1.前言机械式泥水平衡顶管掘进机从结构原理上能够保证安全、优质、高效地完成在砂土粉质粘土及两层土体之间的顶进施工任务。该类掘进机的构造是在掘进机的前部设置一隔板，形成泥水压力仓；能够预设刀盘压力、可根据土体压力大小自动伸缩、极限位置能够自动报警的切削刀盘，安装在掘进机的前端；刀盘切土口的增减具备手动或根据刀盘的伸缩量自动增大或减小，可随时调节切削量。2.工法特点2.1可有效保持挖掘面的稳定，对管体周围的土体扰动较小，因此施工引起的地面沉降也较小。2.2与其它顶管方法比较，施工时总推力较小，且可长距离输送泥土。2.3不影响地下各类管线，不影响道路交通及地面建筑物安全；可长距离顶进，无环境污染。3.适用范围本工法适用于粘土、粉质粘土、砂质粉土、中细砂、砂砾的地层中顶管施工，也适用于地表沉降要求严格的部位顶管施工。4.工艺原理4.1土体的平衡原理。顶管掘进机正常工作时，刀盘按预先设定的压力紧贴在被切削的土体断面，在后方顶力作用下一方面旋转切削土体，一方面向前推进维持土体的平衡。顶进中如果土体硬度增大,顶速不变时，刀盘受到迎面阻力大于预设定的刀盘压力，刀盘渐渐向后缩回，保持刀盘对土体的压力不变。在刀盘缩回时，刀盘的切土口自动增大，切削土体的量增大，土体对刀盘的压力减小，土体压力增大，刀盘仍然以预设定的土压力与土体在新位置保持平衡。配合手动调节刀盘切土口和预设压力大小的调节功能，可以使土体侧压力得到非常精确的平衡。停机时手动关闭切土口，刀盘仍然保持预定压力紧贴土体，并且将泥水仓与开挖面隔离。无论土体过软或过硬，当自动调节范围到达极限值时，刀盘报警装置报警，提醒操作人员注意，通过调节顶速，重新设定刀盘压力等手段，使土体维持新的平衡。4.2土层中地下水的平衡原理。向开挖仓注入一定压力的泥浆，该泥浆除能够将土层中的颗粒带走外，通过控制出泥流量的大小，就可以简单而准确地控制泥水仓中的水压力，平衡地下水。5.施工工艺5.1工艺流程。测量放线-工作井施工-装配式后背墙安装-导轨安装-主顶千斤顶安装-油泵安装-顶铁安装-进出洞施工及密封-管道顶进-出土5.2测量放线。布设临时水准点和管道轴线控制桩，施工放线时，可每隔20m设中心桩，另外在检查井处应设置中心桩，必要时应设置控制桩。5.3工作井施工。5.3.1在工作井上口预留槽口内安装钢筋砼预制板，槽口内要座浆饱满，板缝要按规定勾缝。在预制板预留口处砌砖墙，所有砖要浸透水，砌筑时应满铺、满挤，上下搭砌，水平灰缝厚度和竖向灰缝宽度应均匀，不得有竖向通缝。5.3.2在砌筑检查井时，应同步安装踏步，位置要准确，踏步安装后在砌筑砂浆未达到规定抗压强度前不得踩踏。5.3.3井内壁设计规定要求封面时，应分两层抹成，第一道抹成后刮平并使表面造成粗糙纹；第二道砂浆抹干后，应分两次压实抹光。浆与基层之层间应粘结紧密牢固，不得有空鼓及裂纹等现象。5.3.4抹面平整度不应大于15mm。抹面砂浆凝固后，应保持湿润养护，养护时间不少于14d。5.4装配式后背墙安装。5.4.1装配式后背墙采用方木、型钢和钢板等组装，组装后的后背墙应有足够的强度和刚度；后背土体必须均匀密实，壁面应平整，并与管道顶进方向垂直；后背土体壁面应与后背墙紧贴，有孔隙时应采用砂石料填塞密实。5.4.2装配式后背墙的底端在工作坑底以下500mm,从而使后千斤顶着力中心高度不小于后背方木咼度的1/3，这样能使着力点与墙后被动土的合力点保持一致，有助于减少后背的倾斜。5.4.3装配式后背墙垂直度允许偏差为0.1%装配式后背墙高度，水平扭转度允许偏差为0.1%装配式后背墙长度。5.5导轨安装。5.5.1导轨安装时和工作井底板预埋钢板焊牢，并用型钢支撑或用混凝土围牢。导轨安装前要先复核管道中心位置，确保导轨的高程、轴线位置准确。导轨定位必须稳固，在顶进中承受各种负荷时不位移、不变形、不沉降。5.5.2导轨必须符合中线、高程的要求，且在安装后和顶管前，其轴线位置、高程等必须进行验收，轴线位置偏差不超过3mm,顶面高程偏差不超过3mm，两轨内距偏差不超过2mmo5.5.3导轨端不能距工作壁太远，一般应控制在500mm左右，导轨安装时预留缝高度以100〜150mm...
