地下工程施工安全控制与案例分析成果

2023-10-09 理论教育版权反馈

【摘要】：由于矩形顶管机在施工过程中易产生侧向偏转，因此在顶进过程中需要及时进行纠正侧向偏转。图7-10调整减摩浆液注入位置5）使用平衡翼在矩形顶管机左右两侧上下各有两组平衡翼装置，该装置由油缸驱动，能伸缩，也能180°旋转，最大伸出长度500 mm，可在±200 mm范围内上下转动，在顶管机正常推进时缩回，需要纠正顶管机姿态时伸出。通过调整平衡翼的伸出量及旋转角度来控制侧转，对防止和克服机体侧转量的增大有较好的效果。

由于矩形顶管机在施工过程中易产生侧向偏转，因此在顶进过程中需要及时进行纠正侧向偏转。目前，纠正侧向偏转的主要方法有：

1）改变刀盘转动方向

通过改变和调整刀盘的切削方向所提供的反扭矩来改善侧转。

2）采用纠偏油缸

在矩形顶管机顶进过程中，可利用矩形顶管机纠偏油缸顶在圆周方向产生的分力，来修正矩形顶管机的偏转。

3）采用单侧压重

此法较为简单，但也是一种经常使用的方法。当矩形顶管机发生偏转时，在顶管机单侧加压铅块等重物，实现纠偏。

4）调整减摩浆液的注入位置

接入管节的减摩浆液浆管上的出浆口是串联的，浆液总管的入浆口位置一侧，极易发生相应位置的机身抬高，如浆液总管从右下侧接入，会产生逆时针侧转；反之，浆液总管从左下侧接入，会产生顺时针侧转，如图7-10所示。

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图7-10　调整减摩浆液注入位置

5）使用平衡翼

在矩形顶管机左右两侧上下各有两组平衡翼装置（图7-11），该装置由油缸驱动，能伸缩，也能180°旋转，最大伸出长度500 mm，可在±200 mm范围内上下转动，在顶管机正常推进时缩回，需要纠正顶管机姿态时伸出。通过调整平衡翼的伸出量及旋转角度来控制侧转，对防止和克服机体侧转量的增大有较好的效果。

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图7-11　平衡翼(www.chuimin.cn)

6）泥垫纠转

泥垫是利用从结构内喷出的压力渣泥的支撑力使结构全部或部分垫升而离开接触面。泥垫纠转就是利用矩形顶管机的排泥输送机排出的压力渣泥，在控制器的控制下，排至矩形顶管机的上下两面的向泥垫压泥口，形成泥垫，纠正矩形顶管机的侧向偏转，如图7-12所示。

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图7-12　纠转示意图

当矩形顶管机发生侧向偏转时，向泥垫压泥口输送渣泥，与矩形顶管机顶面和底面接触的土体作用后对矩形顶管机施加纠偏力F，矩形顶管机在纠偏力F作用下，克服矩形顶管机重力G实现纠偏。

泥垫纠转装置（图7-13）是用钢管焊制成喇叭形，安装在矩形顶管机的底面和顶面，形成泥垫压泥口，另一端与管路相连，连接处安装单向阀、压力控制阀以调节压力。泥垫压泥口在矩形顶管机的顶面和底面的左右两侧各有一个，顶面的两个泥垫压泥口和底面的两个泥垫压泥口对称分布。管路通向渣土注入泵，该注入泵通过管路与矩形顶管机的排泥输送机相连。

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图7-13　泥垫纠转装置

其纠转原理是，在矩形顶管机施工中，当测量或检测到矩形顶管机发生侧向偏转时，渣土注入泵将来自矩形顶管机的排泥输送机输出的压力渣泥输送至矩形顶管机顶面和底面的泥垫压泥口。根据矩形顶管机的偏转程度，在泥垫压泥口压力控制阀的控制下，将渣泥从对应的泥垫压泥口压出，对矩形顶管机产生一个力，而分别控制泥垫压泥口渣泥的压出，也可以形成一个力偶，从而控制矩形顶管机的侧向偏转。

当采用泥垫纠转技术时，主要施工控制方法是：在顶进过程中，以勤测勤纠为原则，矩形顶管机每前进一段，测量一次管节左右两侧的高程差；根据测量的左右偏差值，确定压力渣泥的注入压力；将渣土注入泵与矩形顶管机排泥输送机连通，开启渣土注入泵，调节泥垫压泥口的压力控制阀，向泥垫压泥口输送渣泥，逐步纠正矩形顶管机的偏转；根据纠偏效果及时调整压力控制阀，调节泥垫压泥口的渣泥压力，防止纠偏过头。为了避免矩形顶管机发生偏转，还要做好预防措施：

（1）顶进前应逐台调试主顶油缸，应采用同种规格，并使液压泵到各油缸之间的距离相等、管径一致。

（2）管内设备布置重量要对称；主顶油缸安装要平稳，并且与管轴线平行；刀盘要经常变换方向；尽量采用小角度纠偏，其次是纠扭。

（3）采用反向扭转方法，应注意轴线的控制，以免造成轴线偏差过大形成弯曲，给以后的施工造成困难。

地下工程施工安全控制与案例分析成果

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