探討強風化泥巖中機械頂管施工技術

摘要：在含泥量較高、堅硬的巖層中，采用頂管進行管道施工時，使用普通的平刃刀片難以對含泥量較高、堅硬的巖石進行持續高效的破壞，需要安裝專門破碎巖石的滾動刀片，頂管機械難以持續高效頂進，施工效率極低。基于此，在施工時，可使用刀盤和掘進機，加強擠壓作用，以擠壓巖石，使其成碎屑狀。本文在分析與強風化巖施工相關的活動時，以機械頂管施工技術為核心，進行了多角度要點探討。

關鍵詞：強風化泥巖;械頂管施工技術;措施

一、特點

（一）高強度合金撕裂刀盤頂管機頂進采用安裝高強度的合金撕裂刀刀盤的方法來改進機頭，加強機械的破巖能力和耐磨力。

（二）高強度合金撕裂刀盤頂管機改變機頭平面布置，采用弧形截面的刀盤布置，優化機頭頂進行時的受力合理性。

（三）在頂管機的刀盤增設中心沖刷系統，通過可調節的低壓力的泥漿入口，通過中心沖刷來加強軟化改良巖土的效果;第四，找準工作井洞口，準備好環形橡膠止水圈，并合理安裝在洞口處，該施工操作的目的在于能夠避免頂進施工過程中出現減摩漿的嚴重流失現象，減摩漿量達標。

二、適用范圍

第一，強風化泥巖中機械頂管施工工法適用于強風化泥巖機械頂管施工。第二，強風化泥巖中機械頂管施工工法最佳經濟適用于含泥量較高、堅硬的強風化泥巖機械頂管施工。

三、工藝原理

第一，采用安裝高強度合金撕裂刀盤并改進機頭，由滾動刀具+平刃刀具組成，加強機械的破巖能力和耐磨力，并改變機頭平面布置，采用弧形截面的刀盤布置，優化機頭頂進行時的受力合理性，并考慮在刀盤中心增設中心沖刷系統輔助管節頂進。第二，將環形橡膠止水圈安裝在找準的工作井內洞口處，形成完整的泥漿套系統，保護減摩漿，不免過度流失。

四、工藝流程及操作要點

（一）工藝流程

施工準備→高強度合金撕裂刀盤配置→增設中心沖刷系統→工作井開洞、安裝止水圈→管節頂進→控制頂進及軸線→頂管出洞→完成頂管、取出機頭。

（二）操作要點

1.施工準備

第一，施工人員要提前進行施工組織計劃的編制，編制時要以經過批準的工程文件為具體參照。第二，設備安裝前，根據設備的操作要求及施工方便的原則確定各設備的安裝位置、各種管線和電纜的鋪設位置及走向等。

2.高強度合金撕裂刀盤配置

頂管機頭改造的高強度合金撕裂刀盤，是由滾動刀片以及平刃刀片相結合，均采用高強度合金材質。其中，中心刀，破壞堅硬巖層的主要刀片;主切刀，起次要作用的切割刀片;貝殼刀，對破碎礫石的切割;輔刀，增加外圍切削能力，將碎石更好分開分解。

3.增設中心沖刷系統

在頂管機的刀盤增設中心沖刷系統，通過可調節的低壓力的泥漿入口，在中心沖刷系統下，巖土的軟化改良成效可顯著提升。同時，由于沖刷系統的作用，刀盤可更深的切入，同時巖土對刀盤的壓力也可獲得有效減低，從而可加強冷卻刀盤的效果。

4.工作井開洞、安裝止水圈

測量定位后，根據管徑大小和頂進線路破除工作井井壁成入洞口。頂進前，工程人員要關注洞口處的水土流向，要將環形橡膠止水圈安裝在工作井內洞口處，有效組抑水土沿工具管外壁與洞門間隙涌入工作井。

5.管節頂進

工程人員要在導軌上吊運管節，要做好對管節的檢測，包括中心和管底標高，確保與設計要求相符，并做好位置校正，合格后即可進行頂進，差不多頂完一節管時，需要安裝橡膠圈連接兩管，保證管與管之間的連接安全。

6.控制頂進及軸線

第一，頂進頂管時，工程人員要加強對整個操作系統的檢測，主要應對以下參數，包括工作電流、電壓進行控制，同時要針對掘進機掘進過程中的相關參數加強控制，包括土壓、油壓、激光束位置等。第二，控制機頭頂進速度和偏移值，適當加大工作電壓電流，利用千斤頂頂進時的分力使管道得到校正，確保校正后不存在中心軸偏移現象。

7.頂管出洞

第一，在接收井出洞砼墻上安裝出洞止水圈，觀察頂管機頭的工作狀態，當快進入接收井外壁土層時，應及時接收井洞口鑿開，以免頂管長時間停頓導致管外壁土體回擠管身而不能頂進。第二，觀察接收井磚墻封門的狀態，若出現破壞，要及時控制機頭，確保管節能夠迅速和連續頂進，以有效控制出洞時間。

8.完成頂管、取出機頭

完成頂管施工后對刀盤進行清理，檢查刀盤刀具情況，由高強度合金撕裂刀組合的刀盤經過強風化泥巖層的頂管施工后基本沒有受損，可重復使用。

五、質量措施

第一，加強質量管理，預防質量事故發生，配備與工程質量管理相適應的組織機構;第二，質檢工程師要加強對工程質量的全面管控，尤其要重視安裝質量，要以施工班組為單位，設置好質檢員，對每個分項工程進行精細化驗收;第三，要以各工序為單位，科學設置質量管理點，做到對工序的嚴格把關，確保質量達標。

六、結語

總而言之，該技術在工程實踐中通過施工驗證，比傳統施工方式更為優越，具有良好的推廣價值和應用前景。

參考文獻：

[1].給水排水工程頂管技術規程[S].CECS246-2008.

[2].給水排水管道工程施工及驗收規范[S].GB50268-2008.

作者簡介：蘇美梅，福建永旺建設集團有限公司。