1、7 7 頂管法施工頂管法施工Pipe Jacking Method Pipe Jacking Method Construction Construction n 7.1 概述 頂管施工是繼盾構施工之后開展起來的一種土層地下工程施工方法，主要用于地下進水管、排水管、煤氣管、電訊電纜管的施工。它不需求開挖面層，并且可以穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構筑物以及各種地下管線等，是一種非開挖的敷設地下管道的施工方法。 地下管線的非開挖施工法主要內容包括：地下管線的鋪設、改換和修復。 先在任務坑內設置支座和安裝液壓千斤頂，先在任務坑內設置支座和安裝液壓千斤頂，借助主頂油缸及管道間中繼間等的推力，

2、把工具借助主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進機從任務坑內穿過土層不斷推到接納坑管或掘進機從任務坑內穿過土層不斷推到接納坑內吊起，與此同時，緊隨工具管或掘進機后面，內吊起，與此同時，緊隨工具管或掘進機后面，將預制的管段頂入地層。將預制的管段頂入地層。 邊頂進，邊頂進， 邊開挖地層，邊開挖地層， 邊將管段接長的管道埋設方法。邊將管段接長的管道埋設方法。 7.1.1 頂管施工的根本原理 n 施工時，先制造頂管任務井及接納井，作為一施工時，先制造頂管任務井及接納井，作為一段頂管的起點和終點，任務井中有一面或兩面井壁段頂管的起點和終點，任務井中有一面或兩面井壁設有預留孔，作為頂管出口，其對面

3、井壁是承壓壁，設有預留孔，作為頂管出口，其對面井壁是承壓壁，承壓壁前側安裝有頂管的千斤頂和承壓墊板即鋼承壓壁前側安裝有頂管的千斤頂和承壓墊板即鋼后靠，千斤頂將工具管頂出任務井預留孔，而后后靠，千斤頂將工具管頂出任務井預留孔，而后以工具管為先導，逐節將預制管節按設計軸線頂入以工具管為先導，逐節將預制管節按設計軸線頂入土層中，直至工具管后第一節管節進入接納井預留土層中，直至工具管后第一節管節進入接納井預留孔，施工完成一段管道。為進展較長間隔的頂管施孔，施工完成一段管道。為進展較長間隔的頂管施工，可在管道中間設置一至幾個中繼間作為接力頂工，可在管道中間設置一至幾個中繼間作為接力頂進，并在管道外周壓注

4、光滑泥漿。頂管施工可用于進，并在管道外周壓注光滑泥漿。頂管施工可用于直線管道，也可用于曲線等管道。直線管道，也可用于曲線等管道。1-預制的混凝土管；2-運輸車；3-扶梯；4-主頂油泵；5-行車；6-平安護欄；7-光滑注漿系統； 8-支配房；9-配電系統；10-支配系統；11-后座；12-丈量系統；13-主頂油缸；14-導軌；15-弧形頂鐵；16-環形頂鐵；17-已頂入的混凝土管；18-運土車；19-機頭 n頂管施工技術最早始于頂管施工技術最早始于1896年美國的北太平年美國的北太平洋鐵路鋪設工程的施工中。洋鐵路鋪設工程的施工中。1948年日本第一次采年日本第一次采用頂管施工方法，在尼崎市的鐵路

5、下頂進了一根用頂管施工方法，在尼崎市的鐵路下頂進了一根內徑內徑600mm的鑄鐵管，頂距只在的鑄鐵管，頂距只在6米。米。 歐洲興歐洲興隆國家最早開發運用頂管法，隆國家最早開發運用頂管法，1950年前后，英、年前后，英、德、日等國家相繼采用。德、日等國家相繼采用。 n我國較早的頂管施工約在上世紀我國較早的頂管施工約在上世紀50年代，初年代，初期主要是手掘式頂管，設備也較簡陋。我國頂管期主要是手掘式頂管，設備也較簡陋。我國頂管技術真正較大的開展是從上世紀技術真正較大的開展是從上世紀80年代中期開場。年代中期開場。1988年上海研制勝利我國第一臺土壓平衡掘進機。年上海研制勝利我國第一臺土壓平衡掘進機。

6、 7.1.2 頂管施工技術的運用及開展 隨著時間的推移，頂管技術也與時俱進地得到迅速開展。主要表達在以下方面：一次延續頂進的間隔：越來越長頂管直徑：向大小直徑兩個方向開展管材：鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃鋼頂管發掘技術：機械化程度越來越高頂管線路的曲直度：曲線外形越來越復雜，曲率半徑越來越小。n按所頂進的管子口徑大小分：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管按所頂進的管子口徑大小分：大口徑、中口徑、小口徑和微型頂管四種。大口徑多指四種。大口徑多指2m以上的頂管，人可以在其中直立行走。中口以上的頂管，人可以在其中直立行走。中口徑頂管的管徑多為徑頂管的管徑多為1.21.8m，人在其中需彎腰行走，大多數頂管為

7、，人在其中需彎腰行走，大多數頂管為中口徑頂管。小口徑頂管直徑為中口徑頂管。小口徑頂管直徑為5001000mm，人只能在其中爬行，人只能在其中爬行，有時甚至爬行都比較困難。微型頂管的直徑通常在有時甚至爬行都比較困難。微型頂管的直徑通常在400mm以下，最以下，最小的只需小的只需75mm。n按一次頂進的長度指頂進任務坑和接納任務坑之間的間隔分：按一次頂進的長度指頂進任務坑和接納任務坑之間的間隔分：普通間隔頂管和長間隔頂管。頂進間隔長短的劃分目前尚無明確規定，普通間隔頂管和長間隔頂管。頂進間隔長短的劃分目前尚無明確規定，過去多指過去多指100m左右的頂管。目前，千米以上的頂管已屢見不鮮，可左右的頂管

8、。目前，千米以上的頂管已屢見不鮮，可把把500m以上的頂管稱為長間隔頂管。以上的頂管稱為長間隔頂管。n按頂管機的類型分：手掘式人工頂管、擠壓頂管、水射流頂管和機按頂管機的類型分：手掘式人工頂管、擠壓頂管、水射流頂管和機械頂管泥水式、泥漿式、土壓式、巖石式械頂管泥水式、泥漿式、土壓式、巖石式 。手掘式頂管的推進管。手掘式頂管的推進管前只是一個鋼制的帶刃口的管子稱為工具管，人在工具管內挖土。前只是一個鋼制的帶刃口的管子稱為工具管，人在工具管內挖土。掘進機頂管的破土方式與盾構類似，也有機械式和半機械式之分。掘進機頂管的破土方式與盾構類似，也有機械式和半機械式之分。n按管材分：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管

9、、以及其他管材的頂管。按管材分：鋼筋混凝土頂管、鋼管頂管、以及其他管材的頂管。n按頂進管子軌跡的曲直分：直線頂管和曲線頂管。按頂進管子軌跡的曲直分：直線頂管和曲線頂管。 7.1.4 頂管施工的分類n手掘式頂管施工是最早開展起來的一種頂管施工的方式。手掘式頂管施工是最早開展起來的一種頂管施工的方式。由于它在特定的土質條件下和采用一定的輔助施工措施后便由于它在特定的土質條件下和采用一定的輔助施工措施后便具有施工操作簡便、設備少、施工本錢低、施工進度快等優具有施工操作簡便、設備少、施工本錢低、施工進度快等優點，所以致今仍被許多施工單位采用。點，所以致今仍被許多施工單位采用。n手掘式頂管機也即是非機械

10、的開放式手掘式頂管機也即是非機械的開放式(或敞口式或敞口式)頂管機，頂管機，適用于能自穩的土體中。在頂管的前端裝有工具管，施工時，適用于能自穩的土體中。在頂管的前端裝有工具管，施工時，采用手工的方法來破碎任務面的土層，破碎輔助工具主要有采用手工的方法來破碎任務面的土層，破碎輔助工具主要有鎬、鍬以及沖擊錘等。假設在含水量較大的砂土中，需采用鎬、鍬以及沖擊錘等。假設在含水量較大的砂土中，需采用降水等輔助措施。降水等輔助措施。7.2 頂管機及其選型7.2.1 手掘式頂管機n手掘式頂管機主要由切土刃角、糾偏安裝、承手掘式頂管機主要由切土刃角、糾偏安裝、承插口等組成。所用的工具管有一段式和兩段式。插口等

11、組成。所用的工具管有一段式和兩段式。一段式工具管與混凝土管之間的結合不太可靠，一段式工具管與混凝土管之間的結合不太可靠，常會產生滲漏景象；發生偏斜時糾偏效果不好；常會產生滲漏景象；發生偏斜時糾偏效果不好；千斤頂直接頂在其后的混凝土管上，第一節管容千斤頂直接頂在其后的混凝土管上，第一節管容易損壞。因此，現多用兩段式，前后兩段之間安易損壞。因此，現多用兩段式，前后兩段之間安裝有糾偏油缸，后殼體與后面的正常管節銜接在裝有糾偏油缸，后殼體與后面的正常管節銜接在一同。一同。一段式手掘式工具管前段殼體糾偏油缸后段殼體兩段式手掘式工具管 泥程度衡頂管機是指采用機械切削泥土、利用壓力來平衡地下水壓力和土壓力、

12、采用水力保送棄土的泥水式頂管機，是當今消費的比較先進的一種頂管機。泥程度衡式頂管機按平衡對象分有兩種，一種是泥水僅起平衡地下水的作用，土壓力那么由機械方式來平衡；另一種是同時具有平衡地下水壓力和土壓力的作用。7.2.2 泥程度衡式頂管機n泥程度衡工具管正面設刀盤，并在其后設密封艙，在泥程度衡工具管正面設刀盤，并在其后設密封艙，在密封艙內注入穩定正面土體的泥漿，刀盤切下的泥土，密封艙內注入穩定正面土體的泥漿，刀盤切下的泥土，沉在密封艙下部的泥水中而被水力運輸管道運至地面泥沉在密封艙下部的泥水中而被水力運輸管道運至地面泥水處置安裝。泥程度衡式工具管主要由大刀盤安裝、糾水處置安裝。泥程度衡式工具管主

13、要由大刀盤安裝、糾偏安裝、泥水安裝、進排泥安裝等組成。在前、后殼體偏安裝、泥水安裝、進排泥安裝等組成。在前、后殼體之間有糾偏千斤頂，在掘進機上下部安裝進、排泥管。之間有糾偏千斤頂，在掘進機上下部安裝進、排泥管。n泥程度衡式頂管機的構造方式有多種，如刀盤可伸縮泥程度衡式頂管機的構造方式有多種，如刀盤可伸縮的頂管機、具有破碎功能的頂管機、氣壓式頂管機等。的頂管機、具有破碎功能的頂管機、氣壓式頂管機等。泥程度衡式頂管機構造及施工 刀盤可伸縮式泥程度衡頂管機 泥程度衡頂管施工的完好系統由頂管機、進排泥系統、泥水處置系統、主頂系統、丈量系統、起吊系統、供電系統等組成。泥程度衡頂管施工與其它方式的頂管相比

14、，添加了進排泥和泥水處置系統。 n泥程度衡式頂管施工的優點：適用的土質范圍較泥程度衡式頂管施工的優點：適用的土質范圍較廣，尤其適用于施工難度極大的粉砂質土層中；可廣，尤其適用于施工難度極大的粉砂質土層中；可堅持發掘面的穩定，對周圍土層的影響小，地面變堅持發掘面的穩定，對周圍土層的影響小，地面變形小；較適宜于長間隔頂管施工；任務井內作業環形小；較適宜于長間隔頂管施工；任務井內作業環境好且平安；可延續出土，施工進度快。境好且平安；可延續出土，施工進度快。n缺陷：施工場地大，設備費用高，需在地面設置缺陷：施工場地大，設備費用高，需在地面設置泥水處置、保送安裝；機械設備復雜，且各系統間泥水處置、保送安

15、裝；機械設備復雜，且各系統間相互連鎖，一旦某一系統缺點，必需全面停頓施工。相互連鎖，一旦某一系統缺點，必需全面停頓施工。n土壓平衡頂管機由土壓平衡盾構機移植而來，其平衡土壓平衡頂管機由土壓平衡盾構機移植而來，其平衡原理與盾構一樣。與泥水頂管施工相比，最大的特點是原理與盾構一樣。與泥水頂管施工相比，最大的特點是排出的土或泥漿普通不需再進展二次處置，具有刀盤切排出的土或泥漿普通不需再進展二次處置，具有刀盤切削土體、開挖面土壓平衡、對土體擾動小、地面和建筑削土體、開挖面土壓平衡、對土體擾動小、地面和建筑的沉降較小等特點。的沉降較小等特點。n土壓平衡頂管機按泥土倉中所充的泥土類型分，有泥土壓平衡頂管機

16、按泥土倉中所充的泥土類型分，有泥土式、泥漿式和混合式三種；按刀盤方式分，有帶面板土式、泥漿式和混合式三種；按刀盤方式分，有帶面板刀盤式和無面板刀盤式；按有無加泥功能分，有普通式刀盤式和無面板刀盤式；按有無加泥功能分，有普通式和加泥式；從刀盤的機械傳動方式分，有中心傳動式、和加泥式；從刀盤的機械傳動方式分，有中心傳動式、中間傳動式和周邊傳動式；按刀盤的多少分，有單刀盤中間傳動式和周邊傳動式；按刀盤的多少分，有單刀盤式和多刀盤式。式和多刀盤式。7.2.3 土壓平衡式頂管機1單刀盤式單刀盤式DK型頂管機型頂管機單刀盤式土壓平衡頂管機是日本在上世紀單刀盤式土壓平衡頂管機是日本在上世紀70年代初期年代初

17、期開發的，它具有廣泛的順應性、高度的可靠性和先進的開發的，它具有廣泛的順應性、高度的可靠性和先進的技術性。它又稱為泥土加壓式頂管機，國內成為輻條式技術性。它又稱為泥土加壓式頂管機，國內成為輻條式刀盤頂管機或者加泥式頂管機。圖刀盤頂管機或者加泥式頂管機。圖7-9所示的是這種機型所示的是這種機型的構造之一，的構造之一， 它由刀盤及驅動安裝、前殼體、糾偏油缸它由刀盤及驅動安裝、前殼體、糾偏油缸組、刀盤驅動電機、螺旋保送機、支配臺、后殼體等組組、刀盤驅動電機、螺旋保送機、支配臺、后殼體等組成。沒有刀盤面板，刀盤后面設有許多根攪拌棒。這種成。沒有刀盤面板，刀盤后面設有許多根攪拌棒。這種構造的構造的DK型

18、頂管機在國內已自成系列，適用于型頂管機在國內已自成系列，適用于1.23.0m口徑的混凝土管施工，在軟土、硬土中都可口徑的混凝土管施工，在軟土、硬土中都可采用，并且可與盾構機通用，可在覆土厚度為采用，并且可與盾構機通用，可在覆土厚度為0.8倍管道倍管道外徑的淺埋土層中施工。外徑的淺埋土層中施工。 單刀盤式頂管機 2多刀盤式多刀盤式DT型頂管機型頂管機這是一種非常適用于軟土的頂管機，如圖這是一種非常適用于軟土的頂管機，如圖7-10所示的主體構所示的主體構造，四把切削攪拌刀盤對稱地安裝在前殼體的隔倉板上，伸入造，四把切削攪拌刀盤對稱地安裝在前殼體的隔倉板上，伸入到泥土倉中。隔倉板把前殼體分為左右兩倉

19、，左倉為泥土倉，到泥土倉中。隔倉板把前殼體分為左右兩倉，左倉為泥土倉，右倉為動力倉。螺旋保送機按右倉為動力倉。螺旋保送機按定的傾斜角度安裝在隔倉板上，定的傾斜角度安裝在隔倉板上，螺桿是懸臂式，前端伸入到泥土倉中。隔倉板的程度軸線左右螺桿是懸臂式，前端伸入到泥土倉中。隔倉板的程度軸線左右和垂直軸線的上部各安裝有一只隔膜式土壓力表。在隔倉板的和垂直軸線的上部各安裝有一只隔膜式土壓力表。在隔倉板的中心開有一人孔，通常用蓋板把它蓋住。在蓋板的中心安裝有中心開有一人孔，通常用蓋板把它蓋住。在蓋板的中心安裝有一向右伸展的丈量用光靶。由于該光靶是從中心引出的，所以一向右伸展的丈量用光靶。由于該光靶是從中心引

20、出的，所以即使掘進機產生一定偏轉以后，只需把光靶作上下挪動，使光即使掘進機產生一定偏轉以后，只需把光靶作上下挪動，使光靶的程度線和丈量儀器的程度線平行就可以進展準確的丈量，靶的程度線和丈量儀器的程度線平行就可以進展準確的丈量，而且不會因掘進機偏轉而會產生丈量誤差。前后殼體之間有呈而且不會因掘進機偏轉而會產生丈量誤差。前后殼體之間有呈井字形布置的四組糾偏油缸聯接。在后殼體插入前殼體的間隙井字形布置的四組糾偏油缸聯接。在后殼體插入前殼體的間隙里，有兩道里，有兩道V字形密封圈，它可保證在糾偏過程中不會產生滲漏字形密封圈，它可保證在糾偏過程中不會產生滲漏景象。景象。小刀盤螺旋出土機糾偏千斤頂多刀盤式土

21、壓平衡頂管機 n任務井任務坑或基坑，按其作用分為頂進井始任務井任務坑或基坑，按其作用分為頂進井始發井和接納井兩種。頂進井是安放一切頂進設備的場發井和接納井兩種。頂進井是安放一切頂進設備的場所，也是頂管掘進機的始發場所，是接受主頂油缸推力所，也是頂管掘進機的始發場所，是接受主頂油缸推力的反作用力的構筑物，供工具管出洞、下管節、發掘土的反作用力的構筑物，供工具管出洞、下管節、發掘土砂的運出、資料設備的吊裝、支配人員的上下等運用。砂的運出、資料設備的吊裝、支配人員的上下等運用。在頂進井內，布置主頂千斤頂、頂鐵、基坑導軌、洞口在頂進井內，布置主頂千斤頂、頂鐵、基坑導軌、洞口止水圈以及照明安裝和井內排水

22、設備等。在頂進井的地止水圈以及照明安裝和井內排水設備等。在頂進井的地面上，布置行車或其他類型的起吊運輸設備。接納井是面上，布置行車或其他類型的起吊運輸設備。接納井是接納頂管機或工具管的場所，與任務井相比，接納井布接納頂管機或工具管的場所，與任務井相比，接納井布置比較簡單。置比較簡單。7.3 任務井及其布置n井內布置內容主要包括前止水墻、后座墻、根底底板井內布置內容主要包括前止水墻、后座墻、根底底板及排水井等。后座要有足夠的抗壓強度，能接受得了主及排水井等。后座要有足夠的抗壓強度，能接受得了主頂千斤頂的最大頂力。前止水墻上安裝有洞口止水圈，頂千斤頂的最大頂力。前止水墻上安裝有洞口止水圈，以防止地

23、下水土及頂管用光滑泥漿的流失。在頂管任務以防止地下水土及頂管用光滑泥漿的流失。在頂管任務井內，還布置有工具管、環形頂鐵、弧形頂鐵、基坑導井內，還布置有工具管、環形頂鐵、弧形頂鐵、基坑導軌、主頂千斤頂及千斤頂架、后靠背。其中主頂千斤頂軌、主頂千斤頂及千斤頂架、后靠背。其中主頂千斤頂及千斤頂架的布置尤為重要，主頂千斤頂的合力的作用及千斤頂架的布置尤為重要，主頂千斤頂的合力的作用點對于初始頂進的影響比較大。點對于初始頂進的影響比較大。 7.2.3 頂進任務井的井內布置123456789圖7-11 頂進任務井內布置圖1-管節；2-洞口止水系統；3-環形頂鐵；4-弧形頂鐵；5-頂進導軌；6-主頂油缸；7

24、-主頂油缸架；8-丈量系統；9-后靠背；10-后座墻；11-井壁n1管節普通為鋼筋混凝土管節或鋼管節。管節普通為鋼筋混凝土管節或鋼管節。n2后座墻是把主頂油缸推力的反力傳送到任務坑后部土后座墻是把主頂油缸推力的反力傳送到任務坑后部土體中去的墻體，是主推千斤頂的支承構造。它的構造會因任務體中去的墻體，是主推千斤頂的支承構造。它的構造會因任務坑的構筑方式不同而不同。在沉井任務坑中，后座墻普通就是坑的構筑方式不同而不同。在沉井任務坑中，后座墻普通就是任務井的后方井壁。在鋼板樁任務坑中，必需在任務坑內的后任務井的后方井壁。在鋼板樁任務坑中，必需在任務坑內的后方與鋼板樁之間撓筑一座與任務坑寬度相等的、厚

25、度為方與鋼板樁之間撓筑一座與任務坑寬度相等的、厚度為0.51.0m的、其下部最好能插入到任務井底板以下的、其下部最好能插入到任務井底板以下0.51.0m的鋼筋混凝土墻，目的是使推力的反力能比較均勻地作的鋼筋混凝土墻，目的是使推力的反力能比較均勻地作用到土體中去。還要留意的一點是后座墻的平面一定要與頂進用到土體中去。還要留意的一點是后座墻的平面一定要與頂進軸線垂直。軸線垂直。n3后靠背是靠主頂千斤頂尾部的厚鐵板或鋼構造件，稱后靠背是靠主頂千斤頂尾部的厚鐵板或鋼構造件，稱之為鋼后靠，其厚度在之為鋼后靠，其厚度在300mm左右。鋼后靠的作用是盡量把左右。鋼后靠的作用是盡量把主頂千斤頂的反力分散開來，

26、防止將混凝土后座壓壞。主頂千斤頂的反力分散開來，防止將混凝土后座壓壞。n4洞口止水圈是安裝在頂進井的出洞洞口和接納井的進洞洞口，具洞口止水圈是安裝在頂進井的出洞洞口和接納井的進洞洞口，具有制止地下水和泥砂流到任務坑和接納坑的功能。有制止地下水和泥砂流到任務坑和接納坑的功能。n5頂進導軌由兩根平行的軌道所組成，其作用是使管節在任務井內頂進導軌由兩根平行的軌道所組成，其作用是使管節在任務井內有一個較穩定的導向，引導管節按設計的軸線頂入土中，同時使頂鐵能在有一個較穩定的導向，引導管節按設計的軸線頂入土中，同時使頂鐵能在導軌面上滑動。在鋼管頂進過程中，導軌也是鋼管焊接的基準安裝。導軌面上滑動。在鋼管頂

27、進過程中，導軌也是鋼管焊接的基準安裝。n6主頂安裝由主頂油缸、主頂油泵和支配臺及油管等四部分構成。主頂安裝由主頂油缸、主頂油泵和支配臺及油管等四部分構成。主頂千斤頂沿管道中心按左右對稱布置。主頂進安裝除了主頂千斤頂以外，主頂千斤頂沿管道中心按左右對稱布置。主頂進安裝除了主頂千斤頂以外，還有千斤頂架，以支承主頂千斤頂；供應主頂千斤頂以壓力油的是主頂油還有千斤頂架，以支承主頂千斤頂；供應主頂千斤頂以壓力油的是主頂油泵；控制主頂千斤頂伸縮的是換向閥。油泵、換向閥和千斤頂之間均用高泵；控制主頂千斤頂伸縮的是換向閥。油泵、換向閥和千斤頂之間均用高壓軟管銜接。主頂油缸的壓力油由主頂油泵經過高壓油管供應。常

28、用的壓壓軟管銜接。主頂油缸的壓力油由主頂油泵經過高壓油管供應。常用的壓力在力在3242MPa之間，高的可達之間，高的可達50MPa。在管徑比較大的情況下，主頂。在管徑比較大的情況下，主頂油缸的合力中心應比管節中心低油缸的合力中心應比管節中心低5的管內徑左右。的管內徑左右。7假設采用的主頂千斤頂的行程長短不能一次將管節頂到位時，必需在千斤頂縮回后在中間加墊塊或幾塊頂鐵。頂鐵有環形頂鐵和弧形或馬蹄形頂鐵之分。環形頂鐵的內外徑與混凝土管的內外徑一樣，主要作用是把主頂油缸的推力較均勻地分布在所頂管子的端面上；弧形和馬蹄形頂鐵的作用有兩個，一是用于調理油缸行程與管節長度的不一致，二是把主頂油缸各點的推力

29、比較均勻地傳送到環形頂鐵上去。弧形頂鐵用于手掘式、土壓平衡式等許多方式的頂管中，它的開口是向上的，便于管道內出土。馬蹄形頂鐵適用于于泥程度衡式頂管和土壓式中采用土砂泵出土的頂管施工，它的開口方向與弧形頂鐵相反，是倒扣在基坑導軌上的。只需這樣，在主頂油缸回縮以后加頂鐵時不需求撤除輸土管道。 a環形頂鐵 bU形頂鐵 c馬蹄形頂鐵頂鐵的斷面外形n在市政工程建立中，長間隔管道的敷設是其重要的任務內在市政工程建立中，長間隔管道的敷設是其重要的任務內容。隨著頂管技術運用的推行，研討敷設長間隔管道工藝技容。隨著頂管技術運用的推行，研討敷設長間隔管道工藝技術已成為引人注目的課題。術已成為引人注目的課題。n長間

30、隔管道的主要困難是，設置在頂進坑內的主千斤頂的長間隔管道的主要困難是，設置在頂進坑內的主千斤頂的推頂力有限，缺乏以抑制管道長間隔頂進時遇到的總阻力。推頂力有限，缺乏以抑制管道長間隔頂進時遇到的總阻力。希望添加頂管單程頂進的長度時，需求采取相關的措施，如希望添加頂管單程頂進的長度時，需求采取相關的措施，如添加主千斤頂的頂力、減少管道周邊與地層的摩擦力、中途添加主千斤頂的頂力、減少管道周邊與地層的摩擦力、中途設置輔助千斤頂中繼環、減小頂管接受的正面阻力等。設置輔助千斤頂中繼環、減小頂管接受的正面阻力等。目前在開展長間隔頂管技術的過程中，減摩和設置中繼環兩目前在開展長間隔頂管技術的過程中，減摩和設置

31、中繼環兩項措施已得到較多研討，并已成為成熟的技術。項措施已得到較多研討，并已成為成熟的技術。7.5 長間隔頂管n為了順應長間隔頂進管道的需求，研制了中繼環為了順應長間隔頂進管道的需求，研制了中繼環又稱中繼間、中間站。即在管道頂進的中途設又稱中繼間、中間站。即在管道頂進的中途設置輔助千斤頂，靠輔助千斤頂提供的動力繼續頂進置輔助千斤頂，靠輔助千斤頂提供的動力繼續頂進管段，延伸頂管的頂進長度，滿足敷設長間隔管道管段，延伸頂管的頂進長度，滿足敷設長間隔管道的需求。的需求。n采用中繼環時，管道沿全長分成假設干段，在段采用中繼環時，管道沿全長分成假設干段，在段與段之間設置中繼環。中繼環是一個由鋼材制成的與

32、段之間設置中繼環。中繼環是一個由鋼材制成的圓環，內壁上設置有一定數量的短行程千斤頂，產圓環，內壁上設置有一定數量的短行程千斤頂，產生的推頂力可用于推進中繼環前方的管道。生的推頂力可用于推進中繼環前方的管道。增設中繼環間中繼環表示圖 n1中繼環推進過程中繼環推進過程n設置中繼環以后，頂管頂進時，每次都應先啟用最前面的設置中繼環以后，頂管頂進時，每次都應先啟用最前面的中繼環，將其前方的管道連同工具管一同向前頂進，后面的中繼環，將其前方的管道連同工具管一同向前頂進，后面的中繼環和主千斤頂堅持不動，直至到達該中繼環的一個頂程中繼環和主千斤頂堅持不動，直至到達該中繼環的一個頂程為止，接著后面的中繼環開場

33、推頂作業，將兩個中繼環之間為止，接著后面的中繼環開場推頂作業，將兩個中繼環之間的管道向前推進。與此同時，前面的一個中繼環的千斤頂排的管道向前推進。與此同時，前面的一個中繼環的千斤頂排放油壓，活塞桿縮進套筒。可見，這時被推進的只是該中繼放油壓，活塞桿縮進套筒。可見，這時被推進的只是該中繼環和前面一個中繼環之間的管段。在頂進作業中，主千斤頂環和前面一個中繼環之間的管段。在頂進作業中，主千斤頂在每個循環中都最后推進。借助中繼環的逐級接力過程，可在每個循環中都最后推進。借助中繼環的逐級接力過程，可將頂管的頂推間隔延伸，以順應長間隔頂管施工的需求。將頂管的頂推間隔延伸，以順應長間隔頂管施工的需求。n2中

34、繼環的構造方式中繼環的構造方式 n它主要由前特殊管、后特殊管和殼體油缸、均壓環等組成。它主要由前特殊管、后特殊管和殼體油缸、均壓環等組成。在前特殊管的尾部有一個與在前特殊管的尾部有一個與T形套環相類似的密封圈和接口。中形套環相類似的密封圈和接口。中繼環殼體的前端與繼環殼體的前端與T型套環的一半類似，利用它把中繼環殼體與型套環的一半類似，利用它把中繼環殼體與混凝土管銜接起來。中繼環的后特殊管外側那么設有兩環止水混凝土管銜接起來。中繼環的后特殊管外側那么設有兩環止水密封圈，使殼體雖在其上來回運動而不會產生滲漏。中繼環油密封圈，使殼體雖在其上來回運動而不會產生滲漏。中繼環油缸被固定在殼體上，油缸均勻

35、布置在殼體內。油缸兩頭裝有均缸被固定在殼體上，油缸均勻布置在殼體內。油缸兩頭裝有均壓鋼環，鋼環與混凝土管之間有襯墊環。襯墊環多用壓鋼環，鋼環與混凝土管之間有襯墊環。襯墊環多用20mm厚厚的木板做成。中繼油缸為單作用油缸，只需當后一只中繼環向的木板做成。中繼油缸為單作用油缸，只需當后一只中繼環向前推進時，前一只中繼環的油缸才干縮回。管子頂通后，把中前推進時，前一只中繼環的油缸才干縮回。管子頂通后，把中繼環油缸裝配下來，管子可直接合攏。繼環油缸裝配下來，管子可直接合攏。圖7-15 中繼環構造方式1-中繼管殼體；2-木墊環；3-均壓鋼環；4-中繼環油缸；5-油缸固定安裝；6-均壓鋼環；7-止水圈；8

36、-特殊管n 3中繼環的布置n中繼間的布置要滿足頂力的要求，同時使其操作方便、合理，提高頂進速度。中繼環在安放時，第一只中繼環應放在比較前面一些。由于掘進機在推進過程中推力的變化會因土質條件的變化而有較大的變化。所以，當總推力到達中繼環總推力4060時，就應安放第一只中繼環，以后，每當到達中繼環總推力的7080時，安放一只中繼環。而當主頂油缸到達中繼環總推力的90時，就必需啟用中繼環。n微型頂管普通指口徑在微型頂管普通指口徑在400mm以下，人無法進入管內作以下，人無法進入管內作業的頂管施工。微型隧道施工法源于日本，是一種遙控、可業的頂管施工。微型隧道施工法源于日本，是一種遙控、可導向的頂管施工

37、，廣泛用于地下管線的敷設。微型頂管施工導向的頂管施工，廣泛用于地下管線的敷設。微型頂管施工設備主要由切削系統、激光導向系統、出碴系統、頂進系統、設備主要由切削系統、激光導向系統、出碴系統、頂進系統、控制系統等組成，根據激光導向系統丈量偏斜數據，可支配控制系統等組成，根據激光導向系統丈量偏斜數據，可支配液壓糾偏系統，從而實現調理鋪管方向的目的。微型頂管的液壓糾偏系統，從而實現調理鋪管方向的目的。微型頂管的一次頂進長度大多在一次頂進長度大多在5060m，也有的到達百米及以上。，也有的到達百米及以上。n微型頂管的類型很多，按其任務原理和取土方式分有壓入微型頂管的類型很多，按其任務原理和取土方式分有壓

38、入式、螺旋鉆式、泥水式、土壓式、空心鉆式等，其中壓入式式、螺旋鉆式、泥水式、土壓式、空心鉆式等，其中壓入式和螺旋鉆式運用較多。和螺旋鉆式運用較多。 7.6 微型頂管n壓入式微型頂管是指將前方土體向管壓入式微型頂管是指將前方土體向管道周圍土體徑向擠壓，在不出土或少出土道周圍土體徑向擠壓，在不出土或少出土的情況下頂進管道的頂管工藝。普通用于的情況下頂進管道的頂管工藝。普通用于直徑較小的管道施工。壓入方式按動力分直徑較小的管道施工。壓入方式按動力分有沖擊式、旋壓式和靜壓式，按設備分氣有沖擊式、旋壓式和靜壓式，按設備分氣動矛法、夯管法和頂入法。動矛法、夯管法和頂入法。 7.6.1 壓入式微型頂管氣動矛

39、法夯管法管外頂入法 管內頂入法7.6.2 螺旋鉆式微型頂管 螺旋式頂管是利用螺旋鉆進展施工的一種方法。施工時，先預備頂進坑，將螺旋鉆機程度安裝在坑內，再利用螺旋桿傳輸鉆壓和扭矩，推進機頭前進。同時，利用鉆機的頂進油缸向前頂進管節，機頭掘削下來的土經過螺旋鉆桿從管中保送到坑內。這種方法的頂進間隔較短，且只能在直線段運用，普通頂距在60m以內。其優點是施工時無震動，噪音小，分量輕、操作方便、施工人員少，基坑小。管長2m時，3.6m長、1.5m寬的頂進坑即可。 螺旋鉆式施工方法有多種方式，主要分一程式和兩程式兩類。 c兩程式之二b兩程式之一 a一程式鋪設管導向管管節下放螺旋桿回收鋼筋混凝土管節的接口

40、有平口、企口和承口三種類型。鋼筋混凝土管節的接口有平口、企口和承口三種類型。管節類型不同，止水方式也不同。管節類型不同，止水方式也不同。1平口管接口及止水平口管接口及止水平口管用平口管用“T形鋼套環接口，把兩雖然子銜接在一同，形鋼套環接口，把兩雖然子銜接在一同，在混凝土管和鋼套環中間安裝有在混凝土管和鋼套環中間安裝有2根齒形橡膠圈止水。根齒形橡膠圈止水。7.8 管節接縫的防水7.8.1 鋼筋混凝土管節接縫的防水2企口接口及防水企口接口及防水企口管用企口式接口，用企口管用企口式接口，用1根根“q形橡膠圈止形橡膠圈止水。止水圈右邊腔內有硅油，在兩管節對接銜接水。止水圈右邊腔內有硅油，在兩管節對接銜

41、接過程中，充有硅油的一腔會翻轉到橡膠體的上方過程中，充有硅油的一腔會翻轉到橡膠體的上方及左邊，加強了止水效果。及左邊，加強了止水效果。 a企口形管及其接口 b“q形橡膠止水圈3承口接口及防水承口接口及防水承口管用承口管用“F形套環接口，接口處用形套環接口，接口處用1根齒形根齒形橡膠圈止水。橡膠圈止水。F形接口管是最為常用的一種管節。形接口管是最為常用的一種管節。它把它把“T形鋼套環的前面一半埋入混凝土管中就形鋼套環的前面一半埋入混凝土管中就變成了變成了“F形接口。為防止鋼套環與混凝土結合形接口。為防止鋼套環與混凝土結合面滲漏，在該處設了一個遇水膨脹的橡膠止水圈。面滲漏，在該處設了一個遇水膨脹的橡膠止