顶管施工方法、工序、接口、纠偏

顶管

一、管道施工工序

顶管法是用大功率的顶推设备将新管顶进至终点来完成铺设任务的施工方法，其工序如下：

（1）铺设前在管段一段建造工作坑（竖井）。

（2）工作坑内布置后背墙、千斤顶，讲管道放在千斤顶前面的导轨上，管道最前端安装工具管。

（3）调整好管道高程和中心位置，开启千斤顶使工具管的刃角切入土层，然后工人进入工作面挖掘刃角切入土层的泥土，并将弃土通过外运设备运至地面。

二、顶管设备

（1）千斤顶：分活塞式和柱塞式两种，多采用液压千斤顶

（2）高压油泵：

（3）顶铁：把千斤顶几个点的推理均匀分布到钢筋混凝土管端面，按位置和作用不同分为顺铁、横铁和立铁

（4）刃角：安装于首节管前端，先贯入土中以减少贯入阻力，有外壳、内环和肋板组成

（5）机头：掘进机，切开土层并向前推进的机构，主要有水力切削式机头、土压平衡式机头和泥水平衡式机头

①水力切削式机头

✧水力切削式有三矫式和套筒式

✧三铰式由控制室、操作间和冲泥舱三段组成，用于管径

1200~~3000mm饱和软土层

✧套筒式由两段组成，两段之间放套筒，套筒与第一段之间

上下安装纠偏千斤顶，水平方向设置铰链

②土压平衡式机头

✧切下泥土中注入流动性和不透水性的作泥材料，是切下来

的土变成流动性的、不透水的特殊土体使之充满密封舱，并保

持压力平衡挖面土压

✧适用于含水量较高的黏性、砂性土以及地面隆陷要求控制

较严格地区

③泥水平衡式机头

✧与土压平衡式机头类似

✧挖掘面稳定、地面沉降小、可以连续出土，但因泥水量大，

弃土的运输和堆放比较困难

三、顶管施工方法

1、按铺设管道口径分类

（1）小口径顶管法（管道内径小于800mm管道）

①挤压类施工法：

✧管段形状有锥形挤压（管尖）和开口挤压（管帽）

✧锥形挤压正面阻力大，易偏差，无需排泥

✧开口挤压正面阻力小，顶进是土体挤入管内形成土塞，及

时排除土塞以减少正面阻力

✧挤压类施工法适用于软土层，如淤泥之土、沙土、软塑状

态的黏性土，不适合用于土质不均匀或混有大小石块的土层

②螺旋钻输类顶管法：

✧管道前段管外安装螺旋钻头，钻头通过管道内钻杆与螺旋

输送机连接，可以边切削、边顶进、边输送

✧适用于砂性土、砂砾土以及呈硬塑状态的黏性土

③泥水钻进顶管法：

✧采用切削法钻进，弃土排放采用泥水

✧采用碎石型泥水掘进机，一次可顶进100m以上，偏差小

✧泥水由输送管和排泥管排放

✧适用于硬土层、软岩层及流沙层和极易坍塌的土层

④扩管法：

✧先顶进小直径管

✧然后小直径管末端接扩管器，再把所需管道顶进去

✧或者扩管器安装在所需管道前端

（2）大口径顶管法

✧构筑顶进工作坑

✧管道前段挖掘土层，向后方运弃土

✧与小口径顶管法施工方法相同

2、按开掘工作面的施工方法分类

（1）敞开式

✧适用于土质条件稳定，无地下水干扰，工人可以进入工作

面直接挖掘而不会出现大塌方和涌水等现象

（2）封闭式

✧适用于土质不稳定，地下水位高，工人不能进入挖掘

✧将挖掘面与工人操作室之间用密封舱隔开

✧在密封舱内充入空气、泥浆、泥水混合物等，借助此压力

支撑开挖面，以稳定土层、防止塌方、涌水、控制地面沉

降

四、管道施工接口

1、钢管接口

一般采用焊接接口。当采用钢丝网水泥砂浆和肋板保护层时，应做防腐处理。

2、钢筋混凝土管接口

（1）钢涨圈连接

✧钢涨圈是用6~~8mm的钢板卷焊成圆环，宽度

300~~400mm，外径小于管道内径30~~40mm

✧钢涨圈放在管道接口处，接缝居中，打入木楔，使钢涨圈

下外壁与管道内壁直接接触，安装紧

✧管道顶进到位后，拆除钢涨圈，管口用油麻、石棉水泥打

密实

（2）企口连接

✧用于直径1350~~2400mm管道连接

✧采用企口连接的钢筋混凝土管道不适用与长距离顶管，

✧存在企口连接允许最大偏角

（3）T形接口

✧两管段之间插入钢套管，插入部分有橡胶密封圈

（4）F形接口

✧钢套管与管段一端浇铸成一个整体，并形成插口

✧管段另一端混凝土做成插头，带有密封圈凹槽

✧安装时安装橡胶密封圈，然后插口安装木垫片，插入即可

五、顶管测量和纠偏

1、顶管施工测量：

（1）测量工具管的中心和高程，测量及时、准确。

✧当第一节管位于导轨上开始校核，符合要求后继续进行。

✧工具管进入土层时加密测量次数。

✧常规做法：开始每300mm测量不少于1次，正常作业后每

1000mm测量不少于1次，测量均已管子前端为准。

✧进入接收工作井钱30m，应该增加测量，每300mm不少

于1次

✧纠偏量较大，频繁纠偏时，应增加测量次数

✧顶进完之后，应在每个关节接口处测量其水平轴线和高程，

有错口时，应测出相对高差

✧测量记录清晰、完整

（2）控制点设置：不易扰动、视线清楚、方便校核、利于保护处。（3）高程测量用水准仪，轴线测量用经纬仪，转动测量用垂球。先进的可用激光经纬仪。

（4）长距离顶管时，采用计算机辅助的导线法（自动测量导向系统）；在管道内增设中间测站进行常规人工测量时，宜采用少设测站的长导线法，每次测量应对中间测站进行复核

2、顶管纠偏方法：

产生偏差原因：工具管迎面阻力不均匀、管壁周围摩擦力不均匀、千斤顶微小偏心等。

（1）挖土校正法：

✧不同部位增减挖土量

✧校正误差在10~~20mm

✧用于黏土或地下水位以上的沙土

✧管内挖土纠偏法和管外挖土纠偏法