| 泥水平衡頂管機在施工中出現的問題和解決方法 1、前言 隨著我國非開挖技術的廣泛應用，機械頂管施工技術亦日趨成熟，特別是泥 水平衡式頂管和土壓平衡式頂管工藝已成為較為常用的頂管施工方法。然而，頂 管施工本身就是一項受地下不確定因素和外界困擾較多的高風險作業， 成功率并 非十分圓滿。從以往的頂管施工情況來看，各種如糾編失控、管道軸線或標高嚴 重偏位、管壁摩阻力過大、頂管無法向前推進、機械故障導致掘進機中途停頓、 機頭遇不明障礙物難以穿越等等現象，比比皆是。在這里，我們故且把由于技術 人員操作不當而引起的管道上翹、下沉、左右大幅偏位等現象稱作為“頂管人為 事故”（這里不再討論）。而把由于受地質變化、障礙物、管材破損等造成的頂 管失敗現象，稱作為“頂管施工故障”。對于長期從事頂管施工的工程技術人員來 說，“施工故障”其實很難避免。這就象我們日常生活中生病一樣，得了病，如何 對針下藥才是關鍵。頂管施工也如此。出現故障，如何既快又省地解決問題，才 是我們所必須關注的重要議題。 2、故障類型及對策 我們通常把頂管掘進機頭不能最終到達接收井的現象，均稱作為：頂管失 敗或頂管故障。其實，在實際施工過程中，頂管掘進機頭頂進途中停止不前原因 較多，歸納起來有以下幾種情況： 1）由于設計或施工前對地質情況估計不足，造成頂進過程中摩阻力過大； 2）由于施工中注漿減阻不理想，或因某原因中間停頓時間過長，造成管壁阻力 過大； 3）由于管道自身強度缺陷，頂進過程中造成管身碎裂； 4）由于工作井井身或后壁強度不足，造成工作井后座嚴重開裂或變位； 5）由于掘進機頭自身機械傳動出現問題； 6）由于管位處出現難以逾越的障阻物等。 處理以上幾種類型的故障，其對策往往與該管道所處理地質情況、地表狀 況、施工條件及故障起因有很大關聯。在確定一個理想的處理方案時，需仔細加 以分析比較， 才能對癥下藥， 從而水到渠成。 這里提供幾種處理對策供大家參考： 1）開天窗法：在掘進機頭上方地面通過開挖而解決問題的方法； 2）逆套管法：在接收井反向頂進內徑大于機頭外徑的鋼管或其它管道，然后把 機頭從接收井拉出； 3）順套管法：在工作井頂進內徑大于管道外徑的鋼管，從而確保土體不坍塌或 設法減小管壁摩阻力的方法； 4）內套管法：在原來的管道內頂入一支直徑稍小的鋼管，并與機頭連接，從而 達到重啟機頭的目的； 5）引導洞法：在接收井中，逆向頂入同口徑管道，使兩機頭對接，然后此頂彼 拉，達到預期目標的一種解決方法。 3、工程實例 1）開天窗法：此法常用于故障機頭上方地面符合施工條件，且該處地質狀況亦 利于開挖或進行開窗作業，它可分為大開挖法、鋼板支護開挖法、沉井開窗法和 鋼護筒開挖法等。 實例一：Ф1000 砼 F 管頂管工程，日本 TCC-1000 泥水平衡偏心破碎型掘 進機頭。 癥狀：頂段長 142 米，機頭位于離工作井 101 米處時，發現操作臺扭矩表 異狀波動，同時機內發出金屬間摩擦的刺耳聲音，觀察排泥口，發現大量漂浮油 漬。 疹斷：偏心齒輪動密封件磨損，齒輪油外溢，部分泥漿水壓入齒輪油箱，造 成主軸承損壞。 對策：該段處于路緣綠化帶上，為黃褐色粘土層，適合于開挖施工處理，且 故障發生時，頂力僅為 102 噸，減摩注漿情況良好，建議大開挖取故障機頭， 然后換新機頭與機頭管重新銜接，再啟動油站開頂，控制時間 12 小時。 施工注意事項：處理動作要迅捷，新機頭必須滿足調運條件，開挖面不宜過 大，起吊故障機頭時盡量不要破壞機下土層，在確保現機頭標高與原機頭一致情 況下，方可回填土方。處理過程中，為保證觸變泥漿壓力，需定期進行補漿。 實例二：Ф800 砼 F 管污水頂管工程，PSD800 型泥水平衡式頂管機頭 癥狀：管線穿越鐵路原下行立交匝道邊，刀盤扭矩超限波動，前有異狀物跡 象，退回主頂液壓油缸，異動消失。 診斷：刀盤處遇較大障礙物，疑為砼基礎。 對策：由于該處正在新建跨鐵路立交，機頭位置地面均為回填土方，建議采用鋼 板樁支護開挖，用鎬頭挖機破碎砼塊后作清障處理。 |
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