泥水平衡顶管在管道穿越铁路中的应用幻灯片.ppt
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现代城市建设要求在不影响地表建筑物的情况下现代城市建设要求在不影响地表建筑物的情况下修建管道、通道，非开控技术能有效解决这些难题，并能修建管道、通道，非开控技术能有效解决这些难题，并能提供安全及经济的施工方法。
非开挖技术是在不稳定及饱提供安全及经济的施工方法。
非开挖技术是在不稳定及饱和土层中以最小的破坏和最大的保护环境等方面解决了城和土层中以最小的破坏和最大的保护环境等方面解决了城市施工中的难题，并能应付最恶劣的地下土壤条件。
市施工中的难题，并能应付最恶劣的地下土壤条件。
顶管技术是非开挖技术重要的组成部分。
该技术顶管技术是非开挖技术重要的组成部分。
该技术适用范围较广，但在铁路施工中应用甚少，我单位在适用范围较广，但在铁路施工中应用甚少，我单位在20092009年购置了年购置了22台泥水平衡顶管机，现已成功穿越台泥水平衡顶管机，现已成功穿越55条管线，现条管线，现将我们掌握的技术向各位领导汇报。
将我们掌握的技术向各位领导汇报。
非开挖非开挖顶管机顶管机分类分类顶管机分为泥水平衡、土压平衡、气压平顶管机分为泥水平衡、土压平衡、气压平衡、岩石顶管等。
衡、岩石顶管等。
泥水平泥水平衡顶管衡顶管以含有一定量粘土和一定相对密度的泥浆水充满以含有一定量粘土和一定相对密度的泥浆水充满掘进机的泥水仓，并对它施加一定的压力来平衡掘进机的泥水仓，并对它施加一定的压力来平衡地下水压力和土压力，掘进机在液压千斤顶的作地下水压力和土压力，掘进机在液压千斤顶的作用下实现掘进，使掘进机及紧随其后的套管穿越用下实现掘进，使掘进机及紧随其后的套管穿越土层，达到预先设计位置的一种顶管施工方式。
土层，达到预先设计位置的一种顶管施工方式。
土压平土压平衡顶管衡顶管以掘进机土舱内的压力来平衡掘进机所处以掘进机土舱内的压力来平衡掘进机所处土层的土压力和地下水压力。
土层的土压力和地下水压力。
气压平气压平衡顶管衡顶管在所顶进的管道中及挖掘面上充满一定压力在所顶进的管道中及挖掘面上充满一定压力的空气，以空气的压力来平衡地下水压力和的空气，以空气的压力来平衡地下水压力和土压力。
土压力。
泥水平衡顶管施工优点泥水平衡顶管施工优点11、适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高以及变、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较大的条件下，它也能适用；化范围较大的条件下，它也能适用；22、可有效地保持挖掘面的稳定、对所顶管道周围的土体、可有效地保持挖掘面的稳定、对所顶管道周围的土体扰动比较小，相应的对列车、扰动比较小，相应的对列车、公路交通影响也比较小；公路交通影响也比较小；33、与其他类型顶管比较，、与其他类型顶管比较，泥水平衡顶管施工时的总推力泥水平衡顶管施工时的总推力比较小，适宜于长距离顶管；比较小，适宜于长距离顶管；泥水平衡顶管施工优点泥水平衡顶管施工优点44、顶管机有专门的纠偏系统，易控制管道方向，可满足、顶管机有专门的纠偏系统，易控制管道方向，可满足较高的管道就位精度。
较高的管道就位精度。
55、施工进度较快。
、施工进度较快。
66、工作坑内的作业环境比较好，作业也比较安全。
由于、工作坑内的作业环境比较好，作业也比较安全。
由于它采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、搬运土方等容易发生它采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、搬运土方等容易发生危险的作业。
它可以在大气常压下作业，也不存在采用气压顶危险的作业。
它可以在大气常压下作业，也不存在采用气压顶管带来的各种问题及危及作业人员健康等问题。
管带来的各种问题及危及作业人员健康等问题。
11、顶管机技术参数顶管机技术参数24002400泥水平衡顶管机：
机头外径泥水平衡顶管机：
机头外径2900mm2900mm，管道外径，管道外径2860mm2860mm，管道内径，管道内径2400mm2400mm，机头长，机头长4800mm4800mm，自重，自重27t27t，机头，机头总功率总功率93KW93KW。
15001500泥水平衡顶管机：
泥水平衡顶管机：
机头外径机头外径1820mm1820mm，管道外径管道外径1800mm1800mm，管道内径管道内径1500mm1500mm，机头长机头长4200mm4200mm，自重自重9t9t，机头总功率，机头总功率50KW50KW。
22、泥水平衡顶管施工工艺泥水平衡顶管施工工艺泥水平衡式顶管主要工作步骤泥水平衡式顶管主要工作步骤测测量量放放线线出出发发井井和和接接收收井井施施工工沉沉井井和和接接收收井井就就位位安安装装滑滑道道、设设置置后后背背安安装装机机头头、顶顶进进设设备备停停车车回回程程、加加接接管管道道机机头头就就位位、取取机机头头主主管管线线穿穿越越顶顶进进测测量量回回填填测量纠偏测量纠偏顶进施工工序顶进施工工序顶进工作流程如下：
安放机头顶进工作流程如下：
安放机头安装承接口钢环安装承接口钢环安装连接电缆、油管、进出泥水管路、注浆管路安装连接电缆、油管、进出泥水管路、注浆管路伸出顶伸出顶镐活塞杆镐活塞杆顶进顶进缩回顶镐缩回顶镐活塞杆活塞杆拆出承接口钢环拆出承接口钢环拆除机头管内电缆、油管、拆除机头管内电缆、油管、进出泥水管路、注浆管路进出泥水管路、注浆管路安放钢筋砼管继续再顶。
安放钢筋砼管继续再顶。
施工测量施工测量顶管测量工具采用激光经纬仪进行水平及中心线的测顶管测量工具采用激光经纬仪进行水平及中心线的测量，并用激光进行导向。
激光经纬仪可把管道前进方向显量，并用激光进行导向。
激光经纬仪可把管道前进方向显示在顶管机靶盘上，通过摄像示在顶管机靶盘上，通过摄像头操作员可在操作台上直接看头操作员可在操作台上直接看见。
在管道进入土层过程中，见。
在管道进入土层过程中，每顶进每顶进11节管道对激光经纬仪节管道对激光经纬仪进行一次校核。
进行一次校核。
顶管纠偏顶管纠偏纠偏应贯穿在顶进施工的全过程，尽量做到纠偏在偏位发生的纠偏应贯穿在顶进施工的全过程，尽量做到纠偏在偏位发生的萌芽阶段。
对于发生滚动偏差，由于刀盘正反向均可以旋转，因此萌芽阶段。
对于发生滚动偏差，由于刀盘正反向均可以旋转，因此通过反转顶管机刀盘就可以纠正滚动偏差。
当管道发生横向或竖向通过反转顶管机刀盘就可以纠正滚动偏差。
当管道发生横向或竖向偏差，利用顶管机的纠偏油缸进行纠偏：
当机头出现下俯时，可伸偏差，利用顶管机的纠偏油缸进行纠偏：
当机头出现下俯时，可伸出顶管机下方出顶管机下方22个纠偏油缸；当机头出现上仰时，可伸出顶管机上方个纠偏油缸；当机头出现上仰时，可伸出顶管机上方22个纠偏油缸进行纠偏。
与竖直方向纠偏的原理一样，左偏时可伸出个纠偏油缸进行纠偏。
与竖直方向纠偏的原理一样，左偏时可伸出顶管机左方顶管机左方22个纠偏油缸进行纠偏，右偏时则可伸出顶管机右方个纠偏油缸进行纠偏，右偏时则可伸出顶管机右方22个个纠偏油缸进行纠偏。
发现较大偏差应分析发展趋势，采用分次逐步纠偏油缸进行纠偏。
发现较大偏差应分析发展趋势，采用分次逐步纠正。
显示器上随时显示顶管顶进过程的偏差数据，操作人员可以纠正。
显示器上随时显示顶管顶进过程的偏差数据，操作人员可以根据电脑数据随时调整纠偏，并保持书面记录。
根据电脑数据随时调整纠偏，并保持书面记录。
33、泥浆减阻泥浆减阻减阻材料及工艺效果减阻材料及工艺效果通过注浆工艺来减小管材与土壤的摩擦阻力，能够保证通过注浆工艺来减小管材与土壤的摩擦阻力，能够保证顶管的长距离施工。
采用注浆工艺润滑、减阻后可以使顶顶管的长距离施工。
采用注浆工艺润滑、减阻后可以使顶距提高距提高4040一一7070。
同类机型在襄阳市政一次性穿越达。
同类机型在襄阳市政一次性穿越达150150米。
米。
减阻用的主要材料是膨润土和水，辅助原料：
如纯碱、纤减阻用的主要材料是膨润土和水，辅助原料：
如纯碱、纤维素维素CMCCMC、缓凝剂等。
、缓凝剂等。
33、泥浆减阻泥浆减阻泥浆浆液的拌制泥浆浆液的拌制浆液用机械搅拌均匀，放入储浆罐中，须经浆液用机械搅拌均匀，放入储浆罐中，须经34h34h存储待膨存储待膨润土颗粒充分吸水膨胀润土颗粒充分吸水膨胀（吸水率吸水率2h2h，430430）方可使用。
方可使用。
注浆压力注浆压力注入到管材与土壤内的浆液注入到管材与土壤内的浆液压力要略高于地下水压力，压力要略高于地下水压力，一般在一般在0.02MPa0.15MPa0.02MPa0.15MPa，随距离增加压力增加。
随距离增加压力增加。
33、泥浆减阻泥浆减阻注浆工艺实施要点注浆工艺实施要点AA、工作坑内止水墙洞口安装止水圈，防止龙门口跑漏浆、工作坑内止水墙洞口安装止水圈，防止龙门口跑漏浆、防止地下水进入基坑。
防止地下水进入基坑。
BB、管材安放、管材安放管节环间安设橡胶圈，机头后要连续放置管节环间安设橡胶圈，机头后要连续放置2323节带孔管，节带孔管，然后采用隔然后采用隔33节放节放11节注浆孔管。
节注浆孔管。
CC、顶管注浆减阻能否大幅度减小阻力与注浆质量、管道顶管注浆减阻能否大幅度减小阻力与注浆质量、管道纠偏质量、土质特性、注浆管设计等有关，在施工中要综纠偏质量、土质特性、注浆管设计等有关，在施工中要综合考虑。
合考虑。
33、泥浆减阻泥浆减阻注浆操作注浆操作AA、计划注浆量，泥浆的厚度在管外径圆周、计划注浆量，泥浆的厚度在管外径圆周1cm1cm左右乘以长左右乘以长度，按厚度的度，按厚度的1212倍考虑倍考虑.BB、注浆工作结束后可用水、注浆工作结束后可用水泥与粉煤灰配比浆液对触泥与粉煤灰配比浆液对触变泥浆进行置换。
管线拆变泥浆进行置换。
管线拆除后应及时将注浆孔封严。
除后应及时将注浆孔封严。
44、使用泥水平衡顶管的优越性使用泥水平衡顶管的优越性采用泥水平衡顶管机可以克服淤泥、高含水的恶劣地采用泥水平衡顶管机可以克服淤泥、高含水的恶劣地质条件，成功穿越铁路、公路路基。
与传统的施工方式相质条件，成功穿越铁路、公路路基。
与传统的施工方式相比，有四方面的优越性：
一是下沉量小，铁路公路均为均比，有四方面的优越性：
一是下沉量小，铁路公路均为均匀下沉，通过及时整修，不会对列车运行、公路通行造成匀下沉，通过及时整修，不会对列车运行、公路通行造成大的影响，线路整修工作量小，慢行时间段；二是贯穿精大的影响，线路整修工作量小，慢行时间段；二是贯穿精度高，管线中线误差可以控制在度高，管线中线误差可以控制在50mm50mm以下；三是安全性能以下；三是安全性能高，在施工中能避免发生塌土造成人身安全事故；四是进高，在施工中能避免发生塌土造成人身安全事故；四是进度快，度快，24h24h平均进度在平均进度在1515米左右。
米左右。
55、施工注意事项：
、施工注意事项：
机头重心在机头前二分之一处，铺设滑道前要预埋机头重心在机头前二分之一处，铺设滑道前要预埋地锚，在顶进时用倒链捆绑机头顶进，否则机头会下栽无地锚，在顶进时用倒链捆绑机头顶进，否则机头会下栽无法控制。
法控制。
顶进中必须时刻注意进水压力和泥舱压力，要大致顶进中必须时刻注意进水压力和泥舱压力，要大致保持平衡。
泥舱压力过大则表示顶进速度过快，易堵塞管保持平衡。
泥舱压力过大则表示顶进速度过快，易堵塞管道；泥舱压力过小则表示顶进速度过慢，水流易冲刷土道；泥舱压力过小则表示顶进速度过慢，水流易冲刷土层，造成周围土层沉陷。
层，造成周围土层沉陷。
55、施工注意事项：
、施工注意事项：
顶进中发现光靶偏移，要及时进行纠偏，纠偏原则：
顶进中发现光靶偏移，要及时进行纠偏，纠偏原则：
少纠勤纠，先上下再左右。
少纠勤纠，先上下再左右。
施工调查，在施工前要进行详细的施工调查，施工调查，在施工前要进行详细的施工调查，包括：
地质情况、地下水包括：
地质情况、地下水情况、障碍物情况、顶力情况、障碍物情况、顶力情况等情况，要综合考虑情况等情况，要综合考虑选用合适的顶管设备和减选用合适的顶管设备和减阻措施。
阻措施。
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