顶管法施工(正文)实用文档.doc

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1、顶管法施工(正文)实用文档(实用文档，可以直接使用，可编辑 优秀版资料，欢迎下载）浙江大学城市学院工程学院顶管法在市政工程中的应用羊涛2021/5/17目录关键词1前言2第一章：顶管法施工的发展3第二章：顶管法施工的技术与工艺4第三章：顶管法施工对象5第四章：顶管法施工的机械6第五章：顶管法施工需要注意的事项7结语8参考文献9关键词:顶管法、市政工程、顶管机械、顶管施工注意事项。前言顶管法：隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。在施工时,通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中,同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶

2、入土层后,接着将第二节管接在后面继续顶进,这样将一节节管子顶入，作好接口，建成涵管。顶管法特别适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或河流、湖泊.顶管按挖土方式的不同分为机械开挖顶进、挤压顶进、水力机械开挖和人工开挖顶进等。由于顶管法用到的的管不但是在土中掘进时的空间支护,而且是最后的建筑构件，因此具有双重作用。而且在施工的时候不用挖槽支撑，所以能使施工的进度加快,造价降低, 尤其是在运用加气压等辅助方法后, 能够解决穿越各种构筑物和江河等特殊环境下的管道施工,世界上好多国家都在应用.近期，由于管节和头部分开顶进的盾构式工具管的出现， 中继接力技术的形成，使得顶管法施工技术的运用，让顶进距离

3、变得越来越长。现在我国市政工程施工已经普遍采用了顶管法.个人认为,如今的施工工艺发展很快，如城市隧道施工,有地铁地下隧道，穿山隧道，这些隧道的施工一般已采用隧道顶管施工。地铁采用盾构法施工或者明挖法，穿山隧道一般由于其地址条件的限制不采用顶管法施工，而采用掘进法施工。但是顶管法施工还是在市政工程中占有较大的分量。不仅仅是钢筋混凝土管道可以采用顶管法施工,塑料管道也已采用顶管法施工，社会效益良好。第一章 顶管法施工的发展1。发展过程国外:顶管法施工是继盾构施工之后发展起来的地下管道施工方法； 最早于1896年美国北太平洋铁路铺设工程中应用，已有百年历史; 20世纪60年代在世界各国推广应用; 近

4、20年，日本研究开发土压平衡、水压平衡顶管机等先进顶管机头和工法. 美国1980年，9.5小时顶进49m；国外首次一次最大顶进距离1200m；1970年，德国汉堡下水道混凝土顶管，直径为2.6m。 国内：国内创造钢管顶管世界记录一次最大顶进距离为1743m，1997年上海黄浦江上游引水工程的长桥支线顶管,钢管直径3。5m； 中国从50年代从北京、上海开始试用。 1986年上海穿越黄浦江输水钢质管道，应用计算机控制，激光导向等先进技术，单向顶进距离1120m,顶进轴线精度：左右150mm，上下50mm。 1981年浙江镇海穿越甬江管道，直径2。6m，单向顶进581m,采用5只中继环，上下左右偏差

5、10mm。2.发展方向（1）长大距离顶管 普通顶管一般距离100m，无中继环，（现在某些专家认为可能提高到300m）,长距离顶管100m，长大距离1000m。 （2)大管径顶管 过去一般认为顶管最大直径为3m。 现在日本、德国等国顶管管径可达45m。 （3）微型管顶管 过去顶管管径一般300mm,目前最小可达75mm。 顶管按管径分类: 大口径： 2000mm 中口径：1200 2000mm 小口径：500 1200mm 微口径： 500mm (4）曲线顶管 S形曲线、水平与垂直兼有曲线、小曲率半径曲线。 （5）自动控制 自动测量、自动记录、自动纠偏。第二章 顶管法的施工工艺1。工作坑设置工作

6、坑的位置是按管线位置、地形、障碍物种类以及管道设计要求设置, 排水管道顶进的工作坑通常设在检查井位置,以便顶管工作结束后工作坑砌筑成检查井。相邻工作坑的间距应按照每次能顶进的长度、土质情况来决定。首先安置仪器确定出管线的中心线，如果有必要，可在工作坑前后加补两点，这样方便施工中随时校核。然后按顺序放出工作坑的尺寸。工作坑应横向垂直于管道的中心线， 这样可确保在后续顶进过程中管道中心的走向。工作坑要有足够的工作面， 应该按照每节管长度、管径大小、设备尺寸和顶管的方法来决定.工作坑的开挖大小用下面的公式计算:深度h= 地面高程 设计底高程+ 基础及垫层厚度宽度B=D1+S,其中D1为管外径，S为操

7、作宽度长度L=L1+L2+L3+L4+L5,其中L1为工作宽度，L2为管节长度，L3为运土工作的长度,L4为千斤顶长度，L5为后背墙厚度。2顶管设备安装（1)导轨:应用钢质的材料制作,两个导轨应该安装得牢固、顺直、平行、等高。应采用装配式导轨， 根据所测设的轴线高程安装, 导轨定位之后必须稳固、正确， 保证能在顶进过程中承受各种负载时不位移、不变形、不沉降。两根轨道一定要相互等高、平行,导轨的中心一定要经过复核，这样能确保顶进轴线的精度， 导轨的坡度也要与设计管道坡度对应。在使用中需经常检查校核导轨，防止出现位移等情况。(2)千斤顶：在安装时应固定在支架上,而且要与管道中心垂线对称， 这样它的

8、合力的作用点就在管道中心的垂线上了。（3）油泵:要和千斤顶相匹配,而且要用备用油泵；在安装完成后进行试运转。如果顶进过程中油压突然增高时， 这时应马上停止顶进， 查找原因并且在处理之后才可以继续顶进。(4)顶铁:分块拼装式顶铁需要有足够的刚度，而且顶铁的相邻面需要相互垂直。安装后的顶铁轴线应该和管道轴线对称、平行, 导轨和顶铁之间的接触面不能有油污、泥土.在更换顶铁时， 应先用大长度的顶铁,在拼装后需要锁定.在顶进时工作人员不能在顶铁上方和侧面停留， 而且要随时观察顶铁是否出现异常。在管口和顶铁之间采用缓冲材料衬垫， 如果顶力接近管节材料的允许抗压强度, 那么管口需要增加环形或U 形顶铁。（5

9、)起重设备:在正式作业前需要做试吊，查看制动性能与重物捆扎情况,禁止超负荷吊装情况出现。3. 挖土与出土管前挖土是保障管道上方建筑物安全与顶管质量的关键。如果用人工挖土,则需慎重把握管子的顶进方向.挖土的时候工人需要在管内进行操作,防止塌方伤人,并且要注意不能扰动管道地基土层。挖土一次进尺深相当于顶镐活塞的一个行程,挖完以后应立即顶进,防止坍塌。管道周围超挖通常限定在：管道上方小于等于15mm，这样可以减小顶进阻力；管道下方中角135度范围内不能超挖，但是可少挖10mm余留土层,在管子顶进时候切去，这样可确保土基和管道的接触良好;如果在不允许有下沉的地段（如重要建筑物，铁路下等），管周围不能超

10、挖；如果土层松软，可以把土层余留厚点,这样可防管子下沉.挖出来的土，要及时清运到管外,当运土车到达工作坑内的出土区后, 用垂直运输机械吊到工作平台， 运送到工作棚外的堆土区。4。顶进顶进程序是：安装顶铁开动油泵-项镐活塞伸出一个行程-关油泵活塞收缩-在空隙处加上顶铁-再开油泵，这样反复下去。千斤顶在工作坑内的布置方式分并列、单列和环列等。千斤顶的顶力合力位置必须与顶进抗力的位置在同一个轴线上。顶进抗力就是土壁与管壁的摩擦阻力或管前端的切土阻力。按照以往的施工经验,千斤顶在管端面的着力点必须在管子垂直直径的1/4到1/5处。安装顶铁的时候，应该顺直,绝对不可以出现偏扭现象.在第一节管节顶到挖土工

11、作面的时候,需要进行一次测量，检查它的高程、坡度和轴线，确定无误时,才可开始挖土。第一节管顶进质量涉及到整个顶管工程的质量。第三章：顶管法施工对象即顶管法施工,可以对何种材料进行施工.常见的有：钢筋砼管：C50以上，应用最多，用于短距下水道中；钢管:列应用第二位，用于自来水、煤气；HDPE中空缠绕管：应用在排水，输气。管径在800mm左右；第四章：顶管法施工的机械1. 构成顶进设备、掘进机(工具管）、中继环、工程管、排土设备等五部分组成。 2.顶进设备 主顶进系统主油缸：24只，行程1.1m，顶力40010002000t/只； 单只千斤顶顶力不能过大：千斤顶、管段、后座材料。 主油泵：3245

12、-50MPa；操纵台、高压油管。 顶铁：弥补油缸行程不足，厚度油缸行程 导轨：顶管导向 中继间-中继油缸、中继油泵或主油泵. 1) 掘进机 按挖土方式和平衡土体方式不同分为： 手工挖土掘进机、挤压掘进机、气压平衡掘进机、 泥水平衡掘进机、土压平衡掘进机。 工具管无刀盘的泥水平衡顶管机又称为工具管，是顶管关键设备,安装在管道最前端，外形与管道相似，结构为为三段双铰管。 作用：破土、定向、纠偏、防止塌方、出泥等功能。 组成:冲泥仓（前)、操作室(中）、控制室（后） 设水平铰链和上下纠偏油缸，调上下方向 （即坡度)； 设垂直铰链和水平纠偏油缸，调左右方向 (水平曲线）。 泥浆环、控制室 、左右调节油

13、缸、上下调节油缸 、操作室、吸泥管 、冲泥仓 、栅 格 、工具管结构 2) 中继环 中继环在中继环成环形布置若干中继油缸，油缸行程200mm。 中继环油缸工作时,后面的管段成了后座，将前面相邻管段推向前方，分段克服侧面摩擦力。 3。排土设备 人工出土人工挖土时。 螺旋输送机土压平衡顶管机。 吸泥排泥设备-泥水平衡、泥水加气平衡顶管机.第五章 顶管施工需注意的事项1。千斤顶的着力点着力点一般位于管子总高的1/4到1/3的地方。2。顶进方向控制管道的方向应用经纬仪校核， 管子每顶30cm需用经纬仪校核一次,若管道顶进的方向和设计轴线方向不对应， 应该用工作管内的调节千斤顶进行校正。管道的水平方向用

14、水准仪进行测量纠偏, 同样是管子每顶进30cm,用水准仪测量管子两端的高程, 若有偏差需进行纠偏直到达到施工要求。3.纠偏的方法:（1）挖土校正法:就是在管子偏向一侧少挖土,但在另一侧多超挖些，使得管节在顶进时向另一侧偏移。这种适用于偏差在10到20mm时。(2)木杠支撑法:若管端下陷或管节发生错口, 那么采取木杠支撑法进行校正。4.地下水位地下水位距离管底不能小于0.5m，不然需要根据现场情况及实地勘测, 应做好打井降水工作， 这对保证工程质量和安全起着非常重要的作用， 井点必须布置在中轴线的两端, 凿井深度应做准确的计算。5。其他情况如果遇到挖土工作面塌方或遇到障碍物、后背变形或倾斜、管位

15、偏差超限、顶力突然增大时应停止工作, 处理后再施顶。结语每一样施工技术的前进，离不开科学技术的发展.顶管法施工也毫不例外，从上世纪机械设备的发展、监控设备的研制,顶管法施工在施工长度、施工速度、施工精度上都有跨越式的发展.相信在科学技术日益发展的现代，顶管法施工可以走得更远。参考文献1林世玉。 论顶管法施工在市政工程中的应用J. 科技资讯 ， 2021,(10）2 倪员建。 关于加强市政工程质量管理的探讨J. 中国科技信息 ， 2005,（09）3 王飞. 浅谈顶管法的应用与技术措施J。 科技信息(科学教研) , 2021,(22）顶管法施工1、技术简介顶管施工就是非开挖施工方法,是一种不开挖

16、或者少开挖的管道埋设施工技术.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.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。非开挖技术是近几年才开始

17、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DN8004500.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.它的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。这种技术的优点是：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。该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道

18、、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。采用该技术施工,能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。2、技术原理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。3、现状分析经过多年的发展，顶管

19、技术在我国已得到大量地实际工程应用，且保持着高速的增长势头，无论在技术上、顶管设备还是施工工艺上取得了很大的进步，在某些方面甚至达到了世界领先水平。 2001年上海隧道股份在江苏省常州完成了长 2050m、直径 2m的钢筋水泥管顶管工程，是目前已完成的我国最长的顶管工程.2001年 8月12月嘉兴市污水处理排海工程一次顶进 2050m超长距离钢筋混凝土顶管，由于选择了合理的顶管机具型式、成功地解决了减阻泥浆运用和轴线控制等技术难题，用约5个月完成全部顶进施工，创造了新的顶管施工记录。全长3600m、管径为1。8米的钢管从23至25米深的地下于2002年9月成功横穿黄河,无论从顶进长度、埋深、地

20、质条件,还是钢管直径在国内尚属首次。其中最长的一段位于黄河主河床上，长达1259 米,还要穿越较厚的砾砂层与黄河主河槽，既是我国西气东输项目的关键工程，也是目前世界上复杂地质条件下大直径钢管一次性顶进距离最长的顶管工程.2001年的上虞市污水处理工程中,玻璃纤维夹 砂管首次成功地应用于顶管。2021年在无锡长江引水工程中中铁十局十公司采用国产设备直径2200mm钢管双管同步顶进2500米。以上工程均标志着我 国的顶管施工水平达到一个新的高度，与世界先进水平日益靠近. 然而与国外发达国家，如日本、德国等先进的机械设备及施工技术水平相比，我国仍然有着显著的差距.4、发展方向随着我国经济持续稳定地增

21、长，城市化进程的进一步加快，我国的地下管线的需求量也在逐年增加。加之人们对环境保护意识的增强顶管技术将在我国地下管线的施工中起到越来越重要的地位和作 用。非开挖技术的发展必将向规模化、规范化 、国际化的方向发展。在我国经济高速增长的支持下，顶管技术的发展将面临前所未有的机遇，在加快引进国外先进技术的基本上，努力消化创新，加强研发和人才培养， 其前景是非常乐观的。纵观国内外顶管技术的发展，发展方向将是多元化和多样化. 在顶管直径方面，除了向大口径管的顶进发展以外，也向小口径管的顶进发展.目前顶管技术最小顶进管的口径只有75mm，最大的已达到5m（德国),大口径顶管有取代小型盾构的趋势。在适应性方

22、面，发展宽范围、全土质型顶管机是必然趋势，适应范围将大为延伸,从N值为极小的土到N 值为五十多的砾石，直至轴压强度达两百 MPa的岩石。将微电子技术、工业传感技术、实时控制技术和现代化控制理论与机械、液压技术综合运用于顶管机械上是顶管技术的发展趋势。数字化、信息化、智能型顶管机的研制将得到更多的关注，纠偏精度、自动化程度也将得到大力提高。在不久的将来，一些全自动、高精度的掘进机会成为施工机械的主流。顶管的用途随着相关技术的发展也将继续扩 ，从目前的主要用于管道铺设将发展为管道铺设、涵顶进、地下人行通道管棚式施工等多用途型。 现在的顶管截面形状基本上都是圆形，今后的发展趋势是圆形、矩形、圆拱形、

23、多边形等，以适应箱涵顶进等各种工程的需要,故截面形状多元化是必然趋势。目前的顶管施工形式主要为土压式、泥水加压式，以后的发展将在进一步吸收国外技术的基础上，应用管套式、气泡式等等各种形式的顶管施工技术。随着高精度长距离测量技术进一步的发展应运，通风系统的完善,中继间技术、注浆减摩技术的进步,排渣系统的发展、刀盘切削系统、推进系统、出土输送系统、供电液压系统、监控系统、测量导向系 统,等一系列技术的突破，现有的一次性顶进距离将不断刷新,各种复杂曲线顶管也将陆续出现. 目前我国已成立北京、上海、广州和武汉四个非 开挖技术研究中心，我国国际非开挖技术协会单位会员已突破100个,数量居世界第4、亚洲第

24、1。形成了行业协会、科研单位、研究中心和设备生产和施工企业组成的强大的阵营，而且每年不断有很多人不断加入到从事顶管等非开挖工作的行列，我国的顶管技术的必将迎来一个崭新的阶段。5、顶管法施工工艺顶管法敷管的施工工艺类型很多，按照开挖工作面的施工方法，可以分为敞 开式和封闭式两种。5。1敞开式施工工艺敞开式施工工艺一般适用于土质条件稳定，无地下水干扰,工人可以进入工 作面直接挖掘而 不会出现大塌方或涌水等现象.因其工作面常处于开放状态，故也称为开放式施 工工艺。 根据工具管的不同可分为手掘式、挤压式、机械开挖式、挤压土层式掘进顶管。（1)手掘式顶管工人可以直接进入工作面挖掘，施工人员可随时观察土层

25、与工作面的稳定状态, 造价低、便于掌握,但效率低，必须将水位降低至管基以下0。5m后，方可施工。 当土质比较稳定的情况下，首节管可以不带前面的管帽，直接由首节管作为工具 管进行顶管施工,也是常用的一种顶管施工方法，也称为人工掘进顶管.(2)挤压式顶管挤压式掘进顶管一般适用于大中口径的管道，对潮湿、可压缩的黏性土、砂性土较为适宜。该方法设备简单、安全,又避免了挖装土的工序，比人工挖掘提 高效率12倍。它是将工作面用胸板隔开后，在胸板上留有一喇叭口形的锥筒， 当顶进时将土体挤入喇叭口内,土体被压缩成从锥筒口吐出的条形土柱.待条形 土柱达到一定长度后,再用钢丝将其割断，由运土工具吊运至地面。其结构形

26、式 如图82所示。(3)机械开挖式顶管机械开挖式顶管是在工具管的前方装有由电动机驱动的刀盘钻进挖土，被挖 下来的土体由皮带运输机运出，从而代替了人工操作.一般适用于无地下水干扰、 土质稳定的黏性土或砂性土层。其结构形式如图83所示。(4)挤压土层式顶管挤密土层式顶管前端的工具管可分为锥形和管帽形,仅适用于潮湿的黏土、 砂土、粉质黏土,顶距较短的小口径钢管、铸铁管，且对地面变形要求不甚严格 的地段.这种工具管安装在被顶管道的前方，顶进时，工具管借助千斤顶的顶力 将管子直接挤入土层里，管子周围的土层被挤密实，常引起地面较大的变形。其 结构形式如图84所示。5.2封闭式施工工艺封闭式施工工艺一般适用

27、于土质不稳定、地下水位高，工人不能直接进行开 挖的施工条件。为防止工作面塌方、涌水对人身造成危害，常将机头前端的挖掘 面与工人操作室之间用密封舱隔开,并在密封舱内充入空气、泥浆、泥水混合物 等,借助气压、土压、泥水混合物的压力支撑开挖面,以达到稳定土层、防止塌 方、涌水以及控制地面沉降的目的.(1）水力掘进顶管法水力掘进顶管的挖土是利用高压水枪的射流将顶进前方的土冲成泥浆，再 通过泥浆管道输送至地面储泥场.整个工作是由装在混凝土管前端的工具管来完成的，其结构形式如图85所示。 工具管的前端为冲泥舱。掘进时先开动千斤顶，由刃脚将土切入冲泥舱，然后用人工操纵水枪操作把，将土冲成泥浆。泥浆经过格栅进

28、入真空室由泥浆管 吸入工作坑，再由泥浆泵排至储泥场.冲泥舱是完全密封的，其上设有观察孔和 小密封门,用于操作和维修。管道的掘进方向由中间部位的校正管控制。工具管的后端是气闸室。气闸室是作为维修人员进出高压区时的升压和降压之 用.当前端工具管出现故障时，维修人员可通过小密封门进入冲泥舱,为防止 小密封门打开后涌入大量泥水,可先封闭气闸室，经升压后再进行操作，保证气 压和泥水压力的平衡.维修完毕后,再逐渐降压，恢复正常掘进. 水力切削式机头生产效率高，其冲土、排泥连续进行，可改善劳动条件，减轻劳动强度，但需耗用大量的水，且需要有较大的存泥浆场地，故在某些缺水地区受 到限制。(2)土压平衡式顶管法土

29、压平衡就是将刀盘切削下来的土、砂中注入流动性和不透水性的“作泥材 料”,然后在刀盘强制转动、搅拌下，使切削下来的土变成流动性的、不透水的 特殊土体使之充满密封舱，并保持一定压力来平衡开挖面的土压力。此法的密封舱设置在工具管的前方，工作人员可在密封舱外，通过操作电控 开关来控制刀盘切削和顶进速度。螺旋输送器的出土量和顶进速度,应与刀盘的切削速度相配合，以保持密封 舱内的土压力与开挖面的土压力始终处于平衡状态。土压平衡式顶管法常用于含水量较高的黏性、砂性土以及地面隆陷值要求控制较 严格的地区。其结构形式如图86所示。（3）泥水平衡式顶管法泥水平衡顶管常用于控制地面变形小于3cm，工作面位于地下水位

30、以下,渗 透系数大于101cm/s的黏性土、砂性土、粉砂质土的作业条件。其特点是挖掘 面稳定，地面沉降小，可以连续出土,但因泥水量大，弃土的运输和堆放都比较 困难.此法和土压平衡式顶管法一样，都是在前方设有密封舱、刀盘、螺旋输送器 等设备。施工时，随着工具管的推进，刀盘不停地转动，进泥管不断地进泥水， 而抛泥管则不断地将混有弃土的泥水抛出密封舱。在密封舱内，常采用护壁泥浆 来平衡开挖面的土压力，即保持一定的泥水压力，以此来平衡土压力和地下水压力。 管道顶进方法的选择,应根据管道所处土层的性质、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确定。本章将重点介绍手掘式顶管法的 施工

31、工艺.6、顶管工作坑的布置顶管工作坑又称竖井,是顶管施工起始点、终结点、转向点的临时设施，工 作坑内安装有导轨、后背及后背墙、千斤顶等设备。6.1工作坑的种类及设置原则根据工作坑顶进方向，可分为单向坑、双向坑、多向坑、转向坑和交汇坑等 形式，如图8-7所示。工作坑的位置根据地形、管线位置、管径大小、地面障碍物种类等因素来决 定.排水管道顶进的工作坑通常设在检查井位置；单向顶进时，应选在管道下游 端，以利排水；根据地形和土质情况，尽量利用原土后背；工作坑与穿越的建筑 物应有一定的安全距离，并应考虑6。2工作坑的尺寸工作坑应具有足够的空间和工作面，方能保证顶管工作顺利进行。其尺寸和 管径大小、管节

32、长度、埋置深度、操作工具及后背形式有关。工作坑的尺寸可按 图8-8所示由公式进行计算。1管子；2-掘进工作面；3后背；4千斤顶;5顶铁;6导轨；7-内涨圈；8基础（1)工作坑的宽度：式中W-工作坑底部宽度,m；D1管道外径,m；W = D1+ 2B + 2b（1）2B + 2b管道两侧操作空间及支撑厚度,一般可取2.43.2m。(2)工作坑的长度：L = L1+ L2+ L3+ L4+ L5（2) 式中L矩形工作坑的底部长度，m; L1-工具管长度，m.当采用管道第一节管作为工具管时,钢筋混凝土管不宜 小于0.3m，钢管不宜小于0.6m；L2-管节长度，m;L3出土工作间长度，m； L4千斤顶

33、长度，m; L5顶管后背的厚度，m.(3）工作坑的深度：当工作坑为顶进坑时，其深度按式(8-3）计算。H1 = h1+ h2+ h3（3）当工作坑为接收坑时,其深度按式（8-4)计算。H2 = h1+ h3(4） 式中H1顶进坑地面至坑底的深度，m； H2接收坑地面至坑底的深度，m； h1-地面至管道底部外缘的深度，m；h2管道外缘底部至导轨底面的高度,m；h3基础及其垫层的厚度。但不应小于该处井室的基础及垫层厚度，m.6。3工作坑的施工工作坑的施工方法有两种,一种方法是采用钢板桩或普通支撑，用机械或人工在 选定的地点,按设计尺寸挖成,坑底用混凝土铺设垫层和基础。该方法适用于土 质较好、地下水

34、位埋深较大的情况，顶进后背支撑需要另外设置。另一种方法是 利用沉井技术，将混凝土井壁下沉至设计高度，用混凝土封底。混凝土井壁既可 以作为顶进后背支撑,又可以防止塌方。当采用永久性构筑物作工作坑时，也可采用钢筋混凝土结构等.7、 顶进系统7。1基础工作坑的基础形式取决于地基土的种类、管节的轻重以及地下水位的高低。 一般的顶管工作坑，常用的基础形式有三种：(1）土槽木枕基础土槽木枕基础适用于地基土承载力大，又无地下水的情况。将工作坑底平整 后，在坑底挖槽并埋枕木,枕木上安放导轨并用道钉将导轨固定在枕木上。施工 操作简单，用料不多且可重复使用，造价较低。(2)卵石木枕基础卵石木枕基础适用于虽有地下水

35、但渗透量不大，而地基土为细粒的粉砂土, 为了防止安装导轨时扰动基土,可铺一层卵石或级配砂石,以增加其承载能力, 并能保持排水通畅。在枕木间填粗砂找平.这种基础形式简单实用，较混凝土基 础造价低，一般情况下可代替混凝土基础。（3）混凝土木枕基础混凝土木枕基础适用于地下水位高,地基承载力又差的地方。在工作坑浇筑 混凝土，同时预埋方木作轨枕。这种基础能承受较大荷载，工作面赶超无泥泞， 但造价较高.7.2导轨导轨设置在基础之上，其作用是引导管子按照设计的中心线和坡度顶进,保 证管子在即将顶进土层前位置正确。因此，导轨的安装是保证顶管工程质量的关 键一环。导轨有钢导轨和木导轨两种，施工中应首先选用钢导轨

36、，钢导轨一般采用轻 型钢轨，管径较大时,也可采用重型钢轨。(1)轨距计算如图8-9所示，两根钢轨的距离控制在管径的0。450。6倍之间。轨距可按（8-5）式计算。式中D管子内直径，mm； t管壁厚度，mm； h-钢导轨高度，mm；（5）c管外壁与基础面的间隙,一般取30mm； A0两导轨中距，m; a-导轨顶面宽度，m。(2）导轨的安装方法及技术要求由于导轨是一个定向轨道，其安装质量对管道顶进工作影响很大。一般的导 轨都采取固定安装，但有一种滚轮式的导轨，如图8-10所示，具有两导轨间距 调节,以减少导轨对管子摩擦。适用于钢筋混凝土管顶管和外设防腐层的钢管顶 管. 安装后的导轨应当牢固，不得在

37、使用中产生位移；并且要求两导轨应顺直、平行、 等高，其纵坡应与管道设计坡度相一致，导轨的安装精度必须满足施工要求。7。3后背与后背墙后背与后背墙是千斤顶的支撑结构,在管子顶进过程中所受到的全部阻力， 可通过千斤顶传递给后背及后背墙。为了使顶力均匀地传递给后背墙，在千斤顶 与后背墙之间设置木板、方木等传力构件,称为后背。后背墙应具有足够的强度、 刚度和稳定性，当最大顶力发生时,不允许产生相对位移和弹性变形. 常用的后背形式有原土后背墙、人工后背墙等。当土质条件差、顶距长、管径大 时，也可采用地下连续墙式后背墙、沉井式后背墙和钢板桩式后背墙。（1)原土后背墙后背墙最好采用原土后背墙，这种后背墙造价

38、低、修建方便,适用于顶力较小，土质良好，无地下水或采用人工降低地下水效果良好的情况。一般的黏土、 亚黏土、砂土等都可做原土后背墙。原土后背墙安装时，紧贴垂直的原土后背墙密排15cm15cm或20cm20cm 的方木，其宽度和高度不小于所需的受力面积，排木外侧立24根立铁,放在 千斤顶作用点位置,在立铁外侧放一根大刚度横铁,千斤顶作用在横铁上。 根据施工经验，当顶力小于400t时，原土后背墙的长度一般不小于7.0m，就不 致发生大位移现象(墙后开槽宽度不大于3.0m），其结构形式如图8-11所示。（2)人工后背墙原土后背墙当无原土作后背墙时，应设计结构简单、稳定可靠、就地取材、 拆除方便的人工后

39、背墙。人工后背墙做法很多，其中一种是利用已顶进完毕的管 道作后背墙时，修筑跨在管道上的块石挡土墙作为人工后背墙,其结构形式如图812所示。7。4顶进设备顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、下管及运土设备等.（1)千斤顶和油泵千斤顶又称为“顶镐，是掘进顶管的主要设备，目前多采用液压千斤顶。千斤 顶在工作坑内常用的布置方式为单列、并列和环周等形式，如图8-13所示。当采用单列布置时，应使千斤顶中心与管中心的垂线对称；采用并列或环周布置时， 顶力合力作用点与管壁反作用力合力作用点在同一轴线上，防止产生顶进力偶, 造成顶进偏差。根据施工经验，采用人工挖土，管上半部管壁与土壁有间隙时, 千斤顶的着力

40、点作用在垂直直径的1/41/5为宜。油泵宜设在千斤顶附近,油路应顺直、转角少；油泵应与千斤顶相匹配，并 应有备用油泵。油泵安装完毕,应进行试运转。（2)顶铁顶铁是为了弥补千斤顶行程不足而设置的，是管道顶进时，在千斤顶与管道 端部之间临时设置的传力构件.其作用是将千斤顶的合力通过顶铁比较均匀的分 布在管端；同时也是调节千斤顶与管端之间的距离，起到伸长千斤顶活塞的作用. 因此,顶铁两面要平整，厚度要均匀，要有足够的刚度和强度，以确保工作时不 会失稳.顶铁是由各种型钢拼接制成，有U形、弧形和环形几种，如图8-14所示。其中U形顶铁一般用于钢管顶管,使用时开口朝上，弧形内圆与顶管的内径相同； 弧形顶铁

41、使用方式与U形相似，一般用于钢筋混凝土管顶管;环形顶铁是直接与 管段接触的顶铁，它的作用是将顶力尽量均匀的传递到管段上.顶铁与管口之间的连接,无论是混凝土管还是金属管，都应垫以缓冲材料, 使顶力比较均匀的分布在管端,避免应力集中对管端的损伤。当顶力较大时，与 管端接触的顶铁应采用U形顶铁或环形顶铁，以使管端承受的压力低于管节材料 的允许抗压强度.缓冲材料一般可采用油毡或胶合板.（3)下管和运土设备工作坑的垂直运输设备是用来完成下管和出土工作的。运输方法应根据施工 具体情况而定,通常采用三角架配电葫芦、龙门吊、汽车吊和轮式起重机等。8、顶管接口8.1钢管接口钢管接口一般采用焊接接口。顶进钢管采用

42、钢丝网水泥砂浆和肋板保护层 时，焊接后应补做焊口处的外防腐处理.8。2钢筋混凝土管接口钢筋混凝土管接口分为刚性接口与柔性接口。采用钢筋混凝土管时，在管节 未进入土层前,接口外侧应垫以麻丝、油毡或木垫板，管口内侧应留有1020mm 的空隙。顶紧后两管间的空隙宜为1015mm；管节入土后，管节相邻接口处安 装内涨圈时,应使管节接口位于内涨圈的中部，并将内涨圈与管端之间的缝隙用 木楔塞紧。 钢筋混凝土管常用钢涨圈接口、企口接口、“T”形接口等几种方式进行连接。(1）钢涨圈连接常用于平口钢筋混凝土管。管节稳好后，在管内侧两管节对口处用钢涨圈连 接起来，形成刚性口,以避免顶进过程中产生错口.钢涨圈是用8

43、mm左右的钢板 卷焊成圆环，宽度为300400mm。环的外径小于管内径3040mm.连接时将钢 涨圈放在两管节端部接触的中间，然后打入木楔，使钢涨圈下方的外径与管内壁 直接接触，待管道顶进就位后,将钢涨圈拆除，内管口处用油麻、石棉水泥填打 密实，如图815所示。图15钢涨圈接口1麻辫；2-石棉水泥;3木楔；4-钢涨圈（2)企口连接企口连接通常可以采用刚性接口和柔性接口，如图816、817所示.采用 企口连接的钢筋混凝土管不宜用于较长距离的顶管。图16企口刚性连接图17企口柔性连接(3）“T形接口“T”形接口的做法是在两管段之间插入一钢套管,钢套管与两侧管段的插 入部分均有橡胶密封圈，如图8-1

44、8所示。采用T形钢套环橡胶圈防水接口时，混凝土管节表面应光洁、平整,无砂眼、气 泡，接口尺寸符合规定；橡胶圈的外观和断面组织应致密、均匀,无裂缝、孔隙 或凹痕等缺陷，安装前应保持清洁，无油污,且不得在阳光下直晒;钢套环接口 无疵点，焊接接缝平整，肋部与钢板平面垂直,且应按设计规定进行防腐处理； 木衬垫的厚度应与设计顶力相适应.图18“T形接口9、顶进管道顶进的过程包括挖土、顶进、测量、纠偏等工序.从管节位于导轨上开 始顶进起至完成这一顶管段止,始终控制这些工序，就可保证管道的轴线和高程 的施工质量.开始顶进的质量标准为：轴线位置3mm,高程0+3mm.9.1挖土与运土管前挖土是保证顶进质量及防

45、止地面沉降的关键。由于管子在顶进中是顺着 已挖好的土壁前进的，所以管前挖土的方向和开挖形状,直接影响顶进管位的正 确性，因此管前周围超挖应严格控制。在允许超挖的稳定土层中正常顶进时,管 端上方允许有15mm的空隙,以减少顶进阻力。管端下部135中心角范围内不 得超挖，保持管壁与土壁相平，也可以留10mm厚土层不挖,在管子顶进时切去， 防止管端下沉.在不允许顶管上部土下沉地段如铁路、重要建筑物等，顶进时, 管周围一律不准超挖。管前挖土深度,应视土质情况和千斤顶的工作行程而定，一般为千斤顶的出 镐长度。如果超挖过大，土壁开挖形状不易控制，容易引起管位偏差和上方土坍 塌。特别对松软土层，应对管顶上部

46、土进行加固,或在管前安装管檐。操作人员 工作时，要警惕土方坍塌伤人。管前挖出的土应及时外运，一般通过管内水平运输和工作坑的垂直提升送到地 面。9。2顶进顶进是利用千斤顶出镐在后背不动的情况下，将管子推入土中.其操作过程 如下：(1) 安装U型顶铁或环形顶铁并挤牢,待管前挖土满足要求后，启动油泵,操纵 控制阀，使千斤顶进油,活塞伸出一个行程，将管子推进一段距离. (2)操纵控制阀，使千斤顶反向进油，活塞回缩。（3)安装顶铁，重复上述操作，直到管端与千斤顶之间可以放下一节管子为止。(4）卸下顶铁,下管，在混凝土管接口处放一圈油麻、橡胶圈或其它柔性材料, 管口内侧留有适当间隙，以利于接口和应力均匀。 (5）在管内口安装内涨圈。如设计有外套环时，可同时安装外套环。 （6)重新装好U型顶铁或环形顶铁，重复上述操作.顶进时应遵照“先挖后顶,随挖随顶”的原则。应连续作业，尽量避免中途 停止。工程实践证明，在黏性土层中顶进时,因某种原因使连续施工中断,重新 起顶时，顶力将会增加50100