【正文】 持一定壓力，倉內(nèi)泥水壓力應與地下水壓力相平衡，泥水壓力過大，地面隆起；泥水壓力過小，地面沉陷，所以控制頂進與出泥的速度相當關鍵。(2)泥漿循環(huán)與處理系統(tǒng)泥漿循環(huán)與處理系統(tǒng)介紹：泥漿循環(huán)與處理系統(tǒng)包括流體輸送設備和泥水處理設備：流體輸送設備包括φ100送漿管、送漿泵、φ100排泥管、排泥泵、循環(huán)泵、φ100旁通管、逆向沖洗裝置、液壓球形閥、伸縮管裝置、流量計、密度計、壓力計、泥水頂管機主機和中央監(jiān)視系統(tǒng)。全部作業(yè)均由中央控制室管理。泥水處理設備包括石頭收集器(隔離桶)、泥水分離器、泥漿循環(huán)池。頂管泥水循環(huán)系統(tǒng)如圖218【頂管泥水循環(huán)系統(tǒng)圖】所示，旁通現(xiàn)場圖如圖219【旁通現(xiàn)場及正反循環(huán)示意圖】所示:圖218 頂管泥水循環(huán)系統(tǒng)泥水反循環(huán)線路泥水正循環(huán)線路進漿泵出漿泵頂管機泥水倉圖219 旁通現(xiàn)場及正反循環(huán)示意圖不同工作狀態(tài)下的工藝流程：泥水在頂管機至泥水分離器之間的循環(huán)是由泥水輸送系統(tǒng)實現(xiàn)的，頂管機開挖下來的土砂進入泥水倉，經(jīng)攪拌后的高密度泥水由泥水泵泵至泥水分離器，在泥水分離器進行水土分離，分離后的泥水在循環(huán)泥漿池經(jīng)調(diào)整密度，粘度等指標后再泵回開挖面，如此循環(huán)。系統(tǒng)在不同工作狀態(tài)下的工藝流程如下：1)靜止狀態(tài)(非掘進狀態(tài))頂管機在地層中處于非掘進狀態(tài)，刀盤將隨著千斤頂油壓的釋放而失去對開挖面的支撐作用，此時，開挖面的穩(wěn)定完全取決于泥水倉內(nèi)泥水的壓力和泥水的性能，為補償由于泥水滲入地層而引起的壓力損失，送泥水系統(tǒng)必須提供能維持倉內(nèi)恒定壓力的一定數(shù)量的泥水。該狀態(tài)下排漿閥關閉，泥水室內(nèi)泥水處于靜止狀態(tài)。在進漿管道上，自動控制進漿閥旁裝有壓力傳感器，進漿閥門開度根據(jù)實際水壓與設定水壓的偏差信號，通過油缸自動調(diào)整，當開挖面壓力降低時閥門開度增大，反之減少或關閉；另外，驅(qū)動進漿泵的電機也隨泥水壓力的變化自動調(diào)速或自動起動——停機，使開挖面泥水壓力在頂管機停止工作期間始終維持穩(wěn)定狀態(tài)。2)掘進狀態(tài)掘進時刀盤通過千斤頂壓力頂住開挖面，即使泥水本身沒有擋土效果，只要開挖速度與頂管機前進速度(即刀盤轉(zhuǎn)速與千斤頂伸出速度)保持一致，也可保證開挖面的穩(wěn)定。只要排泥條件許可，應盡可能保持較高的推力，使排泥達到最大效率，如果施工中不得不減少推力，則加大泥水壓力，以保證天然土體的穩(wěn)定。即使泥水性能(比重、粘度)發(fā)生變化，在能夠保持推力和泥水壓力的前提下，應優(yōu)先掘進，掘進完畢，再進行調(diào)整。但是，如果泥水出現(xiàn)損失，難以保持其壓力，以及泥水的造膜性顯著降低，預料掘進完畢的狀態(tài)較危險時，則應在掘進過程中作必要的處置。掘進狀態(tài)開挖面泥水壓力的穩(wěn)定由自動控制排漿閥維持，開挖面實際泥水壓力大于設定值時，排漿閥自動開啟將多余的新鮮泥水排出系統(tǒng)之外，小于壓力設定值時自動關閉。引起壓力變化的原因有：①管路堵塞；②注漿壓力傳至工作面；③組裝襯砌時千斤頂操作的影響等。應盡力避免上述原因引起的變動。為了判斷工作面是否穩(wěn)定，需根據(jù)：①頂管負荷量測；②開挖量的管理；③開挖面壓力量測。對施工中工作面的狀態(tài)間接地予以確認。掘進中各泵、閥門的工作狀態(tài)，自動控制原理如下：① 進漿系統(tǒng)進漿閥開放，進漿流量通過PLC控制系統(tǒng)對進漿泵電機的自動調(diào)整得以調(diào)整。② 排漿系統(tǒng)排泥閥開放，3臺排漿泵自動啟動；排泥泵的電機隨泥水室壓力變化自動增速或減速；排泥泵隨著輸送距離的延長逐臺增加。3)旁通狀態(tài)旁通狀態(tài)在以下三種情況下使用：當排泥管由于某種原因堵塞時，進漿管及泥水倉內(nèi)泥水壓力會瞬間急劇升高，倘若頻繁發(fā)生堵管現(xiàn)象，將引起開挖面周圍土體的擾動。此時機內(nèi)和機外旁通同步開放，使循環(huán)泥漿將堵塞部位疏通，必要時采用人工進行檢查排堵。當每節(jié)砼管頂進完成后(安裝砼管期間)，多先讓系統(tǒng)處于旁通狀態(tài)(防止排泥管內(nèi)泥砂沉淀)。用于開挖前的運行準備。4)逆循環(huán)有時排泥管堵塞，使用旁通清洗不能湊效時，可使用逆沖，并保持開挖面壓力。5)切斷狀態(tài)隨著頂管的推進，需要延伸泥水輸送管道，延伸作業(yè)時，泥水供給被切斷，因此，作業(yè)開始前，必須確認泥倉泥水的性能，壓力是否安全可靠，并實施連續(xù)作業(yè)，迅速完成管道連接。因掘進調(diào)整，設備故障等使切斷狀態(tài)持續(xù)時間長時，可利用注漿管道暫時加壓，以應付開挖面的壓力損失。(3)泥水循環(huán)施工1)施工前準備所有機械設備交班檢查頂進前，機械工需要進行交接班手續(xù)，將記錄的設備運轉(zhuǎn)情況表交個下一個班組的機械工，并進行口頭的設備運轉(zhuǎn)狀況交班，剛上班的機械工需要對控制臺、各個泥漿泵、管道、測量系統(tǒng)、頂管機頭等進行例行檢查。2)頂管機頭刀盤轉(zhuǎn)動交班和例行檢查完畢后，接通電源，將頂管機頭的刀盤轉(zhuǎn)動，當設備的參數(shù)穩(wěn)定后，開進出渣漿泵，開始泥漿循環(huán)。3)頂進、調(diào)整進出渣漿泵流量達到平衡。(4) 泥水處理系統(tǒng)處理好砂土、裝車、外運采用泥水平衡式頂管機出土，在頂管機中注入含有一定泥量的泥漿，通過大刀盤切削頂管機前方的原狀土，與注入的泥水攪拌，泥水通過吸泥泵排到地表泥水處理系統(tǒng)(泥水分離器)處理，泥漿可以反復循環(huán)使用，泥水分離器處理好的泥沙用泥漿車裝車外運。、糾偏施工測量方法，在工作井后座位置設置測量機座，測量基座由地面引入地下，避免工作井的變形引起的誤差，將激光經(jīng)緯儀放置在其上調(diào)平后，使激光經(jīng)緯儀發(fā)射的激光沿著頂進方向水平射出，打在安裝在頂管機的測量靶位上，通過望遠鏡讀出頂管機頭的偏差。，將測量數(shù)據(jù)進行分析后，通過PLC全自動操控臺控制頂管機的糾偏節(jié)進行砼管的糾偏。頂管機測量及糾偏如圖220【頂管機測量靶及糾偏節(jié)示意圖】所示:測量靶激光點糾偏油缸圖220 頂管機測量靶及糾偏節(jié)示意圖 糾偏辦法，頂進中發(fā)現(xiàn)管位偏差5mm左右，即應進行校正。糾偏校正應緩緩進行，使管節(jié)逐漸復位，不得猛糾硬調(diào)。校正方法采用頂管機頭自身糾偏法：控制頂管機頭的狀態(tài)(向下、向上、向左、向右)，這種方法糾偏方法良好，每次糾偏的幅度以5mm為一個單元，再頂進1m時，如果根據(jù)頂管機頭的測斜儀及激光經(jīng)緯儀測量偏位趨勢沒有減少時，增大糾偏力度(以5mm為一個單元)，如果根據(jù)頂管機頭的測斜儀及激光經(jīng)緯儀測量偏位趨勢穩(wěn)定或減少時，保持該糾偏力度，繼續(xù)頂進，當偏位趨勢相反時，則需要將糾偏力度逐漸減少。頂進過程中，需要經(jīng)常進行壓觸變泥漿工作，以減少頂進的阻力，并能有效減少地表沉降。觸變泥漿系統(tǒng)由拌漿、注漿和管道三部分組成。拌漿是把注漿材料兌水以后再攪拌成所需的漿液(造漿后應靜置24小時后方可使用)。注漿是通過注漿泵進行的，根據(jù)壓力表和流量表，它可以控制注漿的壓力(— 倍)和注漿量(計量桶控制)。管道分總管和支管，總管安裝在管道內(nèi)一側(cè)，支管則把總管內(nèi)壓送過來的漿液輸送到每個注漿孔上去。注漿孔布置為：每節(jié)鋼管各設一道，孔位位于鋼管中部，環(huán)周分120度對稱布置3個1”孔。注漿流程如圖221【觸變泥漿注漿流程圖】所示:造漿靜置 注漿 頂管推進(注漿) 頂管停頂 停止注漿圖221 觸變泥漿注漿流程圖(1)初始頂進1)頂進速度：初始頂進速度不宜過快，一般控制在20~30mm/min左右，根據(jù)偏差和旋轉(zhuǎn)情況進行調(diào)整。2)出土量：加固區(qū)一般控制在105%左右，非加固區(qū)一般控制在95%左右。(2)正常頂進1)正面土壓力設定：結(jié)合施工經(jīng)驗，設定值應介于進漿壓力與排漿壓力之間。2)頂進速度：一般情況下，頂進速度控制在0～50mm/min，如遇正面障礙物，應控制在10mm/min以內(nèi)。3)出土量：嚴格控制出土量，防止超挖及欠挖，正常情況下出土量控制在理論出土量的98%～100%。(1)進行地面沉降控制監(jiān)測地表監(jiān)控采用地表和深層觀測相結(jié)合的方法。沿頂進軸線的管線保護和重要區(qū)段應增加每天監(jiān)測次數(shù)以致進行24小時跟蹤監(jiān)測。正常情況下地面的觀測點每天進行1～2次沉降跟蹤觀測，經(jīng)數(shù)據(jù)處理分析后作為及時調(diào)整掘進機參數(shù)的依據(jù)，減小地面沉降量。頂進過程中地面沉降控制為：地面隆起的最大極限為+10mm；地面沉降的最大極限為10mm。(2)引發(fā)沉降因素1)掘進工作面的塌方是造成地面較大沉降的主要原因。塌方造成超量出土，覆蓋層土體松動，以致地面沉降。2)開挖端面的取土量過多或過少，使工具管推進壓力與開挖土體壓力不平衡，造成地面沉降或隆起。3)管道外壁空隙（工具管外徑與管外徑之差）引起的地層土體損失。4)糾偏造成沉降，工具管糾偏后，刃腳后形成一個空隙，糾偏角越大，空隙越大，管道頂進時周圍的土體便會坍入空隙造成地面沉降。5)觸變泥漿造成沉降，頂管施工為了降低阻力，在管道周圍注觸變泥漿，一旦施工結(jié)束，觸變泥漿就會泥水分離，因觸變泥漿含泥率僅為百分之幾，四周的土體就會向管壁坍落，造成地面微小沉降。(3)處理措施施工前應對工程地質(zhì)條件和環(huán)境情況進行周密細致的調(diào)查，制定切實可行的施工方案，并對距離管道近的建筑物和其它設施采取相應的加固保護措施。根據(jù)工具頭前方設置的測力裝置，掌握頂進壓力，保持頂進壓力與前端土體壓力的平衡。壓注泥漿不使管壁與土體之間形成空隙：頂管設計時，為了減少摩擦阻力，降低主千斤頂?shù)捻斄?，工具頭的外徑比頂入的鋼筋混凝土管的外徑大10mm～20mm。因此，頂管時在頂入管與土體之間就存在一定的空隙，導致土體可能的沉落。為此，必須及時壓注泥漿于空隙中，并且邊頂進邊壓漿，更需要在中間補漿，使在項管中形成完整的泥漿套，既消除了空隙，又能平衡其上土體之自重，防止沉落。施工結(jié)束及時注入水泥漿置換潤滑泥漿?？衫没炷凉苌项A設的注漿孔對土層進行填充物壓注，以提高土層的密實度，減少土層的地面沉降量。頂管頂進時，要嚴格遵守操作規(guī)程，及時進行測量，避免大角度糾偏。嚴格控制管道接口的密封質(zhì)量，防止?jié)B漏。避免因滲漏引起的土層流失，并最終導致地面沉降。出土頂進時注意保持等體積置換：即在管內(nèi)挖掘土方的體積Q土完全等于頂入管子的體積Q管（Q土= Q管），所以每次頂進都經(jīng)過一定的計算，盡可能相等。 當Q土＞Q管，地面易于沉降；Q土＜Q管，地面易于隆起。使土體中不產(chǎn)生附加應力：土的變形，歸根到底是土體內(nèi)有了附加應力，頂管時，還要考慮以下幾種外力：1)泥漿壓力的影響。為此，在壓漿時要控制好壓力。恰好能平衡“泥漿套”以上土體的壓力，所以事先要根據(jù)估計上壓力確定泥漿的壓力，并非泥漿壓力越大越好。2)鄰近建筑物的荷載；3)鄰近施工影響及堆載影響等等。 頂管內(nèi)管線管道功能介紹及拆除、安裝施工泥水平衡式頂管內(nèi)所有管線包括電力電纜、信號線、進出泥漿管、觸變泥漿管、通風管等，以下介紹功能及拆除、安裝施工。(1)管內(nèi)通風管道為保證管內(nèi)通風空氣清新，風量2250m3/h，工作井內(nèi)用兩個彎頭加上300mm人造革風管接到管口，在頂管內(nèi)接250mm硬PVC管送風，在工作人員進管前半小時進行通風。(2)照明及供電施工用電主干線采用380V三相五線制，接通地面、工作井、管道內(nèi)、頂管機頭、中繼環(huán)，管道照明采用36V低壓電源供電，每隔10m安裝電燈一個。(3)攝像、通訊系統(tǒng)頂管機內(nèi)裝有攝像機，便于管理人員在地面控制室通過電視顯示屏觀察機內(nèi)的測量標靶及進、排泥閥、旁通閥的開啟狀態(tài)。頂管機內(nèi)裝有有線電話機，當機修人員進入頂管機內(nèi)檢查、維修設備時，可用電話機與地面控制室的人員進行通話，方便調(diào)試維修工作。(4)管線管道拆除、安裝頂完一節(jié)管后，需要拆開頂管管道內(nèi)各管線、鋼管吊裝焊接、各管線重新安裝頂完一節(jié)管后，拆開所有管線(電力電纜、信號線、進出泥漿管、觸變泥漿管、通風管等)，進行鋼管吊裝、焊接后，安裝好所有管線(電力電纜、信號線、進出泥漿管、觸變泥漿管、通風管)，繼續(xù)頂進。管路安裝如圖222【管路安裝示意圖】所示：進出泥漿管電纜信號線通風管觸變泥漿管圖222 管路安裝示意圖進洞措施：頂管進洞的施工環(huán)節(jié)相當關鍵，在出口的位置需要作好防水措施，施工攪拌樁進行擋土止水，在頂管穿墻時降水，避免頂管穿墻時大量的流砂導致周邊的沉降及管段的沉降，頂管頂?shù)浇邮站埃丛O計穿墻位置在出洞位置用油漆標志，鑿薄接收井出洞位置的混凝土，當頂管頂?shù)綁w位置時，鑿穿實際頂管機頭出洞位置的混凝土，迅速頂出頂管機頭。進洞過程中，準備好充足稻草，穿墻位置流砂時可采用稻草塞縫，防止過量的砂土流失，當頂管機頭頂進到位時，接縫位置采用預埋管引水快凝水泥封縫，之后采用雙液(水泥漿、水玻璃)壓漿止水。頂管段驗收主要包括“管道軸線偏差” 、“管間錯口”和“頂管段閉水試驗”，其中管道軸線偏差驗收的標準為頂管的允許誤差：軸線左右位置為50mm，管道內(nèi)底高程為“50mm，+40mm”，相鄰管間錯口驗收標準為2mm，管道安裝施工完成后，進行管道的閉水試驗，試驗具體參考《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》(GB5026897)“壓力管道的強度及嚴密性試驗”。并協(xié)助建設單位進行管道清洗工作。管道的閉水試驗及管道清洗工作按照《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》第10章《管道水壓試驗及清洗消毒》有關規(guī)定進行。167。4現(xiàn)場監(jiān)測施工過程中需要進行對工作井及周邊環(huán)境的監(jiān)測，本工程采用泥水平衡式頂進施工工藝，沿線周圍地表環(huán)境及地層的應力狀態(tài)會輕微受其影響，有可能引起地表、附近重要或高大建筑物變形或沉陷，危及附近建筑物的安全。因此，為了保證管線工程安全、經(jīng)濟順利進行，在施工過程中，一是研究施工參數(shù)及地表和土體變形的關系，地表沉降與土體變形的分析預測方法等積累數(shù)據(jù)，并積極改進施工參數(shù)，最大限度減少地層變形，二是制定詳細的監(jiān)測方案，并根據(jù)監(jiān)測成果，及時反饋信息，指導施工，以確保建(構(gòu))筑物及作業(yè)人員的安全。施工需要監(jiān)測的項目本工程施工過程中需要監(jiān)測的項目如表22【監(jiān)測項目與要求表】所示：表22 監(jiān)測項目與要求表序號監(jiān)測項目監(jiān)測儀器監(jiān)測頻率1地表沉降(土體垂直位移)全站儀、水準儀、鋼尺等頂管頂進施工：頂管沿線，1~2次/天； 頂管井開挖施工：1~2次/天。2構(gòu)筑物沉降及傾斜3地