顶管施工技术总结范文第1篇

关键词：大口径给水管；顶管施工；技术应用

1 案例工程基本概况

某穿越河道的大口径给水管道工程，拟采用顶管施工技术，其中管道采用Q235B钢种，为壁厚14mm的DN1600钢管和壁厚12mm的DN1000钢管，这两种类型的钢管以平行的方式水平敷设，顶进总长度为500m。在顶管施工前，工程完成工作井和接收井的布置工作，工作坑和接收坑平面尺寸皆为6m×4m，工程的工作坑和接收坑的制作都采用了倒筑法，施工标准深度为4m，厚度25cm，分为两层施工，其中采用Φ14@200规格的钢筋和C25规格的混凝土。另外通过现场的测量放样，定位好顶管的轴线、底高、中心高程，以避免顶进路线与钢管桩的位置出现冲突。工程的重点和难点，一方面是曲线顶管的施工测量，随着管道的向前推移，测站的坐标也随着改变，从而影响顶进时管内和管外的有效通视，另一方面是管道的管径大，在具有压缩性和低强度的土层中推进，流动的淤泥质粉质粘土会诱发管道的偏移，因此纠偏也是顶管施工亟需解决的问题。

2 案例工程顶管施工技术应用方法

基于案例工程大口径给水管道的基本情况，工程应用顶管施工技术是在拟定施工方案的基础上，明确工程的重点和难点，并通过施工平面布置、顶力计算、工程监测等，阐述工程顶管施工技术应用的具体方法。

2.1 施工平面布置

关于施工的平面布置秉着“节约用地”和“控制污染”的原则，分为场地平面布置和井内布置两个部分。

（1）场地平面施工布置。施工现场管道吊装和拼接时的起重，由25t的吊车负责，并在吊车附近开辟一处管道存放临时地点，工作井左侧则布置好搅拌设备、输送设备等，右侧为宽6m、长20m、深2m的三级泥水沉淀池，为便于顶管施工弃土的处置，需要分别在地面放置一台送泥泵和基坑下放置一台排泥泵，以及由四辆运载车运送废弃泥浆。

（2）井内布置。机具的布置主要有千斤顶、泵站、顶铁、排泥泵、密封环等；管线布置主要有排泥管、空气管、自控电缆、泥水管等；井内以40°钢梯作为上下的通道，其中钢梯利用膨胀螺丝固定在井壁上，并设置1.1m的钢护栏；在井内操作平台设置配电箱，提供24V的照明电压，以及设置60W功率的照明灯和适量的应急照明系统。

2.2 计算顶力

（1）DN1600钢管顶力。首先是根据公式HF=3.14/4DO2？酌HO，其中计算参数取值情况为：DO（顶管外直径）1.632m、？酌（土湿润度）18KN/m3、HO（掘进厚度）12m，经计算，得出顶管机的迎阻压力NF为463Kn；其次是根据公式F总=DOLfk+NF+F侧，其中计算参数DO（顶管外直径）1.632m、L（顶管设计顶进长度）245m、fK（单位面积的顶管外壁与土的平均阻力）3.0KN/m2、NF（顶管机迎阻压力）463Kn、F侧曲线顶管侧向力0，计算出顶管总顶力F总423.1T。

（2）DN1000钢管顶力。计算方法与DN1600钢管的顶力计算一致，按照计算参数DO1.028m、？酌18KN/m3、HO12m、L245m、fK3.0KN/m2，分别计算出顶管机的迎阻压力NF和顶管总顶力F总为179KN、251.1T。

2.3 施工流程

在计算顶管施工各段钢管顶力的基础上，工程需要做好充分的出洞准备工作，并合理布置进洞和出洞的止水装置，以便正常的顶进施工。

（1）出洞前准备。出洞前，需要选择在动力系统、液压系统、中继间等功能均正常的顶管机，其中动力系统，在设备到位后，选用强度和刚度均符合要求的基坑导轨，然后安装顶管钢后靠、起重系统和工作平台。

（2）进出洞止水装置的布置。具体的做法是将钢板预埋在工作井和接收井的洞口位置，并安装橡胶止水装置，以控制在顶进施工时洞口水土的流失，同时还要做好应对明水干扰等准备工作。

（3）正常顶进施工。首先是在凿除洞口砼之前，需要分别在洞口底部、洞口两腰、洞口中心几个部位凿出合适大小的洞口，观察结构层、洞口等位置是否漏水和漏泥，如果发现漏水和漏泥，则需要将样洞封住，在处理井壁外侧的土体后，再凿除洞口的封门。其次是打开洞门之后，将顶进机的机头顶入洞口，直至油缸到位，才可以将泥水管和电缆拆除，并检查液压、照明、压力表、通风、电气、测量、通信和电气等装置是否正常，可通过联动测试，全方位检查是否存在故障。再次是根据设计参数，在顶进施工时控制好正面图压力，并通过联机测试、顶进测量等方式，准确把握顶进的方向和时机，避免异常沉降情况的出现，其中机头刀盘、排泥泵、进水泵、主顶千斤顶、吊机等的控制，均为顶进施工的技术关键。

（4）进洞收尾工作，一方面是纠正进洞轴线、标高等的偏差，可以50m作为单位测量距离，并在顶管机接近接收井时，再打开收井的洞门，另一方面是在进入接收井后，将管道吊出，再利用柔性材料进行封堵。

2.4 顶进施工监测

在顶进施工前后，需要委托安全检测部门监测施工现场，以准确指导顶管施工的开展。首先是在顶进施工前，测量出地下管线和地上建筑物的情况，尤其是地上建筑物，需要确定具体的标高和位置，以便采取合适的保护准备措施，预防顶进施工时候发生突发事故。其次是测点的布置，以5m作为单位距离，将沉降控制桩布置在轴线上面，并进行合理编号，顶管时还需要委派专人定时测量沉降，以准确得出推进速度、出土率、补浆频率等，同时通过横断面的观测点，指导顶管的有效推进。再次是监测时间的把握，借助水准仪和经纬仪，在顶进前、进洞时、机头通过后、顶进后1-3日、顶进后7-10日，观测路面的位移和沉降情况，并记录好桩顶原始标高、地面隆陷情况、沉降值、沉降速率等。最后是布置沉降观测点，为了提高观测时的安全系数，沉降观测点通常设置在硬路面上，以钻孔的方式和圆钢插入的方式，稳固在原土层50cm以内，再利用细砂填实，而后则以分别以0.5h和6h作为单位时间，在顶管穿越构筑物和顶管结束后，对路面的沉降进行测量。除此之外，工程在以人工记录方式采集数据资料后，还需要借助软件处理数据，以及做好测量仪器检查、模型误差纠正等工作。

3 结束语

通过以上案例工程大口径给水管顶进施工技术的应用探讨，发现顶进管道的向前推移，测站的坐标也随着改变，从而影响顶进时管内和管外的有效通视，以及受到管道口径的影响，在具有压缩性和低强度的土层中推进，流动的淤泥质粉质粘土会诱发管道的偏移，因此文章提出了施工平面布置、顶力计算、施工流程控制、顶进监测等一系列的建议，基本解决了顶进施工存在的问题。至于文章技术建议的实践应用，笔者建议在具体工程实际施工过程中，结合工程的实际条件和实际需求，合理应用以上的技术，必要时可对关键技术的细节内容进行合理调整。

参考文献

[1]曾一坚.惠安城南水厂原水输水管道工程机械顶管施工方案措施浅析[J].福建建材，2013（10）：68-70.

[2]叶琴.市政基础设施地下给排水管道顶管施工技术研究[J].科协论坛，2013.

顶管施工技术总结范文第2篇

【关键词】市政给排水工程 顶管施工技术

中图分类号： TU99文献标识码：A

随着城市建设规模的不断扩大，原有的地下设施已不能满足现有城市建设的要求，需进行改造或新建。但现有的城市经近几年的大力建设，道路等级越来越高，交通重逐年上升，各级政府对城市道路开挖进行了禁止或限制，许多建设已无法采用开槽埋管施工工艺，故顶管施工必将在城市建设中得到广泛的应用和发展。为了更好地保护城市环境，方便居民生活，减少施工造成的交通影响，目前各个城市都在积极推行顶管施工技术。

一、市政给排水管线工程施工要点

施工方案对不同的管线、管质、管型和不同的路段其侧重点有所不同。针对不同路段，不同的地质和环境情况，应该制订不同的施工方案。市政给排水管线施工存在以下几种情形：

1、开挖施工。市政管道穿越市政各种建筑物,为避免不必要的麻烦，大多沿路铺设。在非主干道或路边不大影响交通的情况下可采用明挖施工。

2、顶管施工。市政管道在跨路施工开挖存在影响交通等各方面困难时，顶管施工是一种可行的方案选择。顶管施工从考虑人员在管道内施工作业考虑，管径一般在0.8m以上，有钢管和水泥管两种管型，市政排污管多用水泥管，自来水和煤气管道多用钢管。

二、顶管施工技术简介

1、顶管施工技术的定义

顶管施工技术即非开挖地下铺设管道技术。是在不开挖地表的情况下，利用液压顶进工作站从顶进工作坑将要铺设的管道顶入，是一种在顶管机之后直接铺设管道的非开挖地下的施工技术。

2、顶管施工技术的原理

顶管施工技术是一种借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或顶管机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起，与此同时，把紧随工具管或顶管机后的管道随顶管机同时推进埋设在两坑之间。

3、顶管施工技术与开槽埋管相比的优缺点

(1)优点:顶管施工只有工作坑和接收坑，开挖土方少，施工安全性较高，对周围环境影响较小；在顶进施工过程中，开挖的土方比开槽施工的挖土量少很多；且施工作业任务少；在工程进度紧的情况下，其工期短，且对周围环境影响小。因此在覆土深度大的情况下比开槽埋管更经济。

(2)缺点：顶管施工如遇到曲率半径小且多种曲线组合在一起时，给施工顺利进行带来很大的难度，当施工遇到软土层时容易发生偏差，而且纠偏困难，使管道容易产生不均匀沉降，如果覆土浅时不如开槽埋管其经济效益高。

三、顶管施工技术的主要施工技术措施

1、泥浆减阻。用泥浆减阻是长距离顶管减少摩阻力的重要环节之一 。在顶管施工前，先用水润湿混凝土管材，然后用黄油或机油外涂。在顶管施工过程中，如果注入的泥浆在管子的形成一个比较完整的浆套，则其减磨效果将是十分令人满意的，补浆管一般布置于中继环后面第二节管段及中断环与工具头及后座中间的位置，注浆孔按120度设置。顶进结束，对已形成的泥浆套的浆液进行置换，置换浆液为水泥砂浆并掺入适量的粉煤灰，在管内用单螺杆泵压住。压浆体凝结后(一般为24h)拆除管路换上封盖，将孔口用环氧水泥封堵抹平。泥浆用压浆泵通过总管、支管、球阀、管节上的预留注浆孔压到管子与外管土体之间，包住下班钢夹砂管。

2、偏心破碎顶进技术。施工开始时顶进工具头(进洞)，由千斤顶顶进，当顶进n节工具头已经穿过火炬路，工具头位置在公路边坡挡墙下。顶进第n+l节管开始，顶进系统排浆出现碎石，有堵管现象发生，排浆泵可听到石子与叶片撞击声，清理堵管管道和从泥浆沉淀池中捞碴可见碎石(花岗岩)，棱角分明，此时千斤顶油泵油压表明显增大。若顶进第n+2节时，排浆泵被碎石卡住，则不能正常工作。为了防止继续发生碎石堵管、堵泵而损坏设备，可制作两个“碎石拦截箱”，分别安装在工具头后和排浆泵前，利用它拦截排浆管排出的碎石，同时采用膨润土造浆、循环泥浆出碴和减缓顶速的方法，防止堵管和损坏设备。

从顶进第n+3节开始，时有堵管、堵泵现象发生，油泵油压明显增大，工具头内的排浆管路被堵塞，通过正反转、加大泥浆比重、循环泥浆等方法，工具头才重新启动、工作。碎石对工具头格栅磨损严重，导致格栅脱落，必须对其维修、加固。对工具头脱落的格栅重新制作安装后，对其余格栅进行加固，由于加固后的格栅能够很好地解决碎石问题，保持顶力顶进，顶管施工最终顺利完成施工任务。

四、顶管施工的工艺

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。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。

2、顶管施工工序。

4.2.1 顶进前准备所有机械设备交班检查。顶进前，机械工需要进行交接班手续，将记录的设备运转情况表交给下一个班组的机械工，并进行口头的设备运转状况交班，刚上班的机械工需要对控制台、各个泥浆泵、管道、测量系统、工具头等进行例行检查。

4.2.2 工具头刀盘转动、开进出渣浆泵。交班和例行检查完毕后，接通电源，将工具头的刀盘转动，当设备的参数稳定后，开进出渣浆泵，开始泥浆循环。

4.2.3 调整进出渣浆泵流量达到平衡。工具头的操作全部采用在管道外(工作井上)控制台控制，只需1个机手操作，可实现对工具头刀具的转动、纠偏控制、压力显示、时时监控（工具头安装了摄像头、控制台上安装了电视机）。顶进千斤顶，观察工作仓的土压力表，调节渣浆泵的流量达到工作仓的泥水平衡，其平衡的原理是，当进泥和吸泥泵稳定工作时，调节进泥和吸泥的泵量，使工作仓内应保持一定压力，仓内泥水压力应与地下水压力相平衡，泥水压力过大，地面隆起；泥水压力过小，地面沉陷，所以控制顶进与出泥的速度相当关键。

4.2.4 泥水处理系统处理好砂土、装车、外运 采用泥水平衡式工具头出土，需要在工具头中注入含有一定泥量的泥浆，通过大刀盘切削工具头前方的原状土，与注入的泥水搅拌，泥水通过吸泥泵排到地表泥水处理系统处理，泥浆可以反复循环使用，处理好的泥沙用泥浆车外运。

4.2.5 测量工具头的偏位、作好记录、纠偏。测量方法，在工作井后座位置设置测量机座，测量基座由地面引入地下，避免工作井的变形引起的误差，将全站仪放置在其上调平后，使全站仪发射的激光沿着顶进方向水平射出，打在工具头的测量靶位上，通过望远镜读出工具头的偏差。每隔0.5m记录一次。

4.2.6 1个行程顶完后，整体式顶进构架调节顶块。当顶完1个行程后，停止顶进，调节整体式顶进构架顶块，可继续顶进下一个行程。

4.2.7 触变泥浆系统。顶进过程中，需要经常进行压触变泥浆工作，以减少顶进的阻力，触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成。拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液(造浆后应静置24小时后方可使用)。注浆是通过注浆泵进行的，根据压力表和流量表，它可以控制注浆的压力(压力控制在水深的1.1～1.2倍)和注浆量(计量桶控制)。管道分总管和支管，总管安装在管道内一侧，支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔上去。注浆孔布置为：工具头后3节管各设一道、之后每间距5m设一道补浆孔(间隔2节砼管)。

注浆流程：造浆静置注浆顶管推进(注浆) 顶管停顶停止注浆

4.2.8 顶完一节管后，拆开各管路、钢管吊装、各管路安装 顶完一节管后，拆开所有管线（电力电缆、信号线、油管、进出泥浆管、触变泥浆管），进行钢管吊装焊接后，安装好所有管线，继续顶进。

4、顶管工程力学参数确定

4.1 顶力计算

该工程采用顶管总顶力计算的经验公式进行计算：

F=F0 F1

F0=αpeBC2π/4

F1=RSL

F0——初始顶力（kN）

F1——管壁摩擦力（kN）

α——综合系数，该工程取淤泥质土系数值1

pe——土仓的压力（kpa），pe=150kpa

BC=管外径（m），取2.238m

R——综合摩擦阻力（kpa），该工程取淤泥质土值2；

S——管外周长（m），3.1415×2.238＝7.03m；

L——推进长度（m），该工程考虑L=400m。

初始顶力：F0=1.5×150×2.2382×π/4=885kN

管壁摩擦力：F1=2×7.03×400=5624kN

总推力：F=885 5624=6509 kN=651T

说明：以上的管壁摩擦力计算没有考虑触变泥浆减摩效果，施工是采用触变泥浆减摩，可以有效折减管壁摩阻力。

工具头正面泥水压力：F1=π×D2/4×P其中

F1——顶管泥水阻力(t)

D——顶管外径(m)

σ——顶管泥水最大压力(t/m2)

σ与土层密实度、土层含水量、地下水位状况有关。根据有关工程统计资料和该工程的分析，估算工具头正面泥水压力为50t/m2左右，F1=π×D2/4×P＝π×2.2382/4×50＝196T

管壁摩擦阻力： F2=S×L×f其中

S—顶管外周长(m)

L—最长一段顶管长度(m)

f—综合摩擦力系数(T/ m2)

f与管道的埋设深度、土质、地下水位等因素有关。根据有关工程统计资料和该工程的分析，估算综合摩擦力系数f=1.3T/m2。F2=S×L×f=π×2.238×60×1.0＝421T

在考虑一次顶进距离为60-70m时，顶管总阻力为以上阻力之和：F=F1 F2≈617t

根据该管径钢管的要求，其不能承受的以上顶力，顶力较大，需要增加中继环，顶进的后座采用4个200T的千斤顶，中继环采用10个30T千斤顶，共计300T。顶管中继环布置按照“工具头20m—中继环—后座60m”来布置。另外，顶管过程还要采用减阻措施，通常减少管壁摩擦阻力的措施有：管壁与泥土间压触变泥浆减阻(优质膨润土拌制而成)，注浆需要管节间的密封良好，否则浆体会在管节间泄漏起不到应有的作用，减阻效果好时，f—综合摩擦力系数可以降低到0.3-0.8T/m2左右，将触变泥浆的减阻作为保险系数。

4.2 管材受力计算。钢管内径d=2220mm，厚度t=18mm，每节管长度6000mm，管的端头采用焊接接头。端面受力面积s=π× (2.238×2.238-2.22×2.22)/4=0.063m2

可承受的最大顶力为：F=s×5000T/m2/4=78.8T。

6、结语

顶管施工技术随着城市建设步伐的加快已越来越普及，它的应用的领域也更加广泛，其有效应用于应给水、排水、煤气、动力电缆等管道的施工工程中。随着我国经济的发展，工程建设的不断加大，以及对该技术的深入研究，顶管施工技术将会得到更大的发展空间和更广的领域。顶管工程实施过程加强监督管理,抓住关键问题和重要工序,严格遵守设计及施工规范技术标准，能有效地控制质量问题的出现。顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的，相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。

参考文献：

[1]王飞.浅谈顶管法的应用与技术措施[J].科技信息(科学教研),2008,(22)

[2]何耀涛.市政工程中顶管施工技术要点.中国市政工程[M],2008(12)

[3]张志诚.陈焕壮 提高市政给水管线工程质量浅议 2007(13)

[4] 袁伟柱。顶管技术在给排水管道建设中的运用[J].民营科技. 2011(05)

[5] 刘晓锋，张东飞。浅谈高层建筑给排水施工技术[J].科技风. 2010(07)

顶管施工技术总结范文第3篇

关键词：市政工程；顶管；技术应用

在城市建设中，由于顶管技术不需要挖开地面，可以穿越地面建筑物和地下错综复杂的地理环境就能铺设管道，并且施工噪音小，尘沙少，减少了对城市的污染，是经济又环保的且施工效率快的技术工艺。因此在市政工程建设中得到广泛应用。

1 顶管法施工的特点及适用范围

顶管法又称为非开挖管道敷设技术，在具体的施工作业中，通过顶管技术可以大大缩小施工面积，同时不会影响到地面道路的交通运营，施工过程中的噪音小、震动小，将对附近居民生活的影响降到最低，现有的地下管线和路面构筑物不会影响到工程的施工进行，还可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，大大减低了因为地下给排水管道工程而产生的拆迁数量，这样在一定程度上降低了工程造价。属于真正的无污染、高效率的施工技术。

顶管施工技术主要应用于城市的中心建设以及商业的繁华街道，在城市建设中遇到无法迁移或不能实施大型开挖的文物古迹遗址等特殊地段，对不能进行空中架线、开槽埋管来实施作业施工时，一般管径>800 mm的地下埋管工程可使用顶管法施工。

在敷设城市污水管道直径>800 mm时，施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其他建筑物基础时，可使用顶管法施工作业。

2 顶管技术施工工艺

2.1 顶进管的选择

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混凝土管的配筋及壁厚，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

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影响。在直线推项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。

2.2 顶管施工的前期准备

1）现场平面布置。顶管施工中的平面总体的布置主要包括设备以及自动控制室、料具间、管材堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注浆系统、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。为了确保顶管机出洞的绝对安全，在需要顶管机建设的同时需要对后靠土的建设以及进、出洞区域体进行加固，在加固过程中主要采取：高压旋喷桩加固、混凝土后背墙、堆土反压法等方法。

3）顶管施工主要设备。顶管管道一般在淤泥质砂和粘土层中顶进，适用于施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其他建筑物基础，管道直径宜大于800 mm。在这个前提下，根据管道材料、管径的大小、土体摩阻力计算顶进机具和千斤顶的大小个数以及反力墙、起重设备等。

4）机械设备交班检查。管道顶进前，不仅需要机械加工的交接班手续，还需要将记录的设备运转情况交给下一班组的机械工，并进行口头的设备运转状况交班，刚上班的机械工需要对控制台、各个泥浆泵、管道、测量系统、工具头等进行例行检查。

2.3 顶管施工的工艺

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。结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。

2）顶管施工工序。穿墙前注浆止水处理：顶管工作井穿墙洞口前方应采用压浆止水处理。注浆材料用石灰、水泥、粘土搅拌成浆液，注浆液与自然土混合，洞口搅拌范围在4 m@4 m处，以保证工具头顺利成功出洞。浆液配合比石灰B水泥B粘土=2B1B3，注入的浆液与自然土固结后既能让工具头顺利穿墙又能起止水和挡土的作用。

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：?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；?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；?穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；?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，中间按入20 mm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。

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，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。

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。注浆减阻适于长距离顶管施工。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并与顶进工作同步，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。

顶进偏差的校正：顶进过程中发现管位偏差10 mm左右，即应进行校正。纠偏校正应缓慢进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。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进。在纠偏时的动作要小，通过多次数的微调来完成纠偏作业。在机头的行进靠左时则左伸右缩。当高程和机头方向都有偏差，纠偏时首先纠正偏差明显的。如果顶管的机头出现了旋转状况，可在管内的相反方向增加压重块。

3. 结语

目前，城市日益拥挤，给排水管的管径不断加大，对给排水管的施工工艺提出了新的挑战，顶管施工作为给排水管施工过程中的一项主要技术，必须要不断完善，才能够满足当前发展需要。进行顶管施工时，要做好施工前的准备工作，调整好管壁摩擦力和泥水平衡压力，及时吸取国内外的进步思想，对顶管技术进行改革。在保证施工进度和质量的前提下，尽可能地降低施工成本。施工人员在施工过程中应该学会总结经验，并利用经验进行创新，为排水管顶管技术的发展提供更多的实践经验和理论知识。

参考文献：

[1]李家鑫，于庭伟.顶管施工技术在市政工程中的应用[J].重庆建筑 ，2007.（07）

[2]李健.顶管施工法的技术特点分析[J].筑路机械与施工机械化 ，2006，（07）

顶管施工技术总结范文第4篇

关键词:供水管道工程：顶管施工；顶力计算；纠偏；质量控制

中图分类号：P756.2 文献标识码： A 文章编号：

城市供水管道工程是重要基础设施，其建设受到了人们的广泛关注。传统的挖槽埋管地下管线施工技术对地面交通有很大影响，因此，受到了逐渐受到限制。而顶管施工技术与传统的施工技术相比，对地面活动影响较小，施工控制严格可保证交通畅通，日常活动正常，特别是在穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时可减少沿线的拆迁工作量，节约资金和时间，降低工程造价。因此，顶管技术在城市供水管道工程施工中得到广泛的应用。

1工程概况

1.1工程简介

某城市供水管道工程，在穿越市政道路采用顶管施工技术，工程长59.6m，埋设深度为4～6m。管道采用内径DN2000的“F”形Ⅲ级钢筋混凝土管材，混凝土等级为C50级。

1.2场地工程地质情况

顶管段地质情况为黏性土、回填土，管线主要在黏性土中穿过，经讨论决定，采用人工开挖与机械顶进两种方法相结合施工。

2主要施工方法

由于穿越距离短且工作坑土质较好，因此，采用组合道轨枕木作后背。为了保证顶进质量，施工时应进行后背的强度和刚度计算。

3 手掘式机械顶管施工方案

本工程顶管单一，结合现场实际情况和地质勘察报告，施工方拟定采取手掘式机械顶管施工方法。

3.1 手掘式顶管施工工艺流程(如图1所示)

3.2 顶力计算与后背设计

本工程将枕木组合作为千斤顶的后背墙。

1)后背结构及抗力计算

(1)后背结构

后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度，且压缩变形要均匀。因此，应进行强度和稳定性计算。本工程采用组合枕木后背，这种后背安装方便，安装时应满足以施工千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的l/3的要求。

(2)顶力计算

推力的理论计算公式如式(1):

F=Fl+F2(l)

式(l)中，F为总推力；Fl为迎面阻力；F2为顶进阻力。

F1=π/4×2D×P (2)

式(2)中，D为管外径，取2m；P为控制土压力。

P=K0×γ×H0 (3)

式(3)中，K0为静止土压力系数，一般取0.55；H0为地面至顶管中心的厚度，取平均值6m；γ为土的湿重量，取1.5t/m3。将相应数值代人式(2)、式(3)，得:

P=0.55×2×6=6.6t/m2

F1=3.14/4×2×2×6.6=20.724

F2=πD×F×L (4)

式(4)中，F为管外表面平均(根据顶进距离平均淤泥土)综合摩阻力，取0.8t/m2；D为管外径，取2m；L为顶距，取60m。将相应数值代人式(4)，得:

F2= 3.14×2×0.8×60=301.44

因此，总推力F=20.724+301.44=32.164t。根据总推力!工作坑所能承受的最大顶力与管材轴向允许推力相互比较后，取最小值作为油缸的总推力。主顶油缸选用2台320t(3000kN)级油缸。通过油泵压力将每台油缸顶力控制在200t以下，千斤顶总推力为400t。因此，无需增加额外的顶进系统即可满足施工要求。

2)后背的计算

后背在顶力作用下产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形现象是正常的，顶管中后背不应被破坏，不能产生不允许的压缩变形。

后背不允许出现上下或左右不均匀的压缩，否则千斤顶在余面后背会造成顶进偏差。为了保证顶进质量，施工时应进行后背的强度和刚度计算。后背受力计算公式如式(5):

式(5)中:R为总推力之反力(一般大于推力的1.2～1.6倍)；a为系数(取1.5～2.5之间)，此处取2；B为后座墙的宽度(单位为m)，此处取4m，γ为土的容重(单位为kN/m3)；H为后座墙的高度(单位为m)，此处取2m；Kp为被动土压系数tg2(45°+Φ12)；C为土的内聚力(单位为kPa)，一般情况下取10kPa；h为地面到后座墙顶部土体的高度(单位为m)，此处取2m。

按式(5)计算，后背能承受2623t顶力(>实际顶力400t)，完全能满足要求。

3.3主要设备的选择

顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、工具管及运出土设备等。

1)千斤顶：千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程每个工作井拟配置2台320t液压千斤顶。

2)高压油泵：由电动机带动油泵工作，选用额定核动力为31.5MPa的液压油泵，控制阀经分配器进人千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力与行程一致。

3)顶铁：顶铁是传递和分散顶力的设备。要求顶铁能承受顶进压力而不变形，并且便于搬动。根据顶铁位置的不同，可分为横顶铁、顺顶铁和、“U”形顶铁3种。

4)其他设备：在工作坑上设置固定的工作平台，平台用直径超过30cm的普通圆木作支架，上铺厚度超过5cm的木板作为出土使用。在工作平台上设起重架，上装电动卷扬机，其起重量应大于每出土斗车满载的重量。

3.4顶进设备的选择

本工程根据顶力计算结果，结合实际情况，采用工作顶力为320t活塞式双作用液压千斤顶。千斤顶布置采用单列式。顶进时着力点位置在顶管全高的1/2～1/3之间比较合适。千斤顶与顶管之间采用顶铁传送顶力。顶铁用型钢焊拼成各种结构的传力形式，根据顶铁安放位置和传力作用不同，采用横铁和立铁组合的方式。

3.5管前挖土与顶进

1)管前挖土：管前挖土是控制管节顶方向和高程!减少偏差的重要作业，是保证顶质量及管上构筑物顺利安装的关键施工环节。

2)下管：挖土之前应先进行下管施工，并做好以下工作。

(l)下管前应先对矽管进行外观检查，主要检查砼管有无破损及裂缝，端面要平直。检查合格后的硅管方可用起重设备吊至工作井的导轨上就位。

(2)检查起重设备。全面检查起重设备并试吊，确认安全可靠后方可下管。下管时工作井内严禁站人。当距导轨小于50cm时，操作人员方可就位工作。

(3)砖管就位。第一节管放到导轨上后，测量管子中心及前端和后端的管底高程，确认安装合格后方可顶进。第一节管作为工具管，顶进方向与高程的准确性是保证整段顶管质量的关键。

3.6管前挖土的长度控制

通常安排一个人挖土。为加快工程进度，每班安排2个人轮流开挖。在管内采用人力斗车进行土方运输；在工作井采用电动葫芦进行垂直运输土方。

顶管施工技术总结范文第5篇

【关键词】市政给排水；顶管技术；施工

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。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。

1.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的应用。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。

2.顶管技术施工应用分析

2.1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。

2.1.1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。

2.1.2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。

2.2顶管施工的前期准备

2.2.1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。

2.2.2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。

2.3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。

2.4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。

3.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。

（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。

（6）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。

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。

4.截污干管顶管施工实例

4.1顶管施工工艺

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。

4.2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。

5.结束语

顶管过程是一个复杂的力学过程，它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。顶管施工技术是在不稳定及饱和土层中以最小的破坏和最大的保护环境的特点，解决了市政给排水网管的难题，顶管技术适用于各种复杂的城市地形，顶管技术的出现为建设和谐安宁的城市和加速城区建设创造了勃勃生机。

【参考文献】