泥水平衡顶管施工专项方案
顶管施工专项方案
1.1编制依据及编制说明
1.1.1方案编制依据
⑴《东莞市望洪污水处理厂配套截污主干管工程设计施工图》
⑵《东莞市望洪污水处理厂配套截污主干管网岩土工程勘察报告》
⑶《东莞市望洪污水处理厂配套截污主干管工程施工组织设计》
⑷《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB 50268-97）
参考资料：
⑴《顶管施工技术》余彬泉、陈传灿编著人民交通出版社
1.1.2方案编制说明
本工程有两段过河管道设计采用顶管施工，一段为长洲泵站过河压力管，为DN1200钢管，穿越洪屋涡水道，长度287.1m；另一段为过河倒虹段，位于望牛墩锦涡村内，重力流污水通过段距离河道采取倒虹工艺，倒虹布设两趟DN1000玻璃钢夹砂管道，单管长度52.7m。施工方案重点论述设备的选择和顶管工艺介绍，及施工安全、质量控制。
1.2工程概况
1.2.1项目概况
所属工程名称：东莞市望洪污水处理厂配套截污主干管工程
工程地点：东莞市望牛墩镇、洪梅镇、中堂镇
建设单位：东莞市环保产业促进中心
东莞市望牛墩镇人民政府
东莞市洪梅镇人民政府
东莞市中堂镇人民政府
设计单位：南昌有色冶金设计研究院
勘察单位：深圳地质建设工程公司
监理单位：广州万安建设监理有限公司
施工单位：北京市政建设集团有限责任公司
1.2.2顶管工程概况
⑴长洲泵站过河压力钢管
长洲泵站出水压力管需穿越洪屋涡水道，压力管采用钢管，钢管尺寸DN1200×16mm，顶管井段FWA1-01'~ FWA1-02'，一次顶进长度287.1m，位于顶管井处管道埋深约9.0m，根据设计断面及地勘资料显示管道位于河道内最小覆土厚度为3.5m。管道穿越地层主要为淤泥质粉砂（灰褐色，松散，饱和，局部夹淤泥，中部夹粗砾砂，土质不均匀）和细砂（灰褐色，稍密，饱和，局部含多量粗砾砂），地下水极为充沛。管道沿新建西部干道跨洪屋涡水道大桥西南侧敷设，管道中心距离大桥桥墩最近距离16.0m。
⑵锦涡过河倒虹管
过河倒虹管位于望牛墩锦涡村一桥东侧，为并排双趟DN1000玻璃钢夹砂管道，倒虹管距离桥墩最近距离15.0m，双管之间中心距离2.4m，管道在顶管井处埋深约8.5m，位于河道内最小覆土厚度为2.5m。根据地勘资料显示管道穿越地层为淤泥层（灰黑色，流塑，饱和，下部含少量粉细砂及贝壳碎片），地下水丰富。
1.2.3工程目标
本公司确定该两段顶管段施工目标如下：
(1) 质量目标：工程质量标准为合格；
(2) 安全管理目标：无死亡事故，无重大职业健康事故，无重大环境影响事故；
(3)工期目标：
长洲泵站过河压力钢管顶管：开工日期：2009年09月20日
完工日期：2009年11月20日；
锦涡过河倒虹管顶管：开工日期：2009年09月30日
完工日期：2009年10月20日；
(4) 文明施工目标：保证文明施工工地，保证不对周围环境造成滋扰。
1.3施工前期准备
本两段顶管工程均为过河段，其中一段距离较长，地质条件较差，施工难度较大，施工前应做好充分的准备工作。
⑴顶管机械设备、管材进场准备及施工人员组织
针对地质特点和工程管材选定与之相适应的顶管掘进设备、顶管施工工艺，对顶管配套设备、设施进行检修及调试，使其保持在良好的待用状态；提前做好管材供应计划，将相应的管材技术参数以书面形式向管材生产厂交底；安排具有丰富顶管施工经验的班组进驻现场施工，施工前做好全面的技术交底和安全交底，确保有关劳动安全及施工技术教育，加强工人的劳动安全意识，提高施工技术水平。
⑵对顶管沿线地质情况进行核查
为确保顶管成功，需对顶管沿线的地质情况核查，进行补堪，加密钻孔密度，通过补堪资料与原地勘报告相比较，出具更详细、准确的河道内管道穿越地层情况说明和河床覆土情况说明用以指导现场施工和方案编制。
⑶编制专项方案、组织专项技术交底
施工前，在项目技术负责人的带领下集中有关技术人员仔细审阅图纸与相关资料，结合现场情况，编制详细的顶管专项方案用以指导施工，方案报送专家评审；并组织召开专题技术交底会，参加人员设计顶管施工的所有工种，认真做好技术交底工作。
⑷测量准备
a．井下高程点的设臵：
施工时地面高程点的导入采用悬挂钢卷尺法。
导入标高之前，首先在工作井的适当位臵埋设高程点，待稳定后进行高程导入。工作井的同一高程点进行三次独立导入标高，其互差必须在规定值以内（精度指标不大于3mm），然后将其作为顶管施工中高程控制的绝对高程点。工作井内的高程点必须大于2个，并在施工中要定期互相校对。顶进过程中高程测量可依靠工作井内的任一水准点作为后视高程点，校核激光束高程和已顶进管道高程。
b. 中心测量控制
直线顶管施工，首先将管道中心桩用经纬仪（精度2″）引入工作井两侧井壁上或支架上，作为顶管中心的测量基线，然后将其投入工作井内，将激光经纬仪安装在工作井靠近后背并在两侧顶镐架子中间稳定的位臵，（固定有独立的特制安装支架）通过调整使仪器强制对中点位于中线位臵，对出竖盘角度值使激光束符合设计坡度值。这样通过调整激光斑点与机头内测量靶中心重合，顶进过程中测量靶中心和激光斑点的偏离值即为顶管中心和高程的偏差值。此偏差值可通过顶管机内摄像头直接反映到地面操作台，作为顶管中心和高程控制的依据。定期校核激光束的位臵，使管子始终沿着设计轴线前进。
1.4顶管工作井与接收井
本工程顶管工作井与接收井均采用沉井结构，长洲泵站过河压力管顶管工作井为FWA1-02’,位于河西岸，井内净空尺寸为8.0×4.0m，接收井为FWA1-01’，位于河东岸，井内净空4.0×4.0m；锦涡过河倒虹管顶管工作井为WC1-222倒虹井，位于河东岸，井内净空尺寸为6.4×6.4m，接收井为WC1-221倒虹井，位于河西岸，井内净空尺寸为6.4×4.4m，倒虹井内隔墙待顶管完成后施工。
顶管工作井与接收井沉井施工方法详见本工程沉井施工专项方案，此处不再详述。
1.5顶管工艺与设备选型
针对本工程顶管段水文、地质条件特点，该两段顶管均采用封闭式顶管工艺，目前封闭式顶管工艺主要有三种：网格气压水冲式、土压平衡式和泥水平
衡式，此三种顶管工艺主要区别在于开挖掘进面的平衡形式与泥土运输方式上，本工程顶管管径较小（≤D1200mm），采用泥水平衡顶管工艺较为适宜。
1.5.1泥水平衡顶管工艺基本原理
泥水平衡顶管工艺基本原理是将已调成一定浓度和比重的泥水，通过送泥水系统送至顶管机头前挖掘面处，泥水在挖掘面上形成一层不透水的泥膜，可阻止泥水向挖掘面里面渗透，同时调节泥水压力来平衡地下水压力和土压力，达到稳定挖掘面的目的；顶管机头前进的同时刀盘切削土体，被切削下来的残土与泥水充分拌和后，由排泥系统输送至地面泥水分离设备进行处理，分离出的残土被运走，泥水再送入送水系统循环使用。
1.5.2泥水平衡顶管施工特点
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较大的条件下也可适用；
②可有效的保持挖掘面的稳定，对所顶管周围的土体扰动比较小，因此施工引起的地面沉降很小；
③与其他类型顶管相比，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土、砂土层表现得更为突出，适宜较长距离顶管；
④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危险的作业；可在大气常压下作业，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。
⑤泥水输送弃土的作业连续不断地进行，其施工进度快，能有效的保证工期。
1.5.3泥水平衡顶进系统
泥水平衡顶进系统主要由以下几部份组成：① NPD泥水平衡顶管机；②机内控制柜；③洞口止水圈；④环形护口铁；⑤马蹄形顶铁；⑥主顶油缸；
⑦主顶油泵；⑧激光经纬仪；⑨后背板；⑩基坑导轨；⑾油缸架子。
1.5.4泥水平衡进排泥系统
它主要由以下几大部份构成：①泥水分离设备（沉淀箱及分离器等）；②进水泵；③排泥管；④进水管；⑤基坑旁通；⑥流量计；⑦排泥泵；⑧进排泥泵控制柜；⑨进排泥软管；⑩流量调节器。
泥水平衡进排泥系统图
1.5.5顶管掘进机选型
针对地质特点，本工程两段顶管均选用目前较为先进的NPD型泥水加压平衡顶管掘进机施工，该型顶管机采用日本伊势机公司技术制造，配备进口刀具和减速机，可满足长距离顶管需要。同时该机对挖掘面的土压平衡控制精确，操作简易，施工过后的地面沉降很小，我公司已采用此机型成功的在珠海、东莞和广州等地的截污主干管工程中施工了数十公里，工程实际监测结果表明，施工过后的地面沉降量控制在-10mm~5mm范围内，效果较好。
NPD型泥水平衡顶管机采用一种新颖的多边形偏心结构，顶管机的刀盘和泥土仓均采用多边形棱体、且刀盘轴线与主轴之间有一个偏心距，本顶管机具有结构简单、轧碎卵石效率高、主轴、减速机泥水密封性能好，泥土仓内的高塑性粘土不易堵塞等优点。
本顶管机是一种土压平衡和泥水平衡的双重平衡顶管机，切削下来的泥土在泥土仓内形成土压的塑性体，以平衡土压力；另外，在泥水仓内建立高于地下水压力10~20Kpa的泥水压力，以平衡地下水压力；同时，把进水添加粘土等成分的比重调整到一定范围内，可以在挖掘面是砂的土质中形成一层结实的不透水泥膜，此时的泥水压力又可以同时平衡地下水压力和土压力，所以该型顶管机施工过后的地面沉降很小。
该机型还具有以下优点:
①采用进口减速机，噪声低、寿命长；
②纠偏油缸有行程仪指示其伸出长度，机头俯仰有倾斜仪，机偏转（滚动）有偏转仪，对机头的行进状态可一目了然，便于控制。从而也确保了顶进质量，即可精确控制其高程及左右偏差；
③具有破碎120粒径、单轴极限抗压强度≤20Mpa卵石的能力；
④由于隔栅板是跟随刀盘一起旋转的，所以，粘附在隔栅板中的粘土会被泥土仓壳体的每一个边刮掉，再当其转到进水管附近时相嵌在隔栅板中的粘土又可被进水冲洗掉。因此，NPD多边形偏心破碎泥水平衡顶管机能适应各种土
质，尤其是一般泥水平衡顶管机不能适应的粘土；
⑤地面操作式，用电视摄像系统监视顶管机内状况，各类参数的表示和操作通过电气控制系统实现，使操作员远离机头；
⑥ 采用计算机表示和记录所有数据并作分析。计算机系统为独立系统，以防止万一故障时不影响正常顶进作业。
NPD 型顶管机图片
顶管掘进机主要性能参数表
1.5.6泥水平衡顶管工艺流程图
1.6顶管配套设施、设备
⑴基坑导轨
基坑导轨是由两根平行的钢结构焊接在轨枕上制成的，其作用主要有两点：一是使推进管在工作坑中有一个稳定的导向，并使推进管沿该导向进入土中；二是让环形、弧形顶铁工作时能有一个可靠的托架。
本工程基坑导轨选用I30b工字钢，为了提高导轨的耐磨性和强度，在导轨的上加筋板。两导轨平行、等高，与混凝土基础中预埋钢板焊接。
⑵钢后背
为增大后背强度和抗力，在工作井后背方向加设一块3.0m×3.0m的钢后背，钢后背采用厚20mm和厚30mm的钢板焊接加工而成，钢后背必须保证垂直，钢后背厚300mm。
⑶主顶油镐、油泵及油镐架
为确保管道受力均匀并提供足够的主推力，主顶配备4台二级等推力液压油镐，行程3500mm，单缸推力为200t，总推力为4×200=800t。
最大主顶动力系统采用2台CY14-1B型（额定容量25L、额定压力31.5MPa）的柱塞式高压油泵并联控制，其中一台使用变频调速机。当不使用中继间时，开一台油泵顶进速度可在62mm/min~124mm/min调正；当使用中继间时，主顶系统只起跟进作用，两台泵同时开跟进速度为186mm/min。
油镐架采用[20槽钢焊接制作，顶镐的布臵应满足合力点的方向与管道轴线方向一致。
⑷顶铁及护口铁
为满足顶管出泥需要，顶铁选用一1.2m长块马蹄形顶铁，同时为确保管体安全，使管体端面传力均匀，采用1块圆形钢护口铁（厚30cm）。
⑸进、排泥管
进水管与排泥管均采用φ114×4mm无缝钢管制作，每节长度4m，接头处采用活动卡环连接，卡环内设臵止水胶圈；为满足长距离顶管施工，考虑给每套
顶管设备准备总长1000m的进排泥钢管；部分施工点位于道路上，距离水源及排泥位臵太远，需沿途安装引水管和排水管，管材可采用φ150mmPVC管，6m长一节，管与管之间用螺栓、法兰连接，过交叉路口段采用φ150×6mm钢管铺设，并设臵缓坡道，根据现场实际情况，每套顶管设备配备引水管和排水管长度各1500m，共3000m，隔200m左右设臵一台6寸接力渣浆泵。
以上⑴～⑸配套设施、材料详见附图3：顶管配套设施结构图。
⑹泥水箱
为保证顶管进水和排泥流量，现场设臵进水蓄水池、排泥沉淀池，蓄水池与沉淀池采用钢制箱体结构，便于现场搬运和安装，两池之间采用DN200钢管联通，使沉淀后的泥浆能够循环利用，其结构详见附图4：泥水箱结构图。
⑺工作井吊装设备
顶管工作井吊装采用25t汽车吊车或自制门式吊装行车（载重5t），自制门式吊装行车结构及布臵另见专项方案。
⑻止水洞口
顶管过程中，无论是出洞还是进洞，管道和洞口之间都必须有一定的间隙。为保证顶管机进出洞时泥浆和地下水不从顶管机外壳周围涌出，需在顶进方向安装洞口止水装臵。
洞口止水装臵安装在在工作井与接收井沿管线方向的侧壁预留洞上，该预留洞的直径应比顶管机外径稍大（约10cm），其由预埋螺栓、钢压环及橡胶圈组成。具体形式详见附图7：止水洞口结构图。
1.7顶管进、出洞口土体加固措施
顶管机进出洞口是关键工序，由于顶管机重量大，在软弱地层中顶进，为防止顶管机在出洞时产生“叩头”现象，需对洞口外土体进行固化处理，同时还要有良好的止水效果，防止洞口开启时泥沙涌入井坑内，造成危险，采用高压旋喷桩加固洞口周围土体。
旋喷桩平面布臵：在洞口位臵布臵三排密扣旋喷桩，单桩有效桩径φ500mm，
桩与桩搭接150mm，中心间距350mm，梅花桩布臵，加固宽度比预留洞口每边多出1.0m的范围，之后沿管道方向布臵五排独立桩，起到承托机头的作用，每排布臵三棵桩，管道中心线布臵一棵，两边对称各布臵一棵，桩与桩之间纵横间距为800mm。
旋喷桩加固范围：加固深度从地面至管外底以下4米，采用通长实桩结构。
旋喷施工：旋喷压力控制在20MPa左右，桩径φ500mm，水泥用量250kg/m，桩体单轴无侧限抗压强度0.8MPa ，垂直允许偏差1.5%。
具体加固形式详见附图1：顶管进出同口加固布臵图。
1.8顶管施工布臵
1.8.1工作井井区布臵
顶管工作井在完成进出洞口加固后布臵。
⑴施工平面重点考虑的因素：
①发电机组；②存在及下管；③触变泥浆设备；④泥水分离设备；⑤现场办公室；⑥交通；⑦生产用水；⑧施工道路；⑨场地排水。
⑵施工平面布臵原则：
少占地，满足顶管需要，便于管理，减小噪声影响和场地环境的破坏。工作井上的设备如下：
①在工作井轴线与顶进方向垂直，根据不同的管径设臵不同吨位的龙门吊。
②设配电间，无木四防工棚搭制。
③设触变泥浆搅拌、储存、输送设备。泥浆拌和每天只需2小时，封闭设臵。
④设泥水分离设备和泥水沉淀池，之间连接管采用6寸钢，沉淀池用钢板制作。
⑤设臵现场临时材料库，主要用于存放施工电缆、五金材料及设备配件等。
具体布臵详见附图2：工作井区平面布臵图。
1.8.2管内断面布臵
以实例说明管内断面布臵，DN1200顶管管内管线种类见下表：
管内布臵管线表
继间位臵钢管设伸缩节，电缆做余线、塑料管做波纹管、油管做胶管。
以往施工中管线布置
1.9顶力计算
本工程基于以下三个原因考虑使用触变泥浆减阻：
I.减少顶管管道的轴向应力；
Ⅱ. 泥浆做护套避免外管壁的磨损；
Ⅲ. 纠偏时因有泥浆空隙，减小管道的椭圆度变形。
锦涡倒虹顶管段距离较短，顶进时采用注浆减阻措施，不考虑采用中继间，本次重点计算长洲泵站过洪屋涡水道段顶力情况，以合理布臵中继间设备，顶管距离287.1m ，管外径φ1232mm ，壁厚16mm ，管节长度4.5m/节。
顶力计算公式如下：
F P Lf D P +=π
式中：P ——计算的总推力（KN ）；
D ——管道的外径1232（mm ）；
L ——管道的计算顶进长度287.1m ；
f ——采用触变泥浆减阻，每米长管子阻力f 取最大12 kN/m 2； P F ——顶进时，顶管机的迎面阻力（KN ）。
其中： ()24c w e F B p p p P π?++=
式中 F P ——初始推力，既迎面阻力；
e p ——土仓内的土压力（KPa ）,由于覆土较深，内摩擦角和c 值
都比较小，所以e p 宜取大一些，e p =150kPa ；
w p ——地下水压力（KPa ），w p =80 kPa ；
p ?——附加压力（一般为20KPa ）；
c B ——机头外径，1260 mm 。
F P =（150+80+20）×π/4×1.262
=312（kN ）
P=1.23×3.1416×287.1×12+312
=13625 kN
≈1390 t ＞640 t （800t ×0.8）
计算结果表明，当管道一次顶进287.1m 时，应采取增加中继间办法减小顶
力。
1.10 中继间
为确保施工安全和顺利推进，采取在施工管道内加设中继间来减小顶力，实行分段顶进。
1.10.1中继间结构
考虑到本工程一次顶进距离很长，中继间结构的耐磨损性能要求高，密封防水效果好。因此，选用双气囊组合密封式钢制中继间，其主要特点：
① 整体结构刚度大、加工制作精密，可提高总推力，减少中继间的使用数量，提高施工速度；
② 密封装臵可调节、可组合、
可在常压下对磨损的密封圈进行调
换，中继间密封装臵由左右两组复
合密封组成（见右图），图中两组复
合密封均由外圈的耐磨环和内圈的
充气环组成，充气环上设有充气管，
只要向充气环内充气或使充气环内
保持一定的气压，耐磨环就会紧贴
中继间的壳体行成一道可靠的密
封，即使是耐磨环有些磨损或中继间的壳体有些变形，该密封装臵都会自动加以补偿。
在平时的使中，只向左边的充气环内充气，中继间就可以正常工作。如果左边的耐磨环损坏需要更换时，才向右边的充气环内充气，然后把左边的充气环内的气放光，把中继间油缸回缩，拆去左边的法兰就可更换耐磨环了。
更换工作结束以后，须向左边的充气环内充足气后才能把右边的充气环内的气放光，然后再按前述的方法继续使用中继间。
中继间油缸的行程为500mm ，内部设臵8个中继间千斤顶，
单个千斤顶推力中继间组合密封结构图
达100t，总推力100×8=800t，中继间千斤顶在断面两侧均匀布臵，中继间采用集中统一的控制方法控制，中继间使用前，按钢管防腐要求进行外防腐处理。
②中继间的布臵
中继间安装的位臵应通过摩阻计算，其第一组中继间主要考虑顶管机的迎面阻力和部分的管壁阻力，应留有较大的安全系数，其他中继间则考虑克服管壁的摩阻力，可留有适当的安全系数，过河钢管顶管段共计划布设5个中继间分段顶进，中继间的布臵情况：第一个中继间在机头后75m左右位臵，然后每间隔50m设臵一个中继间，即在顶进125m、175m、225m、275m左右位臵。
③中继间的使用
中继间放入基坑后，认真检查各项工作部件是否正常，安装完毕后进行试顶。对中继间的使用进行编组作业，从顶管机头向后按程序依次将每段管节向前推进，当一组千斤顶伸出时，其他中继间保持不动，在所有中继间依次完成顶伸后，主顶千斤顶完成最后顶进作业。
④中继间拆除
管道贯通后，从前往后逐步拆除中继间，中继间内部拆除的油泵、千斤顶等设备，割除突出的钢构件、钢板，在中继间空档内浇制填充钢筋砼，中继间外壳留臵土层中，砼浇筑厚度与管壁齐，采用C40、S6高强度混凝土，布臵φ18@100双层、双向钢筋，并在混凝土初凝前安装内衬PVC胶板材料。
1.11顶管准备工作
⑴轨道及顶进后背安装
安装导轨，测量中心、高程误差在±3mm之内。
安装后背铁，并检查后背铁端面与导轨垂直度小于3%，检查顶铁接触面接触有无缝隙，有缝隙调正到无缝隙为止，导轨形式见图3中基坑导轨示意图。
⑵机头组装
机头就位前：机头在工厂验收合格后运至现场可进行安装，在导轨上先放机头滑动支架。
用吊车把机头整体调到基坑导轨上，用千斤顶、垫铁调正机头，使机头中心误差在±2mm，中心误差在±3mm。
在机头后装第一节管，安装标准同机头。
接通自控系统，检测倾斜角、姿态仪、纠偏千斤顶、实际数值与计算机显示数值是否相符，如不符调正计算机显示数值。
⑶泥水分离系统调试
安装好地面泥水泵和排泥泵，安装好工作井内排泥泵及管线，开动输泥泵和变频调速排泥泵，检查泥路循环是否正常。
⑷工作井顶进系统调试
工作井油路、泵、千斤顶安装完，装好油，工作井顶进系统接入自控系统，检查顶进速度控制情况，并调正顶进速度。
⑸供电系统
发电机、配电柜、电缆，分别作绝缘、耐压试验，发电机最好做负荷试验。
⑹工作井内高程、中心桩校核。
1.12管道顶进
⑴初始顶进
顶进准备工作完成后，开始初始顶进。初始顶进在顶管工作中起着很重要的作用，一要穿过工作井洞口，在这过程中保证洞口结构不被破坏，同时泥水不进入顶坑；二要保证
高程、中心偏差最小，为正常顶进打下良好的基础。初始顶进长度、机头和第一节管约15m。
①初始顶进速度控制
顶进用工作井顶进设备进行速度控制，分为两个部分，机头入洞阶段速度控制在3~5mm/min，此阶段重点是找正管子中心、高程，偏差控制在±5mm之内，所以速度不要太快。
②初始顶进泥水控制
顶进时泥水流量控制在1.4~1.5m3/min，泥水容重γ=1.2。泥水作用润滑刀、切削杂物泥水带出，此时泥水分两部分流出，一部分由机头外流入集水井，集水井设4吋泥浆泵排入泥水分离装臵；另一部分由机头出泥管排入泥水分离装臵。
⑵顶管机正常顶进
①顶进主要参数
泥浆在整个顶管过程中起着关键作用，泥浆的压力、浓度影响挖掘面的稳定性。泥浆浓度流量影响到切削下土体能否正常送到地面。泥浆配比要在优选货源的前提下优化配比，并能根据土质变化及时变化。
泥水初定参数：
泥水比重 1.15t/m3
泥水仓压力 245KPa
泥水流量 Q1≤0.65m3/min
排泥流量 Q2≤1.07m3/min
机头顶进速度设定100mm/min，如要加大顶进速度，在保证泥水仓泥压的条件下，要先加大泥浆流量，再计算顶进速度，否则排泥管会堵塞。流量计设定
1.07m3/min。
②顶进操作程序
a. 无中继间时顶进
启动刀盘系统；
启动输泥管和排泥管道泵，泥路循环，自控系统调正管路压力，使压力达到设定压力并稳定；
机头顶进：当没加中继间时，工作井顶进千斤顶设定顶进速度100mm/min，如加中继间，中继间设定顶进速度100mm/min。同时，流量计测量流量，调整工作井变频泵，使排泥管流量保持在1.07 m3/min。压力计测量压力，控制电动阀的开启度，保持泥水仓压力。
b. 中继间顶进操作程序
顶进时先起动中继间，顶进到1000mm后，将中继间停止工作，起动主顶站千斤顶，靠主顶站的推力使管道前进并使中继间千斤顶回位，顶进1000mm后停顶，重复以上程序，直到管顶进完。
顶进同时，打开电动阀Z3，关闭电动阀Z1、Z2，保持泥水仓压力。同时泥水冲洗排泥管，刀盘不停旋转，因没顶进也就不切削土。
c. 下管时的操作程序
打开基坑傍通阀门，保持泥水仓压力，同时打开冲洗阀门冲洗排泥管路；
全部中继间停止顶进，停止油泵；
机头刀盘停转；
待排泥管路冲洗干净后，停止输泥泵、排泥泵；
关闭触变泥浆、输泥管、油管、排泥管阀门。拆除工作井管接口各种管线、电缆，管内应急灯工作。
下管对口。
⑶顶进测量控制
初始顶进后500mm，顶进测量开始，测量仪器使用日本TOPCON GTS-222型全站仪，每顶进300mm做一次中心、高程记录，并及时向技术负责人汇报，以便采取措施。
每次下管后对工作井中心线校测，同时人工测量机头后第一管口、第二管口中心、高程，与计算机中记录数据对照，同时绘制机头、第一节管、第二节管中心、高程测绘曲线，作为纠偏方案的依据。
⑷管道纠偏
本工程使用的顶管机带自动纠偏功能，纠偏原理是：全站仪发出不可见光，到机头中心光靶，光靶把偏移反应到控制台，控制台控制纠偏千斤顶工作。全站仪测量高程、中心误差百万分之二，顶管机纠偏误差2cm之间。就顶管机本身而言，高程、中心控制在±30mm是没问题的，但我们以往的经验是，机头走
机头线路，管子走管子线路，即机头与前进方向倾斜前进，这种现象更为严重。
当机头纠偏时，机头前进产生的侧向压力N的分力要克服土体对管子的约
束力，如土体是原状土，约束力会很大，土体被触变泥浆臵换，触变泥浆是胶
体，约束力很小，管子比较容易纠偏。
若发现管道有错口或变形现象，立即加设厚16mm宽50cm的钢制内胀圈，
以防止错口和变形加大，内胀圈为可调结构，其与管子接触面设臵柔性垫层，
保护管材不受磨损。
⑸触变泥浆减阻
当机头全部进入后封闭后，开始由机头向管外壁注触变泥浆，使管外壁形
成泥浆套，起到减阻、润滑作用。
①泥浆配制
泥浆配制主要材料为膨润土，在货源上优选颗粒细、胶质价高的膨润土，
在制作过程中，搅拌充分均匀，为了使膨润土充分分散，泥浆拌和后停滞时间
在12h以上。膨润土运到现场后分批测得膨润土的胶质价，然后按下表配制泥
浆（重量比）。
触变泥浆配表表5
顶管机尾部设臵一节注浆特殊管，管内设臵三道注浆孔，每道断面上布臵5
个注浆孔，孔相互交错，确保浆液能均匀分布，形成完整有效的触变泥浆套。
同时机头紧后3节混凝土管节均设有触变泥浆注入孔，再往后每隔1节（即每
5m）设臵一道注浆孔，每道设臵3个注浆孔，沿管道断面1200均布，注浆孔采
泥水平衡顶管施工工法.doc
泥水平衡顶管穿越施工工法 冯大永倪宏源曾士伟历明马鹏程 1.前言 随着管道建设的发展，管道在穿越高速公路、铁路、建筑物等特殊地段时，传统的人工掏土顶管施工，因易坍塌、效率低、受周边环境制约等缺点越来越不适合于现场施工，泥水平衡顶管施工属于机械化、长距离顶进施工技术，在我国近年来逐步得到推广和应用，泥水平衡顶管施工则切实解决了施工中受地形限制、顶管长度限制、施工安全、环境污染等传统顶管存在的各项问题。本工法对施工技术操作要求较高，主要体现在对顶管设备操作、排泥系统的操作、注浆系统的操作都比较严格。 泥水平衡顶管的主要设备有：泥水平衡顶管机、主顶设备、测量设备、电气控制系统、泥水处理设备、压浆系统等。 2.工法特点 2.1 该工法层次清楚，操作简便，运行可靠，便于掌握，可以对复杂的地下情况作出快速反应。
2.2顶管在地面操作，安全、直观、方便。 2.3适用土质范围广，软土、粘土、砂土、砂砾土、硬土均可适用。 2.2施工精度高，上、下、左、右可纠偏，最大纠偏角度达2.5°，并可作较长距离顶进。 2.3对管体周围的土体扰动较小，地面沉降小，道路交通及构筑物相对安全。 2.4操作坑内施工环境较好，采用泥水输送弃土，没有吊土、搬运土方，施工无安全风险。 2.5施工噪音小，对周围的环境影响小。 3.适用范围 泥水平衡顶管施工工法适用于各种粘土、粉土、砂土和渗透系数较大的砂卵石，也适应强风化岩等恶劣地质条件下的石油管道、室外给水、排水、电力及其它适用于顶管施工的管道工程。 由于泥水平衡顶管顶距长，只要控制好降水措施，就能很好控制地面隆沉、施工安全等特点，并可适用于各类复杂地质条件，因此像穿越重要公路、铁路、建筑物等特殊工程地段、穿越砂层、淤泥质土等特殊地质构造地段应用泥水平衡顶管施工工法，可达到良好的效果。 4. 工艺原理 泥水平衡式顶管机是利用泥水压力来平衡顶进工作面上的水压力和土压力，采用机械掘进技术。工艺原理为：当接通机头刀盘电动机的电源开关时，刀盘就被驱动并以均匀速度对土体进行切削，刀盘可以根据土压自动前后移动，在顶进中起机械支撑开挖面的作用，维持挖掘面的土压。通过刀盘切削，将相当于管子顶入土壤同体积的泥土进入泥水仓，土将相当于管子顶入土壤同体积的泥土进入机头泥水仓内，由供水管向泥水仓内供水，泥土在泥水仓内与泥水混合成泥浆后，再由排泥管道排到泥浆池，泥浆经沉淀或分离后泥水可重复利用，残渣外运；掘进过程通过调节循环水压力用以平衡地下水压力。在切土、排泥时同步采用等压油缸持续顶进套管，同时通过机头内设置的4处纠偏油缸进行纠偏，在顶进过程中，加注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。
泥水平衡顶管施工方案
工作井施工完成后，开始顶管施工，针对施工地区的土质情况，我方计划采用泥水平衡顶管 施工方案。 1、泥水平衡顶管施工工艺 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，采用复杂的泥水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5cm内的偏离精度。 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是YX-2000型和YX-1800型泥水平衡顶管机。主要参数如下： 1 尺寸 外径（mm）：2420 全长（mm）：4300 重量（T）：25 2 切削刀盘 电机功率（KW）：74 转矩（KN.m）：470 转速(r/min)：1.5 ɑ=3.32 3 纠偏油缸 数量（个）：4 每个推力（KN）：1072
机械式土压泥水平衡顶管施工方案
D1800钢管顶管施工方案 一、概述 本次①1800顶管工程是南京市城东污水处理系统07标段污水收集系统中的一个重要组成部分。 本段①1800顶管施工具体长度如下： 1. B15#井?泵站①1800钢管，顶进长度m。 2. B15#井?B16#井①1800钢管，顶进长度约m。 3. B5#井?B16 #井①1800钢管，顶进长度约m。 由于顶管施工均在运粮河及秦淮河侧进行，并且要穿越运粮河河道，所以施工比较复杂。 顶管施工覆土较深，顶进距离较长，对施工有影响的建（构）筑物尚未拆除，因此顶管施工的难度较大。 本项目共有段顶管，全长约M，管径为①1800钢管。 本工程钢管顶管采用机械式土压泥水平衡顶管掘进机进行施工
、顶管工艺流程图三、顶进掘进机选型 本工程经过反复方案论证，最后确定选用D1000机械式土压泥水平衡顶管掘进机。 机械式土压泥水平衡顶管掘进机是一种刀盘可伸缩的掘进机，操作可以在基坑内或地面操纵室内进行的，即Telemole掘进机。 掘进机前壳体的前端是刀盘，在刀盘的后面就是泥水仓。刀盘是由电动机通过行星减速器减速以后再驱动的。刀盘可在泥水仓前后移动。刀盘上有二至四个矩形槽，槽内安放着可以前后伸缩的刀排和刀头。刀排向前伸时，可以切削土体，同时被切削下来的土从刀头与刀盘之间的空隙进入泥水仓内。在刀盘的面板上还散布着一个个固定的刀头。该刀头是在槽内刀头缩回后切削土体用的。在刀盘边缘还有几把边缘刀头，该刀头能在校正方向过程中把掘进机边缘的土挖净，使掘进机的方向容易校正。在平时，不进行方向校正时，该刀头可把掘进机前方的土挖成与掘进机壳体一样大小的洞，使掘进机顶进过程中，不使刀盘受挤压的力过大而影响平衡的力。在土质条件比较硬的情况下更是如此。在前后壳体之间有纠偏油缸，在掘进机下部平行地安装着两根管子为进、排泥管。
泥水平衡顶管施工专项方案
泥水平衡顶管施工专项方案 （一）施工前期准备 ⑴顶管机械设备、管材进场准备及施工人员组织 针对地质特点和工程管材选定与之相适应的顶管掘进设备、顶管施工工艺，对顶管配套设备、设施进行检修及调试，使其保持在良好的待用状态；提前做好管材供应计划，将相应的管材技术参数以书面形式向管材生产厂交底；安排具有丰富顶管施工经验的班组进驻现场施工，施工前做好全面的技术交底和安全交底，确保有关劳动安全及施工技术教育，加强工人的劳动安全意识，提高施工技术水平。 ⑵对顶管沿线地质情况进行核查 为确保顶管成功，需对顶管沿线的地质情况核查，进行补堪，加密钻孔密度，通过补堪资料与原地勘报告相比较，出具更详细、准确的河道内管道穿越地层情况说明和河床覆土情况说明用以指导现场施工和方案编制。 ⑶编制专项方案、组织专项技术交底 施工前，在项目技术负责人的带领下集中有关技术人员仔细审阅图纸与相关资料，结合现场情况，编制详细的顶管专项方案用以指导施工，方案报送专家评审；并组织召开专题技术交底会，参加人员设计顶管施工的所有工种，认真做好技术交底工作。 ⑷测量准备 a．井下高程点的设置： 施工时地面高程点的导入采用悬挂钢卷尺法。 导入标高之前，首先在工作井的适当位置埋设高程点，待稳定后进行高程导入。工作井的同一高程点进行三次独立导入标高，其互差必须在规定值以内（精度指标不大于3mm），然后将其作为顶管施工中高程控制的绝对高程点。工作井内的高程点必须大于2个，并在施工中要定期互相校对。顶进过程中高程测量可依靠工作井内的任一水准点作为后视高程点，校核激光束高程和已顶进管道高程。 b. 中心测量控制 直线顶管施工，首先将管道中心桩用经纬仪（精度2″）引入工作井两侧井壁上或支架上，作为顶管中心的测量基线，然后将其投入工作井内，将激光经纬仪安装在
泥水平衡顶管的施工工艺
泥水平衡顶管的施工工艺 摘要：泥水平衡法是一种常见的顶管施工方法，在市政道路排水管道综合管线 施工中发挥着很好作用，本文主要介绍泥水平衡的施工工艺及方法。 关键词：泥水平衡；顶管；工艺 一、主要特点； 1.本工艺主要是利用泥水压力平衡地下水压力，同时它也平衡掘进机所处土层的土压力，适用的土质范围比较广。 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，与其他类型顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土层体现的更为突出，较适宜于长距离顶管。 3.工作坑内的作业环境比较好，作业比较安全。 4.由于泥水输送弃土的作业是连续不断地进行的，作业时的进度比较快。 5. 泥水平衡顶管施工具有低噪音、震动小等特点。 二、施工工艺 （一）顶管施工工艺流程图 （二）施工前的准备工作 1、进行施工测量和现场放线工作，做好定位点控制。 2、进行顶管所用设备的加工制作。 3、进行施工技术交底工作。 （三）工作井与接收井施工 1、测量放线 依据建设单位给定的书面通知文件、测量控制网以及设计施工图纸，测设工作井，接收 井及管线位置和高程，确定井开挖区域和管线轴线。测量操作执行国家规范《城市测量规范》（CJJ/T8-2011）。 2、工作井及接收井施工方法 1、施工放样：确定开挖位置及基坑长度与宽度。 2、根据放样及平面布置图安设围挡、确保安全。 3、为避免地表水软化坡肩，有效排泄边坡渗水，在坡顶设一道300*300砖砌排水沟截断地表水，在基坑开挖前要疏干地表已有积水，采取有效措施保证地表水能顺畅排泄，不发生 积水，以防基坑塌方。 4、为确保施工安全，土方开挖必须严格遵循分区分层分段，适时兼顾综合平衡的原则。 一般每次开挖80cm左右，即进行护壁，如果遇有流砂等应适当减少开挖深度，一般不超过 30cm及时进行护壁。 5、工作坑、接收坑严格按图纸规范要求和施工方案进行施工支护。 6、工作坑、接收坑井口均高出原地面30cm。 （四）顶管工作井内设备安装 1、导轨安装：导轨安装前要先复核高程、轴线，确保导轨的高程、轴线位置准确。导轨 定位必须稳固、正确，在顶进中承受各种负荷时产生位移、变形、沉降符合设计规范要求， 导轨坡度应与管道设计坡度一致。 2、下管、顶进、出土和挖土设备： 采用吊车下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用泥水平衡顶管掘进机作为挖土设备，用泥浆泵作抽排泥浆设备。 3、照明设备：井内使用电压不大于36V的低压照明。 （五）管道顶进 顶管工作坑完成并达到管道顶进要求后即开始顶管施工。 1、引入测量轴线及水准点
泥水平衡顶管施工工艺
针对本项目的特性技术方案简述 目录 施工技术篇 一、工程概述 二、总体施工部署及施工思路 2.1 初步施工安排 2.2 总体计划 2.3 工程管理目标 2.4 施工的前准备工作 2.5 施工组织管理 2.6 项目施工总体思路及工艺 2.7 施工总平面图布置规划 三、重点、关键和难点工程的施工方案、工艺及其措施简述 3.1 重点、关键和难点工程分析及应对措施 3.1.1 城市中心区的和谐施工 3.1.2 交通疏解、管线改迁及征地拆迁对工程前期推进影响大 3.1.3 盾构始发与到达施工难度大 3.1.4 基坑安全施工 3.1.5 顶管施工重难点分析及应对措施 3.1.6 泥水盾构刀盘、刀具设计 3.2 本项目主要工程施工方案及工艺简述 3.2.1 竖井（工作井）施工 3.2.2 顶管施工 3.2.3 盾构施工 3.2.4 管道功能性试验 3.2.5 其他附属及机电安装工程 四、交通疏导方案规划 4.1 交通疏导原则及规定 4.2 交通疏解实施程序
4.3 交通疏解方案 五、地下管线及其他地上地下设施的保护加固措施 5.1 地下管线保护措施 5.2 建构筑物保护措施 六、施工保障措施 6.1 施工质量保障措施 6.1.1 质量目标 6.1.2 质量保证体系 6.1.3 质量保证制度 6.1.4 主要工程施工质量控制措施 6.2 施工安全保障措施 6.2.1 安全目标 6.2.2 安全保证体系 6.2.3 安全保证制度 6.2.4 主要工程施工安全控制措施 6.3 应急预案 6.3.1 应急救援中心的职责 6.3.2 信息报告及处理 6.3.3 应急决策及响应 6.3.4 应急救援的资源配置 6.4 文明施工及环境保护措施 6.4.1 管理体系 6.4.2 文明施工措施 6.4.2 环境保护措施 七、本项目拟配备的机械设备情况
顶管专项施工方案(泥水平衡法)
第一章编制依据和工程概况 一、编制依据 1、广州市净水有限公司所提供设计图纸、招标文件； 2、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）； 3、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008） 4、《市政排水工程质量检验标准》CJJ-90； 5、《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836-2009）； 6、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005 7、《顶管施工技术》余彬泉、陈传灿编著人民交通出版社 8、国家有关法律法规及广东省人民政府、地方人民政府及其所属有关部门在施工安全、工地治安、人员健康、环境保护及土地租用等方面的具体规定和标准。 9、建设同类及类似工程的施工经验及用于本合同段施工队伍的施工设备和技术力量情况。 二、工程概况 本工程拟建设污水管道约2.893km，主管管径D500～D1000管道，限流管管径D300～D400，管材主要为：DN500采用HDPE管，倒虹管采用钢管，顶管采用Ⅲ级钢筋混凝土管，其余采用Ⅱ级钢筋混凝土管。施工方案为明挖和顶管结合施工。 顶管工作段为WC22～WC25长113米，WC25～WC29长164米。 顶管矩形工作井尺寸为7米×4.9米，圆形接收井尺寸为7米。 根据设计图纸顶管共2段共设顶管工作井1座，接收井2座，工作井设于WC25，接收丼设于WC25、WC25。 地质情况：根据地质报告中间成果，详见附件：钻孔柱状图 本工程顶管方式采用泥水平衡法。 第二章工程特点和施工前的准备工作 一、工程特点 1、本工程平面位置按排水工程管道走向依次布置，施工线路较长，施工放线及结构的模板、钢筋施工的方案必须周密，重点控制。 2、由于本工程为全现浇钢筋混凝土结构，因此混凝土质量直接关系到结构的安全和质量情况，因此必须确保混凝土的工程质量。 3、本工程施工历经雨季，所以抓好雨季施工是重点。 4、本工程施工场地要根据工程施工需要迁移，在每相临两座工作坑之间进行流水施工是本工程的施工特点。 5、本工程顶管位于挖方区，埋置较深。 二、施工前的准备工作 1、进行施工测量和现场放线工作。 2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树木及附近房屋等的准确位置。 1 广东省金信路桥有限公司 第1页
泥水平衡顶管施工组织设计方案
泥水平衡顶管施工组织设计 一、工程概况 本工程为顶管工程。采用Φ800顶管，总长为m，管中心标高-6.20～-27.72m。土质由标高为m的土到m的土。 二、顶管方案 1、机头选型 本工程由于一次顶进距离较长，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以住施工经验，决定采用日本ISEKI公司生产的UNCLEMOLE型TCZ600具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机。 ①具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机有多种形式。 其基本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的15%～20%。 刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。 另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。 一般情况下，刀盘每分钟旋转4～5转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达20～23次。由于本机有以上这些特殊的构造，因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的，破碎的最大粒径可达掘进机口径的40%～45%之间，破碎的卵石强度可达200Mpa。 本掘进机的优点是： A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置（DESANDMAN）成套化。 B、带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎小于外径30%，一轴强度196Mpa（2000 kg/cm2）的砾石。 C、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。 D、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。 E、该机由一人在地面遥控操纵即可。 F、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有ISEKI专利的RSG双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内！ G、使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。 H、泥水分离装置DESANDMAN是一种密封性好，操作灵活的分离系统，且能节省安装空间。 此机型在现今使用较广，我们有着成功施工经验、技术成熟、可靠，对土层扰动少的特点。偏心破碎泥水平衡顶管掘进机是根据含水量较高的沙砾土而专门设计的。因此特别适应本工地基顶管的施工。 2、平面布置、井内布置及管内布置 2.1在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间、冷作间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。 2.2现场布置采用8t汽吊，设备进场时，采用16t汽车吊车。 2.3管道顶进时，起吊设备采用跨距为14m的龙门行车（起重能力为30t），行车导轨与顶管中心线应平行铺设，并与管中心左右对称。 2.4井内布置
泥水平衡顶管施工专项技术方案设计
坪山河流域水环境综合整治工程- 墩子河综合整治工程 顶管工程安全专项施工方案
XX市金河建设集团XX 2016年3月28日
目录 第一章编制依据及原则 第一节编制依据 (1) 第二节编制原则 (2) 第二章工程概况 第一节工程简介 (2) 第二节环境与地质条件 (3) 第三节顶管工程量 (5) 第四节实施目标 (6) 第三章施工总体部署 第一节临时设施安排及施工准备 (6) 第二节设备、人员、材料安排 (7) 第三节施工准备工作计划 (7) 第四章工程施工方案与工艺 第一节工作井（沉井）施工 (11) 第二节施工工艺流程 (20) 第三节顶力计算、最大顶距确定 (23) 第四节后座墙 (25) 第五节泥水系统、水压控制、注浆量的计算 (27) 第六节操作控制系统 (29) 第七节进出洞和机头吊装措施 (30) 第八节顶管施工过程中应注意的问题 (32) 第九节顶管施工测量及方向控制 (32) 第十节施工用电方案及作业人员安全措施 (34) 第五章建筑物及地下管线保护措施
第一节工程施工中需采取的保护措施 (36) 第二节施工过程中地面变形控制措施 (36) 第六章质量标准与控制 第一节质量标准 (36) 第二节顶管施工质量要求 (36)
第三节质量保证的技术措施 (37) 第七章安全生产与文明施工 第一节安全管理目标 (37) 第二节现场安全管理措施 (37) 第八章雨天施工措施 (40) 第九章应急救援预案 第一节应急预案的方针与原则 (40) 第二节应急预案工作流程图 (40) 第三节明挖深基坑开挖存在的危险因素及预防、应急措施 (41) 附表1 使用设备一览表 附表2 主要机械设备和测量检验设备配备表 附表3 劳动力计划表 附图顶管工程平面图 附图顶管施工进度计划横道图
泥水平衡顶管施工方案
透系数大，物理力学性质差。因此，我们选择一种较先进的全封闭机械顶管掘进机――TLM泥水平衡掘进机。 该机具有沉降控制精度高，顶进速度快等特点。
进浆管排浆管 进浆泵 泥水处理器泥浆箱进浆泵 机内旁通 1.2 主顶进系统设置 主顶进系统由油缸组、顶进环、钢后靠及液压泵站等组成，其主要功能是完成管节顶进，是顶管设备系统的主要组成部份。 ①油缸组 油缸组由4只油缸分两列左右对称布置，每列各2只油缸叠积而成，并用可分式结构的支座固定，用联接梁连成一体。 油缸选用国产的双冲程、双作用等推力液压千斤项，每只油缸最大推力为2000kN，装备最大推力为8000kN，满足顶管最大允许顶力的要求。油缸行程3.5m，因此长度 2.5m的管节可一次连续顶进完成，无须再设垫块，提高了工效，并减轻了劳动强度。 ②液压泵站
选用2台A2F28RP2斜轴式柱塞油泵，配备Y200L—6型电机。通过调速阀可改变油泵的流量，据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速。以满足开挖面土压平衡的条件，从而起到控制地面沉降的作用。 ③钢后靠 管节顶进时油缸的反力，通过钢后靠均匀地传递到工作井井壁上，避免井壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏。钢后靠安装时，应与顶进轴线保持垂直，与井壁间的空隙应用素混凝土填实，确保整体接触。 ④主顶进装置主要技术参数 油缸数量：4只；油缸尺寸：D×d×L＝φ250×φ220×3500mm； 油缸行程：S=3000m；限定油压：P额＝25MPa； 限定推力：F额＝2000kN；最高油压：Pmax＝31.5MPa； 最大推力：Fmax＝2000kN；顶进速度：V=0-80mm／min ； 油泵型号：A2F28RP2 Pmax=31.5MPa Q=28L/min 电机型号：Y200L—6 N=15KW n＝1000rpm 1.3 中继环设计 本工程φ1500顶管最
泥水平衡机械顶管施工方案
泥水平衡机械顶管施工工艺流程 一、顶管方案 1．机头选型 本工程由于一次顶进距离较长，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以住施工经验以及现场实际情况，决定采用泥水平衡顶管掘进机。 其基本原理是主轴偏心回转运动的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的15%～20%。
刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。 另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。 本掘进机的优点是： A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置（DESANDMAN）成套化。 B、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。 C、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。 D、该机由一人在地面遥控操纵即可。 E、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有ISEKI 专利的RSG双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内！ F、使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。
3000泥水平衡顶管现场施工方法
￠3000泥水平衡顶管施工方案 工作井施工完成后，开始顶管施工，针对施工地区的土质情况，我方计划采用 泥水平衡顶管施工方案。 1、泥水平衡顶管施工工艺 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， 直向5cm 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。
③井上，井下建立测量控制网，并经复核报验监理认可。 三、井下准备工作及井内布置 工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。顶管基座为钢结构预制构件，顶管基座位置按管道设计轴线准确进行放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位安装固定。基座上的导轨按照顶管设计轴线并按实测洞门中心居中放置，并设置支撑加固，保证基座稳定不变形。 四、技术交底，岗位培训 1 复原状。如压缩回弹量大，会导致大量行程消耗在后座墙压缩变形土，从而大在降低千斤顶的有效冲程，使顶进效率降低。故后座墙必须具有足够的刚度。 （3）、后座墙表面要平直 后座墙表面应平直，并垂直于顶进管道的轴线，以免产生偏心受压，使顶力损 失和发生质量、安全事故。 （4）、材质要均匀
泥水平衡顶管施工组织设计(仅供参考!)
泥水平衡顶管施工组织设计（仅供参考！）泥水平衡顶管施工组织设计（仅供参考！） 目录 一．工程概况 二．顶管方案 1、机头选型 2、平面布置 3、出土方案 4、顶力计算、中继间及中继间布置 5、出洞方案 6、测量方法 7、通风设置 8、顶管动力、照明配套 9、管接口质量控制 10、防止旋转措施 11、设备保养 12、顶进结束后机头处理 13、浅覆土安全技术 14、注浆减磨 五、安全 六、质量控制 七、进度计划
一、工程概况 本工程为顶管工程。采用Φ800顶管，总长为m，管中心标高-6.20～-27.72m。土质由标高为m的土到m的土。 二、顶管方案 1、机头选型 本工程由于一次顶进距离较长，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以住施工经验，决定采用日本ISEKI公司生产的UNCLEMOLE 型TCZ600具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机。 本掘进机的优点是： 特点： A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置（DESANDMAN）成套化。 B、带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎小于外径30%，一轴强度196Mpa（2000 kg/cm2）的砾石。 C、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。 D、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。 E、该机由一人在地面遥控操纵即可。
F、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有ISEKI 专利的RSG双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内！ 此机型在现今使用较广，我们有着成功施工经验、技术成熟、可靠，对土层扰动少的特点。偏心破碎泥水平衡顶管掘进机是根据含水量较高的沙砾土而专门设计的。因此特别适应本工地基顶管的施工。 2、平面布置、井内布置及管内布置 2.1在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间、冷作间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。 2.2现场布置采用8t汽吊，设备进场时，采用16t汽车吊车。 2.3管道顶进时，起吊设备采用跨距为14m的龙门行车（起重能力为30t），行车导轨与顶管中心线应平行铺设，并与管中心左右对称。 2.4井内布置 工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。 3、出土方案 泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土。 在沉井上部砌2只沉淀池。沉淀的余土外运需按文明施工要求和
泥水平衡顶管施工方案
该机具有沉降控制精度高，顶进速度快等特点。
主顶进系统设置 主顶进系统由油缸组、顶进环、钢后靠及液压泵站等组成，其主要功能是完成管节顶进，是顶管设备系统的主要组成部份。 ， ①油缸组 油缸组由4只油缸分两列左右对称布置，每列各2只油缸叠积而成，并用可分式结构的支座固定，用联接梁连成一体。 油缸选用国产的双冲程、双作用等推力液压千斤项，每只油缸最大推力为2000kN ，装备最大推力为8000kN ，满足顶管最大允许顶力的要求。油缸行程，因此长度的管节可一次连续顶进完成，无须再设垫块，提高了工效，并减轻了劳动强度。 ②液压泵站 选用2台A2F28RP2斜轴式柱塞油泵，配备Y200L —6型电机。通过调速阀可改变油泵的流量，据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速。以满足开挖面土压平衡的条件，从而起到控制地面沉降的作用。 ③钢后靠 管节顶进时油缸的反力，通过钢后靠均匀地传递到工作井井壁上，避免井壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏。钢后靠安装时，应与顶进轴线保 泥水处理器 ' 泥浆箱 进浆泵 进浆管 排浆管 进浆泵 机内旁通
持垂直，与井壁间的空隙应用素混凝土填实，确保整体接触。 ④主顶进装置主要技术参数 — 油缸数量：4只； 油缸尺寸：D ×d ×L ＝φ250×φ220×3500mm ； 油缸行程：S=3000m ； 限定油压：P 额＝25MPa ； 限定推力：F 额＝2000kN ； 最高油压：Pmax ＝； 最大推力：Fmax ＝2000kN ； 顶进速度：V=0-80mm ／min ； 油泵型号：A2F28RP2 Pmax= Q=28L/min 电机型号：Y200L —6 N=15KW n ＝1000rpm 中继环设计 本工程φ1500顶管最大顶距159米，根据以往的施工经验不需要设中继间。 注浆设备系统 对顶管能否及时地有 往往是顶管成败的关键。设置二根总管，二套管路系统。一根专门用于掘进机尾部的同步注浆，另一根用于补浆。（见下图） 本顶管施工用的膨润土触变泥浆，是在地面压浆站配制后，通过二台液压注浆泵压入二根输浆总管，一根总管压注到机头后的储浆箱内，再由螺杆泵把储浆箱内的浆液压入掘进机尾部的同步注浆口。另一根总管压注到管节上设置的环形分管的各个注浆孔， 储浆箱外形尺寸L ×B ××1m=3m 3，
泥水平衡顶管机在施工中出现的问题和解决方法
泥水平衡顶管机在施工中出现的问题和解决方法 来源：本站原创作者：佚名日期：2009年09月07日访问次数： 1、前言 随着我国非开挖技术的广泛应用，机械顶管施工技术亦日趋成熟，特别是泥水平衡式顶管和土压平衡式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，各种如纠编失控、管道轴线或标高严重偏位、管壁摩阻力过大、顶管无法向前推进、机械故障导致掘进机中途停顿、机头遇不明障碍物难以穿越等等现象，比比皆是。在这里，我们故且把由于技术人员操作不当而引起的管道上翘、下沉、左右大幅偏位等现象称作为“顶管人为事故”（这里不再讨论）。而把由于受地质变化、障碍物、管材破损等造成的顶管失败现象，称作为“顶管施工故障”。对于长期从事顶管施工的工程技术人员来说，“施工故障”其实很难避免。这就象我们日常生活中生病一样，得了病，如何对针下药才是关键。顶管施工也如此。出现故障，如何既快又省地解决问题，才是我们所必须关注的重要议题。 2、故障类型及对策 我们通常把顶管掘进机头不能最终到达接收井的现象，均称作为：顶管失败或顶管故障。其实，在实际施工过程中，顶管掘进机头顶进途中停止不前原因较多，归纳起来有以下几种情况： 1）由于设计或施工前对地质情况估计不足，造成顶进过程中摩阻力过大； 2）由于施工中注浆减阻不理想，或因某原因中间停顿时间过长，造成管壁阻力过大； 3）由于管道自身强度缺陷，顶进过程中造成管身碎裂； 4）由于工作井井身或后壁强度不足，造成工作井后座严重开裂或变位； 5）由于掘进机头自身机械传动出现问题； 6）由于管位处出现难以逾越的障阻物等。 处理以上几种类型的故障，其对策往往与该管道所处理地质情况、地表状况、施工条件及故障起因有很大关联。在确定一个理想的处理方案时，需仔细加以分析比较，才能对症下药，从而水到渠成。这里提供几种处理对策供大家参考： 1）开天窗法：在掘进机头上方地面通过开挖而解决问题的方法； 2）逆套管法：在接收井反向顶进内径大于机头外径的钢管或其它管道，然后把机头从接收井拉出； 3）顺套管法：在工作井顶进内径大于管道外径的钢管，从而确保土体不坍塌或设法减小管壁摩阻力的方法；
泥水平衡顶管施工方案
一工程概况 二、顶管方案 其基本原理是泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的 刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边旋转切削土块，还能通过刀盘后的网片把大土块轧碎。被轧碎的土块只能进入与泥水仓联接的进出水管，然后从后续连接的排泥管中被排出。 9.管接口质量控制 本工程所用管节为“F”管，“F”管受力性能好，接头稳定性高，接口处止水密封性能好。选用优良管材并处理好管子接口顶管施工是十分重要的。要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止“F”型管接口的套环受压变形。 接管前再次检查管子接头的承插口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地。确认合格后可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无侵蚀性的润滑材料以减少摩阻力。承插接管时要保证与上节管的钢套环同轴度，并且加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。顶管结束后要按设计要求在管内间隙处填充弹性密封膏，并与管口抹成—个光滑的渐变面。密封圈的胶结应在使用前两天完成并检查其牢固性。 管材供应在顶进过程中，管材的供应是非常重要的，如果供应不及时造成顶进停止，后果是非常严重的，由于机头重量一般较大，长时间的滞留会造成机头沉降，使轴线发生偏差；或已顶好的管子和周围土体固结，使得摩阻力增大。因此，在开始顶进前，需指定详细周全的供应计划，现场应备有足够余量。 11、设备维修及保养 在本工程项进过程中，特别需要对掘进机进行维修和保养，使掘进机始终处于优良的使用状态，从而顺利完成本工程实施。刀盘主轴及外壳密封掘进机在累计顶进达500米时，需对刀盘主轴密封进行检查，看看是否良好，如果不良则应更换。如果良好则应在加好油的情况下安装好。 8.液压系统 当液化油出现乳化时，说明液压油己严重氧化，应予以更换，更换液压油之前须把油箱内清洗干净。加油必须用精滤车过滤后方可加入。另外，一旦发现油管老化应予以更换。 电气系统电气系统应保持干燥，保持指示灯及各仪表正常。 纠偏系统纠偏系统要经常检查是否漏油、油液质量、油压情况，如发现不正常情况及时更换。14、注浆减磨 长距离顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，我们在注浆时做到以下几点．选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水量和动塑比。在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供应商的建议但都必须按照规范进行，使用前必须先进行试验压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的桨液形成情况。注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。在注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响这浆效果。注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。注浆泵选择脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相应配。
泥水平衡顶管控制汇总
泥水平衡顶管质量控制 近年来，在开封、郑州等地管道顶管的施工中，相继采用了泥水平衡法顶管施工，解决了传统顶管出现的弊病，下面就泥水平衡顶管施工简要说明，以帮助监理人员更好了解。 一、简介 泥水平衡顶管施工是机械化顶管施工的主要方法之一，属于机械化、长距离顶进施工技术，其特点为：刀盘将切削的土壤送入泥水仓，然后由送水泵将具有一定浓度的泥水送至挖掘面，通过刀盘充分搅拌后由排泥泵经排泥管道将泥水送至地面泥浆池，经沉淀或分离后泥水可重复利用，残渣外运；掘进过程通过刀盘以及顶速平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力；采用流体输送切削入泥仓的土体，顶进过程中不间断，施工速度快；无需土质改良或降水处理，施工后地表沉降小。通常泥水平衡顶管的主要设备有：掘进机、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、注浆设备等。 泥水平衡顶管施工适用于各种粘土、粉土、砂土和渗透系数较大的砂卵石，也适应强风化岩等恶劣地质条件下的室外给水、排水、电力及其它适用于顶管施工的管道工程。 泥水平衡顶管一般适用于管径D400~2400mm的管道施工，由于泥水平衡顶管顶距长、不需降水、能很好控制地面隆沉、施工安全等特点，并可适用于各类复杂地质条件，因此像穿越重要公路、铁路、建
筑物等特殊工程地段、穿越砂层、淤泥质土等特殊地质构造地段应用泥水平衡顶管施工工法，可达到良好的效果。 泥水平衡顶管施工技术是利用泥水压力来平衡土压力和地下水压力的一种顶管施工方法。其基本原理是由送水泵将具有一定浓度的泥水送至挖掘面，再经井内旁通压力调整阀及调整排泥泵转速来调整进水压力大小，使其平衡地下水压及挖掘面土压力，尽量使掘进机刀盘在平衡压力下工作，从而可防止由于挖掘面的失稳，造成地面沉降和隆起。 基本工艺流程
泥水平衡顶管施工方案
C 3000泥水平衡顶管施工方案 工作井施工完成后，开始顶管施工，针对施工地区的土质情况，我方计划采用泥水平 衡顶管施工方案。 1、泥水平衡顶管施工工艺 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，采用复杂的泥水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 5cm内的偏离精度。 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。
泥水平衡顶管施工工法
泥水平衡顶管施工工法 工艺原理 1.泥水平衡顶管机工作原理 泥水平衡顶管机施工以泥水平衡原理为基本，通过改变泥水仓的送、排泥水量和顶进速度来控制排土量，使泥水仓内的泥水压力值稳定并控制在所设定的范围之内，从而达到开挖面的稳定。 2. 泥水平衡功能 泥水平衡输送系统有两项主要功能，一是通过泥水来平衡顶管机施工时土体和地下水对其产生的压力，稳定开挖面，其二是将刀盘切削下来的土体在泥水仓内进行混合后，将其由经过泥水管路输送到地面。 图1中右侧为泥水平衡顶管机。正常顶进过程，MV1阀、MV2阀打开，MV3阀关闭。泥水由泵经送泥管送入，与进入泥水仓的切削土混合后，通过排泥泵经排泥管送至地面。同时送入的泥水需在泥水仓内建立一定的泥水压力，此压力需比顶管机处的土层的地下水压力高Δp，通常为0.015～0.02MPa。顶管机上部的 泥水平衡压力是P 3，底部的泥水平衡压力是P 5 。如果设γ W 为清水比重，γ为泥 水比重，则有如下关系式： P 1=γ W ×h 2 P 2=γ W ×(h 2 +Δh) P 3=γ W ×h l P 4=γ W ×(h 1 +Δh) P 5=P 4 +γ×h=γ W ×(h 1 +Δh)+γ×h 3
图1 泥水平衡原理 P 1-顶管机顶部的地下水压力，P 2 -顶管机顶部的泥水压力，P 3 -基准面上的 地下水压力，P 4-基准面上地下水压力P 3 +Δp的水压力，P 5 -顶管机内泥水压力与 地下水压力相加的压力。 泥水平衡顶管机通常在DEBC″梯形压力区域内工作。在设定泥水控制压力时，取泥水仓顶部和底部压力和平均值，即： 3. 泥水控制原理 泥水平衡控制运用调节器和执行机构(调节水泵转速和控制阀开度)与被控制对象构成闭环负反馈。根据被控参数的测量值与给定值之间的偏差，PID调节规律，对执行机构进行控制，以达到泥水平衡控制目的。 在停上掘进状态，用切口泥水压调节器控制CV阀开度或P H 泵转速，使切口水压达到设定值。 在“旁路”状态，切口水压调节器根据控制P 1 泵的转速，使送泥水压达到设定值。 在掘进状态，切口水压调节器根据测得的切口水压与设定值进行比较，如果 泥水仓压力大于设定值，则切口水压调节器输出值降低，P 1 泵转速下降，进入泥水仓的送泥水量减少，使泥水仓压力降低，反之亦然。同时切口水压调节器与送