大刀盤泥水平衡頂管機對接施工技術研究

鄭紅強

摘 要：本文主要從大刀盤泥水平衡的頂管機對接施工展開分析，思考了對接施工的方法和施工的技術措施，明確了具體了施工的方法和策略，希望可以為今后的施工帶來參考。

關鍵詞：大刀盤泥水平衡頂管機；對接施工

1 前言

隨著時代的發展和進步，我國的建筑工程越來越多，大刀盤泥水平衡頂管機對接施工也成為了重點工作，所以，為了提高建筑施工的質量，應當更加重視大刀盤泥水平衡頂管機對接施工的技術效果。

2 泥水平衡頂管掘進技術

泥水平衡式工具管是一種以全斷面切削土體，以泥水壓力來平衡土壓力和地下水壓力，又以泥水作為輸送棄土介質的機械式工具管。

隨著工具管的推進，刀盤在不斷轉動，進泥管不斷供泥水，排泥管不斷將混有棄土的泥水排出泥水艙。泥水艙要保持一定的壓力。使刀盤在有泥水壓力的情況下向前鉆進。

泥水平衡工具管的基本原理是泥水護壁，在泥水式頂管施工中，要使挖掘面保持穩定，必須向泥水艙注入一定壓力的泥水。泥水在壓力作用下向土體內部滲透，在開挖面形成一層泥皮。泥皮的作用，一方面阻止泥水繼續向土體內部滲漏，另一方面，泥水的壓力通過泥皮作用在開挖面防止坍塌。要求泥水密度必須大于1.03。

在泥水平衡機械頂管施工中，特別是大管徑頂管施工，工作井和接收井的施工成本占了整個工程成本的45%左右，管道主材和頂進成本又占了整個工程成本的45%左右，其它附屬設施成本占了整個工程成本的10%左右。管道主材和頂進成本無法改變，降低附屬設備成本起到的作用有限，因此對工作井和接收井施工成本的降低是整個工程降低成本的關鍵所在。其中工作井的施工成本是接收井的三倍，延長單段的頂進距離，減少工作井數量把部分工作井變成接收井，也就成了降低機械頂管施工工程成本的最有效辦法。

3 頂管對接施工工藝

3.1 對接土體加固

頂管對接采用?800旋噴樁的加固施工。考慮到4#～3#頂管機頭先到達加固點，為保證對接點部位的準確性，所以針對對接區域分兩次加固。對接點旋噴樁加固施工流程：

（1）頂管施工前在頂管對接地方進行旋噴樁加固，采用?800高壓旋噴樁施工，搭接250mm，具體摻入量將根據對接地點底實際地質情況而定，加固范圍以對接點為中心，半徑7.5m，面積約44m2，外圍兩排旋噴樁加固深度度13.2m，標高-8.3～4.9m。內圈加固深度3m，標高-8.3～-5.3m。（2）待4#～3#頂管機頭頂進至預定位置，進行拉伸鋼板樁施工及二次旋噴樁加固，土體加固標高1.42～-5.3m加固深度6.72m。

3.2 4#～3#段頂管施工

待頂管對接部位底部土體加固完成，4#～3#段頂管進入加固區。為防止機頭停止后機頭下沉同時為了保證機頭對接的精度，機頭底部插入加固土體50cm，頂進至對接點停止頂進。

3.3 機頭切割

頂管上部土體施工完成后，即進行4#～3#段頂管機頭的切割工作，切割范圍為從機頭中心部分到機頭底部，底部寬度為1.08m。機頭切割時，為防止外部水流入機頭，切割空隙采用沙包及時填充。同時采用槽鋼進行加固處理，確保安全。

3.4 2#～3#段頂管頂進施工

2#～3#段頂管進入機頭切割部位時。拆除4#～3#段頂管機頭內部20#型鋼，2#～3#段頂管繼續頂進直至插入切割部位并完全接觸。

3.5 機頭切割

2#～3#段頂管機頭頂進到位后，即進行機頭內部拆除，設備拆除的次序：電器零部件，保留照明電器和線路；拆除液壓系統零部件和糾偏裝置；拆除驅動裝置；切割和拆除刀盤及其它掘進機附件。拆除完成即進行封閉焊接施工。

3.6 機頭封閉施工

機頭封閉施工分為兩部分，第一部分為2#～3#段頂管機頭插入切割機頭后，首先割除機頭相交的機殼多余部分，進行焊接施工。焊接完成進行兩個機頭內刀盤及其它設施的拆除，掏除敞口處土體，采用2cm鋼板封閉完成。

3.7 內膽制作和混凝土澆注

（1）根據掘進機的原有的結構尺寸、對接長度預先分段加工內膽弧板，采用1cm的鋼板，便于就位安裝，段與段之間縱縫必須錯開。（2）按內膽制作的次序，提前切割機頭泥漿面板，在切割、焊接工序前做好管道內的通風準備工作。（3）按先封機頭對接處機頭外殼缺失部分后往兩側向后展開，焊接可靠。（4）內膽的鋼筋配置，外側不配置鋼筋，每圈內膽注入C30混凝土，并留100mm待澆。（5）注入混凝土口設置三個，從兩邊的注入混凝土口注入開口處混凝土或部分砂漿，直到中間的注入口冒出混凝土或砂漿時，停止注入，最后焊接封死注入孔口。（6）內膽內部按設計要求進行防腐處理。

4 測量與監控

4.1 監視高程及中線誤差

①通常情況下，通過建立地面及地下測量控制系統對泥水平衡頂管施工進行測量，同時在不易擾動、視線清楚、方便校核、易于保護處設置控制點。②為了動態監測前端頂管機偏離軸線，進一步提高施工測量的效率，進而在一定程度上適應機械化頂管技術，所以采用激光導向對泥水平衡頂管進行監控。③在頂進過程中，將激光測量數據作為判斷前端頂管機高程及中線誤差的參考依據。在缺乏施工經驗的情況下，高程和中線誤差的校驗測量通過使用水準儀和經緯儀來實現。④在工作間隙，使用水準儀和經緯儀對頂管機進行測量，在糾偏過程中通常情況下需要增加測量的次數。⑤一節管子頂進完成后，對管中心線盒的高程進行一次測量。

4.2 監控地面降沉情況

①對頂管施工過程中，監控地面隆起情況，監控應符合下列要求。②在施工影響區域外設置監控基準點，同時具有良好通視與防干擾條件。③沿頂管機前進軸線方向對稱安排布置隆沉觀測點，結合初始頂進試驗確定具體布設尺寸。④對需要保護的建筑物、構筑物等應設監控點。⑤對已完成的管段應繼續進行隆沉觀測，觀測間隔時間按控制測量方案確定。

4.3 數據記錄與反饋

準確填寫頂管施工過程中每次及最終測量數據，形成完整的測量記錄。每次測量、監控的軸線誤差與地面隆沉數據，并及時進行糾偏。

4.4 糾偏

①在頂進過程中，頂管作業質量受到糾偏的影響和制約，如果操作不當，在一定程度上可能導致頂力驟升、破壞管接口，甚至導致管道無法頂進，進而在一定程度上引發嚴重的安全、質量事故和經濟損失，在砂層中頂進尤為突出，在泥水過度沖刷的影響下，管道極易導致頂管機機頭下沉，因此，糾偏對于頂進來說顯得尤為重要。②在機頭和機頭連接工具管出洞前，即使發生中線和高層偏差，也盡可能不要糾偏，因此此時糾偏，機頭連接管尚位于導軌上，起不到糾偏效果。

5 結論

（1）對接施工由于節省了管線房屋拆遷、工作井建造、土地占用及對交通的影響等，對縮短工期、節省資源和投資、提高社會效益等有一定優勢。（2）以往頂管對接大多采用多刀盤頂管機進行對接，文章給出了大刀盤泥水平衡頂管機斜角對接的技術方法，是對頂管對接技術的完善和補充。（3）該頂管對接施工成功的關鍵在于要對接區的加固措施到位，這樣在頂管機頭切割時才不會發生漏水漏沙現象，確保對接施工的順利完成。（4）大刀盤泥水平衡頂管機對接施工在機頭選型和對接形式上的創新，希望可以對以后類似工程提供借鑒。

6 結束語

綜上所述，在大刀盤泥水平衡頂管對接施工技術方面，本文進一步總結了施工的重點和具體的步驟，明確了大刀盤泥水平衡的頂管機對接施工的技術和技巧，可供今后參考。

參考文獻：

[1] 賴冠宙，房營光.頂管頂力的理論計算與分析[J].廣東土木與建筑，2017（9）：28.

[2] 劉敏林.長距離頂管施工技術的分析[J].廣東水利水電，2016（S2）：72.