盘点那些走出国门的顶管机！

4月18日，年度新加坡水资源展会在金沙国际会展中心隆重举办，唐兴装备作为国内唯一的非开挖参展企业将通过此次国际顶级水务盛会持续扩大品牌影响力，加强与海外客商的交流合作，将东南亚地区作为战略支点之一，积极开拓当地市场，探索国际化发展路径。

1. 新加坡饮水管网工程

项目时间：年9月

设备型号：唐兴装备 Φ岩石顶管机

工程特点：该工程为S形曲线顶管，顶段较长，分别有640米及940米两个顶段；顶管埋深约20米，复杂的土质情况，尤其是砂岩对刀具磨损严重，该工程的贯通进一步解决了新加坡饮水问题，促进城市发展。

2. 新加坡地下管廊工程

项目时间：年4月

设备型号：唐兴装备Φ卵石顶管机

工程特点：年是新加坡全面隧洞掘进之年，唐兴装备组建了一支国际化高技能的技术团队。针对该项目小尺寸始发井、致密板砂岩、土沙软硬复合层、掘进姿态和地表沉降控制难等施工问题，唐兴装备因地制宜，刀盘采用直角刀盘设计，运用滚刀+撕裂刀+刮刀组合设计并调整刀尖倾角设计；工艺上采用密集耐磨焊和特制高强度材料刀箱减少磨损。环流系统重新开发了分层分区冲洗技术，施工上采用平衡微速推进技术。凭借着过硬的技术创新，唐兴成功助力新加坡地下管网建设，践行国家“一带一路”战略。

3. 泰国市政管网顶管工程

设备型号：唐兴装备Φ泥水平衡顶管机

工程特点：唐兴装备根据泰国工程要求及当地气候条件，为顶管机加装了防水密闭后舱门，在东南亚雨季大量降水的恶劣条件下，有效避免了顶管机被水淹的状况，此项防水功能获得了泰国客户的好评。

4. 菲律宾污水管网工程

设备型号：唐兴装备Φ900岩石顶管机

工程特点：菲律宾污水管网的建成对防治水污染、保护水生态、推进菲律宾城市雨污系统完善和生态平衡具有十分重要的作用。

5. 马来西亚雨污系统顶管工程

设备型号：唐兴装备Φ岩石顶管机

工程总长：1km

工程特点：马来西亚属于热带雨林气候，一年中长达8个月都处于雨季，该管网的建设提高了马来西亚城市排洪能力，有效解决雨季雨水反溢问题。

6. 马来西亚污水管网工程

项目地点：马来西亚Ampang

设备型号：唐兴装备Φ750复合顶管机

工程特点：地质复杂多变，包括砂土、白干泥、红黏泥、砾石、回填石，唐兴装备根据施工地质，设计了复合型刀盘，成功助力安邦城污水管道建设。

唐兴装备作为国内顶管行业头部企业，将在产品、技术、服务的不断突破中加强与海外商业伙伴的连接，紧跟全球非开挖进程，让唐兴品牌在国际舞台上大放异彩。

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顶管设备的维护与保养

01 做好预防工作

在进行顶管设备维修与保养工作时，应当注重预防工作。维护人员应当时常对顶管设备进行检查与养护，观看设备的工作状况是否正常，有无异常发生。同时要加强对顶管机的养护工作，定时定期进行维护，在作业期间应以维护与保养工作为重，将预防工作做足、做到位。在施工过程中，按照设备使用的先后顺序，对设备进行检查、修理，并随时记录好检查结果，以便实时掌握顶管设备的真实情况，为今后的维护工作提供有效的参考。

02 顶管设备在拆装时的注意事项开挖工程完工后

每当开挖工程完工后，应当对顶管机进行拆卸工作。然后运送到维护地点，对整个顶管设备进行全面的检查和维修，并认真做好保养工作，以便再次进行施工时，顶管设备能够拥有一个良好的状态投入作业。

导轨 图源：唐兴装备

顶管在完成挖掘管道工作之后，首先应铺设轨道，便于顶管延伸，借助主顶液压缸将挖掘设备从工作面推送到基坑位置，并安置妥当。

在对顶管设备进行拆卸之前，还应在合适的位置搭建拆装平台，在平台周围安装好防护栏，并在钢壳两翼的坡土位置安装好踏板，以供拆装人员上下作业，避免发生滑落事件，造成人员伤害。

新顶管工程开工时

如果有新工程开工需要顶管机作业时，首先要在作业地点安装顶管设备前，按照我国有关方面的要求，在安装地点铺好轨道，以便放置旋转挖掘系统。再安排吊车将该系统吊运到铺好的轨道上面，一定要妥善放置。最后安装电缆、电线，有传感器的安装好传感设备。在顶管机拆装过程中，应当按照装卸要求，规范拆装工作。

03 更换切削刀头的注意要点

顶管设备在拆卸旋转挖掘系统时，每一次拆卸都应对切削刀头进行仔细的检查，如果发现刀头出现磨损，且磨损程度已经超过了使用标准，针对这种情况，应实时进行更换。

切削刀头主要由两部分组成，即刀尖与刀柄。在当下市面上常见的刀柄基本都是采取过热处理的中碳钢，而刀尖则使用硬度较高的合金或工具钢。切削刀头就外形而言，分为前角、后角两种。在施工过程中，选择使用切削刀头的前角还是后角，都是根据施工区域的地质状况而决定的。如：

◆ 在硬质土层施工时，应选择前后角较大的切削刀头，最好选择前角为300、后角为100的刀头；

◆ 施工土质为砾石层时，应选择前后角较小的切削刀头，最合适的选择是前后角为50的刀头。

04 切割刀盘维护保养的主要措施

顶管设备的切削刀盘之上不但装有切削刀头，同时切削刀盘的前端扇形面还安装有仿行刀、超挖刀等各种切削刀头。通常在每一次拆卸与安装旋转挖掘系统的过程中，都应对切削刀盘中的土砂密封件进行仔细的检查，同时对其进行实时维护与保养，将润滑液涂抹到各个轴承之间，增加润滑度，确保设备运转通畅。

图源：唐兴装备

对切割刀盘的保养应从两方面进行：

①检查砂石密封件，观看其是否存在漏洞，如果出现漏洞应及时进行处理；

②对所有的轴承逐一进行涂抹润滑液，确保其润滑度。

05 切削刀盘扭矩的检测方法

在对顶管设备进行大修理或技术整改时，应对切削刀盘的扭矩进行重点检查。在进行作业时，扭矩的选择都是按照作业区土质特征以及挖掘系统类型、结构、大小而决定。在扭矩的选择方面应考虑的主要因素有：

◆ 削切土壤、砂石等产生的阻力矩；

◆ 切削刀盘与土壤产生的摩擦阻力矩；

◆ 搅拌土砂时提升的阻力矩；

◆ 密封摩擦产生的阻力矩；

◆ 轴承摩擦产生的阻力矩；

◆ 减速机在摩擦、传动时产生的阻力矩

……

结语

在进行地下作业时，顶管设备在施工过程中，可以将对周边环境的影响降到最低，而且施工人员不但劳动强度得到极大的缓解，还大大提高了开挖速度，安全也更有保障。但是该设备属于比较精密的高科技，一旦有故障发生必须要全部停工检查、维修，不但影响工程进度，且因购买该设备元件价格高昂，使成本急剧增加因此对维修、养护工作的要求不断提高。日常工作中，注重维修和保养工作，才能有效降低故障发生几率，将故障扼杀在摇篮里，从而确保顶管设备正常运作，保障企业效益最大化。

本文节选自：《顶管设备的维修与保养探析》 作者：熊 颖

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长距离岩石顶管机型选择和润滑减阻施工技术

重庆市观景口水利枢纽工程输水线路位于重庆东温泉镇至茶园段，线路总长21.6km。输水线路沿线主要穿越地层地质情况为泥岩、砂岩、泥质砂岩和灰岩，最大单轴饱和抗压强度分别为20MPa、70MPa和90MPa。线路存在岩溶、断层及破碎带等不良地质，隧洞最浅埋深3m，绝大部分在15m以上，最大埋深325m。

本工程输水隧洞施工特点：

断面小、单洞长

成型隧洞内径2.65m，隧洞长3.2km，对各种施工方法都存在较大挑战。

2. 环保要求高

本工程位于东温泉附近，该处地热资源丰富，施工环保要求高。

3. 地质条件复杂

隧洞埋深深/浅交互、软/硬地层交互、局部存在岩溶、突水、突泥等不良地质。

岩石顶管机设备选型与设计

本工程一次性距离长，存在溶洞、断层、软硬不均、富水、大量浅埋层等不良地质，并结合进度、安全要求，进行详细的分析论证，确定选用泥水平衡式顶管施工方案。为确保安全顺利通过，对设备提出如下设计要求：

顶管设备应能满足一次性顶进2km的能力，整机应性能可靠、稳定，并确保其成洞质量满足设计要求。满足切削最大饱和抗压强度为90MPa岩石的能力。泥浆性能应能满足长距离顶进施工要求。方向调整与纠偏能力及导向系统的精度和设备的可操控性应能保证高精度贯通。岩石地层顶管施工润滑减阻问题

常规顶管施工中，管节外壁摩阻力远大于正面阻力，摩阻力与顶进长度成正比关系，适量注入触变泥浆，变固体间的滑动摩擦为固液间的滑动摩擦，将极大地减小阻力，所以顶进施工中，适量使用触变泥浆是减小顶进阻力的重要措施。

由于岩石的自稳能力强，隧洞与管节外壁之间的间隙一直存在并形成前后连通的通道，受地下水及其流动性的影响，无法有效形成泥浆套，且大量膨润土流入刀盘被循环泥浆带走。

顶进过程中，掌子面破岩形成的石渣会通过超挖间隙向后流动进入管节外壁与洞壁间隙，使管节上浮，严重时会使管节与拱顶岩面直接接触。石渣与膨润土混合较长时间后，底部石渣与触变泥浆的混合物长期受到管道重量挤压、水分流失后会形成泥饼，从而使摩阻力急剧增大。

围岩破碎的洞段，触变泥浆会渗入到岩石裂隙，在其润滑性的作用下，加大围岩失稳风险。

富水段和裂隙发育地层中，触变泥浆漏失严重，无法提供有效润滑。

施工中，触变泥浆配比需要结合顶管机的顶进参数和围岩情况，在试验分析基础上结合实践合理调整。

触变泥浆技术措施

1. 确定触变泥浆配比

触变泥浆的成分为膨润土、CMC（粉末化学浆糊）、纯碱和水，不同地质需要对应的配合比，最终通过试验确定。触变泥浆的性状指标与要求参见表1。

2. 控制出渣泥水压力和触变泥浆压力

在完整围岩中顶进时，在确保正常循环的前提下尽量降低出渣系统掌子面的泥水压力，采用常压模式，泥水仓水位保持在半仓左右，以减少开挖石渣回流进入管壁与洞壁间隙的几率。同时，适当降低触变泥浆的注入压力，减少其进入刀盘而流失的几率。

3. 监控摩阻力指导顶进施工

通过监测主顶和中继间顶力变化，分析不同段落的摩阻系数：宜控制摩阻力不大于3kN/m2；摩阻力大于5kN/m2时应引起警觉；摩阻力超过8kN/m2时，必须采取如清理沉渣等处理措施降低摩阻力。

4. 控制触变泥浆粘度

正常洞段触变泥浆的马氏粘度约为90s；围岩破碎洞段触变泥浆的马氏粘度不低于120s，以减少漏失量；必要时添加高分子材料，进一步增加粘度，提升保水率，减少漏失量。

5. 保持触变泥浆润滑效果

围岩较好的富水段，根据实践，触变泥浆流失量大，被稀释后几乎失去应有的润滑效果，可以选择性停止注浆或者单纯注入高分子材料。

结语

长距离岩石顶管隧道施工技术在我国水利工程领域的应用会越来越广，同时工程条件对顶管机设计技术与施工技术的要求会越来越高。在如何有效应对断层破碎带、高压富水、围岩收敛与掉块、触变泥浆长期稳定性以及提出适应岩石顶管施工的指导理论等问题上，仍需结合后续工程继续系统研究、不断积累经验。只有真正解决了长距离岩石顶管工程在设计和施工过程中遇到的难题，才能持续推动岩石顶管技术的发展，从而为我国的基础设施建设做出更大贡献。

本文整理自：《长距离岩石顶管施工关键技术》 作者：胡恒千

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顶管机推进系统详解

完整的顶管施工大体包括工作井、推进系统、注浆系统、定位纠偏系统及辅助系统五个部分。本期推文给大家详细介绍顶管机推进系统。推进系统包括：主顶装置、顶铁（承压环或均压环）、顶管机、顶进管节和中继间。

主顶装置

主顶装置主要由主顶油缸、主顶液压泵站、操纵系统以及油管等组成。

①主顶油缸：主顶油缸是主顶装置的主要设备，工程中习惯称之为千斤顶，它是管节推进的动力。主顶油缸安装在顶管工作井内，一般均匀布置在管壁两侧，油缸主要由缸体、活塞、活塞杆及密封件组成，其形式多为可伸缩的液压驱动的活塞式双作用油缸。

主顶油缸

②主顶液压泵站：主顶液压泵站的压力油由主顶油泵通过高压油管供给。

主顶液压泵站

③操纵系统：主顶油缸的推进和回缩是通过操纵系统控制的。操纵方式有电动和手动两种，前者使用电磁阀或电液阀，后者使用手动换向阀。

操纵系统

④油管：常用的油管有钢管、高压软管等。管接头的形式根据系统压力选取，常用的管接头有卡套式和焊接式。

顶铁

顶铁又称为承压环或均压环，是顶进过程中的传力构件，起到传递顶力并扩大管节端面承压面积的作用，一般由钢板焊接而成。顶铁由O形顶铁和U形顶铁组成。

①O形顶铁：直接与管子接触的构件，通过该构件可以将主顶油缸的顶力全断面地传递到管子上，用以扩大管子的承载面积。

②U形顶铁：该构件是O形顶铁与主顶油缸之间的垫块，用以弥补主顶油缸行程的不足。U形顶铁的数量和长度取决于管子的长度和主顶油缸的行程大小。顶铁应具有足够的强度和刚度。尤其要注意主顶油缸的受力点与顶铁相对应位置助板的强度，防止顶进受力后顶铁变形和破坏。

U形顶铁顶管机

顶管机是在一个护盾的保护下，采用手掘、机械或水力破碎的方法来完成隧道开挖的机器。顶管机安放在所顶管节的最前端，主要功能一是开挖正面的土体，同时保持正面水土压力的稳定；二是通过纠偏装置控制顶管机的姿态，确保管节按照设计的轴线方向顶进。目前的顶管机形式主要有泥水平衡、土压平衡等。

泥水平衡式顶管机土压平衡式顶管机顶进管节

顶进管节通常包括钢筋混凝土管、钢管、玻璃钢夹砂管、预应力钢筒混凝土管等。钢筋混凝土管的管节长度有2~3m不等。这类管接口必须在施工时和施工完成以后的使用过程中都不渗漏。这种管接口形式目前主要是F形。钢管的长度根据工作井的长度确定，接口焊接而成，施工完后变成刚性较大的管子。它的优点是焊接接口不易渗漏，缺点是只能用于直线顶管。玻璃钢夹砂管也可用于顶管，一般顶距较短，目前仅用于中小口径，管节的防腐性能比较好。预应力钢筒混凝土管在顶管工程中正在得到应用，由于管节能够承受较大的内压，所以适用于给水管道工程。

钢筋混凝土管节中继间

中继间是长距离顶管中不可缺少的设备。中继间安装在顶进管线的某些部位，把这段顶进管道分成若干个推进区间。它主要由多个顶推油缸、特殊的钢制外壳、前后两个特殊的顶进管节、均压环和密封件等组成。顶推油缸均匀地分布于保护外壳内，当所需的顶进力超过主顶工作站的顶推能力、施工管道或者后座装置所允许承受的最大荷载时，需要在施工的管道中安装一个或多个中继间进行接力顶进施工。

中继间

图源：唐兴装备及互联网

本文由顶管宝整理自《现代顶管施工技术及工程实例》，仅供学习交流 版权归原作者所有