顶管施工方法有哪些？_办公室装修_北京办公室设计装修效果图

【顶管施工工艺，图文搭配，一目了然！】

顶管施工是如何进行的呢？下面，用最通俗易懂的方式给大家“涨姿势”！

顶管施工不容易

顶管施工可不是件简单的事情哦！因为管线一般是在地下，所以我们还要充分了解地下世界。地下一般是由很复杂的岩土构成的。

顶管施工方法有哪些？

地质构造与勘察（工程地质勘察，让我们有了透视眼）

可是我们没有透视眼，怎样弄清楚地下的情况呢？这时就要依靠工程地质勘察了。

钻孔取样勘探使用地质钻机在地表下钻出深深的孔，然后用空心钻头将岩土样带出地面进行取样分析。一般钻孔间距为几十米，遇到地下溶洞、孤石等复杂地质，钻孔间距缩减为几米。静力触探指利用压力装置将有触探头的触探杆压入试验土层，通过量测系统测土的贯入阻力，可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等。工作井的确定

施工地点尽量设在空旷区，不占用综合管线管位。

工作井施工（安全又经济的施工）

开挖前，需要处理影响施工的建筑、绿化和管线，以减少施工时对交通出行的影响。

A、绿化迁移施工范围内的绿色植物，需要进行迁移，在施工完成后进行恢复。B、交通疏解为保障交通顺畅，原道路进行拓宽或改道，以保障车辆和行人正常通行。施工完成后再进行道路恢复。C、管线迁改城市地下埋藏了错综复杂的管线，如电力、通信、燃气、自来水管道等，在施工前需要进行保护或迁改。“钢铁穿山甲”钻洞神器

顶管的钻洞神器称之为“顶管机”，它可以像穿山甲一般在地底下畅通无阻！

王家塘泵站出水压力管工程大部分都是用顶管施工

这种非常特殊的机器，就叫做顶管机。

Step1制管厂将管材预制好，运送到施工现场Step2通过吊车，将管道吊入工作井Step3管道就位Step4顶管机顶进顶管机就像一只“钢铁穿山甲”

顶管机就像一只“钢铁穿山甲”，它顶进的地方，长长的管道就完成了。

A、控制室控制顶管机顶力、顶进速度、顶进方向、顶进压力等掘进参数的操作室。B、进水排泥系统主要由进水阀、排泥阀、旁通阀和管路组成。该系统将刀盘切削下来的泥土通过高压水流化成泥浆后，通过泥浆管道输送至地面，经沉淀后，运送至指定地点处理。C、管道安装管道就位后，安放止水橡胶圈，每节管道长度一般为2-2.5m。“钢铁穿山甲”在漆黑的地下前进不迷路

顶管机在漆黑的地下顶进会迷路吗？

当然不会，先进的顶管机安装了高精度的测量系统，能够动态确定当前位置，操作人员可及时调整顶进状态，使顶管机沿着正确的方向掘进。

消灭地下各种各样的障碍“拦路虎

地下有各种各样的障碍

上软下硬地层当遇到上面软弱、下面坚硬的地层时，由于受力不均，易造成刀盘损坏及地面塌方，需要谨慎推进或提前处理。有毒有害气体遇到地下有毒有害气体，需小心检测，排出后方可施工。保护地面建筑同样重要

顶管机施工时，除了要解决地下的难题，也要保护地面上的建筑，如房屋、高速、高铁等。

下穿高铁顶管机在穿越高铁时要求很高，为防止地面沉降而影响线路运输，需对隧道上方地层进行加固。重要管线保护王家塘泵站出水管道需要穿过中石油、西气东输的管线，为了不与重要管线交叉，在精准勘探、测量后，将管道埋深再下降5米，确保与重要管线保持3米以上的安全距离，并同步准备了应急预案等系列保护措施。基础设施都建完啦

污水管道是不是就可以投运了呢？还不行哦！我们还要验收和试运行。

来源：龙城排水、岩土新鲜事儿

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泥水平衡顶管长距离曲线顶进施工关键技术

作为一种非开挖地下管道铺设施工技术，顶管法施工具有综合成本低、施工周期短、环境影响小、安全性高等特点，已逐渐成为一种广泛应用的地下管道施工技术。而在长距离深埋顶管隧洞施工中，顶管机遭遇不良地质和地下不明障碍物的概率大、风险高，相较于盾构法施工，顶管在不良地质应对和线路精度控制方面仍相对较弱。

一、工程概况

工程位于漳州台商投资区北部，顶管段隧洞单线长.695m，双线布置，采用多台Ф 泥水平衡顶管机施工，区间地质和施工环境复杂。

该工程最长区间隧洞单线长822m，线路平面曲率分别为.9m和.3m，上覆土层厚度 13.2m～27.8m，顶管隧洞土体为强风化辉石闪长岩和全风化辉石闪长岩，岩土体存在不均匀问题，偶含有弱风化或强风化孤石和基岩凸起。地下水埋深4.6m～9.7m，顶管位于地下水位以下，地下水活动影响顶管掘进岩土体稳定。

二、面临难题

区间右线顶进至第57节管时，顶管遇孤石，排泥量失控，致使隧洞上方覆土水土流失而形成“漏斗”状空洞，造成地面沉陷。顶进至第91节管时，机头前方遭遇基岩侵限，刀盘配置不具备基岩破除能力，导致停机被困。

区间左线顶进至第146节管时，顶管机主轴承密封出现渗漏，导致停机。

综上，有以下几个方面问题需研究解决:

① 孤石段顶推，排泥量如何有效控制。

② 遇基岩凸起侵限，顶管机如何脱困。

③ 顶管设备故障，洞内拆装维修方法。

④ 长时间停机如何避免管节抱死。

⑤ 长距离曲线顶管施工关键技术。

管道施工现场

三、施工关键技术研究应用

1.孤石段顶管机排泥量控制

由于顶管机破碎孤石过程慢，期间需不间断排泥，极易发生泥浆超排，造成机头前方土体失稳，影响地表建（构）筑物结构安全和管线安全。

① 应通过加设管道流量计，记录实际排泥量，与理论排泥量对比分析。

② 根据操作室仪表盘显示的进水排泥管道压力值、泵的频率和电流值推算实际排泥量，结合流量计数据分析评估。

③ 在排泥管出口进行渣样筛查分析，并统计砂石含量。

④ 测定临近超排时，应立即暂停顶进和排泥，通过机头刀盘中心孔向仓内加注膨润土泥浆反压并增强浮力，稳定掌子面的同时，能有效避免石块过度沉积在仓底。

⑤ 地面同步加强沉降监测，稳定后缓慢恢复顶进。

2.基岩侵限段预处理及顶管机脱困

在机头前方1m～2m位置设置竖井，井口设计尺寸以满足顶管机头整机吊出和竖井通道施工需求为主。围护结构根据地质情况选择混凝土灌注桩+高压旋喷桩止水+混凝土支撑。竖井完成后，吊出被困顶管机，采用暗挖预处理侵限段基岩。基岩采用绳锯切割+破锤处理。恢复顶进时，先用原工作井继续顶进，若顶力过大或无法顶进时，则将新增竖井作为始发井，重新布置始发场地，完成剩余区段的顶进。

新增竖井结构剖面图设计

3.顶管机洞内维修

顶管机主轴密封检修采用洞内拆解方案，主轴返厂维修并更换密封圈。

① 刀盘与前筒体用2cm厚的钢板满焊连接，采用斜撑将刀盘牛腿与前筒体焊接，三角钢板连接，将刀盘固定牢靠，防止主轴拆除时刀盘发生位移。

② 在减速箱下方用15cm×20cm的方钢搭建坚固滑道平台，上方铺设走道板，平台上方与主减速箱底部预留5mm空隙并保证水平，以便后期安装刀盘时微调。

③ 主轴承拆除。利用各吊点进行吊拆运，清理隧洞底部的障碍物，在专用拖车前方150米处用2T卷扬机连接，将主轴运送至井口，吊装返厂维修处理。

顶管机设备构造剖面图

4.长时间停机处管理

对顶管机头和成型隧洞范围外壁持续加注减磨泥浆，防止地层变形挤压管节而造成侧摩阻力增大，进而造成顶力过大或无法顶进。

5.长距离曲线顶管施工关键技术

（1）地面隆起沉陷控制

软弱地层顶管施工过程中，地表竖向沉降变形呈漏斗状分布，且顶管推进对其轴线上方的地表位移影响最大。

① 应合理控制施工过程中的顶推推力与顶进速度。

② 在上覆土层较厚且地表起伏较大的地段，顶管施工前可采取地表预加固等必要工程措施，提高软弱地层强度。

（2）测量精度控制

曲线段无法实现激光直接导向。人工导线测量误差较大。管节持续移动，影响稳定测量控制点设置，前后测量结果偏差大，顶管机姿态调整频繁。

① 应通过提高测量频次，减少测量偏差，及时调整顶管机姿态，按趋势勤纠缓纠。

② 对控制点、顶管机姿态进行人工复核，遇曲率较小的曲线段和接收阶段应加密复测频率。

管道施工现场

（3）顶力控制

顶管机通过曲线段，随着顶进长度和曲线转角越来越大，顶进推力会越来越大。

① 合理控制泥浆注入压力和注入量，及时加注减磨泥浆，增加泥套减磨效果。优化触变泥浆配比，拌和用水采用纯净水，PH值宜体现在9～10的弱碱性范围。

② 顶管机开挖直径应大于管节外径，通过扩孔减阻。

③ 合理配置中继间数量。

（4）开仓换刀

实际顶进过程中开仓换刀往往为被动开仓换刀。上部地层松散，稳定性差时，需采用带压开仓作业。

① 对沿线进行加密地质补勘，尽量摸清孤石分布情况，针对性开展主动开仓查换刀具。

② 开仓前，预加固地层，保证掌子面地层稳定和仓内作业安全。

③ 在保证刀具应换尽换的前提下，应尽量缩短开仓时长。

四、顶管施工现场实施效果

目前两台被困顶管机正按照既定方案稳步推进。从已完成顶管隧洞施工参数来看，隧洞成型质量良好，轴线误差均在可控范围内，满足相关规定及验收标准要求。

成型隧洞实景照片

本文整理自《复合地层泥水平衡顶管长距离曲线顶进施工关键技术》仅供学习交流版权归原作者所有

非开挖知识局：浅埋富水地层特大断面矩形顶管隧道掘进分析非开挖知识局：复杂环境下的非开挖管道扩径修复

市政工程施工中的顶管施工技术要点

市政工程，包括市政管道、市政隧道等施工都经常会遇到需要顶管施工的，现在国内顶管施工的工法工艺都已经相当成熟，精准施工也做的很好，分享一下施工技术要点：

施工要点

1. 概述

1.1 城市地下管线

在城市现代化与信息化高速发展的背景下发展迅速，并且，当前其作用与功能越来越重要，城市中迫切需要兴建大量的新管线。如果采用传统的开挖施工技术，则不仅经济负担大，而且对社会和环境都具有不利的影响。所以，为了保护城市的道路，我们应该尽量采用非开挖技术。

1.2 顶管技术

1.2.1 顶管技术的优点

顶管技术并不需要开槽铺设管道，是非开挖施工方法中的一项。它用一种硬制管道在土层下面穿过以形成给排水或者其他作用的设施。该项技术的使用时间较早，优点多，例如：

（1）施工精度高；

（2）综合成本低：只需要排除地下土层中的土体，使工期缩短、工程量减少；

（3）对环境的破环小：能使周围建筑设施保持其功能，不被破坏；

（4）可穿越障碍物等。

正是凭借这些优点，顶管技术得到了较广泛的应用，当前，它已经被应用在污水管道的铺设、天然气管道、雨水管道、自来水工程等多项民生工程中，消除了以往开挖技术所造成的社会影响和经济影响。

1.2.2 顶管技术的缺陷

因为顶管技术常被应用于地下的隐蔽性工程中，隐蔽性工程的复杂程度是难以预料的，所以，顶管技术也就有了复杂性和多边性的特点。

并且，顶管技术的安全隐患大，在施工中存在着一定的危险，若是失败了，则会带来巨大的经济损失。但是，我国的顶管技术比其他国家起步晚，至今还没有形成一套完整的理论体系，所以，我们应该加强市政工程施工中的顶管技术的研究。

1.2.3 研究顶管技术的意义

当前，人们越来越关注环境保护的问题，所以，也逐渐加大了顶管施工技术的应用范围。加强对顶管技术的研究能够改进和完善顶管技术，提高设管道施工的技术标准和质量标准，提高管道的利用率，减少经济损失，同时能够使工程更加科学、规范，所以，加强对顶管技术的研究具有十分重要的意义。

2. 市政工程施工中顶管施工技术要点分析

2.1 纠正错误认识，明确顶管施工概念

由于顶管施工技术是一种非开挖施工技术，人们普遍认为非开挖施工技术就是一种地表不开挖或不挖沟的施工方式。

2.2现场勘查与调查，做好施工准备工作

第一，勘察清楚施工现场或邻近施工现场地下管网情况，对给水、煤气、通讯、电力等管道进行现场定位，并严格分析那些管道需要停止工作或搬走，之后将其清楚标注出来；

第二，考察施工现场路面车流、人流等交通情况，必要时在路口设计交通导向牌、安排专人指挥，并根据道路交通情况合理安排施工路线；

第三，清楚掌握施工现场及附近排水管道情况，规划与设计最佳排污路线，必要时还可搭建临时排污管道，避免施工污水流入其他位置；第四，如果施工现场有桥梁或其他建筑物，设计人员一定要摸清楚桥墩、桥台基础、建筑物基础桩等情况，避免管道施工为其带来破坏性影响等等。

2.3 施工技术准备工作

经过系统而周详勘测与调查后，设计人员应分析相关资料信息得出施工现场的一些施工技术条件，并根据勘察情况与技术分析确定合理的施工组织设计。具体内容如下：

第一，掌握施工现场地质情况，比如，含水量、透水性质等。如果土层中含有砂层或岩层，设计人员则需要进一步摸清砂层及岩层具体情况，然后选择符合地质条件的顶管施工技术；

第二，分析与总结地下水位变化规律，并将其来源、水面高度及潮汐情况清楚描述出来；

第三，掌握各种顶管施工技术的相关要点。

2.4 设计施工线路与井位施工

经过详细勘察与技术分析之后，设计人员便可以此为依据设计施工方式、线路及井位。然后，施工单位人员按照设计图上管道平面位置，利用测量仪器清楚标注出管道的具体位置，即水平高度及作业方向。

2.5钻进导向孔轨迹施工

导向孔轨迹设计与施工是否合理，直接影响着管道施工的精度，对管道施工成功与否有着至关重要的影响。完成测量放线工作后，施工人员便可以在管道平面位置按照深度要求操作定向钻机作业。

2.6 扩孔施工要点

导向孔施工完成后，施工人员便可利用钻扩口对导向孔进行回扩工序。进行回扩工序时，应始终保持适当的泥浆量，并根据实际需要合理控制钻进速度，以便排渣。回扩工序一般分为几次完成，并在最后一次中采用挤扩式钻头，以便使孔壁定型和稳定。

2.7 顶进施工要点

导向孔施工完成、孔壁具有一定强度后，则进入顶进施工工序。

顶进施工过程中应严格注意以下内容：顶进时，顶铁上不准站人；顶进就位后，应立即回复施工线路；顶进施工完成后，施工人员必须对管道线路进行全面修整与巩固，并进行相关实验。

3. 顶管施工需注意的事项

3.1 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。

3.2 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。

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。

3.3 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。

3.4 施工障碍

如果遇到挖土工作面塌方或遇到障碍物、后背变形或倾斜、管位偏差超限、顶力突然增大时应停止工作，处理后再施顶。

举例子

在珠海对澳供水60周年之际，被列入《粤澳合作框架协议》的珠海“西水东调”二期项目再传捷报：过磨刀门水道的米超长顶管工程于8日正式贯通，比原计划的贯通时间提前4个月。

当日，粤澳两地的水务部门负责人共同见证了这一历史时刻。澳门特别行政区水资源管理厅厅长表示：“没有祖国对澳门的关心和珠海对澳门的支持，就没有今天如此规模和繁华的澳门。”

珠海自年启动对澳门供水工作以来，日供水能力和供水质量逐年提升，尤其是年启动珠海“西水东调”一期工程以后，年珠海对澳供水管道达3条，日对澳供应原水能力达50万立方米（实际供应量约30万立方米），承担了澳门96%的原水使用量。为了支持澳门的进一步发展，年粤澳两地再次合作，投资8.5亿元人民币启动“西水东调”二期工程建设，并将该工程列入《粤澳合作框架协议》中的项目之一。

西水东调工程迎来新进展，“亚洲第一顶管”成功穿越磨刀门水道

“西水东调”二期工程包括新建竹银水库至平岗泵站输水隧道1.8公里、铺设平岗泵站至广昌泵站管道约21公里、新建广昌泵站一座。其中，磨刀门水道超长顶管工程系平岗泵站至广昌泵站管道的控制性工程，因一次性顶管管径为2.4米、长达米，被誉为截至目前的“亚洲第一顶”，于年11月19日正式顶推。“为了确保工程进度，除了优化施工程序、现场制作顶管管节外，春节期间，项目部83名建设者没有一人请假回家，全员坚守岗位坚持24小时连续施工，顶管速度平均以每小时不小于2米的速度推进。”珠海西江水务建设管理有限公司项目经理称。

8日上午11时许，磨刀门水道东侧顶管施工的36号工作井彩旗飘展。在30多米深的井底下，刚刚完成顶管贯通的建设者仍然在忙着收尾工作。项目经理表示，项目投产后，原水输送管道由单管变为双管，珠海西水东调的输送能力可从每天最高100万立方米提高到每天200万立方米，有效解决珠海西水东调输水能力不足，同时供水系统调度的灵活性将大幅增加。“一旦珠澳供水第四管道投入使用，珠海对澳门的供水能力将从现在的每天近50万立方米提高到70万立方米。”

再举个例子

淞沪路-三门路下立交工程

该工程由上海市杨浦区立项、管理和投资，上海市隧道工程轨道交通设计研究院设计，隧道股份承建。

工程采用“Y”型双层结构，下层隧道全长约860m，为沿淞沪路北-淞沪路南方向布置的下立交主线隧道；上层隧道全长约770m，为沿淞沪路-闸殷路方向布置下立交匝道隧道。双层结构隧道从空间上分离“到发”和“过境”两类交通，有效降低交通干扰。地下主线采用双向四车道形式，地下立交设计车速40km/h。

整个工程采用明挖方式施工，其中主线隧道有一段长163m的路段因下方建有合流污水箱涵而必须采用暗挖法施工。

采用大断面矩形顶管机下穿合流污水箱涵

采用大断面矩形顶管机下穿合流污水箱涵。在长163m的路段采用大断面矩形顶管机施工2条隧道。大断面顶管机“创新杨浦号”设计采用中央大刀盘+偏心刀盘相结合的组合刀盘形式，尺寸为9.8m×6.3m×6.5m。

该段工程紧临地铁10号线，区域边界离东侧的轨交10号线仅1.5m，且需近距离下穿合流污水箱涵，存在着风险高、环境复杂等特点。

目前，矩形顶管机已正式下井安装调试，预计不久将在井底进行始发推进。据悉，该工程建成后将极大地缓解江湾城及五角场地区的交通拥堵状况，更大程度地提升地区的整体活力，促进江湾、五角场地区的一体化发展。

施工现场顶管机下井动图欣赏

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