顶管施工原理与重难点分析和事故案例分析

触变泥浆管
注浆孔的形状及布置：在每节管的前 端布置一道触变泥浆注浆孔，数量为6个， 孔的布置均匀。经过不断压浆，在管外壁 形成一个泥浆套。
8、穿墙进洞
接收井进洞处理与工作井相 同，当顶管顶到墙体位置时， 凿穿实际工具头进洞位置的混 凝土，迅速顶出工具头。
预留口填充物 止水环
顶进方向
9、管内通风
＊18座主线工作井及南片区中继泵房围护结构采用地下连续墙，工作井基坑 平面尺寸以11m*11m为主，最大工作井基坑尺寸为19.2m*11m，基坑开挖深度 最深达21.26m；10座用户井及北片区中继泵房围护结构主要采用SMW工法桩， 用户井基坑平面尺寸7.9m*5.8m，基坑开挖深度达13.5m。
＊二期供能管沟主要采用顶管的施工方式，共29段，其中φ4200mm钢顶管 长2751m，共11段；φ4000mm砼顶管1024m，共8段；φ3500mm砼顶管长 343m，共10段；φ3000mm砼顶管长66m。主线顶管埋深3.56~14.24m，用 户井顶管埋深4.63~8.96m。
1、施工人员需进入管道内作业或检查维修 设备时，施工前须对管道内进行通风，施工 过程中应连续对管道内通风； 2、临时进入长时间没有对管道内通风的管 道作业时，须对管道内通风30min后，并对 管道内进行毒气监测，明确安全后才能进入 管道内作业； 3、管道钢管顶进施工时，焊接过程中应对 管道内进行通风，减少烟雾进入管道内，减 少烟雾对测量激光束的影响；
纠偏千斤顶
纠偏液压泵
1.2主要顶管施工技术 顶管施工的工艺流程图：
下
一
段
顶
管 施
否
否
工
施工准备
地下管线勘察
工作井/接收井施工
设备安装
包括
设备调试
穿墙顶进
下放管节、接管
加中继环 是
安装中继环
正常顶进、测量
后座、导轨安装 掘进机吊装
液压系统、千斤顶安装 穿墙止水环安装 泥水循环系统安装 触变泥浆系统安装 测量系统安装
触变泥浆管
泥浆搅拌桶
触变泥浆泵
6、测量系统
1、测量系统的主要设备： 激光经纬仪、测量靶和
监示器组成。 2、测量系统的作用：
监示顶管施工过程中顶 管机推进的轴线偏差。
机头测量靶 操作台
激光经纬仪
7、纠偏系统
1、主要设备：纠偏千斤顶、 油泵站、位移传感器和倾斜 仪组成。 2、作用：控制顶管施工中的 顶管机推进方向。
膨润土分散在水中，其片状颗粒表面 带负电荷，端头带正电荷。如膨润土 的含量足够多，则颗粒之间的电键使 分散系形成一种机械结构，膨润土水 溶液呈固体状态，一经触动（摇晃、 搅拌、振动或通过超声波、电流）、 颗粒之间的电键即遭到破坏，膨润土 水溶液就随之变为流体状态。如果外 界因素停止作用，水溶液又变作固体 状态。该特性称作触变性，这种水溶 液称为触变泥浆。
预留洞口
导轨
洞口止水环
4、泥水系统
1、泥水式排泥系统的主要设备： 包括进排泥浆泵、泥浆管、泥水 处理装置、泥水箱等。 2、排泥系统有两个作用：一排 土，二平衡地下水。
泥水分离装置
循环管
进、排泥浆泵
5、触变泥浆系统
1、主要设备：由拌浆、 注浆和管道三部分组成。 2、作用：减少顶进过 程中的管节与土体的摩 阻力。降低地面沉降
纠偏动作控制在地面操作室的 操作台远程控制，如何确认操作的 正确性是通过远程数据传输来实现。
1、纠偏量的控制是通过安放在纠 偏千斤顶上的位移传感器来实现。
2、顶管机的状态（水平倾斜、扭 转）由安放在机头的角度倾斜仪来 体现。
数据显 示表
角度 倾斜仪
位移传 感器
6、触变泥浆
在顶进过程中，随着距离的增长，管道的摩阻力 也随之增大。为了提高顶进施工的效率，在施工过程 中尽可能地降低管道外侧的阻力，通常情况下往管外 侧喷谢触变泥浆，降低顶进的阻力。
照明、通风系统安装
到接收井 是
回收掘进机
全段测量
1、出洞
洞口土体加固
洞口止水
2、正常顶进
3、泥水循环
泥水压力表 进、排泥浆管
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4、测量
5、纠偏、数据传输
纠偏千斤顶设在顶管机前
后段之间，共4组千斤顶。通
过组合动作，控制顶管机的顶
进方向。
4组纠编千斤顶
当激光点偏移测量 靶中心，表明顶管机偏 移轴线推进，就要启动 纠偏动作。（如激光点 往上移动，说明机头是 往下偏移，必须伸出下 面的2组千斤顶）。
顶管施工技术及重难点 分析
一、顶管施工原理及主要设备和系统 二、顶管施工重难点及常见问题 三、顶管施工案例分析 四、顶管施工安全管理
工程概况
＊虹桥商务核心区（二期）区域供能管沟工程包括供能管沟、中继泵房以及 与功能项目一期的联通段等。主线管沟长4462m，接用户段管沟长610m，其 中顶管段长4435m，明挖段长637m；管沟工程设顶管工作井共30个，另设中 继泵站两座。
南片区平面图
北片区平面图
1.1顶管施工原理
顶管施工的基本原理为：从地面开挖两个基坑井，然 后管节从工作井安放，通过主顶千斤顶或中继间的顶 推机械的顶进，推动管节从工作井预留口穿出，穿越 土层到达接收井的预留口边，然后通过接收井的预留 口穿出，形成管道的施工。 现在比较常用顶管施工为泥水平衡顶管施工法，其施 工原理：通过导向头的刀削转动功能将泥土、砂、石 破碎，由一条钢管注入水量，拌成浆液，由另一条钢 管吸出浆液，将浆液置于离心器内离心脱水，再将干 土卸到斗车内运去弃土的地方，分离出的水又回到储 水箱内重复循环使用。施工所采用的主要设备为信息 化及全自动化泥水平衡顶管机
10、管内照明
1 管内照明电源应与动 力电源分开，设置独立电 源控制； 2 管内照明电压应采用 低压，电压一般采用36V、 24V、12V、6V，管道内气 体严重潮湿时宜采用6V电 源； 3 管道内照明应能清淅 地看清管道内的环境。
1、顶管机：
顶管机的作用①切削土体并搅拌均匀, ②控 制顶进的方向。
泥水平衡顶管机
2、主顶系统：
主顶系统装置由：后座垫铁、
导轨、千斤顶及千斤顶支架、
后座泵站组成，其作用是完成
管道的推进。
U型顶铁
千斤顶
主顶泵站 后座顶铁
3、穿墙止水环
穿墙止水环安装在 工作井预留洞口，具 有防止地下水、泥砂 和触变泥浆从管节与 止水环之间的间隙流 到工作井。地下水丰 富、压力大，或管道 埋深较深时，压板可 加工成绞接，防止止 水橡胶因地下水压力 往外翻出。