顶管施工技术课件

二、顶管的应用顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。顶管施工是一门涉及知识面广、施工管理要求高、施工作业要求严的综合性施工技术，最突出的特点是适应性。顶管施工采用何种施工方法是根据工程的特点、环境、地质、施工条件等因素决定，所以各种顶管方法都有其局限性。为减少对交通的干扰和避免大开挖，大口径圆形管节在埋深大于3m时，可采用顶管法埋设。二、顶管的应用顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、1三、顶管施工的优缺点3.1优点1、土方开挖量少，安全，对交通影响小，开挖部分仅仅是工作坑及接收坑；2、施工噪音少，影响范围小，文明施工程度高；3、施工工期短；4、可以穿越铁路、河流等不允许开挖或没有开挖条件的地方；5、可以完成埋深大的地下管道敷设。3.2缺点1、曲率半径小，而且多种曲线组合在一起时，施工非常困难；2、在软弱土层中容易偏差，且纠偏困难，管道容易发生不均匀下沉；3、顶进过程中遇到障碍物不容易处理；4、在覆土浅的条件下施工不经济。三、顶管施工的优缺点3.1优点1、土方开挖量少，安全，对交2顶管施工的优点顶管施工的优点3四、顶管施工的分类1、人工手掘式顶管施工常用的施工方法：

敞开式、气压法式。2、机械式顶管施工常用的施工方法：

泥水平衡式和土压平衡式。3、其他顶管施工方法：

水冲枪式。4、顶管施工常用的管材：

钢筋混礙土管、钢管、夹砂玻璃钢管。5、管材外型：圆型、矩型。四、顶管施工的分类1、人工手掘式顶管施工常用的施工方法：45.1工作坑工作坑是安放所有顶进设备的场所，也是顶管掘进机或工具管的始发地，同时又是承受主顶油缸反作用力的构筑物。工作坑按形状可分为矩形、圆形、腰圆形、多边形几种。

工作坑常用的施工方法有沉井法、逆作法和钢板桩支护。

工作坑的前后壁在管道顶进时受力巨大，均应加固。五、顶管构筑物与设备钢板桩工作坑井壁加固5.1工作坑工作坑是安放所有顶进设备的场所，也是顶5

接收井是接收顶管掘进机或工具管的场所,平面一般也呈矩形，沿管道方向较长，其长度应满足顶管机头可被取出的条件。在管道转折处设置的接收井，其平面为圆形，内径也应满足机头被取出的条件。接收井的深度也比较深，所以井壁支撑，一般也采用钢板桩。若竣工后坑位无需覆土，可采用钢筋混凝土沉井，箱壁应预留位置正确、大小合适的管孔，竣工后沉井可改建成检查井。5.2接收井接收井是接收顶管掘进机或工具管的场所,平面一般也65.3机头概念机头也可以叫导头或工作管，主要作用是挖掘管节前的土壤，顶管时把管节导入设计位置，起到定向纠偏和埋设管节的作用。功能校正挖土方向，挖土，防止管节前土壤坍塌构造与松土运送方法也有关。分为手掘式、泥水平衡式、土压平衡式。5.3机头概念机头也可以叫导头或工作管，主要作用是挖掘7顶管机操作台后靠背、千斤顶支架、导轨千斤顶顶铁5.4顶管主要配套设备顶管机操作台后靠背、千斤顶支架、导轨千斤顶顶铁5.4顶管主8六、管节顶进6.1工作井布置在工作井内，布置主顶千斤顶、顶铁、基坑导轨、洞口止水圈以及照明装置和井内排水设备等。在顶进井的地面上，布置行车或其他类型的起吊运输设备。六、管节顶进6.1工作井布置在工作井内，布置主顶千96.2顶进挖土1、手掘式（人工开挖）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。2、挤压掘进机

主顶油缸或中继间油缸的推力把工具管挤到土里去，被挤压的土从工具管的排土口挤出。

3、泥水平衡式（机械）采用机械切削泥土、利用压力来平衡地下水压力和土压力、采用水力输送弃土。4、土压平衡式（机械）

采用机械切削泥土，利用土仓内的压力和螺旋输送机排土来平衡地下水压力和土压力，排出的土可以是含水量很少的干土或含水量较多的泥浆。6.2顶进挖土1、手掘式（人工开挖）10人工挖土：人工挖，小车运。前端挖掉一段后，方可顶管。挖土条件：土质较好，管道的管径不应小于1000mm。1、手掘式（人工）挖土出土车人工挖土：挖土条件：土质较好，管道的管径不应小于1000mm112、

挤压式挖土挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一段土体被挤进顶管机头，然后用钢丝绳沿挤压口内缘切断土体，落在出土车或运土机上，运至工作坑。2、挤压式挖土挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，123、

泥水平衡顶管机械切土：机头设有刀盘而进行机械切土，边切土边顶进，切削下来的土，用泥水循环系统输送至泥浆池。3、泥水平衡顶管机械切土：13顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。通过组合动作，控制顶管机的顶进方向。后靠背、千斤顶支架、导轨同时，顶进长度向长距离方向发展，比如：在上海合流污水一期工程中德国Zueberlin公司曾将直径直径2500mm的钢筋混凝土管曲线一次顶进约1500m。5m的矩形顶管机，土压平衡模式，推进总长112米。1、人工手掘式顶管施工常用的施工方法：顶管施工采用何种施工方法是根据工程的特点、环境、地质、施工条件等因素决定，所以各种顶管方法都有其局限性。顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。前端挖掉一段后，方可顶管。前端挖掉一段后，方可顶管。挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一段土体被挤进同时，顶进长度向长距离方向发展，比如：在上海合流污水一期工程中德国Zueberlin公司曾将直径直径2500mm的钢筋混凝土管曲线一次顶进约1500m。顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。广东汕头管径2米、全长2080米的过海钢质引水管，准确顶入接收井预留孔，管道全线实现贯通。在管道转折处设置的接收井，其平面为圆形，内径也应满足机头被取出的条件。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。钢管顶管常用的接口形式有两种，一种V型坡口，另一种是K型坡口，V型坡口适用于管径较小，人无法进入管内进行焊接的钢管，单面焊接，双面成形对焊接要求比较高；3、泥水平衡式（机械）在管道转折处设置的接收井，其平面为圆形，内径也应满足机头被取出的条件。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。由此创造了国内一次性顶进最长距离的新纪录。管节类型不同，止水方式也不同。

土压平衡式通过控制螺旋出土器排土量或顶管机前进速度来平衡地下水和土压力，使此土压力与切削面前方的静止土压力和地下水压力保持平衡，保证开挖面的稳定。4、

土压平衡顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许14人工出土——人工挖土；螺旋输送机——土压平衡顶管机；吸泥排泥设备（流体输送）——泥水平衡、泥水加气平衡顶管机。6.3排土方式人工出土——人工挖土；6.3排土方式15螺旋输送机出土土压平衡顶管掘进机开挖的泥土，通过螺旋输送机输送、压缩、密封，形成密封的土塞，阻止泥土中的水快速流出，保持泥土压的稳定。螺旋输送机螺旋输送机出土土压平衡顶管掘进机开挖的泥土，通过螺旋输送机输16

2、吸泥排泥设备（泥浆循环系统）：

机头切土进入泥仓后，与进浆混合成泥浆，泥浆由吸泥设备，直接压送至地面贮泥池。2、吸泥排泥设备（泥浆循环系统）：17顶管泥浆设备送水、排泥泵泥浆沉淀池泥浆浓度：进浆1.05-1.10排浆1.20-1.25送排泥浆管顶管泥浆设备送水、排泥泵泥浆沉淀池泥浆浓度：进浆1.05-1186.4管节顶进方向控制

在顶管过程中，必须经常观测顶进的管节位置是否符合设计。1、

测量

测量系统的主要设备：由激光经纬仪、测量靶和监示器组成

测量：在工作井后座位置设置测量机座，测量基座由地面引入地下，避免工作井的变形引起的误差，将激光经纬仪放置在其上调平后，使激光经纬仪发射的激光沿着顶进方向水平射出，打在工具头的测量靶位上，通过望远镜读出工具头的偏差。每隔0.5m记录一次。（辅以人工测量校对）测量靶激光经纬仪6.4管节顶进方向控制在顶管过程中，必须经常19

顶管采用纠偏千斤顶纠偏，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。

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）。2、纠偏措施顶管采用纠偏千斤顶纠偏，设在顶管机前后段之间，共20七、管节接口

7.1钢筋混凝土管钢筋混凝土管节的接口有平口、企口和承口三种类型。管节类型不同，止水方式也不同。顶管常用平口和承口1、平口管接口及止水平口管用“T”形钢套环接口，把两只管子连接在一起，在混凝土管和钢套环中间安装有2根齿形橡胶圈止水。

2、承口接口及防水承口管用“F”形套环接口，接口处用1根齿形橡胶圈止水。F形接口管是最为常用的一种管节。它把“T”形钢套环的前面一半埋入混凝土管中就变成了“F”形接口。为防止钢套环与混凝土结合面渗漏，在该处设了一个遇水膨胀的橡胶止水圈。七、管节接口7.1钢筋混凝土管钢筋混凝土管节的接口21

7.2钢管

钢管顶管常用的接口形式有两种，一种V型坡口，另一种是K型坡口，V型坡口适用于管径较小，人无法进入管内进行焊接的钢管，单面焊接，双面成形对焊接要求比较高；K型坡口则用于管径比较大，人可以到管内进行焊接作业，管壁比较厚的情况。厚度（mm）坡口名称坡口尺寸间隙c(mm)钝边p(mm)坡口角度α（°）3~9V型坡口0~20~265~759~26V型坡口0~30~355~65V型坡口K型坡口7.2钢管钢管顶管常用的接口形式有两22八、顶管施工其他措施8.1中继间接力顶进中继间是经机械加工的内外套组合，通过中间的小千斤顶的伸动作，推动外套往前伸出，外套向前推动管节一段距离，又通过后部主顶推力顶进，使小千斤顶复位。在长距离顶进时，可分段减少主顶的压力，它可以与其他中继间和后座通过程序连动，一环接一环，自动切换。主顶推力中继间八、顶管施工其他措施8.1中继间接力顶进中继间是经机238.2注浆减阻

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射触变泥浆，降低顶进的阻力。

触变泥浆管设置一般在顶管机后面3－4节管每节管都设置触变泥浆管，在管节外壁形成完整的浆套。以后的管节间隔2－3节管设置一道，用来对浆套进行补浆。

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3－4个，孔的布置均匀。经过不段压浆，在管外壁形成一个泥浆套。触变泥浆管采用触变泥浆后，顶管摩阻力显著降低，混凝土顶进的综合摩阻力可降到3kPa，钢管则可降到1kPa。8.2注浆减阻在顶进过程中，随着距离的增长，管道的24九、顶力计算九、顶力计算25十、发展趋势发展趋势大直径、长距离顶进平面曲线、空间曲线顶管2014年3月31日，郑州市下穿中州大道隧道工程2标顺利贯通，该工程首次采用外径10.4m×7.5m的矩形顶管机，土压平衡模式，推进总长112米。是目前世界上最大外径顶管。广东汕头管径2米、全长2080米的过海钢质引水管，准确顶入接收井预留孔，管道全线实现贯通。由此创造了国内一次性顶进最长距离的新纪录。从国内外曲顶技术的发展现状来看，目前曲顶的管径以中、大口径为主，曲线类型有平面的、有垂直向的，还有S形的，基本上能按工程的要求而变换。同时，顶进长度向长距离方向发展，比如：在上海合流污水一期工程中德国Zueberlin公司曾将直径直径2500mm的钢筋混凝土管曲线一次顶进约1500m。十、发展趋势发展趋势大直径、长距离顶进平面曲线、空间曲线顶管26

欢迎指正谢谢欢迎指正谢谢27二、顶管的应用顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。顶管施工是一门涉及知识面广、施工管理要求高、施工作业要求严的综合性施工技术，最突出的特点是适应性。顶管施工采用何种施工方法是根据工程的特点、环境、地质、施工条件等因素决定，所以各种顶管方法都有其局限性。为减少对交通的干扰和避免大开挖，大口径圆形管节在埋深大于3m时，可采用顶管法埋设。二、顶管的应用顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、28二、顶管的应用顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。顶管施工是一门涉及知识面广、施工管理要求高、施工作业要求严的综合性施工技术，最突出的特点是适应性。顶管施工采用何种施工方法是根据工程的特点、环境、地质、施工条件等因素决定，所以各种顶管方法都有其局限性。为减少对交通的干扰和避免大开挖，大口径圆形管节在埋深大于3m时，可采用顶管法埋设。二、顶管的应用顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、295.3机头概念机头也可以叫导头或工作管，主要作用是挖掘管节前的土壤，顶管时把管节导入设计位置，起到定向纠偏和埋设管节的作用。功能校正挖土方向，挖土，防止管节前土壤坍塌构造与松土运送方法也有关。分为手掘式、泥水平衡式、土压平衡式。5.3机头概念机头也可以叫导头或工作管，主要作用是挖掘302、

挤压式挖土挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一段土体被挤进顶管机头，然后用钢丝绳沿挤压口内缘切断土体，落在出土车或运土机上，运至工作坑。2、挤压式挖土挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，312、

挤压式挖土挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一段土体被挤进顶管机头，然后用钢丝绳沿挤压口内缘切断土体，落在出土车或运土机上，运至工作坑。2、挤压式挖土挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，32经过不段压浆，在管外壁形成一个泥浆套。为减少对交通的干扰和避免大开挖，大口径圆形管节在埋深大于3m时，可采用顶管法埋设。从国内外曲顶技术的发展现状来看，目前曲顶的管径以中、大口径为主，曲线类型有平面的、有垂直向的，还有S形的，基本上能按工程的要求而变换。4、土压平衡式（机械）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射触变泥浆，降低顶进的阻力。3、泥水平衡式（机械）人工出土——人工挖土；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3－4个，孔的布置均匀。从国内外曲顶技术的发展现状来看，目前曲顶的管径以中、大口径为主，曲线类型有平面的、有垂直向的，还有S形的，基本上能按工程的要求而变换。前端挖掉一段后，方可顶管。广东汕头管径2米、全长2080米的过海钢质引水管，准确顶入接收井预留孔，管道全线实现贯通。2、机械式顶管施工常用的施工方法：在长距离顶进时，可分段减少主顶的压力，它可以与其他中继间和后座通过程序连动，一环接一环，自动切换。平面曲线、空间曲线顶管采用触变泥浆后，顶管摩阻力显著降低，混凝土顶进的综合摩阻力可降到3kPa，钢管则可降到1kPa。与松土运送方法也有关。顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一段土体被挤进5m的矩形顶管机，土压平衡模式，推进总长112米。接收井是接收顶管掘进机或工具管的场所,平面一般也呈矩形，沿管道方向较长，其长度应满足顶管机头可被取出的条件。机头也可以叫导头或工作管，主要作用是挖掘管节前的土壤，顶管时把管节导入设计位置，起到定向纠偏和埋设管节的作用。前端挖掉一段后，方可顶管。K型坡口则用于管径比较大，人可以到管内进行焊接作业，管壁比较厚的情况。接收井的深度也比较深，所以井壁支撑，一般也采用钢板桩。2、机械式顶管施工常用的施工方法：（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）。挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一段土体被挤进触变泥浆管设置一般在顶管机后面3－4节管每节管都设置触变泥浆管，在管节外壁形成完整的浆套。与松土运送方法也有关。5m的矩形顶管机，土压平衡模式，推进总长112米。经过不段压浆，在管外壁形成一个泥浆套。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。土压平衡顶管掘进机开挖的泥土，通过螺旋输送机输送、压缩、密封，形成密封的土塞，阻止泥土中的水快速流出，保持泥土压的稳定。机头切土进入泥仓后，与进浆混合成泥浆，泥浆由吸泥设备，直接压送至地面贮泥池。同时，顶进长度向长距离方向发展，比如：在上海合流污水一期工程中德国Zueberlin公司曾将直径直径2500mm的钢筋混凝土管曲线一次顶进约1500m。机头切土进入泥仓后，与进浆混合成泥浆，泥浆由吸泥设备，直接压送至地面贮泥池。在管道转折处设置的接收井，其平面为圆形，内径也应满足机头被取出的条件。3、泥水平衡式（机械）前端挖掉一段后，方可顶管。2、承口接口及防水1、手掘式（人工）挖土为防止钢套环与混凝土结合面渗漏，在该处设了一个遇水膨胀的橡胶止水圈。螺旋输送机——土压平衡顶管机；

7.2钢管

钢管顶管常用的接口形式有两种，一种V型坡口，另一种是K型坡口，V型坡口适用于管径较小，人无法进入管内进行焊接的钢管，单面焊接，双面成形对焊接要求比较高；K型坡口则用于管径比较大，人可以到管内进行焊接作业，管壁比较厚的情况。厚度（mm）坡口名称坡口尺寸间隙c(mm)钝边p(mm)坡口角度α（°）3~9V型坡口0~20~265~759~26V型坡口0~30~355~65V型坡口K型坡口经过不段压浆，在管外壁形成一个泥浆套。前端挖掉一段后，方可顶33二、顶管的应用顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。顶管施工是一门涉及知识面广、施工管理要求高、施工作业要求严的综合性施工技术，最突出的特点是适应性。顶管施工采用何种施工方法是根据工程的特点、环境、地质、施工条件等因素决定，所以各种顶管方法都有其局限性。为减少对交通的干扰和避免大开挖，大口径圆形管节在埋深大于3m时，可采用顶管法埋设。二、顶管的应用顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、34三、顶管施工的优缺点3.1优点1、土方开挖量少，安全，对交通影响小，开挖部分仅仅是工作坑及接收坑；2、施工噪音少，影响范围小，文明施工程度高；3、施工工期短；4、可以穿越铁路、河流等不允许开挖或没有开挖条件的地方；5、可以完成埋深大的地下管道敷设。3.2缺点1、曲率半径小，而且多种曲线组合在一起时，施工非常困难；2、在软弱土层中容易偏差，且纠偏困难，管道容易发生不均匀下沉；3、顶进过程中遇到障碍物不容易处理；4、在覆土浅的条件下施工不经济。三、顶管施工的优缺点3.1优点1、土方开挖量少，安全，对交35顶管施工的优点顶管施工的优点36四、顶管施工的分类1、人工手掘式顶管施工常用的施工方法：

敞开式、气压法式。2、机械式顶管施工常用的施工方法：

泥水平衡式和土压平衡式。3、其他顶管施工方法：

水冲枪式。4、顶管施工常用的管材：

钢筋混礙土管、钢管、夹砂玻璃钢管。5、管材外型：圆型、矩型。四、顶管施工的分类1、人工手掘式顶管施工常用的施工方法：375.1工作坑工作坑是安放所有顶进设备的场所，也是顶管掘进机或工具管的始发地，同时又是承受主顶油缸反作用力的构筑物。工作坑按形状可分为矩形、圆形、腰圆形、多边形几种。

工作坑常用的施工方法有沉井法、逆作法和钢板桩支护。

工作坑的前后壁在管道顶进时受力巨大，均应加固。五、顶管构筑物与设备钢板桩工作坑井壁加固5.1工作坑工作坑是安放所有顶进设备的场所，也是顶38

接收井是接收顶管掘进机或工具管的场所,平面一般也呈矩形，沿管道方向较长，其长度应满足顶管机头可被取出的条件。在管道转折处设置的接收井，其平面为圆形，内径也应满足机头被取出的条件。接收井的深度也比较深，所以井壁支撑，一般也采用钢板桩。若竣工后坑位无需覆土，可采用钢筋混凝土沉井，箱壁应预留位置正确、大小合适的管孔，竣工后沉井可改建成检查井。5.2接收井接收井是接收顶管掘进机或工具管的场所,平面一般也395.3机头概念机头也可以叫导头或工作管，主要作用是挖掘管节前的土壤，顶管时把管节导入设计位置，起到定向纠偏和埋设管节的作用。功能校正挖土方向，挖土，防止管节前土壤坍塌构造与松土运送方法也有关。分为手掘式、泥水平衡式、土压平衡式。5.3机头概念机头也可以叫导头或工作管，主要作用是挖掘40顶管机操作台后靠背、千斤顶支架、导轨千斤顶顶铁5.4顶管主要配套设备顶管机操作台后靠背、千斤顶支架、导轨千斤顶顶铁5.4顶管主41六、管节顶进6.1工作井布置在工作井内，布置主顶千斤顶、顶铁、基坑导轨、洞口止水圈以及照明装置和井内排水设备等。在顶进井的地面上，布置行车或其他类型的起吊运输设备。六、管节顶进6.1工作井布置在工作井内，布置主顶千426.2顶进挖土1、手掘式（人工开挖）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。2、挤压掘进机

主顶油缸或中继间油缸的推力把工具管挤到土里去，被挤压的土从工具管的排土口挤出。

3、泥水平衡式（机械）采用机械切削泥土、利用压力来平衡地下水压力和土压力、采用水力输送弃土。4、土压平衡式（机械）

采用机械切削泥土，利用土仓内的压力和螺旋输送机排土来平衡地下水压力和土压力，排出的土可以是含水量很少的干土或含水量较多的泥浆。6.2顶进挖土1、手掘式（人工开挖）43人工挖土：人工挖，小车运。前端挖掉一段后，方可顶管。挖土条件：土质较好，管道的管径不应小于1000mm。1、手掘式（人工）挖土出土车人工挖土：挖土条件：土质较好，管道的管径不应小于1000mm442、

挤压式挖土挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一段土体被挤进顶管机头，然后用钢丝绳沿挤压口内缘切断土体，落在出土车或运土机上，运至工作坑。2、挤压式挖土挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，453、

泥水平衡顶管机械切土：机头设有刀盘而进行机械切土，边切土边顶进，切削下来的土，用泥水循环系统输送至泥浆池。3、泥水平衡顶管机械切土：46顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。通过组合动作，控制顶管机的顶进方向。后靠背、千斤顶支架、导轨同时，顶进长度向长距离方向发展，比如：在上海合流污水一期工程中德国Zueberlin公司曾将直径直径2500mm的钢筋混凝土管曲线一次顶进约1500m。5m的矩形顶管机，土压平衡模式，推进总长112米。1、人工手掘式顶管施工常用的施工方法：顶管施工采用何种施工方法是根据工程的特点、环境、地质、施工条件等因素决定，所以各种顶管方法都有其局限性。顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。前端挖掉一段后，方可顶管。前端挖掉一段后，方可顶管。挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一段土体被挤进同时，顶进长度向长距离方向发展，比如：在上海合流污水一期工程中德国Zueberlin公司曾将直径直径2500mm的钢筋混凝土管曲线一次顶进约1500m。顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。广东汕头管径2米、全长2080米的过海钢质引水管，准确顶入接收井预留孔，管道全线实现贯通。在管道转折处设置的接收井，其平面为圆形，内径也应满足机头被取出的条件。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。钢管顶管常用的接口形式有两种，一种V型坡口，另一种是K型坡口，V型坡口适用于管径较小，人无法进入管内进行焊接的钢管，单面焊接，双面成形对焊接要求比较高；3、泥水平衡式（机械）在管道转折处设置的接收井，其平面为圆形，内径也应满足机头被取出的条件。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。由此创造了国内一次性顶进最长距离的新纪录。管节类型不同，止水方式也不同。

土压平衡式通过控制螺旋出土器排土量或顶管机前进速度来平衡地下水和土压力，使此土压力与切削面前方的静止土压力和地下水压力保持平衡，保证开挖面的稳定。4、

土压平衡顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许47人工出土——人工挖土；螺旋输送机——土压平衡顶管机；吸泥排泥设备（流体输送）——泥水平衡、泥水加气平衡顶管机。6.3排土方式人工出土——人工挖土；6.3排土方式48螺旋输送机出土土压平衡顶管掘进机开挖的泥土，通过螺旋输送机输送、压缩、密封，形成密封的土塞，阻止泥土中的水快速流出，保持泥土压的稳定。螺旋输送机螺旋输送机出土土压平衡顶管掘进机开挖的泥土，通过螺旋输送机输49

2、吸泥排泥设备（泥浆循环系统）：

机头切土进入泥仓后，与进浆混合成泥浆，泥浆由吸泥设备，直接压送至地面贮泥池。2、吸泥排泥设备（泥浆循环系统）：50顶管泥浆设备送水、排泥泵泥浆沉淀池泥浆浓度：进浆1.05-1.10排浆1.20-1.25送排泥浆管顶管泥浆设备送水、排泥泵泥浆沉淀池泥浆浓度：进浆1.05-1516.4管节顶进方向控制

在顶管过程中，必须经常观测顶进的管节位置是否符合设计。1、

测量

测量系统的主要设备：由激光经纬仪、测量靶和监示器组成

测量：在工作井后座位置设置测量机座，测量基座由地面引入地下，避免工作井的变形引起的误差，将激光经纬仪放置在其上调平后，使激光经纬仪发射的激光沿着顶进方向水平射出，打在工具头的测量靶位上，通过望远镜读出工具头的偏差。每隔0.5m记录一次。（辅以人工测量校对）测量靶激光经纬仪6.4管节顶进方向控制在顶管过程中，必须经常52

顶管采用纠偏千斤顶纠偏，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。

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）。2、纠偏措施顶管采用纠偏千斤顶纠偏，设在顶管机前后段之间，共53七、管节接口

7.1钢筋混凝土管钢筋混凝土管节的接口有平口、企口和承口三种类型。管节类型不同，止水方式也不同。顶管常用平口和承口1、平口管接口及止水平口管用“T”形钢套环接口，把两只管子连接在一起，在混凝土管和钢套环中间安装有2根齿形橡胶圈止水。

2、承口接口及防水承口管用“F”形套环接口，接口处用1根齿形橡胶圈止水。F形接口管是最为常用的一种管节。它把“T”形钢套环的前面一半埋入混凝土管中就变成了“F”形接口。为防止钢套环与混凝土结合面渗漏，在该处设了一个遇水膨胀的橡胶止水圈。七、管节接口7.1钢筋混凝土管钢筋混凝土管节的接口54

7.2钢管

钢管顶管常用的接口形式有两种，一种V型坡口，另一种是K型坡口，V型坡口适用于管径较小，人无法进入管内进行焊接的钢管，单面焊接，双面成形对焊接要求比较高；K型坡口则用于管径比较大，人可以到管内进行焊接作业，管壁比较厚的情况。厚度（mm）坡口名称坡口尺寸间隙c(mm)钝边p(mm)坡口角度α（°）3~9V型坡口0~20~265~759~26V型坡口0~30~355~65V型坡口K型坡口7.2钢管钢管顶管常用的接口形式有两55八、顶管施工其他措施8.1中继间接力顶进中继间是经机械加工的内外套组合，通过中间的小千斤顶的伸动作，推动外套往前伸出，外套向前推动管节一段距离，又通过后部主顶推力顶进，使小千斤顶复位。在长距离顶进时，可分段减少主顶的压力，它可以与其他中继间和后座通过程序连动，一环接一环，自动切换。主顶推力中继间八、顶管施工其他措施8.1中继间接力顶进中继间是经机568.2注浆减阻

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射触变泥浆，降低顶进的阻力。

触变泥浆管设置一般在顶管机后面3－4节管每节管都设置触变泥浆管，在管节外壁形成完整的浆套。以后的管节间隔2－3节管设置一道，用来对浆套进行补浆。

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3－4个，孔的布置均匀。经过不段压浆，在管外壁形成一个泥浆套。触变泥浆管采用触变泥浆后，顶管摩阻力显著降低，混凝土顶进的综合摩阻力可降到3kPa，钢管则可降到1kPa。8.2注浆减阻在顶进过程中，随着距离的增长，管道的57九、顶力计算九、顶力计算58十、发展趋势发展趋势大直径、长距离顶进平面曲线、空间曲线顶管2014年3月31日，郑州市下穿中州大道隧道工程2标顺利贯通，该工程首次采用外径10.4m×7.5m的矩形顶管机，土压平衡模式，推进总长112米。是目前世界上最大外径顶管。广东汕头管径2米、全长2080米的过海钢质引水管，准确顶入接收井预留孔，管道全线实现贯通。由此创造了国内一次性顶进最长距离的新纪录。从国内外曲顶技术的发展现状来看，目前曲顶的管径以中、大口径为主，曲线类型有平面的、有垂直向的，还有S形的，基本上能按工程的要求而变换。同时，顶进长度向长距离方向发展，比如：在上海合流污水一期工程中德国Zueberlin公司曾将直径直径2500mm的钢筋混凝土管曲线一次顶进约1500m。十、发展趋势发展趋势大直径、长距离顶进平面曲线、空间曲线顶管59

欢迎指正谢谢欢迎指正谢谢60二、顶管的应用顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。顶管施工是一门涉及知识面广、施工管理要求高、施工作业要求严的综合性施工技术，最突出的特点是适应性。顶管施工采用何种施工方法是根据工程的特点、环境、地质、施工条件等因素决定，所以各种顶管方法都有其局限性。为减少对交通的干扰和避免大开挖，大口径圆形管节在埋深大于3m时，可采用顶管法埋设。二、顶管的应用顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、61二、顶管的应用顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条件下进行各种管道的铺设、更换和修复，由于顶管施工技术具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电力电缆等地下管线中广泛的应用。顶管施工是一门涉及知识面广、施工管理要求高、施工作业要求严的综合性施工技术，最突出的特点是适应性。顶管施工采用何种施工方法是根据工程的特点、环境、地质、施工条件等因素决定，所以各种顶管方法都有其局限性。为减少对交通的干扰和避免大开挖，大口径圆形管节在埋深大于3m时，可采用顶管法埋设。二、顶管的应用顶管施工技术被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、625.3机头概念机头也可以叫导头或工作管，主要作用是挖掘管节前的土壤，顶管时把管节导入设计位置，起到定向纠偏和埋设管节的作用。功能校正挖土方向，挖土，防止管节前土壤坍塌构造与松土运送方法也有关。分为手掘式、泥水平衡式、土压平衡式。5.3机头概念机头也可以叫导头或工作管，主要作用是挖掘632、

挤压式挖土挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一段土体被挤进顶管机头，然后用钢丝绳沿挤压口内缘切断土体，落在出土车或运土机上，运至工作坑。2、挤压式挖土挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，642、

挤压式挖土挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，一段土体被挤进顶管机头，然后用钢丝绳沿挤压口内缘切断土体，落在出土车或运土机上，运至工作坑。2、挤压式挖土挤压切土：凭借机头的挤压口，将机头顶入土中，65经过不段压浆，在管外壁形成一个泥浆套。为减少对交通的干扰和避免