顶管课件(含规范讲解)
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泥水平衡式顶管机的结构形式有多种，如刀盘可伸缩 的顶管机、具有破碎功能的顶管机、气压式顶管机等。
泥水平衡顶管施工的完整系统由顶管机、进排泥系统、 泥水处理系统、主顶系统、测量系统、起吊系统、供电系统 等组成。
刀盘可伸缩式泥水平衡顶管机
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。
第10页
2 术语
2.0.12 反力墙 工作井内承受千斤顶顶力的墙体。 2.0.13 顶管后座 千斤顶与反力墙之间的传力装置。 2.0.14 中继间 为增加顶力而设置在管道间的续顶装置。 2.0.15 特殊管材 采用玻璃钢夹砂管及预应力钢筒混凝土结构形式的顶管 管材。 2.0.16 特种顶管 使用特殊管材或特殊的施工方法的顶管。
据可查文字记录，美国北太平洋铁路公司在 1896～1900年间完成了早期的顶管施工作业。
早期为顶管技术的推广应用作出杰出贡献的是美 国的Augustus Grinffin 工程师，他于1906～1918年期间在 从事灌溉研究工作时，发明了在铁路下面采用铸铁管的顶管 施工技术。随后，许多铁路公司都将这项技术确定为铁路下 顶进铸铁管道的标准方法。
大量涌入工作井，应在穿墙管内事先填埋经夯实的黄粘土。
挤压切土法
泥水平衡式顶管机结构及施工
泥水平衡工具管正面设刀盘，并在其后设密封舱，在 密封舱内注入稳定正面土体的泥浆，刀盘切下的泥土， 沉在密封舱下部的泥水中而被水力运输管道运至地面 泥水处理装置。泥水平衡式工具管主要由大刀盘装置、 纠偏装置、泥水装置、进排泥装置等组成。在前、后 壳体之间有纠偏千斤顶，在掘进机上下部安装进、排 泥管。
第8页
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2 术语
2.0.7 超长距离顶管 一次顶进长度大于 1000m 的顶管。 2.0.8 导轨 顶管工程初始导向和管段拼接用的轨道。
2.0.9穿墙孔 顶管机进出工作井(接收井)的洞门。 2.0.10出洞 顶管机由工作井进入土体向前顶进的过程。 2.0.11 进洞 顶管机向前顶进进入接收井的过程。
顶管课件(含规范讲解)
顶管施工3D演示
第2页
顶管施工技术的发展历史
1.早期的顶管施工技术
根据中东地区出土的文物证实，古罗马时代已开
始了最早应用顶管施工技术的萌芽。当时的古罗马利用杠
杆原理，将一根木制管道从土层侧面顶进从而开辟出一条
供水渠道，以汲取水资源，这就是在不开挖地面条件下进
行的地下顶管施工雏形。
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
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。
（a）环形顶铁
（b）U形顶铁 顶铁的断面形状
（c）马蹄形顶铁
顶
管
配
后靠背、千斤顶支架、导轨
千斤顶
套
设
备
顶管机操作台
坑的前后壁在管道顶进时受力巨大，均应 加固。
工作坑构造和设施
1
234
5
6 78
9
图7-11 顶进工作井内布置图
1-管节；2-洞口止水系统；3-环形顶铁；4-弧形顶铁；5-顶进导轨； 6-主顶油缸；7-主顶油缸架；8-测量系统；9-后靠背；10-后座墙；
11-井壁
（7）若主顶千斤顶的行程不能一次将管节顶到位时，必须 在千斤顶缩回后在中间加垫块或几块顶铁。顶铁有环形 顶铁和弧形或马蹄形顶铁之分。环形顶铁的内外径与混 凝土管的内外径相同，主要作用是传力；弧形和马蹄形 顶铁的作用有两个，一是用于调节油缸行程与管节长度 的不一致，二是传力。
第9页
2 术语
2.0.1 顶管 依靠千斤顶和反力墙，将管道在地下逐节顶进的施工工艺。 2.0.2 顶管机 安装在管道前端用于掘进、出泥和导向的顶管机械。 2.0.3 工作井 顶管设备安装及用于始发的地下作业空间。 2.0.4 接收井 接收顶管机的地下作业空间。 2.0.5 小直径顶管 内径 600mm1200mm 的顶管。 2.0.6长距离顶管 一次顶进长度 500m 、-1000m 的顶管。
近20年来，我国的顶管技术水平有了长足的发展， 并在大直径、长距离顶管技术方面处于领先地位。
顶管施工工法工艺选择及实施
顶管施工
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。
第11页
2 术语
2.0.18 触变泥浆 用于填充顶管和土体之间的空间并起到减阻作用的泥浆材料 2.0.19 盘根止水 采用柔软的线状物(如棉、麻、石棉、石墨等)纺织成条状再浸 入
复合树脂(或油漫物)而制成的软填料，用于填塞顶管机与井壁 的 空隙，起到密封止水作用。
第12页
穿墙止水构造（如图） 主要由挡环、盘根、轧兰组成。 轧兰将盘根压紧后起止水挡土作用。为避免地下水和掘土
顶管技术在中国的发展进程
最早的顶管始于1953年的北京，当时在京包铁路的路基下进 行的钢筋混凝土管道的顶管穿越私活工。1956年，上海首次 在黄浦江堤下进行钢管顶管施工，也很成功。最初都是采用 手掘式顶管。
1964年前后，在建设部和上海市的支持下，上海一些单位开 展了大口径机械式顶管的各种试验。
1967年前后，上海市政工程研究所和上海市政工程公司共同 研制成功了小口径遥控土压式顶管掘进机。
1978年，上海基础工程公司开发研制了三段双铰型工 具管，即顶管机头，解决了百米顶管施工技术难题。
1984年前后，北京、上海和南京等地先后引进了国外 的机械式顶管设备。同时也引进了一些顶管技术理论及施 工管理经验，使我国的顶管技术开始跃上一个新台阶。诸 如土压平衡理论、泥水平衡理论、顶管接口型式及制管新 技术等资料的引入
泥水平衡顶管施工的完整系统由顶管机、进排泥系统、 泥水处理系统、主顶系统、测量系统、起吊系统、供电系统 等组成。
刀盘可伸缩式泥水平衡顶管机
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。
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2 术语
2.0.12 反力墙 工作井内承受千斤顶顶力的墙体。 2.0.13 顶管后座 千斤顶与反力墙之间的传力装置。 2.0.14 中继间 为增加顶力而设置在管道间的续顶装置。 2.0.15 特殊管材 采用玻璃钢夹砂管及预应力钢筒混凝土结构形式的顶管 管材。 2.0.16 特种顶管 使用特殊管材或特殊的施工方法的顶管。
据可查文字记录，美国北太平洋铁路公司在 1896～1900年间完成了早期的顶管施工作业。
早期为顶管技术的推广应用作出杰出贡献的是美 国的Augustus Grinffin 工程师，他于1906～1918年期间在 从事灌溉研究工作时，发明了在铁路下面采用铸铁管的顶管 施工技术。随后，许多铁路公司都将这项技术确定为铁路下 顶进铸铁管道的标准方法。
大量涌入工作井，应在穿墙管内事先填埋经夯实的黄粘土。
挤压切土法
泥水平衡式顶管机结构及施工
泥水平衡工具管正面设刀盘，并在其后设密封舱，在 密封舱内注入稳定正面土体的泥浆，刀盘切下的泥土， 沉在密封舱下部的泥水中而被水力运输管道运至地面 泥水处理装置。泥水平衡式工具管主要由大刀盘装置、 纠偏装置、泥水装置、进排泥装置等组成。在前、后 壳体之间有纠偏千斤顶，在掘进机上下部安装进、排 泥管。
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2 术语
2.0.7 超长距离顶管 一次顶进长度大于 1000m 的顶管。 2.0.8 导轨 顶管工程初始导向和管段拼接用的轨道。
2.0.9穿墙孔 顶管机进出工作井(接收井)的洞门。 2.0.10出洞 顶管机由工作井进入土体向前顶进的过程。 2.0.11 进洞 顶管机向前顶进进入接收井的过程。
顶管课件(含规范讲解)
顶管施工3D演示
第2页
顶管施工技术的发展历史
1.早期的顶管施工技术
根据中东地区出土的文物证实，古罗马时代已开
始了最早应用顶管施工技术的萌芽。当时的古罗马利用杠
杆原理，将一根木制管道从土层侧面顶进从而开辟出一条
供水渠道，以汲取水资源，这就是在不开挖地面条件下进
行的地下顶管施工雏形。
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
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。
（a）环形顶铁
（b）U形顶铁 顶铁的断面形状
（c）马蹄形顶铁
顶
管
配
后靠背、千斤顶支架、导轨
千斤顶
套
设
备
顶管机操作台
坑的前后壁在管道顶进时受力巨大，均应 加固。
工作坑构造和设施
1
234
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6 78
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图7-11 顶进工作井内布置图
1-管节；2-洞口止水系统；3-环形顶铁；4-弧形顶铁；5-顶进导轨； 6-主顶油缸；7-主顶油缸架；8-测量系统；9-后靠背；10-后座墙；
11-井壁
（7）若主顶千斤顶的行程不能一次将管节顶到位时，必须 在千斤顶缩回后在中间加垫块或几块顶铁。顶铁有环形 顶铁和弧形或马蹄形顶铁之分。环形顶铁的内外径与混 凝土管的内外径相同，主要作用是传力；弧形和马蹄形 顶铁的作用有两个，一是用于调节油缸行程与管节长度 的不一致，二是传力。
第9页
2 术语
2.0.1 顶管 依靠千斤顶和反力墙，将管道在地下逐节顶进的施工工艺。 2.0.2 顶管机 安装在管道前端用于掘进、出泥和导向的顶管机械。 2.0.3 工作井 顶管设备安装及用于始发的地下作业空间。 2.0.4 接收井 接收顶管机的地下作业空间。 2.0.5 小直径顶管 内径 600mm1200mm 的顶管。 2.0.6长距离顶管 一次顶进长度 500m 、-1000m 的顶管。
近20年来，我国的顶管技术水平有了长足的发展， 并在大直径、长距离顶管技术方面处于领先地位。
顶管施工工法工艺选择及实施
顶管施工
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。
第11页
2 术语
2.0.18 触变泥浆 用于填充顶管和土体之间的空间并起到减阻作用的泥浆材料 2.0.19 盘根止水 采用柔软的线状物(如棉、麻、石棉、石墨等)纺织成条状再浸 入
复合树脂(或油漫物)而制成的软填料，用于填塞顶管机与井壁 的 空隙，起到密封止水作用。
第12页
穿墙止水构造（如图） 主要由挡环、盘根、轧兰组成。 轧兰将盘根压紧后起止水挡土作用。为避免地下水和掘土
顶管技术在中国的发展进程
最早的顶管始于1953年的北京，当时在京包铁路的路基下进 行的钢筋混凝土管道的顶管穿越私活工。1956年，上海首次 在黄浦江堤下进行钢管顶管施工，也很成功。最初都是采用 手掘式顶管。
1964年前后，在建设部和上海市的支持下，上海一些单位开 展了大口径机械式顶管的各种试验。
1967年前后，上海市政工程研究所和上海市政工程公司共同 研制成功了小口径遥控土压式顶管掘进机。
1978年，上海基础工程公司开发研制了三段双铰型工 具管，即顶管机头，解决了百米顶管施工技术难题。
1984年前后，北京、上海和南京等地先后引进了国外 的机械式顶管设备。同时也引进了一些顶管技术理论及施 工管理经验，使我国的顶管技术开始跃上一个新台阶。诸 如土压平衡理论、泥水平衡理论、顶管接口型式及制管新 技术等资料的引入