泥水平衡顶管施工 工法

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1、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

2、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P3，底部的泥水平衡压力是P5。如果设γW为清水比重，γ为泥水比重，则有如下关系式：P1=γW×h2P2=γW×(h2+Δh)P3=γW×hlP4=γW×(h1+Δh)P5=P4+γ×h=γW×(h1+Δh)+γ×h3图1 泥水平衡原理 P1-顶管机顶部的地下水压力，P2-顶管机顶部的泥水压力，P3-基准面上的地下水压力，P4-基准面上地下水压力P3+Δp的水压力，P5-顶管机内泥水压力与地下水压力相加的压力。泥

3、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PH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P1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

4、调节器输出值降低，P1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泥水压调节器的输出值互为跟踪，是解决过渡状态转换的扰动，一旦转换完成，切口水压调节器屏蔽跟踪信号，送泥水压调节器仅起信号传送作用。在掘进状态，排泥水密度的变化将导致排泥水流量的变化，这种变化会增加切口水压调节器的泥水平衡控制负担。因此，由排泥水流量调节器稳定排泥水流量，起到间接控制泥水平衡的作用。排泥水流量调节器控制P2泵的转速，使排泥水流量达到设定值。四、工艺流程及操作要点工程开始测量放样放样复核基坑构筑工作坑设备安装泥水系统的安装地面设备安装出洞准备注

5、浆材料准备排泥顶进测量下管、接口安装进洞取工具管全线测量收坑工程结束注浆材料准备操作要点：1.测量放线顶管工作坑使用的中心和水准点,要引入坑下的牢固地点.为确保工程质量,必须对中心及高程严格控制.测量的方法（1）通视条件下的测量使用交汇法引工作坑及接收坑预留洞口中心至各自的坑壁。置经纬仪至A点，后视B点，作BA直线的延长线，并在工作坑后部定出一点C。保证C、A、B在一条轴线上，置经纬仪在C点上，后视A点，在工作坑井壁上定出一点A`，置激光经纬仪基座于井下D点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于A点，后视B点，在激光经纬仪器架上定出D点，D点同A`、A、B点在竖直方

6、向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中D点，后视A`点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。（2）不通视条件下的测量引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A`，其余步骤同通视条件下测量定位。2.工作坑作法（1）主工作坑外侧做双排水泥搅拌桩止水帷幕，防止因排除地下水而形成的沉降。水泥搅拌桩桩长12m，桩径70cm，咬合20cm，咬合形成止水帷幕。后背采用密排36#工字钢桩，桩长12m。其它三侧采用36#工字钢打间隔桩，桩与桩间隔0.8m。工作坑采用人机配合开挖，工作坑内用36#工字钢横向焊二道支撑框架，每道支撑由两根工字钢组成，四角用36#工字钢与框

7、架焊牢，以确保工作坑支撑牢固。挖至1m做第一道支撑框架，挖至管顶上40cm做第二道支撑框架。（2）主工作坑基础做法：底板浇筑C10混凝土，厚100㎜，基础内预埋铁板，规格：20cm×30cm,共16块，其上焊接滑道。（3）副坑外侧打双排水泥搅拌桩止水帷幕，内侧采用36#工字钢打间隔桩，桩与桩间隔0.8m。工作坑加固做法同主坑。工作坑采用人机配合开挖，工作坑内用36#工字钢焊二道支撑框架，四角用36#工字钢与框架焊牢，以确保工作坑支撑牢固（见示意图一）。挖至1m做第一道支撑框架，挖至管顶上40cm做第二道支撑框架，决不允许超挖后作框架。示意图一（4）主、副工作坑排水

8、措施工作坑