顶管工程施工详解演示

（优选）顶管工程施工详解当前第1页\共有145页\编于星期六\19点目标井不需要开挖面层，能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河流工作坑当前第2页\共有145页\编于星期六\19点开槽施工顶管施工当前第3页\共有145页\编于星期六\19点顶管施工为减少对交通的干扰和避免大开挖，大口径管节在埋深大于3m时，可采用顶管法埋设。顶管操作在工作坑内进行。工作坑位于检查井位置。管节下到坑内，用液压千斤顶顶入土壤。管节前有“机头”导进，千斤顶后有后座支撑。接口在顶进操作中完成，水密性较好，竣工后不作水压试验。当前第4页\共有145页\编于星期六\19点

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当前第5页\共有145页\编于星期六\19点顶管施工当前第6页\共有145页\编于星期六\19点顶管施工的优点当前第7页\共有145页\编于星期六\19点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。一、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当前第8页\共有145页\编于星期六\19点挖土方法手工挤压水冲抽吸构造与松土运送方法也有关。松土运送有机械法（带式输送机、螺旋输送机）和水力法（水力泥浆管）两种。为减小顶管阻力，可将泥浆压在沟道的外壁上，形成泥浆套。泥浆套有助于土壤的稳定。当前第9页\共有145页\编于星期六\19点二、工作坑工作坑平面呈矩形，一般沿管道方向较长，深度较深，坑壁支撑，一般采用钢板桩；若竣工后坑位无需覆土，可采用钢筋混凝土沉箱，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。坑的前后壁在管道顶进时受力巨大，均应加固。当前第10页\共有145页\编于星期六\19点工作坑构造和设施当前第11页\共有145页\编于星期六\19点顶管机操作台后靠背、千斤顶支架、导轨千斤顶螺旋出土机顶管配套设备当前第12页\共有145页\编于星期六\19点接收井平面一般也呈矩形，沿管道方向较长，其长度应满足顶管机头可被取出的条件。再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箱，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。当前第13页\共有145页\编于星期六\19点三、管节顶进与接口1、挖土挖掘方法人工挖土水力冲土挤压切土机械切土当前第14页\共有145页\编于星期六\19点人工挖土法人工挖土：人工挖，小车运。前端挖掉一段后，方可顶管。要求：土质较好，管道的管径不应小于1000mm。当前第15页\共有145页\编于星期六\19点顶管配套设备出土车当前第16页\共有145页\编于星期六\19点在施工中，通过水射流将位于工作面上的土层破碎，并将其冲刷进入破碎室，最后以泥水混合物的方式排至地表。水冲式当前第17页\共有145页\编于星期六\19点水力冲土法水力冲土：机头设切土网格，切入土体后，再用高压水枪冲散挤入网格的泥土，泥浆由吸泥设备，直接压送至地面贮泥池。当前第18页\共有145页\编于星期六\19点顶管配套设备送水、排泥泵泥浆沉淀池当前第19页\共有145页\编于星期六\19点挤压式挤压切土：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。当前第20页\共有145页\编于星期六\19点挤压切土法当前第21页\共有145页\编于星期六\19点机械切土法机械切土：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，用输送机运至工作坑。当前第22页\共有145页\编于星期六\19点2、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。当前第23页\共有145页\编于星期六\19点3、管节接口顶管用的钢筋混凝土管节的管口形式是凸口式，其接口的处理分两个阶段进行。在一节管子顶进以后，另一节管子下到工作坑里时，将两节管子的管口对齐，并在凸缘处填塞一圈浸过沥青的麻辫；管内壁的接口处用金属内胀圈将管子撑紧，使顶管过程中管子接口处不致产生错口。当前第24页\共有145页\编于星期六\19点管节全部顶进后，拆除内胀圈，再在接口处填水泥砂浆并与管内壁抹平，接口就完成。为加强管节接口，常在管口外侧安装外套环，再安放橡胶圈，增加防渗效果。当前第25页\共有145页\编于星期六\19点管节顶进与接口管节接口接口加固在一节管子顶进以后，另一节管子下到工作坑里时，在两节管子接口外侧安装外套环以加固。流沙地区，除加放外套环加固外，还安放橡胶圈，增加防渗效果。当前第26页\共有145页\编于星期六\19点F型接口时，首先将已顶管节的雄口上套上涂抹硅油以利于润滑对接的“o”型止水橡胶圈，再在另一管节的雌口内安装什木接口衬垫。管节全部顶进后，在管内用聚硫密封膏嵌补什木衬垫接口处的空缺，并管内抹平。当前第27页\共有145页\编于星期六\19点管节顶进与接口管节接口当前第28页\共有145页\编于星期六\19点盾构施工当前第29页\共有145页\编于星期六\19点一.盾构施工组成当前第30页\共有145页\编于星期六\19点当前第31页\共有145页\编于星期六\19点二、盾构工法的原理盾构机盾构隧道定义：用盾构机一边防止土砂的坍塌，一边进行挖掘，推进，并在盾尾进行衬砌作业从而修建排水管道的方法。当前第32页\共有145页\编于星期六\19点当前第33页\共有145页\编于星期六\19点盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。当前第34页\共有145页\编于星期六\19点当前第35页\共有145页\编于星期六\19点当前第36页\共有145页\编于星期六\19点当前第37页\共有145页\编于星期六\19点具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。特点当前第38页\共有145页\编于星期六\19点根据工作原理：一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构）。根据开挖方法：可分为：敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等。为了减少盾构施工对地层的扰动，可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层，然后在切口内进行土体开挖与运输。分类定义当前第39页\共有145页\编于星期六\19点第四节井点降水当前第40页\共有145页\编于星期六\19点井点概念一组口径50mm左右、深8m左右的管井适用条件地下水位高，水量大，土质为粉性和沙性土，易出现流沙时分类轻型井点喷射井点在地下水位接近地面的城镇，其排水管道在敷设施工时，常需降低地下水位。组成井点管、集水总管、抽水设备（真空泵和水射泵系统）当前第41页\共有145页\编于星期六\19点井点现场图当前第42页\共有145页\编于星期六\19点一、真空泵抽水系统井点排水要求降低的水位不大，不超过数米，所排水量一般较小，因此常采用真空系统抽水。采用真空泵的井点称为轻型井点，轻型井点降水深度一般不超过6m。当前第43页\共有145页\编于星期六\19点二、水射泵抽水系统有自来水的地方，可用水射泵形成真空，称为喷射井点。水射泵造成的真空度较高，降水深度可达8m。在管道施工中，井点常沿沟槽排列成行，用总管连接，总管通真空系统。当前第44页\共有145页\编于星期六\19点三、井点布置形式及要求井点降水常用于开槽埋管。井点的布置沿管槽排列成行，用总管连接，总管又连通井点的抽水设备。轻型井点布置分类单排线状双排线状环状当前第45页\共有145页\编于星期六\19点1、井点布置形式单排线状井点当前第46页\共有145页\编于星期六\19点单排线状井点布置图1井点管2总管3抽水设备1、井点布置形式当前第47页\共有145页\编于星期六\19点1、井点布置形式双排线状井点当前第48页\共有145页\编于星期六\19点双排线状井点布置图1、井点布置形式当前第49页\共有145页\编于星期六\19点1、井点布置形式环状井点当前第50页\共有145页\编于星期六\19点环状井点布置图1、井点布置形式当前第51页\共有145页\编于星期六\19点2、井点布置要求井管距离槽壁一般应大于1m，井点管间距一般选用0.8m、1.2m、1.6m。一台干式真空泵可接总管长度60-80m，井点管约50根；一台水射泵可接总管长度30-40m，井点管约30根。水射泵形成的真空度比真空泵高。真空泵系统的降水深度不超过6m，而水射泵可达到8m。当前第52页\共有145页\编于星期六\19点井点施工程序在使用井点降水时，要把其对周围环境的影响降到最小程度。开挖井点沟槽，铺设集水总管安装抽水机组，连接集水总管冲孔、埋设井点管，灌填砂滤料，将井点管同集水总管连接四、井点的施工当前第53页\共有145页\编于星期六\19点井点施工程序井点施工一般程序为：一是开挖井点沟槽，铺设集水总管；二是冲孔、埋设井点管，灌填砂滤料，将井点管同集水总管连接；三是安装抽水机组，连接集水总管。当前第54页\共有145页\编于星期六\19点排水管渠工程的施工准备和验收当前第55页\共有145页\编于星期六\19点当前第56页\共有145页\编于星期六\19点排水管道工程施工准备竣工验收工程施工管道埋设检查井砌筑当前第57页\共有145页\编于星期六\19点施工准备工程交底工程设计意图、设计内容、施工要求、事故预防、环境影响编制施工组织设计施工说明施工设计图施工计划表施工预算现场核查地质状况、地下管线与建筑物、施工条件：水、电、路、通讯、施工通道、堆场当前第58页\共有145页\编于星期六\19点编制施工组织设计施工说明施工设计图施工计划表施工预算工程性质、范围、工期；施工方法和进度；施工材料和机具设备；确保工程质量和安全施工的技术措施；劳动力安排；施工用地安排；雨季、冬季、汛期的施工措施。施工总平面图、施工分段图、施工工艺图总进度计划表、材料供应计划表、机具设备供应计划表、劳动力安排计划表。预算编制说明、分类工程量计算清单、工程预算当前第59页\共有145页\编于星期六\19点竣工验收初步验收由施工单位组织，邀请有关工程建设单位、工程设计单位、监理单位、质量管理部门和工程接管单位参加竣工终验建设单位组织，必须对工程竣工技术资料进行详细验收当前第60页\共有145页\编于星期六\19点竣工技术资料竣工阶段文件前期阶段文件施工阶段文件工程项目的有关请示、批复、批准文件、立项报告、可研报告、初设报告及其批复、工程概况、施工合同、规划许可证、工程地质勘查报告、设计计算书

工程开工及竣工申请报告、施工组织设计、工程预算清单、交领桩记录、工程控制点及施工基准线放样、复核记录、工程质量检查文件。施工材料质量保证文件、设计变更依据性文件、监理工作文件工程竣工报告、各专业竣工验收鉴定证书、工程质量保修书、工程决算、施工总结、全套施工图当前第61页\共有145页\编于星期六\19点目前世界上的顶管技术已经发展到了十分成熟的阶段，各种各样的顶管方式方法出现。施工技术原理同：一般都是垂直地面做工作井，然后用高压液压千斤顶，将水泥或者钢制管道顶入地下各种技术的差别就在于运输管道内挖掘出来的泥土，石头等渣子的方法，有人工的，有水抽式的，先进的还有遥控的。当前第62页\共有145页\编于星期六\19点非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术不容易施工好

非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。当前第63页\共有145页\编于星期六\19点非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语，它涉及的是利用少开挖，即工作井与接收井要开挖，以及不开挖，即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换，顶管直径DN800~4500mm。通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工作井内的管子可在地下穿行1500米以上，并且还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。当前第64页\共有145页\编于星期六\19点技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。特别适用于大中型管径的非开挖铺设。具有经济、高效，保护环境的综合功能。不开挖地面；不拆迁，不破坏地面建筑物；不影响交通；不破坏环境；施工不受气候和环境的影响；不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，综合造价低。当前第65页\共有145页\编于星期六\19点我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天燃气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。节约一大笔征地拆迁费用减少对环境污染和道路的堵塞具有显著的经济效益和社会效益。当前第66页\共有145页\编于星期六\19点顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，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。顶管施工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内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。

当前第67页\共有145页\编于星期六\19点目前，在顶管施工中最为流行的有三种平衡理论：

气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。

顶管施工最突出的特点就是适应性问题。针对不同的地质情况、施工条件和设计要求，选用与之适应的顶管施工方式，如何正确地选择顶管机和配套辅助设备，对于顶管施工来说将是非常关键的.当前第68页\共有145页\编于星期六\19点非开挖顶管施工采用油压驱动，施工时噪音远远小于开槽式敷设管道，几乎没有地盘沉降的现象，对周遭的影响降低到最小程度。而且在较深的埋深情况下施工成本要小于开槽式敷设管道。当前第69页\共有145页\编于星期六\19点无需隔断交通

噪音以及震动都很小

几个优点当前第70页\共有145页\编于星期六\19点可以在很深的地下敷设管道可以安全的穿越铁路当前第71页\共有145页\编于星期六\19点对施工周遭的影响很小可以穿越障碍物当前第72页\共有145页\编于星期六\19点顶管工法与其它工法比较当前第73页\共有145页\编于星期六\19点当前第74页\共有145页\编于星期六\19点当前第75页\共有145页\编于星期六\19点顶管机当前第76页\共有145页\编于星期六\19点顶管机械当前第77页\共有145页\编于星期六\19点顶管机械当前第78页\共有145页\编于星期六\19点顶管机械当前第79页\共有145页\编于星期六\19点顶管机械当前第80页\共有145页\编于星期六\19点导向钻进铺管钻机最大反扩孔径450mm当前第81页\共有145页\编于星期六\19点顶管机械当前第82页\共有145页\编于星期六\19点辽宁建平工程施工当前第83页\共有145页\编于星期六\19点辽宁兴城工程施工当前第84页\共有145页\编于星期六\19点顶管机械当前第85页\共有145页\编于星期六\19点顶管机械当前第86页\共有145页\编于星期六\19点顶管机械当前第87页\共有145页\编于星期六\19点顶管机械当前第88页\共有145页\编于星期六\19点土压泥水两用当前第89页\共有145页\编于星期六\19点顶管机械多边形偏心破碎泥水平衡顶管机的改良型用于各种强风化、中风化的岩石。

适用于软土：整机重量轻；结构简单；造价低廉；操作简单；可用停止某个刀盘的转动来达到比用纠偏油缸更好方向修正效果。当前第90页\共有145页\编于星期六\19点顶管机械当前第91页\共有145页\编于星期六\19点顶管机械当前第92页\共有145页\编于星期六\19点管道顶进方法的选择，是根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定的。普通顶管法是在黏性或砂性土层，且无地下水影响时，采取的手掘式或机构挖掘式顶管法。顶管的施工过程

当前第93页\共有145页\编于星期六\19点（1）工作坑①顶管工作坑的位置的设置应便于排水、出土和运输，并对地上与地下建筑物、构筑物易于采取保护和安全生产措施。②采用装配式后背墙由方木、型钢或钢板等组装而成，组装后的后背运动员具有足够的强度和刚度。③工作坑的支撑应形成封闭式模框架，矩形工作坑的四角应加斜撑。当前第94页\共有145页\编于星期六\19点黄石工地工作井当前第95页\共有145页\编于星期六\19点黄石工地工作井当前第96页\共有145页\编于星期六\19点江西xx土顶工作照当前第97页\共有145页\编于星期六\19点武穴施工600管道当前第98页\共有145页\编于星期六\19点xx施工中的鹅卵石当前第99页\共有145页\编于星期六\19点xx开顶前的准备工作当前第100页\共有145页\编于星期六\19点xx机头顶进中当前第101页\共有145页\编于星期六\19点（2）设备安装①导轨：选用钢质材料制作，安装牢固、顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致。在使用中经常检查校核导轨，防止产生位移。②千斤顶：安装时固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道中的中心的垂线上。③油泵：与千斤顶相匹配，并用备用油泵；安装完毕后进行试运转。顶进过程中油压突然增高时，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。④顶铁：当前第102页\共有145页\编于星期六\19点分块拼装式顶铁应有足够的刚度，并且顶铁的相邻面相互垂直。安装后的顶铁轴线应与管道轴线平等、对称，顶铁与导轨之间的接触面不得有泥土、油污。顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管口应增加U型或环形顶铁。⑤起重设备：正式作业前应试吊，检查重物捆扎情况和制动性能；严禁超负荷吊装。当前第103页\共有145页\编于星期六\19点（3）顶进①将地下水位降到管底以下不小于0.5M处，并防止其他水源进入顶管管道。②全部设备经过检查并试运转合格后可进行顶进。

顶进程序是：安装顶铁，开动油泵，顶镐活塞伸出一个行程后，关油泵，顶镐停止运行，活塞收缩，在空隙处加上顶铁，再开油泵，如此周而复始。③工具管开始顶进5-10m的范围内，允许偏差为：轴线位置3mm，高程0~+3mm.当超过允许偏差时，采取措施纠正。当前第104页\共有145页\编于星期六\19点④采用手工掘进顶进时规定：工具管接触或切入土层后，自上而下分层开挖。在允许超挖的稳定土层中正常顶时时，管下部135度范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于15mm；管前超挖根据具体情况确定，并制定安全保护措施。⑤顶管结束后，管节接口的内侧间隙按设计规定处理，设计无规定时，可采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥秒浆密封。填塞物应抹平，不得凸入管内。当前第105页\共有145页\编于星期六\19点⑥顶进时测量工具管的中心和高程采用手工掘进时，工具管进入土层过程中，每顶进0.3m，测量不少于一次；管道进入土层后正常顶进时，每1.0m测量一次，纠偏时增加测量次数。全段顶完后，在每个管节接口处测量其轴线位置和高程；有错口时测出相对高差。当前第106页\共有145页\编于星期六\19点⑦纠偏采用小角度、顶进中逐渐纠偏纠偏方法挖土校正法：即在管子偏向一侧少挖土，而在别一侧多超挖些，强制管子在前进时向另一侧偏移。适用于偏差为10-20mm时。木杠支撑法：如管端下陷，管子发生错口时，可采用木杠支撑法方法校正，适用于偏差为20mm时。当前第107页\共有145页\编于星期六\19点⑧顶进过程中，出现下列紧急情况时应采取措施进行处理：

工具管前方遇到障碍

后墙变形严重

顶铁发生扭曲现象

管位偏差过大且校正无效

顶力超过管端的允许顶力

油泵、油路发生异常现象

接缝中漏泥浆当前第108页\共有145页\编于星期六\19点顶管工作坑、

接收坑和洞口止水装置当前第109页\共有145页\编于星期六\19点掘进机当前第110页\共有145页\编于星期六\19点主顶管装置当前第111页\共有145页\编于星期六\19点顶铁当前第112页\共有145页\编于星期六\19点基坑导轨、后座和测量装置当前第113页\共有145页\编于星期六\19点顶管施工的中继间当前第114页\共有145页\编于星期六\19点顶管施工的中继间当前第115页\共有145页\编于星期六\19点顶管施工的中继间当前第116页\共有145页\编于星期六\19点当前第117页\共有145页\编于星期六\19点当前第118页\共有145页\编于星期六\19点施工工艺图当前第119页\共有145页\编于星期六\19点顶力-管径变化当前第120页\共有145页\编于星期六\19点顶力-顶距变化当前第121页\共有145页\编于星期六\19点当前第122页\共有145页\编于星期六\19点顶管施工当前第123页\共有145页\编于星期六\19点当前第124页\共有145页\编于星期六\19点当前第125页\共有145页\编于星期六\19点顶管施工当前第126页\共有145页\编于星期六\19点顶管工法开放型

密封型刃口推进工法泥水式推进工法土压式推进工法泥浓式推进工法顶管工法分类当前第127页\共有145页\编于星期六\19点当前第128页\共有145页\编于星期六\19点顶进面状况管内掘削状况当前第129页\共有145页\编于星期六\19点井内出土状况井上门吊出土当前第130页\共有145页\编于星期六\19点泥水推进工法

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。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。无需地盘改良或降水处理，施工后地表沉降小。当前第131页\共有145页\编于星期六\19点当前第132页\共有145页\编于星期六\19点当前第133页\共有145页\编于星期六\19点泥水平衡顶管机可在地下水压力较高以及土质变化范围较大的条件下使用。一般管径在φ1350一下采用。泥水顶管施工总推力比较小，对所顶管子周围土体扰动小，易控制地面沉降，可实现连续出土作业，顶进速度较快特点：1、减速机与刀盘同轴线，无偏心。2、具备独立泥水、注浆系统、刀盘清洁装置。尤其适合N值较大的硬土。3、顶进速度快，最快顶进速度每分钟60mm。4、施工精度高，上、下、左、右可纠偏，最大纠偏角度2.5度，并可作较长距离的顶进适合土质：软土层、流砂层、粉砂层、粘土层、砂砾层。当前第134页\共有145页\编于星期六\19点土压式推进工法通过向切削仓内注入一定比例的混合材料，使得充满泥仓的泥土混合体平衡正面土压以及地下水压力。无需泥浆泵等后部配套装置，整机造价低廉。无需泥浆处理，施工成本低。当前第135页\共有145页\编于星期六\19点当前第136页\共有145页\编于星期六\19点泥浓式推进工法

可以不加破碎的排出孔径约为顶管机直径1/3的砾石采用了二次注浆方法，大大的减少了磨阻力，适合长距离顶进当前第137页\共有145页\编于星