重控制 1.10? 1.20 左右。因?yàn)椴捎?/p>

28、 泥水以后，在中砂組成的挖掘面上會(huì)產(chǎn)生一層較為堅(jiān)實(shí)的泥膜，且 是不透水的。也只有這樣，才會(huì)使泥水 倉(cāng)內(nèi)比地下水壓力高的泥水作用在挖掘面上， 才能防止地下水的流失。由丁泥水的比重較大，也可使挖掘面自身保持穩(wěn)定。2、進(jìn)排泥的泥水管理進(jìn)排泥的泥水管理是確保挖掘面穩(wěn)定的條件之一，同時(shí)也是確保泥水能正常輸送所不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，為了對(duì)進(jìn)排泥泥水管理好，我們首 先來(lái)看看如何測(cè)定進(jìn) 排泥泥水水的物理特性。首先是泥水比重，它可用泥漿比重計(jì) 來(lái)測(cè)量，泥漿的粘度，可用漏斗式粘度計(jì)來(lái) 測(cè)量。在泥水管理中，針對(duì)不同土質(zhì)有不同的要求和不同的管理方式， 為了便丁管理 , 我把它們分別列成 表一 1,和表一 2。其中，

29、表一 1 是對(duì)泥水的物理特性的測(cè)定方法 和使用儀器。表一 2 則是不同的滲透系 數(shù)和不同的顆粒含量的土質(zhì)所對(duì)泥水的要求。項(xiàng)目?jī)x器測(cè)定項(xiàng)目適用土質(zhì)比重泥漿比重計(jì)泥水的比重所有土質(zhì)粘度漏斗式粘度計(jì)漏斗粘度砂和砂礫穩(wěn)定性量杯泥水顆粒的沉降砂和砂礫過(guò)濾性脫水試驗(yàn)器過(guò)濾量與固結(jié)厚度砂土質(zhì)滲透系數(shù)顆粒含量(為比重粘度秒(500/500CQ地下水少時(shí)地下水多時(shí)粉砂、細(xì)砂10-7 10-58 171.05 1.10232728 35細(xì)砂、砂10-5 10-317 331.10 1.2028 3533 40砂礫10-3 10-233 501.20 1.30304550 65泥水式頂管工法除了用泥水來(lái)保持挖掘面穩(wěn)

30、定以外，還要用泥水來(lái)輸送棄土，所以，泥水自身的比重、粘度、穩(wěn)定性及脫水性等這些特性都應(yīng)當(dāng)與挖掘面上的土質(zhì)以及泥漿輸送的特性相吻合。3、泥水的調(diào)配穩(wěn)定可靠的泥水配合比請(qǐng)參見表一3和表一 4。表一 3是砂性土質(zhì)的泥水配比，表一 4則是砂和砂礫與土混合的土質(zhì)泥水配合比。尤其是在砂礫層中頂進(jìn)，泥水的調(diào)配必須十分嚴(yán)格，如果滲透系數(shù)比較大，除了用膨潤(rùn)土以外，為了防止泥漿逃逸，還須加入一些增粘劑和防滲劑。這樣，可以防止泥水中的其他材料不被滲漏掉。優(yōu)良的泥水材料必須具有以下特征：(1) 具有對(duì)土質(zhì)的適應(yīng)性廣、粘度局、造漿率局、膨脹倍率大等特點(diǎn)。(2) 滲透量少且護(hù)壁泥膜薄而且結(jié)實(shí)，泥水調(diào)配成以后與對(duì)應(yīng)的土質(zhì)相

31、適應(yīng)。(3) 對(duì)鹽類等電解質(zhì)和水泥等所引起的變化小。(4) 受霉菌等細(xì)菌的影響小。(5) 材料費(fèi)、調(diào)配費(fèi)、處理費(fèi)等成本低表3材料配合比比重(SG)漏斗粘度(FV)500/500CC運(yùn)動(dòng)粘度(YV)顆粒含量比率1m3時(shí)200 郵土13-25%126-250kg24-35 秒5-1317-33%250#膨潤(rùn)土4-8%42-83kg增粘劑0.1-0.15%1-1.5kg活水933-867kg表4材料配合比比重(SG)漏斗粘度(FV)500/500CC運(yùn)動(dòng)粘度(YV)顆粒含量比率10m3 時(shí)200 郵土25-38%250-375kg250#膨潤(rùn)土8-13%83-125kg增粘劑0.1%1.0kg35-

32、60 秒13-1733-50%防滲劑0.5%5.0kg活水867-800kg四）注漿減摩注漿減摩是頂管施工中最為經(jīng)濟(jì)的一種增加推進(jìn)距離的手段。減摩劑有三種型： 一種是由工廠調(diào)配 好的注漿減摩材料，使用時(shí)只需兌水即可。如浙江臨安膨潤(rùn)土礦 生產(chǎn)的頂管專用膨脹土即是該種材料中較 好的一種。使用時(shí)兌上8? 10 倍的水，經(jīng)充分?jǐn)嚢?，膨?3? 4 小時(shí)即可用：另一種也是工廠里出產(chǎn)的單一高分子材料， 目前 在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有生 產(chǎn)；還有一種是用膨潤(rùn)土加上粘劑和分散劑、潤(rùn)滑劑調(diào)配而成。這 種性能不穩(wěn)定，其性能會(huì)因膨潤(rùn)土的各 項(xiàng)指標(biāo)的差別相差甚遠(yuǎn)。注漿孔中，應(yīng)設(shè)有單向閥。如果不設(shè)單向閥，當(dāng)注漿停止時(shí)，管外的泥砂會(huì)

33、順 著注漿管流向管內(nèi)， 沉淀下來(lái)會(huì)把注漿管堵塞。注漿效果的好壞與用和不用單向閥 有關(guān)。漿液的調(diào)制也是一個(gè)極須重視的問(wèn)題。調(diào)制漿液時(shí)，必須經(jīng)過(guò)充分?jǐn)?拌。攪拌的方式可以用機(jī)械式 的，也可以用水力式的。但任一種必須注意攪拌均勻。 調(diào)制好的漿液用一枝木質(zhì)鉛筆插入，鉛筆能自立丁 漿液中不倒則可用了。注漿的程序也是一個(gè)應(yīng)引起注意的問(wèn)題。一般來(lái)講，頂管機(jī)后的管子應(yīng)充分注足，讓它形成漿套。后面的漿液是用以補(bǔ)充，使?jié){套完整。如果有較長(zhǎng)時(shí)間停止下 來(lái)不推，注漿也不能停止。注漿用螺桿泵為好，螺桿泵出來(lái)的漿液沒(méi)有脈動(dòng)，易丁形成漿套，其他的泵效果較差。注漿壓力一般只須比地下水壓力略高一點(diǎn)即可。 不過(guò)，這還要看土質(zhì)而定

34、。 如果是粘土，滲漏系數(shù)很小，注漿壓力 也可小一些。如果是砂土 ，滲漏系數(shù)大，則注 漿壓力也應(yīng)大一些，而且漿液也稠一些，唯有如此，漿液 才能較好地形成二個(gè)包裹 在管外的漿套。注漿需專人負(fù)責(zé)，每班的注澆壓力及注漿是均需有記錄。五）測(cè)量記錄測(cè)量記錄表格分為兩種，一種是每個(gè)頂班每天頂進(jìn)的記錄表。另一種是根據(jù)記 錄由施工技術(shù)人員整理成的匯總表。匯總表還是須貼在工地辦公室的墻上。共有三 張，一張為高程偏差表，一張為左右方向偏差表，一張為推力表。在推力表中，應(yīng) 用直線先畫出計(jì)劃推力表。然后每天的實(shí)際推和與計(jì)劃推力比較， 若實(shí)際推力比推 力低，則可放心，若比計(jì)劃推力高，則要引起注意，研究對(duì)策。記錄表格式樣分

35、別參見表一 5至表一 8頂管施二,表一 5區(qū)親E蒞宗襯糜云；n：51 r rir吃丁由七；MV(rrjh Aw項(xiàng) E Z1-.無(wú)心L、仁業(yè)< r n )jfZLy,斟骸度、 R Ji - - r ，下"JJMuJi J，土 1 m h -：戒(助-c.+'K-.春J3刀Ii *r XLoL6 泗預(yù)4,。5*就炭中表一 6頂管葡程冒尋me表一 8陡長(zhǎng)x1-1、挖掘面上的泥水管理(1)保持挖掘面上的穩(wěn)定 保持挖掘面上的穩(wěn)定，是泥水平衡頂管的首要條件。如果不能保持挖掘面上的穩(wěn)定， 會(huì)造成挖掘面 上的塌方，這時(shí)不僅會(huì)造成地面較大的沉降，而且會(huì)使頂管機(jī)無(wú)法正 常運(yùn)轉(zhuǎn)或者使頂管機(jī)往

36、上飄而 無(wú)法控制方向。嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生開天窗和冒頂現(xiàn)象。為了保持挖掘面上的穩(wěn)定，我們必須注意以下兩個(gè)問(wèn)題。 嚴(yán)格控制泥水壓力從理論上講，頂管機(jī)泥水倉(cāng)內(nèi)壓力應(yīng)比地下水壓力高 20Kpa, 由丁泥水倉(cāng)內(nèi)的壓力 比地下水壓力高，就可以防止地下水通過(guò)排泥管道而流失，從而也就可以使挖掘面 穩(wěn)定，具體的控 制方法是通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)排泥泵的流量、壓力來(lái)控制。 進(jìn)水必須是泥水在中砂土質(zhì)條件下，進(jìn)水必須采用泥水，而且必須把進(jìn)水的比重控制 1.10? 1.20 左右。因?yàn)?采用泥水以后，在中砂組成的挖掘面上會(huì)產(chǎn)生一層較為堅(jiān)實(shí)的泥膜，且 是不透水的。也只有這樣， 才會(huì)使泥水倉(cāng)內(nèi)比地下水壓力高的泥水作用在挖掘面上， 才能防止地

37、下水的流失。由丁泥水的比重較大，也可使挖掘面自身保持穩(wěn)定。2、進(jìn)排泥的泥水管理進(jìn)排泥的泥水管理是確保挖掘面穩(wěn)定的條件之一，同時(shí)也是確保泥水能正常輸送所不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，為了對(duì)進(jìn)排泥泥水管理好，我們首 先來(lái)看看如何測(cè) 定進(jìn)排泥泥水水的物理特性。首先是泥水比重，它可用泥漿比重計(jì) 來(lái)測(cè)量，泥漿的粘度，可用漏斗 式粘度計(jì)來(lái)測(cè)量。注、泥水分離器的作用就是能保證它的漿水不浪費(fèi)， 能達(dá)到一定的濃度，循環(huán)利用， 確保一道堅(jiān) 實(shí)的外膜同時(shí)與原注漿加固的土體共同作用，保證地面不沉降（六）頂進(jìn)中頂力變化原因及處理方法： 實(shí)際頂進(jìn)中，頂力變化甚大，除土質(zhì)、管徑、管長(zhǎng)、糾偏等因素外，尚有以下 原因： 摩擦阻力大、

38、頂進(jìn)中斷、上面行車振動(dòng)、頂過(guò)之后土體擾動(dòng)造成頂力增加。處理方法：（1）、管壁外均勻涂潤(rùn)滑劑（石臘）。、泥漿減阻： 、為確保在頂進(jìn)過(guò)程中觸變泥漿不流失，必須在工作洞口安裝止水裝置：對(duì)墻外側(cè)注漿加固止水法蘭加壓板，中間按入 20 mm 厚優(yōu)質(zhì)橡膠止水板環(huán)，要求有較高的 拉伸性和耐磨性，防止 泥漿外漏和土體產(chǎn)生擾動(dòng)。 、在頂進(jìn)過(guò)程中主要技術(shù)措施就是通過(guò)減阻泥漿填充管道周圍的空隙，形成一道泥漿保護(hù)套，起到支撐地層，減小地面沉降，減少阻力的作用。采用二套膨潤(rùn)土配拌機(jī)附帶二臺(tái)壓漿泵和二套管路，注漿孔上部聯(lián)成一組，下半圈聯(lián)成一組，從第二節(jié)管口頭部注漿孔壓漿并要與頂進(jìn)同步，然后隔二節(jié)管位置進(jìn)行跟蹤補(bǔ)漿，留出一部分壓漿孔補(bǔ)漿，以補(bǔ)充在頂進(jìn)過(guò)程中的泥漿損失；靜態(tài)壓上部，動(dòng)態(tài)壓下部；注漿特別注 意的是注漿方向不得與頂進(jìn)方向相反，如果只在頂進(jìn) 管路前區(qū)入，就會(huì)發(fā)生逆向運(yùn) 動(dòng)，這時(shí)泥漿不得不向后流動(dòng)，不但起不到潤(rùn)濕介質(zhì)作用，卻反而起 了制動(dòng)介質(zhì)的作 用，大大增加了頂進(jìn)阻力。所以正確的做法是泥漿的補(bǔ)充始終保持從后到前的方向。五、收尾工作：頂進(jìn)完成后即進(jìn)行收尾工作，其內(nèi)容包括：1、 拆除泥漿平衡頂管機(jī)、頂鐵及頂進(jìn)設(shè)備等并運(yùn)至工作坑上，整理放齊2、 活掃管內(nèi)雜土3、逐節(jié)測(cè)量高程，中線，并作好竣工記錄4、填石棉水泥接口以防滲漏。材料配比是：水：石棉：水泥 是先將石 棉水泥混合均勻后，用噴壺向上噴水，邊噴水邊用手