顶管技术终极版
顶管施工技术方案
顶管工程施工技术方案本工程属污水整治项目，在穿越段或无条件大开挖的管段采用顶管施工。
全线污水主管均采用钢筋混凝土管。
工作井和接收井均采用钢筋混凝土井，一般工作井采用矩型井，接收井可采用矩形井和圆形井。
一、工作井、接收井施工工作井、接收井采用现场立模、扎筋，现浇砼施工，井体浇筑、下沉必须保护好沿线现有管道，基坑开挖范围为井体外尺寸加1.2米，四周围用[22，L=9m钢板桩密打，以在沉井下沉过程中保护现有构筑物和管线。
工作井，接收井全部进行施工围护，为保护绿化，工作井处材料余土不得堆放，围护长度为10-15m。
根据已定的工作井位置，按照沉井常规施工办法完成后，即可进行下一步顶进设备安装，接收井施工亦以如此（一）、施工工艺流程2、测量放样根据现场交底和施工图纸定出的规划红线，确定总体平面，然后根据平面位置定出工作井、接收井中心位置和管线位置，并在场区位置附近引水准点，设置测量基准线。
3、基坑开挖为降低沉井砼浇筑高度，在沉井位置开挖基坑，基坑开挖范围为井体外尺寸加1.2米，四周用[22，L=9m钢板桩密打，净距0.2m，以在沉井下沉过程中保护现有构筑物和管线。
4、沉井分节浇筑下沉根据设计施工图及现场施工条件，沉井分二节浇注一此下沉，第一节沉井砼浇好后，待其强度达到设计强度的70%以上后浇筑第二节沉井砼，待其强度达到设计强度的100%后进行挖土下沉，下沉到设计标高为止，然后封底养护。
最后再进行顶板的施工。
5、刃脚垫层基础因沉井一次下沉，井位土层性质较差，故需做砼垫层基础。
施工中砂垫层采用粗砂，含泥且掺加48%13-15mm碎石，充分拌匀后分两层夯实。
6、立模扎筋立模顺序：立内模→绑扎钢筋→立外模，一节沉井内模一次立好，扎筋后，再分次立外模。
本工程沉井模板采用组合钢模，局部采用木模板（厚度3cm），支撑采用Φ6cm钢管，并在纵横向适当间距设加强肋，内外模板用ф14拉杆固定，纵横间距为1m，采用各项措施以保证模板支撑牢固。
顶管施工技术方案
顶管施工技术方案1. 方案背景随着城市化进程的加快，地下管线建设需求逐渐增大，其中顶管技术成为地下管线施工的重要方法之一。
顶管技术的主要优势在于可以实现无开挖施工，防止了地面的破坏和交通阻塞问题。
本文旨在介绍一种常用的顶管施工技术方案，以指导施工人员正确使用该技术进行地下管线建设。
2. 方案内容2.1 顶管施工原理顶管施工是通过在地面上开挖一条顶管坑，并将管道通过土层推进到目标位置。
具体的施工步骤如下：1.顶管坑开挖：根据设计要求，在地面上开挖一条适当宽度和深度的顶管坑，确保顶管的通道畅通。
2.设置进口井：在施工现场的一侧设置进口井，作为顶管的起点，确保顶管可以顺利地被推进。
3.安装顶管系统：将预制的顶管部件依次安装在进口井中，确保顶管可以顺利被推进到目标位置。
4.顶管推进：采用适当的推进设备，对顶管进行推进，直至到达目标位置。
5.封顶坑：当顶管推进到目标位置后，迅速封顶坑，并将顶管与地下管线相连接。
2.2 顶管施工考前须知在进行顶管施工时，需要注意以下几点：•地质勘探：在施工前，进行地质勘探，了解地下土层的情况，确保施工过程的平安性。
•顶管坑排水：在顶管坑开挖完成后，要及时排水，保持施工现场的枯燥。
•土层控制：根据地质勘探结果，选择适宜的土层控制方法，以确保顶管的稳定推进。
•顶管系统安装：在顶管系统的安装过程中，要保证各个部件的连接牢固，并进行必要的防水处理。
•顶管推进速度控制：在进行顶管推进时，要控制推进速度，防止因过快推进导致管道变形或其他问题。
•施工现场噪音控制：在施工过程中，要注意控制施工现场的噪音，以减少对周边环境和居民的影响。
3. 方案优势顶管施工技术相比传统的开挖施工方法具有如下优势：1.无开挖施工：顶管技术可以防止地面的破坏和交通阻塞问题，减少对城市生活的影响。
2.施工效率高：顶管施工过程简便、快速，可以大大提高施工效率，节约时间和本钱。
3.环境友好：顶管技术对环境的破坏较小，可以减少土壤沉降和地质灾害的风险，对生态环境更加友好。
顶管施工技术方案
顶管施工技术方案顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。
下面为大家共享顶管施工技术方案，欢送大家阅读扫瞄。
一、顶管工作原理及工艺选择顶管工作原理：顶管施工是以顶管工作井为起始点，在工作井内安装主顶千斤顶系统供给水平推力，先将安装在导轨上的顶管机头从前墙预留的出洞口破封门推入土中，由机头导向，然后将钢筋砼管跟随机头一节一节地推向前顶进。
与此同时，机头挖掘的泥土被不断排出，经水平运输至工作井，再经垂直运输至地面外运弃土。
承受24 小时连续施工，直至机头进入接收井回收，完成该次顶管管道铺设。
顶管工艺选择：顶管有土压平衡法、泥水平衡法及气压平衡法等多种施工方法，是由顶管工具管(机头)的功能分类而定的。
应依据机头穿越的土层性质和地下水状况等因素，选择适宜的顶管机头。
顶管机头安装在管道的前端，它具有掌握顶管方向、挖掘和防止坍方等功能，其外形和尺寸与管节相近。
本工程拟选择泥水平衡平衡机头。
二、设备配置和安装(1)井内顶推设备1、主顶千斤顶：每套顶进总站配置 3 台300t 油压千斤顶，其中1 台备用。
2、组合支架：主顶千斤顶固定在组合支架上，按管道截面左右对称布置。
3、油泵：为保证油压千斤顶行程同步，共同作用，承受1 台电动高压油泵形成并联油路向千斤顶供油压。
每个千斤顶均备有独立的掌握阀。
4、后座承压壁：主顶油缸供给水平推力将管道在土层中向前推动，其反推力作用在后座钢构件上并传递集中到工作井后壁上。
后座构造承受 50mm 厚钢板(重约 2t)，和厚 50cm 砼墙体组成。
后座与工作井后壁之间垫一层 5cm 厚木板，这样即可将 2 台油缸的集中顶力传递集中到工作井壁上。
5、顶铁和分压环：分压环外径、内径与钢筋砼管全都，其长度为 50cm，二台主顶油缸的顶推力作用在分压环上，分压环再均匀集中传递到砼管的后端面。
环形顶铁的构造与分压环一样，它的作用是由于油缸的一次行程缺乏以将一节砼管推顶到位，需要将油缸收回后，在分压环与油缸之间加垫该顶铁构造，然后利用油缸的其次次行程再推，这样反复屡次即可将一节大大超过油缸行程长度的砼管推顶到位。
顶管施工技术及验收
顶管施工技术及验收一、顶进管道（一）顶进管道的基本要求1、所用管材必须满足如下基本要求：（1）能够抵抗管道内外的侵蚀；（2）能够承受一定的静、动荷载；（3）能够承受管道内外部的压力；（4）具有良好的过流性能；（5）较低的成本。
2、顶管施工的管材还应符合以下要求：（1）较高的轴向承载能力；（2）紧密的配合尺寸；（3）端部要平整、垂直；（4）管道长度方向上应保证平直度；（5）防水接头应设置在管道壁内，不允许突出于管道的内外壁；（6）管道接头应具有传递轴向载荷的能力，同时在发生一定角度的偏斜时应仍具有防水能力。
3、管道长度通常以2.0~3.0m为宜，有时也采用1.0~1.25m较短的管节。
对于大直径的管道，一般应采用较长的管节，这样可以相对减少管接头的次数、提高施工效率。
在通常情况下，采用的单根管节的长度不宜超过顶管机或微型隧道掘进机的机身长度。
4、顶进管道及其连接处应有足够的抵抗管道内外化学腐蚀和机械损伤的能力，管道的防护措施应和管道顶进工艺过程以及地层条件相适应。
5、管道的长度误差1200 ±5mm－0mm1200≤D＜3000 ±5‰但是要少于－10mm或＋25mm±1‰－＋10mm;－0mm±1‰3000≤D ±5‰但是要少于－10mm或＋25mm－－6、管道端面的垂直度应满足下列要求：（1）管道端面的垂直度定义为下图所示的管道末端的角度。
管道端面的垂直度（2）管道端面垂直度要依据线垂直于管道轴的管壁为基准来测量。
如果没有可以参照的垂直管道轴线的参考面，可以假设将管道从平面翻转动180度，然后测量出其与水平线的角度，然后除以2就是工作面的垂直度。
（3）管道端面垂直度误差应符合下表的要求。
管道端面垂直度的允许误差（mm）直径混凝土管道纤维-水泥管道陶土管钢管玻璃钢管道铸铁管道150≤D≤600 2 0.5 0.5 1.0 0.5 0.5 600＜D＜1200 3 0.5 1.0 2.0 0.5 1.0 1200≤D＜30004 0.5 3.0 0.5 2.03000≤D 5 －－－－－7、管道水平方向的偏差的最大值为0.5％的管道直径（m）。
顶管施工方案和技术措施
顶管施工方案和技术措施目录顶管施工方案和技术措施 (1)8.1顶管工作坑及接收坑 (1)8.2顶管竖井施工 (1)（一）竖井结构、尺寸 (1)（二）锚喷工作竖井施工 (6)（三）锚喷接收竖井施工 (10)8.3测量 (17)一、平面测量控制 (17)二、高程测量 (17)三、顶管施工测量 (18)四、测量要求 (18)8.4顶管施工方法和技术措施 (18)8.6顶管施工常见问题的预防措施 (26)8.7钢筋工程施工质量保证措 (28)8.8顶管监测 (29)8.9有限空间安全作业 (33)8.1顶管工作坑及接收坑顶管工作坑平面净尺寸：长×宽=7m×5m，顶管接收坑净尺寸：长×宽=5m×5m。
顶管工作井和接收井设置位置与管道检查井相结合，原则上相互间隔布置，均要求做土钉喷射混凝土支护。
8.2顶管竖井施工（一）竖井结构、尺寸本工程根据设计要求，设锚喷C20顶管工作竖井30座，平面净尺寸为长×宽=7m×5m，深度小于12m，锚喷壁厚300mm；顶管的接收竖井平面净尺寸为长×宽=5m×5m，深度小于12m，锚喷壁厚300mm。
工作竖井顶平面图1-1剖面图工作竖井格栅总装图钢格栅节点大样图A钢格栅节点大样图B、C1-1 2-23-3 4-4（二）锚喷工作竖井施工1、工作竖井锁口圈梁施工为确保井壁稳定及以后工作井施工的安全，应先做好井口锁口圈钢筋砼，砼采用C25，断面宽度1000mm，高度500mm。
锁口圈平齐地面，其上砖砌挡水墙（砖墙采用M7.5混合砂浆砌筑MU20混凝土普通实心砖），以防雨水及其它用水倒灌入井内，井口四周设排水沟（0.3m×0.2m）并设污水沉淀处理池，净化后引排入既有道路雨（污）水管道。
2、工作竖井井身开挖及支护（1）根据设计提供的坐标，确定井位，定出中心坐标，开挖锁口圈，达到设计深度后，立模绑扎钢筋，预埋井圈护栏钢管、埋设井架基础，沿圈梁周边锚杆注浆，浇筑砼，当砼达到一定强度后拆模，架设龙门架、安装电动葫芦。
给水排水工程顶管施工技术
给水排水工程顶管施工技术（一）基本要求1、顶管工程在设计和施工前，应按基本建设程序进行岩土工程勘察和工程环境调查，并对地下障碍物、地下构筑物及地下管线等进行调查，必要时可进行探查。
2、地下障碍物对顶管工程较大影响，障碍物类型、分布等对顶管选线、顶管施工方式、顶管机选型有决定性影响，前期未查明的地下障碍物可能导致顶管工程的失败，故本方案建议加强对地下可能存在的障碍物宜加强勘察强度。
3、顶管工程应综合考虑工程地质、环境条件、施工条件和工期等因素，因地制宜合理选择适宜的顶管类型、管材及施工工艺，并强化施工质量安全的控制管理。
4、顶管工程所用的原材料、半成品、成品等产品的品种、规格、性能应符合国家有关标准的规定和设计要求；接触生活用水的产品应符合有关卫生要求。
5、顶管工程应进行管道结构及工作井设计。
6、在地下水位以下、顶距大于50m的顶管工程，宜选用封闭式顶管机械。
对于地下水位以下的较长距离顶管工程，本方案建议优先采用封闭式机械顶管，可以提供工程的安全性和施工效率。
7、在管道顶进就位后，应采用水泥砂浆或其他材料对管壁与原状土体之间的泥浆或空间进行置换填充。
8、顶管施工影响范围内存在重要建（构）筑物、地下管线或交通要道、铁路、高速公路、堤防时，应对施工引起的地表变形和对周边环境的影响进行实时监测并采取相应的安全保护措施，制定应急预案；在油气、自来水、燃气等管道周边作业时，要制定专项安全方案并进行评估。
由于顶管施工是在地下进行，地下工程有诸多不可预见的状况，同时顶管施工不可避免的会产生地面的隆起或沉降，影响周围的建筑物、管线，所以对施工引起的地表变形和对周边环境的影响进行实时监测并采取相应的安全保护措施，制定应急预案；在油气、自来水燃气等管道周边作业时，要制定专项安全方案并进行评估。
9、顶管穿越铁路、公路或其他设施时，尚应符合铁路、公路或其他设施的有关规定。
（二）顶管工程勘察1、一般规定（1）顶管工程岩土勘察宜分阶段进行，勘察分为初步勘察、详细勘察二个阶段，必要时可进行施工勘察。
顶管施工技术
顶管施工技术一、一般规定：1、在膨胀土层中宜采用钢筋混凝土管顶管施工。
施工时严禁采用水力机械开挖。
在海水浸蚀或盐碱地区，采用钢管顶管施工时，应采取防腐蚀措施。
2、当顶管采用钢筋混凝土管时，混凝土强度不得小于30Mpa。
其管端容许顶力宜采用下式计算：[Rί] ＝CA/100S （N）式中：Rί——管端面容许顶力（N）C——管体抗压强度（Mpa）S——安全系数，一般为2.5～3.03、当顶管采用钢管时，应符合下列要求：⑴、宜采用普通低碳钢钢管，管壁厚度应符合设计要求；⑵、钢管内径失圆度应小于5mm，两钢管端平接间隙应小于3mm。
4、顶管覆土厚度应大于顶管直径的2倍。
二、施工准备：1、顶管工作井可采用钢筋混凝土沉井或由土地下连续墙等构筑。
2、顶管工作井的设置，应符合下列要求：⑴、工作井的平面尺寸应满足顶管操作的需要；⑵、工作井的后壁必须具有足够的强度和筝心安理得稳定性；⑶、当计算总顶推力大于8000kN时，应采用中间接力顶；3、顶管的导轨铺设，应符合下列要求：⑴、两导轨的轨顶标高相等；轨顶标高的允许偏差应为+3mm、-2mm，并应预留压缩高度。
⑵、导轨前端与工作井井壁之间的距离不应小于1m，钢管底面与井底板之间的距离不应小于0.8m。
4、千斤顶的安装，应符合下列要求：⑴、千斤顶应沿顶管圆周对称布置，每对千斤顶的顶力必须相同。
⑵、千斤顶的顶力中心应位于顶管管底以上，顶管直径高度的1/3～2/5处。
⑶、千斤顶安装位置的允许偏差不应超过3mm；其头部严禁向上倾斜，向下偏差不应超过3mm，水平偏差不应超过2mm。
⑷、每台千斤顶均应有独立的控制系统。
5、顶进工具安放在导轨上后，应测量其前后端的中心偏差和相对高差。
6、顶铁安装应符合下列要求：⑴、顶管顶进时，环形顶铁和弧形顶铁应配合使用。
⑵、纵向顶铁的中心线应与顶管轴线平行；纵向顶铁应与横向顶铁垂直相接。
⑶、枞向顶铁着力点应位于顶管管底以上，顶管直径高度的1/3～2/5处。
顶管施工技术(二)2024
顶管施工技术（二）
引言概述：顶管施工技术（二）
顶管施工技术是一种常用于地下管道施工的方法，它以顶管设备为基础，采用一系列特殊的技术和工艺，能够在不开挖地面的情况下完成地下管道的铺设。
本文将对顶管施工技术的相关内容进行详细介绍，并围绕以下五个大点展开叙述。
一、顶管施工前的准备工作
1.确定施工的地点和管道走向
2.查明地下情况及障碍物
3.选择合适的顶管设备和配套工具
4.组织施工人员的培训和安全防护
二、顶管设备的准备和调试
1.对顶管设备进行全面检查和维护
2.准确安装和调试各类传感器和监测仪器
3.进行设备的高位和低位的试压和试验
4.排除设备故障和异常情况
三、顶管施工中的操作步骤
1.使用报告类型、价格、人员的预测和控制流量组成的目标
2.对目标的进展寸步不让地调整
3.任务跟踪和报告的软件工具完成的加强
4.使用人工智能分析和模型，改进生产力，改进决策能力
四、顶管施工中需考虑的安全风险
1.施工现场的安全隐患及预防措施
2.设备操作中的安全注意事项
3.管道铺设过程中的安全风险及应对方法
4.施工人员的安全培训和防护装备的使用
五、顶管施工后的检查和维护工作
1.对管道进行全面的检查和测试
2.记录管道的运行情况和维护记录
3.及时处理管道故障和异常情况
4.定期维护和保养管道设备及周边环境
总结：通过对顶管施工技术的全面介绍，我们了解了其施工前的准备工作、设备的准备和调试、操作步骤、安全风险的考虑以及施工后的检查和维护工作等方面的内容。
顶管施工技术的应用能够提高施工效率，减少对地面的破坏，为地下管道的铺设提供了更加便利和可靠的解决方案。
顶管施工技术.
顶管工作井 working shaft
2.3
工作井的最小宽度：B≥D+2S
2.4
工作井的最小深度：H=H1+D+h
2.5
工作井的穿墙孔直径：D1=D'+0.1
顶管接收井 arriving shaft
2.6
接收井的最小长度和宽度应满足顶管机在 井内拆除和吊出的要求。
的地层，促成河水与浆套连通，因此引发了河水沿管道周边
倒灌入工作井内。
穿墙止水案例
案例
处理后的效果： 紧固橡胶止水，在外侧加设止水轧兰内衬5道盘根，形成 二道组合式止水
管材与管道接口
Part Three
管材和管道接口
到调节合力中心位置的作用。
顶管设备安装
1 顶铁分U形或圆形两种，宜根据情况选择；
顶铁
2 顶铁应具有刚度大且稳定性好的结构性能； 3顶铁与管口之间的接触面应衬垫缓冲材料； 4顶铁还需要与管节的接口形式综合考虑。
测 量
4.3
L/O/G/O
顶管施工技术
顶管施工技术
pipe jacking
严国仙
2015-9-8
L/O/G/O
顶管施工技术
一、顶管施工准备工作 二、顶管工作井、接收井
三、管材与管道接口
四、顶管施工技术
五、质量控制标准 六、安全与环境保护
顶管准备工作
Part One
顶管施工准备工作
迎面阻力（N）
F2＝ D'2（cR＋R2）
土压平衡式、 泥水平衡式
F2＝4D'2 R1
允许顶力
钢管与玻璃纤维增强塑料夹砂管允许顶力：
顶管施工技术
第一节顶管施工技术（一）泥水平衡顶管推进机工作原理泥水平衡顶管施工工法原理是将已调成一定浓度和比重的泥水，通过送水系统送至顶管机头处形成泥膜，由泥膜来稳定顶进面的同时，调节送水压力平衡地下水，同时由顶管机头刀盘切削土层，被切削下来的残土进入主切削刀后部开闭幅度可调的进泥口，由排水系统自动运送残土至地面，再由地面泥水处理设备将泥水和残土分离后，干的残土被运走，被分离的泥水再送入送泥系统循环使用。
（二）泥水平衡顶管推进机特点⑴专门用于对付以粉土、砂、粘土及混合地层为主的地质，特别是在容易液化的粉细砂层中顶进。
⑵采用加强型刀盘，可耐土压达300kPa ；⑶顶管掘进机在任何状态下所有铰接处的密封装置应能够承受0.2 MPa的水压，保证在顶管掘进机顶进时不漏水；⑷在本工程地质报告所提供的地质条件下，掘进速度为≤10cm/min；⑸在砾石层中能进行掘进，可以通过10cm以上的砾石；⑹掘进速度为≤10cm/min的条件下, 掘进863m切削刀盘上的切削刀头可不必更换。
⑺地面操作式，用电视摄像系统监视顶管机内状况，各类参数的表示和操作通过电气控制系统实现，使操作员远离机头；⑻采用刀盘钮矩系数α为3.15。
（三）泥水分离设备本工程拟采用河南中原油田生产的ZSZY280D-3P型钻井液直线振动筛和ZQJ200×2型除砂清洁器联合分离。
该泥水处理装置有以下用途和特点：⑴．设有除砂清洁器，利用离心分离法，将残土和泥水分离；⑵．被分离的残土，再经过振动过滤网过滤后就基本形成干土状态，可直接运走；⑶．由于滤网的滤孔直径为74μm，因此泥水中的粘土成份基本不变，该泥水经过回流作为送水（因为运送砂土，必须保持一定的粘度和比重）再利用；⑷必要时，在该装置中加入粘土，搅拌后配置成所需的送泥水。
（四）土压平衡顶管推进机工作原理土压式顶管施工的原理是将刀盘开挖的土砂充满土仓，利用后方顶的推力使土压作用于整个开挖面，利用土仓内的压力和螺旋输送机排土来平衡地下水压力和土压力，以稳定开挖面。
顶管技术
6.3 顶管施工6.3.1工作坑施工6.3.1.1工作坑尺寸的设计工作坑尺寸的设计由检查井的设计要求及顶管操作技术要求决定。
a、工作坑的宽度计算公式 B =D+2b+2c式中：B——工作坑宽度；D——顶进管节的外径尺寸；b——工作坑内安好管节后两侧的工作空间，本工程采用每侧1.3m；c——护壁厚度，本工程采用0.2m。
本工程的顶管直径为D1000，因此，工作坑的宽度尺寸为B=1000＋2×1300＋2×200=4000mm；b、工作坑底的长度：L=L1+L2+L3+L4+L5式中：L——工作坑底部开挖长度L1——管节长度取2mL2——顶镐机长度取1.1mL3——出土工作长度，取1.3m；L4——后背墙的厚度，取0.4m；L5——已顶进的管节留在导轨上的最小长度，取0.3m。
因此，本工程的顶管长度为1000，因此，确定本工程工作坑的底部长度尺寸为L=2+1.1+1.3+0.4+0.3=5.1m。
c、工作坑的深度工作坑的深度由设计高程和基础底板的厚度决定。
6.3.1.2工作坑施工程序工作坑的施工程序为：6.3.1.3基坑测量放样根据工程地质报告所揭示的地质情况，以及现场的实际情况，并根据工作坑的中心座标定出中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。
施工放样结束后，须经监理工程师复核准确无误后方可开工。
工作基坑布置示意见后附图。
6.3.1.4工作坑挖土工作坑采用反铲机挖土，用自卸汽车运土。
为不影响道路交通，应随挖随随装随运。
由于江南路是在车道路内布置，因此，该路段的工作坑不能放坡。
所以该路段的工作坑一律为现浇钢筋混凝土护壁。
南站大道的工作坑是在绿化带范围，所以，在可能地段，可进行按1︰0.7放坡。
根据地质资料，地下水位较高，挖土过程中可能遇到地下水，此时应采用轻型井点降水法进行降水。
6.3.1.5工作坑基础修建工作基础的目的是防止地基下沉，导致管子顶进位置产生偏移。
因此本工程采用钢筋混凝土基础。
顶管施工关键技术
1。
工程概况百色市新兴路位于老城区，交通繁忙，地下管线复杂.新兴路改造工程}126fl0双排排水涵位于K} + 5｝i3---lC1 + 328路段，总长约88o m；最大埋深12 m，最小埋深8 m;该涵采用并排布置的两条DN}soo}级钢承口钢筋混凝土管，两条涵管中心距离为5. 72 m，管外壁间距为} m；管内径2.｝rri，管壁厚Q，2fi m,管底纵坡1. 02 0/o；按照设计图纸分4个顶程，平均每段顶进长度约22｝me管道沿线地下水丰富、地层主要为淤泥质粉质粘土、沙质粉土、细砂、卵石、砂岩和泥岩等。
2。
施工工艺流程合理、先进的施工工艺是保证施工质量的前提条件。
泥水平衡式顶管施工工艺流程如图1所示.图生顶管施工工艺流程图3。
顶力的确定与调控顶力是整个顶管施工的重要技术参数。
影响顶力大小的因素有顶进工具管迎面的阻力和摩阻力。
由于受项进管沿线土质不均匀且随机变化，管道埋深、管径大小，以及管道与土体之间的接触力等因素影响，精准的确定项力是无法做到的。
根据国内外的文献，按理论公式计算得到的项力因公式引入很多假定且未考虑设置触变泥浆润滑等影响而使计算顶力值偏大,且按经验公式计算得到的顶力因公式是根据实际工程一些测试资料得到的而具有很大的局限性.在新兴路排水涵顶管施工中，我们在充分了解管道沿线土质、管道埋深、管径等因素的基础上,采用修正后的顶力计算公式来计算并调控项力，特别是在工程施工后期，我们直接根据实测顶力资料，采用分段函数数值模拟的顶力计算经验公式来确定并调控顶力,使顶管施工得以顺利进行。
修正后的项力计算公式:尸霖力D}粤（1+K2)Z，，，.众月个—下尸L一县.。
（:十xo+JW门_。
_丁汁}L+Pa (1)Y｝z厂1。
~二，了_二』D, t，.其中:八一y（H}号厂、一sirs)’7t式中:P-计算的总顶力(kIV）;厂—顶进时，管道表面与其周围土层间的摩擦系数；y—管道所处土层的天然容重（}Irrr});D,—管道的外径（rn) ;}F—静止土压力系数；}r—松弛层高度（m);W—管道单位长度自｝（}加）;L—管道的计算项进长度(m);P6顶进时，工具管的迎面阻力（kN);管道顶部以上覆土层厚度（m};管道所处土层的内摩擦角（“)。
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3.气压式泥水平衡顶管掘进机
适用于大直径顶管工程
通过调节供给的压缩空气的压力大小,实施调节泥水 舱内压力的高低.可精确到0.1KPa. 特点:平衡比较彻底,施工后地面沉降极小.
4.浓泥水平衡顶管掘进机 比普通泥水式掘进机适用的泥水相对密度要高很多,接 近泥浆,为使浓泥水的流动性更好,需在浓泥水中加入许多添 加剂( 仍归属在泥水式顶管范畴,浓泥水的相对密度接近泥浆, 其流动性比泥浆要好得多). 特别适用于卵石层地质(渗透性特别大的卵石层).不需对 卵石进行破碎,可排出卵石的粒径可达管径的1/3. 与其他泥水式顶管比较,采用浓泥水式顶管的推力要低 很多,尤其在沙砾土中表现更加明显,非常适用于长距离顶管 和曲线顶管.
泥水平衡式
基本原理:
优点: 适用于各种不同的土质情况,扰动较小,地层损失小,产生 的地表面变形小,同时顶进时总顶力较小.
缺点: 弃土的运输和存放均较困难,如采用泥浆运输,用水量较 大,成本较高.作业所需场地大,设备复杂成本较高,如遇上顶管 的超浅埋土层,或遇上渗透系数特别大的砾砂,卵石层,施工作 业往往受阻.
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 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。
1.机械式顶管机
适用于岩层，硬土层和整体稳定性较好的土层，工作效 率比较高
2.挤压式顶管机
适用于淤泥质土，流塑性土质，而且要求覆土深度比较深 3.人工挖掘顶管机 适用于地基强度较高的土层，也有在软土中应用的，前 提采用注浆改善土质，或在工具管前加网格，以稳定挖掘面， 最大特点是适应地下障碍物较多且较大的条件，可排除障碍 的可能性最大最好
的系列混凝土管，可供不同直接的顶管工程使用。
（3）研制成功中继间构造以供长距离顶管使用，
并完善其中继接力技术。
3.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。
不同构造的工作井，洞口止水的方式不同。
a.钢板桩围成的工作井中，应在管道顶进前方的井内浇筑一 道前止水墙。墙体可由较高强度等级的素混凝土筑成。
b.方形钢筋混凝土井，不必设前止水墙
C.圆形钢筋混凝土井,需浇筑一睹弓形的前止水墙.将洞口止 水圈安装在平面上,而不安装在圆弧面上.
d.覆土很厚或穿越江河的工作井中,洞口止水圈需做成两道, 一道是充气的,一道是普通的止水圈.在长距离顶管或覆土 较厚的顶管中必须做.
优点:
平衡压力的调节和排泥系统的排量是截然分开的,互不干扰,可更准确 的调节平衡压力,特别是非均匀地层中施工.
缺点: 造成的地面沉降较大,因为气压在疏干地下水过程中,会造成土体的 压密沉降,另外顶进过程中又会对土体产生扰动沉降. 全气压式设备复杂,要求可靠性高,劳动强度大,对作业人员身体健康 有特殊要求,除了为排除机械故障和为清除顶进中的障碍外很少采用全气 压式
也可能是人为的加入添加剂造成的)
优点:
适用的土质范围广,从软黏土到砂砾土都能适用,是一种 全土质的顶管掘进机,能保持挖掘面稳定,地面变形极小,施工 时的覆土可很浅,是其他形式的顶管机无法做到的(覆土太浅 时,手掘式顶管地面易塌陷,泥水式和气压式顶管则易冒顶和 跑气).弃土运输处理方便,作业环境好.
上海黄浦江上游引水工程(1987) DN3500,单向顶进1743m 上海青草沙水源地严桥支线(2007) 两根DN3600,平行同时顶进
顶管施工技术的发展历史
顶管施工工法工艺选择及实施
顶管工程中应注意的问题
顶管施工工法工艺选择及实施
开放式顶管
开放式顶管：当工作面土层的物理力学性质良好且土层处于 稳定状态时，操作时不会出现塌方现象，能直接挖土，且工 作面开敞。
顶管施工技术的发展历史
顶管施工工法工艺选择及实施 顶管工程中应注意的问题
进出洞技术措施
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 大量涌入工作井，应在穿墙管内事先填埋经夯实的黄粘土。
（2）洞口止水方法
2.走向成熟的顶管施工技术
成熟的顶管施工技术是在盾构法问世以后的盾构机 械应用时开始的。盾构机械及配套施工技术的迅速发展， 促进顶管施工技术不断成熟和迅速发展。 20世纪20年代初期，波纹钢管取代铸铁管投入顶管 施工。 20世纪20年代后期，混凝土管道开始用于顶管施工 工程。
20世纪30年代，美国被太平洋铁路公司对顶管使用的 混凝土管道进行规范化。但直到20世纪60年代之前，美国的 顶管施工方法发展速度一直相对较慢。 然而与此同时，欧洲（主要是英国、德国）和日本，顶 管技术得到了较快的发展。
顶管穿越河流,道路
了解地下已有管线,障碍物情况. 地质情况 管道接口问题
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(3)进出洞口措施
门式加固法:对管道两侧和顶部一定宽度和长度范围内 的土体进行加固,以提高这部分土体强度,从而使工具管或掘 进机在出洞或进洞中不发生坍塌现象.加固的方式有:高压旋 喷桩,深层搅拌桩,压密注浆,冻结技术. 钢封门
其他问题
顶力计算(迎面阻力,侧阻力) 超长顶管(中继间的设置,通风问题) 曲线顶管 顶管施工对土体的扰动 顶管施工监测和环保控制措施
进入20世纪60～70年代，顶管施工技术从主顶设备
到配套技术都进行了较大改进，奠定了现代顶管施工 技术的基础。其中，最主要的技术进步表现在以下三 个方面：
（1）研制成功带有一组各自独立的千斤顶并能控
制顶进方向的掘进机，可方便不同地层条件下的顶进 施工。
（2）研制成功专门用于顶管施工的代橡胶密封环
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。
掘进机械 1.具有浮动切削刀盘的泥水平衡顶管掘进机 当刀盘前土压力过小时,他就前伸,当刀盘前土压力过 大时,就往后退,前伸时,应加快推进速度,后退时应减慢推进 速度,这样就可以使刀盘前的土压力控制在设定范围内.用 机械来平衡土压力
2.具有破碎功能的泥水平衡顶管进机
适用口径从600到2400,口径越小,能破碎的砾石的粒径 也越小,通长600的能破碎粒径为100mm的砾石,2400的能破 碎500mm的砾石. 有的机头破碎粒径可达顶管口径的40%~50%
局部气压式
压缩空气仅仅作用在挖掘面上,相对于全气压施工而言. 操作人员在常压下工作.
气压施工的特殊要求 渗透系数大于1X10-2cm/s的砂砾层中,因透气性大,且地下水 多,漏气很厉害,不宜采用
1.对土质的要求
2.对环境的要求
设备多,占地较大,空压机噪音很大,不宜在居民密集区材采用
3.对作业人员的要求 必须是进过训练的专业人员,身强力壮.
土压平衡式
工艺原理: 根据土压平衡的基本原理,利用顶管机的刀盘切削和支承 机内土压舱的正面土体,抵抗开挖面的水,土压力以达到稳定 的目的.以顶管机的顶速即切削量为常量,螺旋输送机转速即 排土量为变量进行控制土压舱内的水,土压力与切削面的水, 土压力保持平衡
分类:泥土式,泥浆式,混合式
泥浆式:指排出含水量相当大的弃土(可能是地下水丰富,
讲座内容
顶管施工技术的发展历史
顶管施工工法工艺选择及实施 顶管工程中应注意的问题
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。
缺点:
在砂砾层和粘粒含量少的砂层中施工时,必须采用添加 剂改良土体.
掘进机 多刀盘土压平衡顶管掘进机 DK式土压平衡顶管掘进机 中心螺旋式顶管掘进机 切削密封土压式掘进机
气压平衡式
与泥水平衡式的最大区别在于:气压平衡式顶管机通过一个 隔板将破碎室分隔为两个区域,后面是压力室,以压力墙为界, 在其上部可以形成一个压气区,平衡压力就是通过这一压气 区作用于气水不平衡的工作面上. 全气压式 挖掘面上和管道内所有工作人员都在气压条件下工作,整 个顶管管道内都充满一定压力的压缩空气. 全气压顶管的工具管大多为手掘式,挖土的多用人工,工具管 构造较简单.施工效率很低,仅为普通手掘式顶管的30%~50% 有钢制的气压舱也有混凝土管制的气压舱