1泥水平衡頂管施工原理
泥水平衡頂管技術(shù)其施工原理是將置于工作井中的頂管掘進(jìn)機(jī)通過(guò)主頂油缸向前推進(jìn)至止水圈后，由電動(dòng)機(jī)提供能量轉(zhuǎn)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)頭刀盤(pán)來(lái)切削土層、粉碎石塊，并使之進(jìn)入泥水艙與泥漿混合，然后由泥漿系統(tǒng)的排泥管泵送至地面；與此同時(shí)，機(jī)頭連同管道在持續(xù)頂進(jìn)力的作用下，終穿過(guò)土層到達(dá)接收井。在挖掘過(guò)程中，采用泥水平衡裝置來(lái)維持水土平衡，使頂進(jìn)管道始終處于主動(dòng)與被動(dòng)土壓之間，可以達(dá)到地面的沉降和隆起的效果（見(jiàn)圖1）。
2泥水平衡施工中若干技術(shù)問(wèn)題的探討
近幾年來(lái)我們?cè)陧敼苁┕ぶ惺褂萌毡疽羷?shì)機(jī)（TCC）和國(guó)產(chǎn)泥水平衡頂管設(shè)備（NPD），在不同地層中進(jìn)行了D600～D0mm管徑的頂管施工，積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)。下面就施工中常見(jiàn)的各種技術(shù)和機(jī)械故障如刀盤(pán)卡死、糾偏失控、泥水循環(huán)系統(tǒng)堵塞、地面沉降等技術(shù)問(wèn)題的處置作以探討。
2.1糾偏技術(shù)問(wèn)題
頂管機(jī)在推進(jìn)過(guò)程中持續(xù)朝某個(gè)方向偏斜，即使使用糾偏激光束也不能使之回歸到預(yù)定標(biāo)位置的現(xiàn)象稱為糾偏失控。如不及時(shí)處理會(huì)造成擬鋪設(shè)管道無(wú)法滿足設(shè)計(jì)軌跡要求。
2.1.1原因分析
（1）地質(zhì)條件影響
由于機(jī)身自重較大，且機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)引起的震動(dòng)，在軟土層及回填土中從而降低了地層的承載力，使頂管機(jī)產(chǎn)生下沉趨勢(shì)?；蛘呤琼敼芏瓮翆宇?lèi)型變化引起土層承載力變化，當(dāng)遇到上下兩層不同性質(zhì)的土?xí)r，這種趨勢(shì)就越明顯。頂管施工過(guò)程中遇著大石塊、樁基礎(chǔ)或其他障礙物，造成偏差過(guò)大。
（2）機(jī)械原因
頂管推進(jìn)速度過(guò)快或過(guò)慢的影響；主油缸油封漏油，頂進(jìn)力不均衡；后背墻變形嚴(yán)重；頂鐵或頂環(huán)發(fā)生扭曲變形現(xiàn)象；工作坑內(nèi)導(dǎo)軌偏差。
（3）人為操作不當(dāng)造成的糾偏失控現(xiàn)象。此外，管道頂進(jìn)越長(zhǎng)，產(chǎn)生偏差的可能性越大，如果糾偏不及時(shí)，也會(huì)造成失控。
2.1.2防范措施及解決方法
（1）首先要充分熟悉業(yè)主提供的地勘資料，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘；必要時(shí)在較復(fù)雜的地段要進(jìn)行補(bǔ)勘。事實(shí)上在頂管施工中，因?yàn)橥临|(zhì)變化、設(shè)備能力和操作失誤等原因出現(xiàn)偏差是難免的，所以及時(shí)糾偏工作非常重要，這關(guān)系到管道鋪設(shè)質(zhì)量，甚至整個(gè)頂進(jìn)過(guò)程的成敗。糾偏的一般原則：勤糾微糾，標(biāo)不離，禁止盲頂。其控制細(xì)節(jié)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：當(dāng)頂管機(jī)頭尚未全部進(jìn)洞前，在機(jī)頭中心、高程偏差不大于20mm時(shí)，不考慮糾偏，因此時(shí)軌道在控制方向，若糾偏不但沒(méi)效果反而會(huì)使節(jié)管道偏離軌道。
（2）在管道頂進(jìn)過(guò)程中，如果在粉細(xì)砂土層中頂進(jìn)偏低，可調(diào)低進(jìn)泥的泥漿濃度，減小頂進(jìn)速度。當(dāng)遇到軟硬程度不同的土層時(shí)，地質(zhì)條件會(huì)發(fā)生很大變化，突然間變硬或變軟，這可以通過(guò)刀盤(pán)的轉(zhuǎn)矩來(lái)判斷。若突然變硬，則應(yīng)向土倉(cāng)內(nèi)加入水或泥漿。在一般情況下，如果對(duì)地質(zhì)勘察資料掌握比較準(zhǔn)確時(shí)，且當(dāng)穿越的軟弱地層長(zhǎng)度15m時(shí)，入洞前可以采取機(jī)頭與管道、管道與管道間加接連接桿的方式進(jìn)行固定，以增加其剛性，并輔以適當(dāng)糾偏方式，是完全可以防止機(jī)頭和管道叩頭現(xiàn)象發(fā)生的。

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1、 水平定向鉆穿越施工工藝：

使用水平定向鉆機(jī)進(jìn)行管線穿越施工，一般分為二個(gè)階段：階段是按照設(shè)計(jì)曲線盡可能準(zhǔn)確的鉆一個(gè)導(dǎo)向孔；第二階段是將導(dǎo)向孔進(jìn)行擴(kuò)孔，并將產(chǎn)品管線（一般為PE管道，光纜套管，鋼管）沿著擴(kuò)大了的導(dǎo)向孔回拖到導(dǎo)向孔中，完成管線穿越工作。

1.1 鉆導(dǎo)向孔:
要根據(jù)穿越的地質(zhì)情況，選擇合適的鉆頭和導(dǎo)向板或地下泥漿馬達(dá)，開(kāi)動(dòng)泥漿泵對(duì)準(zhǔn)入土點(diǎn)進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆頭在鉆機(jī)的推力作用下由鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)（或使用泥漿馬達(dá)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)）切削地層，不斷前進(jìn)，每鉆完一根鉆桿要測(cè)量一次鉆頭的實(shí)際位置，以便及時(shí)調(diào)整鉆頭的鉆進(jìn)方向，所完成的導(dǎo)向孔曲線符合設(shè)計(jì)要求，如此反復(fù)，直到鉆頭在預(yù)定位置出土，完成整個(gè)導(dǎo)向孔的鉆孔作業(yè)。見(jiàn)示意圖一：鉆導(dǎo)向孔。
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施工現(xiàn)場(chǎng)兩側(cè)都需要重型設(shè)備，為縮減成本，通往兩側(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的道路應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有道路以減少新修道路距離，或利用管道線路的施工便道，所有相關(guān)道路使用權(quán)的協(xié)議都應(yīng)由業(yè)主提供，在投標(biāo)階段再來(lái)討論這些問(wèn)題為時(shí)已晚。

B、工作場(chǎng)地

1、鉆機(jī)一側(cè)——鉆機(jī)施工場(chǎng)地至少需要30M（100FT）寬，長(zhǎng)45M（FT）的面積。該面積從入土點(diǎn)算起，入土點(diǎn)應(yīng)位于規(guī)定的區(qū)域內(nèi)至少3M（10FT）處，同時(shí)由于許多鉆機(jī)配套的設(shè)備或配件沒(méi)有規(guī)定的存放地點(diǎn)，所以鉆機(jī)一側(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)可由許多不規(guī)則的小塊組成，以便節(jié)省占地面積，現(xiàn)場(chǎng)盡量要平整，堅(jiān)硬，清潔，以便有利于進(jìn)行施工。由于穿越施工時(shí)需要大量的淡水供攪拌泥漿用，所以施工現(xiàn)場(chǎng)要盡量靠近水源或便于連接自來(lái)水管道的地方。

2、管道一側(cè)----為便于預(yù)制成品管道，管道一側(cè)要有足夠長(zhǎng)度的施工現(xiàn)場(chǎng)，這也是要重點(diǎn)考慮的事情?，F(xiàn)場(chǎng)寬度應(yīng)滿足管道施工的需要（一般為12----18米）。同樣在出土點(diǎn)一側(cè)也需要30米（100FT）寬乘以45米（FT）長(zhǎng)的施工現(xiàn)場(chǎng)?？傞L(zhǎng)度以能夠擺放下所預(yù)制的管道為準(zhǔn)，（場(chǎng)地的總長(zhǎng)度一般為穿越管道長(zhǎng)度再加上30米，）在回拖前，要將管道預(yù)制完成，包括焊接，通球，試壓防腐等工序，在回拖過(guò)程中，不能再進(jìn)行管道的連接工作，因?yàn)榛赝线^(guò)程是要連續(xù)進(jìn)行的，若此時(shí)進(jìn)行管道連接將可能造成地下孔洞的塌方，極可能造成整個(gè)工程施工的失敗。


勝越管道工程有限公司是市政工程和管道施工總承包知名企業(yè)，非開(kāi)挖技術(shù)協(xié)會(huì)會(huì)員單位及河南省中小企業(yè)理事單位，注冊(cè)資金200萬(wàn)元。我公司擁有多臺(tái)定向鉆（25T-300T）、泥水平衡、土壓平衡、液壓頂管施工設(shè)備，承接通信、電力、給排水、石油、天然氣等各類(lèi)口徑傳輸管道穿越公路、鐵路、、街道、河流、建筑物等非開(kāi)挖施工，具備市政施工總承包叁級(jí)、管道施工專業(yè)總承包叁級(jí)資質(zhì)，并通過(guò)了ISO 9001質(zhì)量認(rèn)證、ISO 14001環(huán)境認(rèn)證和OHSAS 01職業(yè)健康認(rèn)證。
公司自成立以來(lái)采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的管理模式開(kāi)展經(jīng)營(yíng)管理工作，注重專業(yè)技術(shù)人才的儲(chǔ)備與培養(yǎng)，大力引進(jìn)市場(chǎng)的高素質(zhì)人才，著力于打造一支的管理隊(duì)伍，目前在職職工共有98人，其中管理人員有22人（含建造師7人），具備職稱的技術(shù)人員72人。另外，公司擁有技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良的施工設(shè)備、儀器、儀表117臺(tái)（套），其中包括25T、28T、33T、45T、80T、T、350T定向鉆機(jī)和Φ800、Φ0泥水平衡頂管機(jī)、Φ2000土壓平衡頂管機(jī)、100T-800T頂管機(jī)。近年來(lái)，公司憑著豐富的施工經(jīng)驗(yàn)和成熟的非開(kāi)挖技術(shù)，先后出色地完成了許多質(zhì)量要求高、技術(shù)難度大的穿越山體、江流、道路等施工任務(wù)，與河南通信集團(tuán)、中石油、中石化、河南電力集團(tuán)、華潤(rùn)燃?xì)?、新鄭自?lái)水集團(tuán)、中鐵五局等20余家單位達(dá)成長(zhǎng)期合作，目前，我公司業(yè)務(wù)主要覆蓋了河南省、陜西省、山東市、湖南省、湖北省、北京市、天津市、服務(wù)客戶達(dá)300余家。
公司始終堅(jiān)持“于責(zé) 于細(xì) 治理于嚴(yán)”的理念，嚴(yán)格按照有關(guān)市政建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定組織施工，工程均達(dá)到合格或
這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理和計(jì)算后，以數(shù)字的形式顯示在顯示屏上，該電子裝置主要用來(lái)監(jiān)測(cè)鉆桿與地球磁場(chǎng)的關(guān)系和傾角（鉆頭在地下的三維坐標(biāo)），將測(cè)量到的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以便確定鉆頭的實(shí)際位置與設(shè)計(jì)位置的偏差，并將偏差值控制在允許的范圍之內(nèi)，如此循環(huán)直到鉆頭按照預(yù)定的導(dǎo)向孔曲線在預(yù)定位置出土。預(yù)擴(kuò)孔：導(dǎo)向孔完成后，要將該鉆孔進(jìn)行擴(kuò)大到合適的直徑以方便安裝成品管道，此過(guò)程稱為預(yù)擴(kuò)孔，（依終成孔尺寸決定擴(kuò)孔次數(shù)）。例如，如需安裝36英寸管線，鉆孔必須擴(kuò)大到48英寸或更大。通常，在鉆機(jī)對(duì)岸將擴(kuò)孔器連接到鉆桿上，然后由鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)回拖入導(dǎo)向孔，將導(dǎo)向孔擴(kuò)大，同時(shí)要將大量的泥漿泵入鉆孔，以鉆孔的完整性和不。 這項(xiàng)技術(shù)同時(shí)還可以為管道提供的保護(hù)層，并相應(yīng)減少了維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)不會(huì)影響河流運(yùn)輸并縮短施工期，證明是目前效率，成本的穿越施工方法。導(dǎo)向孔：導(dǎo)向孔是在水平方向按預(yù)定角度并沿預(yù)定截面鉆進(jìn)的孔，包括一段直斜線和一段大半徑弧線。在鉆導(dǎo)向孔的同時(shí)，承包商也許會(huì)選擇并使用更大口徑的鉆桿（即沖洗管）來(lái)屏蔽導(dǎo)向鉆桿。沖洗管可以起到類(lèi)似導(dǎo)管的作用，還可以方便導(dǎo)向鉆桿的抽回和更換鉆頭等工作。導(dǎo)向孔的方向控制由位于鉆頭后端的鉆桿內(nèi)的控制器（稱為彎外殼）完成。鉆進(jìn)過(guò)程中鉆桿是不做旋轉(zhuǎn)的，需要變換方向時(shí)若將彎外殼向右定位，鉆進(jìn)路線即向右沿平滑曲線前進(jìn)。鉆孔曲線由放置在鉆頭后端鉆桿內(nèi)的電子測(cè)向儀進(jìn)行測(cè)量并將測(cè)量結(jié)果傳導(dǎo)到地面的接收儀。