土壓平衡頂管機的結構（gòu）及工作（zuò）原理

　　土壓平（píng）衡頂管機主要由頂管機刀（dāo）盤、大刀盤驅動（dòng）裝置、前後（hòu）殼體、止轉裝置、聯接兩殼體的糾（jiū）偏油缸組和鉸接密（mì）封裝置、出土螺旋輸送機、糾偏油缸液（yè）壓動力站和液壓管路、潤滑油脂泵和油脂輸送管路、加泥(水)裝置、驅動電機（jī）電器櫃及頂管操縱台等組（zǔ）成。

　　土壓平衡必須滿足兩個條件：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（yú）一個平衡狀態；2、頂管（guǎn）機的排（pái）土量與頂進所占去的土體積也處於（yú）一種（zhǒng）平衡狀態。滿足以上（shàng）兩個條件才算是真（zhēn）正的土壓平衡。

土壓平衡頂管機工作現場

土壓平（píng）衡頂管機的工作原理：

　　先由工作井中的主頂進油缸（gāng）推動頂管（guǎn）機前進，同時大刀盤旋轉切削（xuē）土體，切削下的（de）土（tǔ）體進入密封土倉與螺旋輸送機中，並被擠壓形成具有一（yī）定土壓的壓（yā）縮土（tǔ）體；經過螺旋輸送機的旋轉，輸送出切削的土體。密封土倉內的土壓力值可通過螺（luó）旋輸送機的出土量（liàng）或頂管機的前進速度來控製，使此土壓力與切削麵（miàn）前方的（de）靜止土壓力和地下水壓力保持平衡（héng），從而保證開挖麵（miàn）的穩定（dìng），防止地麵的沉降或隆起。

　　從理論上講，頂（dǐng）管機在頂（dǐng）進過程中，其中（zhōng）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，地麵就會下沉；反之如果P>Pa時，地麵就會產生隆起。施（shī）工過程中的沉降是一個逐漸演變的過程，尤其在粘（zhān）性（xìng）土中，要達到最終沉降所經（jīng）曆的（de）時間會比較長；然而沉降卻是一個會立（lì）即反應出（chū）來的迅速變化的過（guò）程。降起的最高點是沿土體的（de）滑裂麵上升，並最終反映到距頂（dǐng）管機前方（fāng）一定距離的地麵上，裂縫（féng）最高點呈放射（shè）狀延伸。

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

　　頂管機土壓力大小的控製與以下（xià）幾個動力條件有關：

　　與（yǔ）頂管速度有關（guān）。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（tǔ）壓（yā）力不變就必須把頂進速度調節在一（yī）個適當的範圍以內。

　　與（yǔ）螺旋輸送機的排土量有（yǒu）關。如果推進速度恒定，那麽控製（zhì）土壓力與螺旋輸送的排土量成反比。

　　頂進速度和排土量同（tóng）時改變，也可以保（bǎo）持控製土壓力在規定的範圍內。當推進速度提高時，土壓力隨之上升，與此同時，也提高螺旋輸送機的排土量（liàng）。

　　根（gēn）據頂管機開（kāi）挖麵（miàn）不同地（dì）層的特性，通過（guò）向刀盤正麵和土倉內加入清水、粘（zhān）土漿(或膨潤土漿)、各種配（pèi）比與濃（nóng）度的泥漿（jiāng）或發泡劑等添（tiān）加材（cái）料，使一般難以施工的硬（yìng）粘土、砂土、含水砂土和砂礫土改變成具有塑性、流動性和止水性的泥狀土，不（bú）僅能被螺（luó）旋輸送機順利（lì）排出，還能頂住開挖（wā）麵前的土壓力和地下水壓（yā）力（lì），保持刀盤前麵的土體穩定。

　　若增加刀盤的驅動動力和變換刀盤體，還（hái）能在（zài）泥岩、強風化與中風化砂（shā）岩中掘進施工，也能用於易坍塌的含水砂層以及混有卵石的砂礫層等各種地層，這種頂管機對土層的適（shì）應性較強。