顶管施工详解

工程竣工技术资料进行详细 验收
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竣工 技术 资料
前期阶段文件
施工阶段文件 竣工阶段文件
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工程项目的有关请示、批复、 批准文件、立项报告、可研 报告、初设报告及其批复、 工程概况、施工合同、规划 许可证、工程地质勘查报告、 设计计算书
工程开工及竣工申请报告、 施工组织设计、工程预算清 单、交领桩记录、工程控制 点及施工基准线放样、复核 记录、工程质量检查文件。 施工材料质量保证文件、设 计变更依据性文件、监理工 作文件
接收井的深度也比较深， 所以井壁支撑，一般也采用钢 板桩。
若竣工后坑位无需覆土，可采用 钢筋混凝土沉箱，箱壁应预留位 置正确、大小合适的管孔，竣工 后沉井B 可改建成检查井。 12
三、管节顶进与接口
1、 挖土
挖掘方法
人工挖土 挤压切土
水力冲土 机械切土
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人工挖土：
人工挖，小车运。前端 挖掉一段后，方可顶管。
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管节全部顶进后，拆除内
胀圈，再在接口处填水泥砂浆 并与管内壁抹平，接口就完成。
为加强管节接口，常在管
口外侧安装外套环，再安放橡 胶圈，增加防渗效果。
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管节顶进与接口
• 管节接口
• 接口加固 在一节管子顶进以后，另一节管子下到工作坑里时， 在两节管子接口外侧安装外套环以加固。 流沙地区，除加放外套环加固外，还安放橡胶圈，增 加防渗效果。
• 顶管施工最突出的特点就是适应性问题。
• 针对不同的地质情况、施工条件和设计要求， 选用与之适应的顶管施工方式，如何正确地选 择顶管机和配套辅助设备，对于顶管施工来说 将是非常关键的.
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• 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
有地盘沉降的现象，对周遭的影响降低
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顶管施工
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顶管施工的优点
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为减少对交通的干扰和避免大开挖，大口径圆形 管节在埋深大于3m时，可采用顶管法埋设。
一、机头
概念
机头也可以叫导头或工作管，主要作用是挖 掘管节前的土壤，顶管时把管节导入设计位 置，起到定向纠偏和埋设管节的作用
功能 校正挖土方向，挖土，防止管节前土壤坍塌
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构造
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• 非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术 语，它涉及的是利用少开挖，即工作井与接收 井要开挖，以及不开挖，即管道不开挖技术来 进行地下管线的铺设或更换，顶管直径 DN800~4500mm。
• 通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工 作井内的管子可在地下穿行1500米以上，并且 还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。
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在地下水位接近地面的城镇，其排水管道在敷 设施工时，常需降低地下水位。
适用条件
地下水位高，水量大，土质为 粉性和沙性土，易出现流沙时
井点
概念 组成
一组口径50mm左右、深8m 左右的管井
井点管、集水总管、抽水设 备（真空泵和水射泵系统）
轻型井点
分类
喷射B 井点
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井点现场图
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一、真空泵抽水系统
• 顶管施工借助于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井内穿过土层 一直推到接收井内吊起。
• 与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管 道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下 管道的施工方法。
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• 目前，在顶管施工中最为流行的有三种平衡理 论：
• 气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。
坑的前后壁在管道顶进时 受力巨大，均应加固。
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工作坑构B 造和设施
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后靠背、千斤顶支架、导轨
顶
管
配
千斤顶
套
设
备
顶管机操作台
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螺旋出土机
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接收井平面一般也呈矩形， 沿管道方向较长，其长度应满 足顶管机头可被取出的条件。 再管道转折处设置的接收井， 其平面为圆形，内径也应满足 机头被取出的条件。
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。
• 几个优点 无需隔断交通 噪音以及震动都很小
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2、 管节顶进方向控制
在顶管过程中，必须经常观测顶进的管节位置 是否符合设计口
顶管用的钢筋混凝土管节的管口形式是凸口 式，其接口的处理分两个阶段进行。
在一节管子顶进以后，另一节管子下到工作坑里 时，将两节管子的管口对齐，并在凸缘处填塞一圈浸 过沥青的麻辫；管内壁的接口处用金属内胀圈将管子 撑紧，使顶管过程中管子接口处不致产生错口。
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• 非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的 管道埋设施工技术
• 不容易施工好
• 非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对 城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题， 在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。
• 这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、 地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城 市创造一个洁净、舒适和美好的环境。
与松土运送方法也有关。松土运送有机械法 （带式输送机、螺旋输送机）和水力法（水 力泥浆管）两种。
挖土 方法
手工 挤压 水冲 抽吸
l为减小顶管阻力，可将泥浆压在沟道的外壁上，
形成泥浆套。泥浆套有助于土壤的稳定。
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二、工作坑
工作坑平面呈矩形，一般 沿管道方向较长，深度较深， 坑壁支撑，一般采用钢板桩； 若竣工后坑位无需覆土，可采 用钢筋混凝土沉箱，箱壁应预 留位置正确、大小合适的管孔， 竣工后沉井可改建成检查井。
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1、井点布置形式
双排线状井点布置图
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1、井点布置形式
环状井点
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1、井点布置形式
环状井点布置图
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2、井点布置要求
井管距离槽壁一般应大于1m，井点管 间距一般选用0.8m、1.2m、1.6m。
一台干式真空泵可接总管长度60-80m， 井点管约50根；一台水射泵可接总管 长度30-40m，井点管约30根。
顶管施工
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目标井
工作坑
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、河流
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开 槽 施 工
顶 管 施 工
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顶管施工
• 为减少对交通的干扰和避免大开挖，大口径管 节在埋深大于3m时，可采用顶管法埋设。
• 顶管操作在工作坑内进行。工作坑位于检查井 位置。管节下到坑内，用液压千斤顶顶入土壤。 管节前有“机头”导进，千斤顶后有后座支撑。 接口在顶进操作中完成，水密性较好，竣工后 不作水压试验。
• 井点排水要求降低的水位不大，不超过数米，所排水 量一般较小，因此常采用真空系统抽水。
• 采用真空泵的井点称为轻型井点，轻型井点降水深度 一般不超过6m。
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二、水射泵抽水系统
• 有自来水的地方，可用水射泵形成真空，称为喷射井 点。水射泵造成的真空度较高，降水深度可达8m。
• 在管道施工中，井点常沿沟槽排列成行，用总管连接， 总管通真空系统。
地质状况、地下管线与建筑物、
施
现场核查 施工条件：水、电、路、通讯、
工
施工通道、堆场
准 备
施工说明
编制施工组织设计
施工设计图
施工计划表
施工预算
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编制 施工 组织 设计
施工说明
施工设计图 施工计划表
施工预算
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工程性质、范围、工期； 施工方法和进度； 施工材料和机具设备； 确保工程质量和安全施工的技 术措施； 劳动力安排； 施工用地安排； 雨季、冬季、汛期的施工措施。
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三、井点布置形式及要求
井点降水常用于开槽埋管。井点的布置沿管槽排列 成行，用总管连接，总管又连通井点的抽水设备。
单排线状
轻型井点 布置分类
双排线状
环状
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1、井点布置形式
单排线状井点
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1、井点布置形式
单排线状井点布置图
1井点管 2总管 3抽水设备
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1、井点布置形式
双排线 状井点
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• 技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏 差。特别适用于大中型管径的非开挖铺 设。具有经济、高效，保护环境的综合 功能。
• 不开挖地面；不拆迁，不破坏地面建筑 物；不影响交通；不破坏环境；施工不 受气候和环境的影响；不影响管道的段 差变形；省时、高效、安全，综合造价 低。
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• 我国沿海经济发达地区广泛用于城市地 下给排水管道、天燃气石油管道、通讯 电缆等各种管道的非开挖铺设。
要求：土质较好，管道的 管径不应小于1000mm。
人工挖土法
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顶 管 配 套
设 备
出土车
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水冲式
在施工中，通过水射 流将位于工作面上的 土层破碎，并将其冲 刷进入破碎室，最后 以泥水混合物的方式 排至地表。
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水力冲土： 机头设切土网格， 切入土体后，再 用高压水枪冲散 挤入网格的泥土， 泥浆由吸泥设备， 直接压送至地 面贮泥池。
定义：用盾构机一边防止土砂的坍塌，一边进行 挖掘，推进，并在盾尾进行衬砌作业从而修建排 水管道的方法。
盾构机 盾构隧道
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盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组
件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆 柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的 隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力， 有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、 排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
水射泵形成的真空度比真空泵高。真 空泵系统的降水深度不超过6m，而水 射泵可达到8m。
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四、井点的施工 开挖井点沟槽，铺设集水总管
井点施工 程序
冲孔、埋设井点管，灌填砂滤 料，将井点管同集水总管连接
安装抽水机组，连接集水总管
在使用井点降水时，要把其对周围环境的影 响降到最小程度。
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井点施工程序
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F型接口时，首先
将已顶管节的雄口上
套上涂抹硅油以利于
润滑对接的“o”型止水
橡胶圈，再在另一管
节的雌口内安装什木
接口衬垫。管节全部
顶进后，在管内用聚
硫密封膏嵌补什木衬
垫接口处的空缺，并
管内抹平。
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管节顶进与接口
• 管节接口
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盾构施工
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一.盾构施工组成
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二、盾构工法的原理
工程竣工报告、各专业竣工 验收鉴定证书、工程质量保 修书、工程决算、施工总结、 全套施工图
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• 目前世界上的顶管技术已经发展到了十 分成熟的阶段，各种各样的顶管方式方 法出现。
– 施工技术原理同：一般都是垂直地面做工作 井，然后用高压液压千斤顶，将水泥或者钢 制管道顶入地下
– 各种技术的差别就在于运输管道内挖掘出来 的泥土，石头等渣子的方法，有人工的，有 水抽式的，先进的还有遥控的。
– 它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、 海峡和地面任何建筑物。
– 节约一大笔征地拆迁费用 – 减少对环境污染和道路的堵塞 – 具有显著的经济效益和社会效益。
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• 顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种 地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且 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。
施工总平面图、施工分段图、 施工工艺图
总进度计划表、材料供应计划 表、机具设备供应计划表、劳 动力安排计划表。
预算编制说明、分类工程量计 算清单、工程预算
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由施工单位组织，邀请
初步验收
有关工程建设单位、工程设 计单位、监理单位、质量管
理部门和工程接管单位参加 竣
工
验
收
竣工终验
建设单位组织，必须对
• 井点施工一般程序为： • 一是开挖井点沟槽，铺设集水总管； • 二是冲孔、埋设井点管，灌填砂滤料，将井点
管同集水总管连接； • 三是安装抽水机组，连接集水总管。
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排水管渠工程的施工准备和验收
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施工准备
排水管道工程
工程施工
竣工验收
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管道埋设 检查井砌筑
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工程交底
工程设计意图、设计内容、施 工要求、事故预防、环境影响
水力冲土法
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顶 管 配 套 设 备
泥浆沉淀池
送水、排泥泵
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挤压式
挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一
段土体被挤进顶管机头，然后用钢丝绳沿挤压口内缘切
断土体，落在出土车或运土机上，运至工B作坑。
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挤压切土法
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机械切土法
机械切土： 机头设有刀盘而 进行机械切土， 边切土边顶进， 切削下来的土， 用输送机运至 工作坑。
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特点
具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、 一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、 减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水 面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况 下，用盾构机施工更为经济合理。
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分类定义
根据工作原理： 一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾
构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式 切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡 盾构，混合型盾构，异型盾构）。
根据开挖方法：
可分为：敞开式、机械切削式、网格式和挤压式
等。为了减少盾构施工对地层的扰动，可先借助千
斤顶驱动盾构使其切口贯入土层，然后在切口内进
行土体开挖与运输。 B
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第四节 井 点 降 水