1泥水平衡顶管施工原理
泥水平衡顶管技术其施工原理是将置于工作井中的顶管掘进机通过主顶油缸向前推进至止水圈后，由电动机提供能量转动掘进机头刀盘来切削土层、粉碎石块，并使之进入泥水舱与泥浆混合，然后由泥浆系统的排泥管泵送至地面；与此同时，机头连同管道在持续顶进力的作用下，终穿过土层到达井。在挖掘过程中，采用泥水平衡装置来维持水土平衡，使顶进管道始终处于主动与被动土压之间，可以达到消除地面的沉降和隆起的效果（见图1）。
2泥水平衡施工中若干技术问题的探讨
近几年来我们在顶管施工中使用日本伊势机（TCC）和国产泥水平衡顶管设备（NPD），在不同地层中进行了D600～D0mm管径的顶管施工，积累了较为丰富的经验。下面就施工中常见的各种技术和机械故障如刀盘卡死、纠偏失控、泥水循环系统堵塞、地面沉降等技术问题的处置作以探讨。
2.1纠偏技术问题
顶管机在推进过程中持续朝某个方向偏斜，即使使用纠偏激光束也不能使之回归到预定标位置的现象称为纠偏失控。如不及时处理会造成拟铺设管道无法满足设计轨迹要求。
2.1.1原因分析
（1）地质条件影响
由于机身自重较大，且机器转动引起的震动，在软土层及回填土中从而降低了地层的承载力，使顶管机产生下沉趋势。或者是顶管段土层类型变化引起土层承载力变化，当遇到上下两层不同性质的土时，这种趋势就越明显。顶管施工过程中遇着大石块、桩基础或其他障碍物，造成偏差过大。
（2）机械原因
顶管推进速度过快或过慢的影响；主油缸油封漏油，顶进力不均衡；后背墙变形严重；顶铁或顶环发生扭曲变形现象；工作坑内导轨偏差。
（3）人为操作不当造成的纠偏失控现象。此外，管道顶进越长，产生偏差的可能性越大，如果纠偏不及时，也会造成失控。
2.1.2防范措施及解决方法
（1）要充分熟悉业主提供的地勘资料，并进行现场踏勘；必要时在较复杂的地段要进行补勘。事实上在顶管施工中，因为土质变化、设备能力和操作失误等原因出现偏差是难免的，所以及时纠偏工作非常重要，这关系到管道铺设质量，甚至整个顶进过程的成败。纠偏的一般原则：勤纠微纠，标不离，禁止盲顶。其控制细节应注意以下几点：当顶管机头尚未全部进洞前，在机头中心、高程偏差不大于20mm时，不考虑纠偏，因此时轨道在控制方向，若纠偏不但没效果反而会使节管道偏离轨道。
（2）在管道顶进过程中，如果在粉细砂土层中顶进偏低，可调低进泥的泥浆浓度，减小顶进速度。当遇到软硬程度不同的土层时，地质条件会发生很大变化，突然间变硬或变软，这可以通过刀盘的转矩来判断。若突然变硬，则应向土仓内加入水或泥浆。在一般情况下，如果对地质勘察资料掌握比较准确时，且当穿越的软弱地层长度15m时，入洞前可以采取机头与管道、管道与管道间加接连接杆的方式进行固定，以增加其刚性，并辅以适当纠偏方式，是可以防止机头和管道叩头现象发生的。

这些数据经过处理和计算后，以数字的形式显示在显示屏上，该电子装置主要用来监测钻杆与地球磁场的关系和倾角（钻头在地下的三维坐标），将测量到的数据与设计的数据进行对比，以便确定钻头的实际位置与设计位置的偏差，并将偏差值控制在允许的范围之内，如此循环直到钻头按照预定的导向孔曲线在预定位置出土。预扩孔：导向孔完成后，要将该钻孔进行扩大到合适的直径以方便安装成品管道，此过程称为预扩孔，（依终成孔尺寸决定扩孔次数）。例如，如需安装36英寸管线，钻孔必须扩大到48英寸或大。通常，在钻机对岸将扩孔器连接到钻杆上，然后由钻机旋转回拖入导向孔，将导向孔扩大，同时要将大量的泥浆泵入钻孔，以钻孔的完整性和不。 这项技术同时还可以为管道提供的保护层，并相应减少了维护费用，同时不会影响河流运输并缩短施工期，证明是目前效率，成本的穿越施工方法。导向孔：导向孔是在水平方向按预定角度并沿预定截面钻进的孔，包括一段直斜线和一段大半径弧线。在钻导向孔的同时，承包商也许会选择并使用大口径的钻杆（即冲洗管）来屏蔽导向钻杆。冲洗管可以起到类似导管的作用，还可以方便导向钻杆的抽回和换钻头等工作。导向孔的方向控制由位于钻头后端的钻杆内的控制器（称为弯外壳）完成。钻进过程中钻杆是不做旋转的，需要变换方向时若将弯外壳向右定位，钻进路线即向右沿平滑曲线前进。钻孔曲线由放置在钻头后端钻杆内的电子测向仪进行测量并将测量结果传导到地面的仪。

1泥水平衡施工工法简介
在机械化顶管施工过程中，泥水平衡顶管施工工法作为主要的施工方式，通常情况下属于机械化、长距离顶进施工技术。该施工技术在施工技术管理方面要求比较高，主要表现为：严格操作顶管设备，科学合理地选择和计算施工工艺参数等。在长距离、地质条件复杂的环境中，泥水平衡顶管施工方法是为优越的施工方式之一。
1.1泥水平衡施工工法特点
通常情况下，泥水平衡顶管施工工法主要采用机械掘进技术，其特征主要表现为：被切削的土壤被刀盘送入到泥水仓，具有一定浓度的泥水，在送水泵的作用下，被输送到挖掘面，经过刀盘的充分搅拌后，泥水通过排泥管道被排泥泵送到地面的泥浆池，泥水经过一系列的沉淀或分离，进而在一定程度上可以重复使用，剩余的残渣被运走：在掘进过程中，通过刀盘以及顶速平衡正面土压力，进而对循环水的压力进行调节，在一定程度上对地下水压力进行平衡；切削入泥仓的土体通过采用流体进行输送，不能中断顶进过程，施工速度一定要快；不需要对土质进行改良或者是进行降水处理，施工后地表出现较小的沉降。通常泥水平衡顶管的主要设备有：挖掘机、主顶设备、测量设备、井内旁通、控制系统等；辅助设备包括：泥水处理设备、注浆设备、中继间等。
1.2泥水平衡施工工法工艺原理
作为一种顶管施工工法，泥水平衡顶管施工技术通常情况下是充分利用泥水压力，进而在一定程度上对土压力和地下水压力进行平衡处理。其基本原理是：具有一定浓度的泥水经送水泵到达挖掘面，然后通过井内旁通压力调整阀，或者是通过调整排泥泵转速的方式，进一步对水压力的大小进行调整，进而在一定程度上对地下水压和挖掘面土压力进行平衡，确保掘进机刀盘工作在平衡压力下，在一定程度上避免挖掘面失稳，进而导致地面出现沉降和隆起。
2施工组织及任务划分
2.1施工组织原则
在劳动组织方面，结合顶管穿越施工的实际情况，同时结合本标段的实际工程量和工期，进而对各项进行合理配置，进一步成立相应的施工作业机组。通过动态的方式对施工作业机组的人员、机具配置等进行管理，一方面确保任务按期完成，另一方面确保施工的连续性。进而在一定程度上减少现场高峰的人数，避免出现窝工现象。同时对其它队种进行合理的配置，在一定程度上确保工程施工全面、有序地进行，满足施工要求。
2.2施工阶段划分
穿越工程施工分为三个阶段：前期准备阶段、施工阶段、验交阶段。
①前期准备阶段：各项工作按照“施工准备工作计划”来进行，进一步为施工创造条件。
②施工阶段：总体分为二个阶段进行控制。阶段组织管道焊接、工作井制作。二阶段顶混凝土套管、工作管试压、穿越工作管。
③验交阶段：地貌恢复、水工保护，达到中间验收条件。
3工程施工方案
3.1施工准备
①穿越施工前施工单位协助业主穿越施工土地手续。
②筹备穿越前的材料、设备、人员的筹备和到场计划。
③做好施工图纸会审、技术交底工作，同时完成穿越施工方案等文件的编制和审批工作。
④修筑临时施工便道。
3.2测量放线
①借助仪器开展测量放线工作，在使用仪器前，需要经过法定检验部门的检定，经过检定合格，同时在有效期内才能进行使用。
②对于设计图

该面积从入土点算起，入土点应位于规定的区域内至少3M（10FT）处，同时由于许多钻机配套的设备或配件没有规定的存放地点，所以钻机一侧施工现场可由许多不规则的小块组成，以便节省占地面积，现场尽量要平整，坚硬，清洁，以便有利于进行施工。由于穿越施工时需要大量的淡水供搅拌泥浆用，所以施工现场要尽量靠近水源或便于连接自来水管道的地方。管道一侧----为便于预制成品管道，管道一侧要有足够长度的施工现场，这也是要考虑的事情。现场宽度应满足管道施工的需要（一般为米）。同样在出土点一侧也需要30米（100FT）宽乘以45米（150FT）长的施工现场。总长度以能够摆放下所预制的管道为准，（场地的总长度一般为穿越管道长度再加上30米。

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