用泥水平衡顶管机施工管道的质量控制

2021-01-02潘小武

科海故事博览 2021年27期

潘小武

（中国安能集团第一工程局有限公司，广西南宁 530200）

泥水平衡顶管机在土木工程的建筑中应用比较广泛，其本身也具有非常多的优点，能够加快土木工程中地下管道施工的效率，节省人工成本和时间成本。泥水平衡顶管机在应用的过程中对施工环境造成的影响比较小，所产生的废弃土量也比较少，对原有的地下管道的影响不大。另一方面，泥水平衡顶管机所适用的土质范围比较广泛，能够全方位地应用于地下管道的施工中。更重要的是泥水平衡顶管机能够在一定程度上保证施工管道的施工质量，但是在现阶段泥水平衡顶管机的使用还不够成熟，在一些方面还存在一些问题影响地下管道的施工质量。

1 泥水平衡顶管机的施工原理和施工工艺

1.1 泥水平衡顶管机的施工原理

泥水平衡顶管机的基本施工原理是泥水护壁，在泥水式顶管施工的过程中，要保持挖掘面的稳定状态，必须向泥水舱中注入一定压力的泥水。泥水在压力的作用下向土体内部渗透，在开挖面形成一层泥皮。泥皮的作用，一方面阻止泥水继续向土体内部渗透；另一方面，泥水的压力通过泥皮作用在开挖面防止坍塌。另外，泥水的密度要求必须大于1.03。

泥水平衡顶管机还要挖掘出两个基坑井，一个作为泥水平衡顶管机进行施工的工作井，另一个就作为接收泥水平衡顶管机工作工程中产生废弃土的接收井。在工作井中会放置一系列泥水平衡顶管机所用到的工具，比如，千斤顶、管道等，才能够有序地进行泥水平衡顶管机的施工。泥水平衡顶管机还会进行土体的切削工作，并将其制作成为能够排出工作井的泥浆。在泥水平衡顶管机施工的过程中，要协调好两个基坑井的工作，才能够完整的进行地下管道的施工，保持稳定的施工状态，最终能够保证泥水平衡顶管机对地下管道的施工质量。总而言之，用泥水平衡顶管机对地下管道施工的质量要从泥水平衡顶管机施工的过程中把握和控制，才能够有效的保证地下管道施工的质量。

1.2 泥水平衡顶管机的施工工艺

泥水平衡顶管机的施工的工艺流程有非常规范的流程，首先是地下管道施工的前期准备，需要对地下的环境进行详细的勘察，对周围的地形地势及地下管道的走向都了解清楚才能够做出后续的施工方案。然后是对地下管道放置的长度、深度等进行具体的测量工作，要重复进行多次的施工前的检查，避免在施工过程中出现纰漏。然后是两个基坑井的挖掘，才能够进行泥水平衡顶管机的施工。随后便开始了在工作井内的地下管道建设工作，伴随的工作是搅拌桩的搅拌和工作井工作设备的安装与放置。其次，工作井设备安装完毕后要对安装的设备进行调试，检验合格后才能够进行后续的施工工作。再次的施工工艺流程就需要用到管道的放置和运输，必须严格按照施工方案的设计放置地下管道，才能够保证泥水平衡顶管机充分发挥作用。还要将泥水平衡顶管机工作所产生的废弃泥浆进行向外运输，整个过程循环多次，完成地下管道的施工工程。最后，将所有的地下管道完成施工后，要对地下管道的密闭性进行检验，没有出现任何的漏水问题后，整个地下管道的施工竣工清场。

以上就是关于泥水平衡顶管机的施工工艺流程，为了能够有序的实现泥水平衡顶管机的工作，必须严格遵循泥水平衡顶管机施工的工艺流程，也要注意泥水平衡顶管机施工的要求，时刻保持地下水与地下土壤压力的平衡状态，保证泥水平衡顶管机施工的状态。

1.3 泥水平衡顶管机施工的特征

首先，泥水平衡顶管机作为比较高效的机械，其在施工时的顶进速度比较快，并且具有比较强的破碎能力，能够将地下土壤中的石块等进行破碎。其次，泥水平衡顶管机的施工精度比较高，能够对上下左右方位产生角度的偏颇进行纠正。泥水平衡顶管机本身就具有方向纠偏的装置，纠偏的操作比较简单，能够始终保证泥水平衡顶管机的激光点在管道中心线的位置。再次，泥水平衡顶管机具有独立的注水和注浆系统，自动化的水平比较高，能够保证泥水平衡顶管机的施工效率。最后，泥水平衡顶管机采用地面集中控制系统，能够安全的、直观的、方便的进行对泥水平衡顶管机的控制。

2 泥水平衡顶管机施工管道的关键控制点

2.1 泥水平衡顶管机工作过程中对泥水的控制

无论是泥水平衡顶管机在工作状态还是停止工作的状态，都要防止泥水从土层中、挖掘洞口中或者其他地方流失，否则挖掘面就会失去其本身的稳定性，尤其是在泥水平衡顶管机出洞的阶段中更要防止洞口的止水圈漏水。止水圈要选择合适的材质和比较大的强度，才能够加固洞口的防水性能。另外，为了泥水不能够从挖掘洞口中流失，就要不断地对挖掘面和洞口进行加固，既防止施工土壤的下沉，也防止泥水的流失。泥水流失的严重后果会导致工作井上方的地面凹陷，阻碍整个泥水平衡顶管机施工的工作。泥水在泥水平衡顶管机施工中的作用非常重要，因此要重点防止泥水的流失。

2.2 泥水平衡顶管机工作工程中保持地下水压的稳定

在泥水平衡顶管机掘进的工作过程中，要时刻注意地下水压的变化，应对地下水压不同变化及时地采取相应的措施和对策，这样一来才能够保证挖掘面的稳定状态。如果没有注意到地下水压的压力变化就会导致挖掘洞口的塌陷，导致整个地下管道的施工停止，也会对周围的环境和地下管道的建设环境造成负面的影响。

2.3 泥水平衡顶管机施工的减摩措施

泥水平衡顶管机在顶进过程中产生一定的阻力，比如顶管机与土体的摩擦产生的迎面阻力，产生的摩擦阻力会严重影响泥水平衡顶管机的正常工作，因此要在泥水平衡顶管机施工过程中进行减摩擦措施，才能够保证泥水平衡顶管机的顶进速度保持在一定的效率内。最常见的减磨擦措施就是在泥水平衡顶管机的外部涂抹一层润滑剂，减少泥水平衡顶管机外部机械的粗糙程度，能够保持比较高的顶进速度。也可以通过灌入泥浆的方式进行泥水平衡顶管机外部与土壤的润滑，减少摩擦产生的阻力。这也是最直接有效的办法，能够就地取材，但是灌入的润滑泥浆的配比也是有要求的，必须要注意泥浆的粘稠度，调配放置到一定的时间才能够将润滑泥浆置入。[1]另外，注浆的工艺需要由专业的技术人员负责，也要对调配、放置的泥浆进行定期的质量检查，检查合格后才能够投入到泥水平衡顶管机的顶进工作中。

2.4 泥水平衡顶管机顶进方向的纠偏

上述说到，泥水平衡顶管机本身具有比较简单明了的方向纠偏装置，能够通过操作员的纠偏动作，保持泥水平衡顶管机挺进过程中的顶进方向。泥水平衡顶管机顶进方向的纠偏也要遵循一定的原则，坚持遵循走势原则，坚持小倾角纠偏，避免大动作的纠偏动作，不得已时也要争取在非重要地段进行，顶管机趋势发展在控制误差的两倍以内是不用进行顶进机方向的纠偏动作。

2.5 泥水平衡顶管机工作过程中工作井的设置

首先，工作井的尺寸设计是根据泥水平衡顶管机的机头长度设定的，不能够有偏差。其次，挖掘的工作井必须有一个接收井与其相对应，才能够进行正常的泥水平衡顶管机的工作。工作井的井口距离也要根据铺设的地下管道的长度、管径、施工土质以及施工现场的环境进行统筹考虑，规划合适的工作井井距是做好泥水平衡顶管机施工管道的重要工作。最后，工作井的井口以及井体都要进行加固措施，防止在地下管道施工的过程中产生塌陷等问题。

3 泥水平衡顶管机施工管道的监理控制

3.1 泥水平衡顶管机施工管道质量的事前准备

首先要根据施工的环境情况和施工的具体要求进行图纸的规划和施工方案的选择，要对周围的地质环境进行详细的勘察后才能够进行针对性的施工计划。另外，也要根据国家规定的地下管道的施工质量标准进行方案的质量检验。对于地下环境的施工，要进行地下淤泥的清理、对周围环境的保护以及对原来地下管道的保护，做好充足的保护措施后才能够进行泥水平衡顶管机地下管道的施工工作。