8顶管法设计与施工ppt课件

1、顶管法设计与施工顶管法设计与施工 顶管法施工是在作好的任务坑内预制钢筋混凝土隧道构顶管法施工是在作好的任务坑内预制钢筋混凝土隧道构造，待其到达强度后用千斤顶将构造推顶至设计位造，待其到达强度后用千斤顶将构造推顶至设计位 置。主置。主要用于地下进水管、排水管、煤气管、电讯电缆管的施工。要用于地下进水管、排水管、煤气管、电讯电缆管的施工。它不需求开挖面层，并且可以穿越公路、铁道、河川、地它不需求开挖面层，并且可以穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，是一种非开面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，是一种非开挖的敷设地下管道的施工方法。挖的敷设地下管道的施工方法。 地下管

2、线的非开挖施工法主要内容包括：地下管线的铺设、地下管线的非开挖施工法主要内容包括：地下管线的铺设、改换和修复。改换和修复。 顶管施工普通是先在任务坑内设置支座和安装液顶管施工普通是先在任务坑内设置支座和安装液压千斤顶，借助主顶油缸及管道间中继间等的推力，压千斤顶，借助主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从任务坑内穿过土层不断推到接纳把工具管或掘进机从任务坑内穿过土层不断推到接纳坑内吊起，与此同时，紧随工具管或掘进机后面，将坑内吊起，与此同时，紧随工具管或掘进机后面，将预制的管段顶入地层。可见，这是一种边顶进，边开预制的管段顶入地层。可见，这是一种边顶进，边开挖地层，边将管段接长的管

3、道埋设方法。挖地层，边将管段接长的管道埋设方法。 顶管法表示图n施工时，先制造顶管任务井及接纳井，作为一段顶管施工时，先制造顶管任务井及接纳井，作为一段顶管的起点和终点，任务井中有一面或两面井壁设有预留的起点和终点，任务井中有一面或两面井壁设有预留孔，作为顶管出口，其对面井壁是承压壁，承压壁前孔，作为顶管出口，其对面井壁是承压壁，承压壁前侧安装有顶管的千斤顶和承压垫板即钢后靠，千侧安装有顶管的千斤顶和承压垫板即钢后靠，千斤顶将工具管顶出任务井预留孔，而后以工具管为先斤顶将工具管顶出任务井预留孔，而后以工具管为先导，逐节将预制管节按设计轴线顶入土层中，直至工导，逐节将预制管节按设计轴线顶入土层中

4、，直至工具管后第一节管节进入接纳井预留孔，施工完成一段具管后第一节管节进入接纳井预留孔，施工完成一段管道。为进展较长间隔的顶管施工，可在管道中间设管道。为进展较长间隔的顶管施工，可在管道中间设置一至几个中继间作为接力顶进，并在管道外周压注置一至几个中继间作为接力顶进，并在管道外周压注光滑泥浆。顶管施工可用于直线管道，也可用于曲线光滑泥浆。顶管施工可用于直线管道，也可用于曲线等管道。等管道。1-预制的混凝土管；预制的混凝土管；2-运输车；运输车；3-扶梯；扶梯；4-主顶油泵；主顶油泵；5-行车；行车；6-平安护栏；平安护栏；7-光光滑注浆系统；滑注浆系统； 8-支配房；支配房；9-配电系统；配电

5、系统；10-支配系统；支配系统；11-后座；后座；12-丈量系统；丈量系统；13-主顶油缸；主顶油缸；14-导轨；导轨；15-弧形顶铁；弧形顶铁；16-环形顶铁；环形顶铁；17-已顶入的混凝土管；已顶入的混凝土管；18-运土车；运土车；19-机头机头 n按所顶进的管子口径大小分：大口径、中口径、小口径和微型顶按所顶进的管子口径大小分：大口径、中口径、小口径和微型顶管四种。大口径多指管四种。大口径多指2m以上的顶管，人可以在其中直立行走。以上的顶管，人可以在其中直立行走。中口径顶管的管径多为中口径顶管的管径多为1.21.8m，人在其中需弯腰行走，大多，人在其中需弯腰行走，大多数顶管为中口径顶管。

6、小口径顶管直径为数顶管为中口径顶管。小口径顶管直径为5001000mm，人只，人只能在其中爬行，有时甚至爬行都比较困难。微型顶管的直径通常能在其中爬行，有时甚至爬行都比较困难。微型顶管的直径通常在在400mm以下，最小的只需以下，最小的只需75mm。n按一次顶进的长度指顶进任务坑和接纳任务坑之间的间隔分：按一次顶进的长度指顶进任务坑和接纳任务坑之间的间隔分：普通间隔顶管和长间隔顶管。顶进间隔长短的划分目前尚无明确普通间隔顶管和长间隔顶管。顶进间隔长短的划分目前尚无明确规定，过去多指规定，过去多指100m左右的顶管。目前，千米以上的顶管已屡左右的顶管。目前，千米以上的顶管已屡见不鲜，可把见不鲜，

7、可把500m以上的顶管称为长间隔顶管。以上的顶管称为长间隔顶管。n按顶管机的类型分：手掘式人工顶管、挤压顶管、水射流顶管和按顶管机的类型分：手掘式人工顶管、挤压顶管、水射流顶管和机械顶管泥水式、泥浆式、土压式、岩石式机械顶管泥水式、泥浆式、土压式、岩石式 。手掘式顶管的。手掘式顶管的推进管前只是一个钢制的带刃口的管子称为工具管，人在工推进管前只是一个钢制的带刃口的管子称为工具管，人在工具管内挖土。掘进机顶管的破土方式与盾构类似，也有机械式和具管内挖土。掘进机顶管的破土方式与盾构类似，也有机械式和半机械式之分。半机械式之分。n按管材分：钢筋混凝土顶管、钢管顶管、以及其他管材的顶管。按管材分：钢筋

8、混凝土顶管、钢管顶管、以及其他管材的顶管。n按顶进管子轨迹的曲直分：直线顶管和曲线顶管。按顶进管子轨迹的曲直分：直线顶管和曲线顶管。 n手掘式顶管施工是最早开展起来的一种顶管施手掘式顶管施工是最早开展起来的一种顶管施工的方式。由于它在特定的土质条件下和采用工的方式。由于它在特定的土质条件下和采用一定的辅助施工措施后便具有施工操作简便、一定的辅助施工措施后便具有施工操作简便、设备少、施工本钱低、施工进度快等优点，所设备少、施工本钱低、施工进度快等优点，所以致今仍被许多施工单位采用。以致今仍被许多施工单位采用。n手掘式顶管机也即是非机械的开放式手掘式顶管机也即是非机械的开放式(或敞口或敞口式式)顶

9、管机，适用于能自稳的土体中。在顶管顶管机，适用于能自稳的土体中。在顶管的前端装有工具管，施工时，采用手工的方法的前端装有工具管，施工时，采用手工的方法来破碎任务面的土层，破碎辅助工具主要有镐、来破碎任务面的土层，破碎辅助工具主要有镐、锹以及冲击锤等。假设在含水量较大的砂土中，锹以及冲击锤等。假设在含水量较大的砂土中，需采用降水等辅助措施。需采用降水等辅助措施。一一 手掘式顶管机手掘式顶管机n手掘式顶管机主要由切土刃角、纠偏安手掘式顶管机主要由切土刃角、纠偏安装、承插口等组成。所用的工具管有一装、承插口等组成。所用的工具管有一段式和两段式。一段式工具管与混凝土段式和两段式。一段式工具管与混凝土管

10、之间的结合不太可靠，常会产生渗漏管之间的结合不太可靠，常会产生渗漏景象；发生偏斜时纠偏效果不好；千斤景象；发生偏斜时纠偏效果不好；千斤顶直接顶在其后的混凝土管上，第一节顶直接顶在其后的混凝土管上，第一节管容易损坏。因此，现多用两段式，前管容易损坏。因此，现多用两段式，前后两段之间安装有纠偏油缸，后壳体与后两段之间安装有纠偏油缸，后壳体与后面的正常管节衔接在一同。后面的正常管节衔接在一同。一段式手掘式工具管一段式手掘式工具管前段壳体前段壳体 纠偏油缸纠偏油缸 后段壳体后段壳体两段式手掘式工具管两段式手掘式工具管 泥程度衡顶管机是指采用机械切削泥土、利用压力来平衡地下水压力和土压力、采用水力保送弃

11、土的泥水式顶管机，是当今消费的比较先进的一种顶管机。泥程度衡式顶管机按平衡对象分有两种，一种是泥水仅起平衡地下水的作用，土压力那么由机械方式来平衡；另一种是同时具有平衡地下水压力和土压力的作用。二二 泥程度衡式顶管机泥程度衡式顶管机n泥程度衡工具管正面设刀盘，并在其后设密封泥程度衡工具管正面设刀盘，并在其后设密封舱，在密封舱内注入稳定正面土体的泥浆，刀舱，在密封舱内注入稳定正面土体的泥浆，刀盘切下的泥土，沉在密封舱下部的泥水中而被盘切下的泥土，沉在密封舱下部的泥水中而被水力运输管道运至地面泥水处置安装。泥程度水力运输管道运至地面泥水处置安装。泥程度衡式工具管主要由大刀盘安装、纠偏安装、泥衡式工

12、具管主要由大刀盘安装、纠偏安装、泥水安装、进排泥安装等组成。在前、后壳体之水安装、进排泥安装等组成。在前、后壳体之间有纠偏千斤顶，在掘进机上下部安装进、排间有纠偏千斤顶，在掘进机上下部安装进、排泥管。泥管。n泥程度衡式顶管机的构造方式有多种，如刀盘泥程度衡式顶管机的构造方式有多种，如刀盘可伸缩的顶管机、具有破碎功能的顶管机、气可伸缩的顶管机、具有破碎功能的顶管机、气压式顶管机等。压式顶管机等。泥程度衡式顶管机构造及施工泥程度衡式顶管机构造及施工 刀盘可伸缩式泥程度衡顶管机刀盘可伸缩式泥程度衡顶管机 泥程度衡顶管施工的完好系统由顶管机、进排泥系统、泥水处置系统、泥程度衡顶管施工的完好系统由顶管机

13、、进排泥系统、泥水处置系统、主顶系统、丈量系统、起吊系统、供电系统等组成。泥程度衡顶管施工与主顶系统、丈量系统、起吊系统、供电系统等组成。泥程度衡顶管施工与其它方式的顶管相比，添加了进排泥和泥水处置系统。其它方式的顶管相比，添加了进排泥和泥水处置系统。 n泥程度衡式顶管施工的优点：适用的土质范围泥程度衡式顶管施工的优点：适用的土质范围较广，尤其适用于施工难度极大的粉砂质土层较广，尤其适用于施工难度极大的粉砂质土层中；可坚持发掘面的稳定，对周围土层的影响中；可坚持发掘面的稳定，对周围土层的影响小，地面变形小；较适宜于长间隔顶管施工；小，地面变形小；较适宜于长间隔顶管施工；任务井内作业环境好且平安

14、；可延续出土，施任务井内作业环境好且平安；可延续出土，施工进度快。工进度快。n缺陷：施工场地大，设备费用高，需在地面设缺陷：施工场地大，设备费用高，需在地面设置泥水处置、保送安装；机械设备复杂，且各置泥水处置、保送安装；机械设备复杂，且各系统间相互连锁，一旦某一系统缺点，必需全系统间相互连锁，一旦某一系统缺点，必需全面停顿施工。面停顿施工。n土压平衡顶管机由土压平衡盾构机移植而来，其平衡土压平衡顶管机由土压平衡盾构机移植而来，其平衡原理与盾构一样。与泥水顶管施工相比，最大的特点原理与盾构一样。与泥水顶管施工相比，最大的特点是排出的土或泥浆普通不需再进展二次处置，具有刀是排出的土或泥浆普通不需再

15、进展二次处置，具有刀盘切削土体、开挖面土压平衡、对土体扰动小、地面盘切削土体、开挖面土压平衡、对土体扰动小、地面和建筑的沉降较小等特点。和建筑的沉降较小等特点。n土压平衡顶管机按泥土仓中所充的泥土类型分，有泥土压平衡顶管机按泥土仓中所充的泥土类型分，有泥土式、泥浆式和混合式三种；按刀盘方式分，有带面土式、泥浆式和混合式三种；按刀盘方式分，有带面板刀盘式和无面板刀盘式；按有无加泥功能分，有普板刀盘式和无面板刀盘式；按有无加泥功能分，有普通式和加泥式；从刀盘的机械传动方式分，有中心传通式和加泥式；从刀盘的机械传动方式分，有中心传动式、中间传动式和周边传动式；按刀盘的多少分，动式、中间传动式和周边传

16、动式；按刀盘的多少分，有单刀盘式和多刀盘式。有单刀盘式和多刀盘式。三土压平衡式顶管机三土压平衡式顶管机n1单刀盘式单刀盘式DK型顶管机型顶管机n单刀盘式土压平衡顶管机是日本在上世纪单刀盘式土压平衡顶管机是日本在上世纪70年代初期年代初期开发的，它具有广泛的顺应性、高度的可靠性和先进开发的，它具有广泛的顺应性、高度的可靠性和先进的技术性。它又称为泥土加压式顶管机，国内成为辐的技术性。它又称为泥土加压式顶管机，国内成为辐条式刀盘顶管机或者加泥式顶管机。以下图所示的是条式刀盘顶管机或者加泥式顶管机。以下图所示的是这种机型的构造之一，这种机型的构造之一， 它由刀盘及驱动安装、前壳体、它由刀盘及驱动安装

17、、前壳体、纠偏油缸组、刀盘驱动电机、螺旋保送机、支配台、纠偏油缸组、刀盘驱动电机、螺旋保送机、支配台、后壳体等组成。没有刀盘面板，刀盘后面设有许多根后壳体等组成。没有刀盘面板，刀盘后面设有许多根搅拌棒。这种构造的搅拌棒。这种构造的DK型顶管机在国内已自成系列，型顶管机在国内已自成系列，适用于适用于1.23.0m口径的混凝土管施工，在软土、口径的混凝土管施工，在软土、硬土中都可采用，并且可与盾构机通用，可在覆土厚硬土中都可采用，并且可与盾构机通用，可在覆土厚度为度为0.8倍管道外径的浅埋土层中施工。倍管道外径的浅埋土层中施工。 单刀盘式顶管机 n2多刀盘式多刀盘式DT型顶管机型顶管机n这是一种非

18、常适用于软土的顶管机，如以下图所示的主体这是一种非常适用于软土的顶管机，如以下图所示的主体构造，四把切削搅拌刀盘对称地安装在前壳体的隔仓板上，构造，四把切削搅拌刀盘对称地安装在前壳体的隔仓板上，伸入到泥土仓中。隔仓板把前壳体分为左右两仓，左仓为伸入到泥土仓中。隔仓板把前壳体分为左右两仓，左仓为泥土仓，右仓为动力仓。螺旋保送机按泥土仓，右仓为动力仓。螺旋保送机按定的倾斜角度安定的倾斜角度安装在隔仓板上，螺杆是悬臂式，前端伸入到泥土仓中。隔装在隔仓板上，螺杆是悬臂式，前端伸入到泥土仓中。隔仓板的程度轴线左右和垂直轴线的上部各安装有一只隔膜仓板的程度轴线左右和垂直轴线的上部各安装有一只隔膜式土压力表

19、。在隔仓板的中心开有一人孔，通常用盖板把式土压力表。在隔仓板的中心开有一人孔，通常用盖板把它盖住。在盖板的中心安装有一向右伸展的丈量用光靶。它盖住。在盖板的中心安装有一向右伸展的丈量用光靶。由于该光靶是从中心引出的，所以即使掘进机产生一定偏由于该光靶是从中心引出的，所以即使掘进机产生一定偏转以后，只需把光靶作上下挪动，使光靶的程度线和丈量转以后，只需把光靶作上下挪动，使光靶的程度线和丈量仪器的程度线平行就可以进展准确的丈量，而且不会因掘仪器的程度线平行就可以进展准确的丈量，而且不会因掘进机偏转而会产生丈量误差。前后壳体之间有呈井字形布进机偏转而会产生丈量误差。前后壳体之间有呈井字形布置的四组纠

20、偏油缸联接。在后壳体插入前壳体的间隙里，置的四组纠偏油缸联接。在后壳体插入前壳体的间隙里，有两道有两道V字形密封圈，它可保证在纠偏过程中不会产生渗字形密封圈，它可保证在纠偏过程中不会产生渗漏景象。漏景象。小刀盘小刀盘螺旋出土机螺旋出土机纠偏千斤顶纠偏千斤顶多刀盘式土压平衡顶管机多刀盘式土压平衡顶管机 一样点：一样点：1二者都属于暗挖法施工大口径二者都属于暗挖法施工大口径900地下工地下工程的主要施工方法；程的主要施工方法；2二者都要开挖任务基坑任务井和接纳井；二者都要开挖任务基坑任务井和接纳井；3二者任务面的开挖方法，出、进洞施工技术根本类二者任务面的开挖方法，出、进洞施工技术根本类似；似；4二者都要留意接缝防水处置、地表沉降控制、周边二者都要留意接缝防水处置、地表沉降控制、周边环境维护等问题，都要进展注压浆。环境维护等问题，都要进展注压浆。不同点：不同点：1盾构法的衬砌为管片，且每环管片要在盾构机的盾尾进展拼装，盾构法的衬砌为管片，且每环管片要在盾构机的盾尾进展拼装，拼装好后普通不会再挪动；顶管法的衬砌为管节，且每环管节是拼装好后普通不会再挪动；顶管法的衬砌为管节，且每环管节是一次预制胜利的，由顶进安装依次顶进，直至第一节管节到达接一次预制胜利的，由顶进安装依次顶进，直至第一节管节到达接纳井位置。纳井位置。