土壓平衡頂管機的結構及工作（zuò）原理

　　土壓平衡頂管機主要由頂管機刀盤、大刀盤驅動裝置、前後殼體、止轉裝置、聯接兩殼體的糾偏油（yóu）缸組和鉸接密封裝置、出土螺旋（xuán）輸送機、糾偏油缸液壓動力站和液壓（yā）管路、潤滑油脂泵和油脂輸送管路、加泥(水)裝置、驅動電（diàn）機電器櫃及頂管操縱台等組成。

　　土壓（yā）平衡必須（xū）滿足（zú）兩個（gè）條件：1、頂管機在頂進過程中與它所處的土層地下水壓力和土壓力處於一個平衡狀（zhuàng）態；2、頂管機的排土量（liàng）與頂進所占去的土體積也處（chù）於一種平衡狀態。滿足以上兩（liǎng）個條件才算（suàn）是真正的土壓平衡。

土壓平（píng）衡頂管機工作現場

土壓平衡頂管機的工作原理：

　　先由工作井中的主頂進油缸推動頂管機前進，同時大刀盤旋轉切削土體，切（qiē）削下的土體進入密封土倉與螺旋輸送（sòng）機中，並被擠（jǐ）壓形成具有（yǒu）一定土壓的壓縮（suō）土體；經過螺旋輸送機的旋轉，輸送出切削的土體（tǐ）。密封土倉內的土壓（yā）力值可通過（guò）螺旋輸（shū）送機的出土量或頂（dǐng）管機的前進速度來控製（zhì），使此土壓力與切削麵前方的靜止土壓力和（hé）地下（xià）水壓力保持平衡，從而保證開挖（wā）麵的穩定，防止地麵的沉降或（huò）隆起。

　　從理論上講，頂管機在頂進過程中，其中土倉的壓力P如果小於頂進土層的主動土壓力Pa，即P＜Pa時，地（dì）麵（miàn）就會下沉；反之如果P>Pa時，地麵就會產生（shēng）隆起。施工過程中的沉降是一個逐（zhú）漸演變的過程，尤其在粘性土中，要達到最終（zhōng）沉降所經曆（lì）的時間會比較長；然而沉降卻是一個會立即反應（yīng）出來的迅速變化的過程。降起的最高點是沿土體的滑裂麵上升，並最終（zhōng）反映到距頂管機前方一（yī）定距離的地麵（miàn）上，裂縫最（zuì）高點呈放射狀延伸。

　　由於大刀盤無麵板，其開口率接近100%，所以設（shè）在隔倉板上的土壓計所測得的土壓（yā）力值就近似於掘削麵的土壓力。

　　頂管機（jī）土壓力大小的控製與以下幾個動力條件有（yǒu）關：

　　與頂管速度有關。如果螺旋輸送機出土量不變，頂進速度與土壓力成正比，因此，要保持機內控製土壓力不變就（jiù）必須把頂進速度調節在一個適（shì）當的範圍以內。

　　與螺旋輸送機的排土量有（yǒu）關。如果推（tuī）進速度恒定，那麽控製土壓力（lì）與螺旋輸送的排土量成反比。

　　頂進速度和排（pái）土量同時改變，也（yě）可以保持控製土壓力（lì）在規定的範圍內。當推進速度提高時，土壓力隨之上升，與此同時，也提（tí）高螺旋輸送機的排土（tǔ）量。

　　根據頂管機（jī）開挖麵不同地層的特性（xìng），通過向刀盤正麵和土倉內加入清（qīng）水、粘土漿(或膨（péng）潤土漿)、各種配比與濃度的泥漿（jiāng）或發泡劑等添加材料，使一般難以施工的硬（yìng）粘（zhān）土、砂土、含水砂土和砂礫土改變成具有塑性、流動性和止水性（xìng）的泥狀土，不僅（jǐn）能被螺旋輸送機順利排出，還能頂住開挖麵前的土壓力（lì）和地下水壓力，保持刀盤前麵的（de）土體穩定。

　　若增加（jiā）刀盤的（de）驅動動力和變換刀盤體（tǐ），還能在泥（ní）岩、強風化與中風化（huà）砂岩中（zhōng）掘進施工，也能用於易坍塌的含水砂層以及（jí）混有卵石的砂礫層等各種（zhǒng）地層，這種頂（dǐng）管機對土層的適應性較強。