顶管施工工艺百科

顶管施工工艺主要由以下几个工序组成：始发井和接收井的制作；顶进设备的安装及工具管就位；工具管顶出始发工作井洞口；后续钢筋混凝土管顶进；工具管进入接收井洞口，管道全线贯通。

工具管在地下水含量丰富的地区，工具管出洞前应先对周围地层的地下水作降水处理，或对出洞口附近的土体进行加固处理，防止出洞时土体的大量流失。而后在接收井壁面出洞口的预留位置上凿除封门处的混凝土，将工其管机头顶入凿出的洞口，同时机头前端刀盘转动切削井壁上剩余的混凝土及土体，顶进过程开始。工具管全部通过出洞口时，第三阶段即告完成。随后，钢筋混凝土管节陆续放入，同时进行定向测量，根据测量结果随时对顶进机头进行纠偏，控制管道顶进方向。对于长距离顶管，当后部千斤顶顶力不够时，需要使用中继间，并在管壁周围注浆以减小摩阻力。工具管到达接收井前，在有些情况下，对周围土层也要做相应的处理。随后凿去接收井壁面进洞口封门处的混凝土，将工具管顶进接收廾。顶进过程结束。工具管全部进接收井后，即吊起，并先封闭进洞口处管道与井壁间的缝隙，再依次拆除中继间，随后封闭出洞口处管道与井壁间的缝隙。

1、始发井和接收井

始发井是安放所有顶进设备的场所，也是顶管掘进机的始发场所和主要场地。千斤顶后靠背以及进洞封门就在始发井中。

接收井是接收掘进机的场所，也是一段顶进的终端。管子通常是从始发并一只只接连从始发井推到接收井，在接收井中将掘进机吊起后，然后将第一节管子推出一定的长度后，整个顶管过程才告结束。

始发井和接收井的形式多样，一般有钢板桩、沉井、地下连续墙以及SMW工法等多种形式。

2、工具头穿墒技术

在工具头穿墙前先安装好临时止水板。在开闷板前，将止水板及压止水板的法兰盘套在工具头前端，并在其后焊上卡马，待闷板吊出后立即顶进。当工具头外的止上水环与墙孔法兰靠近时，用螺栓连接固定后再割去卡马。当顶至能拼接设备段时即拼接设备段，再继续顶进一段距离，当泥浆环到达临时止水处时须正式止水，即在临时止水外套管内压入黄油、汕浸棉等，伴随管道的顶进，用轧兰将其压紧，再与穿墙孔法兰固定，直至正式穿墙止水安装完毕。

3、掘进设备的选择

掘进机是在管道前端，主要起取土和控制顶进方向的作用，按其形式可分为泥水平衡式掘进机、土压平衡式掘进机、气压式顶管掘进机以及手掘式顶管掘进机等多种形式。各种掘进机各有其特点及适用范围，应根据工程的特点合理选择掘进设备。

4、注浆减摩工艺

注浆减摩是顶管施工中非常重要的一个环节。合理使用触变泥浆可以保持上体稳定，减少坍方起到减阻和护壁作用。对长距离顶管其是关系到顶管成功与否的一项关键技术。触变泥浆的工作原理是：管道外环空间充满触变泥浆形成的泥浆环套，不仅减少了土层对管子的垂直压力，而且因泥浆具有浮力作用，减轻了管道对下部土层的正压力，泥浆处于流动湿润状态，从而保持为湿润摩擦(一种摩擦系数较小的摩阻状态)。

注浆主要有三个作用；一是起润滑作用，将管上之问的干摩擦变为湿摩擦，减小摩擦阻力；二是起支撑作用，在注浆压力下使隧洞变得稳定；三是改良土体，通过泥浆向管道周围土体的渗透来改良不好的上体，

注浆以后，在注浆压力的作用下，先是水向土体颗粒之间的空隙渗透，然后是泥浆向土体颗粒之闾的空隙渗透，形成泥浆与土的混合土体；随着浆液渗透的越来越多，在泥浆与混合土体之间形成致密的渗透块，随着土块越来越多，在注浆压力的挤压作用下，许多的渗透块粘结，形成一个相对密实的套状物，称为泥浆套；另外在注浆压力作用下，能够起到支撑隧洞的作用，使其保持稳定，不让土体坍塌到管道。

注浆系统由拌浆、注浆和管道组成。拌浆是把注浆材料与水在浆液池中拌和后形成浆液，通过注浆泵将浆液注入上中，注浆压力和注浆量由注浆泵控制。管道分为总管和攴管，总管安装在管道内的一侧，支管则把总管浆液输送到每个注浆孔。在顶管施工过程中，如果注入的润滑浆能在管的外周形成一个比较完整的浆套，则其减摩效果将令人满意。

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