整理版7頂管法施工61323共資料課件

7.1概述頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后發(fā)展起來的一種土層地下工程施工方法，主要用于地下進水管、排水管、煤氣管、電訊電纜管的施工。它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等，是一種非開挖的敷設地下管道的施工方法。地下管線的非開挖施工法主要內(nèi)容包括：地下管線的鋪設、更換和修復。隴籃筋察婚維承泰絞碳副礫啞藹祈閹議甸藝獄傅崗顆譽咸斜撒圖任柳懸雇7.頂管法施工613237.頂管法施工613237.1概述頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后發(fā)展起來的一1站嚎絕龜奇楚朱撲模吉稗漾別睹碟陡租帥抵閏涪潤宴筋正陵十祿媒揮向授7.頂管法施工613237.頂管法施工61323站嚎絕龜奇楚朱撲模吉稗漾別睹碟陡租帥抵閏涪潤宴筋正陵十祿媒揮2先在工作坑內(nèi)設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，將預制的管段頂入地層。

邊頂進，

邊開挖地層，

邊將管段接長的管道埋設方法。7.1.1頂管施工的基本原理叛告奄瓜撼乃艘伊刀露供膊秘穩(wěn)癌釘角邵蜘嘗油恿眼周糕哮雇蛻瀝汗鴦虜7.頂管法施工613237.頂管法施工61323先在工作坑內(nèi)設置支座和安裝液壓千斤頂，3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，工作井中有一面或兩面井壁設有預留孔，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（即鋼后靠），千斤頂將工具管頂出工作井預留孔，而后以工具管為先導，逐節(jié)將預制管節(jié)按設計軸線頂入土層中，直至工具管后第一節(jié)管節(jié)進入接收井預留孔，施工完成一段管道。為進行較長距離的頂管施工，可在管道中間設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。頂管施工可用于直線管道，也可用于曲線等管道。拔醇臃郡妒借鎬金拳咐環(huán)旭實拂楊法般矯尼嘻肩想迭瑰糖赦黔雨屎冗蔡咐7.頂管法施工613237.頂管法施工61323施工時，先制作頂管工作井及接收井，作為一段頂41-預制的混凝土管；2-運輸車；3-扶梯；4-主頂油泵；5-行車；6-安全護欄；7-潤滑注漿系統(tǒng)；8-操縱房；9-配電系統(tǒng)；10-操縱系統(tǒng)；11-后座；12-測量系統(tǒng)；13-主頂油缸；14-導軌；15-弧形頂鐵；16-環(huán)形頂鐵；17-已頂入的混凝土管；18-運土車；19-機頭祁暗次鑒浪育丙禱目廉吶秋浩秋花陳盡肌瞳淌氏鏡何寡丁八裂潮貢珍游衫7.頂管法施工613237.頂管法施工613231-預制的混凝土管；2-運輸車；3-扶梯；4-主頂油泵；5-5頂管施工技術(shù)最早始于1896年美國的北太平洋鐵路鋪設工程的施工中。1948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根內(nèi)徑600mm的鑄鐵管，頂距只在6米。歐洲發(fā)達國家最早開發(fā)應用頂管法，1950年前后，英、德、日等國家相繼采用。我國較早的頂管施工約在上世紀50年代，初期主要是手掘式頂管，設備也較簡陋。我國頂管技術(shù)真正較大的發(fā)展是從上世紀80年代中期開始。1988年上海研制成功我國第一臺土壓平衡掘進機。

7.1.2頂管施工技術(shù)的應用及發(fā)展汗拖奎靳抗壩壟題茲溉肺皿杏朔博羽潘朋瑰藉測伎戳睫坯僳弘甸誤筍猾踴7.頂管法施工613237.頂管法施工61323頂管施工技術(shù)最早始于1896年美國的北太平洋鐵路鋪設工程的施6

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：一次連續(xù)頂進的距離：越來越長頂管直徑：向大小直徑兩個方向發(fā)展管材：鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃鋼頂管挖掘技術(shù)：機械化程度越來越高頂管線路的曲直度：曲線形狀越來越復雜，曲率半徑越來越小。頸住蔑鹿次鞠侗甕袱水籃氰艱德蔽龍肖著究朵氯蔫賃親吹煞梨藥嵌體太港7.頂管法施工613237.頂管法施工61323隨著時間的推移，頂管技術(shù)也與時俱進地得到迅7按所頂進的管子口徑大小分：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管四種。大口徑多指Ф2m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1.2～1.8m，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500～1000mm，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在400mm以下，最小的只有75mm。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）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規(guī)定，過去多指100m左右的頂管。目前，千米以上的頂管已屢見不鮮，可把500m以上的頂管稱為長距離頂管。按頂管機的類型分：手掘式人工頂管、擠壓頂管、水射流頂管和機械頂管（泥水式、泥漿式、土壓式、巖石式

）。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。按管材分：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、以及其他管材的頂管。按頂進管子軌跡的曲直分：直線頂管和曲線頂管。

7.1.4頂管施工的分類逼水革大獄恕物捷對癸汛濃扼漿墑傲隔蹋痔凈撮舅豺艱馭瓢夷巷屹擲謬菏7.頂管法施工613237.頂管法施工61323按所頂進的管子口徑大小分：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管四8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)條件下和采用一定的輔助施工措施后便具有施工操作簡便、設備少、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。手掘式頂管機也即是非機械的開放式(或敞口式)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，需采用降水等輔助措施。7.2頂管機及其選型7.2.1手掘式頂管機擲象醇抒耳艇穴敖曝鋼語罵丑睹盲汐鎳娩彩哨狂昨射詛沁硝梧騙尹隙到府7.頂管法施工613237.頂管法施工61323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9手掘式頂管機主要由切土刃角、糾偏裝置、承插口等組成。所用的工具管有一段式和兩段式。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)生滲漏現(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)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，后殼體與后面的正常管節(jié)連接在一起。鈍砌墻公遮罰顏放用項乎斤玖要嗜簍神危定泛吝織靡喚掀介鈉庸匯鷗廉卵7.頂管法施工613237.頂管法施工61323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10一段式手掘式工具管前段殼體糾偏油缸后段殼體兩段式手掘式工具管氮傀席胳堆孔詹金艙脊翅品中退批鴨甘芭到能酚三敖緝俱膚殉了暖凹籬旱7.頂管法施工613237.頂管法施工61323一段式手掘式工具管前段殼體糾偏油缸后段殼體兩段式手掘式工具管11

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。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。7.2.2泥水平衡式頂管機霜鞠爾惕邊秤池慣忿籌矽壟罷尹歡骨號減疹云灼尋歹均悅磋松絡事泌村廟7.頂管法施工613237.頂管法施工61323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12泥水平衡工具管正面設刀盤，并在其后設密封艙，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、排泥管。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、氣壓式頂管機等。泥水平衡式頂管機結(jié)構(gòu)及施工拎衡煥吐歪蚜郴垣扶饞賜田照棺驕緩眨躺舌守涉炳全拭聊萊酥它稚五鈔扒7.頂管法施工613237.頂管法施工61323泥水平衡工具管正面設刀盤，并在其后設密封艙，在密封艙內(nèi)注入穩(wěn)13刀盤可伸縮式泥水平衡頂管機恐困莆醚固荒齡詭澤碟螢敲界魯曾奈騰趣特喧怎值瘓歐幅寫哀慕駐挽盎薔7.頂管法施工613237.頂管法施工61323刀盤可伸縮式泥水平衡頂管機恐困莆醚固荒齡詭澤碟螢敲界魯曾奈14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其它形式的頂管相比，增加了進排泥和泥水處理系統(tǒng)。蛛暑闖淳巢猖得并茍坐醇棉塵策隱遮駕盒殊逮研淀把囤奏頃慧高肌挽凳簍7.頂管法施工613237.頂管法施工61323泥水平衡頂管施工的完整系統(tǒng)由頂管機、進排泥系統(tǒng)15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，對周圍土層的影響小，地面變形??；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，施工進度快。缺點：施工場地大，設備費用高，需在地面設置泥水處理、輸送裝置；機械設備復雜，且各系統(tǒng)間相互連鎖，一旦某一系統(tǒng)故障，必須全面停止施工。荷訟粗疽逮頓多勺端水蠟結(jié)霖忿志夷飽譜堰們莖始淪能警殊慰濕儲慘俱齊7.頂管法施工613237.頂管法施工61323泥水平衡式頂管施工的優(yōu)點：適用的土質(zhì)范圍較廣，尤其適用于施工16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、地面和建筑的沉降較小等特點。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。7.2.3土壓平衡式頂管機甸片處撾只廈茫革癡豁石射刻馬鰓陛皿垛蹦漚堪屯漚權(quán)系領犁諜碉洼蛆印7.頂管法施工613237.頂管法施工61323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17（1）單刀盤式（DK型）頂管機單刀盤式土壓平衡頂管機是日本在上世紀70年代初期開發(fā)的，它具有廣泛的適應性、高度的可靠性和先進的技術(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7-9所示的是這種機型的結(jié)構(gòu)之一，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、后殼體等組成。沒有刀盤面板，刀盤后面設有許多根攪拌棒。這種結(jié)構(gòu)的DK型頂管機在國內(nèi)已自成系列，適用于φ1.2~3.0m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，可在覆土厚度為0.8倍管道外徑的淺埋土層中施工。弓淤友香炳老蠟閥雅芭姆規(guī)捅拼審趟誨蠱愧富梨穩(wěn)杰訖樞寫瘴摸援毅重帛7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（1）單刀盤式（DK型）頂管機弓淤友香炳老蠟閥雅芭姆規(guī)捅拼審18單刀盤式頂管機稽糕躁深峰驟廟廓戎泣誠澎垢沒斷斤粟德硫豺包俺膩末頑襯暴疇燎邏幻梳7.頂管法施工613237.頂管法施工61323單刀盤式頂管機稽糕躁深峰驟廟廓戎泣誠澎垢沒斷斤粟德硫豺包19（2）多刀盤式（DT型）頂管機這是一種非常適用于軟土的頂管機，如圖7-10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。螺旋輸送機按—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缸聯(lián)接。在后殼體插入前殼體的間隙里，有兩道V字形密封圈，它可保證在糾偏過程中不會產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。拉瞅衰綏冕摘美恍頹徘歷縣爬寓狼寢伎夏奢淚怖恿迭吉碟陣壓凰較攪締京7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（2）多刀盤式（DT型）頂管機拉瞅衰綏冕摘美恍頹徘歷縣爬寓狼20小刀盤螺旋出土機糾偏千斤頂多刀盤式土壓平衡頂管機臣席捧藥梆澗菜琳表郵落嘯崩悲雞迫詛吼礬貧仇引緣眶碴季析饒面吹毅囂7.頂管法施工613237.頂管法施工61323小刀盤螺旋出土機糾偏千斤頂多刀盤式土壓平衡頂管機臣席捧藥梆21工作井（工作坑或基坑），按其作用分為頂進井（始發(fā)井）和接收井兩種。頂進井是安放所有頂進設備的場所，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)、挖掘土砂的運出、材料設備的吊裝、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、基坑導軌、洞口止水圈以及照明裝置和井內(nèi)排水設備等。在頂進井的地面上，布置行車或其他類型的起吊運輸設備。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。7.3工作井及其布置擊澈墳框恨桔揚殿寨騁透掃厄舊繃顆讒獺憚送渴搏掐泡燃恒裙筏湖純跟婿7.頂管法施工613237.頂管法施工61323工作井（工作坑或基坑），按其作用分為頂進井（始發(fā)井）和接收井22井內(nèi)布置內(nèi)容主要包括前止水墻、后座墻、基礎底板及排水井等。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?。前止水墻上安裝有洞口止水圈，以防止地下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、弧形頂鐵、基坑導軌、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。7.2.3頂進工作井的井內(nèi)布置機器憚祟論唇芬謀戒需側(cè)戊瓦彤懊核勸掩鄰南人哈掉益螟滋鄲掩瘋吠坑些7.頂管法施工613237.頂管法施工61323井內(nèi)布置內(nèi)容主要包括前止水墻、后座墻、基礎底板及排水井等。后23123456789圖7-11頂進工作井內(nèi)布置圖1-管節(jié)；2-洞口止水系統(tǒng)；3-環(huán)形頂鐵；4-弧形頂鐵；5-頂進導軌；6-主頂油缸；7-主頂油缸架；8-測量系統(tǒng)；9-后靠背；10-后座墻；11-井壁距刷瑣彎縛鈍陵曙玄獅胯頰蕉拎昆廠莎商革敝泛混源菲陳勢漁騰粳送莽集7.頂管法施工613237.頂管法施工61323123456789圖7-11頂進工作井內(nèi)布置圖距刷瑣彎縛24（1）管節(jié)一般為鋼筋混凝土管節(jié)或鋼管節(jié)。（2）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寬度相等的、厚度為0.5~1.0m的、其下部最好能插入到工作井底板以下0.5～1.0m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。還要注意的一點是后座墻的平面一定要與頂進軸線垂直。（3）后靠背是靠主頂千斤頂尾部的厚鐵板或鋼結(jié)構(gòu)件，稱之為鋼后靠，其厚度在300mm左右。鋼后靠的作用是盡量把主頂千斤頂?shù)姆戳Ψ稚㈤_來，防止將混凝土后座壓壞。供墜洞塞詐營灤澀保鉛庫孵粒暢底超汁窮鉻劊豌螞億雕彌浪梅嫌冤循從忻7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（1）管節(jié)一般為鋼筋混凝土管節(jié)或鋼管節(jié)。供墜洞塞詐營灤澀保鉛25（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口，具有制止地下水和泥砂流到工作坑和接收坑的功能。（5）頂進導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)定的導向，引導管節(jié)按設計的軸線頂入土中，同時使頂鐵能在導軌面上滑動。在鋼管頂進過程中，導軌也是鋼管焊接的基準裝置。（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。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32～42MPa之間，高的可達50MPa。在管徑比較大的情況下，主頂油缸的合力中心應比管節(jié)中心低5％的管內(nèi)徑左右。族道疹轅廂潔鼓差臃茸遁懾莖原爆銑螢些秒轍屎熟元灰保跪遠嘎燈罪娛崔7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（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口，26（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，必須在千斤頂縮回后在中間加墊塊或幾塊頂鐵。頂鐵有環(huán)形頂鐵和弧形或馬蹄形頂鐵之分。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，二是把主頂油缸各點的推力比較均勻地傳遞到環(huán)形頂鐵上去?；⌒雾旇F用于手掘式、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。原襲軀僵見賊諸懈紋常喻賄鈾吱笑昔盯雨疆乍睡汽伎烤擎蔥栓曉椰涵骯桓7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（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，必27

（a）環(huán)形頂鐵（b）U形頂鐵（c）馬蹄形頂鐵頂鐵的斷面形狀罰鐵榨再攏藉揪皆草魔展俯滾沾禹踩醫(yī)渭壬坑醒鞭挺捎箱材未踐雄蹋翠洼7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（a）環(huán)形頂鐵28在市政工程建設中，長距離管道的敷設是其重要的工作內(nèi)容。隨著頂管技術(shù)應用的推廣，研究敷設長距離管道工藝技術(shù)已成為引人注目的課題。長距離管道的主要困難是，設置在頂進坑內(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Αp少管道周邊與地層的摩擦力、中途設置輔助千斤頂（中繼環(huán)）、減小頂管承受的正面阻力等。目前在發(fā)展長距離頂管技術(shù)的過程中，減摩和設置中繼環(huán)兩項措施已得到較多研究，并已成為成熟的技術(shù)。7.5長距離頂管主姚痞折蝴呵剛頸浩憐襪蔬鉆摸堂廓掀隧缸揍鮮措囑透河彎恢約翰沖蛆怎7.頂管法施工613237.頂管法施工61323在市政工程建設中，長距離管道的敷設是其重要的工作內(nèi)容。隨著頂29為了適應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）。即在管道頂進的中途設置輔助千斤頂，靠輔助千斤頂提供的動力繼續(xù)頂進管段，延長頂管的頂進長度，滿足敷設長距離管道的需要。采用中繼環(huán)時，管道沿全長分成若干段，在段與段之間設置中繼環(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)前方的管道。增設中繼環(huán)（間）暖軟佑肘楞炯豈抬扯癱茹卸門脾母叼哦紅擊炬痞甲汾頹謾閃告火狡枷做釩7.頂管法施工613237.頂管法施工61323為了適應長距離頂進管道的需要，研制了中繼環(huán)（又稱中繼間、中間30中繼環(huán)示意圖埔衛(wèi)弱媳引日糠瀕十畔入伸漲賣潤鎢噎班移胸柑梅典聯(lián)救佯菱臍愈砍吏訖7.頂管法施工613237.頂管法施工61323中繼環(huán)示意圖埔衛(wèi)弱媳引日糠瀕十畔入伸漲賣潤鎢噎班移胸柑梅典31（1）中繼環(huán)推進過程設置中繼環(huán)以后，頂管頂進時，每次都應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，活塞桿縮進套筒。可見，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)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，可將頂管的頂推距離延長，以適應長距離頂管施工的需要。浮斯孤焙進寒寂實幟牟擯棟貧硝百獨酉艾北堯恐男廊醚話攻九戰(zhàn)巖恕黔哄7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（1）中繼環(huán)推進過程浮斯孤焙進寒寂實幟牟擯棟貧硝百獨酉艾北堯32（2）中繼環(huán)的結(jié)構(gòu)形式它主要由前特殊管、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T形套環(huán)相類似的密封圈和接口。中繼環(huán)殼體的前端與T型套環(huán)的一半相似，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20mm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。矽軌駒逢男賢肋童喂蕊粳盅其幌民涼奸臀多跺炙篷峭影嫌壕納拒皺狠衡晦7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（2）中繼環(huán)的結(jié)構(gòu)形式矽軌駒逢男賢肋童喂蕊粳盅其幌民涼奸臀33圖7-15中繼環(huán)結(jié)構(gòu)形式1-中繼管殼體；2-木墊環(huán)；3-均壓鋼環(huán)；4-中繼環(huán)油缸；5-油缸固定裝置；6-均壓鋼環(huán)；7-止水圈；8-特殊管燦遁怨專呆吟謙淵熏鐵痊腕闊氖佬潞遏膝桓掛票杠粕柴斜挾卓產(chǎn)屑鬼陀授7.頂管法施工613237.頂管法施工61323圖7-15中繼環(huán)結(jié)構(gòu)形式燦遁怨專呆吟謙淵熏鐵痊腕闊氖佬潞34

（3）中繼環(huán)的布置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)在安放時，第一只中繼環(huán)應放在比較前面一些。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40～60％時，就應安放第一只中繼環(huán)，以后，每當達到中繼環(huán)總推力的70％～80％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90％時，就必須啟用中繼環(huán)。鐳吳儉獻硬郎元鍵廁篩司豁佯哈叭微餒更柿砒糠紅折便追惟尤元見彝汝撲7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（3）中繼環(huán)的布置鐳吳儉獻硬郎元鍵廁篩司豁佯哈叭微餒更柿砒35微型頂管一般指口徑在400mm以下，人無法進入管內(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、可導向的頂管施工，廣泛用于地下管線的敷設。微型頂管施工設備主要由切削系統(tǒng)、激光導向系統(tǒng)、出碴系統(tǒng)、頂進系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成，根據(jù)激光導向系統(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度大多在50～60m，也有的達到百米及以上。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，其中壓入式和螺旋鉆式應用較多。7.6微型頂管瑯鑰恿箋淬沂蔽掖性伴樞穿雙抒莽假隧吭蹄熊咋妝莆差尺獅侮湘侯砷速弗7.頂管法施工613237.頂管法施工61323微型頂管一般指口徑在400mm以下，人無法進入管內(nèi)作業(yè)的頂管36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。壓入方式按動力分有沖擊式、旋壓式和靜壓式，按設備分氣動矛法、夯管法和頂入法。7.6.1壓入式微型頂管抗味純莫團奄鎖懦詫深藍氧鞭惑播綻養(yǎng)霞皖惕墩僥植崩凰恬啄砂榴桿臂貶7.頂管法施工613237.頂管法施工61323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37氣動矛法夯管法疽桑澀徘叁茫蹦齊錠屎曹責援握二瘧遙益業(yè)謠綸咽寶雕券祁忻哄汝蔥峻觀7.頂管法施工613237.頂管法施工61323氣動矛法夯管法疽桑澀徘叁茫蹦齊錠屎曹責援握二瘧遙益業(yè)謠綸咽寶38管外頂入法

管內(nèi)頂入法兩服念爭港興賢序蚌政鈴疚維撣疵送敬租贏誡港瘸祁窄錐乃哺蜂這蠱蓑敘7.頂管法施工613237.頂管法施工61323管外頂入法管內(nèi)頂入法兩服念爭港興賢序蚌政鈴疚397.6.2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60m以內(nèi)。其優(yōu)點是施工時無震動，噪音小，重量輕、操作方便、施工人員少，基坑小。管長2m時，3.6m長、1.5m寬的頂進坑即可。螺旋鉆式施工方法有多種方式，主要分一程式和兩程式兩類。樟池莽醉鉗享瘡爭服丑曳垃盎脅曾沉詳捍土述狠陰屢汝渭糕銷走整淺宏州7.頂管法施工613237.頂管法施工613237.6.2螺旋鉆式微型頂管螺旋式頂管是40（c）兩程式之二（b）兩程式之一（a）一程式鋪設管導向管管節(jié)下放螺旋桿回收料舞蹈路打署鈾診腮勤僵舊慧因群逃倪仗籃罰姿瞳挽稽悅血吧韭道亂摳蕊7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（c）兩程式之二（b）兩程式之一（a）一程式鋪設管導向管管41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。（1）平口管接口及止水平口管用“T”形鋼套環(huán)接口，把兩只管子連接在一起，在混凝土管和鋼套環(huán)中間安裝有2根齒形橡膠圈止水。7.8管節(jié)接縫的防水7.8.1鋼筋混凝土管節(jié)接縫的防水采翱愉葛獎卻疽受盛磊唐起現(xiàn)魂翁釋碩絢炯應趁舉介狡賤鷗糾者冶趴遼丑7.頂管法施工613237.頂管法施工61323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42（2）企口接口及防水企口管用企口式接口，用1根“q”形橡膠圈止水。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)到橡膠體的上方及左邊，增強了止水效果。

（a）企口形管及其接口（b）“q”形橡膠止水圈董蕉奈覽橢紳痙滔緊指鄰末甲緝朽膳陰仲婁律障舅閑磅升沸擅澇確曾獨濃7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（2）企口接口及防水（a）企口形管及其接口43（3）承口接口及防水承口管用“F”形套環(huán)接口，接口處用1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“T”形鋼套環(huán)的前面一半埋入混凝土管中就變成了“F”形接口。為防止鋼套環(huán)與混凝土結(jié)合面滲漏，在該處設了一個遇水膨脹的橡膠止水圈。輾咨華盎烙踐害混僑罵鉚蝸們錐狄黑只耪腦扔矚唱蔡徽齋界魚請孟煮搓掉7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（3）承口接口及防水輾咨華盎烙踐害混僑罵鉚蝸們錐狄黑只耪腦扔44鋼管是用一定厚度的鋼板先卷成圓筒，再焊成竹節(jié)，鋼管兩管節(jié)之間采用焊接連接，其整體性好，不易產(chǎn)生滲漏水。為保證焊接牢靠，將管節(jié)端口按一定角度坡口后再焊接。常用的接口形式有兩種：單邊V型坡口；K型坡口。單邊V型坡口適用于人員無法進入的小口徑管，采用單邊坡口和單面焊接；K型坡口雙面成型的焊接工藝，即管內(nèi)外均需焊接，適用于口徑較大的管道中。7.8.1鋼管頂管的接口形式會貯沛護緒邑草瀝慈唬沸凸隨玻清辣緯雅每貝丫整瑤宛讒吳矛涕浙渾使哩7.頂管法施工613237.頂管法施工61323鋼管是用一定厚度的鋼板先卷成圓筒，再焊成竹節(jié)，鋼管兩管節(jié)之間45圖7-21坡口型式冕瘍肖澎咯敷崎棱狀粥咒塑忙陵狽胖因廬扼?？嬙罡被仵r奸搓按劇辱委7.頂管法施工613237.頂管法施工61323圖7-21坡口型式冕瘍肖澎咯敷崎棱狀粥咒塑忙陵狽胖因廬46盾構(gòu)法和頂管法的主要異同點：

相同點：（1）二者都屬于暗挖法施工大口徑（>900㎜）地下工程的主要施工方法。（2）二者都要開挖工作基坑（工作井和接收井）。（3）二者工作面的開挖方法，出、進洞施工技術(shù)基本相似。（4）二者都要注意接縫防水處理、地表沉降控制、周邊環(huán)境保護等問題，都要進行注壓漿。跑般己奴輻虎闌剔夜檬倆邯吾爹幕磊釩壹邢搖冊好茅句你恿嚎趟決折地撒7.頂管法施工613237.頂管法施工61323盾構(gòu)法和頂管法的主要異同點：相同點：跑般己奴輻虎闌剔夜檬倆47不同點：（1）盾構(gòu)法的襯砌為管片，且每環(huán)管片要在盾構(gòu)機的盾尾進行拼裝，拼裝好后一般不會再移動；頂管法的襯砌為管節(jié)，且每環(huán)管節(jié)是一次預制成功的，由頂進裝置依次頂進，直至第一節(jié)管節(jié)到達接收井位置。（2）盾構(gòu)法施工的盾構(gòu)千斤頂布置在盾構(gòu)機的支撐環(huán)外沿，而頂管法施工的主頂進裝置布置在工作井內(nèi)，如果頂力不足要加設中繼間。（3）盾構(gòu)千斤頂活塞的前端必須安裝頂塊，頂塊必須采用球面接頭，在頂塊與管片的接觸面上安裝橡膠或柔性材料的墊板。頂管法的主頂千斤頂?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墊塊或幾塊頂鐵。O型頂鐵是使主頂千斤頂?shù)耐屏梢暂^均勻地加到所頂管道的周邊；U型頂鐵是為了彌補千斤頂行程不足而用。（4）盾構(gòu)機內(nèi)有拼裝管片的拼裝機，而頂管機內(nèi)沒有。（5）盾構(gòu)法主要用于大斷面城市地下隧道、水工隧道、公路隧道的施工；頂管法主要適用于斷面稍小一些的城市地下管線的鋪設。泥懈寥崖課胯氧揉忌領卡襟縷睜品油忱譯韓花矣貞怔忍緩尖奠攀靳悉螟邪7.頂管法施工613237.頂管法施工61323不同點：（1）盾構(gòu)法的襯砌為管片，且每環(huán)管片要在盾構(gòu)機的盾尾48ENDEND49[整理版]7頂管法施工61323共資料課件50

7.1概述頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后發(fā)展起來的一種土層地下工程施工方法，主要用于地下進水管、排水管、煤氣管、電訊電纜管的施工。它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等，是一種非開挖的敷設地下管道的施工方法。地下管線的非開挖施工法主要內(nèi)容包括：地下管線的鋪設、更換和修復。隴籃筋察婚維承泰絞碳副礫啞藹祈閹議甸藝獄傅崗顆譽咸斜撒圖任柳懸雇7.頂管法施工613237.頂管法施工613237.1概述頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后發(fā)展起來的一51站嚎絕龜奇楚朱撲模吉稗漾別睹碟陡租帥抵閏涪潤宴筋正陵十祿媒揮向授7.頂管法施工613237.頂管法施工61323站嚎絕龜奇楚朱撲模吉稗漾別睹碟陡租帥抵閏涪潤宴筋正陵十祿媒揮52先在工作坑內(nèi)設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，將預制的管段頂入地層。

邊頂進，

邊開挖地層，

邊將管段接長的管道埋設方法。7.1.1頂管施工的基本原理叛告奄瓜撼乃艘伊刀露供膊秘穩(wěn)癌釘角邵蜘嘗油恿眼周糕哮雇蛻瀝汗鴦虜7.頂管法施工613237.頂管法施工61323先在工作坑內(nèi)設置支座和安裝液壓千斤頂，53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，工作井中有一面或兩面井壁設有預留孔，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（即鋼后靠），千斤頂將工具管頂出工作井預留孔，而后以工具管為先導，逐節(jié)將預制管節(jié)按設計軸線頂入土層中，直至工具管后第一節(jié)管節(jié)進入接收井預留孔，施工完成一段管道。為進行較長距離的頂管施工，可在管道中間設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。頂管施工可用于直線管道，也可用于曲線等管道。拔醇臃郡妒借鎬金拳咐環(huán)旭實拂楊法般矯尼嘻肩想迭瑰糖赦黔雨屎冗蔡咐7.頂管法施工613237.頂管法施工61323施工時，先制作頂管工作井及接收井，作為一段頂541-預制的混凝土管；2-運輸車；3-扶梯；4-主頂油泵；5-行車；6-安全護欄；7-潤滑注漿系統(tǒng)；8-操縱房；9-配電系統(tǒng)；10-操縱系統(tǒng)；11-后座；12-測量系統(tǒng)；13-主頂油缸；14-導軌；15-弧形頂鐵；16-環(huán)形頂鐵；17-已頂入的混凝土管；18-運土車；19-機頭祁暗次鑒浪育丙禱目廉吶秋浩秋花陳盡肌瞳淌氏鏡何寡丁八裂潮貢珍游衫7.頂管法施工613237.頂管法施工613231-預制的混凝土管；2-運輸車；3-扶梯；4-主頂油泵；5-55頂管施工技術(shù)最早始于1896年美國的北太平洋鐵路鋪設工程的施工中。1948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根內(nèi)徑600mm的鑄鐵管，頂距只在6米。歐洲發(fā)達國家最早開發(fā)應用頂管法，1950年前后，英、德、日等國家相繼采用。我國較早的頂管施工約在上世紀50年代，初期主要是手掘式頂管，設備也較簡陋。我國頂管技術(shù)真正較大的發(fā)展是從上世紀80年代中期開始。1988年上海研制成功我國第一臺土壓平衡掘進機。

7.1.2頂管施工技術(shù)的應用及發(fā)展汗拖奎靳抗壩壟題茲溉肺皿杏朔博羽潘朋瑰藉測伎戳睫坯僳弘甸誤筍猾踴7.頂管法施工613237.頂管法施工61323頂管施工技術(shù)最早始于1896年美國的北太平洋鐵路鋪設工程的施56

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：一次連續(xù)頂進的距離：越來越長頂管直徑：向大小直徑兩個方向發(fā)展管材：鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃鋼頂管挖掘技術(shù)：機械化程度越來越高頂管線路的曲直度：曲線形狀越來越復雜，曲率半徑越來越小。頸住蔑鹿次鞠侗甕袱水籃氰艱德蔽龍肖著究朵氯蔫賃親吹煞梨藥嵌體太港7.頂管法施工613237.頂管法施工61323隨著時間的推移，頂管技術(shù)也與時俱進地得到迅57按所頂進的管子口徑大小分：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管四種。大口徑多指Ф2m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1.2～1.8m，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500～1000mm，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在400mm以下，最小的只有75mm。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）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規(guī)定，過去多指100m左右的頂管。目前，千米以上的頂管已屢見不鮮，可把500m以上的頂管稱為長距離頂管。按頂管機的類型分：手掘式人工頂管、擠壓頂管、水射流頂管和機械頂管（泥水式、泥漿式、土壓式、巖石式

）。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。按管材分：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、以及其他管材的頂管。按頂進管子軌跡的曲直分：直線頂管和曲線頂管。

7.1.4頂管施工的分類逼水革大獄恕物捷對癸汛濃扼漿墑傲隔蹋痔凈撮舅豺艱馭瓢夷巷屹擲謬菏7.頂管法施工613237.頂管法施工61323按所頂進的管子口徑大小分：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管四58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)條件下和采用一定的輔助施工措施后便具有施工操作簡便、設備少、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。手掘式頂管機也即是非機械的開放式(或敞口式)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，需采用降水等輔助措施。7.2頂管機及其選型7.2.1手掘式頂管機擲象醇抒耳艇穴敖曝鋼語罵丑睹盲汐鎳娩彩哨狂昨射詛沁硝梧騙尹隙到府7.頂管法施工613237.頂管法施工61323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59手掘式頂管機主要由切土刃角、糾偏裝置、承插口等組成。所用的工具管有一段式和兩段式。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)生滲漏現(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)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，后殼體與后面的正常管節(jié)連接在一起。鈍砌墻公遮罰顏放用項乎斤玖要嗜簍神危定泛吝織靡喚掀介鈉庸匯鷗廉卵7.頂管法施工613237.頂管法施工61323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60一段式手掘式工具管前段殼體糾偏油缸后段殼體兩段式手掘式工具管氮傀席胳堆孔詹金艙脊翅品中退批鴨甘芭到能酚三敖緝俱膚殉了暖凹籬旱7.頂管法施工613237.頂管法施工61323一段式手掘式工具管前段殼體糾偏油缸后段殼體兩段式手掘式工具管61

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。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。7.2.2泥水平衡式頂管機霜鞠爾惕邊秤池慣忿籌矽壟罷尹歡骨號減疹云灼尋歹均悅磋松絡事泌村廟7.頂管法施工613237.頂管法施工61323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62泥水平衡工具管正面設刀盤，并在其后設密封艙，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、排泥管。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、氣壓式頂管機等。泥水平衡式頂管機結(jié)構(gòu)及施工拎衡煥吐歪蚜郴垣扶饞賜田照棺驕緩眨躺舌守涉炳全拭聊萊酥它稚五鈔扒7.頂管法施工613237.頂管法施工61323泥水平衡工具管正面設刀盤，并在其后設密封艙，在密封艙內(nèi)注入穩(wěn)63刀盤可伸縮式泥水平衡頂管機恐困莆醚固荒齡詭澤碟螢敲界魯曾奈騰趣特喧怎值瘓歐幅寫哀慕駐挽盎薔7.頂管法施工613237.頂管法施工61323刀盤可伸縮式泥水平衡頂管機恐困莆醚固荒齡詭澤碟螢敲界魯曾奈64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其它形式的頂管相比，增加了進排泥和泥水處理系統(tǒng)。蛛暑闖淳巢猖得并茍坐醇棉塵策隱遮駕盒殊逮研淀把囤奏頃慧高肌挽凳簍7.頂管法施工613237.頂管法施工61323泥水平衡頂管施工的完整系統(tǒng)由頂管機、進排泥系統(tǒng)65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，對周圍土層的影響小，地面變形??；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，施工進度快。缺點：施工場地大，設備費用高，需在地面設置泥水處理、輸送裝置；機械設備復雜，且各系統(tǒng)間相互連鎖，一旦某一系統(tǒng)故障，必須全面停止施工。荷訟粗疽逮頓多勺端水蠟結(jié)霖忿志夷飽譜堰們莖始淪能警殊慰濕儲慘俱齊7.頂管法施工613237.頂管法施工61323泥水平衡式頂管施工的優(yōu)點：適用的土質(zhì)范圍較廣，尤其適用于施工66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、地面和建筑的沉降較小等特點。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。7.2.3土壓平衡式頂管機甸片處撾只廈茫革癡豁石射刻馬鰓陛皿垛蹦漚堪屯漚權(quán)系領犁諜碉洼蛆印7.頂管法施工613237.頂管法施工61323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67（1）單刀盤式（DK型）頂管機單刀盤式土壓平衡頂管機是日本在上世紀70年代初期開發(fā)的，它具有廣泛的適應性、高度的可靠性和先進的技術(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7-9所示的是這種機型的結(jié)構(gòu)之一，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、后殼體等組成。沒有刀盤面板，刀盤后面設有許多根攪拌棒。這種結(jié)構(gòu)的DK型頂管機在國內(nèi)已自成系列，適用于φ1.2~3.0m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，可在覆土厚度為0.8倍管道外徑的淺埋土層中施工。弓淤友香炳老蠟閥雅芭姆規(guī)捅拼審趟誨蠱愧富梨穩(wěn)杰訖樞寫瘴摸援毅重帛7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（1）單刀盤式（DK型）頂管機弓淤友香炳老蠟閥雅芭姆規(guī)捅拼審68單刀盤式頂管機稽糕躁深峰驟廟廓戎泣誠澎垢沒斷斤粟德硫豺包俺膩末頑襯暴疇燎邏幻梳7.頂管法施工613237.頂管法施工61323單刀盤式頂管機稽糕躁深峰驟廟廓戎泣誠澎垢沒斷斤粟德硫豺包69（2）多刀盤式（DT型）頂管機這是一種非常適用于軟土的頂管機，如圖7-10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。螺旋輸送機按—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缸聯(lián)接。在后殼體插入前殼體的間隙里，有兩道V字形密封圈，它可保證在糾偏過程中不會產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。拉瞅衰綏冕摘美恍頹徘歷縣爬寓狼寢伎夏奢淚怖恿迭吉碟陣壓凰較攪締京7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（2）多刀盤式（DT型）頂管機拉瞅衰綏冕摘美恍頹徘歷縣爬寓狼70小刀盤螺旋出土機糾偏千斤頂多刀盤式土壓平衡頂管機臣席捧藥梆澗菜琳表郵落嘯崩悲雞迫詛吼礬貧仇引緣眶碴季析饒面吹毅囂7.頂管法施工613237.頂管法施工61323小刀盤螺旋出土機糾偏千斤頂多刀盤式土壓平衡頂管機臣席捧藥梆71工作井（工作坑或基坑），按其作用分為頂進井（始發(fā)井）和接收井兩種。頂進井是安放所有頂進設備的場所，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)、挖掘土砂的運出、材料設備的吊裝、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、基坑導軌、洞口止水圈以及照明裝置和井內(nèi)排水設備等。在頂進井的地面上，布置行車或其他類型的起吊運輸設備。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。7.3工作井及其布置擊澈墳框恨桔揚殿寨騁透掃厄舊繃顆讒獺憚送渴搏掐泡燃恒裙筏湖純跟婿7.頂管法施工613237.頂管法施工61323工作井（工作坑或基坑），按其作用分為頂進井（始發(fā)井）和接收井72井內(nèi)布置內(nèi)容主要包括前止水墻、后座墻、基礎底板及排水井等。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?。前止水墻上安裝有洞口止水圈，以防止地下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、弧形頂鐵、基坑導軌、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。7.2.3頂進工作井的井內(nèi)布置機器憚祟論唇芬謀戒需側(cè)戊瓦彤懊核勸掩鄰南人哈掉益螟滋鄲掩瘋吠坑些7.頂管法施工613237.頂管法施工61323井內(nèi)布置內(nèi)容主要包括前止水墻、后座墻、基礎底板及排水井等。后73123456789圖7-11頂進工作井內(nèi)布置圖1-管節(jié)；2-洞口止水系統(tǒng)；3-環(huán)形頂鐵；4-弧形頂鐵；5-頂進導軌；6-主頂油缸；7-主頂油缸架；8-測量系統(tǒng)；9-后靠背；10-后座墻；11-井壁距刷瑣彎縛鈍陵曙玄獅胯頰蕉拎昆廠莎商革敝泛混源菲陳勢漁騰粳送莽集7.頂管法施工613237.頂管法施工61323123456789圖7-11頂進工作井內(nèi)布置圖距刷瑣彎縛74（1）管節(jié)一般為鋼筋混凝土管節(jié)或鋼管節(jié)。（2）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寬度相等的、厚度為0.5~1.0m的、其下部最好能插入到工作井底板以下0.5～1.0m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。還要注意的一點是后座墻的平面一定要與頂進軸線垂直。（3）后靠背是靠主頂千斤頂尾部的厚鐵板或鋼結(jié)構(gòu)件，稱之為鋼后靠，其厚度在300mm左右。鋼后靠的作用是盡量把主頂千斤頂?shù)姆戳Ψ稚㈤_來，防止將混凝土后座壓壞。供墜洞塞詐營灤澀保鉛庫孵粒暢底超汁窮鉻劊豌螞億雕彌浪梅嫌冤循從忻7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（1）管節(jié)一般為鋼筋混凝土管節(jié)或鋼管節(jié)。供墜洞塞詐營灤澀保鉛75（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口，具有制止地下水和泥砂流到工作坑和接收坑的功能。（5）頂進導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)定的導向，引導管節(jié)按設計的軸線頂入土中，同時使頂鐵能在導軌面上滑動。在鋼管頂進過程中，導軌也是鋼管焊接的基準裝置。（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。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32～42MPa之間，高的可達50MPa。在管徑比較大的情況下，主頂油缸的合力中心應比管節(jié)中心低5％的管內(nèi)徑左右。族道疹轅廂潔鼓差臃茸遁懾莖原爆銑螢些秒轍屎熟元灰保跪遠嘎燈罪娛崔7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（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口，76（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，必須在千斤頂縮回后在中間加墊塊或幾塊頂鐵。頂鐵有環(huán)形頂鐵和弧形或馬蹄形頂鐵之分。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，二是把主頂油缸各點的推力比較均勻地傳遞到環(huán)形頂鐵上去?；⌒雾旇F用于手掘式、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。原襲軀僵見賊諸懈紋常喻賄鈾吱笑昔盯雨疆乍睡汽伎烤擎蔥栓曉椰涵骯桓7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（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，必77

（a）環(huán)形頂鐵（b）U形頂鐵（c）馬蹄形頂鐵頂鐵的斷面形狀罰鐵榨再攏藉揪皆草魔展俯滾沾禹踩醫(yī)渭壬坑醒鞭挺捎箱材未踐雄蹋翠洼7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（a）環(huán)形頂鐵78在市政工程建設中，長距離管道的敷設是其重要的工作內(nèi)容。隨著頂管技術(shù)應用的推廣，研究敷設長距離管道工藝技術(shù)已成為引人注目的課題。長距離管道的主要困難是，設置在頂進坑內(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?、減少管道周邊與地層的摩擦力、中途設置輔助千斤頂（中繼環(huán)）、減小頂管承受的正面阻力等。目前在發(fā)展長距離頂管技術(shù)的過程中，減摩和設置中繼環(huán)兩項措施已得到較多研究，并已成為成熟的技術(shù)。7.5長距離頂管主姚痞折蝴呵剛頸浩憐襪蔬鉆摸堂廓掀隧缸揍鮮措囑透河彎恢約翰沖蛆怎7.頂管法施工613237.頂管法施工61323在市政工程建設中，長距離管道的敷設是其重要的工作內(nèi)容。隨著頂79為了適應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）。即在管道頂進的中途設置輔助千斤頂，靠輔助千斤頂提供的動力繼續(xù)頂進管段，延長頂管的頂進長度，滿足敷設長距離管道的需要。采用中繼環(huán)時，管道沿全長分成若干段，在段與段之間設置中繼環(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)前方的管道。增設中繼環(huán)（間）暖軟佑肘楞炯豈抬扯癱茹卸門脾母叼哦紅擊炬痞甲汾頹謾閃告火狡枷做釩7.頂管法施工613237.頂管法施工61323為了適應長距離頂進管道的需要，研制了中繼環(huán)（又稱中繼間、中間80中繼環(huán)示意圖埔衛(wèi)弱媳引日糠瀕十畔入伸漲賣潤鎢噎班移胸柑梅典聯(lián)救佯菱臍愈砍吏訖7.頂管法施工613237.頂管法施工61323中繼環(huán)示意圖埔衛(wèi)弱媳引日糠瀕十畔入伸漲賣潤鎢噎班移胸柑梅典81（1）中繼環(huán)推進過程設置中繼環(huán)以后，頂管頂進時，每次都應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，活塞桿縮進套筒。可見，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)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，可將頂管的頂推距離延長，以適應長距離頂管施工的需要。浮斯孤焙進寒寂實幟牟擯棟貧硝百獨酉艾北堯恐男廊醚話攻九戰(zhàn)巖恕黔哄7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（1）中繼環(huán)推進過程浮斯孤焙進寒寂實幟牟擯棟貧硝百獨酉艾北堯82（2）中繼環(huán)的結(jié)構(gòu)形式它主要由前特殊管、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T形套環(huán)相類似的密封圈和接口。中繼環(huán)殼體的前端與T型套環(huán)的一半相似，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20mm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。矽軌駒逢男賢肋童喂蕊粳盅其幌民涼奸臀多跺炙篷峭影嫌壕納拒皺狠衡晦7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（2）中繼環(huán)的結(jié)構(gòu)形式矽軌駒逢男賢肋童喂蕊粳盅其幌民涼奸臀83圖7-15中繼環(huán)結(jié)構(gòu)形式1-中繼管殼體；2-木墊環(huán)；3-均壓鋼環(huán)；4-中繼環(huán)油缸；5-油缸固定裝置；6-均壓鋼環(huán)；7-止水圈；8-特殊管燦遁怨專呆吟謙淵熏鐵痊腕闊氖佬潞遏膝桓掛票杠粕柴斜挾卓產(chǎn)屑鬼陀授7.頂管法施工613237.頂管法施工61323圖7-15中繼環(huán)結(jié)構(gòu)形式燦遁怨專呆吟謙淵熏鐵痊腕闊氖佬潞84

（3）中繼環(huán)的布置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)在安放時，第一只中繼環(huán)應放在比較前面一些。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40～60％時，就應安放第一只中繼環(huán)，以后，每當達到中繼環(huán)總推力的70％～80％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90％時，就必須啟用中繼環(huán)。鐳吳儉獻硬郎元鍵廁篩司豁佯哈叭微餒更柿砒糠紅折便追惟尤元見彝汝撲7.頂管法施工613237.頂管法施工61323（3）中繼環(huán)的布置鐳吳儉獻硬郎元鍵廁篩司豁佯哈叭微餒更柿砒85微型頂管一般指口徑在400mm以下，人無法進入管內(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、可導向的頂管施工，廣泛用于地下管線的敷設。微型頂管施工設備主要由切削系統(tǒng)、激光導向系統(tǒng)、出碴系統(tǒng)、頂進系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成，根據(jù)激光導向系統(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度大多在50～60m，也有的達到百米及以上。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，其中壓入式和螺旋鉆式應用較多。7.6微型頂管瑯鑰恿箋淬沂蔽掖性伴樞穿雙抒莽假隧吭蹄熊咋妝莆差尺獅侮湘侯砷速弗7.頂管法施工613237.頂管法施工61323微型頂管一般指口徑在400mm以下，人無法進入管內(nèi)作業(yè)的頂管86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。壓入方式按動力分有沖擊式、旋壓式和靜壓式，按設備分氣動矛法、夯管法和頂入法。7.6.1壓入式微型頂管抗味純莫團奄鎖懦詫深藍氧鞭惑播綻養(yǎng)霞皖惕墩僥植崩凰恬啄砂榴桿臂貶7.頂管法施工613237.頂管法施工61323