頂管法施工1教學(xué)文稿

1、頂管法施工1 先在工作坑內(nèi)設(shè)置支座和安裝液壓千斤頂，先在工作坑內(nèi)設(shè)置支座和安裝液壓千斤頂，借助主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具借助主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進機從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑管或掘進機從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑內(nèi)吊起，與此同時，緊隨工具管或掘進機后面，內(nèi)吊起，與此同時，緊隨工具管或掘進機后面，將預(yù)制的管段頂入地層。將預(yù)制的管段頂入地層。 邊邊頂進，頂進， 邊邊開挖地層，開挖地層， 邊邊將管段接長的管道埋設(shè)方法。將管段接長的管道埋設(shè)方法。 n 施工時，先制作頂管工作井及接收井，作為一施工時，先制作頂管工作井及接收井，作為一段頂管的起點和終點，工作井

2、中有一面或兩面井壁段頂管的起點和終點，工作井中有一面或兩面井壁設(shè)有預(yù)留孔，作為頂管出口，其對面井壁是承壓壁，設(shè)有預(yù)留孔，作為頂管出口，其對面井壁是承壓壁，承壓壁前側(cè)安裝有頂管的千斤頂和承壓墊板（即鋼承壓壁前側(cè)安裝有頂管的千斤頂和承壓墊板（即鋼后靠），千斤頂將工具管頂出工作井預(yù)留孔，而后后靠），千斤頂將工具管頂出工作井預(yù)留孔，而后以工具管為先導(dǎo)，逐節(jié)將預(yù)制管節(jié)按設(shè)計軸線頂入以工具管為先導(dǎo)，逐節(jié)將預(yù)制管節(jié)按設(shè)計軸線頂入土層中，直至工具管后第一節(jié)管節(jié)進入接收井預(yù)留土層中，直至工具管后第一節(jié)管節(jié)進入接收井預(yù)留孔，施工完成一段管道。為進行較長距離的頂管施孔，施工完成一段管道。為進行較長距離的頂管施工，可

3、在管道中間設(shè)置一至幾個中繼間作為接力頂工，可在管道中間設(shè)置一至幾個中繼間作為接力頂進，并在管道外周壓注潤滑泥漿。頂管施工可用于進，并在管道外周壓注潤滑泥漿。頂管施工可用于直線管道，也可用于曲線等管道。直線管道，也可用于曲線等管道。1-預(yù)制的混凝土管；預(yù)制的混凝土管；2-運輸車；運輸車；3-扶梯；扶梯；4-主頂油泵；主頂油泵；5-行車；行車；6-安全護欄；安全護欄；7-潤潤滑注漿系統(tǒng)；滑注漿系統(tǒng)； 8-操縱房；操縱房；9-配電系統(tǒng)；配電系統(tǒng)；10-操縱系統(tǒng)；操縱系統(tǒng)；11-后座；后座；12-測量系統(tǒng)；測量系統(tǒng)；13-主頂油缸；主頂油缸；14-導(dǎo)軌；導(dǎo)軌；15-弧形頂鐵；弧形頂鐵；16-環(huán)形頂鐵；

4、環(huán)形頂鐵；17-已頂入的混凝土管；已頂入的混凝土管；18-運土車；運土車；19-機頭機頭 n頂管施工技術(shù)最早始于頂管施工技術(shù)最早始于1896年美國的北太平洋年美國的北太平洋鐵路鋪設(shè)工程的施工中。鐵路鋪設(shè)工程的施工中。1948年日本第一次采年日本第一次采用頂管施工方法，在尼崎市的鐵路下頂進了一用頂管施工方法，在尼崎市的鐵路下頂進了一根內(nèi)徑根內(nèi)徑600mm的鑄鐵管，頂距只在的鑄鐵管，頂距只在6米。米。 歐歐洲發(fā)達國家最早開發(fā)應(yīng)用頂管法，洲發(fā)達國家最早開發(fā)應(yīng)用頂管法，1950年前后，年前后，英、德、日等國家相繼采用。英、德、日等國家相繼采用。 n我國較早的頂管施工約在上世紀我國較早的頂管施工約在上世

5、紀50年代，初期年代，初期主要是手掘式頂管，設(shè)備也較簡陋。我國頂管主要是手掘式頂管，設(shè)備也較簡陋。我國頂管技術(shù)真正較大的發(fā)展是從上世紀技術(shù)真正較大的發(fā)展是從上世紀80年代中期開年代中期開始。始。1988年上海研制成功我國第一臺土壓平衡年上海研制成功我國第一臺土壓平衡掘進機。掘進機。 隨著時間的推移，頂管技術(shù)也與時俱進隨著時間的推移，頂管技術(shù)也與時俱進地得到迅速發(fā)展。主要體現(xiàn)在以下方面：地得到迅速發(fā)展。主要體現(xiàn)在以下方面：n一次連續(xù)頂進的距離一次連續(xù)頂進的距離：越來越長：越來越長n頂管直徑頂管直徑：向大小直徑兩個方向發(fā)展：向大小直徑兩個方向發(fā)展n管材管材：鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃鋼頂管：鋼筋混凝

6、土管、鋼管、玻璃鋼頂管n挖掘技術(shù)挖掘技術(shù)：機械化程度越來越高：機械化程度越來越高n頂管線路的曲直度頂管線路的曲直度：曲線形狀越來越復(fù)雜，：曲線形狀越來越復(fù)雜，曲率半徑越來越小。曲率半徑越來越小。n按所頂進的管子口徑大小分按所頂進的管子口徑大小分：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管四種。大口徑多指管四種。大口徑多指2m以上的頂管，人可以在其中直立行走。以上的頂管，人可以在其中直立行走。中口徑頂管的管徑多為中口徑頂管的管徑多為1.21.8m，人在其中需彎腰行走，大多，人在其中需彎腰行走，大多數(shù)頂管為中口徑頂管。小口徑頂管直徑為數(shù)頂管為中口徑頂管。小口徑頂管直徑為500

7、1000mm，人只，人只能在其中爬行，有時甚至爬行都比較困難。微型頂管的直徑通常能在其中爬行，有時甚至爬行都比較困難。微型頂管的直徑通常在在400mm以下，最小的只有以下，最小的只有75mm。n按一次頂進的長度（按一次頂進的長度（指頂進工作坑和接收工作坑之間的距離指頂進工作坑和接收工作坑之間的距離）分：）分：普通距離頂管和長距離頂管。頂進距離長短的劃分目前尚無明確普通距離頂管和長距離頂管。頂進距離長短的劃分目前尚無明確規(guī)定，過去多指規(guī)定，過去多指100m左右的頂管。目前，千米以上的頂管已屢左右的頂管。目前，千米以上的頂管已屢見不鮮，可把見不鮮，可把500m以上的頂管稱為長距離頂管。以上的頂管稱

8、為長距離頂管。n按頂管機的類型分按頂管機的類型分：手掘式人工頂管、擠壓頂管、水射流頂管和：手掘式人工頂管、擠壓頂管、水射流頂管和機械頂管（機械頂管（泥水式、泥漿式、土壓式、巖石式泥水式、泥漿式、土壓式、巖石式 ）。手掘式頂管的推）。手掘式頂管的推進管前只是一個鋼制的帶刃口的管子（稱為工具管），人在工具進管前只是一個鋼制的帶刃口的管子（稱為工具管），人在工具管內(nèi)挖土。掘進機頂管的破土方式與盾構(gòu)類似，也有機械式和半管內(nèi)挖土。掘進機頂管的破土方式與盾構(gòu)類似，也有機械式和半機械式之分。機械式之分。n按管材分按管材分：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、以及其他管材的頂管。：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、以及其他管材

9、的頂管。n按頂進管子軌跡的曲直分按頂進管子軌跡的曲直分：直線頂管和曲線頂管。：直線頂管和曲線頂管。 n手掘式頂管施工是最早發(fā)展起來的一種頂管施手掘式頂管施工是最早發(fā)展起來的一種頂管施工的方式。由于它在特定的土質(zhì)條件下和采用工的方式。由于它在特定的土質(zhì)條件下和采用一定的輔助施工措施后便具有施工操作簡便、一定的輔助施工措施后便具有施工操作簡便、設(shè)備少、施工成本低、施工進度快等優(yōu)點，所設(shè)備少、施工成本低、施工進度快等優(yōu)點，所以至今仍被許多施工單位采用。以至今仍被許多施工單位采用。n手掘式頂管機也即是非機械的開放式手掘式頂管機也即是非機械的開放式(或敞口或敞口式式)頂管機，適用于能自穩(wěn)的土體中。在頂管

10、頂管機，適用于能自穩(wěn)的土體中。在頂管的前端裝有工具管，施工時，采用手工的方法的前端裝有工具管，施工時，采用手工的方法來破碎工作面的土層，破碎輔助工具主要有鎬、來破碎工作面的土層，破碎輔助工具主要有鎬、鍬以及沖擊錘等。如果在含水量較大的砂土中，鍬以及沖擊錘等。如果在含水量較大的砂土中，需采用降水等輔助措施。需采用降水等輔助措施。7.2.1 手掘式頂管機手掘式頂管機n手掘式頂管機主要由切土刃角、糾偏裝手掘式頂管機主要由切土刃角、糾偏裝置、承插口等組成。所用的工具管有置、承插口等組成。所用的工具管有一一段式和兩段式段式和兩段式。一段式工具管與混凝土。一段式工具管與混凝土管之間的結(jié)合不太可靠，常會產(chǎn)生

11、滲漏管之間的結(jié)合不太可靠，常會產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象；發(fā)生偏斜時糾偏效果不好；千斤現(xiàn)象；發(fā)生偏斜時糾偏效果不好；千斤頂直接頂在其后的混凝土管上，第一節(jié)頂直接頂在其后的混凝土管上，第一節(jié)管容易損壞。因此，現(xiàn)多用兩段式，前管容易損壞。因此，現(xiàn)多用兩段式，前后兩段之間安裝有糾偏油缸，后殼體與后兩段之間安裝有糾偏油缸，后殼體與后面的正常管節(jié)連接在一起。后面的正常管節(jié)連接在一起。一段式手掘式工具管一段式手掘式工具管前段殼體前段殼體 糾偏油缸糾偏油缸 后段殼體后段殼體兩段式手掘式工具管兩段式手掘式工具管 泥水平衡頂管機是指采用機械切削泥土、泥水平衡頂管機是指采用機械切削泥土、利用壓力來平衡地下水壓力和土壓力、采利用

12、壓力來平衡地下水壓力和土壓力、采用水力輸送棄土的泥水式頂管機，是當今用水力輸送棄土的泥水式頂管機，是當今生產(chǎn)的比較先進的一種頂管機。生產(chǎn)的比較先進的一種頂管機。泥水平衡式頂管機按平衡對象分有兩種，一泥水平衡式頂管機按平衡對象分有兩種，一種是泥水僅起平衡地下水的作用，土壓力種是泥水僅起平衡地下水的作用，土壓力則由機械方式來平衡；另一種是同時具有則由機械方式來平衡；另一種是同時具有平衡地下水壓力和土壓力的作用。平衡地下水壓力和土壓力的作用。7.2.2 泥水平衡式頂管機泥水平衡式頂管機n泥水平衡工具管正面設(shè)刀盤，并在其后設(shè)密封泥水平衡工具管正面設(shè)刀盤，并在其后設(shè)密封艙，在密封艙內(nèi)注入穩(wěn)定正面土體的泥

13、漿，刀艙，在密封艙內(nèi)注入穩(wěn)定正面土體的泥漿，刀盤切下的泥土，沉在密封艙下部的泥水中而被盤切下的泥土，沉在密封艙下部的泥水中而被水力運輸管道運至地面泥水處理裝置。泥水平水力運輸管道運至地面泥水處理裝置。泥水平衡式工具管主要由大刀盤裝置、糾偏裝置、泥衡式工具管主要由大刀盤裝置、糾偏裝置、泥水裝置、進排泥裝置等組成。在前、后殼體之水裝置、進排泥裝置等組成。在前、后殼體之間有糾偏千斤頂，在掘進機上下部安裝進、排間有糾偏千斤頂，在掘進機上下部安裝進、排泥管。泥管。n泥水平衡式頂管機的結(jié)構(gòu)形式有多種，如刀盤泥水平衡式頂管機的結(jié)構(gòu)形式有多種，如刀盤可伸縮的頂管機、具有破碎功能的頂管機、氣可伸縮的頂管機、具有

14、破碎功能的頂管機、氣壓式頂管機等。壓式頂管機等。泥水平衡式頂管機結(jié)構(gòu)及施工泥水平衡式頂管機結(jié)構(gòu)及施工 刀盤可伸縮式泥水平衡頂管機刀盤可伸縮式泥水平衡頂管機 泥水平衡頂管施工的完整系統(tǒng)由頂管機、進排泥系統(tǒng)、泥水處理系統(tǒng)、泥水平衡頂管施工的完整系統(tǒng)由頂管機、進排泥系統(tǒng)、泥水處理系統(tǒng)、主頂系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、起吊系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等組成。泥水平衡頂管施工與主頂系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、起吊系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等組成。泥水平衡頂管施工與其它形式的頂管相比，增加了進排泥和泥水處理系統(tǒng)。其它形式的頂管相比，增加了進排泥和泥水處理系統(tǒng)。 n泥水平衡式頂管施工的優(yōu)點：適用的土質(zhì)范圍泥水平衡式頂管施工的優(yōu)點：適用的土質(zhì)范圍較廣，尤其適

15、用于施工難度極大的粉砂質(zhì)土層較廣，尤其適用于施工難度極大的粉砂質(zhì)土層中；可保持挖掘面的穩(wěn)定，對周圍土層的影響中；可保持挖掘面的穩(wěn)定，對周圍土層的影響小，地面變形??；較適宜于長距離頂管施工；小，地面變形小；較適宜于長距離頂管施工；工作井內(nèi)作業(yè)環(huán)境好且安全；可連續(xù)出土，施工作井內(nèi)作業(yè)環(huán)境好且安全；可連續(xù)出土，施工進度快。工進度快。n缺點：施工場地大，設(shè)備費用高，需在地面設(shè)缺點：施工場地大，設(shè)備費用高，需在地面設(shè)置泥水處理、輸送裝置；機械設(shè)備復(fù)雜，且各置泥水處理、輸送裝置；機械設(shè)備復(fù)雜，且各系統(tǒng)間相互連鎖，一旦某一系統(tǒng)故障，必須全系統(tǒng)間相互連鎖，一旦某一系統(tǒng)故障，必須全面停止施工。面停止施工。n土壓

16、平衡頂管機由土壓平衡盾構(gòu)機移植而來，其平衡土壓平衡頂管機由土壓平衡盾構(gòu)機移植而來，其平衡原理與盾構(gòu)相同。與泥水頂管施工相比，最大的特點原理與盾構(gòu)相同。與泥水頂管施工相比，最大的特點是排出的土或泥漿一般不需再進行二次處理，具有刀是排出的土或泥漿一般不需再進行二次處理，具有刀盤切削土體、開挖面土壓平衡、對土體擾動小、地面盤切削土體、開挖面土壓平衡、對土體擾動小、地面和建筑的沉降較小等特點。和建筑的沉降較小等特點。n土壓平衡頂管機按泥土倉中所充的泥土類型分，有泥土壓平衡頂管機按泥土倉中所充的泥土類型分，有泥土式、泥漿式和混合式三種；按刀盤形式分，有帶面土式、泥漿式和混合式三種；按刀盤形式分，有帶面板

17、刀盤式和無面板刀盤式；按有無加泥功能分，有普板刀盤式和無面板刀盤式；按有無加泥功能分，有普通式和加泥式；從刀盤的機械傳動方式分，有中心傳通式和加泥式；從刀盤的機械傳動方式分，有中心傳動式、中間傳動式和周邊傳動式；按刀盤的多少分，動式、中間傳動式和周邊傳動式；按刀盤的多少分，有單刀盤式和多刀盤式。有單刀盤式和多刀盤式。7.2.3 土壓平衡式頂管機土壓平衡式頂管機n（1）單刀盤式（）單刀盤式（DK型）頂管機型）頂管機n單刀盤式土壓平衡頂管機是日本在上世紀單刀盤式土壓平衡頂管機是日本在上世紀70年代初期年代初期開發(fā)的，它具有廣泛的適應(yīng)性、高度的可靠性和先進開發(fā)的，它具有廣泛的適應(yīng)性、高度的可靠性和先

18、進的技術(shù)性。它又稱為泥土加壓式頂管機，國內(nèi)成為輻的技術(shù)性。它又稱為泥土加壓式頂管機，國內(nèi)成為輻條式刀盤頂管機或者加泥式頂管機。圖條式刀盤頂管機或者加泥式頂管機。圖7-9所示的是所示的是這種機型的結(jié)構(gòu)之一，這種機型的結(jié)構(gòu)之一， 它由刀盤及驅(qū)動裝置、前殼體、它由刀盤及驅(qū)動裝置、前殼體、糾偏油缸組、刀盤驅(qū)動電機、螺旋輸送機、操縱臺、糾偏油缸組、刀盤驅(qū)動電機、螺旋輸送機、操縱臺、后殼體等組成。后殼體等組成。沒有刀盤面板沒有刀盤面板，刀盤后面設(shè)有許多根，刀盤后面設(shè)有許多根攪拌棒。這種結(jié)構(gòu)的攪拌棒。這種結(jié)構(gòu)的DK型頂管機在國內(nèi)已自成系列，型頂管機在國內(nèi)已自成系列，適用于適用于1.23.0m口徑的混凝土管施

19、工，在軟土、口徑的混凝土管施工，在軟土、硬土中都可采用，并且可與盾構(gòu)機通用，可在覆土厚硬土中都可采用，并且可與盾構(gòu)機通用，可在覆土厚度為度為0.8倍管道外徑的淺埋土層中施工。倍管道外徑的淺埋土層中施工。 單刀盤式頂管機單刀盤式頂管機 n（2）多刀盤式（）多刀盤式（DT型）頂管機型）頂管機n這是一種非常適用于軟土的頂管機，如圖這是一種非常適用于軟土的頂管機，如圖7-10所示所示的主體結(jié)構(gòu)，四把切削攪拌刀盤對稱地安裝在前殼的主體結(jié)構(gòu)，四把切削攪拌刀盤對稱地安裝在前殼體的隔倉板上，伸入到泥土倉中。隔倉板把前殼體體的隔倉板上，伸入到泥土倉中。隔倉板把前殼體分為左右兩倉，左倉為泥土倉，右倉為動力倉。螺分

20、為左右兩倉，左倉為泥土倉，右倉為動力倉。螺旋輸送機按旋輸送機按定的傾斜角度安裝在隔倉板上，螺桿定的傾斜角度安裝在隔倉板上，螺桿是懸臂式，前端伸入到泥土倉中。隔倉板的水平軸是懸臂式，前端伸入到泥土倉中。隔倉板的水平軸線左右和垂直軸線的上部各安裝有一只隔膜式土壓線左右和垂直軸線的上部各安裝有一只隔膜式土壓力表。在隔倉板的中心開有一人孔，通常用蓋板把力表。在隔倉板的中心開有一人孔，通常用蓋板把它蓋住。在蓋板的中心安裝有一向右伸展的測量用它蓋住。在蓋板的中心安裝有一向右伸展的測量用光靶。由于該光靶是從中心引出的，所以即使掘進光靶。由于該光靶是從中心引出的，所以即使掘進機產(chǎn)生一定偏轉(zhuǎn)以后，只需把光靶作上

21、下移動，使機產(chǎn)生一定偏轉(zhuǎn)以后，只需把光靶作上下移動，使光靶的水平線和測量儀器的水平線平行就可以進行光靶的水平線和測量儀器的水平線平行就可以進行準確的測量，而且不會因掘進機偏轉(zhuǎn)而會產(chǎn)生測量準確的測量，而且不會因掘進機偏轉(zhuǎn)而會產(chǎn)生測量誤差。前后殼體之間有呈井字形布置的四組糾偏油誤差。前后殼體之間有呈井字形布置的四組糾偏油缸聯(lián)接。在后殼體插入前殼體的間隙里，有兩道缸聯(lián)接。在后殼體插入前殼體的間隙里，有兩道V字字形密封圈，它可保證在糾偏過程中不會產(chǎn)生滲漏現(xiàn)形密封圈，它可保證在糾偏過程中不會產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。象。小刀盤小刀盤螺旋出土機螺旋出土機糾偏千斤頂糾偏千斤頂多刀盤式土壓平衡頂管機多刀盤式土壓平衡頂管機

22、 n工作井（工作坑或基坑），按其作用分為工作井（工作坑或基坑），按其作用分為頂進井頂進井（始（始發(fā)井）和發(fā)井）和接收井接收井兩種。頂進井是安放所有頂進設(shè)備的兩種。頂進井是安放所有頂進設(shè)備的場所，也是頂管掘進機的始發(fā)場所，是承受主頂油缸場所，也是頂管掘進機的始發(fā)場所，是承受主頂油缸推力的反作用力的構(gòu)筑物，供工具管出洞、下管節(jié)、推力的反作用力的構(gòu)筑物，供工具管出洞、下管節(jié)、挖掘土砂的運出、材料設(shè)備的吊裝、操縱人員的上下挖掘土砂的運出、材料設(shè)備的吊裝、操縱人員的上下等使用。在頂進井內(nèi)，布置主頂千斤頂、頂鐵、基坑等使用。在頂進井內(nèi)，布置主頂千斤頂、頂鐵、基坑導(dǎo)軌、洞口止水圈以及照明裝置和井內(nèi)排水設(shè)備等

23、。導(dǎo)軌、洞口止水圈以及照明裝置和井內(nèi)排水設(shè)備等。在頂進井的地面上，布置行車或其他類型的起吊運輸在頂進井的地面上，布置行車或其他類型的起吊運輸設(shè)備。接收井是接收頂管機或工具管的場所，與工作設(shè)備。接收井是接收頂管機或工具管的場所，與工作井相比，接收井布置比較簡單。井相比，接收井布置比較簡單。n井內(nèi)布置內(nèi)容主要包括前止水墻、后座墻、井內(nèi)布置內(nèi)容主要包括前止水墻、后座墻、基礎(chǔ)底板及排水井等。后座要有足夠的抗壓基礎(chǔ)底板及排水井等。后座要有足夠的抗壓強度，能承受得了主頂千斤頂?shù)淖畲箜斄Α姸?，能承受得了主頂千斤頂?shù)淖畲箜斄ΑＧ爸顾畨ι习惭b有洞口止水圈，以防止地下前止水墻上安裝有洞口止水圈，以防止地下水土及

24、頂管用潤滑泥漿的流失。在頂管工作水土及頂管用潤滑泥漿的流失。在頂管工作井內(nèi)，還布置有工具管、環(huán)形頂鐵、弧形頂井內(nèi)，還布置有工具管、環(huán)形頂鐵、弧形頂鐵、基坑導(dǎo)軌、主頂千斤頂及千斤頂架、后鐵、基坑導(dǎo)軌、主頂千斤頂及千斤頂架、后靠背。其中主頂千斤頂及千斤頂架的布置尤靠背。其中主頂千斤頂及千斤頂架的布置尤為重要，主頂千斤頂?shù)暮狭Φ淖饔命c對于初為重要，主頂千斤頂?shù)暮狭Φ淖饔命c對于初始頂進的影響比較大。始頂進的影響比較大。 7.2.3 頂進工作井的井內(nèi)布置頂進工作井的井內(nèi)布置123456789圖圖7-11 頂進工作井內(nèi)布置圖頂進工作井內(nèi)布置圖1-管節(jié)；管節(jié)；2-洞口止水系統(tǒng)；洞口止水系統(tǒng)；3-環(huán)形頂鐵；環(huán)

25、形頂鐵；4-弧形頂鐵；弧形頂鐵；5-頂進導(dǎo)軌；頂進導(dǎo)軌；6-主頂油缸；主頂油缸；7-主頂油缸架；主頂油缸架；8-測量系統(tǒng)；測量系統(tǒng)；9-后靠背；后靠背；10-后座墻；后座墻；11-井壁井壁n（1）管節(jié)一般為鋼筋混凝土管節(jié)或鋼管節(jié)。）管節(jié)一般為鋼筋混凝土管節(jié)或鋼管節(jié)。n（2）后座墻是把主頂油缸推力的反力傳遞到工作坑后部）后座墻是把主頂油缸推力的反力傳遞到工作坑后部土體中去的墻體，是主推千斤頂?shù)闹С薪Y(jié)構(gòu)。它的構(gòu)造土體中去的墻體，是主推千斤頂?shù)闹С薪Y(jié)構(gòu)。它的構(gòu)造會因工作坑的構(gòu)筑方式不同而不同。在沉井工作坑中，會因工作坑的構(gòu)筑方式不同而不同。在沉井工作坑中，后座墻一般就是工作井的后方井壁。在鋼板樁工作

26、坑中，后座墻一般就是工作井的后方井壁。在鋼板樁工作坑中，必須在工作坑內(nèi)的后方與鋼板樁之間撓筑一座與工作坑必須在工作坑內(nèi)的后方與鋼板樁之間撓筑一座與工作坑寬度相等的、厚度為寬度相等的、厚度為0.51.0m的、其下部最好能插入的、其下部最好能插入到工作井底板以下到工作井底板以下0.51.0m的鋼筋混凝土墻，目的是的鋼筋混凝土墻，目的是使推力的反力能比較均勻地作用到土體中去。還要注意使推力的反力能比較均勻地作用到土體中去。還要注意的一點是后座墻的平面一定要與頂進軸線垂直。的一點是后座墻的平面一定要與頂進軸線垂直。n（3）后靠背是靠主頂千斤頂尾部的厚鐵板或鋼結(jié)構(gòu)件，）后靠背是靠主頂千斤頂尾部的厚鐵板或

27、鋼結(jié)構(gòu)件，稱之為鋼后靠，其厚度在稱之為鋼后靠，其厚度在300mm左右。鋼后靠的作用是左右。鋼后靠的作用是盡量把主頂千斤頂?shù)姆戳Ψ稚㈤_來，防止將混凝土后座盡量把主頂千斤頂?shù)姆戳Ψ稚㈤_來，防止將混凝土后座壓壞。壓壞。n（4）洞口止水圈是安裝在頂進井的出洞洞口和接收井的進洞洞）洞口止水圈是安裝在頂進井的出洞洞口和接收井的進洞洞口，具有制止地下水和泥砂流到工作坑和接收坑的功能。口，具有制止地下水和泥砂流到工作坑和接收坑的功能。n（5）頂進導(dǎo)軌由兩根平行的軌道所組成，其作用是使管節(jié)在工）頂進導(dǎo)軌由兩根平行的軌道所組成，其作用是使管節(jié)在工作井內(nèi)有一個較穩(wěn)定的導(dǎo)向，引導(dǎo)管節(jié)按設(shè)計的軸線頂入土中，作井內(nèi)有一個

28、較穩(wěn)定的導(dǎo)向，引導(dǎo)管節(jié)按設(shè)計的軸線頂入土中，同時使頂鐵能在導(dǎo)軌面上滑動。在鋼管頂進過程中，導(dǎo)軌也是鋼同時使頂鐵能在導(dǎo)軌面上滑動。在鋼管頂進過程中，導(dǎo)軌也是鋼管焊接的基準裝置。管焊接的基準裝置。n（6）主頂裝置由主頂油缸、主頂油泵和操縱臺及油管等四部分）主頂裝置由主頂油缸、主頂油泵和操縱臺及油管等四部分構(gòu)成。主頂千斤頂沿管道中心按左右對稱布置。主頂進裝置除了構(gòu)成。主頂千斤頂沿管道中心按左右對稱布置。主頂進裝置除了主頂千斤頂以外，還有千斤頂架，以支承主頂千斤頂；供給主頂主頂千斤頂以外，還有千斤頂架，以支承主頂千斤頂；供給主頂千斤頂以壓力油的是主頂油泵；控制主頂千斤頂伸縮的是換向閥。千斤頂以壓力油的

29、是主頂油泵；控制主頂千斤頂伸縮的是換向閥。油泵、換向閥和千斤頂之間均用高壓軟管連接。主頂油缸的壓力油泵、換向閥和千斤頂之間均用高壓軟管連接。主頂油缸的壓力油由主頂油泵通過高壓油管供給。常用的壓力在油由主頂油泵通過高壓油管供給。常用的壓力在3242MPa之之間，高的可達間，高的可達50MPa。在管徑比較大的情況下，主頂油缸的合。在管徑比較大的情況下，主頂油缸的合力中心應(yīng)比管節(jié)中心低力中心應(yīng)比管節(jié)中心低5的管內(nèi)徑左右。的管內(nèi)徑左右。（7）若采用的主頂千斤頂?shù)男谐涕L短不能一次將管節(jié)頂?shù)轿粫r，若采用的主頂千斤頂?shù)男谐涕L短不能一次將管節(jié)頂?shù)轿粫r，必須在千斤頂縮回后在中間加必須在千斤頂縮回后在中間加墊塊墊

30、塊或幾塊或幾塊頂鐵頂鐵。頂鐵有。頂鐵有環(huán)形環(huán)形頂鐵和頂鐵和弧形弧形或或馬蹄形馬蹄形頂鐵之分。環(huán)形頂鐵的內(nèi)外徑與混凝土頂鐵之分。環(huán)形頂鐵的內(nèi)外徑與混凝土管的內(nèi)外徑相同，主要作用是把主頂油缸的推力較均勻地分管的內(nèi)外徑相同，主要作用是把主頂油缸的推力較均勻地分布在所頂管子的端面上；弧形和馬蹄形頂鐵的作用有兩個，布在所頂管子的端面上；弧形和馬蹄形頂鐵的作用有兩個，一是用于調(diào)節(jié)油缸行程與管節(jié)長度的不一致，二是把主頂油一是用于調(diào)節(jié)油缸行程與管節(jié)長度的不一致，二是把主頂油缸各點的推力比較均勻地傳遞到環(huán)形頂鐵上去。弧形頂鐵用缸各點的推力比較均勻地傳遞到環(huán)形頂鐵上去。弧形頂鐵用于手掘式、土壓平衡式等許多方式的頂

31、管中，它的開口是向于手掘式、土壓平衡式等許多方式的頂管中，它的開口是向上的，便于管道內(nèi)出土。馬蹄形頂鐵適用于于泥水平衡式頂上的，便于管道內(nèi)出土。馬蹄形頂鐵適用于于泥水平衡式頂管和土壓式中采用土砂泵出土的頂管施工，它的開口方向與管和土壓式中采用土砂泵出土的頂管施工，它的開口方向與弧形頂鐵相反，是倒扣在基坑導(dǎo)軌上的。只有這樣，在主頂弧形頂鐵相反，是倒扣在基坑導(dǎo)軌上的。只有這樣，在主頂油缸回縮以后加頂鐵時不需要拆除輸土管道。油缸回縮以后加頂鐵時不需要拆除輸土管道。 （a）環(huán)形頂鐵）環(huán)形頂鐵 （b）U形頂鐵形頂鐵 （c）馬蹄形頂鐵）馬蹄形頂鐵頂鐵的斷面形狀頂鐵的斷面形狀n在市政工程建設(shè)中，長距離管道的

32、敷設(shè)是其重要的工在市政工程建設(shè)中，長距離管道的敷設(shè)是其重要的工作內(nèi)容。隨著頂管技術(shù)應(yīng)用的推廣，研究敷設(shè)長距離作內(nèi)容。隨著頂管技術(shù)應(yīng)用的推廣，研究敷設(shè)長距離管道工藝技術(shù)已成為引人注目的課題。管道工藝技術(shù)已成為引人注目的課題。n長距離管道的主要困難是，設(shè)置在頂進坑內(nèi)的主千斤長距離管道的主要困難是，設(shè)置在頂進坑內(nèi)的主千斤頂?shù)耐祈斄τ邢?，不足以克服管道長距離頂進時遇到頂?shù)耐祈斄τ邢?，不足以克服管道長距離頂進時遇到的總阻力。希望增加頂管單程頂進的長度時，需要采的總阻力。希望增加頂管單程頂進的長度時，需要采取相關(guān)的措施，如增加主千斤頂?shù)捻斄?、減少管道周取相關(guān)的措施，如增加主千斤頂?shù)捻斄Αp少管道周邊與地層

33、的摩擦力、中途設(shè)置輔助千斤頂（中繼環(huán)）、邊與地層的摩擦力、中途設(shè)置輔助千斤頂（中繼環(huán)）、減小頂管承受的正面阻力等。目前在發(fā)展長距離頂管減小頂管承受的正面阻力等。目前在發(fā)展長距離頂管技術(shù)的過程中，技術(shù)的過程中，減摩減摩和和設(shè)置中繼環(huán)設(shè)置中繼環(huán)兩項措施已得到較兩項措施已得到較多研究，并已成為成熟的技術(shù)。多研究，并已成為成熟的技術(shù)。n為了適應(yīng)長距離頂進管道的需要，研制了中繼為了適應(yīng)長距離頂進管道的需要，研制了中繼環(huán)（又稱中繼間、中間站）。即在管道頂進的環(huán)（又稱中繼間、中間站）。即在管道頂進的中途設(shè)置輔助千斤頂，靠輔助千斤頂提供的動中途設(shè)置輔助千斤頂，靠輔助千斤頂提供的動力繼續(xù)頂進管段，延長頂管的頂進

34、長度，滿足力繼續(xù)頂進管段，延長頂管的頂進長度，滿足敷設(shè)長距離管道的需要。敷設(shè)長距離管道的需要。n采用中繼環(huán)時，管道沿全長分成若干段，在段采用中繼環(huán)時，管道沿全長分成若干段，在段與段之間設(shè)置中繼環(huán)。中繼環(huán)是一個由鋼材制與段之間設(shè)置中繼環(huán)。中繼環(huán)是一個由鋼材制成的圓環(huán)，內(nèi)壁上設(shè)置有一定數(shù)量的短行程千成的圓環(huán)，內(nèi)壁上設(shè)置有一定數(shù)量的短行程千斤頂，產(chǎn)生的推頂力可用于推進中繼環(huán)前方的斤頂，產(chǎn)生的推頂力可用于推進中繼環(huán)前方的管道。管道。增設(shè)中繼環(huán)（間）增設(shè)中繼環(huán)（間）中繼環(huán)示意圖中繼環(huán)示意圖 n（1）中繼環(huán)推進過程）中繼環(huán)推進過程n設(shè)置中繼環(huán)以后，頂管頂進時，每次都應(yīng)先啟用最前設(shè)置中繼環(huán)以后，頂管頂進時，

35、每次都應(yīng)先啟用最前面的中繼環(huán)，將其前方的管道連同工具管一起向前頂面的中繼環(huán)，將其前方的管道連同工具管一起向前頂進，后面的中繼環(huán)和主千斤頂保持不動，直至達到該進，后面的中繼環(huán)和主千斤頂保持不動，直至達到該中繼環(huán)的一個頂程為止，接著后面的中繼環(huán)開始推頂中繼環(huán)的一個頂程為止，接著后面的中繼環(huán)開始推頂作業(yè)，將兩個中繼環(huán)之間的管道向前推進。與此同時，作業(yè)，將兩個中繼環(huán)之間的管道向前推進。與此同時，前面的一個中繼環(huán)的千斤頂排放油壓，活塞桿縮進套前面的一個中繼環(huán)的千斤頂排放油壓，活塞桿縮進套筒。可見，這時被推進的只是該中繼環(huán)和前面一個中筒?？梢?，這時被推進的只是該中繼環(huán)和前面一個中繼環(huán)之間的管段。在頂進作業(yè)

36、中，主千斤頂在每個循繼環(huán)之間的管段。在頂進作業(yè)中，主千斤頂在每個循環(huán)中都最后推進。借助中繼環(huán)的逐級接力過程，可將環(huán)中都最后推進。借助中繼環(huán)的逐級接力過程，可將頂管的頂推距離延長，以適應(yīng)長距離頂管施工的需要。頂管的頂推距離延長，以適應(yīng)長距離頂管施工的需要。n（2）中繼環(huán)的結(jié)構(gòu)形式）中繼環(huán)的結(jié)構(gòu)形式 n它主要由前特殊管、后特殊管和殼體油缸、均壓環(huán)等它主要由前特殊管、后特殊管和殼體油缸、均壓環(huán)等組成。在前特殊管的尾部有一個與組成。在前特殊管的尾部有一個與T形套環(huán)相類似的密形套環(huán)相類似的密封圈和接口。中繼環(huán)殼體的前端與封圈和接口。中繼環(huán)殼體的前端與T型套環(huán)的一半相似，型套環(huán)的一半相似，利用它把中繼環(huán)殼

37、體與混凝土管連接起來。中繼環(huán)的利用它把中繼環(huán)殼體與混凝土管連接起來。中繼環(huán)的后特殊管外側(cè)則設(shè)有兩環(huán)止水密封圈，使殼體雖在其后特殊管外側(cè)則設(shè)有兩環(huán)止水密封圈，使殼體雖在其上來回運動而不會產(chǎn)生滲漏。中繼環(huán)油缸被固定在殼上來回運動而不會產(chǎn)生滲漏。中繼環(huán)油缸被固定在殼體上，油缸均勻布置在殼體內(nèi)。油缸兩頭裝有均壓鋼體上，油缸均勻布置在殼體內(nèi)。油缸兩頭裝有均壓鋼環(huán)，鋼環(huán)與混凝土管之間有襯墊環(huán)。襯墊環(huán)多用環(huán)，鋼環(huán)與混凝土管之間有襯墊環(huán)。襯墊環(huán)多用20mm厚的木板做成。中繼油缸為單作用油缸，只有厚的木板做成。中繼油缸為單作用油缸，只有當后一只中繼環(huán)向前推進時，前一只中繼環(huán)的油缸才當后一只中繼環(huán)向前推進時，前一

38、只中繼環(huán)的油缸才能縮回。管子頂通后，把中繼環(huán)油缸拆卸下來，管子能縮回。管子頂通后，把中繼環(huán)油缸拆卸下來，管子可直接合攏。可直接合攏。圖圖7-15 中繼環(huán)結(jié)構(gòu)形式中繼環(huán)結(jié)構(gòu)形式1-中繼管殼體；中繼管殼體；2-木墊環(huán)；木墊環(huán)；3-均壓鋼環(huán)；均壓鋼環(huán)；4-中繼環(huán)中繼環(huán)油缸；油缸；5-油缸固定裝置；油缸固定裝置；6-均壓鋼環(huán)；均壓鋼環(huán)；7-止水圈；止水圈；8-特殊特殊管管n （3）中繼環(huán)的布置）中繼環(huán)的布置n中繼間的布置要滿足頂力的要求，同時使其操中繼間的布置要滿足頂力的要求，同時使其操作方便、合理，提高頂進速度。中繼環(huán)在安放作方便、合理，提高頂進速度。中繼環(huán)在安放時，第一只中繼環(huán)應(yīng)放在比較前面一些。

39、因為時，第一只中繼環(huán)應(yīng)放在比較前面一些。因為掘進機在推進過程中推力的變化會因土質(zhì)條件掘進機在推進過程中推力的變化會因土質(zhì)條件的變化而有較大的變化。所以，當總推力達到的變化而有較大的變化。所以，當總推力達到中繼環(huán)總推力中繼環(huán)總推力4060時，就應(yīng)安放第一只時，就應(yīng)安放第一只中繼環(huán)，以后，每當達到中繼環(huán)總推力的中繼環(huán)，以后，每當達到中繼環(huán)總推力的7080時，安放一只中繼環(huán)。而當主頂油缸時，安放一只中繼環(huán)。而當主頂油缸達到中繼環(huán)總推力的達到中繼環(huán)總推力的90時，就必須啟用中繼時，就必須啟用中繼環(huán)。環(huán)。n微型頂管一般指口徑在微型頂管一般指口徑在400mm以下，人無法進入管以下，人無法進入管內(nèi)作業(yè)的頂管

40、施工。微型隧道施工法源于日本，是一內(nèi)作業(yè)的頂管施工。微型隧道施工法源于日本，是一種遙控、可導(dǎo)向的頂管施工，廣泛用于地下管線的敷種遙控、可導(dǎo)向的頂管施工，廣泛用于地下管線的敷設(shè)。微型頂管施工設(shè)備主要由切削系統(tǒng)、激光導(dǎo)向系設(shè)。微型頂管施工設(shè)備主要由切削系統(tǒng)、激光導(dǎo)向系統(tǒng)、出碴系統(tǒng)、頂進系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成，根據(jù)激統(tǒng)、出碴系統(tǒng)、頂進系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成，根據(jù)激光導(dǎo)向系統(tǒng)測量偏斜數(shù)據(jù)，可操縱液壓糾偏系統(tǒng)，從光導(dǎo)向系統(tǒng)測量偏斜數(shù)據(jù)，可操縱液壓糾偏系統(tǒng)，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)鋪管方向的目的。微型頂管的一次頂進長而實現(xiàn)調(diào)節(jié)鋪管方向的目的。微型頂管的一次頂進長度大多在度大多在5060m，也有的達到百米及以上。，也有的達

41、到百米及以上。n微型頂管的類型很多，按其工作原理和取土方式分有微型頂管的類型很多，按其工作原理和取土方式分有壓入式、螺旋鉆式、泥水式、土壓式、空心鉆式等，壓入式、螺旋鉆式、泥水式、土壓式、空心鉆式等，其中壓入式和螺旋鉆式應(yīng)用較多。其中壓入式和螺旋鉆式應(yīng)用較多。 n壓入式微型頂管是指將前方土體向管壓入式微型頂管是指將前方土體向管道周圍土體徑向擠壓，在不出土或少道周圍土體徑向擠壓，在不出土或少出土的情況下頂進管道的頂管工藝。出土的情況下頂進管道的頂管工藝。一般用于直徑較小的管道施工。壓入一般用于直徑較小的管道施工。壓入方式按動力分有沖擊式、旋壓式和靜方式按動力分有沖擊式、旋壓式和靜壓式，按設(shè)備分氣

42、動矛法、夯管法和壓式，按設(shè)備分氣動矛法、夯管法和頂入法。頂入法。 7.6.1 壓入式微型頂管壓入式微型頂管氣動矛法氣動矛法夯管法夯管法管外頂入法管外頂入法 管內(nèi)頂入法管內(nèi)頂入法7.6.2 螺旋鉆式微型頂管螺旋鉆式微型頂管 螺旋式頂管是利用螺旋鉆進行施工的一種方法。施螺旋式頂管是利用螺旋鉆進行施工的一種方法。施工時，先準備頂進坑，將螺旋鉆機水平安裝在坑內(nèi)，再工時，先準備頂進坑，將螺旋鉆機水平安裝在坑內(nèi)，再利用螺旋桿傳輸鉆壓和扭矩，推進機頭前進。同時，利利用螺旋桿傳輸鉆壓和扭矩，推進機頭前進。同時，利用鉆機的頂進油缸向前頂進管節(jié)，機頭掘削下來的土通用鉆機的頂進油缸向前頂進管節(jié)，機頭掘削下來的土通過

43、螺旋鉆桿從管中輸送到坑內(nèi)。這種方法的頂進距離較過螺旋鉆桿從管中輸送到坑內(nèi)。這種方法的頂進距離較短，且只能在直線段使用，一般頂距在短，且只能在直線段使用，一般頂距在60m以內(nèi)。其優(yōu)以內(nèi)。其優(yōu)點是施工時無震動，噪音小，重量輕、操作方便、施工點是施工時無震動，噪音小，重量輕、操作方便、施工人員少，基坑小。管長人員少，基坑小。管長2m時，時，3.6m長、長、1.5m寬的頂寬的頂進坑即可。進坑即可。 螺旋鉆式施工方法有多種方式，主要分一程式和兩螺旋鉆式施工方法有多種方式，主要分一程式和兩程式兩類。程式兩類。 （c）兩程式之二）兩程式之二（b）兩程式之一）兩程式之一 （a）一程式）一程式鋪設(shè)管鋪設(shè)管導(dǎo)向管

44、導(dǎo)向管管節(jié)下放管節(jié)下放螺旋桿回收螺旋桿回收鋼筋混凝土管節(jié)的接口有平口、企口和承口三種類型。管節(jié)類型不鋼筋混凝土管節(jié)的接口有平口、企口和承口三種類型。管節(jié)類型不同，止水方式也不同。同，止水方式也不同。（1）平口管接口及止水）平口管接口及止水平口管用平口管用“T”形鋼套環(huán)接口，把兩只管子連接在一起，在混凝土管形鋼套環(huán)接口，把兩只管子連接在一起，在混凝土管和鋼套環(huán)中間安裝有和鋼套環(huán)中間安裝有2根齒形橡膠圈止水。根齒形橡膠圈止水。7.8.1 鋼筋混凝土管節(jié)鋼筋混凝土管節(jié)接縫的防水接縫的防水（2）企口接口及防水）企口接口及防水企口管用企口式接口，用企口管用企口式接口，用1根根“q”形橡膠圈止水。形橡膠圈

45、止水。止水圈右邊腔內(nèi)有硅油，在兩管節(jié)對接連接過止水圈右邊腔內(nèi)有硅油，在兩管節(jié)對接連接過程中，充有硅油的一腔會翻轉(zhuǎn)到橡膠體的上方程中，充有硅油的一腔會翻轉(zhuǎn)到橡膠體的上方及左邊，增強了止水效果。及左邊，增強了止水效果。 （a）企口形管及其接口）企口形管及其接口 （b）“q”形橡膠止水圈形橡膠止水圈（3）承口接口及防水）承口接口及防水承口管用承口管用“F”形套環(huán)接口，接口處用形套環(huán)接口，接口處用1根齒形橡膠圈止水。根齒形橡膠圈止水。F形接口管是最為常用的一種管節(jié)。它把形接口管是最為常用的一種管節(jié)。它把“T”形鋼套環(huán)形鋼套環(huán)的前面一半埋入混凝土管中就變成了的前面一半埋入混凝土管中就變成了“F”形接口。為形接口。為防止鋼套環(huán)與混凝土結(jié)合面滲漏，在該處設(shè)了一個遇防止鋼套環(huán)與混凝土結(jié)合面滲漏，在該處設(shè)了一個遇水