小管径泥水平衡顶管掘进机施工技术

小管径泥水平衡顶管掘进机施工技术中铁隧道集团第五建筑有限公司目录一、前言二、技术特点三、适用范围四、工艺原理五、施工工艺流程及操作要点六、材料与设备七、质量控制八、安全措施九、环保措施十、效益分析十一、应用实例

随着我国非开挖技术的广泛应用，机械顶管施工技术日趋成熟，特别是泥水平衡机械顶管工艺已成为较为常用的顶管施工方法。然而，顶管施工本身就是一项受地下不确定因素和外界困扰较多的高风险作业，成功率并非十分圆满。从以往的顶管施工情况来看，小管径、长距离、复杂地质情况下泥水平衡机械顶管经常会出现各种各样的技术、质量、安全问题。泥水平衡机械顶管在复杂地质情况下进行小管径、长距离施工在国内属于比较成熟的施工工艺；但在中隧所建项目应用较少，我们有责任，有义务进行研发，填补企业专业领域空白。一、前言1、

高安全：采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、运土方等容易发生危险的作业；泥水机械顶管采用全封闭式顶进，可有效的保持挖掘面的稳定，对管道周围的土体扰动小，能很好的控制地面沉降，相对于其他顶管更好的保证周边建筑物、管线的安全。2、低污染：采用泥水管道输送泥浆，并经泥水处理系统处理后再进行弃土，环境污染小。3、

高工效：施工工效高，泥水加压平衡工具管与其他工具管相比，具有平衡效果好，结构紧凑，由于出土方式是用水力机械化连续出土，顶进速度快，对土质的适应性强。无论是粘性土还是砂性土，均能收到良好的效果。4、长顶进：与其它类型顶管相比，单项顶进距离最大，在不加中继间的情况下，泥水平衡顶管施工的总推力较小，单段顶进长度可达250m。5、有不足：遇到地层有岩石或地下构筑物等硬性物质时，不宜使用。二、技术特点适用于地下水压力高、非坚硬的的地层条件，如砂质土、粘土等。三、适用范围

顶管施工前，先建造一个工作井和一个接收井。在工作井内的顶进轴线后方，按需要对称布置2-6只主千斤顶，将需敷设的管节，放在千斤顶前面的导轨上，主千斤顶推进时，以机头开路将管节压入土中，与顶进相配合，刀盘将切入泥仓的土体搅拌成泥浆后，通过管道送出井外。一根管节被压入土中后，吊入下一管节连接，继续顶进，反复循环顶进至预定长度，管道敷设完成。在泥水式顶管施工中，为使挖掘面上保持稳定，必须在泥水仓中充满一定压力的泥水，泥水在挖掘面上可以形成一层不透水的泥膜，它可以阻止泥水向挖掘面里面渗透。同时该泥水本身又有一定的压力，可以用来平衡地下水压力和土压力，从而保证周围地层和建筑物的稳定与安全。四、工艺原理五、施工工艺流程及操作要点施工工艺流程步骤一：工作井及接收井施作施工工艺流程步骤二：泥水平衡顶管机操作台施工工艺流程步骤二：顶管进洞准备泥浆池砌筑泥浆搅拌施工工艺流程步骤三：顶管机设备安装与调试导轨及靠背安装顶管机安装及调试施工工艺流程步骤四：管节用吊车下吊施工工艺流程步骤五：顶管机顶进施工工艺流程步骤五：接头安装管材之间衬垫板安装管材之间橡胶圈安装施工工艺流程步骤六：水平推进环形顶铁安装马蹄形中间顶铁安装施工工艺流程步骤七柴：顶管毫机顺利牵出洞施工棕工艺陡流程步骤轧八：坡顶管鼓成型躁后效吵果图施工工上艺流程步骤雅九：购检查惕井施肺工施工工然艺流程（一）NP拘D泥水平比衡顶管择掘进机NP炭D泥水平朋衡顶管暮机由切削坊搅拌服系统、壳体、纠偏系社统、进排呆浆系纸统、电气系浑统及监控寇系统组成。操作限要点（一滑）NP舞D泥水平甩衡顶管鬼掘进机操作配要点（一）NPD泥水平系衡顶管收掘进机泥水平拔衡顶管鉴机机头泥水发平衡革顶管吉机内冰部构远造操作的要点（一）NP庙D泥水下平衡尸顶管围掘进虎机纠偏筝油压强千斤爽顶光靶仓及液齐压油砌表操作宿要点（一）NP楚D泥水哲平衡伤顶管雹掘进酷机（Φ18含00）技术参夫数：外型佛尺寸Φ21够80×侄420盒0（外径×长）mm，重21专t。顶进付速度10-帝150暴mm/奔min，进排奋浆管道祸直径150畅mm。切割刀爬盘：转速2.瞧2r蒸pm，扭矩260职kNm，对租抗土杨压≤50般T/馅㎡，电机南功率30抱×2遥kw。纠偏系钢统：纠偏货油缸箩推力拉（单罚只）80k陕Nm，纠偏计油缸拉志力60k歪Nm，纠辣偏油宋缸数偶量8个，冶纠偏思油缸秤行程60淋mm，纠浓偏角泻度（扣上下妇、左再右）2.更5°，油衬压31.厕5Mp战a，排到量5L/准min，电伏机功廉率3kw。操作要嫌点（一结）NP萝D泥水平捷衡顶管铺掘进机机头讯壳体签内的样泥土姜仓是Φ21煮40×恐550筒体，膝安装在弃壳体泥杀土仓内犯的是平浸板切削弟刀盘，遭切削刀薯排成辐盼条状焊案接在该萌刀盘上伪。本机病刀盘由两台30K昂W电机驱导动。动力躬通过汽减速蔬器带倍动小病齿轮镜、再推驱动获大齿损轮旋属转，滩大齿蕉轮通葬过主睁轴带涂动刀畜盘旋洒转，轧刀排辞的正醋面焊雅有坚厚固耐耽磨的属切削鸭刀头兰，从阅而构炒成一象个刀槽盘整难体。前后壳姿体之间岁由四组演纠偏油范缸连接弓，为了闲防止纠腰偏过程垫中前后右壳体间卡的相对丈偏转较蒸大，后将壳前体撇端设有值一个防偏转舌。操作要家点顶管壶机工摔作时垒，刀剃盘旋婚转切拨削泥翼土。仙由刀盘盘面侦上的枕孔洞漆进入促泥水赚仓，岗从排缓泥管备中排啦出。握进排摩浆系阴统是讨由球她阀和茂并排仇的两根眨浆管梨组成芦，两缸根浆道管一仇路进可水，皇另一暗路排泪浆，通过德球阀锯可交寇替进汇排浆炮，防老止一廊路管俘道由肥于长巨时间糕出浆遣造成鬼堵塞押。操作废要点顶进过壶程中如维果顶管绪机偏离剧了预定售的位置怎，可利亚用纠偏矛系统进塞行纠偏师。纠偏惧系统挥由液尿压动老力源核、控午制阀跳和四女组油乌缸组正成，工作压锯力为21萝Mp率a，纠顾偏时葵相邻太的两秀组油笑缸同宽时动惠作，管使机圈头回盛到正合确的捉轨道日。（二）剥顶管工横作井及旺接收井机械顶成管顶进凝距离较借长，后倡座力大策，靠背绍要求高庭，为确丝式保安全炮，顶管忌工作井费及接受姿井一般呈为圆形远钢筋砼熊结构；井采啄用沉井法气施工。沉父井大户小根遗据顶药管机邪工作滤空间孤确定宜，对事于Φ1怨80枪0顶管咽机工叫作井昼直径尺为6.5穿m，接收酱井直径驼为5m。操作队要点（二革）顶仓管工蔬作井凝及接掏收井施工工权艺流程沉井脑施工操作要腹点（三自）顶膏管掘芬进机匀的出从洞顶管说过程茫中，蛮无论钢管节远从工友作井程出洞薪或是祸接收跳井进立洞，嫌管道韵外壁允与洞区口之池间都纱必须品预留单一定石的间可隙。招如果云该间术隙不绩能够皂采取将有效晋的密贷封措签施，屋地下历水和乓粉土趴夹粉案质黏网土、析流塑挖状的习淤泥夫就会杨从该慎间隙现中流骨到工释作井颠或接凑收井赏中。1）洞技口止遥水圈狱的设熄计在洞朋口密睡封设滋计中章，一素般采爬用主俩橡胶匪圈密抛封的抱密封启结构胜，该道结构交的特婶点是倦：结仪构简村单，道经济扑可靠棋。操作盘要点（三权）顶途管掘罩进机盖的出找洞2）洞口杨土体加付固措施由于掘阴进机需球要切削村洞口处浅的土体酷顶进，欠若将该泽处土体死加固的干太硬，乓势必增趟加掘进何机的切截削负荷杨。因此匪一般采袜用不注厘浆加固窜土体而缎在洞口宰外侧，仰按洞口盆直径打扫入相应忘宽度的越钢板桩散，待掘被进机安勾装完毕下，将封坑闭洞口烟的砖封肌门全部煤凿除且涨掘进机衰推入井要壁内，血井内的祝密封装摸置发挥克作用后眉，再将桂洞门外李侧的钢疑板桩拔烘出的施桃工方法俗。操作牲要点（三槐）顶锹管掘辟进机公的出阳洞3）掘进剥机出洞禁时防止音回退的乞措施出洞鹊初期抢掘进墨机及泛前几朽节管银节往证后退耀的情睛况是做全封顿闭式监掘进怒机的贷全断童面上电承受骡的主的动土枝压力解造成糠的，行它使竞掘进共机后朗退的忽力大除于掘线进机肆周边准的摩领阻力珠，当祸主千舅斤顶务的推傅力撤稠消后娘掘进冠机后帆退。严上述丸情况其发生读后，裹掘进赛机前矿方的蝴土体刃就会割发生画不规不则的弊坍塌纠。在难以有成拱的漆土层中宋，土体朋会延滑买裂面坍请塌，上覆部土体堤扰动后虫土压力抢变小，木掘进机防再次顶改进时将辽向偏向渠压力较附小的一牢侧，极臭易向上侨爬高。瓦因此出泄洞的临物时防退严措施必盆须周密殿考虑。守一般采鸟用两只10k之N的手董拉葫服芦止的退，础顶进12刮m后方锄可将锯措施碍解除慰。操作要亲点（四赠）管低节的小正常插顶进展技术1、管道糕在正常拜顶进时抵，关键蒜在于保稀证挖掘糟并排出平土体的议体积为先顶管掘嗽进机体嫌积的95%晴—10液3%。2、管塞道顶淹进过牛程中愚要通扁过全膀站仪烫勤量造测，蛮发现目偏差爷通过8个油压惑千斤顶逮进行“点勤纠、蛋缓纠”宴。操作要守点3、施罢工过纸程中宴采用垦触变纱泥浆贴进行黄润滑肿，对冒于20晶0多米的跪顶管，城顶进施灵工中如络润滑得灭当可不目加中继鹿间（有色备用）倚，这样雀可以大畏大提高患顶进效惠率及降柱低顶进羊成本，缴因此应蚕格外重结视顶进垒中的润犬滑注浆董工序。似注浆要励使注入芒的浆液蛛随着管讯道顶进焦形成完楼整的初折始浆套工，并且丢每顶进置一定的律距离应丹能够得唐到补充画。（五）棍出洞方呜法及掘碑进机的你吊出本部分东工作包碌括：在搂接收井醒搭建托抓架导轨揪、洞口治止水圈坚安装、紫机头偏让差复测跃、拆除渠洞口封层门、掘唇进机进独洞并吊演运等。洞口天止水哥圈安施装：演对于家土体脆情况祝差、败地下钓水的凶压力绢大，股可将痛洞口葱外侧福的土溜体已赤加固站至1.戚0—阔1.顶5M现pa，但让掘进赞机在华推进沿洞口季的过韵程中铅，会秋不可料避免是地扰粱动土插体，旷掘进设机出挪洞过拦程中柏，地监下水薯在压扒力的塞作用烟下，赤延着穴缝隙践钻入储接收称井，帝因此居该洞猾口止末水圈呼与出读洞口猪形式烂一样畅。顶管流机机省头采对用100姓t吊车鄙整体挂式吊覆离。操作励要点（六）室泥浆运镰输泥浆警采用平泥浆研罐车碎进行撒运输疼或将帽泥浆侧晒干跪后采循用渣戚土车啦运输砍。操作要酷点单工作乏面人员魂配置工种吊车司机机头司机洞上杂工洞下杂工合计人数11136劳动力惰组织六、仇材料帅与设与备（一）击单工作也面机械酒配置序号机械名称型号、规格数量1NPD泥水平衡顶管掘进机DN180012注浆泵耐莫泵13注浆管及配件DN32500m4主顶千斤顶300t/1000mm45主千斤顶100t/1000mm46主千斤顶液压台32MPa、5—49L/min可调47导轨DN180068钢靠背DN1800019环形顶铁D1800110马蹄形中间顶铁DN18001m11电力开关柜100A、6路112电话交换分机20路113汽车起重机QY251144汽车起重机QY1001（二拍）材肥料要恢求管材应睛符合《枣顶进施技术用钢匹筋混启凝土弱排水摸管(备JC串/T泛64唤0-兽20瞒10味)》中的拍技术要迹求，其声配筋应菊符合《写给水排肉水工程狼埋地预桌制混凝袜土圆形舰管道结支构设计储规程(CE下CS侍143胳:20寻02)中的掘技术绞要求，III级管竟。七、质眨量控制泥水教平衡俗顶管吃施工明质量辟应满峡足《给排水耐管道施惨工及验青收规范》要求1、高空编作业应债当满足镇《建筑呜施工高贝处作业夜安全技仍术规程腥》（JG蔬J8析0）。2、特填种作振业人遣员应素当持坟证上吴岗。3、现场临屋时用电飘，应符脸合《施鼓工现场稼临时用享电安全摄技术规座范》(JG坡J46堡-20尊05)。顶管角机及管祝道内照声明用电芽应使用风安全电抢压。4、混凝债土管吊阳运时，保管下严展禁站人豆。八、安膊全措施1、为防子止泥浆砖流失污历染环境深，泥浆谎经泥水婚处理系躺统后及做时外运均。2、泥水些处理的凉方法可处采用沉剂淀法。头在场地露允许的域情况下肌可设置孤沉淀池杰处理。3、对场照地受限项的区域丸，可由蛾振动筛宾配合旋征流器进古行泥水揪处理。豆由振动把筛把较慰粗的颗承粒（1mm以上漫）的寻颗粒嗓分离竭出来彩，然构后由遵旋流喜器把随较细取的颗厉粒再填分离厦出来刘。还旅可以糟将旋户流器歌串联苗起来梢使用畏，串庭联个肯数视暴分离婶效果上而定裹。4、泥水着平衡式虑顶管机貌施工现挣场需建漆立泥浆田池，需寇占用较朵大的空榨间；泥唇浆池需薪采用塑段料薄膜夹与原状扇土隔离母，防止库污染或粉浸泡原笼状土。5、及时爽监测地兰面，调队整工艺煮参数，让防止地盘面隆起京或沉陷敞。九、调环保急措施十、效住益分析1、该技巾术通过佩实现长时距离顶啊管的目被标，在挂不加中技继间的拴情况下牺顶进最乱长距离大为243米，同须工作井部和接受甩井。2、将劲顶管妥的工徒作井恭、接帖收井柔、顶核管管蛋材、肿减阻浓措施匆、降驰水措购施、尖土体拿加固羽措施墙等所僚有顶坏管的阿施工请成本掉进行盖核算难。长狮距离题顶管狱的成圈本比架短距挎离顶蜜管的除平均击成本貌降低怒了15妄%3、施工石进度快按，工期泼短，与攀人工顶陷管相比序，可节适省工期25彼%。4、分寇段长护度长融，可花节省万征地午拆迁添，减珍少对绍居民革与周姨边道添路交迹通影险响。5、安握全性万高，元施工供过程灿管内汇只需等要1人操宪作设阿备，锻且对旷周边私土体再扰动朴较小煤。十一荡、应亩用实翅例本技术妙在合肥登南淝河贸路（东即二环路-横江路滑）工程幅得到了摄应用并恢取得成借功。南淝河修路（东收二环路阴～横江面路）位殊于合肥坏市包河偷区。北拿起东二灰环，南级至横江浴路。长蛾约3.刻7公里症（桩卧号24+韵91.弓952～桩辅号62被+0亮0.盗00烘0）。东松二环路较至郎溪斑路段，突宽45米，城仙市主干乎道；郎妙溪路至苏横江路翁段，宽52-匀78米，窑城市费快速犁路，滥采用笛高架步、地感道及摧地面烘主辅螺三种环型式慈。此拴高架挎段接夸郎溪让路立熟交，阿上跨桐祁门争路后孕落地选，下抗穿龙职川路抢，利名用地赏面主务辅段跃过渡或至终略点（刃桩号62舍+0破0）。顶管泪施工卧包括Φ8生00、Φ10匀00、Φ1奸80欺0、Φ20郑00四种长，长明度为2m素/每节。（二泪）施纪工情素况及扛施工冶效率旗南淝仪河路（东蓬二环咱路-郎溪路纺段）顶舟管直径Φ1计80展0，于201碌6年8月8日开察始施摊工，201循6年10月7日施工尸完成，钥共采用4台泥