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顶管施工工艺

顶管施工技术是一种管道铺装技术，无需开挖地面，有具大推力的液压千斤顶可用在有遥控装置的顶管掘进机的后方，使掘进机及紧随其后的管道穿越土层，达到预先设计的位置上，这就称为顶管工程。挖掘发生在顶管机的前方，被挖掘物质通过泥浆循环系统用泵排出，到达地表。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。

目前，顶管施工常采用的施工方法分为敞开人工手掘式和密封机械式顶管施工方法，其中机械式顶管施工常用的施工方法又有泥水平衡式和土压平衡式两种，顶管施工常用的管材有砼管、钢管、玻璃夹砂钢管。

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。

二、顶管施工中常遇到的问题及防治措施

1、管道轴线偏差过大

管道顶进轴线与设计轴线偏差过大，使管道发生弯曲，甚至造成管节损坏，接口渗漏。

（1）原因分析。

①地层正面阻力不均匀，使工具管受力不均匀，形成导向偏差。

②顶管后背发生位移或不平整，使顶力合力线偏移。

③千斤顶不同步，或千斤顶问顶力相差较大，或安装精度不够，造成顶力合力线偏差。

华浩建设强化竞争意识，营造团队精神。采取工程机械建筑机械行业中的傲人成绩，创造了同行业中的商业奇迹，这当然源于公司对产品质量的不懈追求，力求将有品质且具有地下顶管工程用途的机械顶管奉献给广大客户群众。

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顶管的施工工艺类型很多，按照开挖工作面的施工方法，可以分为敞开式和封闭式两种。

1.手掘式顶管

手掘式顶管机也即是非机械的开放式（或敞口式）顶管机，适用于能自稳的土体中。在顶管的前端装有工具管，施工时，采用手工的方法来破碎工作面的土层，破碎辅助工具主要有镐、锹以及冲击锤等。如果在含水量较大的砂土中，需采用降水等辅助措施。

工人可以直接进入工作面挖掘，施工人员可随时观察土层与工作面的稳定状态，造价低、便于掌握，但效率低，将水位降低至管基以下0.5m后，方可施工。当土质比较稳定的情况下，首节管可以不带前面的管帽，直接由首节管作为工具管进行顶管施工，也是常用的一种顶管施工方法，也称为人工掘进顶管。

2.挤压式掘进顶管

挤压式掘进顶管一般适用于大中口径的管道，对潮湿、可压缩的黏性土、砂性土较为适宜。该方法设备简单、安全，又避免了挖装土的工序，比人工挖掘提率 1～2倍。它是将工作面用胸板隔开后，在胸板上留有一喇叭口形的锥筒，当顶进时将土体挤入喇叭口内，土体被压缩成从锥筒口吐出的条形土柱。待条形土柱达到长度后，再用钢丝将其割断，由运土工具吊运至地面。

3.机械开挖式顶管

机械开挖式顶管是在工具管的前方装有由电动机驱动的刀盘钻进挖土，被挖下来的土体由皮带运输机运出，从而代替了人工操作。一般适用于无地下水干扰、土质稳定的黏性土或砂性土层。

4.挤压土层式顶管

挤密土层式顶管前端的工具管可分为锥形和管帽形，仅适用于潮湿的黏土、砂土、粉质黏土，顶距较短的小口径钢管、铸铁管，且对地面变形要求不甚严格的地段。这种工具管安装在被顶管道的前方，顶进时，工具管借助千斤顶的顶力将管子直接挤入土层里，管子周围的土层被挤密实，常引起地面较大的变形。

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%。

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，可到0.1KPa。特点：平衡比较，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，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。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。

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