新型微型螺旋式顶管的关键施工技术（论文）.pdf

· 78 · 新型微型螺旋式顶管的关键施工技术 胡燕林 （江苏安心达工程技术有限公司，江苏 苏州 215000） 摘要： 微型顶管施工技术因其具有环境干扰小、施工周期短和经济效益高的优势得到了广泛应用。本 文主要从新型微型螺旋式顶管施工原理、顶管顶力与扭矩计算方面对关键施工技术进行了介绍，研究 中根据施工环境情况与应用方向提出了微型螺旋式顶管改进技术措施，其中对施工流程环节进行了深 层次优化，在激光经纬仪应用下提高了施工装置的纠偏控制能力，此项技术能够有效弥补传统施工缺 陷，可满足复杂施工环境要求。 关键词： 微型螺旋式顶管；施工技术；土层环境；顶力；扭矩 随着城市化进程的不断加速，地下管线数量必将 不断增加，其埋设深度也随之增加，对微型顶管技术 的研究力度也需要进一步加强，以提升微型顶管技术 的应用水平 [1]。鉴于此，本研究从顶管顶力计算、扭 矩计算以及顶管机改进三个方面，探讨了新型微型螺 旋式顶管的关键施工技术问题。 1 微型螺旋式顶管施工原理 微型螺旋式顶管施工的主要流程如下：首先，采 用液压装置将先导管顶进预先确定好的轨道，直至完 全打通；其次，利用出土的螺旋管将顶管机头与顶管 机端部相连，同步推进排泥管与顶管；最后，铺设好 顶管 [2]。该项技术在应用过程中，需要预先在两端设 置好工作井与接收井，其位置取决于施工具体要求与 顶管顶进的长度，此外还需要注意根据顶管机的截 面尺寸以及管道直径合理设计工作井截面尺寸 [3]。同 时，因为在附近需配置部分地面设备，需要保留出充 足的空间。当前，微型螺旋式顶管施工所需要的设备 主要有掘进驱动系统、方向纠偏系统、顶进系统以及 卸料系统等。在具体应用中，需要做好以下工作：第 一，按照投影仪上靶灯的位置进行先导管纠偏，明确 最佳顶进位置；第二，将排泥管连接到先导管末端， 需要选择后排泥方式；第三，顶进顶管以后，将后排 泥方式改为前排泥方式 [4]。 2 微型螺旋式顶管顶力与扭矩的计算 2.1 微型螺旋式顶管顶力的影响因素 本研究提出了一种新型微型螺旋式顶管施工技 术，顶管受力情况可见图1。 3


M?0? ??? ]?ED?/@bU?x?M?? +??? 1L5>??BE L?Kp? 1
?CT?K)+??Kp? 'U?M?0?u? +?? F???#??!i?T?? )(0 FT?? 7(0?7?7G G以及与土体间的摩擦阻力 F，则由此可推导出受力平 衡公式如下： P =P +F （1） 在顶管施工中，其影响因素来源较为复杂，通常 可分为三大类：第一类为顶管参数，即顶管尺寸、顶 管埋深等，通过影响顶管与土体间的摩擦阻力以及迎 面阻力进而影响顶管顶力；第二类为土质特性，即土 体重度、粘聚力、弹性模量等；第三类为施工技术因 素，主要包括管道顶进线路的纠偏与排泥管的排泥速 度 [5]。在实际应用中，需要明确上述关键因素，以此 才能稳定推进工程建设。 2.2 微型螺旋式顶管顶力的计算 微型螺旋式顶管顶力的计算是整个施工过程中非 常重要的工作内容，在不同阶段，微型顶管的顶力存 在着一定差异，具体可分为先导管顶进阶段、排泥管 顶进阶段与顶管顶进阶段。DOI:10.14030/j.cnki.scaa.2023.0558 STONE 2023 No.12 5?)+R5? 《石材》 2023年12期 · 79 · 第一，先导管顶进阶段。此时，斜面钻头顶在最 前端，而因为钻头型号差异，受到的迎面阻力也会存 在一定差异，但迎面阻力一般会小于先导管与土体 间的摩擦力。因此，本研究在计算此阶段的顶管顶力 时，引入了斜面钻头形状系数，从而可得出先导管顶 进阶段的顶管顶力：