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顶管工程

顶管工程是非开挖工程中的一个子科目或者说非开挖工程施工的一种工艺。

它是把管道通过辅助的设备采用不开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、

地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等施工的工艺。顶管工程主要借助于

主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直

推到接收井并同时把管道推进到作业孔洞内。而管道的推进方式是靠主顶油缸顶

进的，人们通常就把这种工程叫做顶管工程。

它的技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。

施工方法：

地质勘察→穿越曲线设计→测量磁方位角→钻机就位→钻导向孔→扩孔→回拖

→环境保护→地貌恢复

②导向钻管法的工作原理

水平导向钻机的工作原理是：在施工时，按照设计的钻孔轨迹(一般为弧形)，

采用可从地表钻进的钻机先钻一个近似水平的导向孔，然后在导向钻头后换上大

直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待铺设工作管线，然后进行反向扩孔，同

时将待铺管线回拉入钻孔内，当全部钻杆被拖回时，铺管工作同时也就完成了。

此工程根据地质情况计划采用分级扩孔，共分2级扩孔，再回拖管线的方法，进

行穿越施工。

③设备就位、安装、调试

钻机就位前对机施工场地进行平整(20m×30m)，保证设备通行及进出场。设

备及材料存放场地须高出自然地面不小于15cm，推平、碾压，并设断面不小于

0．3m×0．3m的边沟。打好轴线后，根据入土点、入土角度结合现场实际情况

使钻机准确就位。钻机设备、泥浆设备、固控设备安装完成后，对设备进行调试、

检查、测试，确保设备安全运行。控向设备仪器安装完成后，对其进行调试，确

保导向孔的精度。入土端泥浆储运坑(2m×4m×2m)及出土端泥浆储运坑

(2m×3m×2m)。多余泥浆由吸污车集中清运。浆储运坑(2m×4m×2m)及出土端泥

浆储运坑(2m×3m×2m)。多余泥浆由吸污车集中清运。

④钻导向孔

钻导向孔的成功与否关键在于如何防止塌方的问题，故此在钻导向孔时按照地质

构造的不同详细制定出合理的泥浆配比方案，规定在不同的地质情况下选用不同

的泥浆配方，该工程中需加适量大分子聚合物及一些多功能处理剂，增加泥浆的

粘度、降低泥浆的失水，使其性能控制在密度1．02～1．05g／cm。左右、粘

度45～55s、失水10mL，以利于更好的保护孔壁，提高泥浆在孔洞中的悬浮携

带能力。在造斜段使用的泥浆中添加适量的润滑剂，降低孔壁的摩擦系数，从而

可以防钻具粘卡。

为保证预扩孔及回拖工作的顺利进行，钻导向孔时要求造斜段应严格按设计曲

线钻进。经过对轴线及钻机就位情况进行校准，检查无误后方能开始钻进施工。

探头装入探头盒后，标定、校准后再把导向钻头连接到钻杆上，转动钻杆测试探

头发射信号是否正常，回转钻进2m后方可开始按照设计轨迹进行穿越。控向设

备宜采用有缆控向系统，以提高钻进的准确性，导向孔完成后经检查合格后方可

进行预扩孔。

⑤预扩孔及磨孔

a．预扩孔采用一台FDP—30型导向钻机进行预扩孔，边扩孔边打入泥浆，

视旋转压力及回拉压力逐渐加大扩孔级别。预扩孔采用导向钻机进行预扩孔，边

扩孔边打入泥浆，视旋转压力及回拉压力逐渐加大扩孔级别。

b．扩孔次数需视钻机回转压力及回拖压力而定。扩孔级别如下：

使用φ320mm螺旋扩孔钻头扩一遍。

使用φ450mm螺旋扩孔钻头扩一遍。

c．扩孔前要做好泥浆循环系统的准备工作，FDP—30型导向钻机配套的泥浆

系统工作性能，每小时的最大工作流量为5m3，则泥浆泵每一个工作日的最大

循环流量为120m3，在入土点、出土点旁各开挖一个泥浆坑，并配有清运泥浆

的专用设备。保证施工现场的清洁卫生，做到文明施工。

⑥拖管

a．拖管采用专门的回拖器，同时采用边打泥浆边旋转回拖的方法。从而保证

钢管防腐层不被破坏。

b．旋转分动器采用特制的结构。

c．扶正器与工作管的连接要牢固，并要求工作管与拉管器的连接要牢固、安

全、密封，作到可靠。

d．采用小比重高粘度泥浆，加入适合地质结构的泥浆处理剂和管孔润滑剂等

措施以减少回拖时的阻力，减小钻机工做负载。

e．在φ273×9钢管回拖前，验证扩孔后孔内是否有充足泥浆，以便回拖中起

到护壁润滑作用。

f．经确认钢管焊接、防腐合格后，将钢管拖人端与回拖器连接牢固，检查所

有回拖系统(含设备、工艺保障措施)是否处于最佳状态。

g．回拖前，在待回拖φ273×9钢管下，每间隔20m摆放1个托辊，并用吊车

配合，以防止在回拖中擦伤钢管外壁