桥梁机械顶管常用的施工方法

‘壹’ 顶管法主要工程技术

在顶管过程中，要充分考虑可能遇到的障碍，如孤石等。以往的经验曾经有遇到障碍无法穿过而整个管道废掉的先例，特别是小直径管管前无法挖土时更容易出现这种情况。所以在顶管施工前，一定要弄清顶管处的地质情况。对遇到障碍时要有充分可靠的处理方案。

下面以手掘式顶管施工为例对顶管施工进行介绍。

此方法适用于软土地层中、地下水位以上黄土地层中、地下水位以上强风岩地层中；特点是施工成本低，在顶进过程中如遇前方障碍物可立即采用人工方式排除；其缺点是顶进管径应大于Φ800mm，否则不便于人员进出，顶进距离不宜过长。工艺流程如图9-10 所示。

图9-10 顶管法工艺流程图

人工顶管施工顶管系统主要包括：千斤顶、顶铁、后靠背、导轨、顶管管节。施工示意如图9-11 所示。

图9-11 顶管施工示意图

一、施工准备

1.一般工作坑内的布置

如图9-12 所示，顶管工作井施工，井内设集水坑，便于抽排积水，根据基底情况，可选择原土基础、砂砾基础或混凝土基础。

图9-12 工作坑纵断面图

2.后靠背设置

工作井基础设定后，根据管道走向设置后靠背。

（1）采用原土作后背时，后背墙的安装应符合下列要求：①后背土壁铲修平整，并使壁面与管道顶进方向垂直。②后背墙宜采用方木、型钢、钢板等组装，组装后的后背墙应有足够的强度和刚度，其后背墙底应低于工作坑底不小于 0.5m。③后背土体壁面应与后背墙紧贴，孔隙用砂石料填塞密实。④后背墙安装时，紧贴土体的后背材料（型钢、预制后背、方木等）应横放，在其前面放置立铁，立铁前放置横铁。

（2）当工作坑过长，不能用原土作后背时，应采用结构简单、稳定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墙。

（3）利用已完成顶进的管段作后背时，顶力中心宜与已完工管道中心重合，顶力应小于已顶完管道的抗顶力。后背钢板与管口间应垫缓冲材料，保护管口不受损伤。

3.导轨安装

导轨安装牢固与准确对管子的顶进质量有较大的影响，因此导轨安装依据管径大小、管道坡度、顶进方向确定，顶进方向必须平直，标高、轴线准确。

（1）导轨宜采用铁路钢轨。

（2）在基础上铺设枕木、安装导轨。导轨用道钉固定于枕木上，两导轨之间用拉杆控制导轨中距，拉杆间距 1.5～2m。

（3）导轨轨面应高于该处管道外底的高程，其坡度应与管道坡度一致。两导轨应平行、等高。

（4）枕木截面不小于 150mm×150mm。

（5）两根导轨应顺直。

4.工作平台安装

（1）顶管工作坑开挖与支护完成后进行工作平台安装。

（2）工作平台承重主梁根据静载、活载及其他附加荷载计算选用，主梁两端伸出工作坑外，一般不小于 1.2m并放于枕木上。

（3）平台开口的长度宜大于管节长度0.4m，宽度宜大于管外径0.4m。

（4）根据顶进设备和混凝土管的重量，选择起重设备，并确定竖向提升和水平运输的支撑架形式。

（5）起重支架安装在锁口圈梁上，宜与防护棚结合成一体，并安装牢固。

（6）工作坑必须设置有护栏的工作钢梯。

5.顶铁安装

（1）顶铁一般采用铸钢件或型钢焊接成型，具有足够的刚度，顶铁上需有吊环（吊孔）及锁定装置。

（2）顶铁放置在管道两侧，且顶铁中心线应与管道中心线平行、对称直顺。

（3）更换顶铁时，先使用长顶铁，以减少顶铁连接次数。

（4）顶铁与管口之间安装缓冲衬垫。在顶力作用下，管节承压面应力接近设计顶镐压力强度时，应使用U形或环形顶铁等工具，减少管节承压面应力。

6.顶进设备安装

（1）安装前应对高压油泵、千斤顶、液压管路控制系统、压力表等进行检查标定，设备完好方可安装。

（2）根据顶管坑的施工设计，安装高压油泵、管路及控制系统。油泵设置在千斤顶附近；油管应顺直、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。

（3）千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有独立的进油、退油控制系统。

（4）千斤顶受力中心宜位于管口总高的 1/4 左右处，且不小于组装后背高度的 1/3。

（5）千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上。

（6）当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜相同；当规格不同时，其行程应同步，并应将同规格的千斤顶对称布置。

（7）对全部设备进行检查并经过试运转合格方可开始顶进。

7.注意

顶管工作坑四周必须采用围护措施，采用彩钢瓦围护，雨帆布防护，并设醒目警示标牌。顶进时，过往车辆应减速慢行，且禁止大吨位、重载车辆通行。

二、挖土与顶进

工作坑内设备安装完毕，经检查各部处于良好正常状态，即可进开挖和顶进。

首先将管子下到导轨上，就位以后，装好顶铁，校测管中心和管底标高以便符合设计要求，即可进行管前端挖土。

1.拆除洞口封门

机头及首节管空顶就位后，拆除洞口封门。采用钢木支架、立板密撑时，应采取措施保持洞口上方支撑稳固。采用沉井、地下连续墙，应先拆除内侧的临时封门，再拆除井壁外侧的封门或其他的封堵措施。在不稳定土层中顶管时，封门拆除后应将工具管立即顶入土层内。应有防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施。

2.挖土与运土

管前挖土是保证顶进质量及地上构筑物安全的关键，管前挖土的方向和开挖形状，直接影响顶进管位的准确性，因此管前周围挖土应严格控制。在一般顶管地段，土质良好，可超越管端开挖300～500mm；在土质不好的地段，最大不得超过管端 300mm。在铁路道轨下不得超越管端以外 100mm，并随挖随顶，在道轨以外最大不得超过 300mm，同时应遵守其管理单位的有关规定。在土层比较稳定的情况下，管顶以上最大超挖量宜控制在15mm以内，管道下部 135°范围内不得超挖。

安装管帽：在土层松散或有流沙的地段顶管时，为了防止土方坍落，保证安全和便于挖土操作，在第一节管前端可安装管帽（帽檐伸出的长度取决于土质）。将管帽顶入土中后便可在帽檐下挖土。

管前挖出的土应及时外运，大管径可采用手推车推运，管径较小时，采用双筒卷扬机牵引小车出土。土运至管外，再用工作平台上的摇头扒杆吊到平台上，然后运出坑外。

3.顶进

顶进利用千斤顶顶出镐在后背不动的情况下将顶进管子推向前进，其操作过程如下：①安装好顶铁、挤牢，管前端已挖一定长度土后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离；②停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞缩回；③添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。

顶进注意事项：

（1）顶进时应遵照“先挖后顶，随挖随顶”的原则。应连续作业，避免中途停止，造成阻力增大，增加顶进困难。

（2）首节管子顶进的方向和高程关系到整段顶进质量，应勤测量，勤检查及时校正偏差。

（3）安装顶铁应平顺，无歪斜扭曲现象，每次回收活塞加放顶铁时，应换用可能安放的最长顶铁，使连接的顶铁数目为最少。

（4）顶进过程中，发现管前土方坍塌或油泵压力表指针骤然增大等情况，应立即停止顶进，查明原因，排除故障后再继续顶进。

三、注触变泥浆

顶进过程中，在管节四周注触变泥浆，减少摩擦阻力和防止土层坍塌。

1.触变泥浆的配置

触变泥浆的配置主要是由膨润土、外加剂、水充分搅拌而成。调整纯碱用量，使浆液pH 值控制在8～10。外加剂主要有纯碱、烧碱、氨盐、高效润滑剂、防塌剂等，根据实际情况选择品种及掺量。

2.注浆孔的布置

注浆孔的布置宜按管道直径的大小确定，每个断面可设置 3～5个，均匀布置，并具备排气功能；相邻断面上的注浆孔可平行布置或交错布置。

3.注浆作业

注浆前，通过注水检查注浆设备，确认设备正常后方可灌注。

注浆用注浆泵进行。输浆管宜用钢管或高压胶管，布设至注浆孔口，每个注浆孔宜安装阀门。注浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后，方可继续注浆。

注浆压力从0.1Mpa开始加压，在注浆过程中的注浆流量、压力等施工参数，应按减阻及控制地面变形的量测资料调整。

注浆通常从顶管的第一节向后进行，待顶进数米后，改从后端依次向前进行补浆。

注浆量宜按管道与周围土层之间月牙形间隙的 1～2倍估算。

4.背后注浆

顶进结束后，应进行触变泥浆的置换（背后注浆）：①可采用水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆从注浆孔注入；②拆除注浆孔管后，应用水泥砂浆将注浆孔封闭严密。

四、测量和误差的校正

1.测量

顶管中线和水准点引入工作坑内，控制导轨、顶管机安装位置和顶进方向及高程。

顶进时，每顶一定距离测量一次，第一节管子测量间距应缩短。校正时，每顶进一镐即测量一次。

2.顶进偏差的校正

顶进过程中发现管位偏差 10mm 左右时，即应进行校正，纠偏校正应缓缓进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。校正方法一般采用：

（1）挖土校正法：偏差值为 10～20mm 时采用此法。即管子偏向设计中心左侧时，可在管子中心右侧适当超挖，而在偏向一侧不超挖，使管子在继续顶进中逐渐回到设计位置。

（2）顶木校正法：偏差较大时或采用挖土校正法无效时，可用圆木或方木，一端顶在管子偏向一侧的内管壁上，另一端支撑在垫有木板的管前土层上，开动千斤顶，利用顶木产生的分力，使管子得到校正。

五、沉降观测及控制

顶管过程中，因开挖正面土体松弛、纠偏对管道周围空隙填充不足、管道与土层摩擦等原因均会引起地面沉降，因此，施工时必须设置沉降观测点，加强沉降观测。

‘贰’ 桥梁有哪些施工方法

悬臂施工法、转体施工法、顶推施工法、移动模架逐孔施工法、支架现浇法、预制安装法、横移施工法、提升与浮运施工等。

前期准备

1、做好桥梁施工前准备工作的重要意义

（1）桥梁施工前的准备工作是坚持按照基本程序、施工程序办事的重要环节之一。

（2）施工前的准备工作是桥梁施工组织管理工作的主要内容之一。

2、桥梁施工前准备工作的阶段划分

（1）第一阶段桥梁工程初步设计已完成，并列入国家或地区建设计划以后所需进行招标投标及签订承包合同等准备工作阶段。

（2）第二阶段是施工单位承包施工任务以后，在开工之前进行的以圆满完成各项施工任务为目的的准备工作阶段。

注意事项

1.要重视调拱调坡层的施工质量，在该层的施工时，特别要抓好各材料的规格、级配及配合比，确保该层的有效宽度内的平整度和压实度，是保证基层施工质量的基础。

2.加强基层养护，在基层施工完成后，采用麻袋进行养护，也可以采用喷洒沥青乳液保护。若不能封闭交通，应限制重车通行，其车速不应超过20km/h，同时应注意其他交通设施对基层的损坏。若出现车槽（坑槽）松散，应采用相同材料修补压实。严禁用松散粒料填补。

3.在基层施工中，严格抓好松铺厚度，在最佳含水量的碾压尽量减少基层成型，经初压后进行人工整修，特别要加强基层边缘立模处的压实度，对因特殊情况碾不到位的应采用工人锤和振动夯，分层夯实，以确保其结构层的质量。

‘叁’ 顶管是如何施工的

1、引入测量轴线及水准点

（1）、将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上（两个点），作为顶管中心的测量基线。

（2）、将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。

2、下管

（1）、下管前，要严格检查管材，不合格的不能使用。

（2）、第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程，以校核导轨安装的准确性。

（3）、要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。

3、千斤顶和顶铁的安装

千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程拟采用100t液压千斤顶。

（1）、千斤顶的高程及平面位置：千斤顶的工作坑内的布置采用并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，采用机械挖运土方，管上部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4~1/5处为宜。

（2）、安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺。

（3）、每次退千斤顶加放顶铁时，应安放最长的顶铁，保持顶铁数目最少。

（4）、顶进中，顶铁上面和侧面不能站人，随时观察有无扭曲现象，防止顶铁崩离。

4、顶进施工

顶进施工应遵循“先挖后顶，随挖随顶”的原则，连续作业，避免中途停止，顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进。工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态。

即可进行试顶。首先将工具头下到导轨上，就位以后，装好顶铁，连接好各系统并检查正常后，校测工具水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具头，然后安放混凝土管节，再次测量标高，核定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。

接口在顶进前先用粘的牢胶水将遇水膨胀止水圈贴在钢筋混凝土管口上，止水圈偏于管厚度中间偏外放置，使管与管顶紧后管里缝有2-3cm的深度，利于顶机顶力将其压实，管里缝再用水泥砂浆勾缝填充密实，素水泥浆抹内带压光，防止渗水。

为防止顶进过程中管与管错口，两管之间接口处安装钢内胀圈固定，或安装钢卡，将管与管控制在同一圆心上，同时防止顶管导致周围土体松动，在管壁外侧安装设置钻有蜂窝状小孔的压浆管（d50mm钢管），以便管道顶进完成后对土体与管道之间空隙压浆，使顶进管道与周围土体密实无空隙，防止管顶土层沉降。

顶进施工时，主要利用风镐在前取土，千斤顶出镐在后背不动的情况下将管道向前顶进，其操作过程如下：

（1）、安装好顶铁并挤牢，工具管前端破取一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作冲程，将管道推向前一定距离。

（2）、停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。

（3）、添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。

(4)、卸下顶铁，下管，用环形橡胶环连接混凝土管，以保证接口缝隙和受力均匀，保证管与管之间的连接安全。

(5)、测量：在顶第一节管时，及时校正顶进偏差过程中，应每顶进20～30cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50～100cm时，测量一次。

中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，以控制顶进高程；

同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校核水准点，提高精度。一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。

(6)、设计坡度在导轨安装时做好调整，导轨坡度应与管道设计坡度一致，固定两侧测点，随时校正，正负高差不得大于10mm。

(7)、管道纠偏

顶管施工比开槽施工复杂，容易产生偏差，因此对管道中心线和顶管的起点、终点标高等都应精确地确定，做好顶进过程中的偏差校正。 当测量发现偏差在10mm左右，即应进行校正。

校正是逐步进行的，偏差形成后，应缓慢进行校正，使管道逐渐复位，禁止猛纠硬调。 可采用超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。

当偏差大于20mm时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用时，用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。

(8)、管前挖土要求

管前挖土是保证顶进质量和地上构筑物安全的关键，挖土的方向和开挖的形状直接影响到顶进管位的准确性，因此应严格控制管前周围的超挖现象，在一般顶管地段，如土制质较好，可超挖管端300～500mm；对于密实土质，在管端上面允许超挖15mm以内，以减少顶进阻力，管端下部135度范围内不得超挖，保持管壁与土基表面吻合。

(9)、接口的处理：由于顶管的管材为F型接口，顶管完毕后，对于管与管之间的缝隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹。选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂，配合比（重量比）为：膨胀水泥：砂：水=1:1:0.3,随拌随用，一次拌和量应在半小时内用完。填抹前，将接口湿润，再分层填入，压实抹平后，在潮湿状态下养护。

5、压注水泥加固浆

管外壁压浆：由于顶进钢筋混凝土管，管壁四周土层有松动，管壁与地层间有少量间隙，为使顶进管与地层间空隙密实，确保顶进管段不沉陷，纯土层顶进时，由于管道和土层之间没有间隙，所以，一般不做压浆处理。

（1）、压浆管制作

使用φ50mm钢管，每节长度1.95m，将钢管按梅花型布置吹成眼孔，间距为30cm，管与管之间使用丝口连接。

（2）、压浆管布置

根据所顶砼管道内径大小确定，管径为φ600mm、φ800mm，布设一根注浆管，每顶进一根管道安装两根，在砼管与砼管接缝处用钢片焊接成卡，随着管道顶进而带动前行，直到单侧顶进完毕为止。

（3）、压浆

顶管完成后，利用拌浆机和高压注浆泵，通过该管压入水泥浆，压浆材料选用水泥和粉煤灰，按1∶4配置而成。分2-3次压入，压力从0.5MPa慢速调到2.0MPa，使压入的水泥浆包裹砼管外壁，达到无空隙，起到防沉防裂作用。

6、回填土

顶管完成后，应按设计要求进行井室施工。

（1）、为保证井室四周不发生下沉现象，采用连砂石进行分层回填。

（2）、回填土木夯夯实要求30cm一层，机械夯实要求20~25cm一层。回填密实度应符合质量标准。

7、闭水试验

为确保工程质量，砼管顶进完毕后，应对管道作闭水试验，按照规范要求进行，达到设计要求后，方为合格成功，若不能满足要求，则重新检查整修，直至合格为止。

‘肆’ 顶管有那几种施工工艺

目前应用最广泛的有以下两种：
1、泥水平衡式顶管施工工艺；
2、拖管法施工工艺。
前者主要用于埋深较大的管，拖管法普遍使用于比较浅的管和小直径的管。

‘伍’ 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。

一、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

手掘式顶管机也即是非机械的开放式（或敞口式）顶管机，适用于能自稳的土体中。在顶管的前端装有工具管，施工时，采用手工的方法来破碎工作面的土层，破碎辅助工具主要有镐、锹以及冲击锤等。如果在含水量较大的砂土中，需采用降水等辅助措施。

工人可以直接进入工作面挖掘，施工人员可随时观察土层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。手掘式顶管施工示意如图9-1 所示。

图9-1 手掘式顶管施工示意图

2.挤压式掘进顶管

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 1～2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。其结构形式如图9-2 所示。

图9-2 挤压式顶

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9-3 所示。

图9-3 机械开挖式顶管

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9-4 所示。

图9-4 挤压土层式顶管

二、封闭式施工工艺

封闭式施工工艺一般适用于土质不稳定、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9-5 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。

图9-5 水力掘进顶管机示意图

1—刃脚、2—格栅、3—水枪、4—吸气格栅、5—水枪操作把、6—胸板、7—吸泥管进口、8—吸泥管、9—水平铰、10—垂直铰链、11—上下纠偏油缸、12—左右纠偏油缸、13—气闸门、14—大水密门、15—小水密门

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9-6 所示。

图9-6 土压平衡式顶管机示意图

1—大刀盘；2—大刀盘驱动装置；3—前壳体；4—加泥（水）装置回转接头；5—纠偏油缸组；6—刀盘驱动电动机；7—螺旋输送机驱动电动机；8—带式螺旋输送机；9—顶管操纵台；10—后壳体；11—螺旋输送机出土门装置

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以下，渗透系数大于 1 0～1cm/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工艺。

三、顶管机类型的选择

管道顶进方法的选择，应根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建（构）筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定，并应符合下列规定：

（1）在黏性土或砂性土层，且无地下水影响时，宜采用手掘式或机械挖掘式顶管法；当土质为砂砾土时，可采用具有支撑的工具管或注浆加固土层的措施。

（2）在软土层且无障碍物的条件下，管顶以上土层较厚时，宜采用挤压式或网格式顶管法。

（3）在黏性土层中必须控制地面隆陷时，宜采用土压平衡顶管法。

（4）在粉砂土层中且需要控制地面隆陷时，宜采用加泥式土压平衡或泥水平衡顶管法。

（5）在顶进长度较短、管径小的金属管时，宜采用一次顶进的挤密土层顶管法。

合理选择顶管机的型式，是整个工程成功的关键。顶管机选型可参照表9-1。

表9-1 顶管机选型可参照表

注：表中所指地层变形量指D＝2.4m，H＝1.5D的顶管。

‘陆’ 水泥管顶管机施工方法是什么

水泥管顶管机施工方法
1.按机型的尺寸首先挖好作业坑，坐牢后支撑，作业坑如遇软土或流沙层均需在周围打好支撑，以保机器及人员安全。
2.挖好作业坑后首先将轨道放入作业坑内，沿施工路线找正方向，调好水平。
3.将顶管机平稳吊入作业坑，放在轨道上。
4.根据管径需要沿轨道方向向前掏土出土，长度2.5M
、2.8M,已解决前方出土.掏土长度可根据地形与土质情况自行决定掌握.
5.将水泥管平稳吊入作业坑内。
6.
将挡块横放在水泥管后端横顶位置处。
7.土质完好的地方,一般水泥管可分两次顶进,配合顶块(竖顶)每次一米两次完成.
8.启动高压泵站，待油缸与挡块顶上力时，检查后支撑是否牢固，确定后支撑牢固后，即可将水泥管向前顶进。如有淤土，清除后再向前顶进、以此类推直至竣工。

‘柒’ 顶管法可以分为以下几种

顶管法可以分为以下几种：(1)静压式顶管，即单纯利用给进油缸顶推及后拉套管；
(2)水力冲刺静压式顶管，即采用高压水力冲刺破土，油缸顶推套管，管外少量排渣；
3） 然而螺旋式顶管是利用螺旋钻进行施工的一种方法。施工时，先准备顶进坑，将螺旋钻机水平安装在坑内，再利用螺旋杆传输钻压和扭矩，推进机头前进。
利用钻机的顶进油缸向前顶进管节，机头掘削下来的土通过螺旋钻杆从管中输送到坑内。
这种方法的顶进距离较短，且只能在直线段使用，一般顶距在60m以内。其优点是施工时无震动、噪音小、重量轻、操作方便、施工人员少、基坑小。管长2m时，采用3.6m长、1.5m宽的顶进坑即可。
(4)回转式顶管，即钻头切削土层，套管同步跟进，管内排渣，它可分给水钻进和无水钻进两种，又可分套管回转和不回转两种。
在顶管施工技术中顶力是选用施工工法，确定后背墙加固方案和确定施工进度的重要依据。
根据施工实践，静压式顶管阻力最大，需要的顶力最大，水力静压式次之，回转式最小。
但回转式工法对机具要求最高，静压式顶管对机具的要求最简单。
因此，在选择顶管施工时，应根据顶进需要的顶力和设备能力来选择合适工法。

‘捌’ 顶管工程中的机械挖土有哪几种方法

冷拔机 www.hftyjx.cn

‘玖’ 什么是顶管施工

1、顶管施工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。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。

2、盾构法(Shield Method)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。

同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

(9)桥梁机械顶管常用的施工方法扩展阅读：

工作原理：

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。