7.顶管法施工ppt课件

1、7 7 顶管法施工顶管法施工Pipe Jacking Method Pipe Jacking Method Construction Construction n 7.1 概述 顶管施工是继盾构施工之后开展起来的一种土层地下工程施工方法，主要用于地下进水管、排水管、煤气管、电讯电缆管的施工。它不需求开挖面层，并且可以穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，是一种非开挖的敷设地下管道的施工方法。 地下管线的非开挖施工法主要内容包括：地下管线的铺设、改换和修复。 先在任务坑内设置支座和安装液压千斤顶，先在任务坑内设置支座和安装液压千斤顶，借助主顶油缸及管道间中继间等的推力，

2、把工具借助主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从任务坑内穿过土层不断推到接纳坑管或掘进机从任务坑内穿过土层不断推到接纳坑内吊起，与此同时，紧随工具管或掘进机后面，内吊起，与此同时，紧随工具管或掘进机后面，将预制的管段顶入地层。将预制的管段顶入地层。 边顶进，边顶进， 边开挖地层，边开挖地层， 边将管段接长的管道埋设方法。边将管段接长的管道埋设方法。 7.1.1 顶管施工的根本原理 n 施工时，先制造顶管任务井及接纳井，作为一施工时，先制造顶管任务井及接纳井，作为一段顶管的起点和终点，任务井中有一面或两面井壁段顶管的起点和终点，任务井中有一面或两面井壁设有预留孔，作为顶管出口，其对面

3、井壁是承压壁，设有预留孔，作为顶管出口，其对面井壁是承压壁，承压壁前侧安装有顶管的千斤顶和承压垫板即钢承压壁前侧安装有顶管的千斤顶和承压垫板即钢后靠，千斤顶将工具管顶出任务井预留孔，而后后靠，千斤顶将工具管顶出任务井预留孔，而后以工具管为先导，逐节将预制管节按设计轴线顶入以工具管为先导，逐节将预制管节按设计轴线顶入土层中，直至工具管后第一节管节进入接纳井预留土层中，直至工具管后第一节管节进入接纳井预留孔，施工完成一段管道。为进展较长间隔的顶管施孔，施工完成一段管道。为进展较长间隔的顶管施工，可在管道中间设置一至几个中继间作为接力顶工，可在管道中间设置一至几个中继间作为接力顶进，并在管道外周压注

4、光滑泥浆。顶管施工可用于进，并在管道外周压注光滑泥浆。顶管施工可用于直线管道，也可用于曲线等管道。直线管道，也可用于曲线等管道。1-预制的混凝土管；2-运输车；3-扶梯；4-主顶油泵；5-行车；6-平安护栏；7-光滑注浆系统； 8-支配房；9-配电系统；10-支配系统；11-后座；12-丈量系统；13-主顶油缸；14-导轨；15-弧形顶铁；16-环形顶铁；17-已顶入的混凝土管；18-运土车；19-机头 n顶管施工技术最早始于顶管施工技术最早始于1896年美国的北太平年美国的北太平洋铁路铺设工程的施工中。洋铁路铺设工程的施工中。1948年日本第一次采年日本第一次采用顶管施工方法，在尼崎市的铁路

5、下顶进了一根用顶管施工方法，在尼崎市的铁路下顶进了一根内径内径600mm的铸铁管，顶距只在的铸铁管，顶距只在6米。米。 欧洲兴欧洲兴隆国家最早开发运用顶管法，隆国家最早开发运用顶管法，1950年前后，英、年前后，英、德、日等国家相继采用。德、日等国家相继采用。 n我国较早的顶管施工约在上世纪我国较早的顶管施工约在上世纪50年代，初年代，初期主要是手掘式顶管，设备也较简陋。我国顶管期主要是手掘式顶管，设备也较简陋。我国顶管技术真正较大的开展是从上世纪技术真正较大的开展是从上世纪80年代中期开场。年代中期开场。1988年上海研制胜利我国第一台土压平衡掘进机。年上海研制胜利我国第一台土压平衡掘进机。

6、 7.1.2 顶管施工技术的运用及开展 随着时间的推移，顶管技术也与时俱进地得到迅速开展。主要表达在以下方面：一次延续顶进的间隔：越来越长顶管直径：向大小直径两个方向开展管材：钢筋混凝土管、钢管、玻璃钢顶管发掘技术：机械化程度越来越高顶管线路的曲直度：曲线外形越来越复杂，曲率半径越来越小。n按所顶进的管子口径大小分：大口径、中口径、小口径和微型顶管按所顶进的管子口径大小分：大口径、中口径、小口径和微型顶管四种。大口径多指四种。大口径多指2m以上的顶管，人可以在其中直立行走。中口以上的顶管，人可以在其中直立行走。中口径顶管的管径多为径顶管的管径多为1.21.8m，人在其中需弯腰行走，大多数顶管为

7、，人在其中需弯腰行走，大多数顶管为中口径顶管。小口径顶管直径为中口径顶管。小口径顶管直径为5001000mm，人只能在其中爬行，人只能在其中爬行，有时甚至爬行都比较困难。微型顶管的直径通常在有时甚至爬行都比较困难。微型顶管的直径通常在400mm以下，最以下，最小的只需小的只需75mm。n按一次顶进的长度指顶进任务坑和接纳任务坑之间的间隔分：按一次顶进的长度指顶进任务坑和接纳任务坑之间的间隔分：普通间隔顶管和长间隔顶管。顶进间隔长短的划分目前尚无明确规定，普通间隔顶管和长间隔顶管。顶进间隔长短的划分目前尚无明确规定，过去多指过去多指100m左右的顶管。目前，千米以上的顶管已屡见不鲜，可左右的顶管

8、。目前，千米以上的顶管已屡见不鲜，可把把500m以上的顶管称为长间隔顶管。以上的顶管称为长间隔顶管。n按顶管机的类型分：手掘式人工顶管、挤压顶管、水射流顶管和机按顶管机的类型分：手掘式人工顶管、挤压顶管、水射流顶管和机械顶管泥水式、泥浆式、土压式、岩石式械顶管泥水式、泥浆式、土压式、岩石式 。手掘式顶管的推进管。手掘式顶管的推进管前只是一个钢制的带刃口的管子称为工具管，人在工具管内挖土。前只是一个钢制的带刃口的管子称为工具管，人在工具管内挖土。掘进机顶管的破土方式与盾构类似，也有机械式和半机械式之分。掘进机顶管的破土方式与盾构类似，也有机械式和半机械式之分。n按管材分：钢筋混凝土顶管、钢管顶管

9、、以及其他管材的顶管。按管材分：钢筋混凝土顶管、钢管顶管、以及其他管材的顶管。n按顶进管子轨迹的曲直分：直线顶管和曲线顶管。按顶进管子轨迹的曲直分：直线顶管和曲线顶管。 7.1.4 顶管施工的分类n手掘式顶管施工是最早开展起来的一种顶管施工的方式。手掘式顶管施工是最早开展起来的一种顶管施工的方式。由于它在特定的土质条件下和采用一定的辅助施工措施后便由于它在特定的土质条件下和采用一定的辅助施工措施后便具有施工操作简便、设备少、施工本钱低、施工进度快等优具有施工操作简便、设备少、施工本钱低、施工进度快等优点，所以致今仍被许多施工单位采用。点，所以致今仍被许多施工单位采用。n手掘式顶管机也即是非机械

10、的开放式手掘式顶管机也即是非机械的开放式(或敞口式或敞口式)顶管机，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，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任务面的土层，破碎辅助工具主要有采用手工的方法来破碎任务面的土层，破碎辅助工具主要有镐、锹以及冲击锤等。假设在含水量较大的砂土中，需采用镐、锹以及冲击锤等。假设在含水量较大的砂土中，需采用降水等辅助措施。降水等辅助措施。7.2 顶管机及其选型7.2.1 手掘式顶管机n手掘式顶管机主要由切土刃角、纠偏安装、承手掘式顶管机主要由切土刃角、纠偏安装、承插口等组成。所用的工具管有一段式和两段式。插口等

11、组成。所用的工具管有一段式和两段式。一段式工具管与混凝土管之间的结合不太可靠，一段式工具管与混凝土管之间的结合不太可靠，常会产生渗漏景象；发生偏斜时纠偏效果不好；常会产生渗漏景象；发生偏斜时纠偏效果不好；千斤顶直接顶在其后的混凝土管上，第一节管容千斤顶直接顶在其后的混凝土管上，第一节管容易损坏。因此，现多用两段式，前后两段之间安易损坏。因此，现多用两段式，前后两段之间安装有纠偏油缸，后壳体与后面的正常管节衔接在装有纠偏油缸，后壳体与后面的正常管节衔接在一同。一同。一段式手掘式工具管前段壳体纠偏油缸后段壳体两段式手掘式工具管 泥程度衡顶管机是指采用机械切削泥土、利用压力来平衡地下水压力和土压力、

12、采用水力保送弃土的泥水式顶管机，是当今消费的比较先进的一种顶管机。泥程度衡式顶管机按平衡对象分有两种，一种是泥水仅起平衡地下水的作用，土压力那么由机械方式来平衡；另一种是同时具有平衡地下水压力和土压力的作用。7.2.2 泥程度衡式顶管机n泥程度衡工具管正面设刀盘，并在其后设密封舱，在泥程度衡工具管正面设刀盘，并在其后设密封舱，在密封舱内注入稳定正面土体的泥浆，刀盘切下的泥土，密封舱内注入稳定正面土体的泥浆，刀盘切下的泥土，沉在密封舱下部的泥水中而被水力运输管道运至地面泥沉在密封舱下部的泥水中而被水力运输管道运至地面泥水处置安装。泥程度衡式工具管主要由大刀盘安装、纠水处置安装。泥程度衡式工具管主

13、要由大刀盘安装、纠偏安装、泥水安装、进排泥安装等组成。在前、后壳体偏安装、泥水安装、进排泥安装等组成。在前、后壳体之间有纠偏千斤顶，在掘进机上下部安装进、排泥管。之间有纠偏千斤顶，在掘进机上下部安装进、排泥管。n泥程度衡式顶管机的构造方式有多种，如刀盘可伸缩泥程度衡式顶管机的构造方式有多种，如刀盘可伸缩的顶管机、具有破碎功能的顶管机、气压式顶管机等。的顶管机、具有破碎功能的顶管机、气压式顶管机等。泥程度衡式顶管机构造及施工 刀盘可伸缩式泥程度衡顶管机 泥程度衡顶管施工的完好系统由顶管机、进排泥系统、泥水处置系统、主顶系统、丈量系统、起吊系统、供电系统等组成。泥程度衡顶管施工与其它方式的顶管相比

14、，添加了进排泥和泥水处置系统。 n泥程度衡式顶管施工的优点：适用的土质范围较泥程度衡式顶管施工的优点：适用的土质范围较广，尤其适用于施工难度极大的粉砂质土层中；可广，尤其适用于施工难度极大的粉砂质土层中；可坚持发掘面的稳定，对周围土层的影响小，地面变坚持发掘面的稳定，对周围土层的影响小，地面变形小；较适宜于长间隔顶管施工；任务井内作业环形小；较适宜于长间隔顶管施工；任务井内作业环境好且平安；可延续出土，施工进度快。境好且平安；可延续出土，施工进度快。n缺陷：施工场地大，设备费用高，需在地面设置缺陷：施工场地大，设备费用高，需在地面设置泥水处置、保送安装；机械设备复杂，且各系统间泥水处置、保送安

15、装；机械设备复杂，且各系统间相互连锁，一旦某一系统缺点，必需全面停顿施工。相互连锁，一旦某一系统缺点，必需全面停顿施工。n土压平衡顶管机由土压平衡盾构机移植而来，其平衡土压平衡顶管机由土压平衡盾构机移植而来，其平衡原理与盾构一样。与泥水顶管施工相比，最大的特点是原理与盾构一样。与泥水顶管施工相比，最大的特点是排出的土或泥浆普通不需再进展二次处置，具有刀盘切排出的土或泥浆普通不需再进展二次处置，具有刀盘切削土体、开挖面土压平衡、对土体扰动小、地面和建筑削土体、开挖面土压平衡、对土体扰动小、地面和建筑的沉降较小等特点。的沉降较小等特点。n土压平衡顶管机按泥土仓中所充的泥土类型分，有泥土压平衡顶管机

16、按泥土仓中所充的泥土类型分，有泥土式、泥浆式和混合式三种；按刀盘方式分，有带面板土式、泥浆式和混合式三种；按刀盘方式分，有带面板刀盘式和无面板刀盘式；按有无加泥功能分，有普通式刀盘式和无面板刀盘式；按有无加泥功能分，有普通式和加泥式；从刀盘的机械传动方式分，有中心传动式、和加泥式；从刀盘的机械传动方式分，有中心传动式、中间传动式和周边传动式；按刀盘的多少分，有单刀盘中间传动式和周边传动式；按刀盘的多少分，有单刀盘式和多刀盘式。式和多刀盘式。7.2.3 土压平衡式顶管机1单刀盘式单刀盘式DK型顶管机型顶管机单刀盘式土压平衡顶管机是日本在上世纪单刀盘式土压平衡顶管机是日本在上世纪70年代初期年代初

17、期开发的，它具有广泛的顺应性、高度的可靠性和先进的开发的，它具有广泛的顺应性、高度的可靠性和先进的技术性。它又称为泥土加压式顶管机，国内成为辐条式技术性。它又称为泥土加压式顶管机，国内成为辐条式刀盘顶管机或者加泥式顶管机。图刀盘顶管机或者加泥式顶管机。图7-9所示的是这种机型所示的是这种机型的构造之一，的构造之一， 它由刀盘及驱动安装、前壳体、纠偏油缸它由刀盘及驱动安装、前壳体、纠偏油缸组、刀盘驱动电机、螺旋保送机、支配台、后壳体等组组、刀盘驱动电机、螺旋保送机、支配台、后壳体等组成。没有刀盘面板，刀盘后面设有许多根搅拌棒。这种成。没有刀盘面板，刀盘后面设有许多根搅拌棒。这种构造的构造的DK型

18、顶管机在国内已自成系列，适用于型顶管机在国内已自成系列，适用于1.23.0m口径的混凝土管施工，在软土、硬土中都可口径的混凝土管施工，在软土、硬土中都可采用，并且可与盾构机通用，可在覆土厚度为采用，并且可与盾构机通用，可在覆土厚度为0.8倍管道倍管道外径的浅埋土层中施工。外径的浅埋土层中施工。 单刀盘式顶管机 2多刀盘式多刀盘式DT型顶管机型顶管机这是一种非常适用于软土的顶管机，如图这是一种非常适用于软土的顶管机，如图7-10所示的主体构所示的主体构造，四把切削搅拌刀盘对称地安装在前壳体的隔仓板上，伸入造，四把切削搅拌刀盘对称地安装在前壳体的隔仓板上，伸入到泥土仓中。隔仓板把前壳体分为左右两仓

19、，左仓为泥土仓，到泥土仓中。隔仓板把前壳体分为左右两仓，左仓为泥土仓，右仓为动力仓。螺旋保送机按右仓为动力仓。螺旋保送机按定的倾斜角度安装在隔仓板上，定的倾斜角度安装在隔仓板上，螺杆是悬臂式，前端伸入到泥土仓中。隔仓板的程度轴线左右螺杆是悬臂式，前端伸入到泥土仓中。隔仓板的程度轴线左右和垂直轴线的上部各安装有一只隔膜式土压力表。在隔仓板的和垂直轴线的上部各安装有一只隔膜式土压力表。在隔仓板的中心开有一人孔，通常用盖板把它盖住。在盖板的中心安装有中心开有一人孔，通常用盖板把它盖住。在盖板的中心安装有一向右伸展的丈量用光靶。由于该光靶是从中心引出的，所以一向右伸展的丈量用光靶。由于该光靶是从中心引

20、出的，所以即使掘进机产生一定偏转以后，只需把光靶作上下挪动，使光即使掘进机产生一定偏转以后，只需把光靶作上下挪动，使光靶的程度线和丈量仪器的程度线平行就可以进展准确的丈量，靶的程度线和丈量仪器的程度线平行就可以进展准确的丈量，而且不会因掘进机偏转而会产生丈量误差。前后壳体之间有呈而且不会因掘进机偏转而会产生丈量误差。前后壳体之间有呈井字形布置的四组纠偏油缸联接。在后壳体插入前壳体的间隙井字形布置的四组纠偏油缸联接。在后壳体插入前壳体的间隙里，有两道里，有两道V字形密封圈，它可保证在纠偏过程中不会产生渗漏字形密封圈，它可保证在纠偏过程中不会产生渗漏景象。景象。小刀盘螺旋出土机纠偏千斤顶多刀盘式土

21、压平衡顶管机 n任务井任务坑或基坑，按其作用分为顶进井始任务井任务坑或基坑，按其作用分为顶进井始发井和接纳井两种。顶进井是安放一切顶进设备的场发井和接纳井两种。顶进井是安放一切顶进设备的场所，也是顶管掘进机的始发场所，是接受主顶油缸推力所，也是顶管掘进机的始发场所，是接受主顶油缸推力的反作用力的构筑物，供工具管出洞、下管节、发掘土的反作用力的构筑物，供工具管出洞、下管节、发掘土砂的运出、资料设备的吊装、支配人员的上下等运用。砂的运出、资料设备的吊装、支配人员的上下等运用。在顶进井内，布置主顶千斤顶、顶铁、基坑导轨、洞口在顶进井内，布置主顶千斤顶、顶铁、基坑导轨、洞口止水圈以及照明安装和井内排水

22、设备等。在顶进井的地止水圈以及照明安装和井内排水设备等。在顶进井的地面上，布置行车或其他类型的起吊运输设备。接纳井是面上，布置行车或其他类型的起吊运输设备。接纳井是接纳顶管机或工具管的场所，与任务井相比，接纳井布接纳顶管机或工具管的场所，与任务井相比，接纳井布置比较简单。置比较简单。7.3 任务井及其布置n井内布置内容主要包括前止水墙、后座墙、根底底板井内布置内容主要包括前止水墙、后座墙、根底底板及排水井等。后座要有足够的抗压强度，能接受得了主及排水井等。后座要有足够的抗压强度，能接受得了主顶千斤顶的最大顶力。前止水墙上安装有洞口止水圈，顶千斤顶的最大顶力。前止水墙上安装有洞口止水圈，以防止地

23、下水土及顶管用光滑泥浆的流失。在顶管任务以防止地下水土及顶管用光滑泥浆的流失。在顶管任务井内，还布置有工具管、环形顶铁、弧形顶铁、基坑导井内，还布置有工具管、环形顶铁、弧形顶铁、基坑导轨、主顶千斤顶及千斤顶架、后靠背。其中主顶千斤顶轨、主顶千斤顶及千斤顶架、后靠背。其中主顶千斤顶及千斤顶架的布置尤为重要，主顶千斤顶的合力的作用及千斤顶架的布置尤为重要，主顶千斤顶的合力的作用点对于初始顶进的影响比较大。点对于初始顶进的影响比较大。 7.2.3 顶进任务井的井内布置123456789图7-11 顶进任务井内布置图1-管节；2-洞口止水系统；3-环形顶铁；4-弧形顶铁；5-顶进导轨；6-主顶油缸；7

24、-主顶油缸架；8-丈量系统；9-后靠背；10-后座墙；11-井壁n1管节普通为钢筋混凝土管节或钢管节。管节普通为钢筋混凝土管节或钢管节。n2后座墙是把主顶油缸推力的反力传送到任务坑后部土后座墙是把主顶油缸推力的反力传送到任务坑后部土体中去的墙体，是主推千斤顶的支承构造。它的构造会因任务体中去的墙体，是主推千斤顶的支承构造。它的构造会因任务坑的构筑方式不同而不同。在沉井任务坑中，后座墙普通就是坑的构筑方式不同而不同。在沉井任务坑中，后座墙普通就是任务井的后方井壁。在钢板桩任务坑中，必需在任务坑内的后任务井的后方井壁。在钢板桩任务坑中，必需在任务坑内的后方与钢板桩之间挠筑一座与任务坑宽度相等的、厚

25、度为方与钢板桩之间挠筑一座与任务坑宽度相等的、厚度为0.51.0m的、其下部最好能插入到任务井底板以下的、其下部最好能插入到任务井底板以下0.51.0m的钢筋混凝土墙，目的是使推力的反力能比较均匀地作的钢筋混凝土墙，目的是使推力的反力能比较均匀地作用到土体中去。还要留意的一点是后座墙的平面一定要与顶进用到土体中去。还要留意的一点是后座墙的平面一定要与顶进轴线垂直。轴线垂直。n3后靠背是靠主顶千斤顶尾部的厚铁板或钢构造件，称后靠背是靠主顶千斤顶尾部的厚铁板或钢构造件，称之为钢后靠，其厚度在之为钢后靠，其厚度在300mm左右。钢后靠的作用是尽量把左右。钢后靠的作用是尽量把主顶千斤顶的反力分散开来，

26、防止将混凝土后座压坏。主顶千斤顶的反力分散开来，防止将混凝土后座压坏。n4洞口止水圈是安装在顶进井的出洞洞口和接纳井的进洞洞口，具洞口止水圈是安装在顶进井的出洞洞口和接纳井的进洞洞口，具有制止地下水和泥砂流到任务坑和接纳坑的功能。有制止地下水和泥砂流到任务坑和接纳坑的功能。n5顶进导轨由两根平行的轨道所组成，其作用是使管节在任务井内顶进导轨由两根平行的轨道所组成，其作用是使管节在任务井内有一个较稳定的导向，引导管节按设计的轴线顶入土中，同时使顶铁能在有一个较稳定的导向，引导管节按设计的轴线顶入土中，同时使顶铁能在导轨面上滑动。在钢管顶进过程中，导轨也是钢管焊接的基准安装。导轨面上滑动。在钢管顶

27、进过程中，导轨也是钢管焊接的基准安装。n6主顶安装由主顶油缸、主顶油泵和支配台及油管等四部分构成。主顶安装由主顶油缸、主顶油泵和支配台及油管等四部分构成。主顶千斤顶沿管道中心按左右对称布置。主顶进安装除了主顶千斤顶以外，主顶千斤顶沿管道中心按左右对称布置。主顶进安装除了主顶千斤顶以外，还有千斤顶架，以支承主顶千斤顶；供应主顶千斤顶以压力油的是主顶油还有千斤顶架，以支承主顶千斤顶；供应主顶千斤顶以压力油的是主顶油泵；控制主顶千斤顶伸缩的是换向阀。油泵、换向阀和千斤顶之间均用高泵；控制主顶千斤顶伸缩的是换向阀。油泵、换向阀和千斤顶之间均用高压软管衔接。主顶油缸的压力油由主顶油泵经过高压油管供应。常

28、用的压压软管衔接。主顶油缸的压力油由主顶油泵经过高压油管供应。常用的压力在力在3242MPa之间，高的可达之间，高的可达50MPa。在管径比较大的情况下，主顶。在管径比较大的情况下，主顶油缸的合力中心应比管节中心低油缸的合力中心应比管节中心低5的管内径左右。的管内径左右。7假设采用的主顶千斤顶的行程长短不能一次将管节顶到位时，必需在千斤顶缩回后在中间加垫块或几块顶铁。顶铁有环形顶铁和弧形或马蹄形顶铁之分。环形顶铁的内外径与混凝土管的内外径一样，主要作用是把主顶油缸的推力较均匀地分布在所顶管子的端面上；弧形和马蹄形顶铁的作用有两个，一是用于调理油缸行程与管节长度的不一致，二是把主顶油缸各点的推力

29、比较均匀地传送到环形顶铁上去。弧形顶铁用于手掘式、土压平衡式等许多方式的顶管中，它的开口是向上的，便于管道内出土。马蹄形顶铁适用于于泥程度衡式顶管和土压式中采用土砂泵出土的顶管施工，它的开口方向与弧形顶铁相反，是倒扣在基坑导轨上的。只需这样，在主顶油缸回缩以后加顶铁时不需求撤除输土管道。 a环形顶铁 bU形顶铁 c马蹄形顶铁顶铁的断面外形n在市政工程建立中，长间隔管道的敷设是其重要的任务内在市政工程建立中，长间隔管道的敷设是其重要的任务内容。随着顶管技术运用的推行，研讨敷设长间隔管道工艺技容。随着顶管技术运用的推行，研讨敷设长间隔管道工艺技术已成为引人注目的课题。术已成为引人注目的课题。n长间

30、隔管道的主要困难是，设置在顶进坑内的主千斤顶的长间隔管道的主要困难是，设置在顶进坑内的主千斤顶的推顶力有限，缺乏以抑制管道长间隔顶进时遇到的总阻力。推顶力有限，缺乏以抑制管道长间隔顶进时遇到的总阻力。希望添加顶管单程顶进的长度时，需求采取相关的措施，如希望添加顶管单程顶进的长度时，需求采取相关的措施，如添加主千斤顶的顶力、减少管道周边与地层的摩擦力、中途添加主千斤顶的顶力、减少管道周边与地层的摩擦力、中途设置辅助千斤顶中继环、减小顶管接受的正面阻力等。设置辅助千斤顶中继环、减小顶管接受的正面阻力等。目前在开展长间隔顶管技术的过程中，减摩和设置中继环两目前在开展长间隔顶管技术的过程中，减摩和设置

31、中继环两项措施已得到较多研讨，并已成为成熟的技术。项措施已得到较多研讨，并已成为成熟的技术。7.5 长间隔顶管n为了顺应长间隔顶进管道的需求，研制了中继环为了顺应长间隔顶进管道的需求，研制了中继环又称中继间、中间站。即在管道顶进的中途设又称中继间、中间站。即在管道顶进的中途设置辅助千斤顶，靠辅助千斤顶提供的动力继续顶进置辅助千斤顶，靠辅助千斤顶提供的动力继续顶进管段，延伸顶管的顶进长度，满足敷设长间隔管道管段，延伸顶管的顶进长度，满足敷设长间隔管道的需求。的需求。n采用中继环时，管道沿全长分成假设干段，在段采用中继环时，管道沿全长分成假设干段，在段与段之间设置中继环。中继环是一个由钢材制成的与

32、段之间设置中继环。中继环是一个由钢材制成的圆环，内壁上设置有一定数量的短行程千斤顶，产圆环，内壁上设置有一定数量的短行程千斤顶，产生的推顶力可用于推进中继环前方的管道。生的推顶力可用于推进中继环前方的管道。增设中继环间中继环表示图 n1中继环推进过程中继环推进过程n设置中继环以后，顶管顶进时，每次都应先启用最前面的设置中继环以后，顶管顶进时，每次都应先启用最前面的中继环，将其前方的管道连同工具管一同向前顶进，后面的中继环，将其前方的管道连同工具管一同向前顶进，后面的中继环和主千斤顶坚持不动，直至到达该中继环的一个顶程中继环和主千斤顶坚持不动，直至到达该中继环的一个顶程为止，接着后面的中继环开场

33、推顶作业，将两个中继环之间为止，接着后面的中继环开场推顶作业，将两个中继环之间的管道向前推进。与此同时，前面的一个中继环的千斤顶排的管道向前推进。与此同时，前面的一个中继环的千斤顶排放油压，活塞杆缩进套筒。可见，这时被推进的只是该中继放油压，活塞杆缩进套筒。可见，这时被推进的只是该中继环和前面一个中继环之间的管段。在顶进作业中，主千斤顶环和前面一个中继环之间的管段。在顶进作业中，主千斤顶在每个循环中都最后推进。借助中继环的逐级接力过程，可在每个循环中都最后推进。借助中继环的逐级接力过程，可将顶管的顶推间隔延伸，以顺应长间隔顶管施工的需求。将顶管的顶推间隔延伸，以顺应长间隔顶管施工的需求。n2中

34、继环的构造方式中继环的构造方式 n它主要由前特殊管、后特殊管和壳体油缸、均压环等组成。它主要由前特殊管、后特殊管和壳体油缸、均压环等组成。在前特殊管的尾部有一个与在前特殊管的尾部有一个与T形套环相类似的密封圈和接口。中形套环相类似的密封圈和接口。中继环壳体的前端与继环壳体的前端与T型套环的一半类似，利用它把中继环壳体与型套环的一半类似，利用它把中继环壳体与混凝土管衔接起来。中继环的后特殊管外侧那么设有两环止水混凝土管衔接起来。中继环的后特殊管外侧那么设有两环止水密封圈，使壳体虽在其上来回运动而不会产生渗漏。中继环油密封圈，使壳体虽在其上来回运动而不会产生渗漏。中继环油缸被固定在壳体上，油缸均匀

35、布置在壳体内。油缸两头装有均缸被固定在壳体上，油缸均匀布置在壳体内。油缸两头装有均压钢环，钢环与混凝土管之间有衬垫环。衬垫环多用压钢环，钢环与混凝土管之间有衬垫环。衬垫环多用20mm厚厚的木板做成。中继油缸为单作用油缸，只需当后一只中继环向的木板做成。中继油缸为单作用油缸，只需当后一只中继环向前推进时，前一只中继环的油缸才干缩回。管子顶通后，把中前推进时，前一只中继环的油缸才干缩回。管子顶通后，把中继环油缸装配下来，管子可直接合拢。继环油缸装配下来，管子可直接合拢。图7-15 中继环构造方式1-中继管壳体；2-木垫环；3-均压钢环；4-中继环油缸；5-油缸固定安装；6-均压钢环；7-止水圈；8

36、-特殊管n 3中继环的布置n中继间的布置要满足顶力的要求，同时使其操作方便、合理，提高顶进速度。中继环在安放时，第一只中继环应放在比较前面一些。由于掘进机在推进过程中推力的变化会因土质条件的变化而有较大的变化。所以，当总推力到达中继环总推力4060时，就应安放第一只中继环，以后，每当到达中继环总推力的7080时，安放一只中继环。而当主顶油缸到达中继环总推力的90时，就必需启用中继环。n微型顶管普通指口径在微型顶管普通指口径在400mm以下，人无法进入管内作以下，人无法进入管内作业的顶管施工。微型隧道施工法源于日本，是一种遥控、可业的顶管施工。微型隧道施工法源于日本，是一种遥控、可导向的顶管施工

37、，广泛用于地下管线的敷设。微型顶管施工导向的顶管施工，广泛用于地下管线的敷设。微型顶管施工设备主要由切削系统、激光导向系统、出碴系统、顶进系统、设备主要由切削系统、激光导向系统、出碴系统、顶进系统、控制系统等组成，根据激光导向系统丈量偏斜数据，可支配控制系统等组成，根据激光导向系统丈量偏斜数据，可支配液压纠偏系统，从而实现调理铺管方向的目的。微型顶管的液压纠偏系统，从而实现调理铺管方向的目的。微型顶管的一次顶进长度大多在一次顶进长度大多在5060m，也有的到达百米及以上。，也有的到达百米及以上。n微型顶管的类型很多，按其任务原理和取土方式分有压入微型顶管的类型很多，按其任务原理和取土方式分有压

38、入式、螺旋钻式、泥水式、土压式、空心钻式等，其中压入式式、螺旋钻式、泥水式、土压式、空心钻式等，其中压入式和螺旋钻式运用较多。和螺旋钻式运用较多。 7.6 微型顶管n压入式微型顶管是指将前方土体向管压入式微型顶管是指将前方土体向管道周围土体径向挤压，在不出土或少出土道周围土体径向挤压，在不出土或少出土的情况下顶进管道的顶管工艺。普通用于的情况下顶进管道的顶管工艺。普通用于直径较小的管道施工。压入方式按动力分直径较小的管道施工。压入方式按动力分有冲击式、旋压式和静压式，按设备分气有冲击式、旋压式和静压式，按设备分气动矛法、夯管法和顶入法。动矛法、夯管法和顶入法。 7.6.1 压入式微型顶管气动矛

39、法夯管法管外顶入法 管内顶入法7.6.2 螺旋钻式微型顶管 螺旋式顶管是利用螺旋钻进展施工的一种方法。施工时，先预备顶进坑，将螺旋钻机程度安装在坑内，再利用螺旋杆传输钻压和扭矩，推进机头前进。同时，利用钻机的顶进油缸向前顶进管节，机头掘削下来的土经过螺旋钻杆从管中保送到坑内。这种方法的顶进间隔较短，且只能在直线段运用，普通顶距在60m以内。其优点是施工时无震动，噪音小，分量轻、操作方便、施工人员少，基坑小。管长2m时，3.6m长、1.5m宽的顶进坑即可。 螺旋钻式施工方法有多种方式，主要分一程式和两程式两类。 c两程式之二b两程式之一 a一程式铺设管导向管管节下放螺旋杆回收钢筋混凝土管节的接口

40、有平口、企口和承口三种类型。钢筋混凝土管节的接口有平口、企口和承口三种类型。管节类型不同，止水方式也不同。管节类型不同，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形钢套环接口，把两虽然子衔接在一同，形钢套环接口，把两虽然子衔接在一同，在混凝土管和钢套环中间安装有在混凝土管和钢套环中间安装有2根齿形橡胶圈止水。根齿形橡胶圈止水。7.8 管节接缝的防水7.8.1 钢筋混凝土管节接缝的防水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形橡胶圈止形橡胶圈止水。止水圈右边腔内有硅油，在两管节对接衔接水。止水圈右边腔内有硅油，在两管节对接衔

41、接过程中，充有硅油的一腔会翻转到橡胶体的上方过程中，充有硅油的一腔会翻转到橡胶体的上方及左边，加强了止水效果。及左边，加强了止水效果。 a企口形管及其接口 b“q形橡胶止水圈3承口接口及防水承口接口及防水承口管用承口管用“F形套环接口，接口处用形套环接口，接口处用1根齿形根齿形橡胶圈止水。橡胶圈止水。F形接口管是最为常用的一种管节。形接口管是最为常用的一种管节。它把它把“T形钢套环的前面一半埋入混凝土管中就形钢套环的前面一半埋入混凝土管中就变成了变成了“F形接口。为防止钢套环与混凝土结合形接口。为防止钢套环与混凝土结合面渗漏，在该处设了一个遇水膨胀的橡胶止水圈。面渗漏，在该处设了一个遇水膨胀的橡胶止