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1顶管施工中如何选择顶管机余彬泉扬州广鑫机械有限公司二OO六年六月2顶管施工能否顺利进行最主要取决于四个基本要素：首先必须要有详细的地质资料；其次必须要针对该地质资料选好适用的顶管机；第三必须按土质及相关条件选择好对应的施工工艺；再次必须要有一批训练有素且具有高度责任心的施工人员。本文想对第二个基本要素进行一些论述，供大家参考。一、顶管机选用的基本原则对于顶管机的选用我们必须遵循以下四个基本原则。1、与土质相适应的原则这是在选用顶管机时首先必须遵循的一个基本原则。因为如果你选用的顶管机不能与土质相适应，那么，所导至的后果将是不勘设想的：轻者将影响施工的进度，重者将使顶管施工无法进行。例如，在空隙比和渗透系数都很大的砂卵石地层中，泥水平衡顶管机就不能适应。2、与施工条件相适应的原则这里的施工条件是指土质条件以外的所有条件，它包括地面上的和地下的两个方面。其中，地面上的有建筑物、街道、公路、铁路、交通、河流、湖泊、大堤、驳岸等。地下的有覆土深度和地下水的压力、各种构筑物、各种公用管线、桥桩、可能遇到的障碍物、顶进管的口径、顶进管的材质、顶进的长度和线型、工作坑和接收坑的构筑形式等。与施工条件相适应的基本原则就是我们所选用的顶管机都必须和它们一一相适应。3、确保施工安全的原则在选用顶管机时必须遵循确保施工安全这一基本原则。例如，在穿越河流时就应首选遥控的泥水平衡顶管机，它一般情况下，不需要人待在管道内，比机内控制的土压平衡顶管机来得安全。4、施工经济性原则这就需要有较专业的知识，在众多的机型和工法中从顶管机的售价、施工的速度、施工质量的把握、弃土的处理……等一系列进行优化，从中选出施工经济的机型。二、常见顶管机的结构、原理及特性3从顶管机的工作原理来区分，可把它分为泥水平衡顶管机、土压平衡顶管机和泥浆式顶管机三大类。（一）常见的泥水平衡顶管机1、面板式泥水平衡顶管机面板式泥水平衡顶管机的结构较为简单，是泥水平衡顶管机的最早一代产品，典型的如图一至图三所示。它的最基本结构主要有带面板的可旋转的刀盘、刀盘后面的泥水仓、与泥水仓相通进排泥管和机内液压纠偏系统。图一面板式泥水平衡顶管机之一图二面板式泥水平衡顶管机之二4图三面板式泥水平衡顶管机之三在面板上开有数条进泥槽，并在进泥槽的两侧安装有切削土砂的刀具。进泥槽的数量与顶管机的外径的大小有关：外径小的，进泥槽的数量就少；外径大的进泥槽的数量就多。为了防止大的泥块进入泥水仓引起进排泥管堵塞，有许多顶管机也把进泥槽分隔成一个个小方孔。进泥槽的开口面积的总和与顶管机刀盘断面面积之比被称之为谓刀盘的开口率，它用百分比表示。顶管机开口率的大小与土质有关：土质越软开口率越小；土质越硬开口率越大。这类顶管机的刀盘主要是用来切削土砂的，当它的开口率很小时刀盘也起到防止挖掘面坍塌的作用。它的平衡作用则是由充满泥水仓内有一定压力的泥水来承担的。由于该泥水含有一定作泥材料且具有一定比重，所以本质上有别于清水，它可在挖掘面上形成一层泥膜以防止地下水的渗透。所以，只需让泥水仓内保持有一定压力，就可以起到平衡土压力和地下水压力作用。根据不同的土质泥水比重可在1.01～1.30之间选取，漏斗粘度可在24～60秒之间选取。原则上粘性土可取下限，砂性土则可取上限，具体情况还需根据施工条件而定。作为泥水管理是这类顶管机的重点：管得好则地面沉降小；管得不好则地面沉降大，且甚至于可能开天窗。这类顶管机适用于含水量高的软粘土、粉土、砂土，高水压层和高承压水层的条件下施工。这类顶管机不适用于含水量低且塑性指数高的硬粘土、渗透系数很大的粗5砂和砂卵石以及覆土深度小于1.5倍管外径且管顶上方无隔水层的土层。2、刀排可伸缩的泥水平衡顶管机从面板式泥水平衡顶管机的结构改良而来的有一种是刀排可伸缩的泥水平衡顶管机如图四、图五所示。图四刀排可伸缩的泥水平衡顶管机之一图五刀排可伸缩的泥水平衡顶管机之二图四中顶管机的面板上布置有十字状刀排，刀排上安装有许多切削刀。刀排用油缸可控制其伸缩。当顶管机遇到较硬的土或在顶进速度加快需要增加进土量时，可让刀排往前伸，这样，进土口增大，进的土也多。6反之，当顶管机遇到较软的土或在顶进速度减慢需要减少进土量时，可让刀排往后缩，这样，进土口减小，进的土也越少。当顶管机停止工作时可把刀排往后缩到底，完全关闭进土口，可避免挖掘面上产生塌方。十字状刀排的这种顶管机多用于大口径。图五中顶管机的面板上布置有一字状刀排，这多用于中小口径。图六是一种刀排轮流可伸缩的泥水平衡顶管机，该机主要是为了适应长距离顶管而图六刀排轮流可伸缩的泥水平衡顶管机专门设计的，当一组刀排上的刀磨损得无法正常工作时就把它缩回，然后伸出另一组刀排继续工作。这类顶管机的适用范围为与面板式泥水平衡顶管机基本相同。3、刀排和刀盘都可伸缩的泥水平衡顶管机从面板式泥水平衡顶管机的结构改良而来的第二种是刀排和刀盘都可伸缩的泥水平衡顶管机，最典型的就是Telemole如图六所示。7图六刀排和刀盘都可浮动的泥水平衡顶管机Telemole是专门为在软土中进行顶管施工而设计的一种小口径顶管机，它在机外的控制台上进行远距离操作。施工时，如果我们把迎面土压力设置为8t/㎡，那么在顶进过程中，当迎面土压力大于8t/㎡时，刀排可不动而刀盘会自动往后缩。这时，进土口大了，进的土也多，土压力就会下降；反之，当迎面土压力小于8t/㎡时，刀排可不动而刀盘会自动往前伸，这时，进土口小了，进的土也少，土压力就会上升。它用刀盘来平衡土压力的这一过程完全是自动的。图七所示的是与Telemole的工作原理完全相同，只是人在顶管机内操作的这种泥水平衡顶管机适用于较大口径。图六刀排和刀盘都可浮动的泥水平衡顶管机它们都是用刀盘来平衡土压力的，泥水则是用来平衡地下水压力的，是一种8具有双重平衡功能的顶管机。正因为如此，用它们来顶管时，控制得好则地面的沉降特别小。它适用于含水量高的淤泥、粉土等软土。它不适用于硬土和渗透系数很大的粗砂、砂卵石以及覆土深度小于1.5倍管外径且管顶上方无隔水层的土层。它也不适用于在控制土压力大与25t/㎡的深覆土条件下施工。4、具有破碎功能的泥水平衡顶管机具有破碎功能的泥水平衡顶管机有四种类型：第一种是锥体破碎的泥水平衡顶管机，第二种是偏心破碎泥水平衡顶管机，第三种是多边形偏心破碎泥水平衡顶管机，第四种是齿轮轴压碎的泥水平衡顶管机。其中锥体破碎的泥水平衡顶管机，如图七所示。它的泥土仓是由喇叭形的壳体和一个转动的锥体组成，喇叭形的壳体上开有许多小园孔，这些小园孔的后方是泥水仓。被切削和被破碎的泥土、石块通过这些小园孔进入泥水仓，然后被排泥管排出。与此类似的顶管机还有许多，但它们的共同点都是喇叭形的壳体和一个转动的锥体组成。图六锥体破碎的泥水平衡顶管机