地下管道微型隧道施工法成功应用

泥水式微型隧道施工法是目前使用最广的一种微型隧道施工法。与螺旋式微型隧道施工法相比，两者的主要的区别在于：切削下来的土屑以泥浆的形式排出，输送介质（膨润土泥浆或水）同时可用来平衡工作面的压力；切削钻头的驱动装置一般在钻头的后部。

1.施工工艺

泥水式微型隧道施工法同样有单步和双步施工两种形式，除了排土方式不同外，其他均与螺旋式微型隧道施工法相同。在这里，工作面上切削下来的土屑通过钻头的入口进入泥浆室，再排到地表。

使用泥水式微型隧道施工法施工时，为保持工作面的稳定，应将切削速度、排土速度和浆液压力作为一个整体来考虑，以平衡工作面的土压力和地下水压力，避免地表的沉降和隆起。作用在工作面上的压力有土压力、地下水压力、钻头的接触压力以及泥浆室内流体的压力。土压力可通过自动调节和维持钻头的接触压力来平衡。地下水的压力可由排土的泥浆压力来平衡。如果有地下水时，泥浆室内的浆液压力一般高于地下水压力的10%～20%。

2.施工机具

泥水式微型隧道施工所需的机具主要包括：切削钻进系统、排土系统、导向系统、顶进系统和操作系统等。切削钻进系统、导向系统、顶进系统和操作系统与螺旋式微型隧道施工法相似。

排土系统包括泥浆室、供浆室、排浆管、泥浆泵、沉淀池或泥浆分离装置。根据土层条件和地下水情况，可选用清水、膨润土泥浆或聚合物泥浆作为输送介质。

双步施工法中专门设计的临时管（如图2-19所示）内装有排浆管、给浆管以及其他服务管道，可简化施工时各种管道的连接。

泥水式微型隧道施工法的设备配置如图2-20所示。

图2-19 为双步施工法专门设计的临时管

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图2-20 泥水式微型隧道施工法的设备配置

3.应用范围

标准的泥水式微型隧道施工法可用于直径为250～900mm的各种管道，最大顶进长度可达300m，适用于N_63.5值为5～50的各种地层，包括含饱和水地层（最大水压可达25m），施工准确度同样可控制在上下（垂直方向）偏差±25mm以内，水平偏差在±50mm以内。

泥水式微型隧道施工法的主要缺点是：受排浆管的限制，可处理的最大粒度为30～50mm；每种管径要求使用与其相适应的设备。

为了处理粒度大于30～50mm的大块卵砾石，可采用如下的措施：采用特殊的切削具；在微型顶管机内增加一个二次破碎机构。

常用的方法是采用具有滚刀形切削具的微型隧道顶管机。这种微型顶管机（见图2-21）可以破碎土层中的大块卵砾石和混凝土构件，但是在黏性土层中容易造成堵塞（糊钻）现象，降低施工速度。

图2-21 泥水式微型隧道施工用顶管机

①—切削头 ②—切削齿 ③—破碎工作室 ④—破碎机构 ⑤—主轴承 ⑥—主驱动装置 ⑦—密封圈 ⑧—导向千斤顶 ⑨—排浆管 ⑩—给浆管 ⑪—目标靶 ⑫—激光束 ⑬—旁通接头 ⑭—阀柜

微型隧道顶管机后增加一个二次破碎机构后，大块卵砾石经二次破碎后再排出，因而，可大大减少堵塞现象。回转式破碎机构固定在泥浆室内，并与驱动轴相连，钻头切削下来的土经过刀盘入口和挡板上的可调式闸门进入泥浆室，在此经回转式机构二次破碎后可使其最大粒度降低到50mm以内。这种破碎机构可处理的最大粒度一般为管径的20%。