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顶管施工队施工常见的几种土质设备应用

发布日期:2021/3/23 11:36:00 ;发布者:重庆肆个柒顶管

  目前在城市顶管施工的过程中,根据不同的土质状况来选择不同的顶管设备是施工中的一个关键性问题。再顶管施工中引进研制、设计、推广、应用新技术、新工艺、新材料和新设备,以提高工程质量,降低施工成本,解放生产力建设高较优质的精品工程,为企业实现社会效益和经济效益的双丰收显得尤其主要,使用新型的顶管设备(根据土质条件)文明施工保护环境是当前施工过程中的一个非常主要的环节。

  目前顶管常见的几种土质

  淤泥质黏土:

  此种软土的形成是在较弱的海浪岸流 及潮汐的水动力作用下逐渐形成的。土的颜色多呈灰色或黑灰色,光润油滑且有腐烂植物的气味,多呈软塑或半流塑状态。其天然含水量很大,一般都大于30%,饱和度一般大于90%, 液限一般在35-60%之间,软土的天然重度较小,约在15-19KN/m3之间。孔隙比都大于1,因其天然含水量高、孔隙比大,就带来了软土地基变形大,强度低的特点。

  砂性土:

  由于曾受到海水的冲击,部分地区沉积层含有海水所搬运的大量沉积物,其中主要为细砂及粉砂。由于含黏土的成分较少,我们可称之为砂性土。砂性土的土颗粒较一般的黏土大,一般在20μ以上,土颗粒之间的凝聚力较小,呈单粒结构。孔隙比较大,很容易在水动力的作用下产生流沙现象。

  黄土:

  凡以风力搬运沉积又没有经过次生扰动的、无层里的黄色粉质、含碳酸盐类并具有肉眼可见的、大孔的土状沉积物成为黄土(也成原生黄土),其它成因的、黄色的、又常具有层理和夹有砂、砾石层的土状沉积物称之为黄土状土(也称次生黄土)。

  强风化岩:

  强风化岩是指风化很强的岩石,此种土质的组成结构以大部分破坏,矿物成分显著变化,含有大量粘土质黏土矿物。风化裂隙很发育,岩体被切割成碎块,干时可用手折断或捏碎,浸水或干湿交替时可较迅速地软化或崩解。用镐或湫可挖掘,干钻可钻进。

  微风化及中风化岩:

  微风化岩是指岩质新鲜,表面稍有风化迹象的岩石,强度大于50Mpa,硬度很高的岩石。在此地层中顶进较困难,而且一般顶进距离超过100米是需要更换刀头。中风化岩较软,其组织结构部分破坏。矿物成分发生变化,用镐难挖掘。以上介绍了常见的几种土质,从N值为3-40的土质都有。这就需要针对不同的土质情况选用不同类型的顶管掘进机。

  对于淤泥质黏土,由于其土质较软,切削容易,因此我们可以选用以下所介绍的各种挖掘进机,对此我们介绍多刀盘土压平衡式顶管掘进机,把通常的全断面切削刀盘改成四个独立的切削搅拌刀盘。所以它尤其适用软粘土层的顶管。如果在泥土仓中注入些粘土,它也能用于砂层的顶管。

  另外,由于此机采用了先进的土压平衡原理,因此,采用此机进行顶管施工后,对地面及地下的建筑物、构筑物、埋设物的影响较小。用它可以安全的穿越公路、铁路、河川、房屋以及各种地下公用管线。其最小复土深度可以相当于一倍管外径左右。从无数的施工实例证明,用此机进行顶管施工作业,不仅安全、可靠,而且施工进度快、效率高。

  与单刀盘压平衡掘进机相比,此机具有价格低廉、结构紧凑、操作容易、维修方便和质量轻等特点。另外,它排出的土可以是含水量很少的干土或含水量较多的泥浆。

  它与泥水式顶管施工相比,最大的特点是排出的土或泥浆一般都不需要在进行泥水分离等二次处理。施工占地小,对周围环境污染也很少。它与手掘式机其他形式的顶管施工相比较,又具有适应土质范围广和不需要采用任何其他辅助施工手段的优点。

  如采用输土泵的方式出土,顶进效率也很高,平均24小时可顶进15-20米。但是它的缺点也很明显,由于不是全断面切削,切削不到的部分只能通过挤压进入机头,因此迎面顶力较大,只适合于软土地质情况下施工,如需穿越建筑物、构筑物、埋设物等对地面沉降要求很小的情况可采用刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机,此种机头的刀盘是一个直径比掘进机前壳体略小的具有一定刚度的圆盘。圆盘中还嵌有切削刀和刀架。刀盘和切削刀架之间可以同步伸缩,也可以单独伸缩。而且,不论刀盘停在哪一个位置上,切削刀架都可以把刀盘的进泥口关闭。刀盘加压装置是安装在主轴中的油缸,刀架伸缩油缸则安装在刀盘加压装置的上方。

  刀盘可伸缩式掘进机的工作原理如下:

  刀盘前土压力过小时,他就往前伸:刀盘前土压力过大时,它就往后退。

  刀盘前伸时,应减少进泥口开度并加快推进速度:刀盘后退时,应加大进泥口开度并将低顶速。这样,就可使刀盘前的土压力控制在设定的范围内。使用此种掘进机地面隆沉极小,优秀的操作人员可使地面隆沉控制在10mm以内。由于采用了泥水作为运输介质,在顶进的过程中无需停顿出泥,因此它的顶速也很快,24小时可顶进20-30米。

  缺点也很明显:由于进泥口开度限制,在含有直径大于6cm砾石的土层中无法施工。

  对于易产生流沙现象的砂性土可根据其含水量及其标准贯入度选用不同类型的掘进机,当标准贯入度较小时可选用多刀盘土压平衡式掘进机,当标准贯入度较大时,除多刀盘土压平衡式掘进机以外的以上各种掘进机都适应此种土质。

  对于地质为黄土的情况下我们可采用单刀盘土压平衡式掘进机和偏心破碎泥水掘进机。

  单刀盘土压平衡顶管掘进机有以下优点:

  1.使用的土质范围非常广;

  2.施工后地面沉降小;

  3.弃土的处理比较简单;

  4.可在复土仅为管外径0.8倍的浅土层中施工;

  5.有完善的土体改良系统和具有良好的土体改良功能;

  6.开口率达100%,土压力更切合实际。