常用的几种顶管施工工法、适用土质及顶管3D工作原理图.docx

01顶管施工概述 长期以来，城市建设过程中，城市道路被频繁开挖严重影响了人民的生活。一项 非开挖施工技术——顶管施工技术，不需开挖地面，并且能够穿越公路、铁路、 河道、湖泊、建筑物、以及各种地下管线等，解决了市政施工难题，而且，顶管 施工随着城市建设的发展已越来越普及，已运用到给排水、煤气、电力、通信等 管道的施工。 顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的 摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层 之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等 推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧 随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。 02顶管施工的基本原理 图顶管施工原理图  顶管施工法是先在工作井内设置支座和安装主千斤顶，所需铺设的管道紧跟在工 具管后，在主千斤顶推力的作用下工具管向土层内掘进，掘出的泥土由土泵或螺 旋输送机排出或以泥浆的形式通过泥浆泵经管道排出.，推进一节管道后，主千 斤顶缩回，吊装上另一节管道，继续顶进。如此往复，直至管道铺设完毕。管道 铺设完毕后，工具管从接收井吊至地面。 03顶管施工工法分类 图施工工艺分类K本尤撤进Itt据介绍，目前，顶管施工常采用的施工工法分为敞开人工手掘式（开放型）和密 封机械式顶管（密封型）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。 图施工工艺分类 K本尤撤进Itt 3.1开放型刃口推进工法 图刃口式推进工法施工工艺示意图 刃口式推进工法的掘进机结构较简单，其刃口部分（即机头）加工简便，可以根 据土质条件加工成全敞开式、半敞开式或活瓣式，一般称之为敞开式掘进机。 刃口式推进工法可适用于软土地层中、地下水位以上黄土地层中、地下水位以上 强风岩地层中。 刃口式推进工法的特点是施工成本低，在顶进过程中如遇前方障碍物可立即采用 人工方式排除；其缺点是顶进管径应大于0800mm ;否则不便于人员进出；顶进 距离不宜过长，一般对于。800mm顶管、其顶进距离不宜超过150m ;管径较大 时可适当延长顶进距离；同时在管内应设置照明、通风和通讯设备；由于是采用 敞开式或半敞开式取土，顶进完成后地表均有沉降现象，不适用于已建成的建筑 物区域，一般在类似于农田对地面沉降要求不严格的情况下或随新建市政道路工 程同时施工的情况下采用。此种机型的缺点是顶速慢、遇到流砂层时难以控制出 土量，因此沉降也是大于以下所述几种顶管掘进机。 刃口式推进工法在我国东南沿海海相沉积的淤泥质粘土中应用较广泛，由于土质 较软、孔隙比大，切削和顶进都较容易，其机头一般加工成半敞开式或活瓣式, 让二分之一或更少的软土被取出，其余的土被挤压至管径周边，这样可减少取土 量、P且止地表沉降，并加快了顶进速度；再者在这类土中顶进可省去管壁注浆。 在黄土或强风岩中顶进时，由于土体摩擦力较大，为便于顶进，应采用全敞开式 掘进机，并应在管壁周边进行注浆润滑。 刃口推进工法适于顶进管径规格为0)800?3()00mm。 3.2封闭型泥水推进工法 密閉型大中口径管推進工法 泥水式推進工法 (600mm ?3000mm) 图泥水式推进工法施工工艺示意图 泥水推进工法有如下特点： (1)通过刀盘以及顶速平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力； ⑵采用流体输送切削入泥仓的土体，顶进过程中不间断，施工速度快； ⑶无需地基改良或降水处理，施工后地表沉降小。 泥水式推进工法所采用的掘进机常用的有刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机和偏心 破碎泥水平衡掘进机。 3.2.1刀盘可伸缩式泥水平衡掘进机 如需穿越建筑物、构造物、埋设物等对地面沉降要求很小的情况下，可采用刀盘 可伸缩式泥水平衡掘进机，此种机头的刀盘是一个直径比掘进机前壳体略小的具 有一定刚度的圆盘。圆盘中还嵌有切削刀和刀架。刀盘和切削刀架之间可以同步 伸缩，也可以单独伸缩。而且，不论刀盘停在哪一个位置上，切削刀架都可以把 刀盘的进泥口关闭。刀盘加压装置是安装在主轴中的油缸，刀架伸缩油缸则安装 在刀盘加压装置的上方。刀盘可伸缩式掘进机的工作原理如下：刀盘前土压力过 小时，它就往前伸；刀盘前土压力过大时，它就往后退。刀盘前伸时，应减小进 泥口开度并加快推进速度；刀盘后退时，应加大进泥口开度并降低顶速。这样, 就可使刀盘前的土压力控制在设定的范围内。使用此种掘进机顶进施工时地面隆 沉极小，优秀的操作人员可使地面隆沉控制在10mm以内。由于采用了泥水作为 运输介质，在顶进的过程中无需停顿出泥，因此它的顶速也很快，24小时可顶 进20-30米。缺点也很明显：由于进泥口开度限制，在含有直径大于6cm卵石的 地层中无法施工，同