顶管施工技术总结十篇

顶管施工技术总结篇1

关键词：深井沉井长距离顶管 施工技术造价确定

中图分类号：TE245文献标识码： A

2011年12月10日，集团公司组织设计、监理和造价公司等一行15人现场考察了珠海某工地DN1600顶管穿江工程，通过施工进展情况介绍，沉井和顶管施工技术交流，现场实地踏勘、拍照、询问和相关案例总结交流等环节全面了解了沉井顶管施工的情况。在考察学习过程中，大家还分别从设计、监理、施工和造价等不同角度求证各自在专业工作中的疑惑，以弥补欠缺，增强工作自信心，同时加强了归纳总结，触类旁通，在类似的复杂工程中学以致用。下面，主要从合理确定沉井顶管施工造价的角度讲述本次参观学习的详细情况和心得体会。

一、工程概况

该工程由顶坑、DN1600顶管和接收坑三部分组成。顶坑为圆形，外径为16.5m，壁厚为1m/1.3m，顶坑深度约30m；顶管长度980m，材质为钢管，待顶管施工完毕后，管内敷设DN700塑料管，作为近期污水收集管道；接收坑外径9.6m，深度20多米。目前，顶坑已经施工完毕，顶管施工长度达200多米。

施工费用方面，顶坑、接收坑实体工程费用约550万元，沉井和刃脚处旋喷桩等施工措施费用超过600万元，DN1600顶管约1万元/m，合计施工费用约2500万元。

二、沉井顶管施工的技术要点和难点

1、本次沉井顶管施工工序为：

测量放线围挡挖顶管坑上部土方铺设工作坑坑底分节制作沉井沉井下沉封底导轨，顶管后背安装顶进设备安装下管挖土顶进测量校对接口处理。

在上述工序中，接收坑应在顶管过江前施工完毕，以便确定接收坑预留孔洞位置，保证顶管顺利及时顶进接收坑中。

2、顶坑和接收坑都采用沉井的方法施工，顶坑施工前先进行了两圈旋喷桩施工，一圈在沉井的外圈，主要起稳固周边土体的作用，桩底深度高于刃脚约10m，另一圈在刃脚的下方，桩底深度低于刃脚9m，桩顶高于刃脚一定高度，起到增大土体承载力的作用，防止沉井到达设计标高后因下部土体承载力不够而继续下沉。

3、沉井施工分为排水下沉（干沉）和不排水下沉（湿沉）两种方式，由此碰到的问题是排水后封底和水下封底两种情况。通常排水下沉施工难度小，易于控制下沉速度、纠正水平标高、便于封底和保证封底质量，但是需要充分考虑排水的难度和排水降水费用的高低。相反，不排水下沉尽管能节约降水、排水费用，但是施工难度相对较大，不便于控制施工进度和水平度，水下封底时难度也大，封底效果不佳。

4、顶管口径为DN1600mm，长度980m穿越江底，顶管中间不另设工作坑，如此长距离大口径的顶管显然需要克服很多技术难题。据施工方项目经理介绍，本工程最关键的技术问题有两个：一是如何保证顶管有足够的顶力，在碰到不利地质条件和障碍物时也能顺利前进，不至于因顶力不足而前功尽弃，损失惨重。另外就是如何保证顶管到达接收坑时偏差可控，并顺利进入接收坑中。针对上述难点，施工方有针对性的采取了相应措施，如间隔200m设置中继间，确保阻力增大时管道仍有足够顶力前进。另外，在顶进过程中实时监测、纠偏，将误差控制在±20cm以内，保证在管道过江后顺利进入预留DN2000孔洞的接收井内。

5、关于中继间的安拆。中继间是长距离顶管施工的关键设置，起分段克服摩阻力的作用，中继间的选用型式和设置数目直接影响着顶管的施工质量和顶进速度，关系长距离顶管的成败和整个投资。施工单位本次顶管预计设置4-5个中继间，间距约200m，每个DN1600mm中继间安拆及使用费约2.5-2.8万元。

6、钢管防腐要求。本次顶管的外防腐还是采用常规的环氧煤沥青和玻璃纤维布，做法同常规敷设的钢管，内防腐没有用水泥砂浆内涂，而是刷的防腐漆。施工方项目经理介绍，钢管每节2m，现场焊接成8m/段吊入沉井内顶进，管道的中间段在顶进时防腐层摩擦损坏的程度不大，薄弱环节在沉井内管道相连的焊接部分。

7、我们在现场还关注到沉井脚手架搭设，池壁对拉止水螺栓设置，预留孔封堵板，顶管后座设置，沉井内顶管轨道，临时用电、通风、供水、排泥设施，泥浆池设置，预制沉井盖梁，履带式起重机械等。

三、本实例值得类似水厂取水泵房和引水管道工程借鉴之处

在实地踏勘现场，充分熟悉施工过程之后，我们以类似水厂取水泵房及原水引水管道设计施工为案例，进行了详细和深入的交流。讨论的具体问题有：

1、紧邻长江边的取水泵房是采用干沉还是湿沉？

2、是否需要考虑排桩支护和刃脚下土体加固？采用何种桩型？

3、是否需要降水和设置止水帷幕？

4、DN1200引水钢管能否采用顶管方式施工？

5、取水泵房能否作为原水管道的顶坑？

6、顶管伸入江心处覆土深度有何要求？

7、顶管工具头能否从江底取出，如何取出？

8、取水头部水下施工技术要点和施工机械？

施工方对上述问题一一发表了自己的看法，并结合实例论证了方案的可实施性。而这些问题不仅是设计和施工中需要充分考虑的，更重要的是能有效指导如何合理确定相应的施工费用。

四、沉井顶管施工中合理确定造价应考虑的主要问题

通过本次深入全面的实地考察，并结合以前做过和接触过的类似工程，现将沉井顶管施工中合理确定造价的要点、难点总结如下：

1、熟悉沉井的适用条件，判断何时采用沉井施工估算指标进行前期估算工作。沉井施工的适用条件为：（1）上部荷载较大，而表层地基土的承载力不足，扩大基础开挖工作量大以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其它深基础相比较，经济上较为合理时；（2）在山区河流中，土质虽好，但冲刷大或河中有较大卵石不便桩基础施工时；（3）岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深；采用扩大基础施工围堰制作有困难时。

2、确定沉井的下沉方式。沉井施工分排水下沉和不排水下沉两种，一般根据场地的现场条件，地质水文情况结合现场施工条件确定。排水下沉需要在沉井四周布置井点降水和排水明沟，通过降水排水将地下水降低到沉井底板以下，这样不仅易于沉井施工，还可以做底板垫层，并进行干封底。不排水下沉是采用水力机械冲土下沉，达到设计标高后进行水下浇筑混凝土封底。

3、分析沉井施工相关的技术措施费。沉井排水下沉时，需考虑井点降水、抽排水费，土方开挖的垂直运输费等；沉井不排水下沉时，需考虑泥浆池建造和污泥处置费，水下浇筑混凝土增加费等。

另外，沉井施工相关的措施还有压重助沉措施，垂直运输机械场外运输、安拆及使用费，沉井桩支护和刃脚下土体加固费等。

4、掌握顶管的适用条件，区分顶管与非开挖牵管施工的不同之处，并根据不同的施工方式，收集、整理相应管材和管径的造价指标。

顶管和非开挖牵引管施工情况对比表如下：

顶管和非开挖牵引管施工情况对比表

施工方式 顶管 非开挖牵引管

工作井 顶进井、接收井 无

挖掘机械类型 手掘式、挤压式、泥水平衡式、三段两铰型水力挖土式、多刀盘土压平衡式 定向钻机

适用条件 适用于粘土、较稳定的砂性土层和淤泥质土层，单次顶距长，顶进效率高、质量好 适用于管径不大于800mm，自重较轻，垂直标高要求不高的管线施工中

常用管材 钢管、混凝土管 塑料管、钢管

常用管径 DN800—4500 ≤DN800

单次最大施工距离 1500m 200m

5、确定顶管中继间数目。长距离顶管施工中，需考虑设置中继间增大顶力，克服摩阻力。造价工作中，可按间距70-200m设置，间距长短根据后背顶力大小、地质条件、施工单位经验和技术实力、安全系数、工期要求等因素综合考虑。

顶管施工技术总结篇2

Abstract： In order to solve the urgent need that construction enterprises reduce the construction cost， this paper combined with engineering examples， took the implementation of the ten new construction technologies and the optimization of construction program as principal thing， further excavated the effective way to reduce the construction cost. After six months efforts， the scientific and effectiveness of this program was proved by practice， and the significant achievements were got to reduce construction cost.

关键词： 降低施工成本；四新技术；优化施工方案；非开挖埋管技术；顶管

Key words： reduce construction cost；four-new technology；optimize construction program；non-excavate pipeline technology；top-tube

中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）03-0133-02

0 引言

随着市场竞争的日益激烈，降低成本，获得最大经济效益已经成为一个企业生存和发展的前提和必要条件，很多施工企业都在不断的寻找降低施工成本的途径。作为一个施工企业，在工程项目中应做到既开源又节流、既增收又节支。只开源不节支，或者只节流不开源，都不可能达到降低成本的目的。因此在施工中应全方位的考虑降低成本的措施。降低成本内的措施主要有四种：一是从工程项目的资源配置上降低成本，二是从施工过程中的管理上降低成本，三是从优化施工方案上降低施工成本，四是采用国家推广的四新技术上降低施工成本。本次针对哈尔滨市第二市政工程公司承揽的哈药集团制药总厂新厂区建设项目-环保车间工程，将拟定施工方案进行优化及将四新技术应用到工程实际中去，使工程在按期完工的同时能够有效的降低施工成本。

1 工程简介

环保车间工程位于哈药总厂的最西侧，总用地面积约39373平方米，用地呈不规则形，地势平坦。新建项目包括：中控化验室，综合工房，深度处理间及中间水池，危废转运间，应急储池，中、高浓度调节池及清水池，综合沉淀池，完全混合爆气池，AO池，深度处理沉淀池，出水仪表间，厂区给、排水及热网，厂区内弱点及电气外网工程。工期6个月。

2 应用新技术优化施工方案

2.1 分析原有施工方案 在对照施工图纸和查阅有关技术规范的基础上，仔细研究施工单位投标施工组织设计及专项施工方案后，发现给、排水工程投标施工方案为开槽埋管施工，开槽深度4-5m，最大管径2m，为保证工期，给、排水工程及其他外网施工与主体工程及池体构筑物同时施工。由于给、排水工程施工贯穿于整个厂区，且施工作业面大，势必对施工平面布置及其他工程施工产生影响。管理稍有不慎，将会造成施工混乱，对工期和施工成本产生严重影响。从全局角度出发，必须对投标施工方案进行优化。经讨论后决定，将部分影响施工总平面部署及关键工程的给排水及外网工程管线施工方案进行改变，由开槽埋管工艺改为非开挖埋管工艺。其中给排水管线工程部分采用人工顶管施工技术，弱电及电气外网改为定向钻施工。

2.2 应用非开挖埋管技术

2.2.1 非开挖埋管主要技术内容

①顶管法。直接在松软土层或富水松软地层中设置的施工方法，可以避免因疏干和固结土体而采用降低地下水位等辅助措施，从而大大加快施工进度。短距离、小管径类地下管线工程施工，广泛采用顶管法。近几十年，中继接力顶进技术的出现使顶管法已发展成为可长距离顶进的施工方法。

②定向钻进穿越。根据图纸所给的入土点和出土点设计出穿越的曲线，然后按照穿越曲线利用穿越钻机施工。其主要技术包括：1）根据套管允许的曲率半径、工作场地及岩土工程条件，确定定向钻进的顶角、方位角、工具面向角、空间坐标，设计出定向钻进的轨迹草图。2）导向孔钻进是采用射流辅助钻进方式，通过定向钻头的高压泥浆射流冲蚀破碎旋转切削成孔的，以斜面钻头来控制钻孔方向。通过钻机调整钻进参数，来控制钻头按设计轨迹钻进。3）将导向孔孔径扩大至所铺设的管径以上，减少敷设管线时的阻力。4）用分动器将要敷设的管线与回扩头进行连接，在钻杆旋转回拉牵引下，将管线回拖入已成型的轨迹孔洞。

2.2.2 技术指标 顶管法的技术指标应符合《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268、《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640的规定。定向钻穿越技术中，要按照控制点的准确位置进行。

2.2.3 适用范围 在松软土层或者富水松软土层中敷设中、小型管道适用于顶管法。而定向钻穿越法适合于岩石、砂土、粉土、黏性土性质的地下层条件。

2.2.4 已应用的典型工程 浙江镇海穿越甬江的顶管工程、上海穿越黄浦江的顶管工程、西气东输穿越黄河顶管工程等为已经应用的三个典型工程。

2.3 非开挖埋管技术在本工程中的应用 非开挖埋管技术首先要详细了解地质情况，根据本工程地质报告显示，素填土深度约为2.5米。灰黄-褐黄色，松散，欠压实。粘土：土层厚度约为5米。黄色饱和，硬塑，夹松散状粉砂，细砂分布不均匀，局部密集。地质条件适用于顶管和定向钻的施工。本工程穿越临时施工道路及生产区域的给排水管线采用人工顶管施工，弱电及电气外网采用定向钻进穿越的施工工艺。分别在不影响主体及构筑物施工的区域设置顶坑和接收坑。顶坑和接收坑兼做检查井基坑。基坑采用钢板桩护壁。工期比原计划工期提前3天。

3 新技术对施工成本的影响

顶管及定向钻越施工能避免阻碍和中间交通的优势，也不会破坏植被和绿地，还能正常维持实施秩序，解决因传统开挖对施工造成的干扰和对交通环境、周边建筑物造成的破坏和不良影响。而且施工不受季节性限制，对控制工期十分有利。现代化的穿越设备具有高准确的精度值，易于调整敷设方向和埋深，能够完全满足设计要求，并且避免地下障碍物对其的阻碍作用。定向钻与其它施工方法比较，具有进出场速度快、灵活调整的优越性，并且施工占地少、工程造价低、施工速度快的优势。本工程用顶管和定向钻施工代替原有沟槽开挖，使土方量减少为原方案的1/5，避免破坏和截断施工道路8条，减少了临时道路的重复修建，避免了开槽施工受原有地下管线的干扰。并且工程集中在工作坑中进行，降低了施工成本，提高了综合成本最低的优势。

4 结论

本文结合哈药总厂环保车间工程实例，应用非开挖埋管技术优化施工方案，使施工质量得到了保证，不仅在材料价格方面降低了施工成本，而且避免了因水池渗漏产生的后期修补费用，达到了降低施工成本的目的。

参考文献：

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顶管施工技术总结篇3

Abstract： In the gas pipeline laying process of Beijing which is a mature metropolis， due to various unforeseen factors， such as the complexity of other underground pipelines， the open construction can not be specified during construction. Therefore， in the laying process of city gas pipeline， trenchless technology is widely used to the actual construction of project. Based on the status of gas pipeline in Beijing， this paper summed up the pros and cons of pipe jacking， pipe ramming and directional drilling trombone， and analyzed the selection cases in actual project， in order to select the most suitable trenchless technology construction program.

关键词： 非开挖技术；顶管；夯管；定向钻拉管

Key words： trenchless technology；top tube；pipe ramming；directional drilling trombone

中图分类号：TU996.7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）08-0130-03

1 非开挖技术简介

非开挖施工，在实际施工中一般泛指，由于受到地形、地质及其他因素制约，无法进行明开槽施工的条件下，进行的在基本不破坏原有地表特征，而在地表相应深度以下进行的施工。非开挖施工技术是指利用各种岩土钻掘的设备和技术手段，在地表不开挖沟槽的条件下，铺设、更换各种地下管线的施工技术，国外叫做Trenchless technology 或 No-Dig。

1.1 非开挖技术的分类 非开挖技术包括管线的铺设、修复、更换和探查四个领域（图1）。

1.2 非开挖技术的优点 与传统的挖槽铺管的施工方法相比，非开挖施工具有以下主要优点：

①非开挖施工不阻断交通，不破坏道路和植被，无污染，无噪音，因而可以避免造成扰民问题、交通干扰问题，以及对环境建筑基础的破坏影响。②在开挖施工难以进行或根本不允许进行的情况下，采用非开挖技术可使管线施工成为可能，并且可将管线设计在施工工程量最经济合理的地点穿过。③减少了开挖施工的地下作业工程量，减小了在高地下水环境下作业的施工难度，增大了安全保证系数；加快了施工进度，缩短了施工工期；作业面小，可控制铺管方向，施工精度高，综合施工成本低。④成本低，应用广泛，有较好的经济效益和社会效益，特别是当埋深和管径越大时，其效益更加明显。

1.3 非开挖技术的常见施工技术介绍

1.3.1 顶管施工技术介绍 顶管施工方法是目前在市政施工过程中最常见、应用范围最广的一种非开挖施工技术。与其他非开挖技术相比较，顶管施工技术提出及投入使用时间较长，技术相对成熟，适用范围较广，操作稳定性较强，技术较易掌握，因此在城市燃气管网敷设施工过程中，需进行非开挖施工时，多选用顶管施工技术。

顶管施工其实质是顶“套管”施工，在完成套管的顶进施工后，正式燃气管道在套管中敷设。套管材质多为钢筋混凝土管，也可为钢管。燃气管道在套管中敷设时需采用方法固定，施工完成后，套管内可填充中粗沙，避免形成爆炸空间，套管两端用砖砌体封闭，避免进水加大燃气管道的腐蚀。重要地段（例如过河、过铁路）需在套管两端安装检漏管，检查监测套管内是否存在燃气。

1.3.2 夯管施工技术介绍 夯管施工技术在近十年来被大量应用于燃气管线工程施工，夯管施工顶进的仍为套管，其材质为钢管。多数用于穿越城市主干道，大型路口的非开挖施工。夯管施工技术与顶管施工技术原理基本相同，其最大区别点在于顶进机械的设置安装。顶管施工采用千斤顶作为顶进设备，千斤顶必须在顶管工作坑内依靠后背作为顶进时的支撑，后背承受顶进过程中的全部阻力；而夯管施工采用液压夯管锤或气动夯管锤作为顶进设备，不用依靠后背进行顶进。因为夯管施工的这一特点，其施工效率要高于顶管施工技术，同时由于顶进机械的革新，选用的材料，夯管施工的成本比顶管施工有所降低。因此，更高的施工效率，更低的工程成本，成为夯管施工技术明显优于顶管施工技术的两大优势。

1.3.3 定向钻施工技术介绍 定向钻施工技术在施工效率、施工成本上具有顶管和夯管施工技术所无法比拟的优势，而这种优势的形成，是源于定向钻施工技术的自身特点。①定向钻施工技术直接针对燃气管线本身，而并非像顶管、夯管施工技术一样是针对套管的施工方法。这一本质区别使定向钻施工避免了增加大量主材费、人工费，大幅度的降低了施工成本，同时由于不必进行套管施工，整体施工时间大幅度降低是必然的结果。②定向钻施工技术管道在钻进敷设过程中呈弹性曲线敷设，而非顶管、夯管施工技术的水平顶进敷设。③定向钻施工技术要求管材防腐采用三层PE防腐技术，同时由于主管道不必从套管中穿越障碍，燃气管网的电保护方案不必考虑局部增加带状牺牲阳极，即节省了投资，又缩短了施工周期。

2 顶管技术的施工方法

2.1 顶管施工技术的分类 顶管施工技术按照具体顶管施工方法可大致分为三大类：①人工掘进顶管施工法：最基本的顶管施工方法，在顶进过程中，由人工在套管前方掘土、出土。施工进度较慢，但施工成本较低，较适用于短距离顶管施工工程，而在长距离顶管施工中，由于人工费用的增加，会造成工程成本的的整体上浮。②机械掘进顶管施工法：在被顶进的管道前端安装机械钻进掘土设备，配置皮带运土机械代替人工挖运土的顶管方法。施工效率较高，但由于设备投资较大成本偏高，不适用于短距离顶管施工工程，同时受地质条件限制，无法应用于含水土层和岩石地层。③水力掘进顶管施工法：利用水力掘进工具管进行掘土，施工效率较高，但设备投资较大，对水源及泄泥场所有很高要求。如在短距离顶管工程中应用，会造成施工成本大幅度增加。通过综合考虑这三种顶管施工方法各自的优劣、成本，以及燃气管网敷设施工中使用非开挖施工技术的目的、施工成本，人工掘进顶管施工法成为燃气管线首选的，也是最常用的顶管施工方法（后文顶管施工法均指人工掘进顶管施工法）。

2.2 顶管施工的几个条件 在燃气管线顶管施工过程中，必需满足以下几方面条件，才能确定顺利完成顶管施工。①施工现场的详细地勘资料，水文资料，是制定顶管施工方案的基础资料。缺失相关资料，则方案的制定将无从谈起。同时，掌握第一手地勘情况，也是采用其他非开挖施工技术制定施工方案的先决条件。②掌握详实的施工现场地下管线资料，是制定顶管施工方案及其他非开挖施工方案的基本要求。③施工现场有足够的位置布置顶管工作坑和接受坑，是可以进行顶管施工的必要条件。顶管工作坑的长宽尺寸必需满足如下要求：

宽度：B=DW+2b+2c（1）

长度：L=l1+l2+l3+l4+l5（2）

式中DW——套管外径（m）；

b——套管两侧操作宽度，一般为0.8～1.6m；

c——撑板厚度，一般为0.2m；

l1——管子顶进后，尾端留在导轨上的最小长度，钢筋混凝土管一般为0.3～0.5m，钢管一般为0.6～0.8m ；

l2——每根管长度（m）；

l3——出土工作面长度，一般为1.0～1.8m；

l4——千斤顶组装总长度；

l5——千斤顶后座及后座墙的总厚度 （m）。

④各项施工数据的准确计算，尤其是千斤顶顶力计算，是顶管方案切实可行的保障。千斤顶顶力一般按下列公式计算：P=K[Lf（2PV+2PH+P0）+RA （3）

PV=gρhDW （4）

PH=gρ（h+DW/2）*tg2（45°-？准/2） （5）

式中P——最大顶力（N）；

K——安全系数，一般可取1.2；

L——管子顶进的总长度（m）；

f——管壁与土壤的摩擦系数，土壤含水量越小，取值越大；

PV——顶进管子上方的垂直土压力（N/m）；

PH——管子侧面的水平土压力（N/m）；

ρ——土壤密度 （kg/m3）；

h——管顶以上的土柱高度（m）；

DW——管子外径（m）；

？准——土壤的内摩擦角（°）；

P0——管子的重力（N/m）；

R——管前刃脚的阻力（N/m2），一般R=5×105N/m2；

A——刃脚正面积（m2）。

⑤顶管过程中，高程、角度的严密监测，随时校核调整，是保证顶管工程顺利进行的必要手段，是防治发生偏顶，造成工程失败的有效措施。

⑥顶管工作坑、接受坑属于深基坑施工，采用适当放坡、锚喷护壁、钢框架支护等施工技术措施处理坑壁及坑底，是确保施工安全，保证施工顺利进行的必要措施。

⑦顶管施工中使用触变泥浆，既可减少顶进阻力，加快施工进度；又能够对松散土质起到加固作用，降低了发生塌方的可能性，是提高施工效率，增加经济效益的有效措施。

2.3 钢筋混凝土管顶管施工特点 通过近几年来实际工程中的总结，笔者认为，顶管施工技术，根据使用管材的不同（即钢筋混凝土管和钢管）其顶管适用范围是不同的。

钢筋混凝土管顶管施工特点：管材规格多、管腔空间大，便于在套管内进行掘土施工，材质不存在腐蚀问题，抗压强度大，不易产生形变。但施工速度慢，施工所需机械型号偏大，需投入一定成本。

鉴于以上特点，钢筋混凝土管顶管施工适用于有足够工期的穿越河道、铁路路基、公路、桥涵的中长距离顶管施工，以及施工现场土壤腐蚀性较高的顶管施工。

3 工程实例

在2006年5月“平房西路燃气工程”施工过程中，由于现状化粪池无法拆除，且道路工期紧迫，要求5天后具备路面铺油条件，经过分析计算最终决定采用钢管顶管施工法穿越障碍。钢套管管顶距化粪池底部混凝土基础1.0米，距道路路面5.0米，顶管长度12米，采用DN700厚度为12mm的钢管作为套管，因工期要求工作坑无法采用锚喷护壁，采用工字钢框架密板支护。从工作坑开挖到完成燃气管线施工，向道路施工方移交工作面，共计用时3工作日，满足了道路要求，充分体现了钢套管顶管施工进度快的特点。虽然在现阶段燃气管线施工过程中大量使用了顶管技术，但需要指出的是在具备多项施工优势的同时，这种施工技术的不足也是相对明显的。

①施工进度偏慢，不适于在工期要求较高的工程中采用。②施工过程中允许的误差范围小，由于在顶进过程中可进行的纠偏程度极小，因此在进行地勘调查、高程、角度的监测校核调整工作时必需十分准确。极小的疏忽、误差都有可能造成管道在顶进过程中遇到无法通过的障碍，或引起塌方事故，致使整个工程报废。③顶管工作坑、管道接收坑均为深基坑施工，如不能按要求做好坑壁的支护处理工作，形成安全隐患，极易导致基坑坍塌，造成重、特大安全事故。④燃气管道单管长度12米/根，如要整管穿入套管，则顶管工作坑的长度不应小于15米，会增加工作坑施工的难度，增大危险系数，造成工程成本明显上升。因此，在顶管施工后期的穿管施工中，往往会提前断管，每段管道长度在4～6米。这就造成燃气管道本身焊接、防腐等相应工程量成倍增加，在加大了施工量的同时，也增大管道发生渗漏的可能性。⑤顶管施工必须做好套管、主管道的防腐，电保护工作。钢筋混凝土套管接口处必须做好防水处理，避免地下水渗入套管，腐蚀主管道。钢套管及主管道在做好外层防腐的前提下，还要做带状牺牲阳极电保护处理，防止电化学腐蚀，加大了此部分的工程成本。同时，一旦因防腐、电保护工作疏忽，造成管道腐蚀，由于顶管施工往往敷设深度较深，不宜在保证用气的前提下进行管道更换，可能造成管网停气施工，增大管网运行成本。

可见，顶管技术的不足之处也是相当明显的。尤其施工进度偏慢，单项工程成本投入偏高的缺点，直接制约了顶管技术在燃气工程施工中的应用。同时，由于燃气管线施工具有施工周期短，投资相对较小的特点，因此，尽快出现能够更加适应燃气管线施工特点的非开挖技术，成为燃气管线施工管理、技术人员迫切的要求。

4 结论

通过以上分析不难看出，在现阶段的燃气管线施工中，由于地质条件、现场情况、施工周期、工程成本等多方面因素的制约，顶管施工技术、夯管施工技术、定向钻拉管施工技术均有所应用。那么，在燃气管线的非开挖施工过程中，如何选定最为合理的施工技术方案，个人认为应从以下诸方面综合考虑：

①根据详实可靠的地勘资料、地下管线资料，分析各种非开挖技术在此类地质条件下是否可行。确保施工能够顺利进行，保证安全施工，将施工中的危险系数降到最低，是选择施工技术方案时首先要考虑的问题。例如：现场土质过差，含沙量、含水量过高，土方施工中易形成塌方，不能或不宜进行深基坑开挖，则在考虑施工方案时，应首先考虑定向钻拉管施工。②根据施工现场条件，主要是根据施工现场面积，交通状况，相关部门对施工现场要求确定适宜的非开挖施工技术。③对于穿越灌渠、小河道，铁路路基的非开挖施工，建议在现场条件允许的情况下，采用钢筋混凝土顶管施工，避免沉降和渗水对燃气管道自身形成危害。④工程的工期要求是确定非开挖施工技术方案的重要因素。任何工程，都有明确的工期要求，无法达到工期要求，再优秀的施工方案也是纸上谈兵，不切实际，不可能被选用。工期要求越紧，越应选择施工效率高的施工技术方案。就三种非开挖施工技术的施工效率相比较，定向钻施工无疑是最快的，其次是夯管施工，再次是顶管施工。⑤在以上条件均能满足的条件下，施工成本的高低成为确定施工方法的决定性因素。作为燃气管线施工企业，在正常范围内尽量降低施工成本，提高利润空间是正常的也是必须的满足企业自身生存发展需要的合法行为。因此，在同等条件下，选择成本最低的施工技术方案，是符合企业经济利益效率要求的。

综上所述，相信通过对地形地质条件，现场施工环境，现场施工条件，施工工期要求，施工成本控制等多方面因素的综合考虑，在燃气管线的非开挖施工过程中，我们能够选择出最适合的施工方法。同时，随着各种非开挖技术的逐渐改进，日趋完善；随着新型非开挖技术的不断涌现，相信非开挖施工技术会越来越多的被应用到燃气管线的敷设施工中来，展现出它不可忽视的优势。

参考文献：

[1]原输配公司工程档案.

顶管施工技术总结篇4

摘要:顶管技术是一种非开挖的地下管道敷设施工技术，具有施工污染小，交通干扰小和减少工期等优势。结合某污水处理厂顶管施工，详细介绍了泥水平衡式顶管施工技术，重点阐述了止水装置和导轨的安装、出洞及进洞技术方案、机头偏转纠正和施工监测措施等方面，确保工程的顺利进行和质量。

关键词：污水处理厂；顶管技术；泥水平衡式顶管；监测措施

Abstract: the pipe jacking technology is a kind of underground excavation of pipe laying construction technology, with construction pollution small, little interference and reduce traffic advantage and the time. Combined with a sewage treatment plant pipe jacking construction, detailed introduces the type slurry balance pipe jacking technology, this paper focuses on the water device and guide rail installation, the hole and into the hole technical scheme, head deflection and construction monitoring corrective measures, to ensure the smooth progress of the project and quality.

Keywords: sewage treatment plants; Pipe jacking technology; Type slurry balance pipe jacking; Monitoring measures

随着城市建设的发展和环境保护意识的加强，顶管施工技术作为一种非开挖地下管道敷设技术，很好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等方面凸显其优势。特别是顶管施工技术之一的泥水平衡顶管技术，以其对环境干扰小、不污染环境和安全性高等优点，被广泛应用。本文结合应用实例，介绍泥水平衡式顶管施工技术，分析了施工中的一些难点，有效保证施工的质量。

1 工程概况

佛山市镇安污水处理厂三期扩建工程为佛山市世界银行贷款项目，其配套污水收集系统高新片区污水管道工程需要在已建道路下敷设工艺排水管道，其管道需穿越条已经通水的箱涵，箱涵的标高内底标高为-5.40m，采用顶管施工技术。管节采用DN1200钢管，内衬HDPE塑料管，管内底标高相对于路面为-8.580m，总长度约168m。

2 顶管机选型

根据现场条件、工程特点和作业环境，本工程选用日本伊势机公司MEP型泥水平衡式顶管机，该机型具有沉降控制精度高、顶进速度快、便于操作和维修、施工可靠性好等特点，是目前平衡土压力最准确的顶管机，可保证最小的地面沉降量。其全断面的大刀盘能自动平衡顶进正面土体的土压力，同时，通过对泥水室进行泥水加压，又能平衡地下水压力，这种具有双重平衡功能的顶管机除了安全可靠外，还对地表隆沉控制精度比较高。

2.1 注浆设备系统

本工程共设置2根总管，2套管路系统。1根专门用于掘进机尾部的同步注浆，另1根用于补浆。

本工程触变泥浆采用膨润土，并将配置好的泥浆，通过2台液压注浆泵分别压入同步注浆系统和补浆系统总管。

地面储浆箱外形尺寸L×B×H＝2m×1.5m×1m=3m3，机内储浆箱外形尺寸L×B×H＝2m×0.8m×1m=1.6m3。膨润土泥浆搅拌时间必须大于30min，经过充分搅拌的泥浆先抽入储浆箱进行发酵，发酵时间大于6h，再通过液压注浆泵压入管内。为减少压浆管道内的摩阻力，在膨润土泥浆压浆开始之前，应对储浆箱内径发酵的泥浆再一次搅拌。注浆泵站由单缸液压注浆泵和液压动力站组成，输浆总管由φ20mm镀锌钢管和球阀、水暖管件等组成，与管节上各压浆孔接通的环形管，采用φ10mm高压软管。

2.2 泥水设备选用

泥水系统利用Telemole管路系统，选用2台4/3C-AH型渣浆泵作为动力，1台放在地面上为送泥泵，另1台放在基坑下为排泥泵。地面安放8只沉泥箱，管路采用φ40mm无缝钢管，管节接头为卡箍式活络接头。基坑内设有旁通装置等。

2.3 顶管工作井设施

工作井底板为钢筋混凝土基础，浇筑之前先设置预埋钢板，预埋钢板的定位应与基坑导轨的位置相匹配，便于预埋钢板和导轨焊接。预埋钢板必须保证足够的锚固强度，在以后的使用中不能出现位移，必要时可采取加固措施。导轨安放好之后也应再做加固措施，防止使用过程因碰撞而导致移位。主顶油缸架采用拼装式结构，拼装时要保证受力可靠、定位准确，油缸架高程和平面安装误差均不得大于5mm。承压壁是工作井的后背墙，承受顶管顶进的全部反力，其必须具有足够的强度和刚度，并保证足够的安全度。

3 顶管施工技术要点

3.1 止水装置安装

因顶管施工过程中对洞口止水装置的密封性能要求较高，所以在施工中应严格按照设计要求进行止水装置安装（图1）。

图1 洞口止水装置示意

3.2 导轨安装

顶管导轨的定位准确与否，将直接关系到今后顶管的顶进轴线，故顶管导轨位置需按设计轴线进行准确放样，避免顶管出洞出现的“磕头”现象。

3.3 顶铁的选择、安装和使用

本工程在顶管施工时，将采用U形顶铁及环形顶铁。其在安装和使用时要注意：

（1）顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁、导轨表面不得沾染泥土、油污；顶铁拼装后应锁定。

（2）顶铁截面为20cm×30cm，因此单行顺向顶铁长度不大于1.5m；双行使用的长度不得大于2.5m，且应在中间加横向顶铁相联。

（3）当顶管顶力逐渐接近管节材料的允许抗压强度时，顶铁与管端连接部位应增加U形或环形缓冲材料衬垫，并应时刻注意顶铁工作状态。

3.4 最大顶力及其限制

以最长距离段顶管，长度80m，管径为1000mm。据计算可知，总推力需1100kN，工作井所能承受的最大顶力为3500kN，因顶管的总推力小于设计工作井所能承受的最大顶力，故无须设置中继间。

3.5 出洞、进洞技术方案

1）出洞技术方案

（1）在工作井进洞口处安装橡胶止水法兰，工作井壁外20cm处砌筑1道30cm～50cm的砖墙，并在砖墙距井外壁20cm范围内采用黏土水泥浆“抹面”，砖墙内侧采用钢板封堵，型钢支撑；

（2）先将洞口处型钢切割掉，然后破除洞口砖墙，并抓紧处理洞口泥浆和洞口封门止水，以确保顶管顺利出洞。在机头推进至距钢板桩10cm处时，暂停推进，从一侧向另一侧顺序拔除洞口钢封门；

（3）为防止机头出洞以后发生“磕头”现象，可以采用延伸导轨，并将前6节钢管与机头做成可调节钢性联接；

（4）当机头推进完毕，安放第1节管时，应将机头与导轨焊接牢固，防止主顶缩回以后，由于正面土压力的影响使机头弹回；

（5）为了减小机头及管子出洞时的阻力，在进行洞口封门施工时应设置注浆管，以供正常顶管施工时注入触变泥浆，从而减小管子与土体之间的摩阻力。

2）进洞技术方案

（1）当机头距接收井还有30m左右时，应加强轴线复测力度，并将机头确切位置测放于接收井内，从而确保安全进洞；

（2）为了防止掘进机进洞时，接收井洞口处出现土体流失、管子沉降等现象，接收井洞口封门施工应采用与工作井相同的封堵办法。即当机头进入黏土水泥层后，先将接收井洞口处砖墙、封堵钢板及型钢拆除，再将机头徐徐推进接收井内；

（3）机头进洞后，应迅速将与机头连接的管子分离，机头及时吊起，同时将预留孔和管壁之间的空隙用水泥砂浆填充密实。

3.6 通讯及监控摄像系统

为便于地下管道施工时，管道内与管道内、管道内与工作井、地下与地上随时联系，顶管施工中地下通讯采用对讲机，其设置位置：掘进机操作台1部，工作井顶进控制台1部，地面指挥部1部，以此协调指挥作业。同时，为便于地面指挥中心有效地监控地下顶管进行的状况，应及时对各种事故隐患做出处理，以预备在管道内安装监控摄像系统。

3.7 控制测量

1）轴线测量方法

为了使顶进轴线和设计轴线相吻合，在顶进过程中，要经常对顶进轴结进行测量。在正常情况下，每顶进1节管节测量1次，在出洞、纠偏、进洞时，适当增加测量的次数，施工时要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。

顶进测量利用J2激光经纬仪置于顶进轴线上，跟踪顶管机内光靶测量，顶进时，施工人员随时可以直观地看出顶管机偏差情况及行进方向，同时每顶进1节管利用J2经纬仪二测回直接在井内观测顶管机内平面测尺偏差读数。

高程测量采用水准仪测量，测得顶管机中心标高，再与设计高程比得高程偏差。另外，指示轴线在顶进过程中，必须利用三角形法定期进行复测，以保证整个顶进轴线的一致性。

2）顶管姿态测量

为保证顶管机严格按设计轴线推进，必须随时统计分析顶管动态数据，及时调整顶管各施工参数，确保顶管按设定的姿态推进。

在机头进入土层过程中，每顶进30cm，测量不应少于一次；管道进入土层后正常顶进时，每顶进100cm测量不少于1次，纠偏时应增加测量次数。

3.8 机头偏转及纠正措施

1）原因分析

（1）在穿墙初期，因入土较少，机头仅由导轨和少量土体承担，由于机身与导轨之间的摩阻力不足以抵抗机头旋转的反力而使顶管机偏转；

（2）在顶进过程中遇硬软不均土层，形成偏差，采取纠偏造成的，纠偏越频繁，偏转越大。

2）纠偏措施

（1）调整主顶油缸合力中心进行纠偏；

（2）利用机头自身纠偏。

3.9 监测措施

1）地面监测

在初始推进阶段，要精心组织地表监测，应在轴线上方每隔3m布设1个沉降控制桩，在穿箱涵的位置上布置4个监测点，并通过地表监测得到隆起或沉降统计值与相对应的顶管机主参数（包括推进速度、开挖面土压力值，出土率等）进行对比研究，以调整优化掘进机参数，指导以后的顶管推进。

2）管线监测措施

（1）据本工程的规模和环境控制的要求，施工监控包括2项内容：沉降、隆起和水平位移。

（2）沉降控制：采用水准仪对事先设置的观测点进行观测记录，并将取得的数据与顶进前的原始值进行对比分析，绘制沉降速率表。沉降控制报警值：±10mm。当发现沉降或隆起量接近报警值，必须立即停止推进。同时汇总沉降、位移监测数据，分析并采取相应措施。如任一项监测数据到达报警值须立刻停止顶进，并报告相关部门采取调整措施。

（3）监测频率：从顶管机头距离监测点20m处开始进行监测。各监测点初测值次数不少于3次，顶管进入监测点前后20m范围后，2h测量1次，当发现变化不规律时应加强监测，当机头到达监测对象底部时应连续观测。监测人员对每次的监测数据及累计数据进行统计分析，并及时将沉降、位移观测曲线图上报给项目部管理人员。

4 结语

本工程目前已竣工，施工安全、质量、工期均处于可控状态，丝毫未影响其它工程施工，取得了良好的经济效益和社会效益。实践证明，在充分掌握周围环境条件及顶管施工技术，保证施工质量的前提下，泥水平衡式顶管确是一种可行、有效的方法,值得推广应用。

顶管施工技术总结篇5

当前城镇化建设的步伐加快及城市高层建筑的不断兴建，地下工程的建设和应用日益广泛，

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当前城镇化建设的步伐加快及城市高层建筑的不断兴建，地下工程的建设和应用日益广泛，开挖施工方法展现出很大的缺陷。所以，出现了非开挖铺管技术。和开挖施工法相比，非开挖施工技术具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点。

一.顶管施工的特点

施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价，其主要缺点是施工技术难度较高，需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。

二.顶管技术施工应用分析

1．顶进管的选择

顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。

（1）顶进管直径的选择。顶进管的直径选择是首先根工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm。

（2）顶进管长度的选择。顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。

2.顶管施工的前期准备

（1）现场平面布置。平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。

(2)顶管机进、出洞处以及后靠土体加固。为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装洞口止水装置。

3.顶管施工的工艺

顶管施工又称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。

4.顶管井的设计

顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形、正方形、矩形。结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。

三.顶管施工要点

1．采用触变泥浆，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力，泥浆套形成的好坏直接关系到减阻的效果。利用泥浆套的支承作用，减少粉质粘土坍塌，形成的地层流失，以控制地面沉降。对顶管机头尾端的压浆要紧随管道顶进同步压浆，在中继间和中部管节处须跟踪补浆，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，一般可达到理论值的4～5倍。通过以上压浆措施，达到预期效果。

2.顶进中须严格按设计线路顶进，可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀，结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进1节混凝土管节测量1次，在出洞、纠偏、到达终点前，适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。通过及时纠偏，相邻管间错口

3.洞口止水，顶管工程中，为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些（一般为100mm）的方式，顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭，采用的洞口止水方法是在沉井制作时，预先在洞口预埋一个10mm厚钢法兰，在钢法兰上焊接螺栓，安装16mm厚橡胶法兰，用10mm厚钢压板压紧，在完成的顶管中，未发现地下水和泥砂流入工作井内，同时橡胶法兰和压板可以回收，效果很好。

4.进出洞是顶管施工中的一道重要工序，因为穿墙后掘进机方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管节的拼装工作带来影响。穿墙时，首先，要防止井外的泥水大量涌入井内，严防塌方和流沙。其次，要使管道不偏离轴线，顶进方向要准确。 4.5在建筑物密集处和路面上须作监测布置，观测地表变形和土移，有效避免房屋开裂和路面沉降。

5.顶进中遇障碍物后的顶进处理，成为困扰施工的难题，如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等，都需现场研究给出解决的技术措施。

四.截污干管顶管施工实例

笔者在市政给排水施工中经常遇到截污干管顶管的工程，所以特举例说明，根据前期地质勘察与笔者的施工经验，顶管机头采用气压平衡水冲式机头进行施工，此机头运行较为稳定，对土体的破坏较轻。

1.顶管施工工

采用3台150吨/台千斤顶作为主顶，千斤顶行程为1.6米。千斤顶动力由油泵提供。千斤顶后端用道木和分压环将反力均匀作用于工作井，前端顶进分压环，顶铁将顶力传至管节。分压环制作具有足够的刚性，与管端面接触相对平整，无变形。在长距离顶进过程中，当顶进阻力超过容许总顶力时，无法一次达到顶进距离时，须设置中继间分段接力顶进。本顶管工程在顶进长度超过120米时，考虑在机头后设置一只中继间，并采用触变泥浆注浆工艺。管节接口主要由外套环（钢套环）橡胶止水带和软土衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中，橡胶带不移位、不翻转，确保管节的密封性。同时，钢环套在进场前还必须做好防腐处理。在长距离（大于100米）管道顶进过程中，必须采用注浆工艺，利用触变泥浆套减少顶进过程中管壁与土体之间的摩擦力，并填充流失的土体，减少土体变形、沉降和隔水。

2.管道内管线的铺设

管道内的管线用钢架设置到混凝土管壁上，主要有通风管线和电源管线。施工中由于施工距离大于100米，且埋置管置较深，管道内氧气不足或产生有害气体，所以必须要安装换气系统。通风设施按施工要求用一台柴油空气压缩机将空气过滤，并传输到储气桶中，经过压缩把空气传送到管体的最前端，并将管体最前端的空气排出，这样就可以确保管内空气的含氧量达到施工要求，同时还可以进行气体的循环。电源管线在顶管施工中也起着非常重要的作用，施工过程中主要依靠电源作为动力用电和照明电。顶管施工的电源一般都依靠380V的动力电，所以管内的管线施工一定要做好二极保护和接地保护，这样可以防止人为事故的发生，电源位置也要处理妥当，并加设保护套。照明电要依据施工要求采用36V的低电压，因为管内空气湿度较大，为避免事故，灯具也要加装防水防爆装置。

顶管施工技术总结篇6

关键词：顶管技术 给排水管道

概述：传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大。使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜。同时给市民工作、生活带来许多不便。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术。随着顶管技术在市政工程的广泛运用。本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题。值得施工技术人员重视。并以此和同行共享。

一、顶管技术在城市给排水中的发展

地下给排水管网是城市基础设施的重要组成部分，对城市给水管网进行改造的时候，管道安装工作需要专业的工程技术人员进行。传统的地下管线施工技术通常对地表有很大的破坏，而且地下管线的改造是在城市道路下的工程，必然会对本来就拥堵的城市交通带来更大的不便，也严重影响了人民群众的正常出行，施工后的道路恢复工作也比较麻烦，在一些人口密集交通易堵塞的大城市这个问题显得更加明显，因此，这个问题成为了众多专家研究的话题，也是我们急需解决的问题。

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。非开挖技术是指在进行地下管线的铺设改造中尽力不开挖或者少开挖。

顶管技术就是在目前的形势下发展起来的一种菲开挖技术，这种技术在国外应用非常普遍，在我国也有很大的普及空间。伴随着顶管技术的投入使用，在运用中也经常出现一些问题，本文主要提出在顶管技术施工中容易出现的技术问题，值得施工技术人员重视，并以此和同行共享。

二、顶管施工的特点

顶管法又称为非开挖管道敷设技术.它具有不需要开挖面层.就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术。投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，减少粉尘.减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏.属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点.在市政工程中尤其是在市政给排水管线工程中得到了广泛地应用。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低.城市中施工对居民生活环境干扰小.不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量.降低工程造价。其主要缺点是施工技术难度较高，需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。

三、顶管技术施工应用分析

1、顶进管的选择

顶进管一般选州钢筋砼管.如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程.特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。

2、顶进管岛径的选择

顶进管的直径选择是片先根据工程性质、工程需要确定内径。根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚.进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人.所阻一般管内径不小于500rm。

3、顶进管妊度的选择

顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数.取得良好的效果.但随着管长度的增长.如果偏离原定的路线，建造顶坑时顶娅坑的长度也要增大.挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之，在直线上推顶很短的管也较困难.闪为短管比较容易向周闱土层中挤入.致使整个管呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性。

4、顶管施工的前期准备

现场平面布置，平面总体帛置包括起重设备、自动拧制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等，始硼t作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备.工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。

顶管机进，出洞处以及后靠土体加固为确保顶管机出洞的绝对安全，对后靠土体机进。为防止腰管机进、出预留空间导致泥水流失.并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装洞口止水装置。

三、顶管施工的工艺

顶管施工又称为顶进法施工.是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基.以构成立体交义通道的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收，在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，机头导向。将预制的钢筋混凝上管向前顶进.前端土体通过上作井运出，最后完成管道铺设。

1、顶管井的设计

顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一矩形。结构布置时，可在井内设置内支撑.改善结构受力。在建造过程中工作井按双向顶进设计，问距与设计枪杳井间距一致.施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。

2、顶管施工工序

①穿墙：打开穿墙闷饭将工具管顶出井外.并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：a穿墙管由填夯压密实的纸筋粘上或低强度水泥粘土拌和土.以起到临时性阻水挡土作用；b为确保穿墙孔外侧一定范嗣内土体基本稳定并有足够强度.工作井工具管穿墙，对穿墙管外侧采取注浆同结措施；

c穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处坪措施：d蝴板开启后迅速推进工具管.同时做好穿墙止水.

结束语：管工艺的施工从技术上讲是完全可行的.相对于开槽坪管从社会效益与经济效益睐讲更具有优越性，另外一方面从切实做到保护环境人手.加人推广顶管施上技术力度势在必行.可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。

参考文献：

顶管施工技术总结篇7

关键词：顶管技术；地下管网；应用分析

Abstract: the pipe jacking technology originating in the United States, is the earliest use of a kind of excavation, pipe laying method, it has high control accuracy, through obstacles, construction of public nuisance, less traffic less disturbance, short construction period, and many other advantages. In recent years, with the high speed development of city construction, pipe jacking technology in municipal engineering construction, get the application and spread. To the root causes of pipe jacking construction, characteristics, application and construction process to simple introduction.

Keywords: pipe jacking technology; Underground pipe; Application analysis

中图分类号： TU81文献标识码：A 文章编号

一、顶管技术产生的根源

地下管网是城市基础设施的重要组成部分，日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内，要对上述市政设施进行改建、新建、扩建，需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便，特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这个矛盾就更加突出。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小，如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。

非开挖技术将完全能解决这些难题，提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术，其在国外已广泛使用，在国内也已逐渐普及。

二、顶管施工的特点

顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线、公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点，在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。

三、 顶管施工应用分析

3.1 顶进管的选择 顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择：顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm；②顶进管长度的选择：顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。

3.2 顶管施工的前期准备 ①现场平面布置：平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下；②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固：为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装止水装置。

3.3 顶管施工的工艺：顶管施 叉称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交义通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。

3.3.1 顶管井的设计：顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。

3.3.2 顶管施工工序 ①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：1）穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；2）为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；3）穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；4）闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。

四、 结束语

顶管技术在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下，相对与开槽埋管更具优越性。随着城市市政设施配套的不断发展和完善，地下各种管道建设将会大量增加，顶管设计和施工也会增多。管径加大，长度加长，有直有曲，种类繁多，这将是今后城市顶管施工的发展趋势。

参考文献：

顶管施工技术总结篇8

关键词：城市地下交通矩形隧道顶管机设计中间试验工程应用

城市建设发展速度越来越陕，交通运输对城市建设发展的作用更加凸现。发展与建设的推进求城市解决更多的地下人行通道，如地铁车站的进出口的过街人行隧道、城市地下管线共同沟等类地下隧道工程以矩形最为经济。因此城市交通矩形地下通道掘进机的研究与应用十分必要。

1、矩形隧道的发展与应用世界最早的盾构法隧道是1826年开始建造的英国伦敦穿越泰晤士问底的公俏隧道，其隧道断面为11.4mx6.8m的矩形，由于采用人工开挖和施工中涌水淹没事故，长458m的矩形隧道掘进了18年才完工。

20世纪70年代以来，随着经济的发展，盾构掘进机施工技术有了新的飞跃。尤其是日本，地下空间的开发和利用的需求，促进了盾构隧道技术的进—步发展。20世纪80钢代后，世界各国掀起了开发异形断面盾构掘进机的高潮，先后进行了矩形隧道、椭圆形隧道、双圆形隧道、多圆形隧道盾构掘进机及施工技术的试验研究和工程应用。从隧道的使用功能来分析，城市交通人行地道、地下共同沟、地铁隧道的断面形式以矩形最为合适，最为经济，因而矩形盾构掘进机的重新研究开发和应用意义十分分重大。

日本对大断面矩形盾构工法开展了研究，主要解决穿越铁路的车行下立交工程施工，用钢管片拼装后再浇筑混凝土内衬，盾构施工最浅覆土仅3m.1981年，名古屋和东京都采用4.29mx 3.09m手掘式矩形盾构掘进2条长534m和298m的共同沟。名古屋还采用5.23mx4.38m的手掘式矩形盾构掘进1条长374m矩形隧道。总之，矩形隧道和矩形盾构技术的应用方兴未艾，其优点日益体现，其技术也日趋成熟。

上海隧道施工技术研究所于1995年起，开始启动矩形隧道研究并通过立题论迅1995年完成2.5mx2.5m可变网格矩形顶管机设计、矩形隧道试验工程方案和工程设计。1999年4月，上海地铁三号线五号出入口矩形通道施工采用上海隧道施工技术研究所自行研制的3.8mx 3.8m矩形刀盘式土压平衡顶管机。矩形隧道于4月中旬始发推进，6月初完成第2条矩形隧道工程，工程质量优良，施工中确保了上海延安东路隧道的正常运营和陆家嘴路地下管线的安全。国内首次施工矩形盾构隧道仅花了40天完成了两条隧道的推进，矩形隧道研究和推广应用取得了成功。

2、城市交通矩形地下通道掘进机的研究2.1矩形隧道应用的经济跬矩形断面与圆形断面相比，其有效使用面积比圆形增大20％以上。城市交通过街人行通道要求埋深浅，因此矩形隧道更能满足人行通道的施工要求。

城市交通过街人行通道作为地铁车站的进出口日益增多，城市地下管线共同沟也将在我国得到发展，而这类地下隧道工程以矩形最为经济，因此矩形隧道的研究和应用可直接为工程建设的需求服务，并有广泛的应用前景。

2.2矩形隧道的研究方法矩形隧道的可行性研究力祛和技术路线如下：

（1）对国外有关矩形盾构和矩形隧道工程的消化吸收；

（2）矩形顶管试验工程的设想和设计；

（3）矩形顶管机机型的技术经济比较，机型方案设计和选择；

（4）试验用矩形顶管机的研制，在试验机的基础研制工程用矩形顶管机；

（5）矩形钢筋混凝土管节通过结构试验了解结构受力分布，改进管节设计节设计优化提供依据；

（6）通过2.5mx2.5m矩形隧道试验工程，了解矩形隧道顶进的施工参数和掌握规律，为工程应用提供依据；

（7）进行工程应用方案设计、施工设计，完成工程应用，进行施工工法研究。

2.3矩形顶管机的研制由于可变网格式矩形顶管机具有加工相对简单、造价低、上马快的优点，在试验中同样可以获取有价值的各类数据，所以选择了这一方案。

2.3.1研发设计原则矩形网格式顶管机采用网格切割土体，并挡住开挖面土体有效防止正面土体坍塌，以人工出土方法进行开挖。它由主顶进推动机头向前运动，机头分成前后两段，中间由纠偏油缸连接，在壳体二侧装有纠转装置，切口环处安装变角切口，可进行一定量的超挖，有利于机头的姿态控制，保证隧道轴线的偏差在设计范围内。网格中包含四个可变网格，可以调整机头正面的进土量，有利于控制正面土体的稳定性。

2.3.2设计基本情况为了保证管节和土体之间有一定的间隙，有利于泥浆套成环，设计中将机头的截面尺寸设计得大于管节的截面尺寸。顶

管机主机可分成前后两段，中间由纠偏油缸连接。前后段之间的密封采用一道唇形密封和一道支承橡胶圈，切口环处装有变角切口。网格中装有可调节开口率的可变网格，在壳体两侧装有纠转装置。上述装置可对机头姿态进行控制。

主顶进装置由8台油缸及u形顶铁、顶环、垫铁、底架、钢后靠等组成，8台油缸分成二组，各4台叠加呈对称分布，并用分体式结构的支座固定，工作行程为1450mm.每台油缸可单独控制。纠偏装置主要用于机头左右、上下轴线偏差的控制，总纠偏力为752t，纠偏角度为±2度。注浆纠转系统（翅板+压浆）主要用于机头旋转后的纠正，纠转力矩可达210x2——420kn

2.4矩形隧道工程试验

2.4.1试验工程概况试验工程位于上海南汇县航头地区，顶进距离为60m，覆土深度为6.45m.距离顶进轴线北侧10m处有条小河，南侧10m处是场内钢筋混凝土主干道路，见图1.顶管机所穿越的土层分别为：进出洞段是灰色淤泥质粘土和灰色淤泥质粉质粘土；区间段是灰色淤泥质粘土和灰色砂质粉土，通过工程试验，验证了矩形顶管机的设计选型、矩形管节选型、接头型式和止水带设计选型；通过采集的各种施工参数和工况记录，研究了矩形顶管施工工法。工程试验完成了对矩形顶管机的技术关键进行试验研究，收集了第一手的资料和数据，积累了矩形断面隧道掘进的实际施工经验。

3、矩形在城市地铁地下人行通道的应用1998年2月，课题组提出地铁陆家嘴站五号出入口地道矩形顶管施工方案。上海地铁二号线陆家嘴车站二号出入口通道需建立2条62m，内净尺寸3mx 3m胡矩形隧道。

3.1组合刀盘式土压平衡顶管机的研制3.8mx 3.8m组合刀盘式土压平衡顶管机是在2.5mx2.5m矩形顶管机研制、试验成功的基础上，针对上海地铁二号线陆家嘴车站五号出入口地下通道工程而研制的。

3.1.1矩形地下通道掘进机的选型结合工程情况，通过方案比选，考虑到大刀盘加仿形刀具有结构紧凑、可靠性好、操作简便等特点，一致认为工程应采用全断面切削土压平衡顶管机进行施工。组合刀盘式土压平衡顶管机采用大刀盘及仿形刀切割土体。并挡住开挖面土体，有效防止正面土体倒塌，利用调整螺旋机的转速及顶进速度来控制土仓的土压力，以保持开挖面的稳定。为了保证管节和土体之间有一定的间隙，有利于泥浆套成环，设计中将机头的截面尺寸设计得大于管节的截面尺寸。（机头的外包截面尺寸3.828mx3.828m，管节外包截面尺寸3.8mx3.8m）。

3.1.2组合刀盘式土压平衡矩形顶管机的特点顶管机主机可分成前后两段，中间由16台纠偏油缸连接。前后段之间的密封采用二道唇形橡胶密封圈。正面由大刀盘及四把仿形刀对土体进行全断面切削。由螺旋输送机出土，调整螺旋输送机的转速可保持土仓内的土压平衡，维持开挖面的稳定．

3.2.1矩形顶管机全断面切削问题矩形顶管机若只有一个 大刀盘进行回转切削，只能做到90％左右的截面切削率，矩形顶管帆断面内的四个角就无法切削。针对陆家嘴地区复杂的地质条件、管线、环境保护和机头进出洞时需穿越smw加固层等情况，采用大刀盘对大部分的正面土体进行切削，利用设置在刀盘后侧的仿形刀切削四个角上的土体．

3.2.2矩形顶管机机头旋转问题对矩形顶管机机头旋转现象，采用压浆纠转技术措施，盘正转或反转的办法实现纠转。

3.2.3矩形顶管机机头轴线偏差控制方法根据轴线偏差方位以及偏差量，对纠偏油缸进行编组及控制油缸伸缩量，使前、后壳体形成一夹角，从而改变机头方向，以达到纠偏目的。此外还可采用压浆纠偏的办法，达到纠偏的目的，也可将两者结合起来进行纠偏。

3.3矩形隧道工程施工上海市地铁二号线陆家嘴五号出入口顶管工程，位于浦东陆家嘴金融贸易中心区。其五号出入口始发井，四号出入口为接收井，位置分布于延安东路隧道引道段南北两侧。通道由硼张度各为62.25m的平行管道组成，两条管道净间距为2.2m，管道坡度均为0.2％，管道顶平均覆土厚度约5.3m-通道结构全部采用预制矩形钢筋混凝土管节。管节外形尺寸为3 800x 3 800，壁厚为40cm，管节长度为2m.工程管节总用量为64节。

3.3.1顶进轴线的控制轴线控制是矩形顶管顶进的一大难题。顶管在正常顶进施工过程中，必须密切注意顶进轴线的控制。在每节管节顶进结束后，必须进行机头的姿态测量，并做到随偏随纠，且纠偏量不宜过大，以避免土体出现较大的扰动及管节间出现张角。

3.3.2环境保护和沉降控制由于工程沿线将穿越陆家嘴路、延安东路隧道浦东引道段及上水管、煤气管、雨水管、污水管、

市话线、电力线等管线。其中管道顶与中450污水管、中1 000而r欠管、小800雨水管底净距均为1m，与延安东路隧道引道段结构底净距为1.564m，见图5，在顶进过程中的地面沉降控制、实施环境保护将极为重要。

当顶管法施工引起隧道周围地表沉降，采用仿形刀装置：对矩形顶管机的四个死角内的土体切削配合大刀盘对正面土体进行充分切削。进行设置沉降监测，数据反馈，调整施工参数，实施信息化施工。

控制好地面沉降，实际已形成和达到环境保护。但本工程对延安东路隧道引道段提出的沉降量控制在+10mm~-30mm之间，故必须采取保证措施控制沉降，在特定的条件下，确保隧道引道段安全。

3.3.3矩形顶管机顶进中的控制技术（1）严格控制顶管的施工参数，防止超挖；（2）严格控制顶管顶进的纠偏量，把“勤纠、缓纠”控制好顶进辆线的原则，贯穿于顶进的全过程；（3）顶进速度不宜过陕，尽量做到均衡施工，顶进速度控制在15mm/min左右。

（4）顶进施工中，必须保证持续、均匀压浆，使出现的建筑空隙能迅速得到填充，确保顶管管道上部土体的稳定。

（5）克服“背土”现象，除在机头处道过压注触变泥浆，避免机头“背土”现象发生外，还须在 顶进过程中专门对出洞段管节上部进行注浆，随时填堵由于管节“背土”而出现的建筑空隙。

（6）监测控制顶管机机头后部已建成管道的高程出现的“下沉”或“上浮”。当出现管道下沉较严重时，应对下沉部位进行底部注浆，防止由此导致地面沉降。

4结束语

顶管施工技术总结篇9

【关键词】顶管技术；市政工程；应用；施工工序

城市化建设是我国现阶段发展的主旋律，建设美好家园是我们每个人的心愿，城市服务功能的构成离不开市政工程的发展，市政工程与人们的生活息息相关，所以在市政工程施工中运用先进的技术是保障市政工程质量，提高人们生活质量的重要手段。

一、顶管技术概述

顶管技术是一项用于市政施工的非开挖掘进式管道铺设施工技术。优点在于不影响周围环境或者影响较小，施工场地小，噪音小。而且能够深入地下作业，这是开挖埋管无法比拟的优点。但是顶管技术也有缺点，施工时间较长，工程造价高等。

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。但是，万变不离其宗，顶管施工技术的原理都是一样的。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。

二、顶管技术要点

总之顶管是一项不容易施工好的工程，也是一种不太为人知的工程。

1.就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。

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―4500。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、天然气石油管道、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。

三、顶管技术施工应用分析

1 顶进管的选择 顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择：顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm；②顶进管长度的选择：顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。

一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D外≤1.10时，为短管；当L/D外=1.15时，为标准管；当IJD外≥2.10时为长管。

2 顶管施工的前期准备 ①现场平面布置：平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下；②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固：为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装止水装置。

3 顶管施工的工艺：顶管施 叉称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交义通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。

3.1 顶管井的设计：顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。

3.2 顶管施工工序 ①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：1）穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；2）为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；3）穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；4）闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。

顶管施工技术总结篇10

【关键词】顶进 箱涵 结构地下空间 板、墙、柱工法

1 引 言

随着城市化进程急速加快，城市人口高度集中，交通量迅猛剧增，有限的城市空间“负载累累”，城市环境问题日益严重。开发地下资源，建设地下工程，向地下要空间，已成为解决城市用地严重不足的一个发展趋势。一些专家曾预言，21世纪将是地下空间大发展的世纪。尽管人们已认识到超前规划，合理开发地下空间资源非常重要，但受近期经济发展的制约，地下工程总是首先从城市繁华地区或地段开始建设。因而，开发城市地下工程暗作施工技术是加快地下工程建设的重要途径之一，也是我们土木工程建设者的—个重要任务。目前暗作施工法一般有矿山法、顶管法、盾构法等等，但按每个工程项目所在的地区与特点又派生出浅埋暗挖法、PBA法、钻爆—顶管复合隧道施工法、盖挖法等各具特色的施工方法。随着城市地下空间的深度开发，为有效的利用地下空间资源，大深度、大断面的地下工程不断被设计人员所采用，并成为一种发展趋势。对于大型地下空间的施工而言，采用上述单一工法，技术上或经济上总有一定局限性，应研究在现有技术水平的基础上，经过技术扩展，可进行大型或超大型地下空间的施工方法。

日本是开发地下空间较超前的国家之一，在20世纪80年代末期，仅地下商业街的使用面积就已超过82万平方米，地下工程施工技术相当发达。20世纪90年代，笔者在日就职期间参与过采用“管棚法”技术施工大断面隧道的施工管理(该隧道开挖面积约90平方米，长度近100m）。此外，还跟随原在日本国铁研究所工作过的著名盾构专家植野老先生(现已去世)，共同研究过利用小型矩形盾构施工大型地下空间的施工技术。此项技术现经日本其他企业研究和开发，已应用到实际工程中。如东京高速川崎纵横线KJ125工区(B，C)通风道即采用该工法(Multi-MicroShieldTunnel简称MMST工法)施工。其过程可简述为采用纵横各一台小型矩型多刀盘盾构机，先施工通风道框架结构，再挖弃通风道框架结构内土体，最后完成通风道施工。小型矩型多刀盘盾构机刀盘外形和“MMST工法”施工顺序示意图如下。

采用“MMST工法”可施工超大型地下空间建筑，是大型地下工程暗作施工的—个好工法，特别是节点处理技术构思极为巧妙。但是该工法设备投入过多，施工占地面积大，而且地下空间结构断面不足够大时，经济性不理想，因而目前在我国较难推广。

笔者由日本回国后，一直没有放弃对城市地铁车站、地下存车场、地下商场以及地下影剧院等大型地下空间暗作施工工法的研究。一个具有生命力的地下空间结构暗作施工工法，必须是技术超前可行，施工安全可靠，经济符合国情。针对北京地铁五号线和四号线均位于城市繁华地区，掘胭难，地面交通和商业活动干扰严重，而车站(隧道也如此)埋深不大，地下水位较低等特点，笔者提出车站暗作施工的板、墙、柱顶进施工工法的设想。认为采用此工法施工地铁车站有较好的技术经济性，符合我国国情。

2 板、墙、柱顶进施工工法概要

2．1 板、墙、柱顶进施工工法概述及工法特点

板、墙、柱顶进工法吸收了“管棚法”和日本“MMST工法”的原理及节点处理技术，利用“顶管技术”施工设备小巧灵活，操作简便的特点，同时引入地面建筑物结构受力体系的一些概念与技术，拓宽了暗作法施工地下空间结构的范围。此外，采用钢筋混凝土预制构件作为围护结构，大大提高了地下工程的施工质量。本工法的基本原理和做法是：采用顶进施工技术水平顶进顶板箱涵，构成顶板初期结构，进而在水平箱涵内垂直向下顶进箱涵(即边墙和中柱)，然后按梁板(井字梁)结构体系完成钢筋混凝土顶板结构施工。顶板和边墙、中柱均为刚结，共同组成空间结构受力体系。在此结构体系的支护下，挖弃结构内部土休和按内部分隔空间要求进行混凝土结构施工。顶进的箱涵采用节点处理技术施工(包括顶板与边墙结构)后形成的空间结构体系，在设计上考虑其能够承受初期和永久荷载，因此不需要在开挖土体之后再在边墙内侧及顶板底部施做内衬。奉工法具有以下特点：

(1)结构体系受力明确，体系转换简单；

(2)所有的顶进施工和开挖土体均在完整结构的保护下进行，故施工安全可靠；

(3)工程质量易于控制，结构可靠性大大提高；

(4)可避免对地面交通的干扰和减少对周边环境的影响；

(5)虽然最终完成地下空间结构断面较大，但由于采用小断面顶进施工，地面沉降值较小；

(6)施工设备投入较少，同时几乎没有废弃物，具有较好的技术经济性；

(7)适合结构长度不大于300m、结构埋深不超过30m的多层多跨地下工程施工。

2．2 本工法所适用的结构体系

如前所述，奉工法适用于多层多跨框架结构体系的施工，其一般结构体系见图7、图8。

2．3 本工法应用于实际工程的基本条件

本工法是在下列几个基本问题均得到较好解决的基础之上提出的，可在实际工程中应用，并在实际施工中不断完善和提高。

(1)整个空间框架结构体系的结构可靠性(含顶皈结构、墙体结构以及中柱结构)得到确认；

(2)工程结构的防水陛能满足设计要求；

(3)施工操作可行，即便于施工，施工效率高；

(4)有较好的经济效益；

(5)施工工期合理。

3 工程举例

为说明本工法的技术特点，现以北京市地铁五号线灯市口站车站主体结构施工为例，将本工法应用地铁暗挖车站的施工过程介绍于后。

3．1 工程基本参数设定

灯市口站位于北京市东四南大街中部，是北京有名的商业繁华地区之一。车站原设计为明挖法施工，后因商业、交通以及拆迁等原因，改为暗挖法施工。根据地铁五号线可行性研究报告，车站的基本参数设定如下：车站为岛式双层双跨框架结构，长180m，宽20m，建筑面积为7 200平方米。共设有4个出人口，2个通风道。平面布置与结构形式见图9、图10。

如车站结构示意图所示，地层分布由地面向下依次为杂填土、粉质粘土、中细砂、砂卵石。进— 步查资料可知地下水位大致位于轨顶以上1～2m，无承压水。

3．2，车站主体结构施工顺序及施工网络图

3．2．1 车站主体结构施工平面图

利用4个出人口作为工作竖井，先施工顶进水平导洞，利用导洞水平双向顶进顶板箱涵，然后在箱涵内垂直顶进边墙和中柱，同时在顶板箱涵内施工钢筋混凝土梁板结构(井字粱)，最后逆作首层楼板和底板混凝土结构。车站主体结构施工平面布置见图11。

3．2．3 板、墙、柱顶进施工工序示意图

灯市口车站主体结构板、墙、柱顶进施工工序示意图见图13。

3．2．4 施工网络图

灯市口车站主体结构施工工期为18个月，详见地铁五号线灯市口车站主体结构施工网络图，见图14。

3．2．5施工工力计划

施工总工力为33650工，详见工力需求计划图，见图15。

3．3 主要工序施工方法及简要说明

3．3．1工作竖井施工

选择车站出入口作为工作竖井，可最大限度减少地面拆迁和对路面交通、商业的干扰。同时竖井作为顶进顶板箱涵水平导洞施工和出土之用，竖井深度不超过6．0m即可满足要求。竖井的施工方法为目前北京常用的钢格栅喷射混凝土逆作法。

3．3．2水平导洞施工

水平导洞作为水平顶进顶板箱涵之用，必须满足顶进箱涵的需要(包括空间尺寸、结构受力等)。因此在考虑采用钢架喷射混凝土支护结构的同时，辅以“管棚法”增强结构承溯自力。水平钢管棚施工采用水平定向钻技术，管径为φ159。

3．3．3顶板箱涵水平顶进

顶板箱涵作为车站主体顶扳结构，要求满足以下4个条件：

(1)顶板最终结构既能承担施工荷载，又能承担永久荷载；

(2)便于顶板钢筋混凝土井字梁的施工；

(3)箱涵涵体之间经过节点处理之后，可确保顶扳不渗不漏，满足防水要求；

(4)钢箱涵内空间足够垂直顶进边墙和中柱之用。

本工法采用特为地下空间结构体顶进使用的专用顶进设备系统。该系统除设备紧凑，占用空间小之外，对涵体的制导及顶进涵体空间相互连接均有特殊的考虑和设计。顶板箱涵除边箱涵与中箱涵为钢结构外，其余箱涵均采用钢筋混凝土结构。箱涵纵向接口采用钢承口(即F型)接口形式。

3．3．4 垂直顶进边墙箱涵和中柱

边墙箱涵与中柱均在水平钢箱涵内部垂直向下顶进。由于地下水位较低，车站结构仅有不到3m的深度位于地下水位之下，故采用涵体内部降水的方法，随出土随降水。边墙结构与顶板同样要求必须不漏不渗，但其防水设计及施工要比顶板容易得多。边墙和中柱的纵向接口也采用钢承口接口形式。

3．3．5 首层楼板和底层底板混凝土施工

首层楼板和底层底板混凝土的施工皆为普通钢筋混凝土施工，技术上没有难点，仅需在与箱涵体预留口连接时加以留心即可。

3．3．6土体开挖

3.3.6 土体开发

由于土体开挖均在混凝土框架结构内部进行，给开挖土体提供了很大自由度。实际施工时可根据施工组织需要，安排人工开挖或机械开挖均可。

3．4 车站主体结构工程造价估算

经测算，灯市口车站主体结构土建总费用为5147万元，折合每延米造价28．6万元。板、墙、柱顶进施工工法的实用价值

随着居住人口的急剧膨胀，为满足城市居民生活与工作的需要，除了轨道交通以外，北京还规划了大量的各种用途的地下工程。如“王府井”地区地下空间的开发规划，已进行到设计阶段。其单项工程的结构单元一般空间断面较大，且长度不大于200m，因而特别适宜采用本工法施工。此外，为最大限度地利用大型商业大厦的客流资源，一些有商业头脑的企业家已正在策划或正在实施利用商业大厦地下空间作为汽车专卖城。如西单明珠大厦已完成地下结构的土建改造并正在招商，可望近期正式营业。此类型大空间地下工程也比较适合采用本工法施工。可以预计，板、墙、柱顶进施工法将在以下施工领域得到广泛应用：

(1)地铁车站；

(2)地下交通枢纽；

(3)地下存车场；

(4)地下综合管廊；

(5)地下商业城；

(6)地下文化；

(7)地下人防工程；

(8)地下物流中心。

对于城市大断面地下工程暗作施工，板、墙、柱顶进施工法的提出，为地下工程技术人员增加了一种新的途径。板、墙、柱顶进施工工法的特点是采用小断面隧道施做大断面地下空间的承载结构体，通过节点处理等技术，将其组合成稳定的地下空间结构支护体系，并在此支护体系下开挖结构内土体，最终形成完整的可供使用的工程结构。该工法对于城市繁华地区地下工程的施工有较强的实用价值，必将与其他城市暗作施工法在各自适宜的范围内得到应用和发展。

参考文献

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