顶管机械分类
顶管机械的分类如下：
1. 按所顶进的管子口径大小分：大口径、中口径、小口径和微型顶管四种。大口径多指Ф2m以上的顶管，人可以在其中直立行走。中口径顶管的管径多为1.2～1.8m，人在其中需弯腰行走，大多数顶管为中口径顶管。小口径顶管直径为500～1000mm，人只能在其中爬行，有时甚至爬行都比较困难。微型顶管的直径通常在400mm以下，最小的只有75mm。
2. 按一次顶进的长度分：按顶进工作坑和接收工作坑之间的距离分普通距离顶管和长距离顶管。顶进距离长短的划分目前尚无明确规定，过去多指100m左右的顶管。目前，千米以上的顶管已屡见不鲜，可把500m以上的顶管称为长距离顶管。
3. 按平衡原理理论分：顶管机可分为泥水平衡式项管机、土压平衡式顶管机、泥浓式推盾机及多功能顶管机等。
4. 按管材分：钢筋混凝土顶管、钢管顶管、以及其他管材的顶管。
5. 按顶进管子轨迹的曲直分：直线顶管和曲线顶管。
6. 按推进方式分类：直推式顶管机、圆盘式顶管机和液压式顶管机。
7. 按工作原理：泥水平衡式项管机和土压平衡式顶管机。
8. 按用途：岩石顶管机、泥水平衡顶管机、土压平衡顶管机、矩形顶管机、卵石顶管机等。
以上内容仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
顶管工程预算编制的疑难点分析 前言：顶管工程作为一项重要的非开挖施工技术，在市政管线铺设作业中有着广泛的应用。本文依据《工程量清单项目计量规范(2013-广东)》、《广东省市政工程综合定额（2010）》，结合施工工艺和现场经验，对顶管工程预算经常出现的疏漏、疑难点进行分析。 1顶管机具分类 顶进施工过程中务必保证前方挖掘面以及前上方覆土层的稳定，经过多年施工总结发展出了三种平衡理论：土压平衡理论、泥水平衡理论和气压平衡理论，对应顶管机具为土压平衡顶管机、泥水平衡机顶管机、气压平衡机顶管机。此外还有一些非平衡理论的顶管机，如敞开式顶管机、岩盘顶管机。《广东省市政工程综合定额（2010）》中涉及的顶管机具主要有泥水平衡顶管机、人工挖土法顶管设备、挤压法顶管设备三种。 2顶管工程一般工程内容 根据《工程量清单项目计量规范（2013-广东）》，顶管清单工程内容为：顶进设备安装、拆除，中继间安装、拆除，顶进触变泥浆减阻，泥水平衡顶进，混凝土管顶进，钢管顶进，挤压顶进，方（拱）涵顶进，混凝土顶管企口管接口，顶管接口外套环，顶管
接口内套环，顶管钢板套环制作，管道检测及试验，余方弃置。上述内容包含了顶管施工的主要内容，定额中也有对应子目可以套用，但有以下值得注意的地方。(1)顶进工程量计算。顶进的工程量为被顶进结构重心移动的距离，不包括工作井和接收井，顶进距离不应包括井壁厚度。(2)泥浆运输工程量计算。泥水平衡顶管中泥浆运输工程量按顶管外径体积以m3计算，与水平定向钻、钻（冲）孔桩泥浆运输工程量计算规则相同，均不考虑土体稀释。但上述规则在不同行业或地区定额中可能不同，以常见的钻孔桩泥浆运输为例（顶管泥浆可参考）：2010铁路定额的计算规则与2010广东省定额相同，均以钻孔体积计算；2008重庆市定额与2014湖南省定额的计算规则为按实际外运泥浆体积计算。(3)根据施工方案选用顶进定额。目前大口径顶管多采用泥水平衡顶管或人工挖土顶管施工，但设计图纸中一般不会直接给定施工工艺，需要施工方结合工程地质条件、企业资源、工期、造价等多方面因素自主选择，造价人员在编制预算时应注意顶进定额与施工方案保持一致。(4)工作井、接收井相关的内容。顶管工作井、接收井工作内容主要包括土石方工程（开挖、回填、弃运）、混凝土和钢筋混凝土工程（主要有现浇钢筋混凝土结构、预制沉井结构两种）、模板及脚手架工程（现浇结构仅考虑内模板及脚手架，沉井结构则内外模板及脚手架都要考虑），同时还需要注意以下几点：工作井开挖有单独定额套用，其工艺不同于一般基坑开挖，费用也较高；若采用沉井结构，可能发生预制场地处理和沉井运输费用，沉井下沉方式（排水下沉
顶管施工分类 顶管施工是一种非开挖的管道施工方法，不需要开挖地表，能够穿越河流、道路、建筑物等障碍物，广泛应用于市政工程、水利工程、地下管线等领域。顶管施工可以根据不同的分类方式进行分类，以下是一些常见的分类方式： 1. 施工类型 根据施工类型，顶管施工可以分为机械顶管和人工顶管。机械顶管是使用机械力量将管道推入地层，适用于较长距离的管道铺设；人工顶管是人工挖掘和顶进管道，适用于较短距离的管道铺设。 2. 顶管方式 根据顶管方式，顶管施工可以分为单向顶管和双向顶管。单向顶管是只有一个方向进行管道铺设，适用于较简单的管道铺设；双向顶管是两个方向进行管道铺设，适用于较复杂的管道铺设。 3. 顶管材料 根据顶管材料，顶管施工可以分为钢质顶管和混凝土顶管。钢质顶管强度高、耐腐蚀性好，但易受磁场影响；混凝土顶管耐腐蚀性差，但价格相对较低。 4. 顶管直径 根据顶管直径，顶管施工可以分为小口径顶管和大道径顶管。小口径顶管直径较小，适用于小型管道铺设；大道径顶管直径较大，适用于大型管道铺设。 5. 顶管长度 根据顶管长度，顶管施工可以分为短距离顶管和长距离顶管。短距离顶管长度较短，适用于短距离的管道铺设；长距离顶管长度较长，适用于长距离的管道铺设。
6. 地质条件 根据地质条件，顶管施工可以分为软土地区顶管和非软土地区顶管。软土地区顶管需要采取特殊措施应对软土地基的影响；非软土地区顶管则不需要。 7. 工程规模 根据工程规模，顶管施工可以分为小型工程和大型工程。小型工程规模较小，适用于小型项目；大型工程规模较大，适用于大型项目。 8. 环境保护要求 根据环境保护要求，顶管施工可以分为高环保要求和低环保要求。高环保要求的顶管施工需要在施工期间采取措施减少对环境的影响；低环保要求的顶管施工则不需要。 9. 顶管导向方法 根据顶管导向方法，顶管施工可以分为有轨迹法和无轨迹法。有轨迹法是通过测量和控制顶管的轨迹进行导向；无轨迹法则是不进行轨迹测量，仅依靠顶进方向和姿态的控制进行导向。 10. 顶管施工辅助技术 根据顶管施工辅助技术，顶管施工可以分为气压顶管和泥水平衡顶管等。气压顶管是通过向管道内注入气体以减小管道外压力的方法进行施工；泥水平衡顶管则是通过在管道内注入泥水以保持平衡进行施工。 以上是顶管施工的一些常见分类方式，实际应用中可以根据不同的需求选择适合的分类方式。同时，需要注意的是，顶管施工具有较高的技术含量和较强的专业性，需要专业的技术团队进行设计和施工。
机械顶管工艺流程图4.1.7 顶管施工 （一）机械顶管施工工艺 机械顶管施工工艺框图 （二）施工方案编制依据及顶管机选型 1、工程设计图纸。 2、工程所提供的地质情况 。 3、《给水排水管道工程施工及验收规范》 GB 50268-2008。
4、顶管机选型 根据现场勘察本工程具有以下特点、难点：茱萸大道顶管段为素填土、粉质粘土、和淤泥质土，茱萸大道两侧紧靠运粮河支流，水位受大气降水及河涌潮水影响较大，地下水位埋深比较浅；顶管主要在淤泥层、砂层及素填土中顶进，地下水丰富。为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以往在该区域的施工经验，决定采用土压平衡顶管掘进机，由于该机采用了先进的平衡原理，因此采用该顶机除了安全可靠外，顶管施工对地面的影响降至最小。 顶管机施工原理及主要特点： 该机型的施工原理是在工具管机头设土仓，土仓中的土通过大螺旋出土机运出，通过控制大螺旋机的出土量与顶进的进尺，确保土仓中的土压力在一定范围内波动，也就确保了被开挖地层的沉降与隆起值在允许的范围内。另外，该机还在土仓中设有注浆嘴，可以对土仓中的土体进行改良，以适应不同的地层。 （三）施工方案 1、组织方案:本次施工全段为机械顶管施工，每60米左右设置工作坑一个，接收坑一个。根据工程位置工作坑、接收坑设置在有预埋管井位处。 2、根据工作坑与接收坑位置全线采用注浆减阻顶进技术，配合中继间施工，每段设置中继间2套，第一套距机头50米，第二套距第一套80米。采用DK－2200型全断面土压平衡顶管机施工。 3、顶管坑的用地范围为:20米*30米，接收坑用地范围为:20米*30米.施工场地用1:6灰土拌和后用压路机碾压，进行全面硬化。
人工掘进顶管 1施工方法 人工掘进就是采取人工挖土的方式进行挖土施工并借助机械动力使管道推进人工掘出的孔洞。为保证施工安全，挖土施工人员一般在顶进的管内前段操作，土方随着开挖人工装车运至工作井吊出外部堆放。2优劣分析 其优点是施工人员可随时观察土层与工作面的状态，如遇有障碍物、其它管线及顶进偏差等易于采取应变措施，做到及时处理，便于掌握。缺点就是受制于土质、地下水等因素以致施工进度缓慢，延误工期，增加工程造价，人工顶管容易造成顶管上部塌方，难以确保道路工程质量。且相对施工工人具有一定风险，遇有特殊情况如有毒气体等会危及生命安全。人工掘进的风险相较于机械施工较大，在当前科技发达，机械运用灵活且相对施工速度突飞猛进的今天，一般很少采用。该种施工方法主要适用于一些管段较短小、施工空间狭隘且没用施工危险的管道非开挖施工操作。采取人工掘进顶管施工，一般不受限于工期要求，工期相当宽余，且地下土质、地下水的干扰不大。 泥水平衡机械顶管 1施工方法 泥水平衡就是利用水力机械冲击及管前泥浆旋转切削粉碎机将管前土方形成可流动的泥浆输送到管外，使之管前空洞，管道在顶进机械的动力下向前推进。 2优劣分析
其优点是施工进度快，易于操作；有地下水时节省降水费用，不受制于地下水等地液限制。 缺点就是受制于土质不能太坚硬，且需要丰富的水资源和通畅的排放系统，以致造价昂贵，且泥浆运输十分容易污染环境。泥浆排放不但需要大面积的沉泥池，而且污水排放很容易造成河道等排放系统的淤塞，一旦泥浆池渗漏进一步有可能污染环境；如遇土质太硬，水力无法短时间奏效，就会延误工期，浪费水资源，进一步加大工程投资；如遇土质太松软，在水里作用下可能造成地面塌方，危及地上构筑物，并给以后使用带来潜在的风险。 该种施工方法主要适用于一些施工空间空阔、管道埋设较深、管道线路长且水资源丰富、不怕环境污染的非开挖施工操作。采取泥水平衡顶管施工，一般要求土质适中、水源丰富施工空间大，管段距离愈长逾能减少工程造价。 土压平衡机械顶管 1施工方法 土压平衡就是利用管前泥土切削粉碎挤压机将管前土方旋切粉碎并挤压成泥条自管前机身泥条出口挤出至已顶进的管内，使之管前空洞，管道在顶进机械的动力下不断向前推进。 2优劣分析 其优点是施工进度快，易于操作，且质量效果好、施工安全、造价低廉。相较于人工顶管而言不但顶进速度快捷，减少了工作坑的制作，加快了施工进度，节省了施工投资，而且减少了劳力的投入，而且不
顶管施工方案 顶管施工方案 顶管施工的工艺流程包括工作坑开挖、工作坑基础、后背和设备安装、下管和顶进、拆除顶进设备、管道内接口和工作坑管道施工。 在设备选择方面，顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、工具管和运出土设备等。千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程每个工作井拟配置1台300吨液压千斤顶。采用机械挖运土方，使用一台千斤顶，使千斤顶中心与管中心相一致；使用多台时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4~1/5处 为宜。高压油泵由电动机带动油泵工作，选用额定核动力为31.5Mpa液压油泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，保证各千 斤顶活塞的出力和行程一致。顶铁是传递和分散顶力的设备，要求它能承受顶进压力而不变形，并且便于搬动。采用型钢焊接成型，截面尺寸不小于20x30cm。管口与顶铁间安装缓冲材料衬垫，当顶力接近管材允许抗压强度时，管端增加U形或 环形顶铁。
在垂直运输工具的选择方面，工作坑井口处安装一少先吊，作为出土使用。工作坑周围加装防护栏杆。下管采用汽车式起重机吊装。 顶进设备的选择是根据顶力计算，并结合实际情况，采用工作顶力为300吨活塞式双作用液压千斤顶。千斤顶布置采用单列式。千斤顶与管子之间采用顶铁传送顶力。顶铁用型钢焊拼成各种结构的传力形式，根据安放位置和传力作用不同，用横铁和立铁组合。 导轨、顶进设备和靠背的安装是基坑挖好后的重要工作。应在坑沟安装导轨，以便保证管子的顶进方向。导轨长4.5米，安装在5根枕木上，并固定牢固。枕木截面一般采用20cm×20 cm，枕铁用槽钢制成，并附有固定导轨的特制螺栓。枕木或 枕铁必须直顺、平整，其高程应低于管外底高程2cm，纵坡应与管道纵坡一致。靠背安装在管道顶进方向后坑壁上，并安装竖直、牢固。后坑壁应铲修平整，安放顶镐时，顶镐的中心应与管道中心线一致，高程一般宜使顶镐的着力中心位于管子总高的下部1/4左右。
顶管施工设备 构成一一顶进设备、掘进机（工具管）、中继环、工程管、排土设备等五部分组成。 1、顶进设备 主顶进系统——主油缸：2〜8只，行程1〜1.5m,顶力300〜1000tz 只； 单只千斤顶顶力不能过大：千斤顶、管段、后座材料。 主油泵：32-45-50MPa;操纵台、高压油管。 顶铁：弥补油缸行程不足，厚度〈油缸行程 导轨：顶管导向 中继间——中继油缸、中继油泵或主油泵。 2、掘进机 按挖土方式和平衡土体方式不同分为： 手工挖土掘进机、挤压掘进机、气压平衡掘进机、 泥水平衡掘进机、土压平衡掘进机。 构具管一一无刀盘的泥水平衡顶管机又称为工具管，是顶管关键 设备，安装在管道最前端，外形与管道相似，结构为为三段双钱管。 作用：破土、定向、纠偏、防止塌方、出泥等功能。 组成：冲泥仓（前）、操作室（中）、控制室（后） 设水平钱链和上下纠偏油缸，调上下方向 （即坡度）；
设垂直钱链和水平纠偏油缸，调左右方向 （水平曲线）。 泥浆环 控制室 左右调节油缸 上下调节油缸 操作室 吸泥管 冲泥仓 栅格 工具管结构 3、中继环 顶管阻力 正面——不变 侧面摩擦力一一随顶进距离增大 显然，将长距离顶管分成若干段，在段与段之间设置中继环，接力顶进设备可使后续段只克服顶进管段侧面摩擦力即可。 按自前至后顺序开动中继环油缸，顶进管道可实现长距离顶进。 中继环一一在中继环成环形布置若干中继油缸，油缸行程200mm 中继环油缸工作时，后面的管段成了后座，将前面相邻管段推向前方，分段克服侧面摩擦力。
4、工程管 管道主体一般为圆形，直径多为1.5~3m长度2-4m. 国内 管道材料类型 钢筋硅管：C50以上，应用最多，用于短距下水道中; 钢管：列应用第二位，用于自来水、煤气、 天然气等长距离顶管； 钢管、钢筋硅复合管：外钢内硅，用于超长距顶进；钢管、塑料复合管：外钢内塑，用于强酸性液体 及高纯水输送。 5、排土设备 人工出土一一人工挖土时。 螺旋输送机一一土压平衡顶管机。 吸泥排泥设备一一泥水平衡、泥水加气平衡顶管机。
机械顶管施工原理 机械顶管是一种现代化的施工方法，用于在地下穿越障碍物、河流、桥梁、交通设施等工程中安装管道或其他设备。它可以避免传统施工方法中需要挖掘大量土方、影响周围环境甚至拆除现有建筑物的问题，大大减少了施工对周边环境的影响，提高了施工效率和安全性。 1.预制管节安装： 机械顶管中最重要的组成部分是预制管节。预制管节是一种具有钢筋混凝土或钢制外壳的管状结构，它的长度通常为1-6米，直径根据具体的工程设计要求而定。预制管节使用高强度螺栓进行连接，形成一个连续的管道。 2.导向系统： 机械顶管在施工过程中需要准确地控制管道的方向和位置。为了实现这一目的，导向系统被应用于机械顶管中。导向系统通常由导向架、导向轴和导向套组成。导向架安装在管道的前端，并通过导向轴和导向套与推进机相连。导向系统的作用是确保管道在推进过程中始终保持正确的方向和位置。 3.顶管推进： 顶管推进是机械顶管施工中最关键的步骤。在顶管推进过程中，推进机将管道推入地下。推进机通常由推力系统、驱动系统、变形补偿系统、监测系统和自动化控制系统等组成。推力系统通过液压或电动机驱动，产生足够的力量推动管道向前推进。驱动系统通过齿轮、传动轴等部件将动力传递到推进机的推进头，使其能够在地下推进管道。变形补偿系统在管道推进过程中弥补管道和地下障碍物之间的差距，避免管道受到不必要的
损坏。监测系统通过测量推进力、位移、压力等参数，实时监测推进过程 中的工况变化。自动化控制系统根据监测数据调整推进机的工作参数，确 保施工的安全、高效进行。 4.顶管过孔： 顶管施工往往需要穿越地下河流、桥梁等障碍物。为了实现这一目标，顶管过孔技术被应用于机械顶管中。顶管过孔技术主要包括预制孔洞、盾 构机过孔和水下喷射等方法。预制孔洞是在地下障碍物下方挖掘出一个通道，在地面上预制部分或全部管道，然后将管道沿着通道推进过孔。盾构 机过孔是使用盾构机在地下挖掘一个隧道，并在挖掘完成后推进管道。水 下喷射是使用喷射机将水流压力转化为水流能量，将管道推进到地下。 综上所述，机械顶管施工原理包括预制管节安装、导向系统、顶管推 进和顶管过孔。通过精确的施工工艺和先进的施工设备，机械顶管施工可 以减少土方开挖量、降低对现有建筑物的影响，提高施工效率和安全性， 是一种重要的地下施工方法。
顶管 一、管道施工工序 顶管法是用大功率的顶推设备将新管顶进至终点来完成铺设任务的施工方法，其工序如下： （1）铺设前在管段一段建造工作坑（竖井）。 （2）工作坑内布置后背墙、千斤顶，讲管道放在千斤顶前面的导轨上，管道最前端安装工具管。 （3）调整好管道高程和中心位置，开启千斤顶使工具管的刃角切入土层，然后工人进入工作面挖掘刃角切入土层的泥土，并将弃土通过外运设备运至地面。 二、顶管设备 （1）千斤顶：分活塞式和柱塞式两种，多采用液压千斤顶 （2）高压油泵： （3）顶铁：把千斤顶几个点的推理均匀分布到钢筋混凝土管端面，按位置和作用不同分为顺铁、横铁和立铁 （4）刃角：安装于首节管前端，先贯入土中以减少贯入阻力，有外壳、内环和肋板组成 （5）机头：掘进机，切开土层并向前推进的机构，主要有水力切削式机头、土压平衡式机头和泥水平衡式机头 ①水力切削式机头 水力切削式有三矫式和套筒式 三铰式由控制室、操作间和冲泥舱三段组成，用于管径1200~~3000mm饱和软土层 套筒式由两段组成，两段之间放套筒，套筒与第一段之间上下安装纠偏千斤顶，水平方向设置铰链 ②土压平衡式机头 切下泥土中注入流动性和不透水性的作泥材料，是切下来的土变成流动性的、不透水的特殊土体使之充满密封舱，并保 持压力平衡挖面土压 适用于含水量较高的黏性、砂性土以及地面隆陷要求控制较严格地区
③泥水平衡式机头 与土压平衡式机头类似 挖掘面稳定、地面沉降小、可以连续出土，但因泥水量大，弃土的运输和堆放比较困难 三、顶管施工方法 1、按铺设管道口径分类 （1）小口径顶管法（管道内径小于800mm管道） ①挤压类施工法： 管段形状有锥形挤压（管尖）和开口挤压（管帽） 锥形挤压正面阻力大，易偏差，无需排泥 开口挤压正面阻力小，顶进是土体挤入管内形成土塞，及时排除土塞以减少正面阻力 挤压类施工法适用于软土层，如淤泥之土、沙土、软塑状态的黏性土，不适合用于土质不均匀或混有大小石块的土层 ②螺旋钻输类顶管法： 管道前段管外安装螺旋钻头，钻头通过管道内钻杆与螺旋输送机连接，可以边切削、边顶进、边输送 适用于砂性土、砂砾土以及呈硬塑状态的黏性土 ③泥水钻进顶管法： 采用切削法钻进，弃土排放采用泥水 采用碎石型泥水掘进机，一次可顶进100m以上，偏差小 泥水由输送管和排泥管排放 适用于硬土层、软岩层及流沙层和极易坍塌的土层 ④扩管法： 先顶进小直径管 然后小直径管末端接扩管器，再把所需管道顶进去 或者扩管器安装在所需管道前端 （2）大口径顶管法 构筑顶进工作坑 管道前段挖掘土层，向后方运弃土 与小口径顶管法施工方法相同 2、按开掘工作面的施工方法分类
目录第一章顶管法概论 第二章顶管法施工分类 第三章顶管机及选项 第四章工作井及其布置 第五章顶力计算与后背受力计算 第六章顶管法施工 第七章管节接缝的防水
第一章顶管法概论 、1、顶管法基本概念 顶管法施工是继盾构施工之后发展起来的一种土层地下工程施工方法，主要用于地下供水管、排水管、煤气管、电讯电缆管等的施工.它不需开挖面层，且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等,是一种非开挖的敷设地下管道的施工方法。 2、顶管法发展历史 顶管施工技术始于1896年美国的北太平洋铁路铺设工程的施工中。1948年日本第一次采用顶管施工方法，在尼崎市的铁路下顶进了一根内径600mm的铸铁管，顶距只在6米。我国较早的顶管施工约在上世纪50年代,初期主要是手掘式顶管，设备也较简陋。我国顶管技术真正较大的发展是从上世纪80年代中期开始。1988年上海研制成功我国第一台土压平衡掘进机。 3、施工过程 一般是先在工作坑内设置支座和安装液压千斤顶，借助主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内吊起，与此同时，紧随工具管或掘进机后面，将预制的管段顶入地层。是边顶进，边开挖地层，边将管段接长的管道埋设方法。 4、技术发展 随着时间的推移，顶管技术得到迅速发展。 主要体现在以下方面: （1）、一次连续顶进的距离，越来越长 (2）、顶管直径,向大小直径两个方向发展 （3）、管材，向钢筋混凝土管、钢管、玻璃钢顶管发展 （4）、挖掘技术，机械化程度越来越高 （5)、顶管线路的曲直度，曲线形状越来越复杂，曲率半径越来越小。 5、盾构法和顶管法的异同点: 相同点： （1)二者都属于暗挖法施工大口径（>900㎜) 地下工程的主要施工方法。 （2)二者都要开挖工作基坑（工作井和接收井),工作基坑的施工方法相同。 （3）二者工作面的开挖方法,出、进洞施工技术基本相似。 （4）二者都要注意接缝防水处理、地表沉降控制、周边环境保护等问题,都要进行注压浆。 不同点： （1)盾构法的衬砌为管片，且每环管片要在盾构机的盾尾进行拼装，拼装好后一般不会再移动；顶管法的衬砌为管节,且每环管节是一次预制成功的,由顶进装置依次顶进，直至第一节管节到达接收井位置. （2)盾构法施工的盾构千斤顶布置在盾构机的支撑环外沿，而顶管法施工的主顶进装置布置在工作井内,如果顶力不足要加设中继间。
一、顶管施工概论 顶管施工法是继盾构法之后而发展起来的一种地下管道施工方法,也是使用得最早的一种非开挖施工方法,起源于美国.最初,顶管施工法主要用于跨越孔施工时顶进钢套管,随着技术的改进,顶管法也用于无套管情况下顶进永久性的公用管道，主要是重力管道。 按工作面的开挖方式可将顶管法分为普通顶管(人工开挖）、机械顶管(机械开挖）、水射顶管(水射流冲蚀)、挤压顶管（挤压土柱）等。采用何种方法要根据管径、土层条件、管线长度以及技术经济比较来确定。 在顶管施工中，最为流行的三种工作面平衡理论是：气压、土水和泥水平衡理论。 顶管施工与开挖施工法相比,具有以下优点: ①开挖部分仅仅只有工作坑和接收坑,而且安全、对交通影响小； ②在管道顶进过程中，只挖去管道断面部分的土,挖土量少; ③作业人员少，工期短； ④建设公害少、文明施工程度高； ⑤在覆土深度大的情况下，施工成本低. 但是,它与开挖施工法相比较，顶管施工也存在以下不足之处： ①曲率半径小而且多种曲线组合在一起时，施工就非常困难； ②在软土层中容易发生偏差，而且纠正这种偏差又比较困难，管道容易产生不均匀下沉； ③推进过程中如果遇到障碍物时处理这些障碍物则非常困难； ④在覆土浅的条件下显得不很经济. 顶管施工法的适用条件为： ①管径一般在200~3500mm； ②管材一般混凝土管、钢管、陶土管、玻璃钢管； ③管线长度一般为50～300m，最长大可达1500m； ④各种地层，包括含水层. 二、泥水平衡顶管 在顶管施工分类中，通常把用水力切削泥土以及虽然采用机械切削泥土而采用水力输送弃土，同时有的利用泥水压力来平衡地下水压力和土压力的这一类顶管形式都称为泥水平衡顶管施工. 在泥水平衡顶管施工中，要使挖掘面上保持稳定，就必须在泥水仓中充满一定压力的泥水,泥水在挖掘面上可以形成一层不透水的泥膜，以阻止泥水向挖掘面里面渗透。同时，该泥水本身又有一定的压力，因此它就可以用来平衡地下水压力和土压力。这就是泥水平衡顶管最基本的原理。 如果从输土泥浆的浓度来区分,又可把泥水平衡顶管分为普通泥水顶管、浓泥水顶管和泥浆式顶管三种。完整的泥水平衡顶管系统分为八大部分，如图3-3所示.第一部分是泥水平衡顶管掘进机。它有各种形式，因而是区分各种泥水平衡顶管施工的主要依据。第二部分为进排泥系统。普通泥水顶管施工的进排泥系统大体相同。第三部分是泥水处理系统。不同成分的泥水有不同的处理方式:含砂成分多的可以用自然沉淀法；含有黏土成分多的泥水处理是件比较困难的事。第四部分是主顶系统，它包括主顶油泵、油缸、顶铁等.第五部分是测量系统.第六部分是起吊系统。第七部分是供电系统。第八部分是洞口止水圈、基坑导轨等附属系统. 泥水平衡顶管施工的主要优点是： ①适用的土质范围较广，如在地下水压力很高以及变化范围较大的条件下,也能适用. ②可有效地保持挖掘面的稳定,对所顶管子周围的土体扰动比较小.因此,采用泥水平衡顶管施工引起的地面沉降也比较小。
顶管工程机械设备要求 第一节机械设备要求 【1】拟投入的主要施工机械设备表 【2】主要施工机械设备配置原则 施工机械化水平的高低，不仅体现企业的技术装备实力，而且对施工进度、生产成本、劳动效率具有重要影响，因此，必须重视机械
配置和选型问题。 本着“技术先进，满足需求，性能可靠，适当备用”的原则对本标段的设备进行配备，确保满足施工生产需要，全项目设备由项目经理根据施工的不同阶段，按照保重点促一般的要求统一调配、合理使用，确保控制工程顺利施工。 根据本标段实际情况和采用的施工工艺合理配备机械设备。 储备一定数量、型号常用机械配件，并与生产厂家签订配件供应合同，保证设备维修保养及时恢复，保证设备完好。 【3】主要施工机械设备管理制度 根据公司有关《物资机械管理办法》，本工程施工机械采取以下制度，不断提高完好率和利用率，最大限度的发挥机械化优势。 岗位责任制度。 人机固定制度。 持证上岗制度。 交接班制度。 设备检查和维修保养制度。 安全操作制度。 【4】主要施工机械设备进场计划 接到中标通知书后，立即将全站仪、水准仪、经纬仪等测量设备运至现场，施工中用的机械设备根据工程进度安排进场时间，并安装调试好，确保每台机械设备都运行良好，满足施工需要。
第二节顶管施工工法及其掘进机械 1 顶管施工工法的优点 1.1在城区内进行相关管道工程施工，如果地下水不是十分丰富且管道埋深较浅的情况下采用开挖式敷设管道比较经济。但是也存在一些问题，如施工噪音较大、容易阻碍交通、容易引起地面沉降等。 1.2非开挖顶管施工采用油压驱动，施工时噪音远远小于开槽式敷设管道，几乎没有地面沉降的现象，对周围的影响降低到最小程度。而且在较深的埋深情况下施工成本要小于开槽式敷设管道。 1.3在施工穿越中小型河流相关管道时，如采用顶管施工，不仅不需要花巨资截断河流，而且施工速度快、不影响河流通行。 1.4顶管施工工法的优点[2]： ⑴无需隔断交通； ⑵噪音以及震动都很小； ⑶可以在很深的地下敷设管道； ⑷可以安全地穿越铁路、城市道路、河流和地下管廊； ⑸对施工周围的影响很小； ⑹可以穿越障碍物。 2 顶管施工工法分类 根据顶管施工工法掘进机的密闭条件，将目前国内所采用的顶管施工工法划分为开放型施工工法和密封型施工工法两大类。前者即为通常所说的“土顶”，又叫刃口式推进工法，后者分为泥水式推进工法、土压式推进工法、泥浓式推进工法三类，如图2.1所示。
顶管施工及验收规范 1 总则1．0．1 为统一全国顶管施工技术要求,做到技术先进,经济合理,安全可靠,确保施工质量,使顶管施工规范化,中国非开挖技术协会特组织制定本规范. 1．0． 2 当地下管道或其他管线的铺设可以通过顶进施工方法在交通、建筑、经济和环境保护方面带来好的效益,应该采用非开挖施工方法. 1．0．3 本规范适用于敞开式和封闭式顶管施工方法.根据施工方法的不同,顶管机可分为敞开式顶管掘进机和封闭式顶管掘进机两大类.敞开式顶管掘进机有手掘式、挤压式和网格式等；封闭式顶管掘进机有土压平衡、泥水平衡、混合型等型式. 1．0．4 本规范适用于所有预制管道的地下非开挖施工,包括常用的断面为圆形、长方形以及其他不规则形状的管道. 1．0．5 根据管道的材料和各自的连接方法来选择合适的管道之间的连接方法即：刚性连接或柔性连接. 1．0．6 对采用顶管施工方法引起的地表变形和对周围环境的影响,应事先做出充分预测,并使之符合建设单位的相关要求.当预计影响难以确保地面建筑物、道路交通和地下管线的正常使用时,应在建设单位的组织下,会同有关部门商定采取有效的技术措施进行监测和保护. 1．0．7 当两条平行管道采用顶管法施工时,应贯彻先深后浅、先大后小的原则.两段管道平行顶进时,其相邻管壁间最小净距应根据施工地区的地质条件、不同的顶进方法和施工时间等因素来确定.一般情况下,相邻顶管外壁的间距应不小于大管道的外径. 1．0．8 一般情况下,顶管的覆土厚度不小于3m,或者不小于1．5倍的管道外径,否则应采取相应的技术措施. 1．0．9 在进行顶管工程施工设计前,应对施工线路进行工程勘察,调查分析施工区域的水文地质和工程地质情况,充分掌握与顶进施工有关的现场资料.施工人员必须根据设计图纸、技术标准和现场施工条件等因素,认真编写施工组织设计,对操作人员进行详细的技术交底,明确职责分工. 1．0．10 对于机械化程度较高的土压平衡、泥水平衡和昆合式顶管机操作员,应加强专业技术和安全教育,并须持证上岗.
机械顶管施工方法 目录 机械顶管施工方法 顶管施工管材采用钢筋混凝土钢承口管（Ⅲ级），管材符合《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640-2010的要求，制管用钢筋混凝土强度等级不得低于C40。接口为橡胶圈接口，接口做法及接口材料机能要求见图集YBJ-PS03-2004。 本标段顶管共1966m，个中管径D=1050为313m，管径D=1600为1653m。拟采用泥水平衡式顶管。 1、泥水平衡式顶管概述 微型掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接收井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层。挖掘的土质，石块等在转动的切削刀盘内被粉碎，然后进入泥水舱，在那里与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。在挖掘过程中，采用复杂的土压平衡装置来维持水土平衡，以至始终处于主动与被动土压之间，达到消除地面的沉降和隆起的效果。掘进机完全进入土层以后，电缆、泥浆管被拆除，吊下第一节顶进管，它被推到掘进机的尾套处，与掘进头连接管顶进以后，挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管道又吊入井内，套在第一节管道后方，
连接在一起，重新顶进，这个过程不断重复，直到所有管道被顶入土层完毕，完成一条永久性的地下管道。 掘进机在掘进过程当中，采用了激光导向控制体系。位于事情后方的激光经纬仪发出激光束，调整好所需的标高及方向位置后，瞄准掘进机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像内，并运送到挖掘体系的电脑表现屏内。操作者能够根据需要开启位于掘进机内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目标，调整切削部分头部上下左右高度。在整个掘进过程当中，以至能够获得控制整个管道水平、垂直向30cm内的偏离精度。 当工作井完成以后，经调试完毕的液压系统，顶管掘进机便通过运输至工地，并安装就位至导轨上，微型掘进设备还包括，操纵室和遥控台、液压动力站、后方主顶、泥水循环装置，激光定位装置，减摩剂搅拌注入装置，泥水处理装置；其他辅助装置包括起重机，发电机、卡车、电焊机等。随后，微型掘进装置上。 泥水平衡式顶管突出的长处： （1）适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化范围很大的条件下，它都适用。
3-2-38顶管掘进施工技术 1前言 1.1施工技术现状 非开挖顶管施工技术在近年得到广泛的应用。由于它不需要开挖面层，能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道，节省大量投资和时间。这项技术的快速发展也使市政工程需敷设的大量上、下水道、煤气、电力、通信工程以及建设地下人行通道等综合管道时，对城区的交通、噪音、粉尘的危害和影响大大降低。顶管技术在经济、生态和环境上又有许多优点，是真正的无污染、高效率的施工技术。 1.2适用范围 城区水污染治理的截污管施工；在能源供应中液化气、天然气输送管、油管施工；动力电缆、宽频网、光纤网等电缆的管道施工；城市市政地下工程中穿越公路、铁路、建筑物下的综合通道及地铁人行通道施工都可以采用顶管敷设管道的施工技术，以减小投资和降低对周围环境的影响。 适用于非开挖顶管掘进施工。 2顶管机设备适应性分析及选型 2.1顶管机设备介绍 顶管机主要有敞开式掘进机、多刀盘土压平衡掘进机、单刀盘土压平衡掘进机、刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机、偏心破碎泥水平衡掘进机、岩盘掘进机、矩形顶管机。 2.2顶管机适应性分析 2.2.1多刀盘土压平衡顶管掘进机 多刀盘土压平衡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，它尤其适用于软粘土层的顶管。如果在泥土仓中注入些粘土，也能用于砂层的顶管。另外，由于采用了先进的土压平衡原理，对地面及地下的建筑物、构造物、埋设物的影响较小。用它可以安全地穿越公路、铁路、河川、房屋以及各种地下公用管线，其最小覆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。与单刀盘土压平衡掘进机相比，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。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再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。它与手掘式及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。 2.2.2刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机 刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机适用于需穿越建筑物、构造物、埋设物等对地面沉降要求很小的情况，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
目录 机械顶管施工方法 (1) 1、泥水平衡式顶管概述 (1) 2、地面准备工作 (3) 3、技术交底，岗位培训 (3) 4、测量 (4) 5、工作坑施工 (5) 5.1工作坑尺寸 (5) 5.2顶管工作坑做法 (6) 5.3机械顶管后背 (9) 5.4导轨安装 (13) 5.5止水环安装 (13) 6、泥水系统、水压控制及注浆量 (14) 6.1泥水系统 (14) 6.2注浆量的计算 (15) 7、操作控制系统 (17) 8、进出洞口的措施 (17) 9、顶进施工 (18) 10、项管施工过程中应注意的问题 (21) 11、顶管施工测量和方向控制 (22) 11.1测量及控制指标 (22) 11.2施工顶管测量和方向控制 (22) 11.3注意问题 (23) 12、闭水试验 (23) 机械顶管施工方法 顶管施工管材采用钢筋混凝土钢承口管（Ⅲ级），管材符合《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640-2010的要求，制管用钢筋混凝土强度等级不得低于C40。接口为橡胶圈接口，接口做法及接口材料性能要求见图集YBJ-PS03-2004。 本标段顶管共1966m，其中管径D=1050为313m，管径D=1600为1653m。拟采用泥水平衡式顶管。 1、泥水平衡式顶管概述 微型掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土
层到达接收井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层。挖掘的土质，石块等在转动的切削刀盘内被粉碎，然后进入泥水舱，在那里与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。在挖掘过程中，采用复杂的土压平衡装置来维持水土平衡，以至始终处于主动与被动土压之间，达到消除地面的沉降和隆起的效果。掘进机完全进入土层以后，电缆、泥浆管被拆除，吊下第一节顶进管，它被推到掘进机的尾套处，与掘进头连接管顶进以后，挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管道又吊入井内，套在第一节管道后方，连接在一起，重新顶进，这个过程不断重复，直到所有管道被顶入土层完毕，完成一条永久性的地下管道。 掘进机在掘进过程中，采用了激光导向控制系统。位于工作后方的激光经纬仪发出激光束，调整好所需的标高及方向位置后，对准掘进机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像内，并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。操作者可以根据需要开启位于掘进机内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目的，调整切削部分头部上下左右高度。在整个掘进过程中，甚至可以获得控制整个管道水平、垂直向30cm内的偏离精度。 当工作井完成以后，经调试完毕的液压系统，顶管掘进机便通过运输至工地，并安装就位至导轨上，微型掘进设备还包括，操纵室和遥控台、液压动力站、后方主顶、泥水循环装置，激光定位装置，减摩剂搅拌注入装置，泥水处理装置；其他辅助装置包括起重机，发电机、卡车、电焊机等。随后，微型掘进装置上。