泥水平衡式顶管技术应用和控制分析

泥水平衡式顶管技术应用和控制分析泥水平衡式顶管技术应用和控制分析 摘要：现代化城市的进展离不开市政管道的建设，越来越多的深埋设管道、过路管道、穿越建筑物的管道、旧城市政改造工程采纳顶管施工技术，以减少拆迁的工程量，减少施工对交通的影响，减少施工对周围居民、行人的影响。以中东部片区污水现状摸查与连接项目-大沙地污水系统【乌涌（广园路以北）W38～W40 截污管工程】为例介绍顶进方法比选、顶力计算、出洞方向控制和顶进关键环节控制。谨供其它地区类似工程施工借鉴。 关键词：泥水平衡；顶管；顶力计算；出洞方向控制；顶进关键环节控制 中图分类号：U173.9 文献标识码：A 文章编号： 1.概况 本工程位于乌涌（广园路以北）属大沙地污水处理系统一期工程厂外收集系统，井段为 W38 至 W40 之间，全长 250 米，覆土厚度 5～7m。土层地质条件为主要有砾砂、粘土、中风化岩等。 2.顶进方法比选 本工程顶管穿越的地层主要有砾砂、粘土、中风化岩等，地下水位较高，埋深较大。针对以上地质特点，我司组织技术人员在顶管机选型方面特别针对本工程的地质特点和难点进行充分讨论， 采纳的泥水平衡顶管机系统在设备上预留了充分的设备准备措施, 以应对特别掘进情况考虑该顶管机所通过段遇中风化岩石以及强风化泥质粉砂岩, 且地下水含量较丰富, 设计采纳岩盘顶管刀具, 配以先进滚刀装置, 刀具头类似于牙轮钻; 实现岩层段( 全断面) 的破岩功能, 刀具耐磨性好, 可适应长度 300m 以上的 20MPa 岩层掘进, 超挖刀( 周边刀) 的布置和超挖量充分考虑在“半砂半岩”地层掘进需要解决的“软硬偏位”问题; 除刀具对岩层的滚压、切削破裂外, 中心大锥体的辗压破裂,可以在岩石、土质的地质条件下顶进, 同时具备 PLC 自动控制的泥水平衡系统, 使穿越河底的安全更有保障; 配备了强大的动力系统, 关键部件设计寿命长, 刀盘结构稳固。 管道铺设方案比较 3.顶力计算 顶管力学计算主要是计算顶进推力，即是顶管顶进过程管道受的阻力，包括顶管机迎面阻力、管壁摩擦阻力。 顶管机迎面阻力： ， 其中：--顶管机迎面阻力(t) P -控制土压力（kpa），P=100kpa --顶管机外径（m） 管壁摩擦阻力：管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在 0.5～2t/m2 之间，采纳泥水平衡方式，摩擦阻力在 0.1～0.5 t/m2 之间。 其中：F—顶管侧摩擦力（t） —管道的外径（m） L...