機械頂管主項系統裝置

『壹』 什麼是頂管施工

1、頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設施工技術。頂管法施工就是在工作坑內藉助於頂進設備產生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設計的坡度頂入土中，並將土方運走。

一節管子完成頂入土層之後，再下第二節管子繼續頂進。其原理是藉助於主頂油缸及管道間、中繼間等推力，把工具管或掘進機從工作坑內穿過土層一直推進到接收坑內吊起。管道緊隨工具管或掘進機後，埋設在兩坑之間。

2、盾構法(Shield Method)是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法，它是將盾構機械在地中推進，通過盾構外殼和管片支承四周圍岩防止發生往隧道內的坍塌。

同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在後部加壓頂進，並拼裝預制混凝土管片，形成隧道結構的一種機械化施工方法。

(1)機械頂管主項系統裝置擴展閱讀：

工作原理：

頂管施工是繼盾構施工之後而發展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，並且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建築物、地下構築物以及各種地下管線等。

頂管施工藉助於主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進機從工作井內穿過土層一直推到接收井內吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進機後的管道埋設在兩井之間，以期實現非開挖敷設地下管道的施工方法。

『貳』 頂管施工技術方案

頂管施工技術方案

頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設施工技術。下面我為大家分享頂管施工技術方案，歡迎大家閱讀瀏覽。

一、頂管工作原理及工藝選擇

頂管工作原理：頂管施工是以頂管工作井為起始點，在工作井內安裝主頂千斤頂系統提供水平推力，先將安裝在導軌上的頂管機頭從前牆預留的出洞口破封門推入土中，由機頭導向，然後將鋼筋砼管跟隨機頭一節一節地推向前頂進。與此同時，機頭挖掘的泥土被不斷排出，經水平運輸至工作井，再經垂直運輸至地面外運棄土。採用24小時連續施工，直至機頭進入接收井回收，完成該次頂管管道鋪設。

頂管工藝選擇：頂管有土壓平衡法、泥水平衡法及氣壓平衡法等多種施工方法，是由頂管工具管(機頭)的功能分類而定的。應根據機頭穿越的土層性質和地下水情況等因素，選擇合適的頂管機頭。頂管機頭安裝在管道的前端，它具有控制頂管方向、挖掘和防止坍方等功能，其外形和尺寸與管節相近。本工程擬選擇泥水平衡平衡機頭。

二、設備配置和安裝

(1)井內頂推設備

1、主頂千斤頂：每套頂進總站配置3台300t油壓千斤頂，其中1台備用。

2、組合支架：主頂千斤頂固定在組合支架上，按管道截面左右對稱布置。

3、油泵：為保證油壓千斤頂行程同步，共同作用，採用1台電動高壓油泵形成並聯油路向千斤頂供油壓。每個千斤頂均備有獨立的控制閥。

4、後座承壓壁：主頂油缸提供水平推力將管道在土層中向前推進，其反推力作用在後座鋼構件上並傳遞擴散到工作井後壁上。後座結構採用50mm厚鋼板(重約2t)，和厚50cm砼牆體組成。後座與工作井後壁之間墊一層5cm厚木板，這樣即可將2台油缸的集中頂力傳遞擴散到工作井壁上。

5、頂鐵和分壓環：分壓環外徑、內徑與鋼筋砼管一致，其長度為50cm，二台主頂油缸的頂推力作用在分壓環上，分壓環再均勻擴散傳遞到砼管的後端面。環形頂鐵的結構與分壓環一樣，它的作用是由於油缸的一次行程不足以將一節砼管推頂到位，需要將油缸收回後，在分壓環與油缸之間加墊該頂鐵結構，然後利用油缸的第二次行程再推，這樣反復多次即可將一節大大超過油缸行程長度的砼管推頂到位。本工程1.0m長度的頂鐵各兩件，採用20cm厚鋼板加工而成，重量約1t。

6、中繼間的設置及位置

A、 Ø800中繼站由10個30T的液壓千斤頂組成，總頂力為300t，伸縮量均為30cm，中繼間在管道上的分段安放位置，可通過頂進阻力計算確定。

B、 按常規，由於機頭前方迎面阻力和管道外壁阻力等不確定因素太多，為留有較大的安全頂力儲備，因此第一號中繼間應盡量設置在距機頭比較近的位置處，一般設置在距機頭20m處附近(，後面的中繼間再按一定長度布置。本工程每段頂管只需設置一座中繼間，即1#中繼站。

三、頂管工具管安裝

頂管機頭維修調試好，運到現場後，被吊放到工作井內導軌上。檢查測定機頭與軌道是否平衡、吻合，機頭的前後端中心方向和相對高差小於2mm，然後對機頭的油路、泥漿和操縱系統等設備進行逐一連接，各部件連接牢固，不得滲漏，安裝正確，並對各系統進行認真檢查和試運行。

四、工作井地面設施

1、膨潤注漿系統：包括膨潤土拌合池、壓漿泵、管道等。對於長距離頂管，泥漿泵的泵壓能力要求更高，壓力不得低於3Mpa。

2、棄土泥漿池：採用泥水平衡，井上地面需設置棄土泥漿池。棄土泥漿經過泥漿泵送入泥漿車運到政府指定地點排放。沉澱池設置兩個連在一起的循環過濾池。單個泥漿池內空尺寸為長10m，寬5m, 高度為2m,四周井壁採用750mm磚砌牆體，採用Mu100的磚，M10水泥砂漿砌築，內外抹20mm厚的水泥砂漿;井底採用30cm厚的C15混凝土基礎底板。

3、蓄水池：採用泥水平衡，機頭前方需要大量水供高壓水破土，需在地面上建造一蓄水池，蓄水池內空尺寸為長5m，寬5m, 高度為2m,四周井壁採用750mm磚砌牆體，採用Mu100的磚，M10水泥砂漿砌築，內外抹20mm厚的水泥砂漿;井底採用20cm厚的C15混凝土基礎底板。

4、高壓油泵站：包括高壓油泵、油管、油箱、限壓閥、溢流閥和壓力表等指示保護裝置。選用1台50Mpa高壓油泵，液壓系統設備安裝完畢後要進行試車，使用過程中定時檢修維護，及時排除故障。

5、空壓站：是向管道內及機頭供氣，以確保管道內工作人員的呼吸安全和氣倉內帶壓條件。由空壓機生產壓縮空氣，通過凈化後輸入管道內。採用1台3m3的空壓機。

6、泥漿站：包括壓漿泵、攪拌機、泥漿池、管道、壓力表和閥門等，用以向管道內供應減阻泥漿。共配置1台壓漿泵(0.8Mpa)。

7、起重設備：選用一台25噸汽車式起重機。

五、頂管出洞

當井內、井外的准備工作全部完成後，可將機頭吊放到井內導軌上，調整好方向，開始頂管的出洞，工作井壁前牆有機頭及管道出洞的預留洞口。由於地下水位比較豐富，為防止井外水土從預留洞口與機頭外壁之間的縫隙流入工作井內，預留孔洞與管道間取消常規的密封裝置而改用動密封裝置。

1、洞口密封結構：出洞口密封結構的作用是阻止在頂管過程中泥水從管節與洞口間的間隙流入井內。由於地下水位較高，改一般性的密封結構

根據管道中心線與井壁預留孔的位置，製作一個雙層鋼結構的內套環，套環內圈設有多層橡膠止水帶，止水帶之間填充黃油，套環安裝在預留孔與管節之間，外圍焊接在孔的預埋鋼板上，內圈橡膠緊貼管節。

2、破牆的出洞：當機頭前端進入洞口密封圈後，即可破牆出洞。工作井預留洞口已用鋼封門臨時封堵，在頂前採用氣割按水平方向一點點地將封門割除，然後將機頭推進，切入土體中，隨後即可進行正常頂管施工。為保證頂管機頭出洞的萬無一失，除採用大管徑井點外，應事先對洞口周圍一定范圍內的土體進行雙液注漿壓密，更有效地防止外側的水土進入工作井。雙液注漿壓密范圍為：長2m×寬4m×深6m。

3、方向監測：頂管出洞方向控製得好，整條管道才有可能頂好，頂管出洞不好，整條管道都難於頂好，故必須嚴格控制頂管出洞精度，採用跟蹤測量，隨時調整機頭出洞的方向及高程偏差。

六、頂進施工

A、當工具管頂入沉井前壁外的土體後，留其尾部約30cm長擱置在導軌上，收回千斤頂活塞桿，卸走頂鐵，安裝管節和分壓環，開始進行管道的頂進施工。

B、為實現有一次能頂進80m的距離，本工程擬採用下述兩項技術措施：第一、在管壁外壓注觸變泥漿，形成一定厚度的泥漿套，利用觸變泥漿的潤滑作用，以減少頂進阻力;第二、採用中繼間接力頂進技術，實行分段逐次頂進。

C、注漿減阻：壓注觸變泥漿填充管道的外周空隙，是減小地層損失控制地面沉降，減小頂進阻力實現長距離頂管的重要措施。對頂管機頭尾端的.壓漿，要緊隨管道頂進同步壓漿。為使管道外周形成的泥漿始終起到支承地層和減阻作用，在後續管道的適當點位，還必須進行跟蹤補漿，以補充在頂進中的泥漿損失量。壓漿所用設備有：①注漿泵(螺桿泵，排量1000L/min，壓力3Mpa);②攪拌器;③注漿管道(主管φ50mm鋼管，支管φ25mm);④管道閥門和壓力計。所用的觸變泥漿是由膨潤土、水和摻合劑按一定比例混合而成。施工現場按重量計的觸變泥漿配合比為：水：膨潤土=8:1，膨潤土：CMC=30:1，本工程擬購置膨潤土袋裝復合材料，在現場施工加水拌和。壓漿量為管道外圍環形空隙的1.5倍，壓注壓力根據管頂水壓力而定。

七、測量與糾偏

①頂管測量控制

測量控制網及井下測量平台的建立：開工前根據設計圖紙和業主提供的測量控制點，在工作井周圍布設一個高精度的測量控制網，設置臨時水準點。按設計要求在地面定出管道中心線，並在工作井的兩端放設中心線樁，並按照設定的管道中心線和工作井井位建立地面與地下測量控制系統。控制樁設在不易擾動，視線暢通便於校核的地方。

在頂進工作井內的頂管軸線上，靠近後靠背處，設置測量平台，其上設置由地面水準點引入的臨時水準點，在交接班時進行儀器高程的校對與調整。頂進軸線由設計管道中心通過經緯儀或掛垂線的方法引入井內的，並在井內布設2—3個後視點，以便相互校核。設置的井下測量平台必須穩固，不與管道、設備、後靠背接觸，不受頂管操作的影響。

②頂管軸線與標高測量

頂管方向和管軸線偏差採用激光經緯儀測定，以控制掘進機的定線準直。測量方法是將激光經緯儀設備在井下測量平台的起始點，對准設在管內測點的激光靶板，激光經緯儀發射的激光束偏離光靶中心的距離，即為頂管軸線的偏差值，但方向相反。頂管標高採用水準儀測定。

③頂管地面測量控制

頂管施工地面或多或少會產生沉降，關鍵是要隨時進行沉降觀測並採取有效的措施。一般是在頂管軸線上每間隔10米設置一組沉降觀測點進行定點定時觀測，發現有較大的沉降就應進行處理。處理方式是採取地面注漿的方式，處理面積按測量情況確定。

④頂管糾偏

管道是否沿設計管軸線頂進，是靠測量方法進行檢查，管道軸線位置偏差採用經緯儀測量檢查，管道內底高程採用水準測量。

管道在頂進過程中所發生的偏差，是通過操縱機頭內的糾偏千斤頂組來調整機頭方向完成偏差。

糾偏時應做到在頂進中糾偏，採用小角度分次逐步糾偏，做到勤測、勤糾。

⑤軸線和高程式控制制標准

執行有關規范的標准。

『叄』 頂管機的工作原理十分的簡單有哪些注意事項

注意事項

一、拆裝

拆裝頂管機的目的主要是為了停工後的轉場、維修保養，並為新的施工任務做好准備。頂管機完成管道施工任務後，應把延伸軌道鋪設好，用主項液壓缸把旋轉挖掘系統推出作業面到基坑處停放好。

拆卸前，一定要搭建工作平台和防護攔桿，鋼殼兩側圓形坡上還需安裝踏板，以防工作人員從上面滑下來。

拆卸時，首先要把測量儀器的接線和組裝的零件拆下來，然後拆除旋轉挖掘系統的總電纜和容易損壞的感測器（如報警和測量定位感測器等）。拆卸時一定要按電器拆裝規范進行。在完，或上述拆卸工作後，應將旋轉挖掘系統整體吊出基坑，拉運到檢修地點。

頂管機其他工作系統的拆裝，應當按照不同系統如：主頂系統、土輸送系統、注漿系統、電氣系統等的折裝要求進行。

二、更換切削頭

旋轉挖掘系統在每次拆卸時；都要更換磨損嚴重超標的切削刀頭，並根據將要施工地層的土質條件選擇切削刀頭的形狀、材質，安排切削刀頭的布置方式。切削刀頭分為刀柄和刀尖2部分，刀柄的材質多為經過熱處理的中碳鋼，刀尖的材質多為硬質合金或工具鋼。

在切削刀盤上除裝設切削刀頭外，還在超出切削刀盤直徑的圓周方向設置了超挖刀、仿形刀等切削刀頭。採用超挖刀的目的是減少旋轉挖據系統外殼的磨損和提高操縱性，即減少頂管機的偏擺和推進阻力。缺點是增加了背襯水泥砂漿的灌注量。

三、切削刀盤的維護修養

每次拆、裝旋轉挖掘系統時，都要檢查、保養、修理切肖刀盤的土砂密封件，並做好各部軸承的潤滑工作。為了防止土砂、泥水等侵入切削刀盤的軸承，在切削刀盤旋轉軸與座孔之間裝有數道士砂密封件及軸承潤滑裝置。

土砂密封件的結構需要依據覆蓋層深度、地下水壓力、添加劑壓力、工期長短、管道長度、密封件安裝位置、密封層數及潤滑方式等因素確定。

四、切削刀盤的扭矩檢測

在對旋轉挖掘系統完成大修或技術改造後，要對切削刀盤扭矩進行檢測。切削刀盤的扭矩要根據地質條件以及旋轉挖掘系統型式、構造和直徑等因素確定。

一般需要考慮以下幾種要素；切削土壤、礫石等的切削阻力矩；切削刀盤與土壤的摩擦阻力矩；土砂的攪拌、提升阻力矩；軸承摩擦阻力矩；密封摩擦阻力矩；減速機的機械摩擦、傳動等阻力矩。

(3)機械頂管主項系統裝置擴展閱讀

工作原理

頂管施工是繼盾構施工之後而發展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，並且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建築物、地下構築物以及各種地下管線等。

頂管施工藉助於主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進機從工作井內穿過土層一直推到接收井內吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進機後的管道埋設在兩井之間，以期實現非開挖敷設地下管道的施工方法。

施工工藝

1、機頭選型：

根據地質報告，並結合的施工經驗，頂管機頭決定採用氣壓平衡網格（水沖）式機頭進行施工。該機頭在頂進過程中，通過氣壓平衡正面土壓穩定機頭，減少外部土體對周圍地面的影響。

2、頂進設備及頂進工藝

（1）主頂：

採用4台200噸/台千斤頂作為主頂，千斤頂行程為1.4米。千斤頂動力由油泵提供。千斤頂後端用道木和分壓環將反力均勻作用於工作井，前端頂進分壓環，頂鐵將頂力傳至管節。分壓環製作具有足夠的剛性，與管端面接觸相對平整，無變形。

（2）中繼間：

在長距離頂進過程中，當頂進阻力超過容許總頂力時，無法一次達到頂進距離時，須設置中繼間分段接力頂進。本頂管工程在頂進長度超過100米時，考慮在機頭後設置一隻中繼間，並採用觸變泥漿注漿工藝。

中繼間由前殼體、千斤頂及後殼體組成。前殼體與前接管連接，後殼體與後接管連接，前後殼體間為承插式連接，兩者間依靠橡膠止水帶密封，防止管道外水土和漿液倒流入管道內。

每隻中繼間安裝10個、每個頂力為30噸的千斤頂，千斤頂沿圓周均勻布置。千斤頂的行程為28厘米，用扁鐵製成的緊固件將其固定在前殼體上。鋼殼體結構進行精加工，保證其在使用過程中不發生變形。中繼間殼體外徑與管節外徑相同，可減少土體擾動、地面沉降和頂進阻力。

當管道頂通以後，拆除千斤頂及各種輔件，外殼與管節內壁之間的間隙用細石混凝土填充。

（3）介面：

管節介面主要由外套環（鋼套環）橡膠止水帶和軟土襯墊組成。鋼套環在加工處至現場運輸吊裝過程中不能變形，介面不損壞，以確保管節在對接過程中，橡膠帶不移位、不翻轉，確保管節的密封性。同時，鋼環套在進場前還必須做好防腐處理。

橡膠止水帶應保持清潔、無油污，並存放在陰暗處，防止老化。施工中，將橡膠止水帶用強力膠水粘貼於混凝土管口凹槽處，並粘貼牢固，在管節對接前塗無腐蝕性潤滑油以減少摩阻，防止止水帶翻轉、移位和斷裂。

軟木襯墊採用多層膠合板（厚度1cm左右），將其夾於前後管節鋼套環間，以均勻管節間的相互作用力，減少介面損壞。管道頂通後，管道須作內介面處理，將管節間的膠合板鑿至同樣深度（深度2～3cm即可），並用瀝青彈性嵌縫膏或水泥砂漿抹平。

（4）注漿工藝：

在長距離（大於100米）管道頂進過程中，必須採用注漿工藝，利用觸變泥漿套減少頂進過程中管壁與土體之間的磨擦力，並填充流失的土體，減少土體變形、沉降和隔水。

觸變泥漿由膨潤土和水攪拌而成，配合比為1：8。觸變泥漿經攪拌後存入儲漿箱，通過注漿機經管道輸送至混凝土管注漿孔，注入土體形成泥漿套。

參考資料來源：網路-液壓頂管機

參考資料來源：網路-頂管施工

『肆』 頂管施工注意事項頂管施工每米多少錢

頂管施工其原理是藉助於主頂油缸及管道間、中繼間等推力,把工具管或掘進機從工作坑內穿過土層一直推進到接收坑內吊起。管道緊隨工具管或掘進機後,埋設在兩坑之間。那麼,頂管施工注意事項有哪些?頂管施工每米多少錢?我們一起來了解一下。
一、施工注意事項
①工作井作為頂管機的工作場地,須滿足裂悶頂管過程中結構的穩定安全,且截面設計須滿足頂管千斤頂、後背尺寸要求。在沉井施工過程中,重點監控沉井的終沉階段,尤其是在地質條件不好的情況下。對施工過程中出現的問題,應及時進行分析和糾偏,保證沉井下沉和干封底的質量。
②在頂管施工前,要作好扎扎實實的技術交底和安全交底工作。讓施工人員除了掌握頂管操作技能和注意事項外,還應掌握處置涌水、流砂等突發事件的方法。必須按照設定的管道線與頂管工作井、接收井建立地面與地下測量控制系統。當頂管頂進長度較長時,必須保證通風機械的正常運轉,以確保管內通風良好,避免安全事故。介面頂合時,應保證平整對中頂入,橡膠止水圈應均勻擠壓到位,介面鋼套環或承插口管壁密貼,木墊板無松動脫落,介面間隙均勻一致。
③頂管出洞前,必須進行以下的控制,確保頂管順利出洞。A對頂管整個系統的安裝,單機調試進行全面檢查,並進行設備聯運調試。B檢查洞口橡膠止水圈的安裝是否牢固,尺寸是否准確,是否能完全封堵機頭與洞口空隙。C檢查洞口前方的土體是否正採取了加固措施,洞簡告口前方是否建立了沉降監測。機頭出洞時,頂進操作應謹慎平穩勻速推進,首節管出洞口後應立即開始均勻壓注觸變泥漿。在管節出洞10～20m范圍內,檢查並督促施工員將切土、出泥、頂速、土壓、軸線、標高等施工參肆咐彎數逐漸調整至正常狀態。
二、頂管施工每米多少錢
A:頂管施工的工同,地質不同,工程量不同,區域不同,價格也不同。通常情況下,投標是按你所在地的市政定額預算套,然後下浮20%基本上就是市場價了。如果是單指施工。區域差價,地質情況,施工工藝的不同。價格相差很大。
B:關於施工價格主要和工程量,地質情況有關。還有區域不同價格不同,以總量為100米來計算,施工價格(包工包機械)大概價格在2500元/米左右。
C:非開挖頂管工程要根據頂管直徑和長度以及地質情況和周邊環境確定,一般情況下每米(包括材料)6000元以上。
D:頂管的價格高低,主要是與所採用的工藝,地質情況,工程量的大小有關。施工價格應該在4000元/米以上。