工程與服務
一、頂管施工
泥水平衡頂管施工是繼頂管施工之后而發展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于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后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。
頂管技術常用于市政施工的非開挖掘進式管道鋪設，隨著國內基建的發展，尤其是地下空間工程、隧道下穿等工程需求，越來越多的頂管技術應用于高速、地鐵、鐵路、引水等領域。優點在于不影響周圍環境或者影響較小，施工場地小，噪音小。而且能夠深入地下作業，這是開挖埋管無法比擬的優點。但是頂管技術也有缺點，施工時間較長，工程造價高等。
二、頂管分類
1、按施工工藝劃分
按施工工藝頂管主要可分為土壓平衡頂管、泥水平衡頂管;
2、按工具管形狀劃分
按工具管形狀可分為圓形頂管、矩形頂管和異形頂管等。其中異形頂管尺寸較大，常用于箱涵頂進。
(1) 矩形頂管
(2) 圓形頂管
3、按工具管材料劃分
按工具管材料間頂管分為水泥管和鋼管兩類，其中水泥管常用于污水排放，或者形成較大直徑通道，通道內安裝給水、通信、電纜等；鋼管常用于壓力介質的輸送管道、隧道工程下穿的需要較強承載能力的管幕超前支護等領域。
三、土壓平衡頂管
1、土壓平衡原理
土壓平衡則是指在頂管施工中，頂管前方施加等同于土壤壓力的工作面壓力來平衡土壤的作用力，通過推進機械的反作用力和土體自身的穩定性，從而使頂管安全、順利地完成穿越地下的施工工作。
土壓平衡常用的切削方式由人工挖掘、小型機械挖掘、刀盤切削絞龍排渣和螺旋出土等。
2、主要施工管徑
(1) 水泥管(mm)
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序號 |
砼管型號 |
頂管機外徑 |
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1 |
DN800 |
Φ980 |
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2 |
DN1000 |
φ1280 |
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3 |
DN1200 |
φ1460 |
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4 |
DN1350 |
φ1640 |
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5 |
DN1400 |
φ1700 |
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6 |
DN1500 |
Φ1820 |
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7 |
DN1600 |
Φ1940 |
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8 |
DN1800 |
Φ2180 |
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9 |
DN2000 |
Φ2420 |
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10 |
DN2200 |
Φ2670 |
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11 |
DN2400 |
Φ2910 |
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12 |
DN2600 |
Φ3150 |
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13 |
DN2800 |
Φ3390 |
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14 |
DN3000 |
Φ3630 |
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15 |
DN3200 |
Φ3860 |
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16 |
DN3500 |
Φ4130 |
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17 |
DN4000 |
Φ4830 |
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備注：頂管機根據水泥管參數確定，本數據參考徐工集團頂管機型號。 |
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(2) 鋼管(mm)
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序號 |
鋼管型號 |
頂管機外徑(回收/接收) |
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1 |
φ245 |
Φ215 |
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2 |
φ299 |
Φ270 |
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3 |
φ325 |
Φ300 |
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4 |
φ402 |
Φ370 |
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5 |
φ426 |
Φ390 |
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6 |
φ508 |
Φ480 |
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7 |
φ600 |
Φ560/610 |
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8 |
φ630 |
Φ600/650 |
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9 |
φ720 |
Φ680/735 |
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10 |
φ800 |
Φ770/820 |
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11 |
φ900 |
Φ870/925 |
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12 |
φ970 |
Φ945/1000 |
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13 |
φ1000 |
Φ970/1020 |
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14 |
φ1200 |
Φ1170/1220 |
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15 |
φ1300 |
Φ1270/Φ1330 |
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16 |
φ1400 |
Φ1370/Φ1430 |
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17 |
φ1500 |
Φ1470/Φ1540 |
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18 |
φ1600 |
Φ1570/Φ1650 |
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19 |
φ1800 |
Φ1760/Φ1850 |
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20 |
φ2000 |
Φ1950/Φ2050 |
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備注：頂管機根據鋼管外徑確定，本數據適用于可回收和可接受兩種狀態。 |
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3、主要施工工序
(1) 施工準備：測量放線，施工方案，技術參數，設備選型，基坑開挖等
(2) 安裝調試：頂管設備安裝及參數調試，設備試運行，各項配套連接；
(3) 頂進施工：破洞門，頂進入土，掘進挖土、測量復核，糾偏調整以及循環安裝工具管；
(4) 頂進完成：機頭出洞門，管外補注漿、參數檢查驗收，必要時管內填充封閉。
4、頂管設備
螺旋出土頂管
土壓平衡頂管
四、泥水平衡頂管
1、泥水平衡原理
泥水平衡頂管通過改變泥水倉的送、排泥水量和頂進速度來控制排土量，使泥水倉內的泥水壓力值穩定并控制在所設定的范圍之內，從而達到開挖面的穩定。
泥水平衡頂管壓力平衡原理的核心是控制泥漿的壓力。在頂管機施工過程中，泥漿被注入到頂管機前后腔之間，形成一個封閉的環境。通過控制泥漿的注入速度和排出速度，可以控制泥漿的壓力，從而實現前后腔的壓力平衡。當頂管機前后腔的壓力差較大時，可以增加泥漿的注入速度，提高泥漿的壓力，使前后腔的壓力趨于平衡；當頂管機前后腔的壓力差較小時，可以減小泥漿的注入速度，降低泥漿的壓力，保持前后腔的壓力平衡。
泥水平衡頂管壓力平衡原理在地鐵、隧道等地下工程以及河道、湖泊等水域工程的施工中有著廣泛的應用。通過采用泥水平衡頂管壓力平衡原理，可以有效地控制頂管機前后腔的壓力差，減小地層的沉降和地表的變形，保證工程的安全和順利進行。
2、主要施工鋼管管徑
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序號 |
鋼管型號 |
頂管機外徑(回收/接收) |
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1 |
φ426 |
Φ450 |
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2 |
φ500 |
Φ520 |
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3 |
φ600 |
Φ620 |
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4 |
φ720 |
Φ750 |
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5 |
φ800 |
Φ750/820 |
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6 |
φ900 |
Φ870/930 |
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7 |
φ970 |
Φ940/1000 |
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8 |
φ1000 |
Φ960/ 1030 |
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9 |
φ1100 |
Φ1070/1130 |
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10 |
φ1200 |
Φ1160/1230 |
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11 |
φ1300 |
Φ1260/1330 |
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12 |
φ1400 |
Φ1360/1450 |
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13 |
φ1500 |
Φ1460/1550 |
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14 |
φ1600 |
Φ1560/1650 |
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15 |
φ1800 |
Φ1750/Φ1850 |
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16 |
φ2000 |
Φ1950/Φ2050 |
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17 |
φ2200 |
Φ2150/Φ2260 |
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18 |
φ2500 |
Φ2450/Φ2560 |
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備注：頂管機根據鋼管外徑確定，本數據適用于可回收和可接受兩種狀態。 |
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3、其他主要輔助
(1) 觸變泥漿減阻：通過在管壁外壓注觸變泥漿，形成一定厚度的泥漿套，使頂管在泥漿套中頂進，以減少阻力。
(2) 中繼間接力頂進：中繼間接力頂進，也就是在管道中間設置中繼環，分段克服摩擦阻力，從而解決頂力不足的問題。 中繼間的千斤頂組在高壓油路的作用下，以其后管道為后座支承點，將其前段管道向前推進，采用這種方法，將管道分段逐次推進，從而實現長距離頂管。。
(3)長距離制導：通過激光導向，計算機指導糾偏，確保頂進線路與高程準確。
4、施工工藝流程
5、主要施工工序
(1) 施工準備：施工方案，頂進基坑，反力墻、泥漿池、觸變泥漿、中繼間、設備選型及配套、進出洞門注漿加固等；
(2) 安裝調試：設備安裝，軸線位置、套拱、洞門止水，平臺及管道連接調試等；
(3) 施工頂進：破除洞門，防護措施、頂進旋轉入土，觸變泥漿、測量復核，糾偏調整以及循環安裝工具管；
(4) 頂進完成：接收端防護、機頭出洞門，管外補注漿、參數檢查驗收，必要時管內填充封閉。
6、施工設備
φ2.5m泥水平衡
φ1.0m可回收泥水平衡
泥漿分離器