泥水平衡法頂管施工關鍵技術研究

許望賢

摘要：泥水平衡法是施工過程中常用到的關鍵技術方法之一。其中主要的工藝環節有掘土頂進中繼間接力等。在具體的施工過程中，我們要進行機械設備、材料以及注漿工藝和數量的設置，以設置中繼間為關鍵技術，并對其展開了一系列深層次的研究和探討，以供參考。

關鍵詞：泥水;平衡法;頂管施工;關鍵技術

前言

在進行地下管道施工的過程中，常用的施工方法有頂管法，這種施工工藝在上個世紀八十年代由美國傳入我國，并在此后廣泛應用于我國城市的市政工程項目領域，為我國的頂管技術發展注入了新的活力，此后，隨著這項技術的進一步發展，逐漸由原先的人工開挖技術發展為現在的水壓、氣壓、泥水三大平衡為主的技術理論。受到了廣泛的應用和發展。具有十分重要的現實發展意義。

常規的泥水平衡頂管系統一般是由八大部分組成的，分別為：掘進機、進排泥系統、泥水處理系統、主頂系統、糾偏系統、供電系統、附屬系統。這些不同的系統在實際的施工過程中各自承擔著不同的功能和作用，進一步保障了施工過程的順利開展。以下為各個系統各自的技術介紹：

1.掘土頂進

為了確保掘土頂進順利開展，我們最關鍵的就是進行設備的選擇，主要包括頂進機頭。要結合施工場所的實際地質情況進行機頭的選擇，如果施工地點含有較大的礫石，則可以采取泥水平衡作業的方式;來對大粒徑的礫石進行搗碎處理，為了確保大粒徑的礫石能夠進入到頂管機內，要確保選擇的頂進機頭開口較大，刀片鋒利，采用邊旋轉邊扎碎的方式均勻的分割 礫石，最終實現碎石與泥水同步排出的目的。

2.注漿排泥

在進行長距離的頂管施工過程中，由于會受到摩擦力的作用，所以在實際的施工過程中要盡可能的采取措施減小頂進過程中的摩擦力，比如可以采用注漿減摩的方式來進行頂進工作，在進行注漿減摩過程中，常用的技術要點分為以下幾個部分：

首先在進行注漿工作之前，我們需要選擇合適的注漿材料，一般情況下，常用的注漿材料有聚合物、泡沫等。我們需要結合施工項目的具體要求以及地質情況選擇合適的注漿材料。其中在頂管頂進工藝中，我們最常用的灌漿材料是膨潤土泥漿，這種注漿材料主要是由一種扁平晶片的單體顆粒組成的，這種材料在水分子的作用下會形成晶體膨脹，增加疊層之間的間距，其主要的組成成分是鈉離子和鈣離子。通過與粉末化學漿糊、純堿以及水進行攪拌混合，最終得到適用的注漿材料。

其次，在進行注漿的過程中，我們還要確定注漿的壓力，避免出現注漿壓力過大或者過低的情況，一旦注漿壓力過大，則容易對周圍的管道以及土體造成危害，強烈的擠壓力會使得周圍的土體發生嚴重的變形，最終引起地面位移的現象，使得地面隆起;反之，如果注漿的壓力過小，則難以保證注漿完全進入管道中，不能夠確保管道與周圍土體之間實現全面的貼合，會有空隙產生，使得預期的注漿效果大大降低。因此，在注漿過程中，我們必須要確保注漿的壓力符合施工要求，確保注漿能夠順利的進入管道外壁，又不會引起土體的嚴重變形，通過大量的實驗以及實際工程操作獲得的經驗，我們在實際的注漿工程中，可以將注漿壓力確定為刀盤中心測得的壓力值，這種壓力確定方法在實際注漿作業中效果明顯。得到了廣泛的應用。

隨著頂進作業的不斷進行，注漿會在自身流動性的作用下，向周圍擴散，直到泥漿逐漸流失，在此過程中會導致管道與土體之間的泥漿減少，土體逐漸的向管道位置移動，在一定程度上增加了注漿作業的摩擦力，使得頂進力逐漸增大，因此，為了避免泥漿的流失，在實際的施工過程中，我們需要嚴格控制注漿的數量，掌握好注漿的時間，確保注漿時間與注漿數量兩者之間達到平衡狀態，減少泥漿對管道和土體的影響。一般情況下，為了確保注漿的效果，我們應該合理的設置注漿間距，以9-15米為一個間距，保證每個斷面口留有4個左右的孔洞，確定合適的注漿數量。

3.設備糾偏

在實際的頂進過程中，管道是在地下進行頂進作業的，一旦出現機頭方向偏移的現象，則會導致頂進管道出現嚴重的位置偏差，導致頂進作業被迫中斷。造成了嚴重的經濟財產損失，極大的浪費了物質資源。因此，為了糾正軌跡的偏差，在實際的頂進作業中，必須要設置相應的糾偏設備，國內常用的糾偏設備一般都是頂管機自帶的，通常為液壓糾偏。

這種機頭自帶的糾偏設備具有結構簡單、操作方便的優點，不需要在實際的頂進作業中再次進行操作就可以實現自動的調整和糾偏判斷。但是，在實際的使用過程中也存在著大量的弊端，缺乏相應的反饋系統，只能利用偏油缸的伸長量來實現間接的糾偏和判斷，一旦遇到操作人員操作失誤或者是頂進土質變化的情況，則會導致糾偏結果出現嚴重的誤差，不能及時的調整機頭的姿態，使得頂進方向出現嚴重的誤差，從而引起嚴重的失誤。

面對國產機的缺陷，必須制定有效地措施來改變其發展現狀，比如操作人員要勤于勘探地況，及時掌握井內情況，以便做出調整;此外，在進行糾偏的過程中，要保證糾偏幅度不宜過大，避免矯枉過正的現象發生，從而引起更大的偏差。

4.中繼間接力

中繼間能夠將管道分為幾個頂進區間，避免長距離的頂進作業影響頂進效果。在頂進作業過程中，中繼間按照先后順序進行頂進作業，當管道已經頂進了一段距離之后，在進行下一區間的頂進工作，直到整個管道完全貫通為止。因此，中繼間在實際的頂進作業中同樣具有重要的作用，需要引起我們的高度重視。

結束語

綜上所述，在進行長距離的管道頂進作業時會面臨各種各樣無法預測和控制的因素，會在一定程度上影響頂進作業的實際效果，因此，我們必須給予高度的重視，有組織、有計劃的開展一系列相關工作，必要時要設置多個施工方案，這樣才能夠有準備的應對突發情況，確保頂進工作能夠順利的完成。

參考文獻：

[1]陳秀明，蘇云平，任宇寧，等. 大直徑泥水平衡法頂管施工工藝及關鍵技術研究[J]. 消費導刊，2018，000（041）：79.

[2]石鑫. 高水位淺覆土泥水平衡頂管施工技術探討[J]. 筑路機械與施工機械化，2012（03）：51-53.

[3]周忠陸. 泥水平衡式頂管施工關鍵技術的分析與應用[J]. 城市建筑，2014，000（017）：111-112.

[4]艾祖斌. 泥水平衡法頂管施工過程控制研究[J]. 城市道橋與防洪，2017（12）：137-140.